陳 雁 王玉敏
(赤峰學(xué)院附屬醫(yī)院呼吸內(nèi)科,內(nèi)蒙古 赤峰 024005)
肺纖維化(PF)是一種以肺實(shí)質(zhì)內(nèi)成纖維細(xì)胞灶為特征的致死性、慢性進(jìn)展性肺部疾病〔1〕。肺部成纖維細(xì)胞功能失調(diào)過度增殖導(dǎo)致結(jié)締組織肺部纖維化和結(jié)構(gòu)的改變參與PF的病理機(jī)制〔2〕,最終導(dǎo)致肺間質(zhì)變厚和僵硬,導(dǎo)致肺膨脹性降低和O2/CO2擴(kuò)散障礙,導(dǎo)致氣體交換障礙,從而最終導(dǎo)致嚴(yán)重的呼吸困難?,F(xiàn)有治療PF的手段有限,而在中國利用植物提取物或天然活性化合物治療PF具有幾十年的歷史。近些年來,利用天然化合物治療博來霉素(BLM)誘導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)性PF取得了一些進(jìn)展。本文總結(jié)了近些年來在實(shí)驗(yàn)性PF治療中的具有抑制PF發(fā)生作用的天然化合物的進(jìn)展,并對(duì)它們的相應(yīng)作用機(jī)制進(jìn)行闡釋。
目前許多正在研發(fā)階段的治療PF的藥物主要針對(duì)調(diào)控生長因子和細(xì)胞因子,后二者在成纖維細(xì)胞增殖、激活、分化或不全存活過程中發(fā)揮作用。藥物研發(fā)者正在檢測(cè)PF治療藥物對(duì)生長因子及其受體的直接作用。其他的治療藥物研發(fā)是通過抑制纖維細(xì)胞的成纖維化作用,或單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞的募集來限制成纖維細(xì)胞的激活。另外的一些藥物研發(fā)聚焦于肺內(nèi)皮細(xì)胞,后者對(duì)限制血管滲漏、血漿蛋白溢出至細(xì)胞間隙,從而促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)的暫時(shí)性沉積至關(guān)重要〔3〕。目前用于治療特發(fā)性PF的藥物有兩種,即吡非尼酮(Pirfenidone)和尼達(dá)尼布(Nintedanib),2014年10月由FDA同時(shí)批準(zhǔn),PF患者結(jié)束無藥可用的時(shí)代〔4〕。吡非尼酮是纖維化抑制劑,尼達(dá)尼布為細(xì)胞內(nèi)多蛋白激酶抑制劑,能夠通過抗抗血管生成、抗炎和抗纖維化活性從而減緩PF進(jìn)展,尼達(dá)尼布同時(shí)能夠降低PF急性進(jìn)展〔5〕。雖然這兩種藥物能夠降低PF相關(guān)死亡率,但是價(jià)格昂貴。因此,亟需篩選潛在的具有抗纖維化作用的藥物。
2.1綠茶提取物 綠茶來源于野茶樹(Camellia sinensis),含有大量多酚(polyphenols),使其具有多種藥理學(xué)效應(yīng)。近十年來的研究顯示,綠茶提取物(GTE)具有抗纖維化作用。Kim等〔6〕第一次報(bào)道了GTE具有抗肺纖維化作用,他們的研究顯示,其能夠抑制內(nèi)皮素(ET)-1的表達(dá),減弱PQ所致的大鼠氧化應(yīng)激損傷,從而抑制PF發(fā)生。姜黃素(Curcumin) 和GTE聯(lián)用,能夠更加顯著降低PF模型小鼠肺泡灌洗液轉(zhuǎn)化生長因子(TGF)-β,白細(xì)胞介素(IL)-1β和組胺水平,且具有協(xié)同抗炎作用〔7〕。GTE的主要活性成分為表沒食子兒茶素(EGCG)〔8〕。 EGCG 可以抑制BLM誘導(dǎo)的PF發(fā)生,BLM可誘導(dǎo)大鼠肺內(nèi)活性氧(ROS)產(chǎn)生、脂質(zhì)過氧化作用、羥脯氨酸和髓過氧化物酶的活性增加,并恢復(fù)BLM引起的抗氧化狀態(tài)。免疫組化分析發(fā)現(xiàn),BLM可導(dǎo)致大鼠肺炎癥反應(yīng)增加和肺泡損傷,而EGCG可以降低BLM引起的膠原沉積。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn),EGCG能夠上調(diào)BLM引起的細(xì)胞保護(hù)酶基因的表達(dá)降低,即上調(diào)谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶(GST)和依賴還原型輔酶Ⅰ/Ⅱ醌氧化還原酶(NQO)1的表達(dá)。同時(shí)研究顯示EGCG是Nrf2的激活劑。綜上所述,EGCG通過激活Nrf2,進(jìn)而促進(jìn)GST 和NQO1的表達(dá)來抑制BLM引起的PF發(fā)生〔9〕。因此,EGCG能夠提高BLM的抗PF作用。
