植物大麻素有效成分抗炎作用及其作用機(jī)制研究進(jìn)展

孫凱玉 吳玉柳 李錦蓮 劉媛媛

大麻為一種?？浦参?，早在公元前2700 年左右《神農(nóng)本草》中便有其醫(yī)療應(yīng)用記載，隨著人們對(duì)大麻素研究的深入，發(fā)現(xiàn)其具有抗炎、止痛、抗腫瘤、止吐、抗氧化、抗癲癇發(fā)作等多種藥理作用。為避免大麻素獨(dú)特的精神毒副作用，目前，一些基于大麻提取物的制劑中含有不同比例的四氫大麻酚（THC）、大麻二酚（CBD），具有良好的臨床耐受性，使其在醫(yī)學(xué)中引起了更多關(guān)注。

炎癥為臨床常見(jiàn)的病理過(guò)程，可發(fā)生在機(jī)體的各種組織中，是機(jī)體對(duì)刺激做出的反應(yīng)，屬于人體防御機(jī)制的表現(xiàn)，一旦失控則會(huì)擾亂人體組織及器官功能，可成為多種疾病發(fā)生發(fā)展的基礎(chǔ)，如：關(guān)節(jié)炎、痛風(fēng)、惡性腫瘤、周圍神經(jīng)病變等疾病，目前公認(rèn)的抗炎藥物為抑制環(huán)氧化酶（COX1/2）阻止花生四烯酸代謝為前列腺素E2（PGE2）的非甾體抗炎藥物，由于其長(zhǎng)期使用引起的胃腸道毒副反應(yīng)使其臨床應(yīng)用受到限制。故探索一種新的藥物治療炎癥性疾病是我們目前重要的研究方向。THC 低于0.3%的工業(yè)大麻素成癮性極低，在多種炎癥性疾病中具有顯著作用，且國(guó)外以大麻為基礎(chǔ)的藥物已被非正式地用于治療結(jié)腸炎癥?，F(xiàn)就國(guó)內(nèi)外大麻素有效成分抗炎作用及機(jī)制的最新研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 植物大麻素有效成分的抗炎作用

大麻素是從大麻植株中分離出的有效成分，已被證明對(duì)幾種炎癥和神經(jīng)疾病有效。2015 年Gallily 等[1]表明大麻提取物（苜蓿克隆202）劑量依賴性抑制酵母聚糖誘導(dǎo)的小鼠足部炎性[1]。有研究證明了吸食大麻與肺部炎性疾病發(fā)病率降低的相關(guān)性，大麻素可通過(guò)調(diào)控細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)，抑制炎癥發(fā)生及發(fā)展[2，3]。同時(shí)高頻率應(yīng)用大麻素可明顯降低人白細(xì)胞抗原和CD8+T 細(xì)胞的活性。抑制白細(xì)胞介素（IL）和腫瘤壞死因子α（TNF-α）產(chǎn)生，從而降低抗原提呈，調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)[4]。目前從大麻素中分離并鑒別出的大麻類化合物約150 種[5]，較常見(jiàn)的為T(mén)HC、CBD、大麻色?。–BC）、大麻酚（CBN）、大麻萜酚（CBG）、大麻二酚酸（CBDA）等。

1.1 THCTHC 是大麻中發(fā)現(xiàn)的主要精神活性化合物，通過(guò)各種機(jī)制下調(diào)炎癥過(guò)程，Santosh 等[6]發(fā)現(xiàn)，THC 可通過(guò)降低IL-6、IL-8 和TNF-α 水平，抑制內(nèi)毒素誘導(dǎo)的人巨噬細(xì)胞炎癥因子風(fēng)暴。一項(xiàng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，THC 降低了血清淀粉樣蛋白A、脂鈣素-2 和髓過(guò)氧化物酶等炎性標(biāo)志物水平，促進(jìn)腸道黏膜屏障修復(fù)，阻斷結(jié)腸炎性反應(yīng)[7]。在傷口愈合的初始階段多種細(xì)胞因子和生長(zhǎng)因子起著至關(guān)重要的作用，THC 通過(guò)下調(diào)炎癥反應(yīng)對(duì)傷口愈合和再生醫(yī)學(xué)產(chǎn)生有益的潛在影響[8]。

