彭子瑤，蔣鑫煒，孫建霞，李旭升，胡云峰，田靈敏，白衛(wèi)濱,*

（1.暨南大學(xué)理工學(xué)院，食品安全與營(yíng)養(yǎng)研究院，廣東省食品安全分子快速檢測(cè)工程技術(shù)研究中心，廣東 廣州 510632；2.廣東工業(yè)大學(xué)輕工化工學(xué)院，廣東 廣州 510090）

近年來(lái)，紫外線導(dǎo)致的各種皮膚病發(fā)病率逐漸提高，中國(guó)的西部地區(qū)以及海南地區(qū)人群遭受皮膚光損傷現(xiàn)象非常普遍。造成各種光損傷的主要原因是高原地區(qū)大氣層稀薄以及低緯度地區(qū)紫外線輻射強(qiáng)烈。皮膚光損傷癥狀主要表現(xiàn)為：紅斑、水腫、曬黑曬傷、皮膚粗糙增厚，皮膚松弛、干燥，有粗深皺紋以及皮革樣外觀，局部有過度色素沉著或毛細(xì)血管擴(kuò)張，甚至可能出現(xiàn)惡性腫瘤。關(guān)于各類癌癥的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，美國(guó)2017年新增皮膚癌的人數(shù)占所有新增癌癥人數(shù)的5.65%[1]，平均每年有超過100萬(wàn)的皮膚癌新發(fā)病例，美國(guó)每年治療黑色素瘤和非黑色素瘤皮膚癌的費(fèi)用高達(dá)29億 美元[2-3]。最近，人們發(fā)現(xiàn)，食物中黃酮類物質(zhì)的干預(yù)可以有效地改善皮膚光損傷。本文綜述了黃酮類物質(zhì)對(duì)皮膚光損傷的防護(hù)及其機(jī)制。皮膚結(jié)構(gòu)如圖1[4]所示。

圖1 皮膚結(jié)構(gòu)[4]Fig. 1 Skin structure[4]

1 皮膚光損傷的主要機(jī)制

1.1 急性炎癥反應(yīng)

過度暴露于紫外線下會(huì)導(dǎo)致皮膚急性炎癥的發(fā)生，表現(xiàn)為暴露部位的皮膚出現(xiàn)紅斑、水腫、增生，有灼燒刺痛感，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致水皰、糜爛等，之后可能伴有脫皮和炎癥后色素沉著等現(xiàn)象發(fā)生[5-6]。由于中波紫外線（ultraviolet radiation B，UVB）主要作用于表皮內(nèi)的色基，急性炎癥的組織病理表現(xiàn)為明顯的角質(zhì)形成細(xì)胞凋亡、水腫，嚴(yán)重者可影響表皮全層，且伴有中性粒細(xì)胞向表皮聚集、真皮毛細(xì)血管擴(kuò)張和血管周圍淋巴組織細(xì)胞浸潤(rùn)[7]。表皮角質(zhì)形成細(xì)胞經(jīng)UVB輻射之后，會(huì)釋放大量炎性介質(zhì)以及趨化因子，如白細(xì)胞介素（interleukin，IL）-1、IL-6、IL-8、腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）、一氧化氮（nitric oxide，NO）等，進(jìn)而使毛細(xì)血管擴(kuò)張，整體上表現(xiàn)為皮膚紅斑；隨后血管通透性增加導(dǎo)致液體滲出，表現(xiàn)為水腫；緊接著各種白細(xì)胞穿過血管壁滲出到血管外，并且在趨化因子的作用下進(jìn)入組織間隙，表現(xiàn)出炎細(xì)胞浸潤(rùn)，炎癥后期還會(huì)出現(xiàn)炎癥細(xì)胞增生現(xiàn)象[8]。

1.2 氧化應(yīng)激

正常情況下，角質(zhì)形成細(xì)胞和成纖維細(xì)胞不斷產(chǎn)生活性氧簇（reactive oxygen species，ROS），如超氧陰離子自由基、過氧化物、單線態(tài)氧、羥自由基，并且被非酶抗氧化劑如抗壞血酸，以及酶抗氧化劑如過氧化氫酶（catalase，CAT）、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、谷胱甘肽過氧化物酶（glutathione peroxidase，GPx）所清除，從而維持細(xì)胞和組織的穩(wěn)定[9]。然而，紫外線光子能與皮膚中的內(nèi)源性光敏劑反應(yīng)產(chǎn)生過量的ROS，從而產(chǎn)生氧化應(yīng)激[10]，導(dǎo)致煙酰胺腺嘌呤二核苷酸耗盡，從而使得細(xì)胞能量損失[11]。ROS會(huì)對(duì)膜脂質(zhì)造成氧化性損傷，形成脂質(zhì)過氧化物；還可以共價(jià)結(jié)合生物膜，使膜功能受損，干擾正常的信號(hào)級(jí)聯(lián)，從而激活多種致癌物質(zhì)，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[12]。此外，ROS也會(huì)造成DNA的氧化性損傷，導(dǎo)致DNA突變[13]。因此，氧化應(yīng)激易導(dǎo)致皮膚紅斑、水腫等炎癥反應(yīng)以及曬傷、光老化甚至腫瘤的發(fā)生[14]。