2.2葡萄籽提取物 葡萄籽提取物(GSE)含有大量的如原花色素(Proanthocyanidins)多酚類化合物,具有抗氧化和抗炎等藥理學(xué)作用。2008年Hemmati等〔10〕第一次報(bào)道了GSE具有抗纖維化的作用,在二氧化硅誘導(dǎo)的BLM大鼠中,GSE(150 mg/kg)能顯著抑制氧化應(yīng)激發(fā)生。最近的研究顯示,GSE能夠通過抑制肺基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)-9和TGF-β1的表達(dá)抑制BLM誘導(dǎo)的BLM〔11〕。此外,葡萄籽和皮提取物(GSSE)能夠增加抗氧化酶,如過氧化氫酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)和銅相關(guān)酶酪氨酸酶水平〔12〕,表明GSE具有抗纖維化和抗氧化作用,從而能夠成為治療PF的潛在治療藥物。
2.3柑橘提取物 柑橘(Citrus)屬蕓香科下屬植物,性喜溫暖濕潤氣候,耐寒性較柚、酸橙、甜橙稍強(qiáng)。柑橘含有大量的維生素C和黃酮類(flavonoids)。柑橘提取物(CE)具有抗感染、神經(jīng)保護(hù)和抗氧化活性〔13~15〕。 Zhou等〔16〕的研究顯示,CE具有抑制人胚胎肺纖維細(xì)胞增生的作用,降低TGF-β1和羥脯氨酸水平,改善BLM誘導(dǎo)的PF大鼠纖維化評(píng)分。CE能夠增加MMP-9表達(dá),抑制BLM誘導(dǎo)的腫瘤壞死因子(TNF)-α基質(zhì)金屬蛋白酶組織抑制劑(TIMP)-1的表達(dá),從而抑制大鼠PF的發(fā)生〔17〕。因此,CE成為治療PF的潛在治療藥物。
2.4植物甙 近年研究顯示,植物甙(Plant glycosides)具有抗PF的作用。標(biāo)準(zhǔn)化的葫蘆巴種子提取物能夠通過激活Nrf2通路,從而調(diào)控炎癥分子水平和抑制纖維化分子表達(dá),進(jìn)而抑制BLM誘導(dǎo)的大鼠PF的發(fā)生〔18〕。當(dāng)歸補(bǔ)血湯總甙能夠通過抑制BLM 誘導(dǎo)的NOX4表達(dá),進(jìn)而抑制氧化應(yīng)激,從而減弱纖維化發(fā)生〔19〕。最近研究表明,萵苣甙B(LGB)通過抗氧化機(jī)制,減少TGF-β1、IL-6和TNF-α表達(dá)抑制大鼠PF發(fā)生〔20〕。
2.5植物三萜 萜類化合物就是指存在自然界中、分子式為異戊二烯單位的倍數(shù)的烴類及其含氧衍生物。這些含氧衍生物可以是醇、醛、酮、羧酸、酯等。萜類化合物廣泛存在于自然界,是構(gòu)成某些植物的香精、樹脂、色素等的主要成分。如玫瑰油、桉葉油、松脂等都含有多種萜類化合物。另外,某些動(dòng)物的激素、維生素等也屬于萜類化合物。Krishna研究組〔21〕2001年最先報(bào)道,植物三萜(plant triterpene)具有抗PF作用,他們的研究顯示水溶性雷公藤內(nèi)酯醇衍生物PG-490-88能夠抑制BLM引起的小鼠PF發(fā)生。雷公藤內(nèi)酯(Triptolide)具有抗增殖和免疫抑制作用,減少肌成纖維細(xì)胞的增殖和TGF-β水平,使其成為治療PF的潛在藥物。另外研究報(bào)道,三萜酸(triterpene acids)可以降低BLM 誘導(dǎo)的大鼠TGF-β1、TNF-α和巨噬細(xì)胞水平,表明三萜酸具有抗炎活性〔22〕。最近研究顯示,來源于積雪草(Centella asiatica herb)的三萜皂苷羥基積雪草苷(Madecassoside)能夠抑制BLM 誘導(dǎo)的大鼠細(xì)胞外基質(zhì)沉積,減弱炎癥、氧化應(yīng)激和TGF-β1的表達(dá)〔22〕。綜上研究表明,植物三萜對(duì)PF具有有益的藥理學(xué)作用,仍需進(jìn)一步深入研究。
