大黃素的藥理作用機制研究進展

吳叢宇，周 悅，上官璐茜，楊雅妮，王晶雅，余俊河，宮帥帥，寇俊萍

（中國藥科大學(xué)中藥學(xué)院中藥藥理與中醫(yī)藥學(xué)系，江蘇省中藥評價與轉(zhuǎn)化重點實驗室，南京 211198）

大黃素，又稱瀉素，其化學(xué)名為1, 3, 8-三羥基-6-甲基蒽醌（化學(xué)結(jié)構(gòu)如圖1 所示），屬于羥基蒽醌類化合物，在大黃（Rheum palmatumL.）、虎杖（Polygonum cuspidatumSieb. et Zucc.）、何首烏（Polygonum multiflorumThunb.）等中藥材中含量豐富[1]。近年來大量研究證實大黃素具有抗腫瘤、抗炎、免疫調(diào)節(jié)、抗菌和抗病毒等多種藥理活性，涉及肝癌、結(jié)腸癌、胰腺癌、非小細胞肺癌、心力衰竭、心肌肥大、心肌梗死、心肌炎、缺血再灌注損傷、神經(jīng)退行性疾病、糖尿病、骨質(zhì)疏松癥等多種疾病[2]，相關(guān)分子機制研究也日益深入。本文總結(jié)了近5 年來發(fā)表于國內(nèi)外期刊有關(guān)大黃素的藥理作用機制的研究進展，重點介紹大黃素的抗腫瘤、抗炎和免疫調(diào)節(jié)、保護心腦血管、抗纖維化等方面藥理作用及其分子機制，以期為基于大黃素的新藥研制和臨床應(yīng)用提供一定參考依據(jù)和線索。

圖1 大黃素（1, 3, 8-三羥基-6-甲基蒽醌）的化學(xué)結(jié)構(gòu)

1 抗腫瘤作用

據(jù)報道，腫瘤已成為世界上繼心血管疾病的第二大死因，患者數(shù)逐年增加[3]。研究表明大黃素可以通過影響腫瘤發(fā)生的各個階段，包括細胞增殖、凋亡、上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)變、細胞遷移和血管生成等途徑發(fā)揮抗腫瘤活性。

1.1 抑制癌細胞增殖并誘導(dǎo)凋亡

細胞增殖或細胞死亡的失調(diào)是癌癥的決定性特征。所有腫瘤病灶的特征是無限的細胞增殖，而細胞凋亡引起的細胞死亡是腫瘤病灶的重要抑制機制[4]。研究顯示，大黃素10 ～ 80 μmol/L 可明顯降低結(jié)腸癌細胞活力，誘導(dǎo)結(jié)腸癌細胞的細胞周期阻滯和細胞凋亡[5]；大黃素25 ～ 100 μmol/L 可抑制MCF-7人乳腺癌細胞的增殖[6]；大黃素30 μmol/L可以通過調(diào)節(jié)細胞周期抑制非小細胞肺癌細胞的增殖[7]。此外，大黃素可以通過影響胱天蛋白酶-3（cysteine aspartic acid specific protease-3, caspase-3）和caspase-9 的表達誘導(dǎo)腫瘤細胞凋亡，發(fā)揮對胰腺癌[8]的治療作用。核因子κB （nuclear factor-κB,NF-κB）和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子（signal transduction and activator of transcription, STAT）已成為腫瘤相關(guān)炎癥的主要調(diào)節(jié)因子。大黃素15 μmol/L處理48 h可以通過調(diào)節(jié)人結(jié)腸癌細胞COLO 201的IκB 激酶β（inhibitor kappa B kinase β, IKKβ）/NFκB 和STAT 等分子信號通路調(diào)節(jié)B 細胞淋巴瘤2（B cell lymphoma 2, Bcl-2）家族蛋白的表達和定位從而調(diào)節(jié)腫瘤細胞的增殖、分化及凋亡[5]。體內(nèi)實驗表明，在LLC 肺癌細胞的荷瘤小鼠模型中，大黃素可抑制C57 小鼠分泌型小分子磷脂酶A2-IIa（secretory small molecular phospholipase-IIa, sPLA2-IIa）水平，從而抑制NF-κB 活性，導(dǎo)致非小細胞肺癌細胞死亡[9]。

