虎杖苷的保肝作用研究進(jìn)展

鄧 艷劉 洪吳新玉成 蕾賀 梅王婷婷葉林虎

(畢節(jié)市第一人民醫(yī)院，貴州 畢節(jié) 551700)

肝是人體最大的腺體和實質(zhì)性器官，承擔(dān)著代謝、解毒、生物轉(zhuǎn)化、造血和免疫等多種生理功能；同時肝也容易受到毒物、藥物及有毒代謝產(chǎn)物等各種內(nèi)外源性物質(zhì)的損傷。肝損傷是多種肝疾病共有的一種病理狀態(tài)。肝疾病是臨床常見病、多發(fā)病，特別是在我國病毒性肝炎、肝硬化及肝癌的發(fā)病率較高，嚴(yán)重危害人民群眾身體健康，因此肝損傷的防治尤為重要。目前臨床用于肝損傷治療的藥物主要有還原型谷胱甘肽、復(fù)方甘草酸苷、甘草酸二銨、雙環(huán)醇、聯(lián)苯雙酯以及多烯磷脂酰膽堿、水飛薊素、硫普羅寧等，其中水飛薊素、多烯磷脂酰膽堿是從植物中提取得到的，由此可見從植物中尋找用于治療肝損傷的藥物是可行的。

虎杖Polygonum cuspidatumSieb.et Zucc.為蓼科虎杖屬植物，是一種傳統(tǒng)中藥，長期以來一直在臨床實踐中用作止痛、退熱、利尿和祛痰藥?；⒄溶?polydatin，PD)，也稱白藜蘆醇苷，是從虎杖中分離得到的一種多酚類單體化合物，其化學(xué)名為3，4’，5-三羥基二苯乙烯-3-β-D-葡萄糖苷，廣泛存在于植物及許多日常飲食中[1]?，F(xiàn)代藥理學(xué)研究表明，PD具有多種藥理活性，包括保護(hù)血管、防治腦缺血、抗血栓、抗動脈硬化、改善心肌損傷、抗休克以及調(diào)節(jié)糖脂代謝等[2－3]。近年來研究發(fā)現(xiàn)虎杖苷具有保護(hù)肝細(xì)胞、抗肝纖維化、改善肝細(xì)胞脂肪變性及抗肝癌等作用。本文綜述了其在肝疾病方面的藥理作用及機(jī)制，以期為其后續(xù)的深入研究及開發(fā)利用提供參考。

1 結(jié)構(gòu)與藥動學(xué)特點

PD為白藜蘆醇與葡萄糖結(jié)合的產(chǎn)物，是一種非黃酮類天然多酚化合物，化學(xué)名為3，4’，5-三羥基二苯乙烯-3-β-D-葡萄糖苷(圖1)，分子式為C20H22O8，相對分子量為390.40。研究報道PD在大鼠體內(nèi)的藥動學(xué)過程符合二室模型，口服吸收較快，tmax為20.80 min，Cmax為1.44μg/mL，t1/2β為89.84 min，可快速分布到各組織，給藥后10~30 min各組織中PD濃度即達(dá)峰值，其中脾、心、肺、胃分布較高，肝、腦、腎次之，小腸、睪丸組織中分布再次之，消除快，清除率為0.42 L/(kg·min)，不易蓄積中毒[4－5]。

圖1 虎杖苷的化學(xué)結(jié)構(gòu)Figure 1 Chemical structure of polydatin.

PD可通過兩種途徑去糖基化生成反式白藜蘆醇:第一種是通過鈉依賴性葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體(SGLT1)通過刷狀緣后，被β-葡糖苷酶水解；第二種是通過膜結(jié)合酶根皮苷水解酶在上皮腔側(cè)進(jìn)行去糖基化，然后釋放的白藜蘆醇苷元通過被動擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞，再被代謝成葡糖醛酸結(jié)合物[6]。與白藜蘆醇相比，PD具有更強(qiáng)的水溶性及抗氧化作用，可通過兩種不同的轉(zhuǎn)運(yùn)方式被吸收，即被動擴(kuò)散和主動轉(zhuǎn)運(yùn)(通過主要存在于胃和腸中的SGLT1進(jìn)行主動轉(zhuǎn)運(yùn))[7－8]；具有更高的生物利用度，在胃腸道生理條件下，PD具有較好的溶解度，更容易被吸收[9]。

2 藥理作用

2.1 保護(hù)肝細(xì)胞

PD具有保護(hù)肝細(xì)胞的作用。研究報道，PD在1×10－7~1×10－4mol/L濃度范圍內(nèi)可不同程度地減少CCl4誘導(dǎo)的原代培養(yǎng)大鼠肝細(xì)胞ALT及丙二醛(MDA)生成，增加還原型谷胱甘肽(GSH)活性，提高細(xì)胞存活率[10]。在大鼠失血性休克模型中發(fā)現(xiàn)PD可抑制大鼠肝細(xì)胞線粒體膜電位改變和線粒體通透性轉(zhuǎn)換孔(mPTP)開放、維持肝細(xì)胞溶酶體穩(wěn)定、抑制休克誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激，減輕肝細(xì)胞線粒體損傷，從而保護(hù)肝細(xì)胞[11]。