1.3 DNA的損傷

紫外線不僅能通過誘導(dǎo)ROS間接造成DNA氧化損傷，還可以直接對(duì)皮膚角質(zhì)形成細(xì)胞DNA造成損傷，DNA堿基直接吸收來(lái)自UVB的光子，導(dǎo)致核苷酸結(jié)構(gòu)重排；吸收了能量的DNA堿基嘧啶與相鄰嘧啶結(jié)合可形成環(huán)丁烷嘧啶二聚體（cyclobutane pyrimidine dimers，CPDs）和6-4光產(chǎn)物，這兩種物質(zhì)是DNA光損傷的主要產(chǎn)物。DNA損傷通常表現(xiàn)為脫皮[12]，DNA損傷后會(huì)激活檢查點(diǎn)蛋白p53和毛細(xì)血管擴(kuò)張性共濟(jì)失調(diào)突變蛋白，并引發(fā)細(xì)胞周期停滯信號(hào)傳導(dǎo)以進(jìn)行適當(dāng)?shù)腄NA修復(fù)[15]。當(dāng)紫外線誘導(dǎo)DNA發(fā)生不可逆損傷時(shí)，DNA損傷物會(huì)激活p53信號(hào)通路，其可以誘導(dǎo)線粒體中的Bcl-2 Associated X蛋白質(zhì)、Noxa以及p53上調(diào)凋亡調(diào)控因子蛋白質(zhì)表達(dá)，并觸發(fā)死亡受體Fas表達(dá)，最終導(dǎo)致細(xì)胞凋亡[16]。DNA損傷的積累最終可能導(dǎo)致非黑色素瘤皮膚癌的發(fā)生[13]。

1.4 皮膚細(xì)胞外基質(zhì)的合成和降解

彈性纖維、膠原蛋白和糖胺聚糖是構(gòu)成皮膚細(xì)胞外基質(zhì)的主要成分，皮膚細(xì)胞外基質(zhì)的破壞主要是由于膠原蛋白生物合成減少以及基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinases，MMPs）的表達(dá)增加。此外，抑制組織金屬蛋白酶抑制劑的活性也會(huì)引起膠原蛋白碎裂和降解增加，最終導(dǎo)致光老化[17]。在光老化的過程中，真皮層會(huì)明顯增厚，形成大量無(wú)功能的彈性纖維；膠原蛋白被降解成碎片，數(shù)量減少，因而使皮膚失去彈性、粗糙增厚；糖胺聚糖骨架被破壞，導(dǎo)致皮膚干燥，并加快皮膚皺縮[18-19]。其中長(zhǎng)波紫外線（ultraviolet radiation A，UVA）導(dǎo)致光老化的機(jī)制是通過誘導(dǎo)ROS，進(jìn)一步激活絲裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinases，MAPK）信號(hào)傳導(dǎo)通路，促進(jìn)MMPs的表達(dá)，從而降解膠原蛋白和彈性纖維，最終導(dǎo)致光老化[20-21]。UVB導(dǎo)致光老化的機(jī)制包括基質(zhì)異常降解、自由基及線粒體突變、免疫抑制等[22]。

2 黃酮類化合物對(duì)皮膚光損傷的保護(hù)機(jī)制

2.1 黃酮類化合物的分類以及生物活性

黃酮類化合物是一類以2-苯基色原酮為基本結(jié)構(gòu)的植物次級(jí)代謝產(chǎn)物，它通常與糖基結(jié)合成苷類，小部分以游離形式存在于果蔬、豆類、茶葉以及草藥等植物中[23]。根據(jù)中央三碳鏈（即C3部分）的氧化程度、是否成環(huán)以及B環(huán)連接位置（2-或3-位）等特點(diǎn)，可將黃酮類化合物分為以下11 類：黃酮類、黃酮醇類、二氫黃酮類、二氫黃酮醇類、異黃酮類、二氫異黃酮類、查耳酮類、二氫查耳酮類、黃烷類、花色素類、雙黃酮類[24]（表1）。黃酮類化合物具有保護(hù)心腦血管、抗菌、抗病毒、抗腫瘤、抗氧化自由基、抗炎、鎮(zhèn)痛、抗動(dòng)脈粥樣硬化、保肝、抑制膠原蛋白降解等生物活性[25-28]。多項(xiàng)研究表明，黃酮類化合物可以通過抑制炎癥、清除自由基、抗氧化、防止DNA損傷等多種機(jī)制來(lái)減輕皮膚光損傷[29-31]。