此外，研究表明大黃素15 ～ 60 μmol/L 處理48 h 后，可通過抑制磷脂酰肌醇3-激酶（phosphoinositide 3-kinase, PI3K）/蛋白激酶B（protein kinase B, Akt）抑制細胞增殖，誘導(dǎo)S期和G2/M細胞周期停滯，促進HepG2 細胞凋亡[10]。當(dāng)大黃素和小檗堿聯(lián)合使用，可通過抑制鹽誘導(dǎo)激酶3（saltinducible kinases 3, SIK3）/哺乳動物雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin, mTOR）通路，抑制乳腺癌細胞中有氧糖酵解和細胞生長，并通過SIK3 激酶減弱 Akt 抑制的乳腺癌細胞G1/S 周期阻滯和凋亡[11]。大黃素1.25 ～ 5 μmol/L 處理6 ～ 24 h還可激活胞外信號調(diào)節(jié)激酶（extracellular signalregulated kinase, ERK）, c-Jun 氨基端激酶（c-Jun Nterminal kinase, JNK）和p38絲裂原激活的蛋白激酶（p38 mitogen-activated protein kinase, p38 MAPK）等MAPKs，促進子宮內(nèi)膜癌細胞的分化和凋亡[12]。

1.2 抑制腫瘤侵襲、轉(zhuǎn)移

上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial-mesenchymal transition, EMT）是上皮細胞獲得間質(zhì)特征的過程，是原發(fā)腫瘤侵襲的起始步驟之一。同時，EMT 與癌癥干細胞樣細胞（cancer stem-like cells, CSC）自噬過程被認為是促進腫瘤細胞轉(zhuǎn)移的主要因素[13]。研究表明，大黃素40 μmol/L 處理48 h 后可明顯增加人胰腺癌SW1990 細胞microRNA-1271 的表達水平，從而抑制EMT[14]。在手術(shù)切除乳腺腫瘤之前短期給予大黃素，發(fā)現(xiàn)其可通過減少促瘤巨噬細胞和抑制原發(fā)性腫瘤中的 EMT和CSC形成來阻止乳腺癌術(shù)后肺部轉(zhuǎn)移復(fù)發(fā)[15]。大黃素5 ～ 20 μmol/L可明顯抑制結(jié)腸癌細胞Wnt/β-catenin 通路，增加E-cadherin 的mRNA 水平和降低N-cadherin 的表達抑制EMT，同時抑制侵襲和遷移標(biāo)志蛋白，如基質(zhì)金屬蛋白酶-7（matrix metalloproteinase-7, MMP-7）、MMP-9，從而抑制結(jié)腸癌細胞的侵襲和轉(zhuǎn)移[16]。此外，大黃素還可誘導(dǎo)M2 巨噬細胞向M1 巨噬細胞的轉(zhuǎn)化，從而抑制與M2 巨噬細胞共培養(yǎng)介導(dǎo)的肝癌細胞的增殖和侵襲[17]。

另據(jù)報道，長鏈脂酰輔酶A 合成酶（long-chain acyl-CoA synthetase, ACSL）在結(jié)腸癌組織中高表達，ACSL4 下調(diào)可降低細胞增殖和侵襲，而ACSL4與血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor, VEGF）及其受體VEGFR1、VEGFR2 水平呈正相關(guān)，并與結(jié)腸癌患者的生存時間較短有關(guān)。分子對接模擬和微量熱泳動（microscale thermophoresis, MST）分析證實，大黃素可直接與ACSL4蛋白結(jié)合形成2 個氫鍵，且解離常數(shù)為20 μmol/L。而在過表達ACSL4 的結(jié)腸癌細胞中，大黃素20 μmol/L 處理48 h 后，對人結(jié)腸癌細胞HCT116增殖和侵襲的抑制作用明顯減弱甚至被抵消。此外，大黃素25, 50 mg/kg 灌胃給藥8 周，可以抑制VEGF 分泌、ACSL4 和VEGFR 的表達，從而抑制體內(nèi)結(jié)腸癌的發(fā)生。上述研究證實大黃素通過靶向ACSL4 來減少VEGF 分泌以及VEGFR1 和VEGFR2 的表達，從而抑制結(jié)腸癌細胞的增殖和侵襲，降低小鼠的死亡率和腫瘤發(fā)生[18]。

