周海強 戴 岳
中國藥科大學中藥藥理教研室,江蘇 南京 210009
急性肺損傷 (acute lung injury,ALI)是一種因肺微血管通透性增加,而引起的呼吸功能障礙,對人類的健康危害極大,主要表現為血氧不足、呼吸衰竭、最終甚至威脅生命。許多因素如感染、炎癥、化學損傷均能誘發(fā)ALI,即ALI可由許多疾病或外界刺激如膿毒癥、肺炎、胃酸誤吸或有毒氣體吸入等演變而來。流行病學調查顯示,美國每年大約有190 000人患該病,死亡人數為74 500[1]。盡管針對ALI的實驗和臨床研究很多,但目前尚無特效治療藥物。臨床使用的一些藥物如糖皮質激素、表面活性劑、利索茶堿、N-乙酰半胱氨酸和魚油等有一定治療作用,但同時存在各種副作用,達不到滿意的效果[2]。近年來中藥在治療ALI方面取得了長足的進步,多種復方、單味藥和有效成分針對不同的ALI動物模型呈現出治療效果[3]。本文針對近年來中藥有效成分治療ALI的研究進展進行綜述。
積雪草苷 (asiaticoside)主要來源于傘形科植物積雪草(Centella asiatica L.Urban.)的全草,具有治療創(chuàng)傷、抗炎和抗胃潰瘍等活性。在膿毒性肺損傷模型造模前1 h給予積雪草苷,可降低小鼠死亡率,改善肺組織病理變化,減少肺支氣管灌洗液中白細胞數量,降低血清中炎癥因子TNF-α和IL-6水平,減少肺組織中COX-2、iNOS和過氧物酶增殖激活受體γ(peroxisome proliferator-activated receptor-γ)表達。其機制可能與抑制絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)和核因子 κB(NF-κB)信號通路的活化有關[4]。
七葉皂苷 (aescin)是七葉樹科植物七葉樹 (Aesculus chinensis Bunge.)的果實娑羅子的有效組分,多以鹽的形式存在,具有抗?jié)B出消水腫和保護缺血損傷等作用。七葉皂苷鈉可以改善油酸引起的ALI大鼠血漿和肺組織中氧化應激水平,升高大鼠動脈血氧分壓,從而起到治療作用[5]。
甘草甜素 (glycyrrhizin)是豆科植物甘草 (Glycyrrhiza uralensis Fisch.)的主要活性成分,具有抗炎、抑制自由基產生等作用。研究發(fā)現[6],甘草甜素對膿毒癥引起ALI大鼠具有保護作用,顯著減輕炎癥細胞浸潤、水腫及肺泡毛細血管屏障的損傷,降低大鼠死亡率。
淫羊藿苷 (icariin)是小檗科植物淫羊藿 (Epimedium brevicornum Maxim)干燥莖葉中主要的活性成分,具有增強心血管功能,誘導腫瘤細胞分化和增加骨的形成,濃度依賴性保護自由基引起的DNA損傷而起到預防腫瘤的作用,還能夠抗骨質疏松。淫羊藿苷能夠抑制LPS引起的小鼠肺部炎細胞浸潤,在基因和蛋白水平減少肺組織中炎癥因子TNF-α、iNOS和COX-2表達。其機制可能是通過抑制NF-κB活性和激活PI3K/Akt通路,抑制炎癥因子產生,繼而保護肺組織[7]。
葛根素 (puerarin)主要來源于豆科植物葛 (Pueraria lobata Ohwi.)和野葛 (P.thunbergiana Benth.)的根,具有保護心肌細胞、降低血壓、改善微循環(huán)、消除體內過多自由基的作用。葛根素可明顯減輕LPS引起的大鼠肺組織損傷,并對肺組織中水通道蛋白表達減少有對抗作用[8]。
黃芩素 (baicalein)主要來源于唇形科植物黃芩(Scutellaria baicalensis Georgi)的根。黃芩素可抑制LPS引起的ALI小鼠肺組織中MDA升高和谷胱甘肽降低,同時降低肺組織中c-Fos、iNOS和IκBα的蛋白水平,抑制TNF-α、IFN-γ、FasL和 iNOS mRNA 表達[9]。即黃芩素對LPS引起的肺部損傷具有一定改善作用,其可能的機制是通過抑制炎癥因子表達和IκBα降解。
羥基紅花黃色素A(hydroxysafflor yellow A,HSYA)是主要來源于菊科植物紅花 (Carthamus tincorius L.)干燥花的一種查耳酮苷,是一種新的血小板活化因子受體激動劑,具有抗氧化、抗心肌細胞缺氧損傷等作用。HSYA對油酸和LPS聯用引起的小鼠ALI具有一定保護作用,可降低肺濕干比、肺臟器系數及肺組織中ICAM-1和TNF-α mRNA水平和血清中IL-1β和IL-6水平。肺組織病理檢查和超微結構觀察表明,HSYA能減輕肺淤血,保護內皮細胞,對肺損傷有一定改善作用[10]。
