郭 霜,張晚霞,余 薇
(湖北科技學(xué)院糖尿病心腦血管湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖北 咸寧 437100)
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芹菜素藥理作用的研究進(jìn)展*
郭霜,張晚霞,余薇**
(湖北科技學(xué)院糖尿病心腦血管湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖北 咸寧 437100)
關(guān)鍵詞:芹菜素;藥理活性
芹菜素(apigenin)又稱芹黃素。是一種黃酮類化合物,其化學(xué)結(jié)構(gòu)為4,5,7-三羥基黃酮,分子式為C15H10O6,相對(duì)分子質(zhì)量270。純品呈淺黃色或黃色粉末,幾乎不溶于水,部分溶于熱酒精,溶于稀KOH溶液、二甲基亞砜(DMSO)。芹菜素作為一種分布廣泛的天然植物成分,有著其重要的藥理學(xué)價(jià)值。近年來對(duì)芹菜素的研究也越來越活躍,其新的藥理學(xué)活性也被逐漸發(fā)掘。本文就芹菜素近5年的藥理學(xué)效應(yīng)研究進(jìn)展做一綜述。
1芹菜素抗腫瘤作用
1.1前列腺癌前列腺癌是指發(fā)生在前列腺的上皮性惡性腫瘤,是危害男性健康主要疾病之一。芹菜素在治療前列腺癌時(shí),可抑制前列腺癌PC-3和DU145細(xì)胞XIAP、c-IAP1、c-IAP2和生存蛋白(survivin)的表達(dá)且成劑量依賴型。同時(shí)芹菜素對(duì)降低細(xì)胞活力和通過增加細(xì)胞色素C來誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡有重大意義。其治療機(jī)制都與下調(diào)Bcl-xL和Bcl-2、增加Bax蛋白活性形式有關(guān)。Shukla S 等[1]研究表明芹菜素能抑制I類組蛋白去乙?;负虷DAC1蛋白的表達(dá),從而增加乙酰化Ku70和Bax溶解導(dǎo)致癌細(xì)胞凋亡。Singh V 等[2]又證實(shí)芹菜素可選擇性的抑制腫瘤受體β(ER-β)被蛋白酶系統(tǒng)的降解。具體機(jī)制與抑制糜蛋白酶樣活性,通過PSMA5阻礙其裝配和抑制前列腺癌細(xì)胞的USP14酶活性有關(guān)。
1.2胃癌胃癌在我國(guó)各種惡性腫瘤中位居首位。Chen等[3]研究表明芹菜素可抑制胃癌細(xì)胞HGC-27、SGC-7901的增殖,并呈劑量依賴型。芹菜素治療癌細(xì)胞并無明顯細(xì)胞周期性,但觀察到其對(duì)細(xì)胞核具有較高的細(xì)胞凋亡率和典型的凋亡形態(tài)學(xué)變化。同時(shí)芹菜素也可以降低胃癌細(xì)胞線粒體膜電位,顯著升高Caspase-3和Bax的表達(dá)水平,下調(diào)Bcl-2的表達(dá)且呈劑量依賴。
1.3結(jié)腸癌Lefort等[4]在研究芹菜素對(duì)結(jié)腸癌的作用時(shí)發(fā)現(xiàn),芹菜素可以增強(qiáng)抗轉(zhuǎn)移蛋白CD26對(duì)結(jié)腸癌細(xì)胞的活性。CD26作為一種多功能的細(xì)胞表面蛋白,通過其關(guān)聯(lián)的二肽基肽酶IV(DPPIV)和細(xì)胞外腺苷脫氨酶(eADA)的酶活性抑制腫瘤通路轉(zhuǎn)移。芹菜素可以上調(diào)人HT-29和HRT-18結(jié)腸癌細(xì)胞表面CD26表達(dá)。當(dāng)芹菜素與化療藥物(如伊立替康,5-氟尿嘧啶,奧沙利鉑)配合使用治療晚期大腸癌時(shí)CD26的效應(yīng)將被增強(qiáng)。例如對(duì)于伊立替康,芹菜素能引起4倍藥物效力的增加。劉斌等[5]證實(shí)芹菜素能以劑量和時(shí)間依賴的方式增強(qiáng)阿司匹林對(duì)表達(dá)COX-2的結(jié)腸癌細(xì)胞增殖的抑制。其機(jī)制為協(xié)同增強(qiáng)阿司匹林對(duì)COX-2表達(dá)抑制和對(duì)TNF-c誘導(dǎo)的IκBα降解的抑制。
