(宜春學(xué)院 醫(yī)學(xué)院，江西 宜春 336000)

香芹酚(carvacrol，CV)，又名香荊芥酚，是一種單萜酚，與麝香草酚互為同分異構(gòu)體，化學(xué)名稱為2-甲基-5-異丙基苯酚，在自然界中普遍存在于許多芳香植物中，如牛至、百里香、冬季香薄荷、亞加菊等芳香植物揮發(fā)油中，并已被歐盟納入“大體安全”(generally recognized as safety，GRAS)，應(yīng)用前景廣闊，現(xiàn)將近幾年國內(nèi)外對香芹酚的醫(yī)學(xué)研究綜述如下。

1 抗癌和抗增殖作用

香芹酚有明顯的抗癌效果，且可以通過多種機制達到抑癌作用。有實驗研究證明[1]以不同濃度的香芹酚(20、40、60、80μmol/L)處理人非小細(xì)胞肺癌(NSCLC)NCL-H1299細(xì)胞，結(jié)果顯示，各濃度香芹酚均可抑制細(xì)胞存活率，增加細(xì)胞凋亡率,與對照組相比有顯著差異(P<0.05)，但均不呈濃度依賴性(P>0.05)，與對照組相比香芹酚能明顯抑制細(xì)胞的侵襲能力(P<0.05)。其可能的機制為增強了caspase-9和TIMP-1的表達，抑制了MMP-9的表達。在另一項對NSCL研究中[2]，香芹酚能通過轉(zhuǎn)錄水平、抑制配體磷酸化來下調(diào)受體酪氨酸激酶(AXL)的表達，同時香芹酚能抑制NSCL細(xì)胞的增殖和遷移。在對抗胃癌BGC-823[3]實驗中，香芹酚能顯著抑制胃癌細(xì)胞增殖，并呈濃度、時間依賴性，同時誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，細(xì)胞侵襲能力與對照組相比也明顯降低(P<0.0001)，香芹酚能明顯提高caspase-9和TIMP-1的表達，降低MMP-9的表達，促進PARP裂解，對總ERK、總P38的表達無明顯改變，但磷酸化ERK的表達有所降低，磷酸化P38的表達有所升高，揭示香芹酚能促進胃癌細(xì)胞凋亡，抑制胃癌細(xì)胞增殖及侵襲，對胃癌治療有一定療效。香芹酚能通過線粒體凋亡途徑和MAPK、PI3K信號通路，誘導(dǎo)人結(jié)腸癌細(xì)胞株HCT116和LoVo凋亡[4]，并且呈劑量依賴性地抑制兩種細(xì)胞系的增殖和遷移，同時使細(xì)胞周期阻滯在G2/M期。香芹酚也可以通過MAPK通路抑制前列腺癌的增殖和侵襲，誘導(dǎo)凋亡[5]。

2 抗氧化作用

香芹酚具有很強的抗氧化作用。MDA是細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)氧化的終產(chǎn)物，其在組織中的含量可直接反應(yīng)體內(nèi)氧自由基產(chǎn)生和釋放水平，間接反應(yīng)細(xì)胞受自由基攻擊的程度。在對衰老大鼠(15月齡)卵巢的研究中發(fā)現(xiàn)[6]，每日香芹酚30 mg/kg灌胃，連續(xù)給藥30 d后，與模型組相比，超氧化物歧化酶(SOD)、總抗氧化能力(T-AOC)、谷胱甘肽過氧化酶(GSH-PX)明顯升高(P<0.05)，丙二醛(MDA)含量降低(P<0.05)，而NO含量和一氧化氮合酶(NOS)活性比模型組明顯升高(P<0.05)。同時香芹酚對大鼠卵巢凋亡相關(guān)蛋白caspase-3、Bax起抑制作用，上調(diào)了Bcl-2蛋白的表達。

用60 mg/kg香芹酚預(yù)處理8～11周齡C57 BL/6小鼠[7]，冠狀動脈左前降支結(jié)扎45 min后，與對照組相比，香芹酚預(yù)處理可顯著減少心梗面積，減輕線粒體腫脹，降低線粒體基質(zhì)微粒數(shù)、線粒體周圍脂滴數(shù)及其分裂百分比，均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，說明香芹酚可通過降低線粒體的損傷達到抗氧化作用。

香芹酚可能通過抗氧化而改善帕金森癥狀[8]。在由利血平誘導(dǎo)的大鼠帕金森模型中，每日腹腔注射香芹酚12.5或25 mg/kg，連續(xù)給藥30天后，兩種劑量香芹酚均能有效減少僵直行為和空口咀嚼運動的數(shù)量，免疫組化顯示，兩組酪氨酸羥化酶(TH)陽性細(xì)胞明顯增加；也有實驗證實香芹酚可通過抗氧化作用改善帕金森大鼠的記憶損傷[9]；還可通過抑制氧化性低密度脂蛋白(ox-LDL)誘導(dǎo)的泡沫細(xì)胞產(chǎn)生，增強動脈組織的自噬水平，發(fā)揮抗動脈粥樣硬化的作用[10]。

