黃海艷，鄒彥芬

（北京大學(xué)深圳醫(yī)院，廣東深圳518036）

眾多研究證實(shí)自然界中富含黃酮類化合物的食物有益于人體健康，包括抗氧化作用、抗炎作用，抗腫瘤作用，心血管保護(hù)作用和預(yù)防退化性疾病等多種作用[1]。其中槲皮素（Quercetin）是最具代表性的黃酮類化合物，因有多種生物活性尤其較強(qiáng)的抗氧化作用而被廣泛關(guān)注。下文就近年來關(guān)于槲皮素的抗氧化作用的相關(guān)研究及進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 活性氧簇（ROS）與氧化損傷

自由基是指攜帶一個(gè)或多個(gè)電子的活性分子。其在機(jī)體內(nèi)形成后既可作為神經(jīng)傳導(dǎo)和炎性反應(yīng)的必要介質(zhì)。有少量（約1%～3%）的氧通過氧化還原反應(yīng)未能充分消耗，從而導(dǎo)致了氧自由基和活性氧分子形成增多，這些不同形式的自由基和活性分子能導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)其他分子成分氧化，被總稱為ROS[1]。正常情況下，ROS可促進(jìn)細(xì)胞的增殖、存活，并促使氧化還原反應(yīng)中敏感蛋白活性的保持。但過量的ROS可能導(dǎo)致細(xì)胞毒性最終使細(xì)胞發(fā)生凋亡。氧化還原體系穩(wěn)態(tài)非常重要，因?yàn)槠淠軌蛘{(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄因子、信號(hào)轉(zhuǎn)到通路的功能，并能夠調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡的介質(zhì)。氧化還原體系失衡時(shí)，ROS能夠輕易與多種生物分子如蛋白，脂質(zhì)等發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致氧化損傷。眾多研究證實(shí)ROS所致氧化損傷可導(dǎo)致DNA損傷，細(xì)胞內(nèi)多種酶功能喪失，細(xì)胞通透性增加，細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)受干擾，最終可導(dǎo)致細(xì)胞壞死或凋亡[2-4]。此外，ROS激活NF-κB的活性，參與細(xì)胞內(nèi)炎性反應(yīng)。氧化應(yīng)激與炎性反應(yīng)可相互作用，相互影響。除了能夠直接損傷機(jī)體內(nèi)生物分子，活性氧也可參與炎性反應(yīng)。炎性反應(yīng)的關(guān)鍵因素是各種細(xì)胞因子的產(chǎn)生，而ROS恰恰能夠通過激活NF-κB和AP-1而誘導(dǎo)產(chǎn)生多種細(xì)胞因子[5]。因而，研究認(rèn)為ROS所致氧化損傷在多種疾病的病理生理學(xué)中扮演重要的角色，包括神經(jīng)病變、心血管疾病、糖尿病、腫瘤等[6-8]。

2 槲皮素的結(jié)構(gòu)及抗氧化作用結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)

槲皮素是人們?nèi)粘ｏ嬍持邢淖疃嗟狞S酮類化合物之一，通常在蘋果，洋蔥和綠茶中含量較高。槲皮素同大多數(shù)的黃酮類化合物一樣，也擁有一個(gè)共同的三環(huán)結(jié)構(gòu)，見圖1。其中A環(huán)和B環(huán)為芳香族結(jié)構(gòu)，而C環(huán)則為雜環(huán)結(jié)構(gòu)，正是由于C環(huán)雜環(huán)結(jié)構(gòu)的多樣性，才形成黃酮類化合物多種亞類，如黃酮、異黃酮、黃酮醇、黃烷酮、花青素和查爾酮等[9]。

圖1 槲皮素化學(xué)結(jié)構(gòu)

槲皮素有很強(qiáng)的抗氧化作用，這主要與其強(qiáng)效清除ROS的功能有關(guān)，這種抗氧化功能的發(fā)揮可能與其分子結(jié)構(gòu)中含有兩大抗氧化藥效基團(tuán)酚羥基相關(guān)[10]，也與其羥基可提供電子的能力有關(guān)，包括在B環(huán)中鄰苯二酚基團(tuán)AC環(huán)第3位點(diǎn)上的羥基團(tuán)。

