人參蛋白的藥理作用

李婕，趙雨，許寧，幸書楊，舒振波，龐博※

（1.長春中醫(yī)藥大學(xué)吉林省人參科學(xué)研究院，吉林 長春 130117；2.吉林大學(xué)中日聯(lián)誼醫(yī)院，吉林 長春 130033）

人參是五加科植物人參（Panax ginseng C.A.Mey）的根及根莖，是我國應(yīng)用廣泛的傳統(tǒng)中藥，有保護(hù)神經(jīng)系統(tǒng)[1]、心血管系統(tǒng)[2]和內(nèi)分泌系統(tǒng)[3]的作用。人參的活性成分復(fù)雜，主要包括皂苷、多糖、揮發(fā)油、甾醇、有機(jī)酸、蛋白質(zhì)、多肽和生物堿等[4]。目前國內(nèi)外關(guān)于人參的研究多集中于人參皂苷，有關(guān)人參蛋白和多肽的相關(guān)研究較少，但早在20世紀(jì)，就有關(guān)于人參蛋白（ginseng protein,GP）提取和活性的研究。1992年，侯元等[5]利用電泳技術(shù)將GP分成20多個組分，其中絕大部分蛋白的等電點在4～7范圍內(nèi)。張巍等[6]發(fā)現(xiàn)GP有熱不穩(wěn)定性，提示GP加工提取時應(yīng)當(dāng)采用冷提法。因此，根據(jù)GP的性質(zhì)，GP常用的提取方法有以Tris-HCl溶液及PBS溶液為主的傳統(tǒng)浸提法和有機(jī)試劑沉淀法[7]。有機(jī)試劑沉淀法包括Trizol提取法[8]、膜過濾法[9]、沉淀法[10,11]和快速溶劑萃取法[12]等。GP常用分離方法包括超濾法[13]、親和層析法[14]、疏水層析法[11]、凝膠層析法[15]和離子交換樹脂法[16]等。GP常用的分析鑒定方法多種多樣，比如凝膠電泳[17]、SDSPAGE指紋圖譜技術(shù)[18]、Bradford法[19]、Lowry法[20]和超高效液相色譜 高分辨質(zhì)譜法[21]等。

目前報道的人參蛋白根據(jù)功能不同分為類RNA酶蛋白、核糖核酸酶、皂苷合成相關(guān)酶、幾丁質(zhì)樣蛋白和木聚糖酶等[22]，這些蛋白與人參抗真菌[23]、抗病毒[24]、合成皂苷[25]、影響細(xì)胞增殖[26]和轉(zhuǎn)錄活性[27]有關(guān)。經(jīng)過提取純化后，人參水溶性蛋白具有抗氧化[28]、抗輻射[29]、提升免疫[7]、耐缺氧[30]和抗疲勞[31]等作用?；诖?，本文從人參多肽和人參蛋白的活性研究等方面對人參蛋白的藥理作用進(jìn)行初步總結(jié)，為人參蛋白的后續(xù)研究提供幫助。

1 人參蛋白的藥理作用

1.1 對細(xì)胞增殖的影響

1.1.1 促進(jìn)細(xì)胞增殖 GP可以促進(jìn)細(xì)胞生長，促進(jìn)傷口愈合。嚴(yán)銘銘等[13]發(fā)現(xiàn)，GP有促進(jìn)小鼠海馬細(xì)胞增殖的作用。SUN L W等[32]證明，GP可以通過調(diào)節(jié)小鼠胚胎成纖維細(xì)胞NIH/3T3細(xì)胞周期、增加調(diào)節(jié)膠原合成因子表達(dá)及膠原的分泌和激活ERK信號通路促進(jìn)細(xì)胞增殖和膠原分泌，在促進(jìn)創(chuàng)面愈合中起到積極作用。王佳雯等[33]證明，GP能夠增加I型膠原蛋白（collagen I,COL I）和轉(zhuǎn)化生長因子1基因的表達(dá)量促進(jìn)NIH/3T3細(xì)胞增長。

但也有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，人參水溶性蛋白能夠抑制非洲綠猴腎臟成纖維細(xì)胞Vero增殖；對小鼠成纖維細(xì)胞L929具有低濃度促進(jìn)增殖、高濃度抑制增殖的作用[34]。這表明濃度過高的GP不僅不會對促進(jìn)傷口愈合產(chǎn)生好處，同時還可能會造成腎臟毒性。而關(guān)于GP的安全劑量，目前尚未見相關(guān)研究。