2.6多酚和黃酮類化合物 多酚(Polyphenols)和黃酮類化合物(flavonoids)是天然抗氧化劑,具有多效能藥理學(xué)作用,引起廣大科研工作者的關(guān)注。近年來研究顯示,它們具有抗纖維化作用。來源于紅芪(hedysari radix)的黃酮類化合物能夠抑制PF的進(jìn)程〔23〕。多酚類化合物白藜蘆醇(resveratrol) 、芒果葉提取物和葡萄葉提取物抑制PF的發(fā)生〔24〕。植物源性多酚類抗氧化劑槲皮素(Quercetin)能夠通過激活Nrf2,進(jìn)而上調(diào)血紅素加氧酶-1(HO)-1的表達(dá)抑制TGF-β誘導(dǎo)的膠原蛋白的產(chǎn)生,進(jìn)而抑制PF的發(fā)生〔25〕。綜上,植物源性多酚類化合物具有預(yù)防和治療PF的作用。
越來越多的研究證據(jù)表明,植物源性提取物具有抑制PF發(fā)生的有益藥理作用。這些藥物的藥理機(jī)制包括抗炎、抗氧化,抑制膠原沉積。不同藥物通過調(diào)控不同的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路發(fā)揮抑制PF的藥理學(xué)效應(yīng)。但這些藥物的具體藥理學(xué)作用還需進(jìn)一步深入研究。目前植物源性提取物整體對(duì)于PF具有抑制作用,但其包含很多有效化合物,每一種植物源性提取物中具體抑制PF進(jìn)程的單分子化合物仍需進(jìn)一步鑒定。
1趙存剛,黃文海,王尊元,等.轉(zhuǎn)化生長因子-β在特發(fā)性肺纖維化中的研究新進(jìn)展〔J〕.中國藥學(xué)雜志,2016;51(5):341-5.
2潘有祿,黃文海,沈正榮,等.肺纖維化發(fā)生機(jī)制及治療研究進(jìn)展〔J〕.中國藥學(xué)雜志,2012;47(23):1873-6.
3Loomis-King H,Flaherty KR,Moore BB.Pathogenesis,current treatments and future directions for idiopathic pulmonary fibrosis〔J〕.Curr Opin Pharmacol,2013;13(3):377-85.
4Fleetwood K,McCool R,Glanville J,etal.Systematic review and network meta-analysis of idiopathic pulmonary fibrosis treatments〔J〕.J Manag Care Spec Pharm,2017;23(3-b Suppl):S5-S16.
5Tomioka H,Takada H.Treatment with nintedanib for acute exacerbation of idiopathic pulmonary fibrosis〔J〕.Respirol Case Rep,2017;5(2):e00215.
6Kim HR,Park BK,Oh YM,etal.Green tea extract inhibits paraquat-induced pulmonary fibrosis by suppression of oxidative stress and endothelin-l expression〔J〕.Lung,2006;184(5):287-95.
7Hamdy MA,El-Maraghy SA,Kortam MA.Modulatory effects of curcumin and green tea extract against experimentally induced pulmonary fibrosis:a comparison with N-acetyl cysteine〔J〕.J Biochem Mol Toxicol,2012;26(11):461-8.
8Cavet ME,Harrington KL,Vollmer TR,etal.Anti-inflammatory and anti-oxidative effects of the green tea polyphenol epigallocatechin gallate in human corneal epithelial cells〔J〕.Mol Vis,2011;17:533-42.