表1 黃酮類化合物的分類和分子結(jié)構(gòu)[23]Table 1 Classification and molecular structures of flavonoids[23]

2.2 黃酮類物質(zhì)的抗炎癥機(jī)制

2.2.1 黃酮類化合物與皮膚炎癥相關(guān)細(xì)胞

黃酮類化合物可以有效減少UVB誘導(dǎo)的皮膚炎癥的發(fā)生。研究表明，給小鼠涂抹查耳酮、黃芩苷以及矢車菊素-3-O-葡萄糖苷（cyanidin-3-O-glucoside，C3G）均可抑制UVB誘導(dǎo)的皮膚水腫[29,32-33]。同樣地，給無(wú)毛小鼠背部涂抹C3G、蘆丁、非瑟酮可以減少UVB誘導(dǎo)的表皮增生，與僅用UVB照射的小鼠相比，隨著C3G劑量（250、500 μmol/L）的增加，小鼠皮膚厚度逐漸變薄[33-35]；給無(wú)毛小鼠口服橙皮苷也能顯著抑制UVB誘導(dǎo)的小鼠表皮厚度增加[36]。Pratheeshkumar等給SKH-1無(wú)毛小鼠背部涂抹含有C3G的丙酮，通過觀察小鼠背部皮膚切片可以發(fā)現(xiàn)，C3G可以抑制UVB介導(dǎo)的白細(xì)胞浸潤(rùn)[33]。通過給SKH-1無(wú)毛小鼠喂食葡萄籽原花青素（grape seed proanthocyanidins，GSP），發(fā)現(xiàn)GSP也可以抑制UVB誘導(dǎo)的炎癥性白細(xì)胞浸潤(rùn)[37]。Pal等發(fā)現(xiàn)非瑟酮也可以減少UVB誘導(dǎo)的小鼠皮膚中巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞的浸潤(rùn)，當(dāng)非瑟酮的劑量從1.25 mol/L增加到2.5 mol/L時(shí)，炎癥細(xì)胞的浸潤(rùn)逐漸減少[35]。

2.2.2 黃酮類化合物與皮膚炎癥因子

環(huán)氧合酶-2（cyclooxygenase-2，COX-2）是分解花生四烯酸生成各種內(nèi)源性前列腺素（prostaglandins，PGs）的關(guān)鍵限速酶，研究表明，UVB照射會(huì)導(dǎo)致COX-2在表皮中過表達(dá)，進(jìn)而引起受損部位PGs的聚集；PGs可協(xié)同促進(jìn)其他炎癥介質(zhì)的增加，造成周圍組織炎癥、破壞及增生等，促進(jìn)炎癥反應(yīng)和組織損傷[38]。在UVB輻射前給SKH-1無(wú)毛小鼠背部涂抹含有C3G的丙酮，發(fā)現(xiàn)C3G可以顯著降低UVB誘導(dǎo)的TNF-α、IL-6和誘導(dǎo)型一氧化氮合酶（inducible nitric oxide synthase，iNOS）的產(chǎn)生，從而降低了UVB誘導(dǎo)的COX-2的水平，進(jìn)而減弱UVB誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)[33]。通過給SKH-1無(wú)毛小鼠喂食GSP，發(fā)現(xiàn)GSP也可以抑制UVB誘導(dǎo)的促炎性細(xì)胞因子如TNF-α、IL-1β和IL-6的水平，然后進(jìn)一步抑制髓過氧化物酶、COX-2、PGE2的水平[37]。