1.1.2 抗腫瘤 腫瘤細(xì)胞可以通過調(diào)控細(xì)胞凋亡來延長自己的存活時間[35]，有研究指出，GP可以抑制人喉癌細(xì)胞Hep-2、小鼠黑色素瘤B16細(xì)胞株的增殖[36]。李紅艷等[37]將人參蛋白作用于Hep-2細(xì)胞懸液上，發(fā)現(xiàn)使用不同處理方法提取的GP對Hep-2細(xì)胞的作用并不一致。人參總蛋白對Hep-2細(xì)胞的體外抑制作用效果最好，且其抑制率隨蛋白濃度的增加而增加。而經(jīng)過沸水、透析處理的蛋白效果并不理想，這可能與蛋白活性已經(jīng)發(fā)生變化有關(guān)。

任雨賀等[38]發(fā)現(xiàn)，GP能通過調(diào)控人乳腺癌細(xì)胞MCF-7的周期來誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的凋亡。其作用機(jī)制是通過線粒體途徑進(jìn)行誘導(dǎo)，阻滯細(xì)胞有絲分裂，抑制凋亡的能力，從而抑制癌細(xì)胞的增殖。

程璐等[39]用GP聯(lián)合H2O2誘導(dǎo)人神經(jīng)母細(xì)胞瘤SH-SY5Y細(xì)胞損傷，染色檢測細(xì)胞凋亡。實驗結(jié)果表明，GP本身并不能導(dǎo)致SH-SY5Y細(xì)胞損害，但GP可加強H2O2誘導(dǎo)癌細(xì)胞損傷作用。

1.2 抗氧化應(yīng)激及老化

1.2.1 抗氧化應(yīng)激損傷 GP具有抗自由基對細(xì)胞氧化損傷的作用。人類的生活離不開自由基，但同時也深受其害。自由基對人體的攻擊可導(dǎo)致細(xì)胞免疫受損，并產(chǎn)生炎癥和衰老。超氧化物歧化酶（superoxide dismutase,SOD）能夠清除有害的自由基，維護(hù)體內(nèi)氧化平衡。姚剛等[40]從GP中分離出一種四聚體蛋白，經(jīng)檢測具有SOD活性。謝洪等[41]發(fā)現(xiàn)，幼年期人參的SOD蛋白活性較強，隨著時間的推移，人參中SOD蛋白活性降低，在﹣20℃下儲存時人參中的SOD蛋白活性損失最少。

人體內(nèi)自由基作用于脂質(zhì)產(chǎn)生的丙二醛（malondialdehyde,MDA）是膜脂過氧化的毒性產(chǎn)物，常用于測定生物體內(nèi)的氧化應(yīng)激程度。谷胱甘肽過氧化物酶（glutathione peroxidase,GSH-Px）可以還原有毒的過氧化物，保護(hù)細(xì)胞膜。趙雨等[28]通過比較小鼠分別因缺氧、亞硝酸鈉中毒和腦缺血性缺氧導(dǎo)致死亡的時間，發(fā)現(xiàn)使用GP灌胃的小鼠均能延長存活時間，MDA含量降低，GSH-Px活力升高，說明GP具有耐缺氧和抗氧化作用。

劉達(dá)等[42]發(fā)現(xiàn)人參糖蛋白能降低大鼠體內(nèi)肌酸激酶同工酶、乳酸脫氫酶（lactate dehydrogenase,LDH）的活性和活性氧（ROS）熒光強度，升高SOD和谷胱甘肽的活性，減輕阿霉素所致的氧化應(yīng)激損傷，提高心臟功能。

1.2.2 抗衰老 過氧化氫是常用構(gòu)建衰老模型的方法，它可導(dǎo)致神經(jīng)元細(xì)胞損傷，引起細(xì)胞形態(tài)發(fā)生改變，使細(xì)胞老化和凋亡。Bcl-2基因和Bax基因可以通過眾多途徑來影響細(xì)胞凋亡，其比值是確定細(xì)胞是否凋亡的重要標(biāo)志[35]。有研究證明，GP可以抑制過氧化氫引起的乳鼠皮層神經(jīng)細(xì)胞凋亡和衰老，降低Bax/Bcl-2比值，說明GP有保護(hù)神經(jīng)元和抗衰老的作用[43]。另外文章中還指出，濃度不同的GP對細(xì)胞存活率有不同的影響，其中低、高劑量具有促進(jìn)作用，中劑量具有抑制作用，這可能與GP中含有的3種抗氧化酶的不同作用有關(guān)。

