新甲基橙皮苷二氫查耳酮及合成前體藥理作用研究進展

魏 靜，宋若蘭，陳 翔，王振東，董 英，鐘祥健，呂 芳，折改梅,*

（1.北京中醫(yī)藥大學中藥學院，北京 102488；2.桓臺史氏醫(yī)院，山東 淄博 256405；3.山東奔月生物科技股份有限公司，山東 東營 257000）

新甲基橙皮苷二氫查耳酮（Neohesperidin dihydrochalcone，NHDC）為高甜度、低熱量的甜味劑，于1994 年被歐盟批準作為食品甜味劑在食品行業(yè)中應用，其甜度為蔗糖的1500～1800 倍，是目前研究人員所發(fā)現的最佳藥用甜味劑和屏味劑[1-3]。隨著NHDC在食品、營養(yǎng)學等行業(yè)中應用增多，近幾年NHDC的藥理研究逐漸成為關注熱點?，F代藥理學研究表明，NHDC 并不會抑制口服耐受的建立，從而避免誘導食物過敏[2]。此外，除對穩(wěn)定的自由基和活性氧有顯著的劑量依賴性清除作用[4-7]，還具有保護肝臟[5,8]和降血脂[9]等藥理作用，有望用作保肝劑、治療或預防脂質水平升高疾病新原料等[1]，但其生物學特性和臨床應用需要更深入的研究。

目前國內多集中于NHDC 的制備工藝研究，其合成方法日臻成熟，但藥理作用及相關機制研究較少[1,3,10-11]。當前多采用橙皮苷（Hesperidin，HSD）以生物合成法或由柚皮苷（Naringin，NRG）以化學合成法制備新橙皮苷（Neohesperidin，NHP），再由NHP在堿性條件下經氫化還原后得到NHDC[1]。NHDC合成前體的藥理作用研究較為成熟，涉及心血管系統(tǒng)、神經系統(tǒng)和生殖系統(tǒng)等多個方面，具有多種生物學特性，如抗癌[12-14]、抗氧化[15-17]、抗炎[18-19]、降血糖[20-22]、降血脂[23-25]、保護肝臟[26-27]等作用，對人體健康有益[28-30]。故鑒于其合成前體廣泛的藥理作用，本文主要對NHDC 及其合成前體代表性文獻中的藥理作用進行綜述并分析，以期為功能性甜味劑NHDC后續(xù)開發(fā)提供理論信息。

1 NHDC 的合成及合成前體結構

NHDC 為二氫查耳酮類化合物，通常認為是一種半合成的糖苷查耳酮，分子式為C28H36O15，糖基為新橙皮糖，由L-鼠李糖基通過α-1,2-糖苷連接到β-葡萄糖苷殘基組成[31]。本研究團隊在多葉棘豆植物中發(fā)現有天然的NHDC 存在[32]，其含量無法滿足市場需求。為實現大規(guī)模工業(yè)化生產，市場多由HSD、NHP 和NRG 等前體進行合成[33]。HSD 分子式為C28H34O15，化學名稱為橙皮素-7-蕓香糖苷[34]；NHP為HSD 的異構體，兩者區(qū)別在于HSD 糖基中鼠李糖連接葡萄糖的6 位，NHP 糖基中鼠李糖連接葡萄糖的2 位[35]；NRG 分子式為C27H32O14，由柚皮素和新橙皮糖組成[36]。NHDC 及其合成前體結構如圖1所示。

圖1 新甲基橙皮苷二氫查耳酮及其合成前體結構[1,34-36]Fig.1 Chemical structures of neohesperidin dihydrochalcone and its synthetic precursors[1,34-36]

HSD、NHP 和NRG 多存在于蕓香科下屬柑橘屬植物的果皮中，以糖苷形式存在，是柑橘屬中黃酮類化合物的主要成分。工業(yè)上多以NHP 為原料在堿性條件下開環(huán)得到NHDC。隨著市場需求量的增加，直接從柑橘果實中提取NHP 已無法滿足市場需求，現通常為化學合成所得[37]。合成的方式有2 種：a.生物法合成：以HSD 為原料，在生物酶的作用下將其轉化為NHP；b.化學法合成：以NRG 為原料，通過催化劑催化羥醛縮合反應合成NHP，再進一步以常規(guī)加氫法或非常規(guī)加氫法得到NHDC[33]。

2 藥理作用研究進展

在過去的時間里，研究人員開展了各種體內外實驗來評價NHDC 及其合成前體的藥理作用，包括抗氧化、抑菌、抗炎、保護肝臟和降脂等。

2.1 抗氧化作用

黃酮類化合物多具有較強的抗氧化作用，不僅能直接清除自由基，還能通過激活抗氧化酶[38]、抑制氧化酶[39]、緩解一氧化氮[40]、提高尿酸水平[41]等途徑防止組織損傷，預防多種氧化應激損傷或其他機制對組織造成的損害[29]。NHDC、HSD、NHP 及NRG均為黃酮類化合物，具有良好的自由基清除活性。