2.2 抗肝纖維化

肝纖維化是各種慢性肝病向肝硬化發(fā)展以及原發(fā)性肝癌進(jìn)一步發(fā)展、惡化的關(guān)鍵步驟，表現(xiàn)為肝內(nèi)纖維組織異常增生、細(xì)胞外基質(zhì)彌漫性大量產(chǎn)生和沉積、合成和降解失衡、繼發(fā)肝自我修復(fù)的動態(tài)可逆性病理過程[12]。肝星狀細(xì)胞被激活后轉(zhuǎn)化為肌成纖維細(xì)胞被認(rèn)為是肝纖維化形成的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[13]。體外培養(yǎng)大鼠肝星狀細(xì)胞HSC-T6，給予PD(125、250、500μmol/L)處理，發(fā)現(xiàn)PD可降低肝星狀細(xì)胞活力、減少α-平滑肌肌動蛋白(α-SMA)和CollagenⅠ蛋白表達(dá)，且濃度增加，抑制作用增強(qiáng)，呈一定的劑量依賴性[14]；在轉(zhuǎn)化生長因子-β1(TGFβ1)刺激人肝星狀細(xì)胞株(LX-2)誘導(dǎo)肝纖維化細(xì)胞模型中發(fā)現(xiàn)，PD能顯著抑制α-SMA表達(dá)，抑制肝星狀細(xì)胞活化，減少肝纖維化[15]。體內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)腹腔注射PD(5 mg/kg)4周可減少甲硫氨酸-膽堿缺乏(MCD)飲食誘導(dǎo)的非酒精性脂肪性肝炎(NASH)和肝纖維化小鼠血清AST和ALT生成、改善NASH和肝纖維化[16]。此外PD可減少CCl4誘導(dǎo)的α-SMA及TGF-β1表達(dá)、膠原蛋白沉積、巨噬細(xì)胞浸潤，改善肝纖維化和炎癥[13，17]。這些研究表明PD可通過減少NASH和肝纖維化來改善肝功能。

2.3 改善肝細(xì)胞脂肪變性

脂肪肝又稱脂肪性肝病或肝內(nèi)脂肪變性，是指各種原因引起的以肝細(xì)胞脂肪變性為主的臨床病理綜合征[18]。肝細(xì)胞脂肪變性發(fā)展為脂肪性肝炎是單純性肝脂肪變向肝硬化甚至肝癌進(jìn)展的重要階段。研究報道，PD可減輕高脂飲食誘導(dǎo)的非酒精性脂肪肝模型動物肝細(xì)胞脂肪變性，降低血清AST、ALT、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)和甘油三酯(TG)、總膽固醇(TC)以及游離脂肪酸(FFA)等的濃度[19－21]。此外在斑馬魚幼魚急性酒精性脂肪肝模型中發(fā)現(xiàn)，模型組斑馬魚幼魚肝脂肪發(fā)生沉積、變性，而PD可明顯減少肝脂肪沉積，改善肝組織病理改變，起到保護(hù)肝的作用[22]。

2.4 抗肝癌

肝細(xì)胞癌是常見的肝原發(fā)性惡性腫瘤，主要發(fā)生在慢性肝病和肝硬化患者中，是全球第三大與癌癥相關(guān)的死亡原因。研究報道，在體外用PD處理正常肝細(xì)胞系HL-7702以及肝癌細(xì)胞系HepG2和SMMC-7721后發(fā)現(xiàn)，PD可濃度依賴性和時間依賴性地抑制肝癌細(xì)胞增殖；還可濃度依賴性地誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞凋亡(可能是通過增加Caspase-3活性，上調(diào)Caspase-3、Caspase-9、Bax的蛋白表達(dá)以及下調(diào)Bcl-2的蛋白表達(dá)來實現(xiàn)的)；此外，PD還可抑制肝癌細(xì)胞的增殖、侵襲以及遷移。體內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)，將HepG2細(xì)胞接種于裸鼠，PD處理能顯著抑制裸鼠種植瘤的生長，并增加了Caspase-3的表達(dá)和肝癌細(xì)胞凋亡[23]。