姜黃素 (curcumin)主要來源于姜科植物姜黃 (Curcuma longa L.)的根莖,具有抗炎、抗氧化、抗菌和延緩或阻止肝、腎、肺纖維化等多種作用。缺血再灌注誘導的ALI模型中,造模前2 h給予姜黃素,顯著減輕大鼠肺部損傷,其可能的機制包括:(1)抑制炎癥因子產生:姜黃素可以抑制NF-κB活化,減少P65與DNA結合,從而降低肺組織和血清中TNF-α和IL-1β水平;(2)姜黃素可改善肺組織中氧化應激[11]。此外,在膿毒癥致小鼠ALI中,姜黃素在基因和蛋白水平降低ICAM-1和TNF-α在肺組織中表達,減輕肺病理損傷[12]。
白藜蘆醇 (resveratrol)主要來源于蓼科植物虎杖 (Polygonum cuspidatum Sieb.et Zucc.)的根莖,具有抗腫瘤、抗氧化和抗炎等作用。有文獻報道[13],在LPS誘導的小鼠ALI模型中,白藜蘆醇能夠恢復肺功能和肺順應性,減低LPS引起高呼吸阻力,減少肺支氣管灌洗液中炎癥因子含量,降低肺通透性,減輕肺組織病理損傷。
表沒食子兒茶素沒食子酸酯 (epigallocatechin 3 gallate,EGCG)是茶多酚中最有效的活性成分,具有抗菌、抗氧化、抗動脈硬化、抗血管增生及抗炎等作用。EGCG在體外能夠抑制LPS引起的巨噬細胞RAW264.7釋放TNF-α和MIP-2,降低ERK1/2和JNK活化,體內能夠降低LPS引起ALI小鼠肺組織濕干比,減輕組織損傷和嗜中性粒細胞在肺組織中浸潤[14]。表明EGCG可能通過調節(jié)MAPK通路影響炎癥因子釋放,發(fā)揮抗炎作用。
川芎嗪 (tetramethylpyrazin)主要來源于傘形科植物川芎 (Ligusticum chuanxiong Hort.)和姜科植物溫莪術 (Curcuma aromatica Salisb.)的根莖,具有抗腫瘤、抗氧化、抗炎等作用。川芎嗪能夠減輕膿毒癥相關ALI小鼠的肺組織病理變化,降低血漿中VEGF水平、升高組織中VEGF水平,從而調節(jié)血管對水和蛋白的通透性[15]。
胡椒堿 (piperine)是茄科辣椒屬植物黑辣椒 (Piper longum Linn.)和長辣椒 (P.nigrum Linn.)的主要成分。胡椒堿能夠提高LPS誘導ALI小鼠的生存率,減少LPS引起的白細胞積聚,抑制TNF-α高表達,但對IL-1β和IL-6表達無影響。其可能的機制是:(1)胡椒堿可降低IRF-1和IRF-7含量,從而抑制LPS誘導的I型IFN高表達,最終減少炎癥因子產生;(2)胡椒堿可以抑制LPS誘導的STAT -1 活化[16]。
山莨菪堿 (anisodamine)是從茄科植物唐古特山莨菪(Scopolia tangutica Maxim)根中提取的一種生物堿,具有解痙、改善微循環(huán)、抑制鈣超載和生物膜脂質過氧化等作用。油酸引起的大鼠ALI經山莨菪堿治療后,肺組織病理改變減輕,肺濕干比降低,其可能機制是山莨菪堿提高肺組織中水通道蛋白1和5表達,促進水份回流入脈管系統[17]。另有文獻報道,山莨菪堿對大鼠腦損傷后的ALI亦有保護作用[18]。
芍藥苷 (paeoniflorin)主要來源于毛茛科植物芍藥(Paeonia lactiflora Pall.)和牡丹 (P.suffruticosa Andr.)的根,具有抗過敏、抗類風濕關節(jié)炎、保肝和鎮(zhèn)痛等作用。本室研究發(fā)現[19],芍藥苷能夠改善LPS引起的小鼠ALI,減少肺組織中炎細胞浸潤,降低肺血管通透性,下調肺組織中炎癥因子TNF-α、IL-1β表達以及NO產生。
銀杏苦內酯B(ginkgolide B)主要來源于銀杏科植物銀杏 (Ginkgo biloba L.)的干燥葉,具有抗炎、抗休克、抗血栓等多種藥理作用。文獻報道[20],銀杏苦內酯B能夠減輕LPS引起的小鼠ALI,其可能機制是降低組織內NF-κB p65高表達和炎癥因子TNF-α水平,但對IL-10變化無明顯影響。
此外,角黃素[21]、柴胡總多糖[22]等中藥有效組分/成分亦具有抗ALI作用,其機制可能與調節(jié)炎癥因子表達和T淋巴細胞亞群等有關。
近年來,對ALI病因病機的認識及治療均取得了明顯的進展,但其發(fā)病率及死亡率仍較高。中藥治療ALI具有毒副作用小、多靶點的優(yōu)勢,但目前對其作用機制的研究還非常有限,大多停留在對炎癥因子、氧化應激和炎細胞浸潤水平,深層次的研究和探索仍然較少。ALI是一個病理復雜的疾病,可能并非某個促炎因子或氧化物質所能解釋。今后需從抑制炎癥細胞的過度活化,減少細胞因子過度產生,阻斷細胞信號轉導通路等多個方面認識中藥改善ALI的機制,從而實現ALI的標本兼治,早日解決ALI的高死亡率這一難題。
[1]Rubenfeld GD,Caldwell E,Peabody E,et al.Incidence and outcomes of acute lung injury[J].N Engl J Med,2005,353(16):1685-1693.