1.3 抑制腫瘤血管生成

血管生成是腫瘤發(fā)生的關(guān)鍵和早期步驟，被認為是實體瘤的標(biāo)志和腫瘤復(fù)發(fā)的關(guān)鍵特征[19]。研究表明，絲氨酰-tRNA合成酶（seryl-tRNA synthetase, SerRS）是一種 VEGFA 強效轉(zhuǎn)錄抑制因子，大黃素體外5 ～ 20 μmol/L 可明顯增加三陰性乳腺癌細胞中的SerRS 表達，減少VEGFA 轉(zhuǎn)錄；25, 100 mg/kg 腹腔注射，可顯著抑制小鼠的血管生成。同時，分子對接結(jié)果表明大黃素與核受體輔助抑制因子2（nuclear receptor corepressor 2, NCOR2）的組蛋白相互作用域SANT2結(jié)合，使SerRS啟動子復(fù)合物解離，打開啟動子構(gòu)象，增強SerRS轉(zhuǎn)錄，在三陰性乳腺癌中發(fā)揮抗血管生成功能[20]。此外，大黃素可通過激活腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子6（tumor necrosis factor receptor associated factor 6, TRAF6）介導(dǎo)的相關(guān)信號通路在間變性甲狀腺癌中發(fā)揮抗血管生成活性[21]。

2 抗炎和免疫調(diào)節(jié)作用

炎癥是免疫系統(tǒng)保護生物體免受有害因素影響的生物反應(yīng)，過度和不受控制的炎癥與多種破壞性慢性疾病有關(guān)[22]，多項體內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn)，大黃素在治療和預(yù)防各種炎癥疾病方面具有潛在的藥理作用。急性肺損傷是大量粒細胞浸潤導(dǎo)致的過度炎癥反應(yīng)，大黃素5 ～ 20 mg/kg 腹腔注射給藥可通過調(diào)節(jié)急性肺損傷大鼠粒細胞功能來發(fā)揮抗炎作用[23]。同時，大黃素可通過調(diào)控JNK/神經(jīng)生長因子誘導(dǎo)的基因B（nerve growth factor-induced gene B, Nur77）/c-Jun[24]、抑制mTOR/缺氧誘導(dǎo)因子-1α（hypoxia inducible factor-1, HIF-1α）/VEGF 信號通路[25]，抑制小鼠巨噬細胞RAW264.7的炎癥因子生成和氧化應(yīng)激，在急性肺損傷中發(fā)揮抗炎作用。急性胰腺炎是胰酶在胰腺內(nèi)被激活后引起胰腺組織自身消化、水腫、出血甚至壞死的炎癥反應(yīng)。大黃素通過抑制NOD 樣受體熱蛋白結(jié)構(gòu)域相關(guān)蛋白3（NOD-like receptor thermal protein domain associated protein 3, NLRP3）/caspase-1/GasderminD 蛋白（GSDMD）介導(dǎo)的肺泡巨噬細胞（alveolar macrophages, AMs）焦亡[26]、抑制P2X7/NLRP3 信號通路降低血漿中白細胞介素-1β（interleukin-1β, IL-1β）和IL-18的濃度[27]，降低促炎因子，有利于急性胰腺炎的恢復(fù)。此外，大黃素可顯著降低病毒性心肌炎小鼠模型血清腫瘤壞死因子α（tumor necrosis factor-α, TNF-α）和IL-6 及心肌肌鈣蛋白和腦鈉肽等的水平，升高心肌超氧化物歧化酶水平，改善病毒性心肌炎小鼠心臟指數(shù)和病理評分[28]。在疾病進展中，各種促炎基因的轉(zhuǎn)錄需要NF-κB 的參與，大黃素可通過調(diào)節(jié)NF-κB 信號通路，調(diào)節(jié)白介素水平，改善炎癥引起的腸道潰瘍等損傷[29]。