香芹酚可減輕神經(jīng)元損傷。香芹酚可抑制TRPM 7過表達的HEK293細(xì)胞中的TRPM 7電流[11]，并可抑制海馬神經(jīng)元中的TRPM 7樣電流，均呈劑量依賴性。香芹酚(>200μm)降低氧糖剝奪(oxygen-glucose deprivation，OGD)誘導(dǎo)的皮層神經(jīng)元的神經(jīng)元損傷。缺血缺氧(hypoxic-ischemic，HI)后24h，同側(cè)半球的TRPM 7蛋白水平顯著高于對側(cè)半球。香芹酚(30和50 mg/kg)預(yù)處理以劑量依賴的方式減輕HI后24h的腦梗死體積，香芹酚預(yù)處理也改善了神經(jīng)行為結(jié)果。此外，用香芹酚預(yù)處理的動物與HI后3天的溶劑處理組動物相比，腦內(nèi)TUNEL陽性細(xì)胞較少。在HI后24h，香芹酚預(yù)處理也增加了Bcl-2/Bax和P-Akt/T-Akt蛋白比值，并降低了Caspase-3蛋白的表達。說明香芹酚可作為TRPM7抑制劑減輕缺血缺氧對神經(jīng)元的損傷。

3 調(diào)節(jié)糖、脂代謝和保肝作用

香芹酚有明顯的降低血糖作用。在用香芹酚處理鏈脲佐菌素(streptozotocin，STZ)誘導(dǎo)的1型糖尿病小鼠的實驗中發(fā)現(xiàn)[12]，連續(xù)給藥6周后，10、20mg/kg的香芹酚組其血糖與糖尿病組相比明顯下降，并呈劑量依賴性，甘油三脂(triglyceride，TG)、乳酸脫氫酶(lactate dehydrogenase，LDH)顯著下降，但谷草轉(zhuǎn)氨酶(glutamic oxalacetic transaminase，AST)、谷丙轉(zhuǎn)氨酶(alanine transaminase，ALT)無明顯變化。國外的研究發(fā)現(xiàn)[13]，通過STZ誘導(dǎo)的1型糖尿病大鼠模型中，連續(xù)7天給予25、50mg/kg后，血糖輕微降低，胰島素水平輕微升高，但沒有統(tǒng)計學(xué)意義，而ALT、AST、TG和LDH都顯著降低，并有統(tǒng)計學(xué)意義。兩個實驗對血糖的調(diào)節(jié)效果不同，推測其可能的原因是給藥時間不同所致，相信隨著給藥時間的延長會收到預(yù)期效果。ALT在肝細(xì)胞中存在最多，AST則主要存在于肝細(xì)胞中，僅次于心肌，因此當(dāng)肝細(xì)胞受到損傷時，ALT和AST會明顯升高，ALT和AST常做為檢測肝功能是否受損的重要指標(biāo)。血糖升高會導(dǎo)致肝損傷[14]，降低血糖可改善肝功能。兩者實驗都說明香芹酚有保肝作用,可以通過改善血糖水平保護肝功能，也可以不通過改善血糖水平直接保護肝細(xì)胞。

4 抗菌作用

香芹酚具有良好的抗菌作用,常被用做食品保鮮劑和防腐劑[15][16]。香芹酚抑菌作用廣泛，包括革蘭陽性菌和革蘭陰性菌。在相同濃度時，香芹酚對革蘭氏陽性菌的抑菌效果要好于對革蘭氏陰性菌，主要原因是兩種細(xì)菌包裹細(xì)胞外膜的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)不同[17]。現(xiàn)已證實，香芹酚對大腸桿菌[18]、金黃色葡萄球菌[18]、鼠傷寒沙門菌[19]、腸炎沙門菌[20]、幽門螺旋桿菌[21]等細(xì)菌均有抑制作用。其機制可能為通過破壞細(xì)胞膜的完整性、提高細(xì)胞膜的通透性來達到抑菌效果。在實驗中可以觀察到如紫外吸收值增加、電導(dǎo)率升高及一些本來存在于細(xì)胞內(nèi)的酶(如β-半乳糖苷酶)的活性增強[18]。細(xì)胞膜的完整性受到破壞，從而導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)的一些物質(zhì)外溢，如：磷酸鹽、碳酸鹽、DNA與RNA等，這些都是紫外吸收值增加、電導(dǎo)率升高的原因。在另一項對大腸桿菌的實驗中也得到了證實[22]，并在掃描電子顯微鏡下直接觀察到了細(xì)菌細(xì)胞膜的溶解。進一步的研究表明[23]，香芹酚是由于其疏水性特點，可與質(zhì)膜上的磷脂結(jié)合，并引起脂類堆積，從而破壞膜的穩(wěn)定性；另有報道指出香芹酚對細(xì)胞膜產(chǎn)生作用是由于分子上的羥基，如果沒有羥基，香芹酚的抗菌活性會下降[24]，羥基也可增加細(xì)胞膜的通透性，淤積的H+通過與羥基結(jié)合進入細(xì)胞，使細(xì)胞膨脹破裂[25]，也有研究表明，以香芹酚為主要成分的牛至精油可以通過抑制磷脂酶的產(chǎn)生，從而達到抑制白色念珠菌的作用[26]。