NHDC 對體內外氧化損傷均具有保護作用。Hu 等[5]實驗表明，NHDC 能夠有效緩解CCl4誘導的氧化損傷，表現為顯著恢復過氧化氫酶（catalase，CAT）、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）和谷胱甘肽過氧化物酶（glutathione peroxidase，GSH-px）活性以及谷胱甘肽（glutathione，GSH）水平，下調CCl4誘導的核因子-κB（nuclear factor-kappa B，NF-κB）、白細胞介素6（interleukin 6，IL-6）、細胞凋亡蛋白酶caspase-3 和caspase-8 等表達。Choi 等[6]和Suarez 等[7]研究發(fā)現NHDC 對不同的活性自由基和氧自由基具有清除作用，對自由基、OH 自由基、非酶性脂質過氧化、H2O2和HOCl 的抑制作用分別為31.53%～84.62%、6.00%～23.49%、15.43%～95.33%、73.5%±0.9%和93.5%±2.9%；其中NHDC對H2O2和次氯酸（HOCl）抑制作用最佳。這些結果表明NHDC 是一種有效的抗氧化劑。

HSD 通過抑制氧化應激產生抗氧化作用。Aksu等[15]在黏菌素誘導的生殖損傷模型中發(fā)現HSD 顯著降低睪丸氧化應激水平，如丙二醛（malondialdehyde，MDA）水平明顯降低，GSH、GSH-px 水平明顯升高，睪丸組織中caspase-3 的表達水平降低，但HSD組內無統(tǒng)計學差異。Raushan 等[42]研究發(fā)現HSD 在高脂血癥模型中可減弱氧化還原穩(wěn)態(tài)的改變。與高脂飲食（high-fat diet，HFD）組相比，HSD 組大鼠細胞內活性氧（reactive oxygen species，ROS）顯著降低，MDA、蛋白羰基（protein carbonyl，PCO）和人晚期氧化蛋白產物（oxidation of plasma protein，AOPP）水平顯著降低。Estruel 等[43]研究發(fā)現HSD 可以預防運動引起的氧化應激，提高運動能力，既防止了額外衰竭試驗誘導的ROS 產生，又避免了胸腺和脾臟中SOD 和CAT 活性的降低。Elhelaly 等[44]發(fā)現HSD和地奧司明（diosmin，DS）聯合使用顯著降低了丙酰胺（acrylamide，AA）誘導的血清和組織的生化改變，改善了AA 暴露引起的炎癥反應和氧化損傷。

NHP 對DPPH 自由基和ABTS+自由基有一定的清除能力，其半抑制濃度（the half maximal inhibitory concentration，IC50）分別為29.54 mg/mL 和22.54 μg/mL[16]，賈富霞等[45]用最小二乘法回歸方法，以總抗氧化活性指標結果進行回歸分析，相對于柚皮苷、野漆樹苷等成分，NHP 與DPPH 自由基、ABTS+自由基和總抗氧化能力正相關的藥效組分相關性最強。

NRG 具有較強的體內外抗氧化活性，其體外具有超氧化物自由基清除活性、黃嘌呤氧化酶抑制活性、抑制ROS、抑制脂質過氧化等作用，特別在活性氧相關疾病中發(fā)揮重要作用。龍江宜等[46]研究發(fā)現NRG 通過降低CC 類趨化因子配體2（chemokine CC motif ligand 2，CCl2）的海馬氧化應激反應，抑制caspase-8，caspase-3 信號凋亡通路，下調相關凋亡基因，對抗CCl2引起的神經元結構損傷，改善CCl2誘導的學習記憶損害和認知障礙。Chen 等[17]研究表明，NRG 能夠通過調節(jié)Nrf2 信號通路，抑制長期氧化應激導致的抗氧化劑消耗，用以維持肺部氧化系統(tǒng)平衡。NHDC 及其合成前體抗氧化通路作用機制如圖2 所示。

圖2 NHDC 及其合成前體抗氧化通路作用機制[5-7,15-17]Fig.2 Action mechanism of NHDC and its synthetic precursors in the antioxidant pathway[5-7,15-17]

2.2 抑菌作用

NHDC 及其合成前體均為黃酮類化合物，具有抗有害微生物的作用。常見的抗菌機制包括：抑制核酸合成、影響生物膜形成而抑制細胞質功能和影響某些關鍵酶的相互作用等[46]。HSD 抑菌效果無種屬特異性，具有廣譜的抑菌活性，可作為廣譜抑菌藥物進行開發(fā)。張啟煥等[47]和Jin 等[48]采用平板法和瓊脂稀釋法檢測抑菌活性，結果表明HSD 可以抑制青霉菌生長半徑和孢子形成，對六種菌（大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、傷寒沙門氏菌、陰溝腸桿菌、糞腸球菌、表皮葡萄球菌）均具有抑制作用，效果隨濃度的增加而增加。