免疫失調(diào)可導(dǎo)致多種疾病，其特征是過度炎癥反應(yīng)和免疫抑制[30]。多項研究表明，大黃素可干預(yù)多條信號通路，發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用。大黃素通過調(diào)節(jié)沉默調(diào)節(jié)蛋白1（sirtuins 1, SIRT1）/過氧化物酶體增殖受體γ 輔激活因子α（peroxisome proliferators-activated receptor γ coactivator 1alpha, PGC-1α）/NLRP3 信號通路、髓樣分化因子88（myeloid differentiation primary response gene 88, MyD88）/PI3K/Akt/NF-κB 信號通路，抑制小膠質(zhì)細胞活化，以此減輕自身免疫性腦脊髓炎癥狀[31-32]。而對于柯薩奇病毒B3m 誘導(dǎo)的手足口病腦炎，大黃素則通過抑制Toll 樣受體3（Toll-like receptor 3, TLR3）通路調(diào)節(jié)免疫功能[33]。大黃素還可通過提高調(diào)節(jié)性T 細胞免疫力和叉頭樣轉(zhuǎn)錄因子3 的表達，增加相關(guān)抗炎因子水平，調(diào)節(jié)腸道免疫，控制腸道炎癥[34]。此外，大黃素通過介導(dǎo)Bcl-2 相關(guān)X 蛋白（Bcl-2-associated X protein, Bax）/Bcl-2/caspase-3 途徑抑制細胞凋亡，調(diào)節(jié)T 細胞比例，保護腸道屏障并抑制嚴(yán)重急性胰腺炎免疫反應(yīng)[35]。

3 抗菌和抗病毒作用

研究表明，大黃素能通過抑制ERK1/2 的磷酸化和抑制F-肌動蛋白聚合來抑制細菌入侵[36]。大黃素8.75, 17.5， 35 mg/kg 灌胃給藥可減輕大腸埃希菌O1引起的腸道損傷并通過增加腸道有益菌群的豐度和抑制有害菌的豐度來改善小鼠的腸黏膜屏障功能，從而緩解腹瀉[37]。大黃素75 mg/kg 灌胃給藥可顯著激活甲型流感病毒感染小鼠的過氧化物酶體增殖物激活受體α/γ（peroxisome proliferators-activated receptors α/γ, PPARα/γ）和腺苷酸活化蛋白激酶（adenosine monophosphate-activated protein kinase, AMPK）途徑，進而增加細胞內(nèi)三磷酸腺苷（adenosine-triphosphate, ATP）水平，發(fā)揮抗甲型流感病毒活性[38]。此外，大黃素能誘導(dǎo)豬肺泡巨噬細胞系中的TLR3、干擾素-α 和干擾素-β 的表達，抑制豬繁殖和呼吸綜合征病毒[39]。通過硅膠薄層色譜法分離，LC-MS 分析鑒定生物活性的化合物，結(jié)果顯示大黃素可作為抗菌和抗真菌抗生素的生物利用度增強劑，揭示了其在治療多藥耐藥性方面的潛力[40]。此外，大黃素0.04 ～ 40 μmol/L感染Vero E6 細胞96 h，濃度依賴性地顯著減少病灶數(shù)量，并可直接損害寨卡病毒顆粒，用于治療寨卡病毒感染患者和進行預(yù)防性治療[41]。

4 心肌保護作用

心血管疾病在全球有高發(fā)病率高病死率。多項研究表明，大黃素具有抑制心肌細胞死亡、抗心肌肥大等活性，為臨床治療心血管疾病提供實驗依據(jù)[42]。

4.1 抑制心肌細胞死亡

ERK 通路參與調(diào)節(jié)心肌細胞凋亡，激活后造成心肌損傷[43]。聚焦于心肌梗死后心力衰竭大鼠心肌細胞能量代謝和ERK 通路調(diào)節(jié)的報道表明，大黃素20, 40, 60 mg/kg 連續(xù)灌胃14 d 能顯著降低冠脈結(jié)扎4 周誘導(dǎo)的心力衰竭模型大鼠心肌組織凋亡率，改善大鼠心臟功能[44]。此外，大黃素15 μmol/L 通過上調(diào)混合譜系酶3 調(diào)節(jié)的miR-138以及激活SIRT1/Akt 和Wnt/β-catenin 途徑來減少心肌細胞凋亡，從而減輕缺氧誘導(dǎo)大鼠H9c2 心肌細胞損傷[45]。

調(diào)節(jié)細胞焦亡可在一定程度上緩解心肌缺血再灌注損傷[46]。研究證實大黃素2.5, 5, 10 μmol/L通過抑制Toll 樣受體4（Toll-like receptor 4, TLR4）/髓樣分化因子88（myeloid differentiation primary response gene 88, MyD88）/NF-κB/NLRP3 炎癥小體途徑減少心肌細胞焦亡[47]。此外，通過對心肌缺血再灌注損傷小鼠模型的mRNA 和miRNA 進行測序，并運用多學(xué)科交叉技術(shù)發(fā)現(xiàn)大黃素可以通過調(diào)節(jié)RUNT 相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子1（RUNX family transcription factor 1, RUNX1）/miR-142-3p/多巴胺受體D2（dopamine receptor D2, DRD2）途徑來抑制NF-κB增強引發(fā)的心肌缺血再灌注損傷[48]。