1.4卵巢癌卵巢癌是發(fā)病率僅次于子宮頸癌和子宮體癌而列居第三位的惡性腫瘤。Tang AQ等[6]研究發(fā)現(xiàn)芹菜素抑制卵巢癌細(xì)胞增殖,其作用是通過抑制卵巢癌SKOV3 衍生球細(xì)胞的自我更新能力并下調(diào)Gli1和 CK2α蛋白的表達(dá)來實(shí)現(xiàn)的。另有研究表明芹菜素能抑制紫杉醇耐藥的卵巢癌細(xì)胞IL-6/STAT3信號(hào)傳導(dǎo)通路、下調(diào)Axl和Tyro3 RTKs基因的表達(dá)[7]。
1.5乳腺癌 乳腺癌是一種發(fā)生在乳腺腺上皮組織的惡性腫瘤。乳腺癌中99%發(fā)生在女性,男性僅占1%。根據(jù)Chen JY等[8]研究證明芹菜素可誘導(dǎo)絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)依賴的人乳腺癌細(xì)胞凋亡,其作用機(jī)制與誘導(dǎo)氧化應(yīng)激和抑制谷胱甘肽 S-轉(zhuǎn)移酶π有關(guān)。張偉然等[9]探討芹菜素對(duì)乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞系列凋亡影響,證實(shí)芹菜素可通過非p53依賴性凋亡有效抑制乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞增殖,其機(jī)制可能與P73介導(dǎo)PIG3基因表達(dá)的上調(diào),突變型p53基因表達(dá)的下調(diào),以及Bax/Bcl-2 比值的增加有關(guān)。另有文獻(xiàn)證實(shí)芹菜素可通過外源性途徑誘導(dǎo)HER2過表達(dá)的乳腺癌細(xì)胞凋亡,包括誘導(dǎo)p53依賴的細(xì)胞凋亡途徑,同時(shí)阻礙STAT3、NFκB信號(hào)通路[10]。
1.6神經(jīng)性腫瘤膠質(zhì)瘤是一種中樞神經(jīng)惡性腫瘤,目前有關(guān)于芹菜素對(duì)膠質(zhì)瘤細(xì)胞的抑制作用國(guó)內(nèi)外研究報(bào)道較少。楊志英等[11]用四甲基偶氮唑鹽(MTT)比色法,檢測(cè)不同濃度的芹菜素作用不同時(shí)間對(duì)人膠質(zhì)瘤細(xì)胞株U251生長(zhǎng)的影響。證明芹菜素有抑制人膠質(zhì)瘤細(xì)胞U251細(xì)胞增殖的作用。
神經(jīng)母細(xì)胞瘤屬于神經(jīng)內(nèi)分泌性腫瘤,可以起源于交感神經(jīng)系統(tǒng)的任意神經(jīng)脊部位。其最常見的發(fā)生部位是腎上腺。Chakrabarti等[12]經(jīng)實(shí)驗(yàn)證實(shí)芹菜素能抑制人類惡性神經(jīng)母細(xì)胞瘤SK-N-DZ 和SK-N-BE2細(xì)胞的侵襲、增殖并誘導(dǎo)其凋亡。