2.2.3 黃酮類化合物與炎癥相關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑

研究發(fā)現(xiàn)，柚皮素和木犀草素作用于人角質(zhì)形成細(xì)胞HaCaT都可以通過抑制MAPK信號(hào)通路來(lái)抑制UVB誘導(dǎo)的COX-2和PGE2的產(chǎn)生，隨著柚皮素濃度（50、100、150 μmol/L）的增加，HaCaT細(xì)胞中COX-2水平逐漸降低，從而減少急性炎癥的發(fā)生[31,39]。此外，通過給SKH-1無(wú)毛小鼠背部涂抹非瑟酮，發(fā)現(xiàn)其可以通過抑制胞內(nèi)磷脂酰肌醇激酶（phosphatidylinositol 3-kinase，PI3K）/蛋白激酶B（protein kinase B，Akt）/核因子-κB（nuclear factor-κB，NF-κB）通路來(lái)抑制炎癥細(xì)胞因子TNF-α、IL-1β和IL-6的水平，并減少COX-2的表達(dá)，從而降低PGE2，進(jìn)而抑制UVB誘導(dǎo)的炎癥[35]。通過飛燕草素對(duì)JB6 P1小鼠表皮細(xì)胞的研究，發(fā)現(xiàn)飛燕草素以與ATP競(jìng)爭(zhēng)的方式直接與PI3K結(jié)合，顯著抑制PI3K的活性[40]。He Yong等使用C3G對(duì)HaCaT細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)C3G通過抑制ROS的生成間接干擾MAPK和Akt信號(hào)通路的相互作用，從而抑制UVB誘導(dǎo)的COX-2的表達(dá)[41]。使用非瑟酮對(duì)受到紫外線輻射的成纖維細(xì)胞Hs68進(jìn)行干預(yù)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明非瑟酮通過抑制MAPK的活化來(lái)增加NF-κB抑制劑（inhibitor κB，I-κB）的表達(dá)，從而抑制NF-κB易位進(jìn)入細(xì)胞核，協(xié)同降低PI3K/Akt/cAMP反應(yīng)原件結(jié)合蛋白（cAMP response element-binding protein，CREB）途徑中的p-CREB Ser-133的水平，減少NF-κB的激活，來(lái)達(dá)到抑制COX-2的作用，進(jìn)而降低PGE2的水平，從而減少紫外線誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)[42]。此外，夏濟(jì)平等發(fā)現(xiàn)用表沒食子兒茶酚沒食子酸酯（epigallocatechin gallate，EGCG）干預(yù)UVB輻射的角質(zhì)形成細(xì)胞，能夠通過抑制NF-κB易位進(jìn)核，從而抑制IL-6的分泌，表明EGCG可以抑制UVB誘導(dǎo)的炎癥[43]。Choi等在UVB輻射前在無(wú)毛小鼠背部涂抹蘆丁，結(jié)果發(fā)現(xiàn)蘆丁通過抑制ROS的形成來(lái)減弱UVB誘導(dǎo)的p38 MAPK和c-Jun-N末端激酶（c-Jun-N-terminal kinase，JNK）的磷酸化，從而抑制了小鼠皮膚中激活蛋白-1（activator protein-1，AP-1）的DNA結(jié)合，同時(shí)抑制轉(zhuǎn)錄激活子-3的磷酸化，這兩種作用協(xié)同抑制了UVB誘導(dǎo)的皮膚中COX-2和iNOS的表達(dá)[34]。通過使用山柰酚-3-鼠李糖苷（Afzelin）對(duì)HaCaT細(xì)胞進(jìn)行干預(yù)，發(fā)現(xiàn)其可以通過減少ROS的生成來(lái)干擾或者直接抑制p38 MAPK途徑來(lái)抑制UVB誘導(dǎo)的促炎介質(zhì)如IL-6、TNF-α、PGE2以及COX-2的釋放[44]。對(duì)JB6 P1小鼠表皮細(xì)胞的研究表明，飛燕草素可以直接與絲裂原活化蛋白激酶4（mitogenactivated protein kinase kinase 4，MAPKK4）結(jié)合，抑制MAPKK4的活性，導(dǎo)致AP-1激活被抑制，從而抑制了COX-2的過表達(dá)；且隨著飛燕草素的濃度從5 μmol/L增加到10 μmol/L再增加到20 μmol/L，小鼠表皮細(xì)胞中的COX-2的表達(dá)量依次減少[40]。總地來(lái)說(shuō)，通過這些黃酮類化合物對(duì)紫外線輻射的動(dòng)物或者細(xì)胞進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)干預(yù)，表明黃酮類物質(zhì)可以通過多種途徑抑制紫外線誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)。黃酮類化合物的抗炎癥機(jī)制如圖2所示。