4.2 抑制心肌肥大

心肌肥大特征是左心室肥厚，射血分數(shù)保留或增加，會引發(fā)心力衰竭和心源性猝死等疾病[49]。體內(nèi)外研究表明，大黃素通過激活過氧化物酶體增殖物激活受體γ 輔助活化因子1-α，活化沉默調(diào)節(jié)蛋白3（sirtuins 3, SIRT3）信號通路來緩解異丙腎上腺素及腹主動脈狹窄誘導(dǎo)的小鼠心肌肥大[50]。另外大黃素10 μmol/L 可抑制牛血清白蛋白中的組蛋白去乙酰化酶（histone deacetylase, HDAC）活性及腎上腺素和佛波酯誘導(dǎo)的新生大鼠心肌細胞中的HDAC 活性，并抑制STAT3，p38，蛋白激酶D（protein kinase D, PKD）等多條信號通路，下調(diào)趨化因子CXC基序趨化因子配體12等多個因子的基因表達；大黃素30 mg/kg 連續(xù)灌胃給藥14 d 可抑制HDAC 基因表達緩解血管緊張素Ⅱ誘導(dǎo)的小鼠肥厚型心肌病[51-52]。

5 神經(jīng)保護作用

神經(jīng)系統(tǒng)疾病發(fā)病機制復(fù)雜，研究表明大黃素具有神經(jīng)保護活性，可以通過抑制神經(jīng)細胞死亡和保護血腦屏障對多種神經(jīng)退行性疾病、腦缺血等神經(jīng)系統(tǒng)疾病起到潛在的治療作用。

5.1 抑制神經(jīng)細胞死亡

抑制氧化應(yīng)激誘導(dǎo)線粒體功能障礙和過多的ROS 積累導(dǎo)致的細胞凋亡，是緩解神經(jīng)元細胞死亡的重要機制。大黃素20 μmol/L 處理人神經(jīng)母細胞瘤細胞后，可以通過提高細胞ATP 水平，抑制AMPK 信號通路及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，降低ERK1/2 磷酸化，減少ROS 和保護線粒體功能來減少細胞凋亡，治療過量Zn2+誘導(dǎo)的帕金森病等神經(jīng)系統(tǒng)損傷[53]。大黃素作為腦卒中的神經(jīng)保護劑，可以通過ERK1/2 信號通路誘導(dǎo)Bcl-2 和谷氨酸轉(zhuǎn)運體-1 的表達，減少ROS 生成，從而抑制神經(jīng)元細胞凋亡[54]。大黃素具有抗阿爾茨海默?。ˋlzheimer’s disease,AD）作用，可激活蛋白激酶C（protein kinase C,PKC）途徑減輕氧化應(yīng)激，減少ROS積累，增強Bcl-2/凋亡蛋白并激活核因子E2 相關(guān)因子2 途徑，發(fā)揮抗氧化功能，減少神經(jīng)元細胞凋亡，改善AD[55-56]。此外，大黃素還可通過抑制小膠質(zhì)細胞活化，降低IL-6、TNF-α 等炎癥因子的水平[57]，對AD發(fā)揮潛在治療作用。

5.2 保護血腦屏障

血腦屏障是一種細胞和物理屏障，在大腦細胞外環(huán)境的穩(wěn)態(tài)中起著至關(guān)重要的作用[58]。血腦屏障通透性增加引起的腦水腫可擴大缺血性腦卒中的梗死面積，研究發(fā)現(xiàn)大黃素與人參皂苷Rb1聯(lián)合使用對降低血腦屏障通透性和梗死面積具有協(xié)同作用[59]。此外，大黃素40 mg/kg 連續(xù)給藥3 d，可以上調(diào)大腦中動脈閉塞模型大鼠梗死皮層組織的閉合蛋白和緊密連接蛋白-5 的水平，下調(diào)MMP-2/MMP-9 水平，從而保護血腦屏障，減少炎癥對腦組織的雙重損傷[60]。