1.7白血病據(jù)文獻(xiàn),芹菜素在治療人早幼粒細(xì)胞白血病方面也有顯著功效。芹菜素可以抑制DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶催化功能,并涉及白血病細(xì)胞DNA的代謝的許多方面,包括復(fù)制和轉(zhuǎn)錄過程。Nakazaki等[13]研究表明芹菜素-7-葡萄糖苷能抑制早幼粒細(xì)胞白血病HL-60細(xì)胞的生長(zhǎng)且呈劑量依賴型,但是芹菜素并不能導(dǎo)致該細(xì)胞的凋亡。在細(xì)胞周期不同階段的細(xì)胞分布顯示被治療的細(xì)胞在G2/M期有顯著增加。同時(shí)芹菜素-7-葡萄糖苷能誘導(dǎo)HL-60細(xì)胞粒細(xì)胞的分化。Gonzalez-Mejia等[14]發(fā)現(xiàn)熱休克蛋白-27(Hsp-27)在白血病細(xì)胞中的高表達(dá)有助于抗腫瘤治療。芹菜素正是通過差異性調(diào)節(jié)Hsp-27特定殘基的磷酸化從而誘導(dǎo)白血病細(xì)胞的凋亡。
2芹菜素抗炎作用
環(huán)氧合酶(COX)和前列腺素合酶已被證實(shí)與各種炎癥性疾病發(fā)病機(jī)制有關(guān),COX-2作為誘導(dǎo)型的環(huán)氧合酶能通過上調(diào)促炎癥因子從而加重炎癥免疫反應(yīng)。而核因子-κB(NF-κB),是一種核轉(zhuǎn)錄因子,是炎癥過程中的調(diào)節(jié)器。參與免疫反應(yīng)的早期和炎癥反應(yīng)各階段的許多分子都受NF-κB的調(diào)控,包括:TNF-α、IL-1β、IL-2、IL-6、IL-8、IL-12、iNOS、COX-2。Wang等[15]研究證明芹菜素有抗炎作用,其機(jī)制可能是通過對(duì)COX-2和NF-κB活性的抑制而減少促炎性細(xì)胞因子的產(chǎn)生。Patil等[16]也證實(shí)芹菜素能抑制PMA誘導(dǎo)的A549細(xì)胞促炎癥細(xì)胞因子和AP-1因子。另有研究發(fā)現(xiàn)microRNAs(miRs)通過調(diào)節(jié)基因的表達(dá)在炎癥反應(yīng)中發(fā)揮核心作用,但芹菜素能通過抑制LPS誘導(dǎo)的miR-155的表達(dá)而在體內(nèi)發(fā)揮有效的抗炎活性[17]。
3芹菜素抗氧化作用
芹菜素抗氧化作用是由其獨(dú)特的化學(xué)結(jié)構(gòu)決定的,其 4′、5、7位的三個(gè)羥基能結(jié)合活性自由基,5、7位的酚羥基也可以螯合金屬離子,而C2C3雙鍵也對(duì)芹菜素抗氧化作用有一定影響。其抗氧化機(jī)制可以概括為以下幾點(diǎn):直接清除自由基、螯合金屬離子、抑制NO生成、抑制DNA損傷、抑制脂質(zhì)過氧化等。近日Paredes-Gonzalez等[18]在研究芹菜素與皮膚癌的關(guān)系時(shí)發(fā)現(xiàn)芹菜素通過表觀遺傳修飾激活小鼠表皮JB6 P +細(xì)胞Nrf2抗氧化應(yīng)激信號(hào),同時(shí)降低DNA甲基轉(zhuǎn)移酶(DNMT)和組蛋白脫乙?;?HDAC)活性。同時(shí)Huang等[19]研究發(fā)現(xiàn)芹菜素可以通過ERK2 / Nrf2/ARE信號(hào)通路,上調(diào)大鼠肝原細(xì)胞HO-1,GCLC,和GCLM基因的轉(zhuǎn)錄,從而抑制叔丁基過氧化氫(tBHP)誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激。
4芹菜素抗菌、抗病毒作用
