桑根酮C藥理作用及其機(jī)制的研究進(jìn)展Δ

劉劍波 ，畢小玲 ，王世華 ，張 磊 （1.荊州市中醫(yī)醫(yī)院制劑中心，湖北 荊州 44000；.荊州市中醫(yī)醫(yī)院藥學(xué)部，湖北 荊州 44000；.湖北中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院，武漢 40065）

桑白皮為?？浦参锷orus albaL.的干燥根皮，性寒、味甘，歸肺經(jīng)，具有瀉肺平喘、利水消腫的功效，主要用于臨床治療肺熱喘咳[1]。桑根酮C是一種從桑白皮中提取的黃酮類化合物（化學(xué)結(jié)構(gòu)式見圖1），分子量為708.71。現(xiàn)代藥理學(xué)研究表明，作為桑白皮黃酮類活性成分之一，桑根酮C 表現(xiàn)出肺保護(hù)、抗腫瘤、心臟保護(hù)、肝保護(hù)、神經(jīng)保護(hù)、抗骨質(zhì)疏松、酶抑制、抗炎、抗氧化等多方面的藥理活性，具有作為臨床藥物的潛在價(jià)值[2—5]。為了解桑根酮C的藥理作用，本文系統(tǒng)歸納和梳理了近年來有關(guān)該成分的研究，總結(jié)了其藥理作用及機(jī)制，以期為進(jìn)一步的新藥開發(fā)及臨床應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 抗肺纖維化作用

肺纖維化是一種危及生命的疾病，其特征是進(jìn)行性呼吸困難和肺功能惡化[6]。劉楊等[2]考察了桑根酮C 對(duì)博萊霉素誘導(dǎo)的肺纖維化模型小鼠的影響，結(jié)果顯示，該成分能有效減輕博萊霉素所致肺實(shí)質(zhì)纖維化，改善模型小鼠的呼吸功能，減輕肺內(nèi)膠原沉積和炎癥損傷，降低肺內(nèi)促纖維化蛋白轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β1（transforming growth factor-β1，TGF-β1）、α-平滑肌肌動(dòng)蛋白（α-smooth muscle actin，α-SMA）、核因子κB p65（nuclear factor κB p65，NF-κB p65）、磷酸化NF-κB p65（phosphorylated NF-κB p65，p-NF-κB p65）、Ⅰ型膠原蛋白（collagen Ⅰ）和collagen Ⅲ的表達(dá)水平，表明桑根酮C 具有抗纖維化和抗炎作用，其機(jī)制可能與調(diào)控TGF-β1、NF-κB 等信號(hào)通路有關(guān)（圖2）?，F(xiàn)有研究結(jié)果為桑根酮C用于肺纖維化的相關(guān)藥物研發(fā)提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù)，但仍需進(jìn)一步闡明該成分改善肺纖維化的分子機(jī)制。

圖2 桑根酮C的藥理作用機(jī)制圖

2 抗腫瘤作用

2.1 抑制腫瘤細(xì)胞增殖

與正常細(xì)胞相比，腫瘤細(xì)胞最突出的特征是無限增殖，且DNA 含量在增殖、分裂過程中明顯升高[7]。桑根酮C 可通過干擾生物反應(yīng)體系中相關(guān)酶的合成、損傷DNA、阻滯細(xì)胞分裂來抑制腫瘤細(xì)胞增殖。唐文涵等[8]證實(shí)了桑根酮C對(duì)人腦髓母細(xì)胞瘤細(xì)胞LN-229和人腦星形膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞U87MG的增殖有明顯的抑制作用，半數(shù)抑制濃度分別為11、12 μmol/L；同時(shí)，桑根酮C可干擾LN-229 和U87MG 細(xì)胞增殖過程中DNA 的復(fù)制，阻滯腫瘤細(xì)胞由G0/G1期向S 期的轉(zhuǎn)化，減弱其克隆形成和自我更新的能力；其機(jī)制研究表明，桑根酮C 可有效降低細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶4的含量，可通過下調(diào)KDM4B的表達(dá)來抑制MYC信號(hào)通路，進(jìn)一步阻滯腫瘤細(xì)胞的分裂周期，從而表現(xiàn)出抑制LN-229和U87MG細(xì)胞增殖的活性。環(huán)狀RNA（circular RNA，circRNA）是一類新的內(nèi)源性RNA。Li 等[9]證實(shí)了桑根酮C 可通過抑制環(huán)狀三羥基三甲基輔酶A 合成酶1（circular 3-hydroxymethyl-3-methylglutaryl-CoA synthase 1，circHMGCS1）水平來抑制人前列腺癌細(xì)胞PC3 和DU145 的增殖，降低后者與miR-205-5p 的結(jié)合能力；同時(shí)，未結(jié)合的miR-205-5p可靶向ErBB3 mRNA并抑制其蛋白表達(dá)，ErBB3低表達(dá)使PI3K/AKT信號(hào)通路失活，最終誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞停滯在G0/G1期，表明circHMGCS1/miR-205-5p/ErBB3 軸介導(dǎo)了桑根酮C 對(duì)前列腺癌細(xì)胞增殖的抑制作用。