圖2 黃酮類化合物的抗炎癥機(jī)制Fig. 2 Anti-inflammatory mechanism of flavonoids

2.3 黃酮類物質(zhì)的抗氧化機(jī)制

皮膚自身的抗氧化系統(tǒng)可清除ROS，使其維持在一個(gè)較低的水平，然而過度暴露于紫外線條件下會(huì)導(dǎo)致ROS大量產(chǎn)生，從而造成氧化應(yīng)激。過量的ROS會(huì)對(duì)DNA、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)等造成一系列的損傷，最終可能會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞凋亡甚至產(chǎn)生皮膚癌[45]。諸多研究表明黃酮類化合物有較好的抗氧化效果[34,44,46]。研究發(fā)現(xiàn)，在受UVB輻射的無(wú)毛小鼠背部涂抹蘆丁和柚皮素可以減少UVB誘導(dǎo)的ROS和脂質(zhì)過氧化物的產(chǎn)生[34,47]。槲皮素、槲皮苷和C3G的細(xì)胞實(shí)驗(yàn)表明黃酮類化合物可以降低細(xì)胞內(nèi)ROS水平，從而可以減少DNA損傷；也可以阻止細(xì)胞膜和線粒體受ROS的攻擊，并抑制細(xì)胞膜流動(dòng)性降低和線粒體膜去極化，從而抑制細(xì)胞色素c的流出，進(jìn)而可以抑制細(xì)胞凋亡[48-50]。此外，飛燕草素、Afzelin以及橙皮苷的細(xì)胞實(shí)驗(yàn)表明，黃酮類化合物可以通過吸收紫外線來(lái)抑制UVB誘導(dǎo)的脂質(zhì)過氧化增加，并且降低丙二醛的生成，表明黃酮類物質(zhì)減少了紫外線誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激[44,51-52]。分別給大鼠、豚鼠以及昆明小鼠涂抹兒茶素納米凝膠乳劑、水飛薊賓以及枸杞葉總黃酮乳膏可以提高其SOD、GPx、CAT等抗氧化酶的水平，并且隨著枸杞葉總黃酮?jiǎng)┝浚?、10、20 mg/g）的增加而提高SOD和CAT的水平[53-55]。給SKH-1無(wú)毛小鼠涂抹C3G和反式查耳酮可以分別抑制UVB誘導(dǎo)的小鼠皮膚中的谷胱甘肽消耗，提高皮膚中還原型谷胱甘肽（reduced glutathione，GSH）含量，隨著C3G濃度從250 μmol/L增加到500 μmol/L，GSH含量逐漸增加[29,33]。給SKH-1無(wú)毛小鼠喂食GSP，也發(fā)現(xiàn)它可以抑制GPx、CAT和谷胱甘肽的消耗[56]。槲皮苷、壇紫菜多酚和橙皮苷的細(xì)胞實(shí)驗(yàn)也證實(shí)黃酮類化合物可以恢復(fù)GSH和抗氧化酶CAT、GPx的表達(dá)，增加SOD水平和總抗氧化能力[49,52,57]。給豚鼠涂抹含水飛薊賓的乳膏可以上調(diào)血紅素氧合酶（heme oxygenase-1，HO-1）的水平，從而減少UVB誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激[54]。此外，將柚皮素涂抹到無(wú)毛小鼠皮膚上，發(fā)現(xiàn)其可以增加核因子紅細(xì)胞2相關(guān)因子2（nuclear factor erythroid 2-related factor 2，Nrf2）mRNA表達(dá)，轉(zhuǎn)移至核上的Nrf2和抗氧化反應(yīng)元件結(jié)合，從而誘導(dǎo)HO-1 mRNA表達(dá)，發(fā)揮抗氧化作用[48,58]。研究表明，芹菜素以劑量依賴（濃度從1.56 μmol/L增加到6.25 μmol/L）的方式在JB6 P1小鼠表皮細(xì)胞中有效地逆轉(zhuǎn)了Nrf2啟動(dòng)子中15CpG位點(diǎn)的高甲基化狀態(tài)，且增強(qiáng)了Nrf2的核轉(zhuǎn)移，并增加了Nrf2和Nrf2下游靶基因還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸醌氧化還原酶1（NAD(P)H quinone oxidoreductase-1，NQ-O1）的mRNA和蛋白質(zhì)表達(dá)，從而達(dá)到抑制氧化應(yīng)激的作用[45]。用黃芩處理受UVB輻照后的HaCaT細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)其可以通過促進(jìn)Nrf2轉(zhuǎn)移至細(xì)胞核內(nèi)增加細(xì)胞內(nèi)抗氧化劑HO-1和NQ-O1的表達(dá)，從而顯示出優(yōu)異的抗氧化活性[59]。以上研究均表明黃酮類化合物可以通過吸收紫外線、清除自由基、恢復(fù)抗氧化酶活性以及通過調(diào)節(jié)Nrf2/HO-1/NQ-O1來(lái)達(dá)到抗紫外線誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激的作用。黃酮類化合物抗氧化的機(jī)制如圖3所示。

