黃芩苷防治結(jié)腸炎作用機(jī)制的研究進(jìn)展

王嵐滔 ，趙月華*，馮曉晨，朱海玲，戚茂茂

1.山東第二醫(yī)科大學(xué) 臨床醫(yī)學(xué)院，山東 濰坊 261042

2.山東第二醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院 兒科，山東 濰坊 261035

結(jié)腸炎通常局限于結(jié)腸黏膜，隨著病情加重，可能會(huì)誘發(fā)整個(gè)胃腸道炎癥。結(jié)腸炎的典型癥狀為腹瀉、便血，最初患者會(huì)出現(xiàn)輕度腹瀉（每天少于4 次），隨著病情加重，每天排便超過6 次，可伴有全身毒性（發(fā)熱、心動(dòng)過速、貧血或炎癥標(biāo)志物升高），更嚴(yán)重的是，潰瘍性結(jié)腸炎都會(huì)增加罹患結(jié)直腸癌的風(fēng)險(xiǎn)，關(guān)節(jié)、眼睛、皮膚、膽道等身體其他部位的腸外表現(xiàn)增加了結(jié)腸炎患者的發(fā)病率和死亡率[1]。黃芩苷是黃芩中重要的黃酮類化合物之一，具有抗菌、抗病毒、抗炎、抗氧化、抗腫瘤、肝臟和神經(jīng)保護(hù)等多種藥理活性[2]。黃芩苷可通過降低炎癥反應(yīng)、抗氧化應(yīng)激反應(yīng)、調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡、調(diào)節(jié)腸道菌群、調(diào)節(jié)細(xì)胞自噬等多種途徑發(fā)揮抗結(jié)腸炎作用。本文歸納了黃芩苷防治結(jié)腸炎的作用機(jī)制研究進(jìn)展，為黃芩苷的臨床應(yīng)用提供參考。

1 降低炎癥反應(yīng)

1.1 抑制Tol 樣受體4/核因子-κB（TLR4/NF-κB）通路激活

TLR4 是腸道先天免疫中共生識(shí)別的關(guān)鍵受體，在發(fā)炎的結(jié)腸細(xì)胞中過度表達(dá)，通過激活MyD88 信號(hào)導(dǎo)致NF-κB 的激活，隨后參與免疫和炎癥反應(yīng)的多效性基因表達(dá)，細(xì)胞間黏附分子-1（ICAM-1）、單核細(xì)胞趨化蛋白-1（MCP-1）、環(huán)氧合酶-2（COX-2）、白細(xì)胞介素（IL）-1β、腫瘤壞死因子-α（TNF-α）和IL-6 都是參與潰瘍性結(jié)腸炎發(fā)生的重要炎癥生物標(biāo)志物，TLR4/NF-κB 信號(hào)通路在潰瘍性結(jié)腸炎的發(fā)病機(jī)制中起著重要作用[3]。Cui 等[4]使用2,4,6-三硝基苯磺酸（TNBS）誘導(dǎo)大鼠實(shí)驗(yàn)性結(jié)腸炎，使用100 mg/kg 黃芩苷治療，結(jié)果黃芩苷能抑制脂多糖（LPS）誘導(dǎo)的RAW264.7 細(xì)胞增殖，顯著降低大鼠肉眼結(jié)腸炎評(píng)分和提高結(jié)腸組織中髓過氧化物酶（MPO）活性，降低大鼠腸黏膜的病理學(xué)改變程度，呈劑量相關(guān)性降低黏膜組織中TLR4、p-NF-κB p65、ICAM-1、MCP-1、COX-2 蛋白表達(dá)和體外TNF-α、IL-1β、IL-6 蛋白表達(dá)，結(jié)果證實(shí)黃芩苷可通過抑制TLR4/NF-κB 通路激活降低潰瘍性結(jié)腸炎的炎癥反應(yīng)。朱磊等[5]使用黃芩苷干預(yù)TNBS 制備的潰瘍性結(jié)腸炎大鼠，結(jié)果25、50、100 mg/kg 黃芩苷有助于降低結(jié)腸黏膜損傷評(píng)分，進(jìn)而降低大鼠結(jié)腸組織IL-8、IL-1、TNF-α 水平，阻止結(jié)腸組織中NF-κB 蛋白表達(dá)，結(jié)果證實(shí)，黃芩苷能通過抑制NF-κB 激活降低潰瘍性結(jié)腸炎的炎癥反應(yīng)。Feng 等[6]使用黃芩苷治療葡聚糖硫酸鈉（DSS）誘導(dǎo)的小鼠結(jié)腸炎，結(jié)果100 mg/kg 黃芩苷可進(jìn)一步降低mDAI 評(píng)分，降低結(jié)腸組織的炎癥病理變化，顯著降低結(jié)腸黏膜上TLR4、NF-κB p65 和MyD88 的表達(dá)，降低TNF-α、IL-6、IL-13mRNA 表達(dá)，增加IL-10mRNA 表達(dá)，結(jié)果證實(shí)，黃芩苷通過抑制TLR4/NF-κB 信號(hào)通路的激活以降低結(jié)腸炎的炎癥反應(yīng)。鄒穎等[7]使用黃芩苷治療DSS 建立的小鼠結(jié)腸炎，結(jié)果30 mg/kg 黃芩苷能顯著降低疾病活動(dòng)指數(shù)和結(jié)腸組織病理學(xué)評(píng)分，降低TNF-α、IL-6、MPO 表達(dá)水平，抑制結(jié)腸組織中TLR2、TLR4、MyD88基因表達(dá)，提示黃芩苷通過抑制TLRs/MyD88 通路激活以降低炎癥反應(yīng)。