1.2 CBD植物大麻素中含有豐富的CBD，作為植物大麻素中主要非精神活性藥物，其是含有21 個(gè)碳原子的萜酚化合物。多項(xiàng)研究表明CBD 對(duì)炎癥和免疫系統(tǒng)有重要影響。Couch 等[9]證實(shí)了CBD具有抑制腸癌、闌尾炎、結(jié)腸炎組織細(xì)胞的炎癥因子表達(dá)、選擇性的抗凋亡作用，在抑制炎癥發(fā)生及發(fā)展中具有良好的應(yīng)用前景。膿毒血癥是病原菌入血并在血液中繁殖后，隨血液運(yùn)行到全身組織器官，產(chǎn)生的全身炎癥反應(yīng)，造成了組織器官的損傷。Mohamed 等[10]證實(shí)CBD 可通過(guò)抑制細(xì)菌繁殖，下調(diào)炎性細(xì)胞因子的釋放，抑制炎癥風(fēng)暴。Hammell等[11]證實(shí)CBD 對(duì)關(guān)節(jié)滑膜厚度、脊神經(jīng)根結(jié)節(jié)炎癥因子具有顯著抑制作用，且無(wú)明顯副作用，還可緩解佛氏佐劑誘導(dǎo)的疼痛，具有炎性關(guān)節(jié)炎的治療潛力，且與黃酮類藥物合用具有協(xié)同作用[12]。為進(jìn)一步論證CBD 在人體中的抗炎作用機(jī)制，有學(xué)者在10 名健康成年人中進(jìn)行了一項(xiàng)CBD 抗炎試點(diǎn)隨機(jī)、平行、雙盲研究，證實(shí)CBD 可下調(diào)人外周血單核細(xì)胞產(chǎn)生IL-10 和TNF-α 等炎癥因子水平，證明了CBD 產(chǎn)品的抗炎潛力[13]，同時(shí)CBD 具有抗金黃色葡萄球菌及大腸桿菌的作用機(jī)制，且具有抗氧化、促進(jìn)皮膚修復(fù)功效，有望應(yīng)用大麻素有效成分開(kāi)發(fā)成護(hù)膚品治療痤瘡。

1.3 黃酮類大麻中已知的化合物中，黃酮類化合物約占10%，大麻植物中已知的約有20 種主要屬于黃酮類和黃酮醇亞類，其中櫟素、山奈酚，Cannflavins A（CFA）和CannflavinsB（CFB）是最著名的類黃酮[14]。Yeon 等[15]證實(shí)山奈酚抑制幽門(mén)螺桿菌的細(xì)胞毒素相關(guān)基因A 和空泡細(xì)胞毒素A，誘導(dǎo)促炎細(xì)胞因子的下調(diào)而顯示出抗炎作用。CFA和CFB 作為大麻當(dāng)中獨(dú)有的類黃酮成分，在抗炎作用中發(fā)揮重要作用[16，17]。Apigenin 作為黃酮類中的一員，在具有抗焦慮作用的同時(shí)，可通過(guò)調(diào)節(jié)TNF-α、干擾素γ、IL-6，趨化蛋白-1（MCP-1）和MCP-3 的產(chǎn)生，參與炎癥調(diào)節(jié)反應(yīng)[18]。

1.4 萜菇類萜菇類化合物是植物大麻中的另一類非大麻素成分，主要包括檸檬烯、月桂烯、α-蒎烯、芳樟醇、β-石竹烯（BCP）、橙花叔醇和植醇等，為植物大麻素芳香油，因其具有揮發(fā)性香氣成分，既往主要被應(yīng)用于化妝品、香水、食品添加劑中。最近研究表明植物大麻素萜菇類化合物在多種炎癥性疾病中具有顯著抗炎、止痛、抗感染、抗菌功效，且與CBD 具有協(xié)同作用[19]。

