羥基酪醇藥理作用研究的新進展

臧 皓，張露云，徐 倩，郭 鑫，夏廣清

（通化師范學院醫(yī)藥學院·吉林通化·134002）

地中海飲食對人類健康具有十分重要的意義，因此得到了廣泛研究。這種飲食的基礎(chǔ)是大量地攝入谷物，蔬菜水果，橄欖油，堅果和豆類，少量的肉類及適量的魚類，以及適量飲酒，地中海飲食詳見圖1。眾所周知，地中海飲食對抗心血管疾病、糖尿病、癌癥，炎癥和衰老的效果非常好。地中海飲食的諸多益處源于該飲食的幾個組成部分中均存在大量的抗氧化劑和抗炎物質(zhì)。大量證據(jù)表明，地中海飲食對健康有益主要歸因于橄欖油的食用。橄欖油中含有大量的單不飽和脂肪酸和多酚類抗氧化劑，它們負責感官特性，自氧化穩(wěn)定性和橄欖油與健康有關(guān)的所有特性。本文重點介紹橄欖油中最重要的多酚成分之一：羥基酪醇（HT）。

圖1 地中海飲食

HT是兩性化合物，又名3,4-二羥基苯乙醇，結(jié)構(gòu)式見圖2，分子量為154.16 g/mol，羥基酪醇純品是一種無色至黃色的油狀物。在市售的各種酚中，羥基酪醇是唯一具有歐洲食品安全局授權(quán)批準作為油脂產(chǎn)品的新資源食品配料[1]，并建議其添加在魚油和植物油中。HT主要以HT-3-硫酸鹽形式排出體外[2]。HT的安全性很高，不具有遺傳毒性和致突變性[3]，在每天500 mg/kg的毒理學評價實驗中未觀察到不良反應[4]。

由于HT的抗炎和抗微生物特性，對抗心血管疾病和代謝綜合征，以及其神經(jīng)保護，抗腫瘤和化學調(diào)節(jié)作用，HT受到了制藥界的高度關(guān)注。對這個分子的濃厚興趣激發(fā)了對其藥理活性的廣泛研究，本文對HT近五年藥理的研究進展進行了重點介紹。

圖2 羥基酪醇的結(jié)構(gòu)式

1 抗微生物作用

眾所周知，橄欖樹葉提取物和HT對某些微生物如大腸埃希氏菌、白色念珠菌、產(chǎn)氣莢膜梭菌、變形鏈球菌或腸沙門氏菌具有強大的抗菌活性[5]。不僅如此，一些體外研究已證明HT對抗霍亂弧菌、傷寒沙門氏菌、流感嗜血桿菌的強大效果，使用劑量甚至低于氨芐青霉素等抗生素[6]。還有研究報道了HT的抗寄生蟲活性[7]，例如利什曼原蟲屬的寄生蟲。最近的一項研究已確定HT對金黃色葡萄球菌具有明顯的抗菌作用，并且在預防和治療醫(yī)療器械或慢性傷口相關(guān)的感染方面發(fā)揮作用，這要歸功于HT清除微生物生物膜產(chǎn)生的活性氧以及抑制微生物的粘附能力[8]。盡管進行了上述研究，但仍有報道指出HT的微生物殺滅能力有限[9]，出現(xiàn)了一些關(guān)于其抗菌作用的爭議，因此需要進一步的深入研究以闡明HT是否可在幾年內(nèi)用作人類的抗感染藥物。

HT對SIV和不同的HIV-1進化枝具有活性，在免疫突觸的前提下仍具有活性。局部施用HT不會引起兔陰道粘膜的刺激反應或形態(tài)學改變[10]。最高無毒濃度的HT對原代細胞系統(tǒng)中的病毒復制產(chǎn)生顯著的抑制作用。HT沒有引起CD4+和CD8+T細胞活化譜的顯著改變，盡管它降低了CD38+和CD8+T細胞的百分比[11]。HT在所有測試的靶細胞中抑制重組或野生型病毒的HIV-1感染。HT與替諾福韋的組合使用是協(xié)同增效的，而它與拉米夫定和恩曲他濱組合使用則是相加的作用。即使在最高測試劑量下，HT的體內(nèi)毒性也非常低[12]。因此，HT可被考慮用于預防HIV-1的傳播。