2.2 誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡

細(xì)胞凋亡又稱細(xì)胞程序性死亡，是生物體自主清除不需要的細(xì)胞的生理過程，在維持組織穩(wěn)態(tài)方面起著重要作用[10]。誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡的途徑主要包括線粒體凋亡途徑和死亡受體途徑?，F(xiàn)有研究表明，桑根酮C主要通過線粒體凋亡途徑來誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡。例如，Chen 等[11]報(bào)道了桑根酮C 能誘導(dǎo)人結(jié)腸癌細(xì)胞HT-29凋亡，可提高細(xì)胞內(nèi)Ca2+和腺苷三磷酸水平，可通過抑制誘導(dǎo)型一氧化氮合酶（inducible nitric oxide synthase，iNOS）的表達(dá)來減少一氧化氮的生成；同時(shí)，其可降低抗凋亡蛋白Bcl-2 的表達(dá)水平，表明桑根酮C 可通過線粒體凋亡途徑來參與HT-29細(xì)胞的凋亡級(jí)聯(lián)。周萍等[12]初步證實(shí)了桑根酮C可通過激活caspase-3、caspase-9途徑來誘導(dǎo)人前列腺癌細(xì)胞PC3 的凋亡。此外，Chen 等[3]報(bào)道了桑根酮C可降低人胃癌細(xì)胞HGC-27的線粒體膜電位水平，抑制其線粒體裂變，從而抑制由線粒體裂變誘導(dǎo)的凋亡，其機(jī)制可能與阻斷細(xì)胞ERK信號(hào)通路有關(guān)。

3 心臟保護(hù)作用

病理性心臟肥大是由長(zhǎng)期異常的血液動(dòng)力學(xué)應(yīng)激引起的，包括高血壓和心肌梗死，與心臟纖維化、毛細(xì)血管稀疏、促炎性細(xì)胞因子分泌增加、細(xì)胞功能障礙和不良的表觀遺傳改變有關(guān)[13]。據(jù)報(bào)道，桑根酮C 能改善主動(dòng)脈縮窄致心臟肥大模型小鼠的心臟肥大、纖維化和收縮、舒張功能惡化等癥狀，抑制calcineurin 和NFAT2 的激活，表明該成分可通過抑制calcineurin/NFAT2 信號(hào)通路來改善心臟肥大和纖維化，以應(yīng)對(duì)慢性壓力過載[14]。Gu等[15]證實(shí)了桑根酮C能改善大鼠心肌細(xì)胞H9c2的缺氧損傷，上調(diào)自噬效應(yīng)蛋白和自噬相關(guān)蛋白5的表達(dá)，提高AMPKα 的激活水平并抑制mTOR、FOXO3a 蛋白的磷酸化，表明桑根酮C 能通過激活A(yù)MPK 并同時(shí)抑制mTOR、FOXO3a 這一機(jī)制來發(fā)揮對(duì)心肌細(xì)胞缺氧損傷的保護(hù)作用，其抗低氧損傷的作用機(jī)制可能與通過調(diào)控AMPKα/mTOR/FOXO3a信號(hào)通路來增強(qiáng)機(jī)體自噬水平有關(guān)?？梢姡８狢 可通過調(diào)控calcineurin/NFAT2、AMPKα/mTOR/FOXO3a 信號(hào)通路、增加自噬水平來發(fā)揮心臟保護(hù)作用。