圖3 黃酮類化合物的抗氧化機(jī)制Fig. 3 Antioxidant mechanism of flavonoids

2.4 黃酮類物質(zhì)減少DNA損傷的機(jī)制

過度紫外線照射可直接損傷皮膚細(xì)胞DNA生成CPDs，其對(duì)DNA造成的氧化性損傷會(huì)導(dǎo)致DNA突變，當(dāng)DNA遭受不可逆的損傷時(shí)會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞凋亡，最終可能誘發(fā)非黑色素瘤皮膚癌。一些研究已經(jīng)證實(shí)黃酮類化合物可以抑制紫外線誘導(dǎo)的DNA的損傷。研究表明，在無(wú)毛小鼠背部涂抹飛燕草素、水飛薊賓和非瑟酮都可以減少UVB誘導(dǎo)的DNA損傷標(biāo)記物CPDs的產(chǎn)生[35,51,60]。水飛薊賓、Afzelin、芹菜素以及黃芩苷的細(xì)胞實(shí)驗(yàn)表明，黃酮類化合物可以通過吸收紫外線來(lái)減少細(xì)胞內(nèi)的CPDs，隨著Afzelin質(zhì)量濃度（50、100、150、200 μg/mL）的升高，細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的CPDs逐漸減少[44,61-63]?；ㄉ仡愇镔|(zhì)如C3G以及飛燕草素都可以減少UVB誘導(dǎo)的小鼠皮膚內(nèi)8-O-7,8-二氫-2’-脫氧鳥苷（8-O-7,8-dihydro-2’-deoxyguanosine，8-OHdG）的表達(dá)[33,51]。同時(shí)，也有研究表明黃芩苷和飛燕草素都可以減少細(xì)胞內(nèi)的8-OHdG的產(chǎn)生，表明黃酮類物質(zhì)可以減少紫外線誘導(dǎo)的DNA損傷[51,63]。研究表明黃酮類物質(zhì)可以通過增加p53和p21蛋白的表達(dá)，逆轉(zhuǎn)UVB誘導(dǎo)的DNA在S期停滯，使細(xì)胞更長(zhǎng)時(shí)間地停留在G1期，減少活性DNA的合成，以便進(jìn)行適當(dāng)?shù)腄NA修復(fù)，從而減少了對(duì)DNA的損傷[35,61]。Roy等對(duì)SKH-1無(wú)毛小鼠局部施用水飛薊賓，發(fā)現(xiàn)其可以持續(xù)增加p53和生長(zhǎng)抑制，DNA損傷誘導(dǎo)基因45α（growth arrest and DNA damage-inducible genes 45α，GADD45α）的水平；同時(shí)他們還使用水飛薊賓對(duì)JB6細(xì)胞進(jìn)行干預(yù)，發(fā)現(xiàn)水飛薊賓也可以顯著上調(diào)細(xì)胞中的p53的水平，從而增加GADD45α的表達(dá)，加速對(duì)損傷的DNA進(jìn)行修復(fù)[61]。Rigby等在UVB輻射前或后給p53＋/＋無(wú)毛小鼠背部涂抹水飛薊賓，顯著增加了GADD45α的水平，并且通過與p53＋/-小鼠的對(duì)比實(shí)驗(yàn)證實(shí)了p53是發(fā)揮光保護(hù)作用的重要基因[60]。Guillermo-Lagae等用水飛薊賓對(duì)正常人真皮成纖維細(xì)胞NHDFs進(jìn)行干預(yù)，結(jié)果表明水飛薊賓通過增加p53和GADD45α的表達(dá)來(lái)增加著色性干皮病補(bǔ)充組（xeroderma pigmentosum complementation group，XP）家族，包括XPA、XPB、XPC、XPG的表達(dá)，從而激活核苷酸切除修復(fù)（nucleotide excision repair，NER）途徑，加速損傷DNA的修復(fù)，并且證實(shí)了XPA和XPB在水飛薊賓介導(dǎo)的DNA損傷修復(fù)中起關(guān)鍵作用[64]。林向飛等使用EGCG對(duì)HaCaT細(xì)胞進(jìn)行干預(yù)，發(fā)現(xiàn)EGCG可以顯著降低細(xì)胞內(nèi)的XPA和切除修復(fù)互補(bǔ)交叉蛋白1的表達(dá)，表明EGCG減少了UVB導(dǎo)致的DNA損傷，從而表現(xiàn)出較弱的NER修復(fù)過程[65]。使用芹菜素對(duì)HDF細(xì)胞進(jìn)行干預(yù)，結(jié)果表明芹菜素可以恢復(fù)UVB誘導(dǎo)的HDF細(xì)胞中NER蛋白的損失，從而起到修復(fù)DNA的作用[62]?？偟貋?lái)說(shuō)，黃酮類化合物可以通過吸收紫外線、加速去除CPDs和抑制8-OHdG的形成，提高p53的表達(dá)，以激活NER途徑以及增加GADD45α的表達(dá)，進(jìn)而對(duì)損傷的DNA進(jìn)行修復(fù)，從而減少紫外線對(duì)DNA的損傷。黃酮類化合物對(duì)皮膚DNA的保護(hù)機(jī)制如圖4所示。