1.2 調(diào)節(jié)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子（STAT）表達(dá)

STAT 途徑介導(dǎo)潰瘍性結(jié)腸炎的免疫反應(yīng)，STAT4、STAT6 蛋白表達(dá)能影響T 淋巴細(xì)胞的分化和相關(guān)細(xì)胞因子分泌[8]。于豐彥等[9]使用黃芩苷干預(yù)潰瘍性結(jié)腸炎患者單個(gè)核細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)5、10、20、40 μmol/L 黃芩苷能降低單核細(xì)胞中IL-23R基因表達(dá)，提高p-STAT4/STAT4 水平，降低p-STAT6/STAT6水平，顯著提高γ 干擾素（IFN-γ）、IL-4、IL-10 水平，結(jié)果提示黃芩苷可通過調(diào)節(jié)STAT 表達(dá)以減輕潰瘍性結(jié)腸炎的炎癥反應(yīng)。

1.3 阻止NF-κB 和絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）信號(hào)通路激活

IL-1β、IL-6 和IL-17 是結(jié)腸炎中重要促炎細(xì)胞因子，其過表達(dá)與結(jié)腸組織中NF-κB、MAPK 通路的激活有關(guān)[10]。Liang 等[11]使用100 mg/kg 黃芩苷治療大鼠潰瘍性結(jié)腸炎，結(jié)果發(fā)現(xiàn)黃芩苷能顯著降低大鼠血清IL-17、IL-6 和IL-1β 水平，抑制NFκB、MAPK 蛋白表達(dá)，表明黃芩苷可通過阻止NFκB 和MAPK 信號(hào)通路激活以發(fā)揮抗炎作用。

1.4 抑制IL-33 表達(dá)

IL-33 是IL-1 細(xì)胞因子家族的成員，能促進(jìn)Th2細(xì)胞功能，與潰瘍性結(jié)腸炎炎癥嚴(yán)重程度密切相關(guān)，參與NF-κB 核易位與其靶基因的反式激活[12]。Zhang 等[13]使用黃芩苷治療DSS 誘導(dǎo)的小鼠慢性潰瘍性結(jié)腸炎，結(jié)果50、100、150 mg/kg 黃芩苷呈濃度相關(guān)性減輕小鼠結(jié)腸黏膜的組織病理學(xué)改變，顯著降低小鼠血清TNF-α、IL-1β 和IL-6 水平，抑制IL-33 和NF-κB p65 表達(dá)，提高IκB-α 表達(dá)，結(jié)果證實(shí)，黃芩苷可通過抑制IL-33 表達(dá)來抑制慢性潰瘍性結(jié)腸炎的炎癥浸潤。

