柑橘多甲氧基黃酮化合物在心血管疾病中的應(yīng)用及研究進(jìn)展

鄧航，馬敏杰，于子漪，李淑珍

（1.沈陽(yáng)醫(yī)學(xué)院口腔醫(yī)學(xué)院2017級(jí)本科生，遼寧 沈陽(yáng)110034；2.基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院2017級(jí)本科生；3.基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院免疫學(xué)教研室）

心血管疾病已經(jīng)成為威脅人類健康的“頭號(hào)殺手”。有研究顯示，心血管疾病導(dǎo)致的死亡占中國(guó)居民疾病死亡構(gòu)成的40%以上，位居首位，每年影響上億人，并且呈現(xiàn)上升趨勢(shì)［1］。導(dǎo)致心血管疾病發(fā)病的風(fēng)險(xiǎn)因素眾多，如吸煙、空氣污染，不健康的飲食和肥胖、缺乏鍛煉和糖尿病等其他疾病激發(fā)的高血壓［2－3］。

柑橘屬中黃酮類化合物（flavonoids）主要包括黃烷酮類（flavanones）、黃酮醇類 （flavonols）和黃酮類（flavones）三大類。其中低極性、高度甲氧化的多甲氧基黃酮化合物（polymethoxylated flavones，PMFs）是目前的研究熱點(diǎn)之一。PMFs主要來(lái)源于蕓香科柑橘屬，是具有多個(gè)甲氧基、低極性且有平面結(jié)構(gòu)的黃酮類物質(zhì)，并且大多具有強(qiáng)效的生物活性作用。目前主要通過(guò)醇浸提、超臨界CO2流體萃取、超聲法、離子交換法、高效液相色譜法、超高效液相色譜結(jié)合二極管陣列檢測(cè)器和快速制備色譜等技術(shù)對(duì)PMFs進(jìn)行提取分離［4］。PMFs中的代表化合物包括川陳皮素、桔黃酮、甜橙黃酮和橙皮苷等［5］。近年來(lái)針對(duì)PMFs的研究多以川陳皮素和桔黃酮為主。研究表明川陳皮素和桔黃酮等PMFs具有抗炎、抗氧化、抗癌和抗誘變等多種藥理作用［6］。而近年來(lái)在心血管疾病的防治方面，越來(lái)越多的研究證實(shí)，PMFs在抑制動(dòng)脈粥樣硬化、調(diào)節(jié)血脂、抑制血小板凝聚和改善心肌損傷等方面均具有顯著的藥理活性［7－10］。同時(shí)流行病學(xué)研究也表明，含有柑橘類黃酮食物的攝入與心血管疾病發(fā)生的減少存在直接關(guān)聯(lián)。

1 柑橘類PMFs在調(diào)節(jié)血脂異常治療中的應(yīng)用

血脂異常是引發(fā)冠狀動(dòng)脈疾病和腦卒中的重要發(fā)病因素，并且參與動(dòng)脈血管壁的氧化和炎癥過(guò)程，與動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生發(fā)展關(guān)系密切［11－12］。而針對(duì)血脂異常及早采取預(yù)防和干預(yù)措施可明顯降低心血管疾病的發(fā)病率和死亡率［13］。

近年來(lái)針對(duì)PMFs通過(guò)多靶點(diǎn)途徑調(diào)節(jié)血脂異常的相關(guān)研究進(jìn)展迅速。有學(xué)者在缺乏肝AMPK（Ampkβ1－／－）的小鼠和無(wú)法抑制ACC磷酸化的小鼠（Ampkβ）這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)組進(jìn)行對(duì)照實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)無(wú)論肝或脂肪細(xì)胞的AMPK是否激活，川陳皮素都可以增加脂肪酸氧化，減弱脂肪酸合成，有效地改善代謝紊亂，預(yù)防肥胖、肝脂肪變性、血脂異常和胰島素抵抗［14］。Assini等［15］也在動(dòng)物模型中發(fā)現(xiàn)桔黃酮可以通過(guò)抑制肝臟脂肪酸合成和增加脂肪酸氧化來(lái)預(yù)防肝臟脂肪變性、血脂異常和胰島素敏感。