2 抗炎作用

HT是一種強有力的酚類抗氧化劑，具有強大的抗血小板、抗炎和抗動脈粥樣硬化的特性。營養(yǎng)基因組學研究發(fā)現(xiàn)，大量攝入富含多酚的橄欖油可以抑制數(shù)種促炎和促動脈粥樣硬化基因的表達，從而加速降低外周血單核細胞的炎癥反應[13]。體外脂多糖誘導人單核細胞THP-1炎癥反應的研究表明HT可防止細胞因子形成，一氧化氮生成，TNF-α分泌和mRNA表達，以及它抑制iNOS和COX-2的表達，HT在細胞水平上顯示出明顯的抗炎能力[14]。另一方面，在人單核細胞中，通過評估其對基質(zhì)MMP-9表達的影響及其與COX-2/PGE 2途徑的關(guān)系來評估HT的抗炎能力。HT抑制MMP-9基因和蛋白質(zhì)表達，對MMP-9信號通路具有直接作用。HT對MMP-9，COX-2以及其他促炎基因的抑制作用取決于其對PKC活化過程的抑制[15]。羥基酪醇抑制免疫和非免疫途徑誘導的肥大細胞脫顆粒[16]。健康受試者的PBMC在Par j 1過敏原和羥基酪醇共同刺激下，Par j 1誘導的IL-10含量顯著增加，HT還可以調(diào)節(jié)過敏原特異性免疫反應，增強對過敏原的抑制性免疫反應表明HT可作為預防過敏的營養(yǎng)素[17]。一些體內(nèi)研究顯示HT抑制環(huán)加氧酶COX-1和COX-2的能力與布洛芬和塞來昔布相同[18]。HT對患有穩(wěn)定冠狀動脈疾病的患者健康有益，作為額外干預，其可通過降低IL-6和C-反應蛋白的水平而達到效果[19]。系統(tǒng)性紅斑狼瘡（SLE）是一種多系統(tǒng)自身免疫性慢性疾病，目前仍未有有效和安全的治療方法。HT顯著減少促炎癥細胞因子和預防腎損傷，阻斷不同的炎癥相關(guān)途徑，未見經(jīng)典藥物的副作用，表明HT可開發(fā)為預防和治療SLE的新藥[20]。上述報道表明HT抗炎能力強，每日攝入可有效調(diào)節(jié)炎癥，對健康有益。

3 抗腫瘤

活性氧（ROS）與腫瘤的形成直接相關(guān)，主要是因為其在癌癥發(fā)展的各階段中均發(fā)揮關(guān)鍵作用。因此，HT的抗腫瘤活性主要與其作為ROS清除劑或其抗氧化系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力有關(guān)。近年來大量研究已證明HT的抗腫瘤作用[21]。HT可抑制人肝癌細胞的增殖，誘導G2/M期細胞周期阻滯和凋亡。機制研究時發(fā)現(xiàn)HT可抑制AKT和NF-κB途徑的激活[22]。HT誘導G1/S細胞周期停滯，抑制細胞周期蛋白D1/E和CDK 2/4并誘導抑制p21/p27，HT還誘導細胞凋亡。它抑制AKT/STAT3的磷酸化，并誘導NF-kB的細胞質(zhì)保留，最終HT抑制雄激素受體表達和雄激素受體響應性前列腺特異性抗原的分泌。并且其對正常細胞無毒副作用，實驗結(jié)果支持HT可用于前列腺癌的治療[23]。膽管癌是一種消化性腫瘤，早期診斷的困難和此腫瘤類型對化療的抗性而導致高死亡率。研究發(fā)現(xiàn)HT抑制TFK-1、KMBC和GBS-SD細胞系的增殖。研究表明HT在體外和體內(nèi)誘導細胞周期停滯和凋亡。這些數(shù)據(jù)表明HT具有優(yōu)異的生物相容性和極低的副作用，可作為抗膽管癌的新藥[24]。高劑量HT可降低甲狀腺癌細胞的活力，同時減少細胞周期蛋白D1的表達和上調(diào)細胞周期關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子p21的水平。在相同的實驗條件下，Annexin V-PI染色和DNA梯度顯示HT對乳頭狀和濾泡癌細胞具有促凋亡作用。此外，通過免疫印跡分析，觀察到HT通過促進凋亡細胞死亡來降低甲狀腺癌細胞活力[25]。HT抑制衰老的NHF細胞中CCL5的表達。這種抑制NHF細胞激活ERK1/2-細胞周期蛋白D1途徑和增強MB231細胞增殖有關(guān)。這些結(jié)果表明，接近生命終點的成纖維細胞促進人乳腺上皮癌細胞增殖，HT可抑制該過程[26]。與單用紫杉醇相比，聯(lián)合用藥顯著降低了腫瘤體積。同時該組合改善了氧化狀態(tài)而不影響化學療法的效果。還有研究揭示HT是紫杉醇聯(lián)合治療乳腺癌的有效伴侶。與HT的組合還將確?；瘜W治療藥物的氧化作用較小，這可能有效地改善患者健康[27]。HT和西妥昔單抗組合對結(jié)腸癌細胞周期進程進行抑制，從而增強化療的效果。HT下調(diào)EGFR表達并抑制結(jié)腸癌細胞增殖，其機制與EGFR抑制劑西妥昔單抗激活的機制相似。HT-西妥昔單抗組合在降低細胞生長方面表現(xiàn)出更佳的功效，藥劑濃度比單一使用時低10倍。HT可有效治療結(jié)腸癌，增強EGFR抑制劑的效果[28]。