1.5 下調(diào)巨噬細(xì)胞遷移抑制因子（MIF）表達(dá)

MIF 由活性T 細(xì)胞分泌，可抑制巨噬細(xì)胞活性，加快炎癥浸潤、炎癥反應(yīng)程度，MIF 與潰瘍性結(jié)腸炎的嚴(yán)重程度相關(guān)[14]。Dai 等[15]使用黃芩苷治療TNBS 誘導(dǎo)的大鼠潰瘍性結(jié)腸炎，結(jié)果100 mg/kg黃芩苷能顯著降低大鼠腸道黏膜的炎癥病理改變，下調(diào)MIFmRNA 表達(dá)、F4/80 染色的募集，顯著降低大鼠血清MCP-1 和MIP-3α 水平，證實(shí)黃芩苷通過下調(diào)MIF 表達(dá)以降低潰瘍性結(jié)腸炎的炎癥損傷。

1.6 激活核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域樣受體蛋白6（NLRP6）炎癥小體

NLRP6 屬于核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域樣受體（NLR）蛋白家族，NLRP6 在腸道穩(wěn)態(tài)中起至關(guān)重要的作用，通過調(diào)節(jié)杯狀細(xì)胞黏液分泌來維持黏膜屏障功能，還可通過激活I(lǐng)L-18 來調(diào)節(jié)腸道微生物，NLRP6 失活可導(dǎo)致腸杯狀細(xì)胞數(shù)量減少和腸黏膜缺失[16]。Li 等[17]使用黃芩苷治療DSS 誘導(dǎo)的結(jié)腸炎小鼠，發(fā)現(xiàn)25、50、100 mg/kg 黃芩苷能呈濃度相關(guān)性逆轉(zhuǎn)小鼠體質(zhì)量減輕，顯著降低IL-6、IL-1β和TNF-α mRNA 和蛋白的水平，上調(diào)結(jié)腸組織中緊密連接蛋白復(fù)合物的mRNA 表達(dá)和蛋白質(zhì)產(chǎn)生，促進(jìn)IL-18 蛋白質(zhì)和mRNA 的產(chǎn)生，結(jié)果證實(shí)黃芩苷通過激活NLRP6 炎癥小體促進(jìn)杯狀細(xì)胞分泌黏液以保護(hù)黏膜屏障功能。

1.7 調(diào)節(jié)輔助T 細(xì)胞17/調(diào)節(jié)T 細(xì)胞（Th17/Treg）平衡

Treg 細(xì)胞通過表達(dá)轉(zhuǎn)錄因子叉頭盒 P3（Foxp3）、分泌轉(zhuǎn)化生長因子（TGF）-β、IL-10 在控制炎癥過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用，而Th17 細(xì)胞通過表達(dá)轉(zhuǎn)錄因子視黃酸受體相關(guān)孤兒受體（ROR）γt和分泌IL-17、IL-6 發(fā)揮促炎作用，Th17 和Treg 細(xì)胞之間的穩(wěn)態(tài)喪失是導(dǎo)致結(jié)腸炎炎癥反應(yīng)主要原因之一[18]。Zou 等[19]使用TNBS 誘導(dǎo)建立大鼠結(jié)腸炎，使用100 mg/kg 黃芩苷能促使大鼠的體質(zhì)量和結(jié)腸長度增加，降低DAI 評(píng)分，顯著降低黏膜潰瘍、水腫、充血和出血情況，降低結(jié)腸中MPO 活性，顯著降低大鼠血清TNF-α、IL-1β、IFN-γ 和IL-12 水平，降低結(jié)腸組織中IL-17、IL-6基因表達(dá)，并增加了TGF-β1、IL-10基因表達(dá)，降低了RORγt 蛋白表達(dá)，提高Foxp3 蛋白表達(dá)，結(jié)果證實(shí)黃芩苷能通過降低Th17/Treg 顯著降低結(jié)腸炎的病情嚴(yán)重程度。1 項(xiàng)使用黃芩苷治療潰瘍性結(jié)腸炎大鼠的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，25、50、100 mg/kg 黃芩苷能促使大鼠的體質(zhì)量和結(jié)腸長度增加，降低IL-17mRNA 水平和RORγt的蛋白表達(dá)，提高IL-10mRNA 水平和Foxp3 蛋白表達(dá)，結(jié)果表明，黃芩苷通過提高Treg/Th17 以發(fā)揮防治潰瘍性結(jié)腸炎的功效[20]。