阿爾茨海默癥（alzheimer disease,AD）和帕金森綜合征（parkinson’s disease,PD）是兩種常見的老年神經(jīng)退行性疾病，AD的兩個主要病理特征是淀粉樣蛋白沉積和神經(jīng)纖維纏結(jié)。淀粉樣蛋白（amyloid-,A）通過阻斷影響大腦功能的PI3K/AKT信號通路，導(dǎo)致神經(jīng)元的損傷與凋亡[44]。

GP對神經(jīng)系統(tǒng)具有保護(hù)作用，可以減輕神經(jīng)元損傷。李紅艷等[45]通過實驗發(fā)現(xiàn)，GP對AD損傷的神經(jīng)元具有保護(hù)作用。與正常細(xì)胞相比，大鼠細(xì)胞AD模型細(xì)胞凋亡率升高，胞體形態(tài)學(xué)改變。經(jīng)GP作用后，大鼠細(xì)胞存活率上升，一氧化氮合酶（nitric oxide synthase,NOS）活性和NO水平均下降，說明GP對A1-40或H2O2所導(dǎo)致的神經(jīng)元損傷具有保護(hù)作用。后續(xù)實驗證明，GP提高AD大鼠神經(jīng)元的存活率、減少體外神經(jīng)元凋亡和增強細(xì)胞抗氧化的能力可能與CPM/PKA/CREB通路介導(dǎo)的抗氧化和凋亡抑制作用有關(guān)[47]。同時，GP可以提高AD大鼠的記憶能力，降低大鼠的A 1-42和異常過度磷酸化的tau蛋白含量，這可能是通過激活PI3K/AKT通路完成的[47]。

PD表現(xiàn)為手抖、肌強直、平衡障礙和食欲不振。它的發(fā)病與遺傳、生活方式、神經(jīng)系統(tǒng)老化和機(jī)體穩(wěn)定等相關(guān)。其中PINK1蛋白突變以及-突觸蛋白（-Synuclein,-syn）異常聚集可能是造成PD的重要原因[48]。LIU等[49]證明，GP對帕金森病果蠅模型的神經(jīng)毒性具有保護(hù)作用，能夠促進(jìn)線粒體功能的維持，并保護(hù)線粒體免受氧化應(yīng)激的影響。

王思明等[50]將-syn異常表達(dá)的PD模型果蠅給予人參總蛋白后，測試其腦部脂質(zhì)過氧化物（lipid peroxidation,LPO）、谷胱甘肽（glutathione,GSH）、谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶（glutathione S-transferase,GST）和蛋白質(zhì)羰基（protein carbonyl,PC）含量。實驗證明GP能夠明顯提高PD果蠅存活率，有效恢復(fù)其爬行和飛行能力，可下調(diào)腦內(nèi)LPO、GS和PC的量，升高GSH的量，且有濃度依賴性。說明GP能夠抑制-syn的異常聚集，從而降低PD的病理征狀。

除了氧化應(yīng)激導(dǎo)致的衰老以外，紫外線照射也是細(xì)胞老化的重要原因，長波黑斑效應(yīng)紫外線（ultraviolet A,UVA）具有很強穿透力，能深入真皮層，抑制纖維細(xì)胞增殖能力，增加膠原蛋白降解率，產(chǎn)生松弛和皺紋。UVA照射引起的成纖維細(xì)胞衰老主要是由于真皮細(xì)胞膠原降解和細(xì)胞的DNA氧化損傷，其中基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase,MMPS）參與結(jié)締組織重建。JIANG等[51]證明，GP可以抑制ROS引起的DNA損傷，增加COLI表達(dá)，降低MMP-2和MMP-9酶活性，從而抑制紫外線導(dǎo)致的肌膚老化。