6 腎臟保護作用

大黃素可通過調(diào)節(jié)circ_0000064/miR-30c-5p/大型多功能肽酶7（large multifunctional peptidase 7, Lmp7）軸減輕高葡萄糖誘導(dǎo)的小鼠腎小球系膜細胞中的氧化應(yīng)激、炎癥和細胞外基質(zhì)積累，達到腎臟保護作用[61]?；诰W(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)和分子對接技術(shù)的預(yù)測發(fā)現(xiàn)，大黃素通過白細胞介素-17、MAPK等信號通路中的關(guān)鍵靶點在糖尿病腎病的治療中發(fā)揮作用[62]。大黃素1, 3, 10 mg/kg 腹腔注射給藥1 周可通過抑制鈣/鈣調(diào)蛋白依賴性蛋白激酶Ⅱ活性，緩解缺血再灌注引起的腎損傷[63]。大黃素20, 40 μmol/L 可通過抑制NLRP3 炎癥小體的活化來保護腎小管上皮細胞，減少炎癥反應(yīng)，從而緩解脂多糖誘導(dǎo)的急性腎損傷[64]。

7 骨保護作用

骨質(zhì)疏松癥是一種骨骼疾病，其特征是骨強度受損，增加人骨折的風(fēng)險[65]。研究表明，大黃素30 mg/kg 灌胃給藥10 周，可通過抑制TRAF6、原癌基因蛋白等的表達來抑制破骨細胞形成，改善炎癥性腸病誘導(dǎo)的大鼠骨質(zhì)疏松癥[66]。大黃素5,25 μmol/L 預(yù)處理軟骨細胞2 h 可下調(diào)大鼠軟骨細胞中MMP-3、MMP-13、血小板反應(yīng)蛋白解整合素金屬肽酶4/5 表達，預(yù)防和治療骨關(guān)節(jié)炎[67]。大黃素10, 20, 30 μg/mL 處理大鼠軟骨細胞2 h 可降低IL-1β 誘導(dǎo)的細胞毒性，抑制NO、前列腺素E2、MMP-3 和MMP-13 的表達和ERK 和Wnt/β-catenin通路，最終促進軟骨細胞的增殖[68]。

8 抗纖維化作用

肝纖維化的典型特征是細胞外基質(zhì)合成與降解失衡，大黃素可激活p53 并通過p53/ERK/p38 軸誘導(dǎo)肝星狀細胞凋亡，并通過調(diào)節(jié)MMP-1、MMP-9重塑細胞外基質(zhì)以改善肝纖維化[69]。

心肌纖維化會導(dǎo)致心室結(jié)構(gòu)改變，是心室功能障礙和心力衰竭的常見征兆[70]。轉(zhuǎn)化生長因子-β1 可刺激成纖維細胞活化，研究發(fā)現(xiàn)大黃素可以通過轉(zhuǎn)化生長因子相關(guān)信號通路發(fā)揮作用，在0 ～20 μmol/L范圍內(nèi)以濃度依賴性方式抑制心肌纖維化[71]。大黃素40 mg/kg 灌胃給藥4 周可能通過上調(diào)轉(zhuǎn)移相關(guān)蛋白3抑制心肌成纖維細胞的活化，改善心肌纖維化[72]。

大黃素可通過調(diào)節(jié)c-MYC 原癌基因/miR-182-5p/ZEB 蛋白2（zinc finger E-box binding homeobox 2, ZEB2）軸來減輕肺纖維化和上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化[73]。硅肺病是一種由吸入二氧化硅粉塵引起的致命肺部疾病，其特征是肺部炎癥和纖維化，研究表明，胃內(nèi)給藥大黃素（3.5 mL/kg）可以顯著減輕硅肺中的肺纖維化程度[74]。此外，用大黃素10 μg/mL 處理顯著抑制RLE-1TN 細胞和A6 細胞內(nèi)中性粒細胞彈性蛋白酶活性，從而減輕肺纖維化[75]。

9 其他作用

大黃素可通過胰島素受體底物1（insulin receptor substrate, IRS1）/PI3K/Akt/叉頭框蛋白O1（recombinant forkhead box protein O1, FoxO1）途徑[76]，并調(diào)節(jié)miR-20b/SMAD 家族成員7（SMAD family member 7, SMAD7）軸[77]，提高肝葡萄糖利用率、肌肉葡萄糖攝取和脂肪，提高胰島素敏感性和抵抗力，從而改善糖尿病的胰島素抵抗。此外，大黃素0.02, 0.04, 0.08 μg/mL 處理LO2 人正常肝細胞24 h 可通過刺激FXR/膽鹽輸出泵（bile salt export pump, BSEP）途徑，增加BSEP和FXR 的mRNA和蛋白表達以緩解肝內(nèi)膽汁淤積，促進積聚膽汁的排出，對膽汁淤積具有保護作用[78]。