1.8 抑制IκB 激酶（IKK）/IκB/NF-κB 信號(hào)通路激活

IKK/IκB/NF-κB 信號(hào)通路是聯(lián)系的整體，IKK可調(diào)控IκB 分泌，IκB 磷酸化可促使NF-κB 激活，參與結(jié)腸炎的炎癥反應(yīng)進(jìn)程[21]。Shen 等[22]使用黃芩苷治療TNBS 建立的潰瘍性結(jié)腸炎大鼠，發(fā)現(xiàn)30、60、90 mg/kg 黃芩苷能呈劑量相關(guān)性降低大鼠結(jié)腸組織中前列腺素E2、MPO、IL-1β 和TNF-α 水平，減少Caspase-3、Caspase-9、B 淋巴細(xì)胞瘤2/B 淋巴細(xì)胞瘤相關(guān)X 蛋白（Bcl-2/Bax）比值和細(xì)胞色素C（Cyt-c）含量，逆轉(zhuǎn)NF-κB p-65、p-IKKβ/IKKβ 和p-IκBα/IκBα 的水平升高，結(jié)果證實(shí)黃芩苷可通過抑制IKK/IκB/NF-κB 信號(hào)通路激活以發(fā)揮抗炎作用。

1.9 抑制磷脂酰肌醇3 激酶/蛋白激酶B（PI3K/Akt）通路激活

PI3K 可催化膜肌醇脂質(zhì)的磷酸化，并參與細(xì)胞生長、分化和生存等多個(gè)生物過程，可進(jìn)一步誘導(dǎo)Akt 磷酸化，促使IL-6、TNF-α、IL-1β、趨化因子配體（CXCL）1 和CXCL9 等多種炎癥因子分泌，加劇腸道黏膜炎癥損傷[23]。Zhu 等[24]使用TNBS 誘導(dǎo)建立結(jié)腸炎大鼠模型，發(fā)現(xiàn)100 mg/kg 黃芩苷可抑制胰島素樣生長因子1（IGF-1）表達(dá)，降低p-PI3K和p-Akt 表達(dá)，進(jìn)而降低血清IL-6、TNF-α 和IL-1β水平，抑制促凋亡caspase-3、caspase-9、Bax 和FasL表達(dá)，抑制黏膜緊密連接蛋白的分泌，結(jié)果證實(shí)黃芩苷可通過抑制PI3K/Akt 通路激活以減輕結(jié)腸炎的炎癥反應(yīng)。1 項(xiàng)黃芩苷治療潰瘍性結(jié)腸炎模型大鼠的實(shí)驗(yàn)中，25、50、100 mg/kg 黃芩苷呈劑量相關(guān)性降低IL-6 表達(dá)，抑制大鼠結(jié)腸組織COX-2、Caspase-9、FasL、β-catenin 蛋白表達(dá)，繼而降低磷酸化PI3K 和Akt 水平，證實(shí)了黃芩苷可通過阻止PI3K/Akt 通路激活降低炎癥免疫反應(yīng)[25]。