1.3 提升免疫

人參增強免疫的作用多體現(xiàn)在多糖和皂苷上[52]，但有研究指出，GP也具有提升免疫的作用。趙雨等[53]將誘發(fā)遲發(fā)性超敏反應(yīng)（delayed type hypersensitivity,DTH）的小鼠進(jìn)行行為學(xué)和理化測試，結(jié)果發(fā)現(xiàn)GP組T細(xì)胞功能、吞噬指數(shù)和肝SOD含量明顯增加，肝MDA含量降低，缺氧死亡和游泳溺水死亡時間顯著延長。說明GP能增強DTH，促進(jìn)單核巨噬細(xì)胞的功能，從而促進(jìn)細(xì)胞的免疫功能。王鈺瑩等[7]的研究結(jié)果表明，GP可以增強小鼠巨噬細(xì)胞吞噬的能力和釋放NO的能力，促進(jìn)前列腺素E2和腫瘤壞死因子的分泌。

SUN L等[54]證明，GP能提高細(xì)胞活力和肌管直徑，降低Ca2+濃度和LDH釋放，可能通過激活A(yù)MPK和PI3K/Akt信號通路，提高肌管葡萄糖消耗，從而促進(jìn)高劑量地塞米松誘導(dǎo)的小鼠成肌細(xì)胞肌肉萎縮的恢復(fù)。

1.4 耐缺氧和抗疲勞

GP具有抗疲勞能力。人體內(nèi)的肝糖原使血糖維持在穩(wěn)定范圍內(nèi)，當(dāng)肝糖原被消耗時，就會產(chǎn)生疲勞[55]。機(jī)體大量運動后導(dǎo)致的組織缺氧可引起身體內(nèi)血乳酸值的升高。趙雨等[31]給喂養(yǎng)GP的小鼠檢查其運動后體內(nèi)的血乳酸值、肝糖原和血清尿素氮含量變化，結(jié)果表明，GP與小鼠肝糖原含量呈正相關(guān)，與小鼠血乳酸值呈負(fù)相關(guān)，說明GP能夠提高小鼠耐缺氧和抗疲勞能力。

1.5 調(diào)節(jié)血脂

人參對心血管疾病有較好治療作用[56]。早在1991年就有人指出，GP能夠改善高脂給藥引起的高血脂癥[57]。得高血脂癥（hyperlipidemia,HLP）的病人血液中血清總膽固醇（total cholesterol,TC）、甘油三酯（triglyceride,TG）增高，多有并發(fā)癥出現(xiàn)，是造成心腦血管疾病的重要誘因之一。趙雨等[58]對HLP大鼠模型灌胃給予GP后，檢查TC、TG以及HDL-C 3種指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)給予GP后，大鼠的TC和TG均有降低，表明GP具有降低血脂的作用。

1.6 抗輻射

人參中皂苷、蛋白和多糖均具有一定抗輻射作用[59]。輻射可破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生大量具有強氧化性的自由基，致使機(jī)體代謝紊亂，對生物體傷害巨大[60]。因此，保護(hù)造血細(xì)胞、清除自由基和提高免疫等成為抗輻射藥物首選功能[61]。KIM和CHOI[62]發(fā)現(xiàn)，GP顯著降低紫外線誘導(dǎo)的倉鼠卵巢腫瘤細(xì)胞CHO-K1姐妹染色單體交換率，表明GP具有降低DNA損傷的作用，KIM等[63]發(fā)現(xiàn)，GP能增強紫外照射下的損傷細(xì)胞DNA修復(fù)。趙雨等[29]發(fā)現(xiàn)，給小鼠預(yù)先服食GP后，以60Co-射線照射小鼠全身，受照小鼠的白細(xì)胞數(shù)減少、微核數(shù)增多、SOD活性降低及MDA含量增加，同時，隨著GP含量的提高，受照小鼠的胸腺、脾臟指數(shù)也增加，反映了GP有提高免疫力的作用，其抗輻射作用可能與GP增強免疫力，清除自由基的作用密切相關(guān)。

1.7 其他

GP還具有抗真菌作用[64]，與其具有的人參脂質(zhì)轉(zhuǎn)運蛋白、親環(huán)素蛋白和Defensin蛋白等有關(guān)[65]。

人參糖蛋白（ginseng glycoprotein,PGP）是一種由共價鍵連接的含有寡糖鏈的蛋白質(zhì)，具有鎮(zhèn)痛、提高睡眠質(zhì)量、改善記憶力和增強學(xué)習(xí)能力等作用。WANG等[66]證明，人參糖蛋白能減輕小鼠扭體，延長熱板潛伏期，表現(xiàn)出明顯的鎮(zhèn)痛活性，并且糖蛋白中蛋白含量越高，其鎮(zhèn)痛活性越好。人參糖蛋白有改善睡眠的作用，作用機(jī)制可能與NO合成有關(guān)[67]。FANG等[68]經(jīng)熒光成像證明，腦血管上皮細(xì)胞具有特異性攝取PGP的能力,使得糖蛋白在腦內(nèi)富集，具有神經(jīng)保護(hù)的作用。這印證了PGP能顯著改善學(xué)習(xí)和記憶。