BCP 是大麻揮發(fā)油的主要成分之一（高達(dá)35%），為雙環(huán)倍半萜類化合物，通過(guò)作用于大麻素受體（CB2R），抑制由Toll 樣受體復(fù)合物激活觸發(fā)的途徑CD14/TLR4/MD2，減少免疫炎癥過(guò)程，抑制結(jié)腸炎、膿毒血癥的炎癥反應(yīng)[20，21]。因大麻萜菇揮發(fā)油具有淡淡香味，且具有較好的皮膚滲透性，Rufino等[22]在骨關(guān)節(jié)炎動(dòng)物模型中應(yīng)用BCP、月桂烯和檸檬烯三種大麻萜菇化合物揮發(fā)油，證實(shí)其具有抑制促炎因子釋放，發(fā)揮抗炎及抗損傷作用。

2 大麻素有效成分抗炎作用機(jī)制

2.1 調(diào)節(jié)細(xì)胞因子及炎性介質(zhì)產(chǎn)生

2.1.1 抑制炎癥因子釋放 在感染及非感染性疾病中細(xì)胞因子發(fā)揮核心作用。促炎因子為炎癥誘導(dǎo)損傷細(xì)胞釋放的細(xì)胞因子，誘導(dǎo)機(jī)體免疫應(yīng)答，同時(shí)釋放大量抗炎因子，激活局部及全身炎癥反應(yīng)，發(fā)揮遏制炎性病灶作用。而當(dāng)促炎因子過(guò)多時(shí)，可誘導(dǎo)正常細(xì)胞損傷，造成組織及器官損傷。Gertsch等[23]證實(shí)CBD 可激動(dòng)CB2R，劑量依賴性地抑制角叉菜膠刺激皮膚角質(zhì)層細(xì)胞引起的過(guò)敏性皮炎體外模型MCP-2、IL-6、IL-8、TNF-α 的釋放，抑制皮膚炎癥反應(yīng)。在慢性阻塞性肺疾病的動(dòng)物模型中，CBD 可有效抑制中性粒細(xì)胞的升高及浸潤(rùn)，以及支氣管肺泡灌洗液上清液中促炎細(xì)胞因子（TNF-α、IL-6）和趨化因子（MCP-1、MIP-2）的產(chǎn)生阻止炎癥的進(jìn)展[24]。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)大麻苜蓿蛋白水解物降低了促炎介質(zhì)，上調(diào)抗炎介質(zhì)（IL-10 和IL-4），調(diào)節(jié)脂多糖（LPS）活化的原代人單核細(xì)胞的炎癥，提示對(duì)人類有抗炎作用[25]。THC、黃酮類化合物對(duì)炎性因子的釋放也具有顯著抑制作用[6，15]。

2.1.2 抑制NO 釋放 在炎癥與免疫反應(yīng)中，NO 是促進(jìn)血管舒張和促炎反應(yīng)過(guò)程中重要的炎癥介質(zhì)之一。一氧化氮合酶（iNOS）是一種參與免疫防御機(jī)制的自由基，可上調(diào)NO 的產(chǎn)生。多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)表明THC、CBD 通過(guò)抑制iNOS 下調(diào)巨噬細(xì)胞分泌NO，調(diào)節(jié)各種炎癥刺激的反應(yīng)[26，27]。Ruth 等[28]證實(shí)從大麻萜菇類化合物提取的BCP、月桂烯和檸檬烯等均可抑制IL-1 誘導(dǎo)的NO 產(chǎn)生，拮抗體外和體內(nèi)急性炎癥發(fā)生及傷害感受活性。CBG 是THC、CBD和CBC 的前體植物大麻素，可通過(guò)抑制外周脂氧合酶減少巨噬細(xì)胞中的NO，減少活性氧（ROS）產(chǎn)生，同時(shí)抗菌譜廣，對(duì)多重耐藥菌有效，對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌抗菌活性與萬(wàn)古霉素相當(dāng)，并不易耐藥，在炎性腸病的治療中具有優(yōu)異的臨床應(yīng)用前景[29]。

