黃芩苷藥理作用研究進(jìn)展

李 偉 徐 偉

1內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)研究生學(xué)院，呼和浩特 0100102內(nèi)蒙古自治區(qū)人民醫(yī)院中西醫(yī)結(jié)合科，呼和浩特 010070

黃芩是唇形科植物黃芩的干燥根，具有清熱燥濕、瀉火解毒、止血安胎的功效。在黃芩的化學(xué)成分中，黃酮類含量最高，目前已知的有40多種，如黃芩苷(baicalin，BAI)、黃芩素、千層紙素A等；其中，BAI是中藥黃芩中含量最高的黃酮，分子式為C21H18O11。此外還含有β-谷甾醇、菜油甾醇及豆甾醇等其他化學(xué)成分。BAI分子量為446.37，為黃色針狀結(jié)晶，易溶于堿性溶液。黃芩常用于治療濕熱病癥，如濕熱所致瀉痢、黃疸、神昏、心煩不寐、目赤、牙痛、以及濕疹、癤疔癰瘡疽等皮膚病。藥理研究表明，BAI具有廣泛的生物活性，包括抗癌、抗氧化、抗炎、抗病毒和抗菌等[1]，BAI的有關(guān)制劑也逐漸應(yīng)用于肝[2]、腦[3]、血管[4]等疾病的輔助治療。本文就BAI的藥理作用研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，以期為今后BAI的進(jìn)一步研究以及臨床應(yīng)用提供參考。

1 抗炎

現(xiàn)代醫(yī)學(xué)認(rèn)為，體內(nèi)抗炎因子與促炎因子平衡紊亂是炎癥出現(xiàn)的首要原因。有研究[5]表明BAI能通過PI3K/AKT/FoxO1通路抑制Toll樣受體(toll-like receptor，TLR)表達(dá)，以此來改善神經(jīng)炎癥以及神經(jīng)炎癥誘導(dǎo)的抑郁樣行為。TLR既可以充當(dāng)特異性免疫和非特異性免疫的連接橋梁，也可以識別保守結(jié)構(gòu)的分子并激活機(jī)體產(chǎn)生免疫反應(yīng)。當(dāng)病原微生物突破皮膚、黏膜等物理屏障時，TLR就能通過啟動細(xì)胞內(nèi)信號傳導(dǎo)來影響效應(yīng)分子的表達(dá)和分泌。Fu等[6]在研究中發(fā)現(xiàn)RAW264.7細(xì)胞沒有受到脂多糖(lipopolysaccharide，LPS)刺激時，BAI會抑制CD14的蛋白和mRNA表達(dá)，還發(fā)現(xiàn)BAI預(yù)處理抑制了LPS誘導(dǎo)的人結(jié)腸癌上皮細(xì)胞株HT-29細(xì)胞中CD14的表達(dá)和MyD88/NF-κBp65通路的激活。Jin等[7]在被動回避試驗和莫里斯水迷宮試驗中發(fā)現(xiàn)，BAI能有效減少APP/PS1小鼠BV2小膠質(zhì)細(xì)胞中促炎細(xì)胞因子數(shù)量，此外還發(fā)現(xiàn)BAI能抑制NLRP3炎癥小體和TLR4/NF-κB信號通路的激活。Zhang等[8]采用葡聚糖硫酸鈉誘導(dǎo)潰瘍性結(jié)腸炎(ulcerative colitis，UC)動物模型評估BAI的抗炎活性，結(jié)果表明BAI明顯降低了小鼠結(jié)腸中的髓過氧化物酶(myeloperoxidase，MPO)和一氧化氮(nitric oxide，NO)的水平，已受損的結(jié)腸組織中腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)、白細(xì)胞介素-1β(interleukin-1β，IL-1β)和白細(xì)胞介素-6(interleukin-6，IL-6)等炎癥細(xì)胞因子水平明顯升高，并證明了BAI能有效緩解慢性UC。Yu等[9]采用流式細(xì)胞術(shù)評估BAI對UC患者CD4+CD29+細(xì)胞的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)BAI可以通過促進(jìn)CD4+CD29+細(xì)胞增殖和調(diào)節(jié)免疫途徑來改善機(jī)體免疫平衡，并且能降低UC所導(dǎo)致的炎癥反應(yīng)。蔣寅等[10]在細(xì)胞實驗中發(fā)現(xiàn)BAI能抑制TNF-α，IL-1，IL-6等炎癥因子的分泌，減輕人結(jié)腸癌上皮細(xì)胞株HT-29細(xì)胞的炎癥反應(yīng)，抑制PI3K磷酸化水平，下調(diào)Akt的活化，從而發(fā)揮抗炎作用。從以上可知，BAI具有廣泛的抗炎活性，可通過TLR、LPS等影響效應(yīng)分子的表達(dá)和分泌，并影響TNF-α和IL等炎癥因子的水平，干擾相關(guān)信號通路，從而達(dá)到改善炎癥的作用。