3 槲皮素與常見氧化應(yīng)激相關(guān)疾病

筆者對(duì)目前研究較多的幾個(gè)方面進(jìn)行綜述，主要包括其神經(jīng)保護(hù)作用，對(duì)心血管的保護(hù)作用以及皮膚科的相關(guān)應(yīng)用。

3.1 槲皮素的神經(jīng)保護(hù)作用及其可能的作用機(jī)制 腦部細(xì)胞代謝旺盛，耗氧量高，ROS產(chǎn)生過多，可導(dǎo)致脂質(zhì)過氧化、DNA損傷和細(xì)胞膜的損害，最終可導(dǎo)致神經(jīng)元細(xì)胞的死亡。因此許多研究證實(shí)氧化應(yīng)激是腦血管病變和神經(jīng)退行性變的關(guān)鍵因素[11]。

Ossola等[6]發(fā)現(xiàn)槲皮素能夠?qū)?jīng)過致死性的氧化刺激處理的體外培養(yǎng)的神經(jīng)元細(xì)胞有保護(hù)作用，可以提高細(xì)胞的存活，表明槲皮素能夠保護(hù)PC12細(xì)胞免受氧化損傷。此外，Ansari等[12]發(fā)現(xiàn)槲皮素預(yù)處理能夠顯著降低β-淀粉蛋白對(duì)體外培養(yǎng)的原代海馬區(qū)神經(jīng)細(xì)胞的毒性作用，蛋白氧化，脂質(zhì)過氧化和凋亡，而這與阿爾茨海默癥的發(fā)病機(jī)制密切相關(guān)。Arredondo等[13]發(fā)現(xiàn)在體外培養(yǎng)的神經(jīng)元細(xì)胞，槲皮素能夠迅速進(jìn)入細(xì)胞，到達(dá)細(xì)胞核，極大的增加細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核內(nèi)分子間相互作用。近期研究發(fā)現(xiàn)槲皮素能夠保護(hù)Caco-2細(xì)胞抵抗吲哚美辛所致線粒體功能障礙，正是由于槲皮素能夠進(jìn)入細(xì)胞并在線粒體內(nèi)累積[14]。以上研究表明槲皮素對(duì)于氧化應(yīng)激增加而導(dǎo)致的細(xì)胞損傷甚至線粒體功能障礙相關(guān)的疾病有潛在治療作用。

細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的平衡對(duì)于細(xì)胞凋亡和抗凋亡有著至關(guān)重要的意義，氧化刺激會(huì)導(dǎo)致氧化還原硫醇出現(xiàn)改變，從而影響細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)級(jí)聯(lián)反應(yīng)的活動(dòng)。槲皮素能作用于信號(hào)通路相關(guān)蛋白。研究發(fā)現(xiàn)槲皮素是廣泛的激酶抑制劑，可作用于許多信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，如PI3K/Akt/PKB通路，酪氨酸激酶，蛋白激酶C（PKC）和絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）[15]。此外，氧化修飾會(huì)影響細(xì)胞對(duì)氧化還原反應(yīng)敏感的一些蛋白，比如核轉(zhuǎn)錄因子Nrf2及其受體Keap1蛋白能夠通過誘導(dǎo)編碼谷氨酰半胱氨酸輕鏈和重鏈合成的基因來調(diào)節(jié)谷胱甘肽的合成[16]。

3.2 槲皮素與心血管疾病 在多種病理狀態(tài)下，氧化應(yīng)激是血管功能紊亂的主要因素之一。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)膳食類黃酮攝入量與心血管疾病的死亡率呈負(fù)相關(guān)性，提示其對(duì)心血管疾病患者有保護(hù)作用[17]。Edwards等[18]對(duì)19例高血壓前期和高血壓1期患者進(jìn)行隨機(jī)雙盲對(duì)照交叉研究，治療組患者服用槲皮素730 mg/d，共28 d，結(jié)果顯示高血壓1期患者的收縮壓、舒張壓以及平均動(dòng)脈壓均顯著下降。Prince等[19]對(duì)Wistar大鼠口服補(bǔ)充槲皮素（10 mg/kg·d）預(yù)處理，共7 d，研究發(fā)現(xiàn)槲皮素能夠保護(hù)實(shí)驗(yàn)大鼠免受皮下注射異丙腎上腺素誘導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)性心肌梗塞，其機(jī)制可能是使ST段抬高下降并降低血清和心臟中脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物的水平。近來，Milton等[20]通過對(duì)大鼠進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，研究發(fā)現(xiàn)槲皮素能夠保護(hù)大鼠對(duì)抗鎘所致心臟毒性和血脂異常。