2 人參多肽的藥理作用

人參多肽由氨基酸構(gòu)成，是蛋白質(zhì)的前體分子，容易被人體吸收，具有抑菌、提高免疫、降血糖、改善記憶和耐缺氧等作用。

李紅艷等[69]將GP用酶水解后，GP大部分水解為多肽，小部分為氨基酸，說明人體可能以多肽或氨基酸形式吸收GP。李海濤等[17]證明，GP經(jīng)酶解得到小分子量多肽和氨基酸的混合物，可以清除羥自由基，對金黃色葡萄球菌有抑制作用。經(jīng)研究證明，小分子量人參寡肽能夠提高巨噬細(xì)胞吞噬能力、NK細(xì)胞活性和Th細(xì)胞分泌，可提高小鼠體內(nèi)先天和適應(yīng)性免疫反應(yīng)，還可以抗Bap誘發(fā)的A549細(xì)胞損傷[70,71]。孫彬等[72]發(fā)現(xiàn)，人參寡肽具有降血糖作用，可以降低胰島素水平、糖化血清蛋白和膽固醇水平，這可能由于GP中含有降血糖的精氨酸。

王軍波等[30]證明，人參多肽能延長小鼠常壓、亞硝酸鈉和急性腦缺血耐缺氧時間。人參多肽還能增強小鼠記憶能力[73,74]。人參糖肽能減低血糖，保護(hù)因為鏈脲佐菌素?fù)p傷的胰島 細(xì)胞[75]。

3 總結(jié)與展望

人參作為中藥的應(yīng)用歷史悠久，關(guān)于人參功效的研究也隨著時代發(fā)展而愈加科學(xué)全面?！渡褶r(nóng)本草經(jīng)》中載：“人參主補五臟，安精神，定魂魄，止驚悸，除邪氣，明目，開心益智。久服，輕身延年?！爆F(xiàn)代科學(xué)證實，人參具有調(diào)節(jié)中樞神經(jīng)系統(tǒng)，減輕頭痛、失眠及健忘等癥狀，增強人體免疫，提高人的記憶力和抗衰老等作用。人參蛋白及多肽是人參中的重要活性成分之一，近些年有關(guān)于此的研究越來越受到人們重視。

人參蛋白具有改善記憶、抗疲勞、抗衰老、抑制腫瘤和保護(hù)神經(jīng)系統(tǒng)及提升免疫等作用，在中草藥保健、美容和藥物開發(fā)等方面提供了新思路。人參多肽是人參蛋白的前體物質(zhì)，具有抑菌、降血糖和改善記憶等作用，同時可作為人參不同年份的質(zhì)量標(biāo)記物，在藥用植物的質(zhì)量控制中具有廣闊的應(yīng)用前景[76]。

但看似蓬勃發(fā)展的人參蛋白研究研發(fā)產(chǎn)業(yè)目前還存在許多問題：如近些年偏重將人參總蛋白認(rèn)為是一種整體來提取研究，經(jīng)過純化的蛋白成分不清，機(jī)制不明；有研究證明人參蛋白對個別細(xì)胞具有促進(jìn)增殖或損害作用，其功能與劑量相關(guān)，其劑量的安全問題還有待研究。因此，需要加強有關(guān)文獻(xiàn)搜索研究，結(jié)合劑量問題設(shè)計合理可靠實驗，引入先進(jìn)技術(shù)和方法，從蛋白的單一功能研究移向分子水平作用機(jī)制的研究。

據(jù)目前所知，人參中含有300余種人參多肽和蛋白，僅很少一部分得到了分離鑒定，絕大多數(shù)蛋白依然深藏在未知海洋中，因此仍需要進(jìn)行繼續(xù)全面地研究發(fā)展，從而為相關(guān)醫(yī)藥保健行業(yè)等產(chǎn)品的研發(fā)提供新的選擇。