4 肝保護(hù)作用

非酒精性脂肪性肝病是一種常見肝臟疾病，主要特征為外周脂肪分解增加、游離脂肪酸攝取增多、線粒體β氧化減少和脂質(zhì)異位蓄積[16]。邢菊玲等[4]報(bào)道了桑根酮C 對(duì)游離脂肪酸致人肝癌細(xì)胞HepG2 脂質(zhì)蓄積的改善作用，指出該成分可降低細(xì)胞脂質(zhì)水平和甘油三酯含量，并可下調(diào)PPARα、肉堿棕櫚酰轉(zhuǎn)移酶1、固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白1c、脂肪酸合成酶、沉默信息調(diào)節(jié)因子1、PPARγ 輔助激活物1α 蛋白及mRNA 的表達(dá)水平，表明桑根酮C 改善脂質(zhì)蓄積的作用可能與調(diào)控PPARα 信號(hào)通路有關(guān)，可為保肝藥物的研發(fā)提供實(shí)驗(yàn)參考。但現(xiàn)有研究?jī)H局限于細(xì)胞水平，尚不能充分闡釋桑根酮C在肝保護(hù)方面的作用機(jī)制，具體作用途徑及靶點(diǎn)仍需要?jiǎng)游飳?shí)驗(yàn)和臨床研究進(jìn)一步驗(yàn)證。

5 神經(jīng)保護(hù)作用

缺血再灌注過程通常會(huì)對(duì)大腦造成長(zhǎng)期甚至不可逆的損傷，特別是缺血性卒中再灌注會(huì)引起劇烈的神經(jīng)炎癥和氧化反應(yīng)，導(dǎo)致神經(jīng)元興奮性毒性和細(xì)胞凋亡[17]。Zhao 等[18]通過體外實(shí)驗(yàn)證實(shí)，RhoA 在氧-葡萄糖剝奪再灌注（oxygen-glucose deprivation and reperfusion，OGD/R）誘導(dǎo)的損傷PC12細(xì)胞中過表達(dá)，而桑根酮C能通過抑制RhoA/ROCK 信號(hào)通路來發(fā)揮OGD/R 后的神經(jīng)保護(hù)作用。該研究還利用可逆性大腦中動(dòng)脈閉塞（middle cerebral artery occlusion，MCAO）大鼠模型證實(shí)了桑根酮C 可有效緩解腦缺血再灌注損傷引起的神經(jīng)炎癥和氧化應(yīng)激，可減輕缺血再灌注后的神經(jīng)損傷、腦水腫和腦梗死程度，并可顯著下調(diào)海馬區(qū)RhoA、ROCK1、ROCK2 和下游Lim 結(jié)構(gòu)域激酶1、Lim 結(jié)構(gòu)域激酶2、磷酸化絲切蛋白等RhoA/ROCK 信號(hào)通路相關(guān)蛋白的表達(dá)，表明桑根酮C 可通過調(diào)節(jié)RhoA/ROCK 信號(hào)通路來抑制神經(jīng)炎癥和氧化應(yīng)激，從而發(fā)揮腦缺血再灌注損傷后的神經(jīng)保護(hù)作用。