目前槲皮素對(duì)心血管疾病的預(yù)防作用的具體機(jī)制仍不清楚，很大程度上與其抗氧化和抗炎作用相關(guān)[21-22]。Panda等[23]發(fā)現(xiàn)補(bǔ)充槲皮素能夠降低大鼠血漿中肌酸激酶、乳酸脫氫酶、丙二醛的水平，這可能與槲皮素能夠清除自由基的作用相關(guān)。通過對(duì)心肌H9C2細(xì)胞的體外實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)槲皮素抑制STAT3、PI3K/AKT及P38蛋白酶的磷酸化，以及COX-2的表達(dá)，抑制ROS的激活，減少氧化應(yīng)激所誘發(fā)的炎性反應(yīng)。這可能是槲皮素對(duì)心肌缺血再灌注損傷發(fā)揮保護(hù)作用的機(jī)制之一[24]。Shen等[25]對(duì)大動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞研究發(fā)現(xiàn)槲皮素可能通過調(diào)控AMPK通路發(fā)揮對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞的保護(hù)作用，從而發(fā)揮心血管保護(hù)作用。此外，在培養(yǎng)的人的原代脂肪細(xì)胞，槲皮素能夠改善許多依賴于腫瘤壞死因子（TNF）-α的細(xì)胞事件，比如降低炎性反應(yīng)相關(guān)基因的表達(dá)；減少白細(xì)胞介素（IL）-6，IL-8的分泌，下調(diào)TNF-α誘導(dǎo)NF-κB的轉(zhuǎn)錄活性[26]。

3.3 槲皮素對(duì)皮膚科方面的研究現(xiàn)狀 孫學(xué)成等[27]應(yīng)用B1OBR細(xì)胞研究發(fā)現(xiàn)槲皮素可抑制H2O2誘導(dǎo)的黑素細(xì)胞凋亡。筆者前期研究發(fā)現(xiàn)槲皮素保護(hù)H2O2誘導(dǎo)的永生化正常人PIG1黑素細(xì)胞和白癜風(fēng)PIG3V黑素細(xì)胞凋亡，并減輕線粒體損傷[28]。另有研究應(yīng)用UVB誘導(dǎo)HaCaT角質(zhì)形成細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞內(nèi)ROS，觀察發(fā)現(xiàn)槲皮素可有效抑制UVB誘導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)ROS產(chǎn)生，進(jìn)而保護(hù)線粒體[29]。槲皮素可清除癢自由基，抗炎抗氧化作用可有望用于皮膚腫瘤的治療[30]。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)槲皮素通過NF-κB通路改善咪喹莫特誘導(dǎo)的銀屑病樣皮損[31]。對(duì)小鼠放射性照射研究發(fā)現(xiàn)，膳食中加入槲皮素能減輕小鼠放射性皮膚損傷，減輕皮膚膠原攣縮和纖維化[32]。有學(xué)者應(yīng)用塵螨誘導(dǎo)NC/Nga轉(zhuǎn)基因小鼠背部出現(xiàn)AD樣皮損，然后給予槲皮素（50 mg/kg·d）共2周，觀察發(fā)現(xiàn)小鼠皮損減輕，組織病理學(xué)檢查發(fā)現(xiàn)槲皮素改善小鼠角化過度及角化不全，肥大細(xì)胞及炎性浸潤減少[33]。

4 結(jié)語

槲皮素作為在植物界廣泛存在的一種類黃酮小分子藥物，有來源廣泛、價(jià)格低廉、安全性高、不良反應(yīng)少等優(yōu)點(diǎn)。目前槲皮素的抗氧化作用可望成為應(yīng)用前景廣闊的臨床治療藥物。然而其對(duì)細(xì)胞和機(jī)體發(fā)揮保護(hù)作用的機(jī)制復(fù)雜，在不同的細(xì)胞類型中表現(xiàn)出不同的效應(yīng)，誘導(dǎo)效應(yīng)的分子機(jī)制也不相同，對(duì)其研究很多還是停留在細(xì)胞和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的水平上。槲皮素是否有望應(yīng)用于與氧化應(yīng)激相關(guān)的皮膚病治療仍值得深入研究。