侯以森，劉雅范，張曉雨，孟 璐，姜 暢，王先德，趙行宇

(吉林醫(yī)藥學(xué)院，吉林 吉林 132013)

生姜是姜科植物姜的新鮮根莖，既是一種常用食材，又是一種中藥。生姜廣泛用于治療消化系統(tǒng)疾病，抗高血壓，治療感冒、風(fēng)濕、關(guān)節(jié)炎、肌肉酸痛、月經(jīng)疼痛等[1]。6-姜烯酚是生姜與干姜中的一種主要活性成分，國內(nèi)外的藥理作用研究發(fā)現(xiàn)[2]，6-姜烯酚具有抗炎、抗腫瘤、抗氧化應(yīng)激等作用，可用來抗動脈粥樣硬化、抗細(xì)菌、抗真菌、治療胃潰瘍、止吐等。

1 抗炎作用征

1.1 下調(diào)核轉(zhuǎn)錄因子κB的表達(dá)

核因子κB是介導(dǎo)炎癥反應(yīng)及免疫反應(yīng)的一種中心物質(zhì)，在細(xì)胞凋亡中起調(diào)控作用。Meng[3]等發(fā)現(xiàn)6-姜烯酚可以通過激活過氧化物酶體增殖物激活受體(peroxisome proliferator-activated recep-tor,PPARγ)表達(dá)，抑制核因子κB表達(dá)，而降低脂多糖誘導(dǎo)的炎癥介質(zhì)釋放，并揭示6-姜烯酚抑制脂多糖誘導(dǎo)核因子κB激活是通過抑制磷?；秃艘蜃应蔅 p65的核轉(zhuǎn)化。Suresh[4]等發(fā)現(xiàn)6-姜烯酚可以抑制c-jun、c-fos的磷酸化，從而抑制了核因子κB p65和AP-1通路，減輕7，12-二甲基蒽誘導(dǎo)的口腔癌變中的炎癥反應(yīng)。

1.2 下調(diào)炎癥介質(zhì)表達(dá)

炎癥介質(zhì)是參與和介導(dǎo)炎癥反應(yīng)的化學(xué)因子,包括腫瘤壞死因子(TNF)、白介素(IL)等。Julia等[5]發(fā)現(xiàn)6-姜烯酚在人腸HT-29/B6和Caco-2細(xì)胞可通過抑制核因子κB，使TNF-α誘導(dǎo)的claudin-1蛋白分解增強(qiáng)。還可以通過抑制PI3K/AKt信號通路，下調(diào)TNF-α誘導(dǎo)的claudin-2蛋白表達(dá)。Ho[6]等研究發(fā)現(xiàn)20 μmol/L的6-姜烯酚顯著抑制BV2小膠質(zhì)細(xì)胞IL-1分泌，其機(jī)制主要是通過抑制核因子κB調(diào)控的pro-IL-1和NLRP3的表達(dá)，其次還通過增加胱天蛋白酶1、ASC和P2X7受體的mRNA的表達(dá)。此外[7]，6-姜烯酚在小鼠體內(nèi)體外實(shí)驗(yàn)中可以通過抑制核因子κB和氨基末端激酶的磷酸化，減少大鼠腹腔肥大細(xì)胞的炎癥因子TNF-α、IL-6、IL-8釋放，同時抑制組胺釋放，進(jìn)而抑制肥大細(xì)胞介導(dǎo)的皮膚過敏反應(yīng)。

1.3 抑制前列腺素合成

研究表明[8]姜的抗炎作用類似于非甾體抗炎藥物，主要通過抑制誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase,iNOS)和環(huán)加氧酶-2抑制前列腺素合成。后來有人發(fā)現(xiàn)[9]6-姜烯酚在脂多糖誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞中的也具有類似效果。而Wang[10]等研究發(fā)現(xiàn)6-姜烯酚是姜產(chǎn)生抗炎作用的有效成分。實(shí)驗(yàn)表明姜能明顯減少阿司匹林誘導(dǎo)的胃潰瘍出血區(qū)域，但胃液的總酸度卻并沒有降低。他認(rèn)為姜可以抑減少黏膜下層的iNOS活性和血漿炎性細(xì)胞因子水平，并不能夠減少前列腺素E2和胃酸的生成。前者表明前列腺素種類較多，后者只能說明6-姜烯酚不抑制前列腺E2，不能說明是否對其他前列腺素產(chǎn)生影響。