經(jīng)學(xué)者長(zhǎng)期研究發(fā)現(xiàn)黃酮類化合物不僅能抑制革蘭氏陽(yáng)性和陰性菌,而且對(duì)一些具有耐藥性的菌種也有抑制作用。張新娟等[20]就芹菜素對(duì)耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)菌株的作用進(jìn)行研究。發(fā)現(xiàn)芹菜素對(duì)MRSA菌株顯示良好抗性,同時(shí)與喹諾酮類和氨基糖苷類抗生素聯(lián)合應(yīng)用呈現(xiàn)協(xié)同作用。同時(shí),芹菜素也具有抗病毒的作用。近日,有學(xué)者[21]研究發(fā)現(xiàn)芹菜素能限制口蹄疫病毒的感染并抑制病毒IRES驅(qū)動(dòng)的翻譯活動(dòng)。其抑制口蹄疫病毒感染是在病毒后進(jìn)入的階段而且芹菜素并沒有表現(xiàn)出細(xì)胞外的殺病毒活性。芹菜素抗病毒的機(jī)制可能與干擾口蹄疫病毒的內(nèi)部核糖體進(jìn)入位點(diǎn)的翻譯活動(dòng)有關(guān)。
5芹菜素對(duì)心血管的作用
5.1芹菜素對(duì)心肌損傷保護(hù)作用Hu等[22]研究了芹菜素對(duì)大鼠心肌缺血/再灌注損傷保護(hù)作用。實(shí)驗(yàn)證明芹菜素通過改善缺血心臟的恢復(fù)功能,減少心肌梗死面積,降低肌酸激酶同工酶活性、冠狀動(dòng)脈血流中乳酸脫氫酶活力,降低心肌細(xì)凋亡率,降低caspase-3的活性,上調(diào)抗凋亡蛋白Bcl-2和下調(diào)促凋亡蛋白Bax。同時(shí)API對(duì)I/R時(shí)磷酸化的p38 MAPK有抑制作用。這些充分表明API對(duì)心肌細(xì)胞的I/R 損傷有保護(hù)作用。王仙等[23]研究發(fā)現(xiàn)芹菜素對(duì)大鼠阿霉素性心肌損傷具有保護(hù)作用,具體表現(xiàn)為阿霉素+芹菜素各劑量組的心肌損傷減輕、血清心肌酶CK-MB以及TLR4表達(dá)下降且呈現(xiàn)劑量依賴性。
5.2芹菜素對(duì)高血壓的作用催英杰[24]在通過對(duì)高血壓大鼠長(zhǎng)期喂養(yǎng)芹菜素后發(fā)現(xiàn)芹菜素對(duì)大鼠心血管重塑具有保護(hù)作用。相較于空白組,芹菜素組的高血壓大鼠左心室質(zhì)量及左心室質(zhì)量/體質(zhì)量有明顯下降,主動(dòng)脈、心肌血管緊張素轉(zhuǎn)化酶(ACE)含量也呈下降趨勢(shì)。因此得出芹菜素降壓與心血管重塑的保護(hù)作用,其機(jī)制可能是抑制ACE。
5.3芹菜素對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化的作用芹菜素改善動(dòng)脈粥樣硬化和血栓的形成是通過抑制血小板花生四烯酸代謝途徑來實(shí)現(xiàn)的。但如今越來越多的證據(jù)表明,巨噬細(xì)胞可以促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化形成。Wang等[25]證實(shí)芹菜素可以通過誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞的凋亡和下調(diào)細(xì)胞因子(TNF-α、IL-1β、IL-6)的分泌改善動(dòng)脈粥樣硬化。
6芹菜素其他作用
6.1芹菜素對(duì)脊髓損傷的保護(hù)作用Zhang等[26]研究發(fā)現(xiàn)芹菜素對(duì)脊髓損傷有保護(hù)作用。芹菜素治療組能逆轉(zhuǎn)性的使SOD和GSH-Px活性降低,增加脊髓損傷引起的MDA水平,降低血清IL-1,腫瘤壞死因子和細(xì)胞間粘附分子-1在脊髓損傷后的釋放。證明芹菜素能明顯促進(jìn)脊髓損傷后大鼠神經(jīng)功能的恢復(fù)。