Du 等[49]用TLIM 脂肪酶對毛孢熱霉進行抑菌活性研究，試驗結果表明，當NHP 濃度為50 mg/mL時，生長抑制區(qū)為24.2 mm；當NHDC 濃度為50 mg/mL 時，生長抑制區(qū)為26.3 mm，對抑制革蘭氏陰性菌有很大的改善作用，但抑菌作用仍不如新橙皮苷酯衍生物，可能與衍生物較高的親脂性相關。左龍亞等[50]采用菌絲生長速率法研究檸檬果皮中多酚物質抑菌活性，表明NHP 為檸檬果皮提取物抑菌性檢測中最佳作用因子之一，相關系數為0.869。Zhao等[51]研究表明NRG 能顯著提高細菌（大腸桿菌和金黃色葡萄球菌）的氧化應激，有效地抑制假單胞菌的生物膜形成，導致細菌RNA 與DNA 的泄露，并對牙周病原菌和常見的口腔微生物也具有一定的抑制作用。

2.3 抗炎作用

炎癥是血管組織對有害刺激的復雜生物反應的一部分，如存在病原體、受損細胞或刺激物[52]。盡管炎癥是對組織損傷的正常反應，若不加以控制，可能會導致慢性自身免疫性疾病[53]。天然植物中HSD、NRG 和NHP 等黃酮類化合物，已被證明具有良好的抗炎效果。Shi 等[4]發(fā)現NHDC 對百草枯（paraquat，pq）所致小鼠急性肝損傷具有很強的抗炎作用，表現為顯著抑制pq 誘導的NF-κB 表達和線粒體驅動的凋亡信號，對肝損傷起到有效的保護作用。

HSD 具有抗炎作用，在化學性炎癥誘導模型、慢性阻塞性肺疾?。╟hronic obstructive pulmonary disease，COPD）模型中得到驗證，抗炎作用與降低炎癥因子過表達等相關。Li 等[18]首次發(fā)現HSD 能降低皮膚組織中環(huán)氧合酶-2（cyclooxygenase-2，COX-2）的過表達和炎癥細胞的浸潤，對RAW264.7 細胞的遷移有劑量依賴性的抑制作用。Wang 等[54]研究表明，HSD 能有效減輕COPD 小鼠肺組織炎癥反應和細胞死亡，HSD 高劑量組小鼠支氣管肺泡灌洗液（bronchoalveolar lavage fluid，BLAF）中IL-6、白細胞介素8（interleukin8，IL-8）水平及肺髓過氧化物酶（myeloperoxidase，MPO）活性均有效下降，肺組織中沉默信息調節(jié)因子（silence information regulator 1，SIRT1）、過氧化物酶體增殖物激活受體γ輔激活子1α（peroxisome proliferator-activated receptor-γcoactivator-1α，PGC-1α）、磷酸化p-65（p-p65）的表達水平提高，為HSD 治療COPD 提供了研究依據。

NHP 在大多炎癥模型中具有良好的抗炎作用，如對皮膚炎癥表現出良好的抑制作用，具有一定的抗過敏開發(fā)價值[55]。但Hamdan 等[56]研究發(fā)現NHP 與吲哚美辛聯用能顯著加重消炎痛給藥后胃的損傷，表現為胃潰瘍指數升高和胃組織病理改變，加重了潰瘍的形成，具有促炎癥特性，其部分原因可能是誘導大鼠胃細胞DNA 斷裂，并增加了COX-2 的表達，導致胃損傷加重。因此，最好在炎癥條件下避免NHP 與吲哚美辛聯用，避免潰瘍惡化。

NRG 在體內外均可發(fā)揮抗炎作用。Ahmad 等[57]研究表明，NRG 能夠抑制腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor-α，TNF-α）和IL-1β的產生，顯著上調轉化生長因子β1（transforming growth factor-β1，TGFβ1）的mRNA 表達水平，有效調節(jié)抗炎細胞因子加速肺部炎癥的修復過程。Gil 等[58]研究表明，NRG通過AMPK、p38 和Nrf-2 信號通路誘導巨噬細胞HO-1 表達，從而在膿毒癥中產生抗炎活性。

2.4 保護肝腎作用

NHDC 可通過抗氧化、抗炎和抗凋亡等作用減輕肝臟損傷。Xia 等[8]發(fā)現NHDC 通過維持肝功能、減少ROS 生成和減少促炎細胞因子分泌來有效預防脂多糖（Lipopolysaccharide，LPS）誘導的暴發(fā)性肝衰竭（fulminant hepatic failure，FHF）。Shi 等[4]研究表明，NHDC 能有效減輕pq 誘導的急性肝損傷，通過顯著逆轉pq 誘導的促凋亡相關蛋白（Bcl-2-associated X，Bax）上調和B 細胞淋巴瘤/白血病-2（B-cell lymphoma/leukemia-2，Bcl-2）下調，抑制pq增加，減輕氧化應激狀態(tài)，阻斷NF-κB 信號級聯，減少促炎癥介質生成的增加，減輕肝損傷。Su 等[59]研究表明，NHDC 通過直接清除自由基和間接清除Nrf2/ARE 信號通路激活，對抗CCl4誘導的肝損傷。