在飲食結(jié)構(gòu)上，Kurowska等［16］評(píng)估了含有PMFs的食物配方在因飲食而誘發(fā)的高膽固醇血癥的倉(cāng)鼠中降低膽固醇的潛力，發(fā)現(xiàn)含1%PMF的飲食可顯著降低血清總脂蛋白和極低密度脂蛋白膽固醇（分別降低19%～27%和32%～40%），并降低或趨于降低血清三酰甘油，證明膳食中添加桔黃酮和其他PMFs可使實(shí)驗(yàn)性高膽固醇血癥的倉(cāng)鼠產(chǎn)生顯著的降血脂反應(yīng)。這些研究結(jié)果提示了PMFs在高脂血癥、飲食性肥胖和肥胖型糖尿病等代謝性疾病中有預(yù)防和治療作用。

此外，也有研究表明PMFs還可以通過(guò)調(diào)控相關(guān)蛋白間接調(diào)節(jié)血脂異常，研究發(fā)現(xiàn)川陳皮素可通過(guò)調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝相關(guān)基因和脂肪因子的表達(dá)，上調(diào)白色脂肪組織中葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白4的表達(dá)和Akt磷酸化，起到改善肥胖、高血糖、高血脂和胰島素抵抗等藥理作用［17］。

以上研究均表明PMFs在調(diào)節(jié)血脂異常中效果顯著，PMFs或?qū)⒊蔀榉乐蝿?dòng)脈粥樣硬化和再狹窄的潛在候選藥物。

2 柑橘類PMFs在心肌保護(hù)中的作用

心肌持續(xù)肥大是心力衰竭發(fā)展的主要因素之一。而誘發(fā)心肌肥大的病理生理過(guò)程是復(fù)雜和多因素的，涉及多個(gè)細(xì)胞和分子系統(tǒng)。其常見(jiàn)的發(fā)病誘因包括機(jī)械應(yīng)力、體液刺激、基因轉(zhuǎn)錄、炎癥作用和氧化應(yīng)激等［18］。隨著研究的深入，已被證實(shí)PMFs可以通過(guò)調(diào)節(jié)體液刺激、減緩氧化應(yīng)激和抑制炎癥反應(yīng)等環(huán)節(jié)改善肥大心肌癥狀。

Wunpathe等［19］在L－NAME誘導(dǎo)的高血壓大鼠模型實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，桔黃酮可以降低RAS的激活和氧化應(yīng)激的水平，通過(guò)AT1R／pERK／pJNK4信號(hào)通路減輕L－NAME誘導(dǎo)的大鼠心室功能障礙和重塑，同時(shí)提高NO的有效性，恢復(fù)增強(qiáng)大鼠心肌的舒張功能。

此外，心肌細(xì)胞自噬功能的正常表達(dá)也是滿足心肌代謝需求的重要穩(wěn)態(tài)途徑之一［20］。Wu等［21］通過(guò)體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，川陳皮素能夠增加溶酶體的酸化作用，恢復(fù)受損的自噬通量并保護(hù)大鼠免受急性心肌梗死的侵襲。Zhang等［22］在對(duì)小鼠經(jīng)主動(dòng)脈束帶（AB）進(jìn)行心臟肥大造模后，發(fā)現(xiàn)川陳皮素可以抑制心臟肥大中NAPDH氧化酶NOX2和NOX4表達(dá)的增加，并減輕內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和心肌細(xì)胞凋亡；同時(shí)，川陳皮素預(yù)處理還可減輕去氧腎上腺素刺激的新生大鼠心肌細(xì)胞肥大反應(yīng)和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激狀態(tài)，結(jié)果表明川陳皮素可通過(guò)抑制NAPDH氧化酶和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激來(lái)緩解因壓力超負(fù)荷而引起的心臟肥大。還有研究發(fā)現(xiàn)川陳皮素在心肌缺氧／復(fù)氧處理后可改善H9C2細(xì)胞的細(xì)胞活力，顯著抑制活性氧和丙二醛誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡，并抑制缺氧／復(fù)氧刺激后的H9C2細(xì)胞中促炎因子的釋放［23］。