6.2芹菜素對(duì)骨細(xì)胞作用Goto等[27]在研究芹菜素對(duì)骨細(xì)胞的影響時(shí),證實(shí)芹菜素能明顯抑制細(xì)胞增殖和成骨細(xì)胞分化的指標(biāo),如膠原蛋白的合成,堿性磷酸酶活性。成骨細(xì)胞MC3T3-E1鈣沉淀濃度在1-10μM,當(dāng)鈣濃度在10μM時(shí),芹菜素完全抑制小鼠脾細(xì)胞的多核破骨細(xì)胞的形成。同時(shí)注射10mg/kg的芹菜素可抑制股骨OVX小鼠骨小梁流失。
6.3芹菜素對(duì)人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞的保護(hù)作用汪云開等[28]研究證明芹菜素能降低同型半胱氨酸對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞活力的影響,且呈劑量依賴型。同時(shí)可以降低MDA 、LDH 量,降低NADPH 酶活性和細(xì)胞凋亡數(shù)量,減少活性氧并增加GSH-px活性。由此得出芹菜素是通過其抗氧化、抑制內(nèi)皮細(xì)胞凋亡作用保護(hù)和修復(fù)同型半胱氨酸誘導(dǎo)的內(nèi)皮細(xì)胞的損傷。
6.4芹菜素對(duì)糖尿病的作用已有研究證實(shí)芹菜素能控制糖尿病小鼠體重的增加,使肥胖小鼠的空腹血糖水平降低,葡萄糖負(fù)荷后的胰島素水平降低,胰島素敏感性增加。從而對(duì)糖尿病起治療作用[29]。由于α-葡萄糖苷酶(AG)在碳水化合物的消化中起著至關(guān)重要的作用。那么α-葡萄糖苷酶抑制劑(AGIS)則將成為一類有發(fā)展前景的抗糖尿病藥物。Wang等[30]研究發(fā)現(xiàn)芹菜素能有效抑制AG活性并減少NO釋放,從而預(yù)防糖尿病及其并發(fā)癥的發(fā)生。金妍等[31]通過在馬齒莧中提取黃酮苷類化合物研究其抗糖尿病活性成分。結(jié)果顯示芹菜素-4,-O-α-L-鼠李糖苷抗糖尿病活性最強(qiáng),對(duì)胰島素抵抗的HepG2細(xì)胞葡萄糖消耗有顯著提高,同時(shí)能使該細(xì)胞Akt的磷酸化水平顯著下降。
7展望
芹菜素作為一種具有研究潛力的天然黃酮類化合物,近年來有關(guān)于它的藥理作用和生物學(xué)特征已得到了廣泛研究?,F(xiàn)已被公認(rèn)的藥理效應(yīng)有抗炎、抗氧化、抗菌、抗病毒和抗癌等。有流行病學(xué)研究表明,飲食富含黃酮類的食物能降低某些癌癥的風(fēng)險(xiǎn),特別是乳腺癌、消化道癌、皮膚癌、前列腺癌和某些血液惡性腫瘤。雖然如今對(duì)芹菜素一些藥理學(xué)作用及其機(jī)制已有了很深層次的研究。但是這些研究大多存在于動(dòng)物和體外實(shí)驗(yàn),人體臨床試驗(yàn)研究尚未進(jìn)行,因此芹菜素在人體內(nèi)的藥理作用、不良反應(yīng)、安全性就不得而之。所以對(duì)芹菜素各方面的研究還需進(jìn)一步深入。
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*基金項(xiàng)目:湖北省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(2014CFB382);湖北科技學(xué)院科研課題(ZX1305,BK1408)
中圖分類號(hào):R285.5
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
文章編號(hào):2095-4646(2016)03-0273-04
DOI:10.16751/j.cnki.2095-4646.2016.03.0273
(收稿日期:2015-11-10)
**通訊作者,E-mail:yuwei0805@163.com