10 總結(jié)與展望

目前大黃素已被證明具有抗腫瘤、抗炎和抗氧化、抗菌和抗病毒、心肌保護、神經(jīng)保護等多種藥理活性，具有廣闊的應(yīng)用前景。大黃素的抗腫瘤作用是國內(nèi)外學(xué)者的研究重點之一，體內(nèi)外研究表明，大黃素對肝癌、結(jié)腸癌、非小細胞肺癌、胰腺癌等多種癌癥具有較好的治療作用，主要通過調(diào)節(jié) PI3K/Akt、IKKβ/NF- κB、MAPKs、Wnt/β-catenin 等信號通路，重點影響B(tài)cl-2、caspase-3、Ncadherin、E-cadherin、MMP-7等相關(guān)因子表達，發(fā)揮促進細胞凋亡，抑制上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)變、細胞遷移和抗血管生成等活性（如圖2所示）。此外，大黃素通過多條信號通路發(fā)揮抗炎、免疫調(diào)節(jié)、抗菌抗病毒、心肌保護、神經(jīng)保護等活性（如圖3 所示），其中以AMPK、NF-κB、ERK1/2等途徑報道最多。

圖2 大黃素抗腫瘤作用機制示意圖

圖3 大黃素其他藥理作用及調(diào)節(jié)信號途徑總結(jié)

然而大黃素的研究過程中仍存在一些需要進一步探討和闡釋的問題。首先，大黃素抗腫瘤活性的基礎(chǔ)研究近5年主要集中于細胞水平，在動物模型上的研究較少，缺乏體內(nèi)實驗數(shù)據(jù)。同時，在現(xiàn)有報道中，大黃素的相關(guān)作用機制涉及的關(guān)鍵靶點研究主要集中于抗腫瘤方面，目前識別的大黃素直接作用靶點ACSL4，通過分子對接以及MST測試了大黃素與ACSL4 結(jié)合性能，并采用ACSL4 過表實驗進行了驗證，結(jié)論相對較為全面、可靠。而其他有關(guān)靶點與大黃素的結(jié)合情況目前尚缺乏充足的技術(shù)手段驗證，不足以證實大黃素直接作用于該靶點發(fā)揮抗腫瘤活性。如大黃素與sPLA2-IIA 的分子對接結(jié)果表明，大黃素與sPLA2-IIA 的殘基GLY29、GLY31 和ASP48 形成氫鍵，結(jié)合能為-(5.84 ± 0.25) kcal/mol（1 kcal = 4.184 kJ），但僅為計算機虛擬結(jié)果；大黃素與NCOR2 的對接結(jié)果顯示，大黃素可以與NCOR2的殘基Tyr39、Lys10形成氫鍵，體外下拉實驗進一步提示，二者在體外條件下之間存在相互作用，但并未驗證在生理條件下兩者的結(jié)合能力。今后可進一步考慮以大黃素為分子探針，綜合應(yīng)用系列親和色譜技術(shù)、生物素標(biāo)記等多種方法識別大黃素的結(jié)合蛋白，并應(yīng)用表面等離子共振技術(shù)、MST 等方法測定其結(jié)合能力，再應(yīng)用結(jié)合蛋白的干擾或過表達質(zhì)?；蛑苽淝贸齽游镞M一步加以確證。另據(jù)報道，大黃素高劑量和長期使用有肝毒性和腎毒性[79]，因此，本文重點關(guān)注了文獻報道中大黃素的使用劑量，體外研究多選擇5 ～ 40 μmol/L 范圍的大黃素處理細胞，體內(nèi)研究給藥劑量多為5 ～ 60 mg/kg，大黃素對于不同類型細胞所導(dǎo)致毒性的濃度范圍存在一定差異。另外大黃素生物利用度低也是限制其應(yīng)用的原因之一，目前報道納米載體遞送的方法可提高大黃素的口服利用率，但仍需進一步摸索和優(yōu)化，未來尋找高效低毒的大黃素衍生物有待進一步研究[80]。