4 神經(jīng)保護作用

眾所周知，高水平的氧化應激和亞硝化應激會損害腦組織的完整性和功能，特別是在衰老過程中。HT具有強大的清除自由基物種和誘導抗氧化酶的能力，可以改善一些神經(jīng)退行性疾病，如帕金森病[29]。帕金森病是第二種最常見的神經(jīng)退行性疾病。除了緩解癥狀外，目前尚無治療方法。研究結(jié)果表明HT對DA-和6-OHDA誘導的多巴胺能細胞死亡具有保護作用，支持橄欖油在預防DA代謝相關(guān)的多巴胺能神經(jīng)元功能障礙中的有益作用[30]。流行病學研究表明，糖尿病是阿爾茨海默病發(fā)病和發(fā)展的危險因素。胰島素抵抗是糖尿病與AD之間的主要結(jié)合點。星形膠質(zhì)細胞是最重要的腦膠質(zhì)細胞，負責將葡萄糖轉(zhuǎn)化為乳酸并將其轉(zhuǎn)移到使用它作為燃料的神經(jīng)元，但Aβ（1-42）損害胰島素信號傳導和糖原儲存。HT通過改善胰島素敏感性和恢復適當?shù)囊葝u素信號傳導來保護Aβ（25-35）處理的星形膠質(zhì)細胞[31]。HT通過調(diào)節(jié)線粒體氧化應激，神經(jīng)元炎癥和細胞凋亡來改善AD涉及的神經(jīng)元損傷，而不影響AβPP加工[32]。蛋白質(zhì)聚集是許多人類疾病的基礎(chǔ)，雞蛋白色溶菌酶原纖維是研究淀粉樣蛋白疾病的模型蛋白，HT對其有很好的抑制作用，說明HT具有治療阿爾茨海默病和帕金森病等相關(guān)疾病的能力[33]。

5 HT在心血管系統(tǒng)中的作用

由于其抗氧化作用，HT阻止低密度脂蛋白氧化，因此減少動脈粥樣硬化斑塊的形成[34]。一些富含HT的提取物降低血漿總膽固醇和脂質(zhì)水平，降低血壓等心血管危險因素[35]，這是歐洲食品安全局建議每日攝入至少5毫克HT（通常以橄欖油形式）的主要原因。HT及其代謝產(chǎn)物還具有降低人主動脈內(nèi)皮細胞中不同粘附分子分泌的能力。HT及其代謝物負責保護細胞免受內(nèi)皮功能障礙，因此降低了動脈粥樣硬化早期的風險[36]。最近的一項研究表明，HT調(diào)節(jié)主動脈和心臟組織中數(shù)種蛋白質(zhì)的表達，這些蛋白質(zhì)參與內(nèi)皮細胞的增殖和遷移，導致血管閉塞和影響心臟功能，使HT發(fā)揮對心血管系統(tǒng)的保護作用[37]。HT改善心肌損傷，恢復血液動力學功能并抑制ACE活性，防止心臟肥大和重塑，表明HT對異丙腎上腺素誘導的心肌梗塞發(fā)揮有效的心臟保護作用[38]。HT對心肌I/R損傷也具有保護作用，與心肌中AKT/GSK3β通路的激活有關(guān)[39]。

6 代謝綜合征

代謝綜合征被描述為多種代謝異常的組合，包括肥胖、血脂異常、葡萄糖耐量降低、胰島素抵抗、糖尿病和高血壓，這些增加了心血管疾病、糖尿病和中風的風險。已在中年超重男性中證明，補充12周橄欖苦苷和HT，可改善胰島素的葡萄糖調(diào)節(jié)能力和β細胞分泌能力[40]。糖尿病促進脂質(zhì)過氧化的增加，導致谷胱甘肽氧化還原狀態(tài)的改變、抗氧化劑血漿水平的降低和抗氧化酶活性的降低。所有這些變化的產(chǎn)生可能是高血糖氧化應激引起。研究表明，給予糖尿病大鼠的HT補充劑引起腸道麥芽糖酶、乳糖酶、蔗糖和脂肪酶活性的顯著降低，SOD、CAT和GPx活性的增強，以及谷胱甘肽還原水平的增加，然后減少氧化應激狀態(tài)[41]。HT降低不飽和脂肪酸的生物合成，以及亞油酸、視黃醇、鞘脂和花生四烯酸的代謝，但上調(diào)甘油磷脂代謝[42]。HT顯著降低空腹血糖，類似于二甲雙胍。值得注意的是，HT降低了二甲雙胍未能降低的血脂。此外，HT在降低肝臟和肌肉組織中脂質(zhì)和蛋白質(zhì)的氧化水平上更有效，這表明HT可能被開發(fā)為臨床代謝綜合征治療藥物[43]。