1.10 抑制Th22 細(xì)胞的活性

Th22 細(xì)胞通過分泌IL-22 參與潰瘍性結(jié)腸炎局部腸道炎癥進(jìn)程，高表達(dá)可通過STST3 通路促使黏液相關(guān)分子的表達(dá)，進(jìn)而調(diào)節(jié)Th2 細(xì)胞細(xì)胞因子的功能，加劇炎癥反應(yīng)程度[26]。趙兵等[27]通過DSS 建立結(jié)腸炎小數(shù)模型，結(jié)果80 mg/kg 黃芩苷能提高小鼠的體質(zhì)量，減輕稀便、血便等癥狀，降低結(jié)腸黏膜結(jié)構(gòu)上皮輕度破壞、炎性細(xì)胞浸潤程度，降低小鼠脾臟和外周血Th22 細(xì)胞水平和外周血IL-22 水平，結(jié)果證實(shí)黃芩苷可通過抑制Th22 細(xì)胞的活性降低結(jié)腸炎的炎癥反應(yīng)。

1.11 抑制Fascin 的表達(dá)

Fascin 在結(jié)腸組織中呈高表達(dá)，與炎性反應(yīng)呈正相關(guān)，其高表達(dá)可加劇潰瘍性結(jié)腸炎的黏膜炎性損傷[28]。李天如等[29]使用黃芩苷治療DSS 建立的小鼠結(jié)腸炎，結(jié)果ig 80 mg/kg 黃芩苷21 d 后，小鼠的疾病活動(dòng)指數(shù)顯著降低，結(jié)腸長度和體質(zhì)量明顯升高，腸道黏膜結(jié)構(gòu)萎縮、破壞等組織學(xué)改變減輕，顯著降低IL-6、IL-1β、TNF-α基因水平，抑制結(jié)腸組織中Fascin 蛋白和基因表達(dá)，結(jié)果證實(shí)黃芩苷可通過抑制Fascin 表達(dá)以減小結(jié)腸炎炎性浸潤。

2 抗氧化應(yīng)激反應(yīng)

氧化應(yīng)激是潰瘍性結(jié)腸炎發(fā)生和進(jìn)展的潛在驅(qū)動(dòng)因素，活性氧（ROS）與潰瘍性結(jié)腸炎的發(fā)病機(jī)制有關(guān)，活化的白細(xì)胞或黃嘌呤氧化酶途徑產(chǎn)生的超氧自由基和前列腺素產(chǎn)物構(gòu)成了發(fā)炎黏膜中ROS 的主要來源[30]。Yao 等[31]使用黃芩苷治療TNBS 建立的大鼠實(shí)驗(yàn)性結(jié)腸炎，發(fā)現(xiàn)30、60、120 mg/kg 黃芩苷呈劑量相關(guān)性降低疾病活動(dòng)指數(shù)，進(jìn)而逆轉(zhuǎn)結(jié)腸長度減小，顯著降低大鼠黏膜上皮壞死、丘腦上皮、黏膜受損、黏膜下層伴充血和水腫、大量炎性細(xì)胞浸潤等病理損傷，上調(diào)脂多糖刺激的RAW264.7 細(xì)胞上清液和潰瘍性結(jié)腸炎大鼠血清過氧化氫酶、谷胱甘肽過氧化物酶和超氧化物歧化酶的活性，降低丙二醛（MDA）、ROS 的含量，結(jié)果證實(shí)黃芩苷通過抑制氧化應(yīng)激發(fā)揮防治潰瘍性結(jié)腸炎的作用。1 項(xiàng)黃芩苷干預(yù)TNBS 建立的實(shí)驗(yàn)性結(jié)腸炎小鼠中，40、80 mg/kg 黃芩苷有助于提高小鼠的體質(zhì)量，減輕結(jié)腸組織的炎性損傷（大體損傷和組織學(xué)損傷），顯著降低MDA、MPO 水平，提高谷胱甘肽（GSH）水平，證實(shí)黃芩苷可通過抗氧化應(yīng)激反應(yīng)對結(jié)腸炎發(fā)揮保護(hù)作用[32]。