[2]Jain R,DalNogare A.Pharmacological therapy for acute respiratory distress syndrome[J].Mayo Clin Proc,2006,81(2):205-212.
[3]劉建新,余林中.中藥保護急性肺損傷作用機理研究進展[J].陜西中醫(yī)學院學報,2009,32(6):83-85.
[4]Zhang LN,Zheng JJ,Zhang L,et al.Protective effects of asiaticoside on septic lung injury in mice [J].Exp Toxicol Pathol,2010.
[5]田巍,孫文萍,鄧曉慧,等.七葉皂苷鈉對油酸制備大鼠急性肺損傷模型的干預研究[J].中國藥理學通報,2009,25(12):1589-1594.
[6]李瑋偉,陳杰,王祥瑞.甘草甜素對大鼠膿毒血癥引起的急性肺損傷的保護作用[J].臨床麻醉學雜志,2009,25(5):803-805.
[7]Xu CQ,Liu BJ,Wu JF,et al.Icariin attenuates LPS-induced acute inflammatory responses:involvement of PI3K/Akt and NF-kappaB signaling pathway[J].Eur J Pharmacol,2010,642(1-3):146-153.
[8]李佳歡,傅濤,蔡克銀.葛根素對脂多糖導致的大鼠急性肺損傷組織中,水通道蛋白-1的影響[J].現代生物醫(yī)學進展,2010,10(12):2253-2255.
[9]Tan ZH,Yu LH,Wei HL,et al.Scutellarin protects against lipopolysaccharide-induced acute lung injury via inhibition of NF-kappaB activation in mice[J].J Asian Nat Prod Res,2010,12(3):175 -184.
[10]王曉菲,金鳴,童靜,等.羥基紅花黃色素A對油酸-脂多糖所致大鼠急性肺損傷的保護作用[J].藥學學報,2010,45(7):940-944.
[11]Sun J,Yang D,Li S,et al.Effects of curcumin or dexamethasone on lung ischaemia-reperfusion injury in rats[J].Eur Respir J,2009,33(2):398-404.
[12]徐昉,楊遠征,劉瓊.姜黃素對膿毒癥小鼠急性肺損傷的保護作用及對細胞間黏附分子-1和腫瘤壞死因子-α表達的影響[J].中國生物制品學雜志,2011,24(1):75-78.
[13]許書見,黃星星,朱瑞芳,等.白藜蘆醇對脂多糖誘導小鼠急性肺損傷的保護作用[J].中國生化藥物雜志,2009,30(6):375-379.
[14]Bae HB,Li M,Kim JP,et al.The effect of epigallocatechin gallate on lipopolysaccharide-induced acute lung injury in a murine model[J].Inflammation,2010,33(2):82-91.
[15]劉丹,周發(fā)春.川芎嗪對膿毒癥誘導的急性肺損傷小鼠血管內皮生長因子水平變化的影響[J].中國生物制品學雜志,2011,24(2):199-202.
[16]Bae GS,Kim MS,Jung WS,et al.Inhibition of lipopolysaccharide - induced in?ammatory responses by piperine [J].Eur J Pharmacol,2010,624(1-3):154-162.
[17]王石生,顏春松,饒偉華,等.山莨菪堿增加急性肺損傷大鼠肺組織AQP1和 AQP5表達[J].基礎醫(yī)學與臨床,2009,29(10):1111-1112.
[18]吳潤華,羅曉陽,陳艷玲,等.山莨菪堿對大鼠腦損傷后急性肺損傷PACAP的影響[J].中華神經外科疾病研究雜志,2009,8(2):105-108.
[19]Zhou HQ,Bian DF,Jiao XL,et al.Paeoniflorin protects against lipopolysaccharide-induced acute lung injury in mice by inhibiting proinflammatory cytokine production.(in submission).
[20]羅真春,黃燕,秦開秀,等.銀杏苦內酯B對急性肺損傷小鼠肺組織NF-κB表達的影響[J].第三軍醫(yī)大學學報,2009,31(14):1358-1361.
[21]裴凌鵬,崔箭.角黃素對脂多糖誘導急性肺損傷小鼠模型免疫功能的影響[J].中華中醫(yī)藥雜志,2009,24(4):456-459.
[22]林波,章蘊毅,徐晗,等.柴胡多糖對急性肺損傷的抗氧化作用[J].中國臨床藥學雜志,2010,19(1):6-10.