1.4 抑制白細(xì)胞反應(yīng)

炎癥反應(yīng)中，白細(xì)胞參與一系列復(fù)雜過程。Levy[11]發(fā)現(xiàn)6-姜烯酚可以減輕炎癥反應(yīng)并可以保護(hù)注射弗氏完全佐劑后小鼠的肱骨軟骨。主要機(jī)制是6-姜烯酚能夠減少白細(xì)胞、淋巴細(xì)胞等炎癥細(xì)胞在血液中的遷移，降低血液中血管內(nèi)皮黏附分子-1的濃度和白細(xì)胞透過數(shù)目。

2 抗氧化作用

已有研究證明[12]姜酚類化合物主要由鄰-甲氧基苯酚基團(tuán)介導(dǎo)其抗氧化活性，且由于6-姜烯酚側(cè)鏈為α，β-不飽和羰基，6-姜烯酚的抗氧化活性較6-姜酚更強(qiáng)。Kim[13]研究表明6-姜烯酚可通過影響經(jīng)典瞬時受體電位通道5(transient receptor potential canonical channel 5,TRPC5)發(fā)揮抗氧化作用,6-姜烯酚對TRPC5抑制效果呈劑量依賴性。Ali[14]發(fā)現(xiàn)6-姜烯酚具有清除DPPH能力，通過高效液相色譜法萃取可使其具有更強(qiáng)的抗氧化能力。

3 抗腫瘤作用

3.1 促進(jìn)細(xì)胞凋亡

3.1.1停滯細(xì)胞周期

研究發(fā)現(xiàn)[15]6-姜烯酚能夠停滯細(xì)胞周期和激活凋亡小體，促進(jìn)了宮頸癌細(xì)胞凋亡。其機(jī)制為6-姜烯酚能夠上調(diào)14-3-3σ蛋白，而14-3-3σ可以結(jié)合cdc2-cyclin B1復(fù)合物，導(dǎo)致細(xì)胞周期停滯在G2期。同時6-姜烯酚也能通過激活相關(guān)凋亡蛋白Bax、胱天蛋白酶3和PARP誘導(dǎo)線粒體膜電位的下降和增加膜聯(lián)蛋白A1表達(dá)。另外，20 μmol/L 6-姜烯酚可以通過抑制Akt1/2通路激活，使非小細(xì)胞肺癌NCI-H165細(xì)胞周期阻滯在G1期，使NCI-H520阻滯在G2/M期[16]。還通過抑制Akt的下游蛋白STAT3的磷酸化，減少了cyclin D1、cyclin D3、c-Myc的表達(dá)，促進(jìn)肺癌細(xì)胞凋亡。

3.1.2調(diào)控凋亡基因

研究發(fā)現(xiàn)[17]6-姜烯酚聯(lián)合吉西他濱可誘導(dǎo)胰腺癌細(xì)胞凋亡，機(jī)制是6-姜烯酚呈劑量依賴性裂解活性的胱天蛋白酶3及其下游底物PARP。還可通過抑制癌細(xì)胞TLR4/核因子κB信號通路，抑制抗凋亡蛋白Bcl-2、cIAP-1、XIAP的表達(dá)，抑制了增殖蛋白環(huán)加氧酶-2和cyclin表達(dá)，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡并提高了胰腺癌細(xì)胞對吉西他濱的敏感性。有研究表明[18]6-姜烯酚通過抑制JAK2的磷酸化和c-Src激酶的活性及STAT的細(xì)胞核轉(zhuǎn)運(yùn)，同時也抑制STAT3調(diào)控的基因產(chǎn)物，如Bcl-2、Bcl-xL，且抑制抗凋亡基因survin，促進(jìn)乳腺癌MDA-MB231細(xì)胞和前列腺癌DU145細(xì)胞凋亡。