7 解毒作用(ROS清除劑)

與HT相關(guān)的最重要的活動之一是其作為ROS清除劑所發(fā)揮的作用。HT及其代謝物具有很高的根除細胞內(nèi)外ROS產(chǎn)生的能力。在細胞外水平上，HT及其衍生物通過阻斷ROS，顯示出ROS清除活性。ROS由紫外線輻射或過氧亞硝酸根自由基產(chǎn)生時，它們均能破壞DNA并促進遺傳毒性[44]。在細胞內(nèi)，HT具有強大的ROS清除能力，特別是對于自由基、過氧化氫和次氯酸，HT作為金屬螯合劑發(fā)揮作用[45]。使用HT可以逆轉(zhuǎn)砷誘導的蛋白氧化、脂質(zhì)過氧化、增加GSH含量以及過氧化氫酶和SOD活力。HT還防止細胞色素C從線粒體移位并增加細胞色素C的線粒體/細胞質(zhì)比例。因此，HT可改善抗氧化系統(tǒng)并有效降低大鼠腦內(nèi)的氧化應激水平[46]。慶大霉素是一種治療嚴重革蘭氏陰性菌感染的有效抗生素。然而其腎毒性限制了其使用。研究結(jié)果表明，HT保護腎臟免受慶大霉素誘導的腎毒性，部分原因是HT的抗氧化能力[47]。研究了HT對完整人紅細胞中汞（Hg）誘導的氧化和形態(tài)變化的保護作用。研究結(jié)果表明，HT處理可防止細胞暴露于微摩爾氯化汞濃度下導致GSH細胞內(nèi)水平降低引起的溶血和ROS增加。提供了HT具有清除汞毒性潛力的有力實驗證據(jù)[48]。HT對甲基汞（MeHg）誘導的細胞毒性和基因毒性進行抑制從而起到神經(jīng)保護作用。HT導致p53、bax、細胞色素C和caspase 3下調(diào)以及prosurvival蛋白上調(diào)。此研究表明HT主要是通過降低氧化應激對MeHg誘導中毒的細胞具有保護潛力[49]。HT通過顯著降低線粒體改變和氧化損傷的百分比來改善阿霉素引起的心臟紊亂。這些結(jié)果表明羥基酪醇改善了線粒體電子傳遞鏈。該研究表明，羥基酪醇可以保護阿霉素引起的大鼠心臟損傷，減少氧化損傷和線粒體改變[50]。人類通過膳食攝入丙烯酰胺（AA），AA誘導的細胞毒性和細胞凋亡與Caco-2細胞中的氧化應激密切相關(guān)，HT通過改善Caco-2細胞的氧化還原狀態(tài)和部分抑制凋亡途徑能夠降低AA毒性[51]。

8 其它藥理作用

HT降低了SW982細胞中促炎介質(zhì)的產(chǎn)生，此保護作用可能與MAPKs和NF-κB信號通路被抑制有關(guān)。因此HT可能是預防和控制與滑膜成纖維細胞過度活化相關(guān)的疾病（如類風濕性關(guān)節(jié)炎）的靶向制劑[52]。HT調(diào)節(jié)micro RNA-9及其靶標sirtuin-1的水平，從而抵消氧化應激誘導的軟骨細胞死亡。Micro RNA表達的調(diào)節(jié)可能是HT保護作用的重要機制[53]。HT對骨的形成和維持起到關(guān)鍵作用，可作為治療骨質(zhì)疏松癥的有效藥物[54]。HT還有助于人類精子的保存[55]。羥基酪醇可有效降低大鼠血清中的尿酸，抑制大鼠肝臟的XOD活性，并在轉(zhuǎn)錄水平上調(diào)節(jié)腎臟尿酸轉(zhuǎn)運體URAT1、GLUT9、OAT1、UAT和ABCG2的mRNA轉(zhuǎn)錄[56]。

9 結(jié)論

羥基酪醇抗微生物、保護心血管和神經(jīng)、改善代謝綜合征、抗炎、抗腫瘤、抑制氧化應激。但是由于其在體內(nèi)的不穩(wěn)定性導致生物半衰期短和生物利用度低，給羥基酪醇在醫(yī)藥領(lǐng)域的應用帶來了巨大挑戰(zhàn)。因此，對羥基酪醇進行修飾得到穩(wěn)定的羥基酪醇衍生物，從而改善生物利用度、活性和功效是我們今后努力的方向。