HSD 對肝腎損傷具有保護作用，與抗氧化、抗炎和抗凋亡等密切相關。Ramadan 等[26]研究表明，HSD 通過上調Nrf2/HO-1/Bcl2 信號通路和下調NF-κB，降低促炎癥和凋亡介質，提高抗氧化能力，保護肝臟免受甲氨蝶呤（Methotrexate，MTX）誘導的氧化應激、脂質過氧化、炎癥和凋亡的影響。ABD-Elhakim等[60]利用CCl4誘導的急性肝損傷模型研究發(fā)現HSD 單獨或與?；撬崧摵鲜褂媚苁构缺D氨酶（alanine aminotransferase，ALT）、天冬氨酸轉氨酶（aspartate aminotransferase，AST）、堿性磷酸轉氨酶（alkaline phosphatase，ALP）、γ-谷氨酰轉肽酶（γgltamyltranspeptidase，GGT）等水平顯著降低，白蛋白與白蛋白/球蛋白比值分別顯著增高，改善肝功能。隗世波等[61]證實了HSD 干預對膿毒癥所致急性腎損傷（acute kidney injury，AKI）大鼠腎臟有一定的保護作用，可以改善膿毒癥所致腎臟病理和腎功能損傷。Park 等[62]觀察到HSD 對缺血致AKI 大鼠的腎功能具有保護作用，與模型組相比，HSD 處理組CAT、SOD、GSH-px 和一氧化氮的表達量較高，而尿素氮和血清肌酐的表達量較低，故能夠通過抗氧化作用改善AKI。

NHP 可以減少脂肪酸氧化導致的肝臟脂肪變性。Wang 等[63]檢測了肝臟中參與脂肪酸合成和脂肪酸氧化的關鍵基因的表達，結果表明，NHP 上調了過氧化物酶體增殖物激活受體（proliferator-activated receptorα，PParα）、乙酰輔酶A ?；D移酶2（acetylcoenzyme aacyltrans-ferase 2，Acaa2）、肉毒堿棕櫚酰轉移酶-1（carnitine palmitoyl transferase1，Cpt-1）、丙酮酸脫氫酶激酶4（pyruvate dehydrogenase kinase 4，Pdk4）和過氧化物酶體?；o酶A 氧化酶1 蛋白（acyl-coenzyme A oxidase 1，Acox1）等HFD 小鼠肝臟中脂肪酸氧化基因的表達，同時下調了固醇調控元件結合轉錄因子1（sterol regulatory elemental binding transcription factors，Srebf1）、脂肪酸合成酶基因（fatty acid synthase，Fasn）、硬脂酰輔酶A 去飽和酶1（stearoyl-CoA desaturease1，Scd1）和乙酰輔酶A 羥化酶1（acetyl coenzyme A carboxylase 1，Acc1）等脂肪生成基因的表達，最終達到改善HFD 小鼠的肝臟脂肪變性。

NRG 具有抗炎和清除自由基的作用，可防止肝星狀細胞的激活和肝纖維化，對乙酰氨基酚、阿霉素、環(huán)磷酰胺、順鉑等化學藥物或毒素引起的肝腎損傷具有一定的保護作用，以不同的途徑抑制肝損傷[36]。如Caglayan 等[27]發(fā)現NRG 預處理組顯著降低了血清毒性指標，提高了抗氧化酶活性，通過調節(jié)氧化應激、炎癥、凋亡、自噬和DNA 損傷來保護環(huán)磷酰胺誘導的肝毒性和腎毒性。Adil 等[64]證實NRG 對撲熱息痛所致大鼠肝腎毒性具有一定改善作用，表現為NRG 預處理組可維持異?？寡趸突钚匝跎?，對抗細胞損傷，增強法尼醇X 受體（farnesoid X receptor，FXR）和尿腎損傷因子-1（kidney injury molecule-1，KIM-1）mRNA 的表達。NHDC 及其合成前體保護肝腎作用機制如圖3 所示。

圖3 NHDC 及其合成前體保護肝腎作用機制[4,8,26-27]Fig.3 Action mechanism of hepatorenal protective effect of NHDC and its synthetic precursors[4,8,26-27]

2.5 降血糖、降血脂作用

肥胖的發(fā)病機制復雜，與多種因素有關。NHDC在高血脂模型中表現出降血脂作用。Han 等[28]實驗表明，分化組的油紅O 染色在所有組中最高，NHDC組油紅O 染色較分化組略少。Bok 等[9,65]實驗表明NHDC 可以大大降低血漿膽固醇水平，抑制HMGCOA 還原酶和?；o酶A-膽固醇?；D移酶（acyl coenzyme A-cholesterol acyltransferase，ACAT）的活性，防止動脈內皮細胞中巨噬細胞-脂質復合物的積累，抑制脂肪肝形成；此外，NHDC 能顯著提高動物血漿高密度脂蛋白（high-density lipoprotein，HDL）的含量，從而促進膽固醇的代謝。

HSD 通過調節(jié)脂質代謝和糖代謝發(fā)揮降糖降脂作用[66]。Rehman 等[20]研究表明，HSD 可以通過改善HFD 引起的血脂水平異常，提高炎癥介質（瘦素、IL-6 和TNF-α）的血清水平等改善胰島素抵抗。-Sundaram 等[67]發(fā)現HSD 通過調節(jié)鏈脲佐菌素誘導的糖尿病大鼠碳水化合物代謝的糖原合酶和糖原磷酸化酶來改善高血糖。Prasatthong 等[68]在HFD 導致的代謝綜合征（metabolic syndrome，MS）中發(fā)現，HSD和二甲雙胍聯合顯著減輕了脂肪墊和脂肪肝的堆積，扭轉了脂肪細胞的大小和數量，改善了MS 大鼠的心肌肥厚，使胰島素信號通路IRS/Akt/GLUT4 蛋白表達恢復。