2.5 調(diào)節(jié)糖脂代謝、改善胰島素抵抗

研究報道，胰島素抵抗、肝脂質(zhì)沉積等與非酒精性脂肪肝病(NAFLD)的發(fā)病密切相關(guān)，因此，調(diào)節(jié)糖脂代謝、改善胰島素抵抗可能是治療NAFLD的重要手段[24]。在高脂飲食誘導(dǎo)的NAFLD大鼠模型中發(fā)現(xiàn)，模型組的大鼠出現(xiàn)脂質(zhì)大量沉積、高胰島素血癥、胰島素抵抗以及TC、TG、LDL-C升高，而HDL-C降低，通過PD治療后，發(fā)現(xiàn)PD可降低TC、TG、LDL-C，升高HDL-C，有效改善胰島素抵抗、降低空腹胰島素及血糖水平，提高胰島素敏感指數(shù)[21，25－26]。此外，還發(fā)現(xiàn)PD可降低脂質(zhì)合成關(guān)鍵酶固醇調(diào)控元件結(jié)合蛋白-1c(SREBP-1c)、肝X受體α(LXR-α)蛋白以及硬酯酰輔酶A去飽和酶1(SCD1)的表達(dá)，減少脂質(zhì)合成；增加肝脂質(zhì)代謝關(guān)鍵酶過氧化物酶體增殖劑激活受體-α(PPAR-α)合成以及脂肪酸代謝關(guān)鍵酶肉堿棕櫚酰轉(zhuǎn)移酶-1(CPT1)蛋白水平，改善脂質(zhì)代謝障礙，減少脂質(zhì)沉積[27－28]。以上研究說明，PD可調(diào)節(jié)糖脂代謝、改善胰島素抵抗。

3 作用機(jī)制

3.1 抗氧化應(yīng)激

氧化應(yīng)激是機(jī)體或細(xì)胞內(nèi)氧化和抗氧化系統(tǒng)之間的平衡被破壞而造成的應(yīng)激狀態(tài)，發(fā)生在多種疾病過程中。PD是一種天然多酚化合物，具有很好的自由基清除能力和抗氧化活性[29－30]。一項臨床研究顯示，PD可顯著降低慢性酒精中毒患者血漿AST、ALT水平及脂質(zhì)過氧化水平，改善酒精中毒患者的肝損傷[31]。PD可提高重金屬鎘處理后小鼠肝組織SOD及GSH-Px活性，抑制鎘誘導(dǎo)的自由基對肝細(xì)胞的攻擊，降低MDA含量，減輕鎘誘導(dǎo)的肝組織細(xì)胞氧化應(yīng)激引起的肝損傷[32]。同樣，在非酒精性脂肪肝模型中也發(fā)現(xiàn)PD能升高SOD及GSHPx活性，降低MDA含量，提高肝抗氧化能力[33]。在對乙酰氨基酚誘導(dǎo)的小鼠肝毒性模型中發(fā)現(xiàn)，PD通過降低氧化型谷胱甘肽(GSSG)、活性氧(ROS)、一氧化氮(NO)和丙二醛(MDA)的含量，增加GSH、GSH-Px活性以及GSH/GSSG比值，減少氧化應(yīng)激。同時，PD顯著抑制誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(iNOS)、NADPH氧化酶2(NOX2)的水平和mRNA表達(dá)[34]。在芥子氣誘導(dǎo)肝損傷研究中發(fā)現(xiàn)，PD顯著增加了Sirt1、HO-1和NQO1的表達(dá)以及Nrf2核易位，提高小鼠存活率，而敲除Sirt1或Nrf2均取消了PD的保護(hù)作用，這說明PD對抗芥子氣中毒所致肝損傷與Sirt1/Nrf2通路有關(guān)[35]。在高脂飲食誘導(dǎo)的非酒精性脂肪性肝炎和纖維化小鼠模型中發(fā)現(xiàn)，PD可通過下調(diào)NOX4酶來降低氧化應(yīng)激[16]。此外，PD還可通過增加miR-200a來調(diào)節(jié)Keap1/Nrf2信號通路防止果糖誘導(dǎo)的肝炎癥和脂質(zhì)沉積[27]。

3.2 抗炎

研究報道，PD具有較好的抗炎作用。在LPS/D-GaIN誘導(dǎo)的小鼠暴發(fā)性肝衰竭模型中，PD預(yù)處理可劑量依賴性地抑制了腫瘤壞死因子-α(TNF-α)的產(chǎn)生，抑制髓過氧化物酶(MPO)活性以及細(xì)胞間粘附分子-1(ICAM-1)、內(nèi)皮細(xì)胞粘附分子-1(ECAM-1)的表達(dá)，并抑制Caspase-3激活以及轉(zhuǎn)錄因子核因子-κB(NF-κB)的活性，從而抵抗LPS/DGaIN誘導(dǎo)的暴發(fā)性肝衰竭[36]。在酒精性肝病模型中發(fā)現(xiàn)，PD預(yù)處理可通過下調(diào)Toll樣受體4(TLR4)和NF-κB-p65抑制促炎細(xì)胞因子TNF-α、IL-1β、IL-6的釋放，抑制炎癥，預(yù)防乙醇誘發(fā)的肝損傷[37]。在CCl4引起的肝損傷模型中，TNF-α、IL-1β、環(huán)氧合酶2(COX-2)、誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(iNOS)以及NF-κB的表達(dá)增加，而PD可逆轉(zhuǎn)它們的表達(dá)，保護(hù)小鼠免受CCl4誘導(dǎo)的肝損傷[38]。