6 抗骨質(zhì)疏松作用

骨質(zhì)疏松癥是與骨代謝異常和骨密度降低有關(guān)的全身性骨病。成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞作為基本的調(diào)節(jié)單位，在骨重塑過程中發(fā)揮重要作用，破骨細(xì)胞誘導(dǎo)的骨吸收增加和成骨細(xì)胞介導(dǎo)的骨形成不足均可導(dǎo)致骨丟失和骨強(qiáng)度降低[19]。劉芬等[5]將桑根酮C與同源建模所得的Runx2蛋白進(jìn)行分子對(duì)接，并通過體外實(shí)驗(yàn)初步證實(shí)了桑根酮C能促進(jìn)小鼠成骨細(xì)胞前體細(xì)胞MC3T3-E1的增殖和分化，上調(diào)Runx2 蛋白及mRNA 的表達(dá)。Wang 等[20]報(bào)道了桑根酮C 能促進(jìn)MC3T3-E1 細(xì)胞的增殖，可增強(qiáng)其堿性磷酸酶的活性，上調(diào)Runx2、collagen ⅠmRNA的表達(dá)，并提高骨保護(hù)素/NF-κB受體活化因子配體mRNA 的表達(dá)水平；同時(shí)，該成分能有效減少抗酒石酸酸性磷酸酶陽性多核細(xì)胞的數(shù)量，縮小骨吸收陷窩的面積，并抑制破骨細(xì)胞的形成和功能。這表明桑根酮C的抗骨質(zhì)疏松作用可能是通過對(duì)成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞的雙重作用來實(shí)現(xiàn)的，其有望成為預(yù)防骨質(zhì)疏松的候選藥物。

7 酶抑制作用

胰脂肪酶是水解胃腸道內(nèi)甘油三酯的關(guān)鍵酶，是調(diào)節(jié)脂質(zhì)吸收的靶點(diǎn)之一。Hou等[21]報(bào)道了桑根酮C對(duì)胰脂肪酶表現(xiàn)出的抑制作用（半數(shù)抑制濃度為0.77～20.56 μmol/L），指出該成分對(duì)胰脂肪酶介導(dǎo)的4-甲基傘形酮油酸酯水解具有一定的抑制作用（抑制常數(shù)Ki為1.07 μmol/L），表明桑根酮C 可作為新型胰脂肪酶抑制劑的先導(dǎo)化合物。Chen 等[22]報(bào)道了桑根酮C 對(duì)腸道微生物亞硝基還原酶（EcNfsA 和EcNfsB）具有抑制作用，提示其有可能成為抑制亞硝基還原酶介導(dǎo)的腸道致突變作用的潛在候選物質(zhì)。Bai 等[23]證實(shí)了桑根酮C 對(duì)大腸桿菌β-葡萄糖苷酸酶催化的4-硝基苯基-β-D-葡萄糖苷水解具有非競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用（抑制常數(shù)Ki為2.71 μmol/L），表明其可作為潛在的膳食補(bǔ)充劑來改善β-葡萄糖苷酸酶介導(dǎo)的腸道毒性。此外有研究指出，桑根酮C 對(duì)人羧酸酯酶2、α-葡萄糖苷酶和酪氨酸酶均具有一定的抑制作用[24—26]。

8 抗炎作用

炎癥是機(jī)體對(duì)各種物理、化學(xué)、生物等刺激所產(chǎn)生的一種病理反應(yīng)，與NF-κB 信號(hào)通路的激活密切相關(guān)[27]。Dat等[28]報(bào)道了桑根酮C對(duì)脂多糖誘導(dǎo)RAW264.7細(xì)胞的NF-κB活性有明顯的抑制作用，可減少NF-κB抑制蛋白α的降解和磷酸化，降低一氧化氮的產(chǎn)生和iNOS的表達(dá)水平，從而發(fā)揮抗炎作用。周萍等[29]利用角叉菜膠致小鼠急性炎癥模型證實(shí)了桑根酮C 能有效減輕小鼠的足腫脹程度和中性粒細(xì)胞的浸潤(rùn)程度，并可降低一氧化氮、前列腺素E2、白細(xì)胞介素1β 和腫瘤壞死因子α等炎癥因子的表達(dá)，從而發(fā)揮抗炎作用。這些研究結(jié)果均表明，桑根酮C 在預(yù)防和治療炎癥方面的效果良好，其機(jī)制可能與抑制NF-κB信號(hào)通路有關(guān)。