NHP 具有降血脂和降血糖的雙重作用。Jia 等[21]研究表明，在糖尿病KK-Ay 小鼠模型中，NHP 能夠降低空腹血糖、甘油三酯、瘦素等水平，抑制肝臟脂質積聚和附睪脂肪細胞增大，降低硬脂酰輔酶A 去飽和酶1（stearoyl-CoA desaturase 1，SCD1）、FAS、?；o酶A 氧化酶（acyl-coenzyme A oxidases，ACOX）等相關基因表達，從而發(fā)揮降糖降脂作用。Zhang 等[69]發(fā)現NHP 能夠增加HepG2 細胞葡萄糖的消耗，呈劑量依賴性，且與NRG 聯合使用比單獨使用產生更多的葡萄糖，增強了AMPK 蛋白在細胞中的表達，可能通過糖代謝發(fā)揮潛在降糖作用。Wang 等[63]證實了NHP 能夠通過促進PGC-1α的表達，增加線粒體生物發(fā)生，減輕HFD 小鼠的肝臟脂肪變性，減輕胰島素抵抗。Lu 等[24]發(fā)現NHP 可通過改變HFD 小鼠腸道微生物群的組成，維持腸上皮的完整性，減輕肥胖引起的代謝紊亂，顯著恢復腸道屏障損傷、代謝性內毒素血癥和全身炎癥。

NRG 通過改善內皮細胞功能障礙與腎纖維化發(fā)揮預防和治療糖尿病的潛力，作用機制涉及抑制PI3K-Akt-mTOR 通路介導的自噬[22]，抑制HG 誘導的ERK1/2 和JNK MAPK 磷酸化，抑制ERK1/2 和JNK MAPK 信號通路[70]。此外，Bi 等[25]發(fā)現NRG通過抑制炎癥、凋亡和MAPK 通路，對LPS 誘導的HUVECs 細胞損傷有強大的拮抗作用。Pengnet 等[71]首次發(fā)現NRG 可有效抑制高膽固醇血癥大鼠主動脈低密度脂蛋白受體-1（lectin-like oxidized lowdensity lipoprotein receptor-1，LOX-1）的表達，下調煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（nicotinamide adenine dinucleotide phosphate，NADPH）氧化酶水平，從而降低氧化應激，改善高膽固醇血癥誘導的內皮功能障礙，降低高膽固醇血癥的致動脈粥樣硬化風險。

2.6 改善胃腸道作用

胃腸道中，胃酸分泌和胃運動受5-羥色胺（serotonin，5-HT）調節(jié)，兩者都是調節(jié)食物攝入和飽腹感的復雜網絡機制的一部分。Zopun 等[72]實驗表明，NHDC 是HGT-1 細胞通過甜味受體T1R3 釋放5-HT 的有效誘導劑，但不可調控SLC2A1mRNA 表達水平的影響，其對HGT-1 細胞甜味感知相關基因的調控有待進一步研究。此外，NHDC 能夠通過影響腸道微生物減少腸道疾病。Daly 等[73]實驗表明，膳食中添加NHDC 可以積極影響乳酸桿菌的數量，改變胃腸道微生物群，增強免疫保護，減少胃腸道炎癥反應，維持腸道健康。Shi 等[74]通過宏基因組學、代謝組學和生物學分析的高度創(chuàng)新組合評估糖精、非熱量甜味劑（noncaloric artificial sweeteners，NAS）和NHDC 攝入對腸道微生物群的影響。三者相比，NHDC 對細菌群落沒有顯著影響。

HSD 對腸道中胃腸道傳遞功能、腸道微生物及腸道炎癥有一定的改善作用。Wu 等[75]發(fā)現HSD通過5-羥色胺4R/cAMP 信號通路改善洛哌胺誘導的便秘大鼠結腸運動；與模型組相比，HSD 處理組糞便數量和含水量顯著增高，腸道轉運率升高；5-HT 受體熒光強度和細胞內游離鈣離子增加，cAMP/PKA通路和磷酸化cAMP 反應成分結合蛋白（p-CREB）表達上調。Estruel 等[76]證實了HSD 能夠通過增加腸道菌群總數來影響腸道微生物群，增加乳酸菌屬和雙歧桿菌屬的比例，以較低劑量增加腸道免疫球蛋白A 來維持腸道內穩(wěn)態(tài)，具有潛在益生元作用。Guo等[77]研究發(fā)現HSD 可通過增強Nrf2 抗氧化途徑，增加調節(jié)性T 細胞（regulatory cell，Treg）種群數量，減少結腸組織損傷，恢復腸道屏障功能來保護腸道炎癥、保護腸上皮細胞的存活和屏障的完整性。

