●薛思明 張麗嬌(長春師范大學 吉林 長春 130000)
茶是一種在全世界范圍內廣受推崇,多數人日常生活中必備的飲料之一,具有茶多酚(Tea polyphenols,TPs)、生物堿和多肽等多種活性成分。茶由于具備較高的藥用價值及營養(yǎng)價值而被廣泛飲用[1],其中活性物質TPs 貢獻最大。茶多酚的主要成分包括兒茶素代謝物、茶黃素、酚酸等。兒茶素代謝物占TPs 總量的70%左右。沒食子兒茶素沒食子酸酯(Epigallocatechin gallate,EGCG)和表兒茶素沒食子酸酯(Epicatechin gallate,ECG)是兒茶素的主要成分[2]。TPs 已被證實具有一定的抗炎、抗氧化、抗癌、抗腫瘤、降脂等活性,對身體健康十分有益[3]。近年來,研究發(fā)現,TPs 生物活性的發(fā)揮與細胞信號轉導途徑Keap1/Nrf2-ARE 通路有關,TPs 通過調控細胞信號轉導途徑進而來保護機體[4]。因此,通過將TPs 對機體的保護功能及機制的研究進展進行歸納,總結TPs 發(fā)揮自身生物活性,減少內源性和外源性刺激的途徑,以期為TPs 后續(xù)研究提供理論參考和依據。
當體內自由基生成速率超過抗氧化系統(tǒng)清除能力時,機體便會呈氧化應激狀態(tài)。TPs 作為一種天然抗氧化劑,其抗氧化性能主要由兒茶素代謝物EGCG 和ECG 的羥基數量和位置決定。目前,現已證實許多臨床疾病與氧化應激有關,如阿爾茲海默?。ˋlzheimer's Disease,AD)、帕金森 癥(Parkinson's disease,PD)等[5]。TPs 通 過消除PD 中多巴胺(Dopamine,DA)誘導的氧化副產物的毒性來抑制神經元變性[6],綠茶多酚中的EGCG 通過抑制與PD、AD 相關淀粉樣蛋白的聚集來發(fā)揮對機體的保護作用[7]。氧化應激還會引起DNA 損傷和細胞凋亡。將甲基苯丙胺暴露于PC12 細胞后會造成氧化應激現象,用TPs 處理PC12 細胞后,發(fā)現超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)和谷胱甘肽過氧化物酶(Glutathione peroxidase,GSH-Px)的水平顯著提升,推測TPs 可能通過抑制PC12 細胞氧化應激來降低DNA 損傷和細胞凋亡[8],并且TPs 可與維生素C 和維生素E 等協(xié)同作用增強抗氧化能力[9]。
癌細胞具有無限增殖的特性,TPs 通過調節(jié)腫瘤細胞生長周期從而誘導腫瘤細胞凋亡,并且綠茶多酚已被證實可以抑制腫瘤多樣性。研究證實TPs 預癌機制與EGCG 分子靶點的識別有關[10]。67LR 調控腫瘤干細胞的增殖或凋亡,是EGCG 最早發(fā)現的靶點之一。EGCG 通過與67LR 結合來增加67LR 在腫瘤細胞中的表達[11]。EGCG 可通過降低抗凋亡因子的活性,增加促凋亡因子的活性,從而抑制雄激素敏感和非依賴性的前列腺癌細胞[12]。TPs 還能顯著抑制鼻咽癌細胞HONEI 增殖,呈劑量依賴性誘導HONEI 凋亡,并且對正常鼻咽細胞抑制作用很小[13]。
動脈粥樣硬化(Atherosclerosis,AS)患者大多數都伴隨著高血脂癥狀,并且血管平滑肌細胞的病變在動脈粥樣硬化中起重要作用,ECG 可通過低密度脂蛋白降低膽固醇含量,抑制血管平滑肌細胞的遷移,從而預防AS 的產生[14]。高血脂也屬于心血管疾病之一,心血管疾病的全球死亡率和患病率位居世界疾病前列。研究證實,抗氧化天然產物TPs 可通過抑制氧化應激促進NO 的產生從而降低血壓[15]。兒茶素還可以通過調節(jié)血脂代謝,保護血管內皮細胞免受損傷等方式來降低血壓[16]。
肝臟和腎臟分別作為人體解毒和排泄器官,對人體內有害物質的排出是至關重要的。肝損傷可引發(fā)肝硬化、肝癌等肝病,谷丙轉氨酶(Alanine aminotransferase,ALT)和谷草轉氨酶(Aspartate aminotransferase,AST)活性測定可作為評判肝臟功能是否正常的指標。TPs 通過降低酒精性脂肪性肝病大鼠血清中ALT 和AST 的活性,可減弱肝組織的損傷變化[17]。急性肝損傷模型小鼠通過提前注射TPs 后發(fā)現,TPs 可通過增加肝臟組織的抗氧化能力來降低血清中ALT和AST 的活性,從而降低小鼠肝損傷狀況[18]。當鎘暴露對小鼠造成肝臟損傷,TPs 可通過抑制肝臟組織中由鎘引起的脂質過氧化物丙二醛(malonaldehyde,MDA)的活性,從而起到保護肝臟的作用[19]。