以上研究結(jié)果均說(shuō)明PMFs在預(yù)防及治療心肌梗死、心肌肥大以及缺血性心臟病中具有良好的應(yīng)用前景。

3 柑橘類PMFs在血管保護(hù)中的作用

血管損傷有多種形式，有與靜脈和動(dòng)脈化相關(guān)的血流動(dòng)力學(xué)壓力增高導(dǎo)致的高血壓，還有內(nèi)皮損傷對(duì)基礎(chǔ)血管平滑肌細(xì)胞造成損害導(dǎo)致的血栓－炎癥反應(yīng)等，都與多種心血管疾病的發(fā)生機(jī)制密切相關(guān)［24］。目前關(guān)于PMFs對(duì)血壓的調(diào)節(jié)功能的研究結(jié)果眾多，Yang等［25］研究發(fā)現(xiàn)，川陳皮素可以通過(guò)激活大鼠內(nèi)皮細(xì)胞Ca2＋－eNOS通路舒張?bào)w外的腸系膜動(dòng)脈。Yam等［26］在貓須草中提取出甜橙黃酮成分，通過(guò)體外收縮前主動(dòng)脈環(huán)法測(cè)定發(fā)現(xiàn)，甜橙黃酮可以通過(guò)NO／sGC／cGMP途徑和鉀、鈣通道發(fā)揮血管舒張作用來(lái)拮抗主動(dòng)脈環(huán)收縮。

此外，川陳皮素對(duì)L－NAME誘導(dǎo)的高血壓大鼠在血管功能障礙和重塑方面也有積極保護(hù)作用。研究顯示，川陳皮素不僅能夠顯著降低L－NAME誘導(dǎo)的大鼠腸系膜血管的血壓，增強(qiáng)對(duì)交感神經(jīng)刺激的收縮反應(yīng)，緩解乙酰膽堿對(duì)L－NAME大鼠腸系膜血管床和主動(dòng)脈環(huán)造成損傷，而且還能降低氧化應(yīng)激指標(biāo)，恢復(fù)L－NAME大鼠血漿中的一氧化氮代謝物水平以及多種蛋白表達(dá)（eNOS、Nrf2和HO－1），抑制L－NAME大鼠中主動(dòng)脈壁厚度、橫截面積和血管平滑肌細(xì)胞數(shù)量以及膠原蛋白沉積的增加［27］。這些研究結(jié)果均表明PMFs可通過(guò)多種途徑調(diào)節(jié)血壓，進(jìn)而改善血管損傷。

PMFs還能夠預(yù)防和緩解血管炎癥。三甲胺，作為膳食膽堿及其包含的食物在腸道代謝的轉(zhuǎn)化物，是血管炎癥和血管疾病的重要誘因之一［28］。Yang等［29］研究發(fā)現(xiàn)，川陳皮素可以防止血管部位（近主動(dòng)脈）的氧化損傷，通過(guò)抑制MAPK／ERK的活性，降低p65和磷酸化p65的表達(dá)，預(yù)防三甲胺氧化物誘導(dǎo)的血管炎癥。還有研究發(fā)現(xiàn)，在鏈脲佐菌素誘發(fā)的糖尿病性心肌病中，川陳皮素可通過(guò)抑制糖尿病小鼠心臟組織中c－Jun氨基末端激酶、p38和NF－κB的活化，減輕小鼠心臟功能障礙、氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)，具有潛在的治療價(jià)值［30］。

川陳皮素和甜橙黃酮等PMFs在調(diào)節(jié)血壓和減輕血管炎癥的血管保護(hù)過(guò)程中作用顯著，在治療高血壓和血管炎癥方面具有很大潛力。

4 PMFs在抗血小板凝集方面的作用

血小板的凝集和活化在血管損傷和血栓形成中發(fā)揮至關(guān)重要的作用，是治療心血管疾病的關(guān)鍵一環(huán)［31］。目前已有研究證實(shí)川陳皮素、甜橙黃酮等PMFs能夠通過(guò)靶向多種血小板信號(hào)通路，調(diào)節(jié)血小板功能，產(chǎn)生顯著的抗血栓形成效果。

