張 鵬,尹 星,劉 璐,廖 冰
(沈陽工學(xué)院生命工程學(xué)院,遼寧撫順 113122)
丹皮酚(Paeonol),化學(xué)名稱為2-羥基-4-甲氧基苯乙酮,其化學(xué)分子式為C9H10O3,易溶于有機(jī)溶劑,稍溶于水,可隨水蒸氣揮發(fā),其相對分子質(zhì)量為166.18[1]。丹皮酚具有多種藥理活性,如抗炎、神經(jīng)保護(hù)、抗腫瘤、抗心血管疾病等[2-5],近年來在醫(yī)學(xué)研究、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域中備受關(guān)注。2020 年我國禁止使用促生長類抗生素作為飼料添加劑,迫切需要綠色、無公害且具有抗生素效果的替代品。丹皮酚已在人醫(yī)臨床應(yīng)用50 多年,臨床應(yīng)用資料豐富,并且隨著人工合成技術(shù)的日漸成熟[6],丹皮酚有望作為新時代重要的飼料添加劑之一。本文綜述了丹皮酚的臨床藥理作用及其作用機(jī)制,以期為丹皮酚在畜牧生產(chǎn)中應(yīng)用推廣提供有價值的建議。
1.1 丹皮酚的抗炎作用 丹皮酚作為多酚類化合物之一,在20 世紀(jì)50 年代,就以丹皮酚磺酸鈉注射液針劑用來治療腹痛、風(fēng)濕痛、神經(jīng)痛等炎性相關(guān)疾病[7]。有研究表明丹皮酚對腎臟、肝臟、肺臟等主要臟器炎性疾病具有良好的預(yù)防和治療作用[8-10],尤其在胃腸炎疾病上發(fā)揮的治療效果更加顯著,金修哲[11]研究發(fā)現(xiàn)100 μmol/L丹皮酚可有效緩解豬傳染性胃腸炎炎癥反應(yīng),且丹皮酚對防治小鼠結(jié)腸炎[12]、胰腺炎[13]也有明顯效果。在炎性反應(yīng)中,NF-κB 在誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄和調(diào)節(jié)炎癥相關(guān)基因表達(dá)過程中扮演重要角色,如炎癥介質(zhì)環(huán)氧合酶2(Cyclooxygenase 2,COX-2)、誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(Inducible Nitric Oxide Synthase,iNOS)、前列腺素(Prostaglandin,PGE),炎癥因子白介素6(Interleukin 6,IL-6)以及腫瘤壞死因子-α(Tumor Necrosis Factor-α,TNF-α)等,均由NF-κB 進(jìn)行轉(zhuǎn)錄調(diào)控?,F(xiàn)已發(fā)現(xiàn),利用中草藥有效成分或基因技術(shù)可以有效阻止NF-κB與核酸序列相結(jié)合,抑制通路基因IKK、IκB、p65、p50、p52表達(dá),降低相關(guān)炎癥因子含量,進(jìn)而治療炎癥相關(guān)疾病[14]。Wang 等[15]研究發(fā)現(xiàn),丹皮酚通過阻斷TLR4/ MyD88/NF-κB 信號通路傳導(dǎo),抑制小鼠血清TNF-α、IL-1β和IL-6 含量,緩解急性肺炎的臨床癥狀。除此以外,丹皮酚還能有效保護(hù)內(nèi)毒素引發(fā)的腎臟損傷[16],緩解酒精誘發(fā)的急性肝臟損傷[17]。綜上所述,丹皮酚通過調(diào)控NF-κB 信號通路中靶向基因的表達(dá),降低相關(guān)炎癥因子含量,從而改善動物機(jī)體炎性疾病。