NHP 可通過改變腸道微生物群防止直腸腫瘤的發(fā)生。Gong 等[78]首次揭示了腸道微生物群在NHP預防腫瘤方面起著重要作用，NHP 通過誘導腫瘤細胞凋亡和抑制血管生成來顯著抑制APC Min/+小鼠結直腸腫瘤的發(fā)生。袁菱等[79]比較NRG、HSD、NHP分別和芍藥苷配伍后相應成分的腸道吸收特點發(fā)現，單體成分與配伍成分結合使用對腸道吸收無顯著性差異，配伍并不能顯著性影響主成分的腸吸收。Lee 等[80]研究表明，枳實中成分NHP 具有抗胃潰瘍和胃炎作用，顯著降低了胃液分泌量和胃酸排出量，提高了胃酸pH，對HCl/乙醇誘導的胃損傷有55.0%的抑制作用，有望對胃炎起到保護作用。

NRG 對腸道血管屏障損傷具有保護作用。Liu等[81]研究表明，NRG 能夠顯著抑制TNF-α刺激下RIMVECs 細胞的遷移，使腸血管屏障（gut-vascular barrier，GVB）內皮細胞完整性升高，保護RIMVECs單層屏障的完整性，緊密連接蛋白zona 10 occludin-1、occludin、claudin-1 和claudin-2 的表達和分布。

2.7 心血管保護作用

已有研究表明HSD 能夠抑制腎血管性高血壓大鼠腎素-血管緊張素系統(tǒng)，具有降壓作用。在此基礎上，Maneesai 等[82]發(fā)現HSD 能夠抑制L-精氨酸甲酯（L-arginine methyl ester，L-NAME）誘導的大鼠高血壓的發(fā)生和心血管重構，抑制TGF-β1 和基質金屬蛋白酶（matrix metalloproteinases，MMPs）蛋白表達，對心血管具有保護作用，其機制與減少氧化應激和炎癥作用有關。Li 等[83]研究發(fā)現HSD 預處理組可顯著降低心肌梗死面積、心肌損傷及血清肌酸激酶同工酶（cK-MB）、肌鈣蛋白Ⅰ（cTnI）水平，顯著下調了微管相關輕鏈蛋白3Ⅱ（LC3Ⅱ）和自噬基因Beclin1的表達，顯著上調了磷酸化雷帕霉素靶蛋白（phosphorylated mammalian target of rapamycin，pmTOR）、磷酸化蛋白激酶B（phosphorylated protein kinase B，P-Akt）和磷脂酰肌醇3-激酶（phosphatidylinositol 3-kinase，PI3K）的表達，通過抑制過度自噬具有保護心肌缺血/再灌注損傷作用。Kuzu 等[84]發(fā)現HSD 處理組可顯著抑制MDA 和8-羥化脫氧鳥苷（8-hydroxy2′-deoxyguanosine，8-OHdG）的增加，抑制GSH 水平的降低，提高SOD、CAT、GSH-px等抗氧化酶活性。通過減少氧化應激和細胞凋亡，增加抗氧化酶活性，預防炎癥，保護心臟細胞結構。

NHP 可能是治療心肌肥厚和心臟重塑的潛在藥物。Zhang 等[85]研究發(fā)現，NHP 能顯著抑制血管緊張素Ⅱ抗體（angiotensin II，AngII）誘導的心肌收縮功能障礙、心肌肥厚、心肌纖維化、心肌氧化應激和炎癥反應，減輕Ang II 引起的心肌肥大和重構。

NRG 可減少心肌細胞的凋亡。Chen 等[86]研究表明，NRG 能夠通過增加線粒體降低的GSH 活性和抑制H9c2 細胞中MAPK（p38 MAPK，ERK1/2和JNK）的激活和氧化應激來保護HG 誘導的損傷。劉丹等[87]發(fā)現NRG 預處理可降低Caspase-3 活性，下調IRE1α蛋白表達水平，抑制IRE1α途徑，對心肌缺氧/復養(yǎng)（hypoxia/reoxygenation，H/R）損傷有保護作用，從而減少內質網（endoplasmic reticulum stress，ER）應激或ER 應激介導的細胞凋亡。

2.8 神經損傷保護作用

HSD 對各種神經退行性疾病如阿爾茨海默氏病、帕金森病、中風、亨廷頓病等發(fā)展具有抑制作用，其神經保護潛力是通過改善神經生長因子和內源性抗氧化防御功能，減少神經炎癥和凋亡途徑介導的[88]。Hajialyani 等[89]通過評估ROS 生成、線粒體膜電位和細胞凋亡水平等發(fā)現，HSD 減輕魚藤酮誘導的神經元損傷與降低氧化應激、改善線粒體功能障礙和細胞凋亡相關。Antunes,等[90]發(fā)現HSD通過調節(jié)C57BL/6 小鼠黑質致密部（substantia nigra pars compacta，SNpc）中的線粒體功能障礙、凋亡和多巴胺能神經元來防止6-羥多巴胺（6-hydroxydopamine，6-OHDA）注射引起的運動、嗅覺和空間記憶障礙，從而調節(jié)行為的改變。Welbat 等[91]證實HSD 既能改善MTX 誘導的成年大鼠氧化應激，也能有效預防MTX 誘導的細胞損傷和海馬神經損傷。