2 抗菌

Wang等[11]在實驗中發(fā)現(xiàn)Sortase B(SrtB)是金黃色葡萄球菌在感染過程中發(fā)揮重要作用的關(guān)鍵毒力因子，而BAI能有效抑制SrtB的活性。Pellissery等[12]發(fā)現(xiàn)BAI的抗菌作用具有特異性，對艱難梭菌等對人腸道的有害菌抑制作用較明顯，且同時能降低毒素合成、孢子形成及生長。Wu等[13]研究發(fā)現(xiàn)BAI明顯降低了鼠傷寒沙門氏菌攻擊的小鼠體重，以及TNF-α、IL-6和乳酸脫氫酶(lactate dehydrogenase，LDH)水平和盲腸細(xì)菌負(fù)荷，降低了鼠傷寒沙門氏菌感染小鼠盲腸的病變幾率，表明BAI可通過調(diào)節(jié)細(xì)菌毒力和宿主反應(yīng)來預(yù)防鼠傷寒沙門氏菌的感染。Zhang等[14]通過研究發(fā)現(xiàn)BAI能明顯降低大鼠肺部感染模型中肺部病變的嚴(yán)重程度并能加速肺部細(xì)菌的清除，也能降低包括Ⅲ型分泌系統(tǒng)在內(nèi)的銅綠假單胞菌的重要毒力因子，還能降低其對哺乳動物細(xì)胞的細(xì)胞毒性，減弱其在果蠅感染模型中的體內(nèi)致病性。此外，也有研究者進(jìn)行體外抗菌實驗發(fā)現(xiàn)BAI對金黃色葡萄球菌、大腸埃希菌、銅綠假單胞菌等均有明顯的抑制作用。從以上可知，BAI的抗菌效果優(yōu)越，能明顯抑制金黃色葡萄球菌、艱難梭菌等有害菌珠，減少感染相關(guān)的組織損傷，其主要作用機(jī)制包括干擾細(xì)菌細(xì)胞壁合成、影響核酸及細(xì)胞蛋白合成、損傷胞漿膜、干擾遺傳密碼復(fù)制等[15]。