3 調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡

腸上皮細(xì)胞凋亡和炎性細(xì)胞凋亡在結(jié)腸組織損傷中的發(fā)揮重要作用，上調(diào)Bcl-2 蛋白表達(dá)、降低Bax 蛋白表達(dá)、誘導(dǎo)caspase-cascade 系統(tǒng)顯著激活的易位、下調(diào)Fas 和FasL 蛋白表達(dá)可抑制腸上皮細(xì)胞凋亡和促進(jìn)炎性細(xì)胞凋亡[33]。1 項(xiàng)黃芩苷治療大鼠實(shí)驗(yàn)性結(jié)腸炎中，120 mg/kg 黃芩苷顯著抑制腸上皮細(xì)胞凋亡進(jìn)程，上調(diào)Bcl-2 蛋白表達(dá)，降低TGF-β1、Bax、Fas、FasL 蛋白表達(dá)，進(jìn)而通過調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡發(fā)揮抗?jié)冃越Y(jié)腸炎作用[31]。

4 調(diào)節(jié)腸道菌群

腸道菌群在炎癥的進(jìn)展和ROS 產(chǎn)生中起著重要作用，宿主的免疫系統(tǒng)和腸道菌群表現(xiàn)出雙向相互作用，腸道微生物群組成及其代謝產(chǎn)物的失衡可造成潰瘍性結(jié)腸炎的發(fā)生[34]。Zhu 等[20]通過黃芩苷干預(yù)TNBS 誘導(dǎo)的大鼠潰瘍性結(jié)腸炎發(fā)現(xiàn)25、50、100 mg/kg 黃芩苷顯著降低腸道黏膜的損傷，減輕炎性細(xì)胞浸潤，有助于促使大鼠腸道菌群的整體結(jié)構(gòu)向健康小鼠的腸道菌群轉(zhuǎn)變，增加了TNBS 處理大鼠糞便中的厚壁菌門，減少了變形菌門、放線菌門，優(yōu)勢菌包括擬桿菌科、蛤蜊科、消化球菌科、瘤胃球菌科和梭狀芽胞桿菌屬，改變了85 個(gè)OTU，其中49 個(gè)增加，36 個(gè)減少，顯著提高糞便乙酸、丙酸和丁酸濃度，結(jié)果證實(shí)黃芩苷可通過調(diào)節(jié)腸道菌群失調(diào)以減輕腸黏膜損傷。

5 調(diào)節(jié)細(xì)胞自噬

自噬是細(xì)胞維持物質(zhì)周轉(zhuǎn)的進(jìn)程，可保證細(xì)胞自身代謝需要和細(xì)胞更新，參與結(jié)腸炎的發(fā)生、發(fā)展[35]。Zhou 等[36]使用DSS 建立小鼠實(shí)驗(yàn)性結(jié)腸炎模型，結(jié)果顯示，100 mg/kg 黃芩苷ig 治療能顯著降低結(jié)腸病理損傷評(píng)分，降低陽性凋亡細(xì)胞數(shù)量，顯著降低Beclin1 和LC3B 蛋白表達(dá)水平，結(jié)果證實(shí)黃芩苷可通過調(diào)節(jié)自噬以減輕結(jié)腸炎腸道損傷。

6 結(jié)語

黃芩苷可通過降低炎癥反應(yīng)、抗氧化應(yīng)激反應(yīng)、調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡、調(diào)節(jié)腸道菌群、調(diào)節(jié)細(xì)胞自噬在結(jié)腸炎防治中發(fā)揮多靶點(diǎn)、多途徑作用。但黃芩苷的脂溶性差、溶解性差，生物利用度較差，阻礙了其臨床應(yīng)用，建議在保證藥理活性基礎(chǔ)上改善其水溶性，制成固體分散體、納米脂質(zhì)體等劑型以提高其生物利用度。目前黃芩苷用于結(jié)腸炎的研究多以動(dòng)物研究為主，對人體的作用機(jī)制還需深入探討，并且黃芩苷的量效關(guān)系、藥物安全性需進(jìn)一步確認(rèn)。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突