圖4 黃酮類化合物對(duì)皮膚DNA的保護(hù)機(jī)制Fig. 4 Protective mechanism of flavonoids on skin DNA

2.5 黃酮類物質(zhì)維持正常的皮膚細(xì)胞外基質(zhì)的合成與降解

2.5.1 黃酮類化合物與光老化相關(guān)指標(biāo)

過多的紫外線輻射可以誘導(dǎo)皮膚細(xì)胞外基質(zhì)中膠原蛋白合成減少，還可以通過多種途徑加速M(fèi)MPs的分泌，從而降解皮膚細(xì)胞外基質(zhì)，最終導(dǎo)致光老化。研究發(fā)現(xiàn)，在無(wú)毛小鼠背部涂抹非瑟酮、楊梅酮、柚皮素可以減少小鼠背部皮膚的皺紋[66-68]。此外，無(wú)毛小鼠口服橙皮苷也可以減少皺紋的形成[36]。柚皮素和橙皮苷可以減少小鼠皮膚的水分流失[36,68]。Wu Poyuan等給曬后的無(wú)毛小鼠背部涂抹非瑟酮物質(zhì)，發(fā)現(xiàn)與未涂抹非瑟酮的小鼠相比，其皮膚中MMP-1和MMP-2的表達(dá)減少[66]。Pervin等分別用1、2、5、10 μmol/L的木犀草素對(duì)HDF細(xì)胞進(jìn)行干預(yù)，發(fā)現(xiàn)木犀草素呈劑量依賴性地抑制UVA和UVB暴露的HDF細(xì)胞中MMP-1和MMP-9基因的表達(dá)[69]。