9 抗氧化作用

自由基是一種具有一個(gè)或多個(gè)未成對(duì)電子的化學(xué)物質(zhì)，可在酶介導(dǎo)的電子轉(zhuǎn)移過程中產(chǎn)生大量的自由基中間體，其主要包括活性氧和活性氮[30]。過量的自由基會(huì)打破機(jī)體的平衡狀態(tài)，導(dǎo)致蛋白功能障礙、DNA損傷和脂質(zhì)過氧化，從而致使細(xì)胞死亡[31]。Li等[32]研究指出，桑根酮C 在鐵離子還原抗氧化實(shí)驗(yàn)、銅離子還原實(shí)驗(yàn)、1，1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基清除實(shí)驗(yàn)和2，2′-聯(lián)氮-雙（3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸）二銨鹽自由基清除實(shí)驗(yàn)中均表現(xiàn)出了良好的抗氧化能力，并可通過多種抗氧化途徑（如電子轉(zhuǎn)移途徑和亞鐵離子結(jié)合途徑）來保護(hù)間充質(zhì)干細(xì)胞免受氧化應(yīng)激損傷。由此可見，桑根酮C具有一定的抗氧化活性，但其相關(guān)研究仍停留在較為基礎(chǔ)的階段，今后可從藥理作用、分子機(jī)制及作用靶點(diǎn)等方面進(jìn)一步深入探討。

10 總結(jié)與展望

現(xiàn)有研究表明，桑根酮C 具有多方面的藥理活性，具有潛在的臨床價(jià)值，尤其是保護(hù)肺、心和抗腫瘤作用，但其發(fā)揮藥理活性的作用機(jī)制仍缺乏系統(tǒng)深入的分析和驗(yàn)證。

中藥桑白皮多用于臨床治療肺系疾病。桑根酮C作為桑白皮主要活性成分之一，其對(duì)肺系疾病的藥理活性和作用機(jī)制研究明顯不足。現(xiàn)有研究結(jié)果表明，桑根酮C可有效抑制肺纖維化的進(jìn)展，但這種效果僅體現(xiàn)在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)水平上，缺乏臨床層面的研究。今后需要深入挖掘該成分治療肺纖維化及其他肺系疾病的作用靶點(diǎn)和分子機(jī)制，完善其治療肺系疾病的臨床試驗(yàn)設(shè)計(jì)，進(jìn)而有效評(píng)估桑根酮C治療肺系疾病的臨床效果。

桑根酮C 能抑制腫瘤細(xì)胞的增殖、誘導(dǎo)其凋亡，可能成為治療惡性腫瘤的潛在藥物。但對(duì)于桑根酮C 抗腫瘤作用的相關(guān)研究仍局限于傳統(tǒng)的中醫(yī)藥研究思路，尚停留在單一通路且研究不夠深入；此外，現(xiàn)有抗腫瘤作用研究多集中在體外細(xì)胞水平，缺少動(dòng)物實(shí)驗(yàn)及臨床試驗(yàn)的驗(yàn)證，也缺乏與免疫藥物聯(lián)用的相關(guān)研究，這都是今后桑根酮C抗腫瘤作用研究需關(guān)注的問題。

桑根酮C 在保護(hù)心、肝等器官，以及改善腦缺血再灌注損傷和骨質(zhì)疏松等方面均有較大的開發(fā)價(jià)值，可能是今后研究的重點(diǎn)方向。此外，研究者需結(jié)合藥理學(xué)、分子生物學(xué)的研究方法，從多途徑、多靶點(diǎn)的角度進(jìn)一步探索桑根酮C治療上述相關(guān)疾病的作用機(jī)制。

桑根酮C 作為一種酶抑制劑，對(duì)胰脂肪酶、亞硝基還原酶、β-葡萄糖苷酸酶、人羧酸酯酶2等均顯示出一定的抑制作用?？梢姡摮煞钟型蔀樾滦兔敢种苿┑南葘?dǎo)化合物。此外，有關(guān)桑根酮C 抗炎、抗氧化作用的系統(tǒng)研究較少，且多停留在體外細(xì)胞水平，有待進(jìn)一步深入。

總之，桑白皮活性成分桑根酮C的開發(fā)應(yīng)用前景廣闊，值得研究者進(jìn)一步探索和挖掘。