3 鎮(zhèn)痛

Huang等[16]的研究確定了BAI與α2-腎上腺素能受體(α2adrenergic receptor，α2-AR)的關(guān)系，證實了鞘內(nèi)注射BAI能有效控制因脊神經(jīng)結(jié)扎而誘導(dǎo)的神經(jīng)性疼痛。Wang等[17]觀察BAI對骨癌疼痛模型的治療作用，發(fā)現(xiàn)BAI既能有效抑制骨轉(zhuǎn)移組IL-1β、IL-6、TNF-α、血清前列腺素E2(prostaglandin E2，PGE2)等炎癥因子的蛋白表達(dá)，又能抑制胎盤堿性磷酸酶、雙特異性磷酸酶1、富含半胱氨酸蛋白61、胎盤堿性磷酸酶樣蛋白2、分泌型磷蛋白1和TLR4的表達(dá)，從而發(fā)揮疼痛抑制作用。文學(xué)平等[18]發(fā)現(xiàn)BAI對急性痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎患者的疼痛有明顯的抑制作用，且能抑制炎癥反應(yīng)。趙紅艷等[19]發(fā)現(xiàn)BAI有明顯的解熱鎮(zhèn)痛功效，可通過抑制下丘腦中的PGE2和血漿環(huán)磷酸腺苷(cAMP)含量從而發(fā)揮解熱作用。Li等[20]研究發(fā)現(xiàn)BAI在糖尿病神經(jīng)性疼痛中的鎮(zhèn)痛作用可能通過辣椒素受體1發(fā)生，實驗數(shù)據(jù)表明，單劑量的BAI(40 μg/kg)對鏈脲佐菌素(STZ)誘導(dǎo)的DNP大鼠具有短暫的鎮(zhèn)痛作用。有研究[21]發(fā)現(xiàn)BAI能降低NO和降鈣素基因相關(guān)肽水平，重建偏頭痛大鼠的NO/ET平衡，并對硝酸甘油誘導(dǎo)的大鼠偏頭痛有明顯的抑制作用。此外，黃芩血清及BAI能防止體內(nèi)出現(xiàn)內(nèi)生致熱源，抑制患者體內(nèi)細(xì)菌的DNA合成，進(jìn)而發(fā)揮解熱鎮(zhèn)痛的功效[22]。從上述內(nèi)容可以得知BAI主要通過抑制PGE2等炎癥因子的蛋白表達(dá)水平、抑制細(xì)胞因子的分泌以及核因子的活性來發(fā)揮鎮(zhèn)痛解熱的作用。

4 調(diào)節(jié)腸道菌群

正常人腸道中的細(xì)菌主要是厭氧菌(如桿菌、梭菌等)和兼性厭氧菌(如沙門菌、鏈球菌等)。腸道菌群失調(diào)的過程涉及中間代謝產(chǎn)物代謝失衡，包括膽汁酸代謝和腸道屏障完整性等。腸道菌群失調(diào)會破壞腸道內(nèi)生態(tài)，最終導(dǎo)致腸炎。Zhu等[23]應(yīng)用BAI治療UC大鼠模型后，對大鼠糞便中16S rRNA基因V4區(qū)的焦磷酸進(jìn)行測序，結(jié)果顯示大鼠的腸道微生物群發(fā)生了偏差，尤其是厚壁菌與擬桿菌的比率和含有內(nèi)毒素的蛋白菌水平明顯降低，表明BAI逆轉(zhuǎn)了2，4，6-三硝基苯磺酸(TNBS)誘導(dǎo)的腸道生態(tài)紊亂。Wang等[24]研究發(fā)現(xiàn)，針對雞支原體引起的炎性損傷，BAI能起到非常好的保護(hù)作用，而雞支原體感染會導(dǎo)致腸道菌群組成發(fā)生改變，但是BAI能對部分異常的腸道菌群發(fā)揮緩解作用。此外，有研究[25]發(fā)現(xiàn)BAI在維持血液生化指標(biāo)、提高抗氧化能力以及抑制炎癥細(xì)胞因子產(chǎn)生的同時，還能有效防止腸道細(xì)菌移位，從而改善腸道菌群紊亂。有研究[26]發(fā)現(xiàn)給予小鼠1.25 mg/mL BAI后，小鼠腸道中細(xì)菌種類數(shù)(物種豐度)遠(yuǎn)多于其他組，且結(jié)果顯示該劑量BAI能促進(jìn)腸道內(nèi)乳桿菌的生長，改善小鼠腸道微生態(tài)，促進(jìn)腸道形成更加穩(wěn)定的細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)。從以上可知，BAI能顯著提升腸道內(nèi)共生細(xì)菌的豐度，改善腸道微生態(tài)，促進(jìn)腸道某些細(xì)菌的生長，調(diào)節(jié)腸道菌落結(jié)構(gòu)，從而使免疫生態(tài)逐漸恢復(fù)，最終發(fā)揮調(diào)節(jié)腸道菌群的作用。