Lu等［32］通過(guò)體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，川陳皮素能抑制膠原蛋白和花生四烯酸誘導(dǎo)的血小板聚集，在膠原激活的人血小板中，川陳皮素抑制了PLCγ2、Akt和蛋白激酶PKC以及MAPKs的磷酸化，顯著減少細(xì)胞內(nèi)鈣動(dòng)員和羥自由基（OH（·））的形成；并通過(guò)血小板功能分析發(fā)現(xiàn)川陳皮素顯著延長(zhǎng)了小鼠的全血凝固時(shí)間，增加了血栓性血小板堵塞形成的阻斷時(shí)間。Vaiyapuri等［33］發(fā)現(xiàn)，甜橙黃酮能夠通過(guò)抑制磷脂酰肌醇3－激酶（PI3K）和環(huán)核苷酸信號(hào)通路來(lái)調(diào)節(jié)血小板功能，結(jié)果表明甜橙黃酮抑制激動(dòng)劑誘導(dǎo)的整合蛋白αIIbβ3的內(nèi)－外和外－內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，細(xì)胞內(nèi)鈣動(dòng)員以及顆粒分泌，并在體外動(dòng)脈血流條件下，抑制人血小板凝集粘附，隨后阻止血栓在膠原蛋白涂層的表面上形成。

血小板中血管擴(kuò)張刺激磷蛋白（VASP）作為cAMP和cGMP的依賴性蛋白激酶底物，可以直接參與血小板cAMP／cGMP依賴性抑制通路，而研究發(fā)現(xiàn)川陳皮素和甜橙黃酮可通過(guò)提高VASP的磷酸化水平升高cGMP水平，從而抑制血小板功能［34］。Jayakumar等［35］也發(fā)現(xiàn)川陳皮素可通過(guò)一種新型的非環(huán)核苷酸依賴性機(jī)制在洗滌的人血小板中刺激VASP磷酸化，從而抵抗血小板凝集。值得一提的是，VASP還是血小板中肌動(dòng)蛋白重組的調(diào)節(jié)劑，通過(guò)升高其磷酸化水平，可使鈣調(diào)蛋白結(jié)合受損，從而限制血小板形變，抵抗血小板凝集［36］。

以上研究均表明川陳皮素和甜橙黃酮等PMFs能夠有效調(diào)節(jié)血小板功能，可以作為預(yù)防或治療血栓栓塞性疾病的潛在治療劑。但是也有個(gè)別案例報(bào)道患者因過(guò)量攝入PMFs從而出現(xiàn)血小板減小性紫癜，因此關(guān)于PMFs的膳食攝入考量還需進(jìn)一步的研究［37］。

5 PMFs在其他方面的作用

PMFs的其他藥理作用如抗過(guò)敏、抗腫瘤等生物活性。Ashrafizadeh等［38］總結(jié)了川陳皮素可抑制上皮－間充質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT）和ZEB、Slug、Snail等EMT相關(guān)因子來(lái)抑制癌細(xì)胞的遷移和侵襲；此外，川陳皮素還可抑制STAT3、NF－κB、Akt、PI3K、Wnt等致癌因子，并在癌癥治療中上調(diào)microRNA－7和microRNA－200b等抑癌因子水平，起到誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡和細(xì)胞周期阻滯的藥理作用。在慢性過(guò)敏性疾病研究中，Liu等［39］發(fā)現(xiàn)桔黃酮通過(guò)調(diào)控PI3K和Notch信號(hào)通路（與T細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)、增殖和分化有關(guān)，在哮喘疾病發(fā)生發(fā)展中至關(guān)重要）以及調(diào)節(jié)Th1／Th2／Th17細(xì)胞因子平衡，對(duì)新生哮喘小鼠起到抗哮喘作用。

6 小結(jié)與展望

PMFs主要提取自蕓香科柑橘屬，來(lái)源廣泛且豐富，生物利用率高，未見(jiàn)明顯的毒副作用。其強(qiáng)大的抗炎、抗氧化作用不僅能夠有效地保護(hù)和緩解心血管疾病，在抗癌、抗誘變等方面均有作用。另有研究表明PMFs在判定果汁摻假，開(kāi)發(fā)保健食品以及植物科學(xué)和農(nóng)業(yè)科學(xué)中柑橘分類等方面均有廣闊的應(yīng)用前景［40］。目前對(duì)PMFs的研究主要集中于川陳皮素和桔黃酮上，其他PMFs還有眾多，具有巨大的開(kāi)發(fā)潛能。

隨著研究的不斷深入，PMFs對(duì)心血管的保護(hù)作用不斷被研究與證實(shí)。但是因?yàn)镻MFs的來(lái)源主要是蕓香科柑橘果皮等植物，并不是人類日常大量攝入的食物，所以實(shí)驗(yàn)研究多以動(dòng)物為對(duì)象，其對(duì)人類心血管的保護(hù)機(jī)制和生物效能在臨床上是否適用還有待進(jìn)一步探究。