生物膜是微生物被自身分泌的水合多聚物包裹，覆蓋與固體表面含有微生物集落的黏性膜層，是微生物抵抗不利環(huán)境的一種不可逆的生存方式[27]。生物膜能增加微生物的耐藥性，給治療帶來困難[28]。多項實驗證明香芹酚還可通過抑制微生物生物膜的產(chǎn)生達到抑菌效果[29][30]。

5 抗炎作用

在白細(xì)胞介素1β(IL-1β)誘導(dǎo)的骨關(guān)節(jié)炎中[31]，香芹酚能抑制一氧化氮(NO)和前列腺素E2(PGE2)的產(chǎn)生，降低誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(NOS)和環(huán)氧化酶-2(COX-2)的表達。COX-2為誘導(dǎo)型，是體內(nèi)合成PG的關(guān)鍵酶，而PG是一類活性較強的炎癥介質(zhì)，納克級就可引起炎癥反應(yīng)。NO是體內(nèi)常見的自由基，被認(rèn)為是導(dǎo)致骨關(guān)節(jié)炎發(fā)生發(fā)展的重要因素，作用包括協(xié)調(diào)表達促炎細(xì)胞因子、誘導(dǎo)軟骨細(xì)胞凋亡等[32]。骨關(guān)節(jié)炎患者血清中NO水平要高于正常人。在痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎實驗中[33]香芹酚可使TNF-α、IL-1β、PGE2顯著下調(diào)，TGF-1β顯著增加，從而抑制炎癥反應(yīng)，發(fā)揮保護作用，香芹酚還可以上調(diào)BCL-2表達，下調(diào)Bax表達，抑制軟骨細(xì)胞的凋亡,起到保護作用。

6 治療哮喘

香芹酚主要是通過抑制炎癥反應(yīng)和免疫調(diào)節(jié)來治療哮喘。在由雞卵蛋白誘導(dǎo)的瑞士雄性小鼠哮喘模型中[34]，香芹酚可抑制COX-2的表達，從而減少PGE2的產(chǎn)生，同時減少白細(xì)胞浸潤，降低TNF-α水平；在由雞卵蛋白致敏的豚鼠哮喘模型中[35],給予不同濃度香芹酚(40、80、120 μg/mL)32天后，血清總蛋白(TP)、磷脂酶A2(PLA2)和組胺水平均下降，并呈濃度依賴性；在另一個由雞卵蛋白致敏的豚鼠哮喘模型中[36]，高濃度香芹酚(80和160 μg/mL)組可顯著降低IL-4和內(nèi)皮素水平，升高IFN-γ水平，說明香芹酚可抑制Th2細(xì)胞活性，對Th1細(xì)胞有刺激作用，通過免疫調(diào)節(jié)機制治療哮喘。在對40名哮喘患者的臨床實驗中[37]，香芹酚組給以香芹酚1.2 mg/(kg.d)，治療2個月后，香芹酚組能顯著降低日間喘息和運動后喘息，提高第一秒用力呼氣容積(FEV1)，降低血清中亞硝酸鹽含量。

7 其它生物活性

研究證明香芹酚還具有抗寄生蟲作用，對隱孢子蟲[38]、異尖線蟲病[39]有很好的治療作用。

8 最新進展

香芹酚由于其不穩(wěn)定的理化性，及在水中只能部分溶解，限制了其在臨床上的廣泛應(yīng)用。納米材料是指三維空間中至少有一維處于納米尺度范圍的超精細(xì)材料，納米材料由于顆粒小，表面積大，理化性質(zhì)穩(wěn)定，成為當(dāng)今的研究熱點之一?，F(xiàn)采用超聲降解技術(shù)將其制備成香芹酚納米乳(carvacrol nanoemulsion，CANE)，生物學(xué)活性更佳：有實驗研究表明CANE可誘導(dǎo)肺癌A549細(xì)胞凋亡，抑制自噬，阻滯細(xì)胞周期[40]，也可通過減少活性氧(reactive oxygen species，ROS)的產(chǎn)生，從線粒體途徑誘導(dǎo)A549細(xì)胞凋亡[41]。

綜述所述，香芹酚在自然界存在廣泛，具有抗癌、抗氧化、抑菌、調(diào)節(jié)血糖、抗炎等多種生物學(xué)活性，而且無毒副作用，對環(huán)境無污染，應(yīng)用前景廣闊。