2.1.3 抑制PGE PGE2 為花生四烯酸環(huán)衍生物，廣泛分布于機(jī)體內(nèi)，在機(jī)體免疫調(diào)節(jié)中發(fā)揮抗炎及促炎雙重調(diào)節(jié)作用。當(dāng)機(jī)體受到外界環(huán)境刺激，過(guò)量的COX1/2 促進(jìn)PEG 轉(zhuǎn)化為PEG2，促進(jìn)局部血管擴(kuò)張，增加毛細(xì)血管通透性，調(diào)節(jié)細(xì)胞募集，為炎癥誘發(fā)的主要介質(zhì)[30]。大麻素與內(nèi)源性大麻素在結(jié)構(gòu)上與花生四烯酸相似，并被認(rèn)為會(huì)干擾炎癥過(guò)程。有學(xué)者證實(shí)從大麻中分離的THC、四氫大麻酚酸（D9-THC-A）、CBD、CBDA、CBG、CBGA 和黃酮類化合物均可抑制COX1/2 表達(dá)，抑制前列腺素產(chǎn)生，調(diào)節(jié)結(jié)腸炎癥的發(fā)展[17，31]。大麻萜菇月桂烯也以劑量依賴性抑制前列腺素E2 來(lái)協(xié)同CBD 的外周抗傷害感受和抗炎作用[32]。

2.1.4 抑制ROS 產(chǎn)生 氧化應(yīng)激是ROS 調(diào)控失衡導(dǎo)致的，ROS 是一組具有強(qiáng)氧化性的不穩(wěn)定氧自由基和分子，并且與炎癥性疾病有關(guān)。ROS 通過(guò)氧化氨基酸殘基，如半胱氨酸和賴氨酸、氧化脂質(zhì)和核酸來(lái)調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)，在生理?xiàng)l件下保持平衡，是炎癥過(guò)程的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因素[33]。大麻素中酚類的酚羥基作為供氫體，與ROS 的反應(yīng)可以終止鏈?zhǔn)椒磻?yīng)中不受控制的新自由基的連續(xù)產(chǎn)生，從而清除自由基[34]。Dawidowicz 等[35]證實(shí)CBG、CBD、Δ9-THC、CBN、CBGA、CBDA 以及Δ9-THCA 均可調(diào)節(jié)超氧化物歧化酶（SOD）的表達(dá)，清除自由基、減少金屬離子，抑制ROS 產(chǎn)生，參加炎癥反應(yīng)。CBD亦可通過(guò)激活A(yù)MPK-Nrf2 通路，逆轉(zhuǎn)紫杉醇抑制SOD、HO-1 等抗氧化因子表達(dá)機(jī)制，抑制周圍神經(jīng)病變炎性因子表達(dá)[36]。Suryavanshi 等[6]證實(shí)THC通過(guò)抑制ROS 產(chǎn)生，調(diào)節(jié)NLRP3 炎癥體釋放，減輕了內(nèi)毒素誘導(dǎo)的人巨噬細(xì)胞和原代HBEC 中的細(xì)胞因子風(fēng)暴，發(fā)揮了抗炎作用。

2.2 抑制MAPK（JNK、P38 和ERK）磷酸化炎癥的發(fā)生發(fā)展作用機(jī)制復(fù)雜，涉及多條炎癥信號(hào)通路，其中炎癥因子、應(yīng)激等多種因素可激活MAPK（JNK、P38 和ERK）信號(hào)通路，誘導(dǎo)免疫細(xì)胞的聚集、活化，進(jìn)一步上調(diào)促炎因子的表達(dá)，導(dǎo)致細(xì)胞因子激活級(jí)聯(lián)反應(yīng)，加重炎癥，被認(rèn)為是與炎癥反應(yīng)相關(guān)的極其重要的通路37]。Shebaby 等[38]在體內(nèi)和體外研究中表明植物大麻苜蓿提取物通過(guò)調(diào)控細(xì)胞外信號(hào)調(diào)控激酶（ERK）、c-Jun NH2 末端激酶（JNK）和P38 MAPK 的磷酸化，下調(diào)COX-2 和iNOS 蛋白表達(dá)，阻斷炎癥發(fā)生。有學(xué)者從植物大麻素中提取4 種大麻萜菇類化合物BCP、月桂烯、檸檬烯、α-蒎烯，發(fā)現(xiàn)其減弱了單核細(xì)胞ERK1/2和JNK1/2 磷酸化，抑制MAPK 通路發(fā)揮抗炎效應(yīng)[21，22]。一項(xiàng)動(dòng)物體內(nèi)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，大麻黃酮類提取物Apigenin 可以抑制炎癥因子釋放，并表明MAPK-NF-κB-TNF-α 和 TGF-β1-MAPK 途 徑是主要靶點(diǎn)[39]。