2.5.2 黃酮類化合物與光老化相關(guān)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑

在曬前給SKH-1無(wú)毛小鼠背部涂抹含有楊梅酮的丙酮制劑，結(jié)果發(fā)現(xiàn)楊梅酮可以與ATP以非競(jìng)爭(zhēng)性方式和迅速加速性纖維肉瘤（rapidly accelerated fibrosarcoma，Raf）結(jié)合來(lái)抑制Raf激酶的活性，從而抑制UVB誘導(dǎo)的MAPK激酶（mitogen-activated protein kinase kinase，MEK）和細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶（extracellular signalregulated kinase 2，ERK）的磷酸化，進(jìn)而減少M(fèi)MP-9的表達(dá)，最終減少紫外線誘導(dǎo)的細(xì)胞外基質(zhì)的降解[67]。此外，有研究表明，給無(wú)毛小鼠口服橙皮苷也可以通過抑制MAPK信號(hào)通路中MEK/ERK的磷酸化來(lái)降低UVB誘導(dǎo)的MMP-9的表達(dá)，從而達(dá)到預(yù)防光老化的效果[36]。用柚皮素涂抹SKH-1無(wú)毛小鼠背部，發(fā)現(xiàn)柚皮素可以顯著抑制UVB誘導(dǎo)的ERK2活性，通過競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合ATP減弱UVB誘導(dǎo)的p90RSK的磷酸化，降低即刻早期基因Fos相關(guān)抗原-1穩(wěn)定性，下調(diào)AP-1的活性，進(jìn)而減少M(fèi)MP-1的表達(dá)，從而發(fā)揮有效的抗光老化作用[68]。用木犀草素對(duì)HaCaT細(xì)胞進(jìn)行干預(yù)，發(fā)現(xiàn)其抗光老化效果也是通過抑制JNK1和P90RSK2來(lái)抑制c-Fos和c-Jun，從而減少AP-1的形成，使MMP-1的表達(dá)減少[70]。用從某種柑橘中提取出的類黃酮物質(zhì)HMF（3,5,6,7,8,3’,4’-heptameth oxyflavone）培養(yǎng)HDF細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)其可以通過抑制ERK和JNK的磷酸化來(lái)抑制c-Jun和c-Fos的磷酸化，從而降低MMP-1的表達(dá)；HMF還可以通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β（transforming growth factor β，TGF-β）/Smad信號(hào)通路，抑制Smad7的表達(dá)，上調(diào)Smad3的表達(dá)，從而上調(diào)TGF-β調(diào)節(jié)基因的轉(zhuǎn)錄，增加I型前膠原相關(guān)基因的表達(dá)，表明黃酮類物質(zhì)具有抗皮膚光老化的效果[71]?？翟纫舶l(fā)現(xiàn)適當(dāng)濃度的GSP能顯著上調(diào)HDF細(xì)胞中TGF-β RII蛋白的水平并下調(diào)Smad7的表達(dá)，從而減輕UVA誘導(dǎo)的細(xì)胞外基質(zhì)的降解[72]。Chiang等發(fā)現(xiàn)非瑟酮可以降低紫外線誘導(dǎo)的MAPK途徑中的ERK、JNK和p38磷酸化的表達(dá)，減少I-κB的降解并增加細(xì)胞質(zhì)中NF-κB的主要亞基p65的數(shù)量；它還抑制NF-κB易位至核并抑制PI3K/Akt/CREB途徑中的CREB Ser-133磷酸化水平，從而抑制了MMP-1、MMP-3、MMP-9的表達(dá)，表明非瑟酮可以抑制紫外線誘導(dǎo)的細(xì)胞外基質(zhì)的降解[42]。還有研究表明用黃芩苷處理HDF可以恢復(fù)TIMP-1的活性，從而減少細(xì)胞外基質(zhì)的降解[73]。此外，用黃芩處理HaCaT細(xì)胞可通過抑制MAPK/AP-1和NF-κB/I-κB-α信號(hào)通路來(lái)抑制UVB誘導(dǎo)的MMP-1的上調(diào)，以及通過激活TGF-β/Smad途徑來(lái)抑制UVB誘導(dǎo)的I型前膠原的減少[56]。這些動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和細(xì)胞實(shí)驗(yàn)均表明，黃酮類化合物可以通過調(diào)節(jié)MAPK/AP-1、TGF-β/Smad、NF-κB/I-κB等信號(hào)通路來(lái)抑制MMPs的表達(dá)和增加I型前膠原的含量，從而維持正常的細(xì)胞外基質(zhì)的合成和降解，進(jìn)而達(dá)到抗光老化的效果。黃酮類化合物對(duì)皮膚光老化的保護(hù)機(jī)制如圖5所示。

圖5 黃酮類化合物對(duì)皮膚光老化的保護(hù)機(jī)制Fig. 5 Protective mechanism of flavonoids on skin photoaging

3 結(jié) 語(yǔ)

綜上，針對(duì)動(dòng)物和細(xì)胞的研究均顯示，黃酮類物質(zhì)可通過抗炎、抗氧化、抗DNA損傷、維持細(xì)胞外基質(zhì)合成和降解平衡來(lái)防護(hù)紫外線誘導(dǎo)的光老化及非黑色素瘤皮膚癌。此外，黃酮類化合物還可以通過吸收紫外線，競(jìng)爭(zhēng)性或非競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合某些分子來(lái)達(dá)到光保護(hù)作用。諸多研究表明，黃酮類化合物對(duì)紫外線誘導(dǎo)的光損傷的干預(yù)作用呈劑量依賴性。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，口服或者涂抹黃酮類化合物可以對(duì)皮膚提供有效地保護(hù)，細(xì)胞實(shí)驗(yàn)也表明黃酮類物質(zhì)可以減少紫外線對(duì)皮膚細(xì)胞的損傷。目前，對(duì)黃酮類化合物干預(yù)皮膚光損傷的具體作用機(jī)制了解得不夠深入，因而需要更多的動(dòng)物及細(xì)胞實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)一步探索。另外，黃酮類物質(zhì)的推薦劑量尚不清楚，因此，各種黃酮類物質(zhì)的代謝動(dòng)力學(xué)及構(gòu)效關(guān)系的對(duì)比可能是未來(lái)的研究方向。此外，目前關(guān)于黃酮類化合物干預(yù)皮膚光損傷的流行病學(xué)調(diào)查和臨床實(shí)驗(yàn)非常少，可能成為未來(lái)研究的熱點(diǎn)。