5 調(diào)節(jié)免疫

Th17細(xì)胞和Treg細(xì)胞都屬于輔助型T細(xì)胞(Th細(xì)胞)，它們主要的功能是維持機(jī)體免疫防御與免疫耐受平衡，其中Th17細(xì)胞主要通過分泌細(xì)胞因子(IL-6、IL-17、IL-21、IL-22等)促進(jìn)炎癥的發(fā)生，Treg細(xì)胞主要介導(dǎo)外周免疫耐受[27]。Zou等[28]通過病理學(xué)檢查、實時聚合酶鏈反應(yīng)、酶聯(lián)免疫吸附測定、蛋白質(zhì)印跡分析以及流式細(xì)胞術(shù)來評估BAI對結(jié)腸炎模型中Th17細(xì)胞和Treg細(xì)胞平衡的影響，結(jié)果表明，BAI明顯降低了TNBS誘導(dǎo)的結(jié)腸炎嚴(yán)重程度，同時還誘導(dǎo)降低了TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-12、IFN-γ水平和MPO的活性，也明顯下調(diào)了Th17的細(xì)胞數(shù)量和Th17相關(guān)細(xì)胞因子(IL-17和IL-6)的水平。劉轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)等[29]觀察BAI對人口腔角質(zhì)細(xì)胞(HOKs)炎癥反應(yīng)中IκB激酶α(IκB kinase alpha，IKKα)介導(dǎo)的乳腺絲氨酸蛋白酶抑制劑(Maspin)的調(diào)控作用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)BAI能降低炎性因子表達(dá)，下調(diào)IKKα，上調(diào)MASPIN。也有研究[30]證實了BAI既可以上調(diào)Th2細(xì)胞作用，釋放大量IL-10，促進(jìn)免疫耐受的建立；又可以抑制Th1細(xì)胞，降低子宮對胚胎的細(xì)胞免疫效應(yīng)。從以上可知，BAI具有免疫抑制和免疫增強(qiáng)的雙向調(diào)節(jié)作用，能調(diào)節(jié)某些免疫細(xì)胞釋放的細(xì)胞因子，最終通過調(diào)節(jié)促炎因子與抑炎因子之間的平衡來維持機(jī)體正常的免疫功能，這也表明了BAI在免疫系統(tǒng)疾病的防治中具有巨大潛力。

6 小結(jié)

綜上所述，BAI具有抗炎、抗菌、鎮(zhèn)痛、調(diào)節(jié)腸道菌群等多種藥理作用。已有研究指出BAI制成的不同制劑已經(jīng)應(yīng)用于腦血管疾病[31]、腫瘤[32]、眼疾[33]、肝病[34]中。且BAI是從黃芩中提取出來的黃酮類成分，從安全性和耐藥性角度而言，其優(yōu)于常規(guī)西藥治療。盡管BAI具有多靶點、多層次的藥理活性，但由于BAI脂溶性、水溶性均較差的特性，目前，多數(shù)實驗研究還停留在基礎(chǔ)階段，本品的臨床利用程度仍然處于較低的水平。已有報道指出，在保證藥理活性的基礎(chǔ)上，對BAI進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造可以改善其水溶性，或制備成固體分散劑、納米制劑、脂質(zhì)體制劑、磷脂復(fù)合物等多種劑型能夠增加BAI的口服利用度[35]。因此，如何成熟地應(yīng)用新技術(shù)去優(yōu)化BAI提取工藝，解決BAI水溶性差的問題并提高口服利用度是未來研究亟待解決的問題。因此在下一階段的工作中，需綜合考慮BAI的藥理特性，明確研究方向；同時不斷探索BAI制劑方法，將其制備成更具靶向性的制劑，使其更好地服務(wù)臨床。