2.3 抑制JAK/STAT 磷酸化信號(hào)傳導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活蛋白STAT 為一種可與核DNA 結(jié)合的蛋白質(zhì)家族，可對(duì)細(xì)胞外的各種炎癥因子及生長(zhǎng)信號(hào)做出應(yīng)答，是除了第二信使外最重要的信號(hào)途徑。磷酸化的JAK 激活STAT 家族，使其發(fā)生同源或異源二聚體，進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi)與靶基因結(jié)合，參與細(xì)胞的凋亡、增殖、炎癥等過(guò)程[40]。Kozela 等[41]證實(shí)CBD 劑量依賴性地抑制IFN-JAK-STAT1/STAT3 的磷酸化，下調(diào)炎癥趨化因子（如CCL2，ICAM1 和CXCL10）的產(chǎn)生，增強(qiáng)抗炎因子IL-10 等表達(dá)，調(diào)節(jié)小鼠小膠質(zhì)細(xì)胞及星形膠質(zhì)細(xì)胞炎癥反應(yīng)。THC 作為最早從植物大麻素中分離的精神活性化合物，靶向抑制STAT3 的磷酸化控制炎癥發(fā)展同樣被證實(shí)[42]。為進(jìn)一步證實(shí)不同成分含量的大麻素提取物對(duì)炎癥調(diào)節(jié)作用，有學(xué)者通過(guò)體外篩選植物大麻素提取物，證實(shí)大麻素可差異性抑制NF-κB 和STAT3 的轉(zhuǎn)錄激活，調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞炎癥因子釋放，參與炎癥反應(yīng)，并表明提取物脫羧后抗炎效果更佳[43]。

2.4 調(diào)控核因子κB（NF-κB）活化及IκB、P65 磷酸化NF-κB p65/p50 在細(xì)胞質(zhì)中以與抑制蛋白（IκB）結(jié)合的復(fù)合物形式存在。刺激IκB-α的磷酸化可促進(jìn)活性p65 NF-κB 釋放，隨后p65 NF-κB 被轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核以誘導(dǎo)各種炎癥（包括IL-1 和IL-6）和凋亡基因表達(dá)發(fā)揮炎癥途徑調(diào)控功能。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)植物大麻衍生物通過(guò)調(diào)控TLR4/NF-κB 信號(hào)途徑，下調(diào)炎癥因子釋放，在中樞神經(jīng)系統(tǒng)免疫應(yīng)答的啟動(dòng)中發(fā)揮重要作用[44]。THC 作為大麻素衍生物內(nèi)主要成分被證實(shí)與CBD 協(xié)同調(diào)節(jié)NF-κB 途徑，抑制炎癥介質(zhì)的釋放，拮抗皮炎的發(fā)生及發(fā)展[45]。同時(shí)大麻萜菇類化合物內(nèi)多種活性成分被證實(shí)通過(guò)抑制NF-κB 信號(hào)通路，抑制炎性因子釋放[46～48]。

3 討論

綜上所述，植物大麻素含THC、CBD、萜菇類、黃酮類等多種抗炎成分，可通過(guò)抑制炎癥介質(zhì)釋放、抗氧化應(yīng)激、調(diào)節(jié)內(nèi)源性大麻素系統(tǒng)、抑菌、調(diào)節(jié)NF-κB、JAK/STAT、MAPK 等多條信號(hào)通路抑制炎癥的發(fā)生及發(fā)展，擁有多靶點(diǎn)、多調(diào)控途徑，抑制炎癥發(fā)生及發(fā)展。同時(shí)大麻素中的多種有效成分在體內(nèi)具有協(xié)同藥理活性，極大的加強(qiáng)單藥的抗炎療效。大麻素憑借其自身多種藥用價(jià)值逐步躋身臨床醫(yī)療。但是其中樞神經(jīng)毒副作用使其應(yīng)用受到限制，目前干重含量低于0.3%的THC 農(nóng)業(yè)大麻問(wèn)世，其中樞神經(jīng)致幻、成癮性極低，較易種植提取，并且在腫瘤、炎癥、神經(jīng)系統(tǒng)疾病的治療中具有良好的應(yīng)用前景，故以大麻素為基礎(chǔ)的臨床治療方案未來(lái)可能成為一個(gè)主流醫(yī)學(xué)。