3.2 促進(jìn)細(xì)胞自噬

核固縮、核周空間腫脹、有電子密集的線粒體形成是自噬的一個形態(tài)學(xué)特征。Miho[19]等研究發(fā)現(xiàn)，6-姜烯酚作用在人胰腺癌Panc-1細(xì)胞會出現(xiàn)這種特征。發(fā)現(xiàn)6-姜烯酚作用后增加了LC3-ⅡⅠ/LC3-Ⅰ的比例，減少了SQSTM1/P62蛋白水平，激活了AMP依賴蛋白激酶(AMPK)，抑制了mTOR。當(dāng)使用自噬抑制劑3-MA和氯喹后，可阻滯細(xì)胞死亡。Hung[20]研究發(fā)現(xiàn)6-姜烯酚可誘導(dǎo)非小細(xì)胞肺癌A549細(xì)胞自噬，機(jī)制是通過抑制PI3K/Akt信號傳導(dǎo)通路，抑制Akt下游蛋白mTOR、FKHR及mTOR下游蛋白p70S6激酶、4E-BP1的表達(dá)，而這個效果可以被3-MA抑制。有研究表明[21]6-姜烯酚可誘導(dǎo)乳腺癌細(xì)胞自噬死亡。機(jī)制是6-姜烯酚降低了Notch1的裂解水平及其靶蛋白Hes1和Cyclin D1的表達(dá)水平。

3.3 抑制細(xì)胞增殖

Pei[22]等研究發(fā)現(xiàn)6-姜烯酚通過α,β不飽和羰基結(jié)合Keap-1的半胱氨酸殘基，破壞Keap1-NrF2的復(fù)合物，釋放和激活NrF2。研究顯示[23]6-姜烯酚在結(jié)腸癌細(xì)胞中可以通過上調(diào)兩個谷胱甘肽合成基因和NrF2基因，增加GSH/GSSG比并減少活性氧水平，抑制細(xì)胞增殖。機(jī)制是通過改變Keap-1的第17位半胱氨酸殘基激活NrF2。此外PI3K/Akt信號通路也參與6-姜烯酚激活NrF2，通過磷酸激酶介導(dǎo)的NrF2絲氨酸/蘇氨酸磷酸化促進(jìn)了NrF2核轉(zhuǎn)位和后續(xù)的轉(zhuǎn)錄作用。

3.4 抑制細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移

據(jù)報道[21]6-姜烯酚通過核因子κB活化降低基質(zhì)金屬蛋白酶9的表達(dá)，從而在乳腺癌細(xì)胞中發(fā)揮抗侵襲作用。研究表明微管可能是靶點(diǎn)，因?yàn)?-姜烯酚可通過含有α，β不飽和羰基部分的側(cè)鏈與微管蛋白中半胱氨酸的巰基相互作用，具體機(jī)制仍需研究。

3.5 抑制腫瘤血管生成

腫瘤細(xì)胞生長到一定大小(1～2 mm)需要新血管生成為其提供能量，否則無法繼續(xù)增長。而抑制腫瘤血管生成則可以抑制腫瘤細(xì)胞增殖與轉(zhuǎn)移。腫瘤細(xì)胞自身可以產(chǎn)生血管生成因子，如血管內(nèi)皮生長因子，誘導(dǎo)新血管生成。有研究發(fā)現(xiàn)[24]，6-姜烯酚對卵巢癌SKOV3和ES-2細(xì)胞有明顯的抑制增殖作用。其機(jī)制主要是6-姜烯酚通過抑制抑制核因子κB途徑繼而減少IL-8和血管內(nèi)皮生長因子的分泌，從而抑制卵巢癌細(xì)胞血管生成。

4 其他作用

4.1 抗內(nèi)分泌失調(diào)