腎臟損傷會造成慢性腎臟病和終末期腎病,EGCG 可發(fā)揮自身抗氧化作用,對多種腎臟疾?。ㄌ悄虿∧I病、腎小球腎炎等)表現出積極作用[20]。茶葉中多酚類物質與兒茶素聚合形成茶黃素,而茶黃素可通過改善線粒體膜電位、降低MDA 的含量、提高SOD 的活性等方式抑制小鼠腎缺血再灌注誘導的腎臟損傷,對腎臟具有保護作用[21]。
氧化應激會導致線粒體功能異常,降低抗氧化酶活性,加速細胞的衰老和凋亡,TPs 的生物活性被證實與抑制氧化應激存在直接或間接的聯(lián)系。過氧損傷可降低紅細胞酶活性,將成人紅細胞懸液與不同終濃度的TPs 作用后,結果表明,與未加TPs 的對照組比較,不同終濃度的TPs 可減少血紅蛋白釋放,并且釋放量與TPs 的濃度成正比[22]。過氧化氫作用于鵝原代小腸上皮細胞2 h 后,發(fā)現MDA 表達量增加,SOD 和GSH-Px表達量及細胞存活率降低,但經不同濃度TPs 預處理后,細胞存活率明顯提高,MDA 的表達量降低,抗氧化酶系表達量升高,結果表明TPs 可通過提高抗氧化酶活性,保護細胞免受過氧化氫的損傷[23]。由于TPs 具有兩親性,并且TPs 氧化還原電位處于維生素C 和維生素E 之間,維生素C及維生素E 還可以與TPs 自由基反應,提高抗氧化能力,因此茶多酚與維生素C 及維生素E 協(xié)同抗氧化會增加TPs 的生物活性[24]。
Keap1-Nrf2/ARE 是典型的抗氧化應激信號通路,正常情況下Nrf2 與Keap1 在細胞質中以非活性的狀態(tài)結合存在,當機體受到外源性或內源性氧化刺激時,Nrf2 便會與Keap1 解偶聯(lián),隨后Nrf2 從細胞質進入細胞核[25],與Maf 蛋白形成二聚體,然后結合ARE 啟動子部位,啟動Nrf2 下游目標基因的轉錄,從而發(fā)揮抗氧化活性[26]。
TPs 通過調控Keap-Nrf2/ARE 信號通路來發(fā)揮生物活性。將EGCG+胰島培養(yǎng)基組和胰島培養(yǎng)基組分別移植到糖尿病小鼠腎包膜下,與胰島培養(yǎng)基組相比,EGCG+胰島培養(yǎng)基組的細胞活力和胰島分泌能力顯著提高,并且EGCG+胰島培養(yǎng)基組的Nrf2 細胞核表達量高于細胞質,推測TPs 可能是通過Nrf2 途徑抑制活性氧的產生,從而保證了胰島功能的正常運轉[27]。經過氧化氫處理后,鼻咽癌細胞活力降低,Nrf2、Keap1和ARE 的表達略有增加。與過氧化氫處理組相比,TPs 與過氧化氫聯(lián)合治療組處理鼻咽癌細胞后,TPs 顯著增加了Nrf2 以及同理下游靶基因的表達[28]。
血紅素加氧酶-1(Heme oxygenase 1,HO-1)在哺乳動物體內首次被發(fā)現,其參與體內多種生物過程,如炎癥、細胞凋亡等,并且與其產生的活性物質(鐵離子、CO 等)共同維持機體的正常運轉。HO-1 在某些功能上與Nrf2 發(fā)揮著相似的作用,如保護機體、抑制氧化應激狀態(tài)[29]。TPs可以通過激活HO-1 基因來降低活性氧的表達量,保護體外培養(yǎng)的牛乳腺上皮細胞免受過氧化氫的氧化損傷[30]。因此,TPs 發(fā)揮生物活性對細胞信號通路Keap/Nrf2/ARE 進行調控和抑制氧化應激的相關指標有關。
綠茶中兒茶素成分EGCG 可通過抑制T 細胞分裂和周期進程,刺激B 細胞增殖和抗體產生,從而增強人體免疫反應,降低免疫疾病發(fā)生的風險[31]。此外,綠茶多酚中的兒茶素可以對Vero E6 細胞中的SARS-CoV 復制產生抑制作用,并且提高CD8+介導的適應免疫性。由于SARSCoV-2 與SARS-CoV 具有同源性,隨著研究的深入,茶多酚抑制SARS-CoV 的機理會愈發(fā)成熟,可為研究COVID-19 打下堅實的基礎[32]。
TPs 雖然被證實具有多種生物活性,但目前TPs 多種生物學功能未能應用到臨床治療中,只是在體外或體內動物模型中得到證明。隨著藥用科技的發(fā)展,TPs 更多的生物活性將得到進一步開發(fā)利用,TPs 發(fā)揮生物活性的機制也會進一步得到驗證,TPs 所展現出來的生物學功能將勢必給人類的生活帶來福音。