NHP 具有活性氧清除和體外神經保護作用。Wang 等[92]研究表明，NHP 可以顯著改善神經功能，減輕大腦中動脈閉塞（middle cerebral artery occlusion，MCAO）誘導的梗死體積、病理改變和神經元損失。通過抑制MCAO 誘導的Bax、細胞色素C、cleaved caspase-9 和-3 的上調以及Bcl-2 的下調，抑制凋亡。Wang 等[93]首次證實NHP 通過阻斷蛋白二硫鍵異構酶（protein-disulphide isomerase，PDI）的s-亞硝基化，防止未折疊蛋白（unfolded protein response，UPR）和ER 應激相關的神經毒性，減弱Aβ25-35 誘導的細胞凋亡，對Aβ25-35 誘導的原代培養(yǎng)海馬神經元神經毒性具有保護作用。

NRG 具有體內外神經保護作用。Kulasekaran 等[94]證明NRG 顯著降低了3-硝基丙酸（3-nitropropionic acid，3-NP）誘導的活性氧和脂質過氧化水平，通過作用于PI-3K/Akt 依賴的Nrf2 信號通路，使PC12 細胞免受3-NP 誘導的神經毒性。Meng 等[95]發(fā)現NRG通過淀粉樣β代謝、Tau 蛋白超磷酸化、氧化應激和細胞凋亡等多種機制，顯著改善氫化可的松誘導的記憶障礙小鼠的認知、學習和記憶功能紊亂。

2.9 生殖系統(tǒng)保護作用

HSD 對睪丸損傷有保護作用。Helmy 等[96]研究表明，HSD 在鄰苯二甲酸二（2-乙基己基）酯（Di-（2-ethylhexyl） phthalate，DEHP）誘導的睪丸損傷模型中，HSD 預處理組睪丸3β羥基固醇脫氫酶（3βhydroxysteroid dehydrogenases，3β-HSD）活性和血清睪酮水平顯著升高，抗氧化應激水平顯著升高，微小RNA-181a（microRNA-181a，miR-181a）表達水平降低，SIRT1 和超氧化物歧化酶2（SOD2）的蛋白表達水平顯著上調，Nrf2 和HO-1 蛋白表達水平升高，睪丸器官系數趨于正常。Olayinka 等[97]在非那雄胺誘導的睪丸損傷模型中發(fā)現，HSD 處理組通過抑制氧化應激指標、改善精子參數和標記酶活性，抑制非那雄胺與5α-還原酶（5α-reductase，5AR）的結合，改善非那雄胺誘導的睪丸損傷。ABD-Elhakim 等[98]研究表明，HSD 與?；撬崧摵鲜褂每娠@著抑制CCl4誘導的尿素、尿酸、鉀和促卵泡激素水平的升高，減輕了CCl4誘導的氧化應激和炎癥，誘發(fā)睪丸結構的改變，對CCl4誘導的生殖損傷具有預防性的保護作用。

2.10 抗癌作用

在過去的十年里，人們對HSD 及其苷元橙皮素的抗癌活性進行了大量的研究。HSD 對結腸癌、腫瘤、胃癌、皮膚癌、舌癌、肺癌、肝癌、腎癌和乳腺癌等各種類型的癌細胞具有很強的抑制作用，通過不同的機制在不同組織中誘導腫瘤細胞凋亡[99]。如Tan等[12]試驗中與單獨接受NScLc 細胞移植的大鼠相比，HSD 治療的NScLc 細胞移植大鼠的腫瘤體積明顯更小，且增加miR-132 的表達，降低ZEB2 的表達，顯著降低了NScLc 細胞的集落形成效率，促進NScLc 細胞的凋亡。Kongtawelert 等[100]研究表明，HSD 通過下調三陰性乳腺癌（triple-negative breast cancer，TNBC）中Akt 和NF-κB 信號通路來抑制程序性死亡配體1（programmed death ligand 1，PD-L1）的表達，從而抑制乳腺癌細胞的生長。

Xu 等[13]首次證實NHP 通過激活Bcl-2/bax 介導的信號通路誘導人乳腺腺癌MDA-MB-231 細胞凋亡，并顯著上調腫瘤抑制蛋白P53 和Bax 的表達，下調Bcl-2 表達，導致Bax/Bcl-2 比值升高，與MDAMB-231 細胞凋亡的發(fā)生相對應。

NRG 能夠抑制HeLa 宮頸癌細胞、人三陰性乳腺癌細胞、P388 細胞和H69AR SCLC 等惡性腫瘤的細胞生長；以H69AR SCLC 細胞和宮頸癌HeLa細胞為例，Chen 等[14]首次證實NRG 的抗癌作用為H69AR 細胞的抑制增殖和誘導凋亡，并上調miR-126 表達，抑制了血管細胞粘附分子-1（vascular cell adhesion molecule-1，VCAM-1）蛋白水平，抑制SCLC的生長。Zeng 等[101]證實了NRG 通過抑制NF-κB/COX-2-caspase-1 通路的激活，抑制細胞生長并誘導其凋亡，顯示抗癌作用。

2.11 其他作用

NHDC 及其合成前體主要藥理作用如圖4 所示，具體作用機制及途徑總結見表1 所示。除此之外，NHDC 也是哺乳動物、細菌和真菌α-淀粉酶的激活劑，具有不同作用機制，可以穩(wěn)定細菌的淀粉酶，但不能防止熱誘導的展開[102]。