目前有研究表明在脂肪細(xì)胞3T3-L1中，AMPK及PPARγ是兩種調(diào)節(jié)細(xì)胞葡萄糖和脂質(zhì)代謝平衡、脂肪細(xì)胞分化和胰島素功能的主要蛋白質(zhì)[25]。Wei等[26]發(fā)現(xiàn)6-姜烯酚促進(jìn)了脂肪細(xì)胞3T3-L1和肌管C2C12葡萄糖的利用并且抑制了C2C12的脂質(zhì)合成。其機(jī)制是通過激活3T3-L1的AMPK/Akt通路，也激活PPARγ/ap2通路，促進(jìn)了固醇元件結(jié)合蛋白1、CCCAA增強(qiáng)子結(jié)合蛋白、脂肪酸合酶和葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白4的表達(dá)。而這與目前臨床用的胰島素增敏劑的作用機(jī)制相同。Huang[27]等研究發(fā)現(xiàn)6-姜烯酚可以通過減少丙酮醛的含量，抑制丙酮醛誘導(dǎo)的一系列生化過程，最終減少糖基化終產(chǎn)物。其具體機(jī)制有待進(jìn)一步研究。

4.2 抗病原微生物

抗生素抵抗是一種防御機(jī)制，使得病原體在不利的條件下生存。在有抗生素抵抗的微生物中，金黃色葡萄球菌是最具有破壞性的微生物之一。其原因是金黃色葡萄球菌編碼了一種特殊的酶SaHPPK。而Shailima[28]采用分子動力學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)6-姜烯酚可以通過和葡萄球菌HPPK的46位氨基酸纈氨酸形成穩(wěn)定的氫鍵，產(chǎn)生抑制細(xì)菌生長作用。而這種方式阿莫西林不具有,并且發(fā)現(xiàn)其抑菌效果較阿莫西林更強(qiáng)。此外Miki[29]等發(fā)現(xiàn)6-姜烯酚還可以在一定程度上抑制白假絲酵母菌的菌絲生長。

4.3 止 吐

目前研究發(fā)現(xiàn)，化療相關(guān)性惡心嘔吐(chemotherapy-induced nausea and vomiting,CINV)的一個原因是P物質(zhì)和其NK1受體的激活，5-羥色胺(5-HT)及其受體(5-HT3R)的激活也是CINV的一個重要發(fā)生機(jī)制。Pertz[30]發(fā)現(xiàn)6-姜烯酚抑制胃5-HT3受體和5-HT4受體而產(chǎn)生止吐作用。通過與運(yùn)用該受體阻滯劑相比較，發(fā)現(xiàn)6-姜烯酚有類似于該受體阻滯劑的功效。

4.4 抑制黑色素生成

研究[31]發(fā)現(xiàn)6-姜烯酚作用于黑色素瘤B16F10細(xì)胞，抑制絡(luò)氨酸激酶活性和減少黑色素生成，同時減少了絡(luò)氨酸相關(guān)蛋白1和MITF表達(dá)。其機(jī)制是6-姜烯酚通過促進(jìn)ERK和PI3K/Akt信號通路介導(dǎo)的MITF降解，抑制促黑激素誘導(dǎo)的黑色素生成。而另有研究[32]表明，6-姜烯酚減少酪氨酸酶和MITF在B16細(xì)胞中的表達(dá)是由于間接控制酪氨酸酶的活性而不是直接抑制細(xì)胞內(nèi)酪氨酸酶的活性。同時6-姜烯酚誘導(dǎo)ERK通路的活化,導(dǎo)致絲氨酸73處MITF磷酸化，促進(jìn)MITF降解,而不是活化Akt通路。

綜上，6-姜烯酚有多方面的藥理,但是由于其具體機(jī)制復(fù)雜，仍然需要進(jìn)一步研究。而目前多從細(xì)胞水平上研究，體內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果卻少有報道。探討如何進(jìn)一步純化6-姜烯酚，增加其溶解度，提高其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定性，以便研發(fā)新型藥物,具有重要意義。