3.3 調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡

研究報道，PD對細(xì)胞凋亡具有雙重調(diào)節(jié)作用。在D-半乳糖誘導(dǎo)的肝損傷模型中，PD能夠上調(diào)凋亡抑制蛋白Bcl-2表達(dá)，下調(diào)促凋亡蛋白Bax和Caspase-3的表達(dá)，減輕肝組織病理變化[30]。在重金屬鎘處理后的小鼠中，PD可提高肝組織SOD及GSH-Px活性，下調(diào)Bax、Caspase-3蛋白表達(dá)，減少細(xì)胞凋亡[32]。在對乙酰氨基酚誘導(dǎo)的小鼠肝毒性模型中，PD通過降低細(xì)胞色素C、活化的Caspase-9、凋亡酶激活因子1(Apaf-1)、活化的Caspase-3以及Bax水平和表達(dá)，增加Bcl-2水平和表達(dá)，抑制細(xì)胞凋亡[34]。而在肝癌細(xì)胞中，PD濃度依賴性地增加Caspase-3活性，上調(diào)Caspase-3、Caspase-9、Bax蛋白表達(dá)，下調(diào)Bcl-2蛋白表達(dá)，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[23]。

3.4 防止線粒體損傷

線粒體是物質(zhì)代謝和能量代謝的重要場所，在細(xì)胞分化、增殖和死亡中起著重要作用。研究發(fā)現(xiàn)，在肝疾病的發(fā)生發(fā)展過程肝細(xì)胞表現(xiàn)出線粒體功能受損，能量代謝異常，其特征為線粒體通透性轉(zhuǎn)換孔(mPTP)開放、線粒體腫脹、膜電位降低和ATP水平降低[39－40]。Li等[11]研究發(fā)現(xiàn)，急性缺血性休克引起肝細(xì)胞線粒體功能障礙，而PD可減輕肝細(xì)胞線粒體損傷，抑制線粒體膜電位崩潰和mPTP開放，改善肝細(xì)胞線粒體功能。此外，PD可抑制嚴(yán)重休克誘導(dǎo)的肝細(xì)胞氧化應(yīng)激，維持肝細(xì)胞溶酶體的穩(wěn)定性，其作用機(jī)制與PD激活SIRT1-SOD2途徑有關(guān)。

3.5 調(diào)節(jié)自噬

自噬是細(xì)胞通過溶酶體將細(xì)胞內(nèi)受損的細(xì)胞器、錯誤折疊的蛋白及多余的脂質(zhì)降解來維持細(xì)胞穩(wěn)態(tài)和器官完整性的重要過程。研究表明，自噬在多種肝疾病中起重要作用[41]。細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)的自噬降解障礙是NASH發(fā)展的原因之一。體內(nèi)外研究表明，PD可抑制mTOR信號傳導(dǎo)并上調(diào)轉(zhuǎn)錄因子EB(TFEB)的表達(dá)和活性，促進(jìn)溶酶體生物發(fā)生，恢復(fù)溶酶體功能和自噬通量，減少NASH模型小鼠NAFLD活動評分、降低血清TC和ALT水平，預(yù)防NASH模型小鼠肝脂質(zhì)蓄積、減輕炎癥和肝細(xì)胞損傷[42]。

4 結(jié)語與展望

肝損傷是多種肝疾病共有的一種病理狀態(tài)，因此肝損傷的防治尤為重要。目前，臨床用于治療肝損傷的藥物主要通過抗氧化應(yīng)激、抗炎、保護(hù)肝組織及細(xì)胞、改善肝功能等起到治療肝損傷的作用。PD是一種從虎杖中分離出來的多酚類單體化合物，其具有較好的抗氧化作用。研究報道，其在肝方面具有保護(hù)肝細(xì)胞、抗肝纖維化、改善肝細(xì)胞脂肪變性及抗肝癌等作用，其作用機(jī)制可能與其抗炎、抗氧化應(yīng)激、調(diào)節(jié)自噬及細(xì)胞凋亡、防止線粒體損傷等有關(guān)。綜上所述，虎杖苷具有發(fā)展成為保肝藥物的潛在可能。然而，目前關(guān)于PD在肝方面的藥理作用機(jī)制以及作用靶蛋白仍不清楚，且缺乏相關(guān)的毒理學(xué)研究，因此，為了能更好地將PD開發(fā)利用，還需對其進(jìn)行更多更深入的研究。