9Sriram N,Kalayarasan S,Sudhandiran G.Epigallocatechin-3-gallate augments antioxidant activities and inhibits inflammation during bleomycin-induced experimental pulmonary fibrosis through Nrf2-Keap1 signaling〔J〕.Pulm Pharmacol Ther,2009;22(3):221-36.
10Hemmati AA,Nazari Z,Samei M.A comparative study of grape seed extract and vitamin E effects on silica-induced pulmonary fibrosis in rats〔J〕.Pulm Pharmacol Ther,2008;21(4):668-74.
11Liu Q,Jiang JX,Liu YN,etal.Grape seed extract ameliorates bleomycin-induced mouse pulmonary fibrosis〔J〕.Toxicol Lett,2017;273:1-9.
12Khazri O,Charradi K,Limam F,etal.Grape seed and skin extract protects against bleomycin-induced oxidative stress in rat lung〔J〕.Biomed Pharmacother,2016;81:242-9.
13Sood S,Arora B,Bansal S,etal.Antioxidant,anti-inflammatory and analgesic potential of the Citrus decumana L.peel extract〔J〕.Inflammopharmacology,2009;17(5):267-74.
14El-Khadragy MF,Al-Olayan EM,Abdel MAE.Neuroprotective effects of Citrus reticulata in scopolamine-induced dementia oxidative stress in rats〔J〕.CNS Neurol Disord Drug Targets,2014;13(4):684-90.
15Impellizzeri D,Bruschetta G,Di PR,etal.The anti-inflammatory and antioxidant effects of bergamot juice extract(BJe) in an experimental model of inflammatory bowel disease〔J〕.Clin Nutr,2015;34(6):1146-54.
16Zhou XM,Huang MM,He CC,etal.Inhibitory effects of citrus extracts on the experimental pulmonary fibrosis〔J〕.J Ethnopharmacol,2009;126(1):143-8.
17Zhou XM,Wen GY,Zhao Y,etal.Inhibitory effects of alkaline extract of Citrus reticulata on pulmonary fibrosis〔J〕.J Ethnopharmacol,2013;146(1):372-8.
18Kandhare AD,Bodhankar SL,Mohan V,etal.Effect of glycosides based standardized fenugreek seed extract in bleomycin-induced pulmonary fibrosis in rats:Decisive role of Bax,Nrf2,NF-κB,Muc5ac,TNF-α and IL-1β〔J〕.Chem Biol Interact,2015;237:151-65.
19Zhao P,Zhou WC,Li DL,etal.Total glucosides of danggui buxue tang attenuate BLM-induced pulmonary fibrosis via regulating oxidative stress by inhibiting NOX4〔J〕.Oxid Med Cell Longev,2015;2015:645814.
20Zhou Y,Gao Y,Chen Y,etal.Effects of lettuce glycoside B in ameliorating pulmonary fibrosis induced by irradiation exposure and its anti-oxidative stress mechanism〔J〕.Cell Biochem Biophys,2015;71(2):971-6.
21Krishna G,Liu K,Shigemitsu H,etal.PG490-88,a derivative of triptolide,blocks bleomycin-induced lung fibrosis〔J〕.Am J Pathol,2001;158(3):997-1004.
22Yang Y,Huang Y,Huang C,etal.Antifibrosis effects of triterpene acids of Eriobotrya japonica(Thunb.) Lindl.leaf in a rat model of bleomycin-induced pulmonary fibrosis〔J〕.J Pharm Pharmacol,2012;64(12):1751-60.
23李 娟,藺興遙,李金田,等.紅芪黃酮對(duì)肺間質(zhì)纖維化模型大鼠肺功能的影響〔J〕.中藥材,2013;36(5):771-5.
24Impellizzeri D,Talero E,Siracusa R,etal.Protective effect of polyphenols in an inflammatory process associated with experimental pulmonary fibrosis in mice〔J〕.Br J Nutr,2015;114(6):853-65.
25Nakamura T,Matsushima M,Hayashi Y,etal.Attenuation of transforming growth factor-β-stimulated collagen production in fibroblasts by quercetin-induced heme oxygenase-1〔J〕.Am J Respir Cell Mol Biol,2011;44(5):614-20.