表1 NHDC 及其合成前體藥理作用及機制Table 1 Pharmacological effect and mechanism of NHDC and its synthetic precursors

圖4 NHDC 及其合成前體藥理作用對應疾病[4-8,15,21-27,46-49,54-66,73-96]Fig.4 Pharmacological effects of NHDC and its synthetic precursors correspond to diseases[4-8,15,21-27,46-49,54-66,73-96]

HSD 具有廣泛的生物學活性，除以上主要的藥理作用以外，還具有抗衰老、鎮(zhèn)痛等作用。Lee 等[103]研究發(fā)現HSD 通過抑制MAPK 依賴的信號通路，調節(jié)MMP-9 的表達，抑制小鼠皮膚厚度增加、皺紋形成和膠原纖維丟失。Ventura 等[104]在小鼠內臟疼痛模型中研究發(fā)現，HSD 與安乃近（metamizole）協同使用具有鎮(zhèn)痛作用，54.4 mg/kg 的安乃近與42.2 mg/kg 的HSD 組合使用具有70%的鎮(zhèn)痛作用，與單獨服用100 mg/kg 的安乃近或100 mg/kg 的HSD 鎮(zhèn)痛效果接近。

NHP 還具有減輕肺纖維化、抗衰老、潰瘍愈合等作用。Guo 等[105]研究表明，NHP 主要通過抑制TGF-β1/Smad2/3 通路、阻斷TGF-β1 信號通路，特別是抑制Smad3 激活，參與保護上皮細胞損傷、抑制肌成纖維細胞分化、ECM 沉積和成纖維細胞遷移。Tan 等[106]發(fā)現NHP 可通過影響RANKL/RANK-和Ca2+依賴的信號通路抑制破骨細胞分化；通過抑制TRAcP 和組織蛋白酶k 的表達抑制破骨細胞介導的骨吸收等，為骨質疏松癥提供了一種潛在的治療方法。Guo 等[107]研究表明，NHP 以濃度依賴性的方式延長了酵母的實生壽命（CLS）。在降低酵母ROS 積累方面表現出最強的功能，屬于抗衰老柑橘類黃酮。

NRG 還具有體內外抗骨質疏松和支氣管擴張作用，與可促進破骨細胞凋亡，抑制破骨細胞吸收，有效的增強骨密度、骨小梁厚度等相關[108]。Li 等[109]評估NRG 對骨吸收影響，結果表明NRG 有效抑制OVX誘導的骨丟失，增加骨密度、骨體積和骨小梁厚度，促進成骨細胞分化，有效逆轉卵巢切除相關骨質疏松癥。Yue 等[110]研究發(fā)現NRG 是有顯著作用的支氣管擴張劑。在體外能使培養(yǎng)的氣道平滑肌ASMC 細胞放松，在體內能使小鼠收縮的支氣管氣道擴張，是一種有效、安全的哮喘擴張劑候選藥物。

3 結論與展望

通過檢索整理文獻發(fā)現，NHDC 合成前體發(fā)展歷程久，研究領域涉及各個系統(tǒng)當中，作用機制的研究包括細胞層次、動物層次和臨床相關報道，結合體內外研究廣泛應用于臨床當中。相比之下，NHDC藥理作用有待于進一步研究，當前從氧化應激、肝腎損傷、血脂紊亂和胃腸道疾病等方面對NHDC 的研究居多，特別是氧化應激方面。NHDC 體外研究表明具有HOCl 清除活性，清除能力高于抗壞血酸，對黃嘌呤氧化酶、非酶脂質過氧化有重要的抑制作用，是一種強抗氧化劑[6-7]。體內研究表明，NHDC 的抗氧化特性可能對pq 誘導的小鼠毒性有顯著肝保護作用，其清除自由基能力對CCl4誘導的急性氧化損傷也有肝保護作用，有可能被用作肝保護劑[4-5,59]。NHDC 的甜味、低毒、強抗氧化特性使其在藥物開發(fā)方面具有許多優(yōu)勢，之后需要進一步的研究來闡明NHDC 在抗氧化通路的更多藥理作用及相關機制。NHDC 作為甜味劑，多應用于飼料及食品行業(yè)，但目前在藥物開發(fā)方面相比其合成前體仍存在一些問題：a.藥理研究涉及領域較窄，現多集中于抗氧化、抗炎等研究方向，未全面向各系統(tǒng)開展藥理作用研究，更缺乏臨床相關報道；b.實驗研究不夠深入，其靶點和作用通路尚未闡明，缺乏體內、體外相結合的實驗，缺少有力的證據。總之，NHDC 在藥物開發(fā)方面相比HSD、NRG 和NHP 等合成前體還不夠完善，相關藥理作用探索還需繼續(xù)深入研究。本文多方位對三個合成前體的藥理作用及機制進行探討，后續(xù)可參考其合成前體研究領域，對NHDC 加大研究力度，借助現代研究手段，挖掘成分新活性或現有活性新靶點，為NHDC 的開發(fā)利用提供科學依據，使其能夠廣泛應用于臨床疾病治療當中。