1.2 丹皮酚的抗氧化作用 丹皮酚及其衍生物的化學(xué)結(jié)構(gòu)中具有酚羥基官能團(tuán),羥基可以搶先與引發(fā)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的自由基活性物質(zhì)結(jié)合生成穩(wěn)定化合物,達(dá)到去除氧自由基效果[18]。除此之外,近年來學(xué)者發(fā)現(xiàn)丹皮酚抗氧化機(jī)制還與Nrf2 信號通路有關(guān),核因子NF-E2 相關(guān)因子2(Nuclear Factor Erythroid 2-Related Factor,Nrf2)是一種重要的氧化還原敏感性轉(zhuǎn)錄因子,對維持機(jī)體抗氧化及防御氧化損傷有重要作用[19]。臨床調(diào)查發(fā)現(xiàn),氧化應(yīng)激給畜牧業(yè)生產(chǎn)帶來極大損害,除造成免疫失敗,誘發(fā)家畜傳染病以外,亦會造成奶牛、肉牛、蛋雞、生豬生產(chǎn)性能下降,嚴(yán)重時會造成動物大面積死亡。有研究表明,丹皮酚通過調(diào)控Nrf2/ARE 通路可有效清除機(jī)體氧自由基、抑制丙二醛、髓樣過氧化物等氧化酶,防治機(jī)體多器官氧化損傷[20]。Zhang 等[21]認(rèn)為丹皮酚可以改善糖尿病腎纖維化,其機(jī)制與調(diào)節(jié)Nrf2/ARE 通路有關(guān)。不僅如此,丹皮酚對急性心肌梗死大鼠[22]、糖尿病小鼠[23]等模型均表現(xiàn)出良好的治療效果,其藥理作用機(jī)制均與抑制氧化應(yīng)激、調(diào)控Nrf2 通路有關(guān)。因此,丹皮酚可以維持機(jī)體氧化還原平衡,保護(hù)機(jī)體免受氧化損傷。
1.3 丹皮酚的免疫調(diào)節(jié)作用 絲裂原活化蛋白激酶(Mitogen-Activated Protein Kinase,MAPK)存在于細(xì)胞內(nèi)重要轉(zhuǎn)導(dǎo)信號通路,近年來研究發(fā)現(xiàn)其與NF-κB 信號通路共同維系機(jī)體免疫功能[24]。目前,多數(shù)學(xué)者認(rèn)為丹皮酚通過抑制MAPK 下游蛋白P38、ERK1/2、JNK 磷酸化,發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)、保護(hù)免疫器官、促進(jìn)免疫器官生長發(fā)育、調(diào)控免疫細(xì)胞數(shù)量等功能[25]。肝臟、脾臟、腎臟、胸腺作為機(jī)體重要的免疫器官,不僅要維持正常生理功能而且還擔(dān)負(fù)著防御疾病的免疫功能,因此該類臟器生長發(fā)育情況常作為評價機(jī)體免疫指標(biāo)之一。Nemeth 等[26]研究發(fā)現(xiàn),丹皮酚可恢復(fù)可的松、環(huán)磷酰胺等免疫抑制劑所引起的脾臟減輕,促進(jìn)免疫器官生長。另有研究發(fā)現(xiàn),丹皮酚通降低丙谷轉(zhuǎn)氨酶(ALT)、谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)含量,修復(fù)肝組織病變緩解肝臟損傷及肝硬化的程度[27]。在體液免疫方面,丹皮酚能提高循環(huán)血液中T 細(xì)胞的比例[28]、促進(jìn)淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化[29]、誘導(dǎo)淋巴因子分離,有效調(diào)節(jié)動物機(jī)體體液免疫功能。綜上所述,丹皮酚既可保護(hù)甚至促進(jìn)免疫器官的生長發(fā)育,又可以調(diào)控相關(guān)免疫細(xì)胞數(shù)量,達(dá)到雙重免疫調(diào)節(jié)作用。
傳統(tǒng)方法提取丹皮酚純度低、提取效率慢、原料消耗大、成本高,導(dǎo)致丹皮酚近50 多年來只限于人醫(yī)臨床應(yīng)用,但目前通過化學(xué)合成技術(shù)可以大量生產(chǎn)丹皮酚,其純度高達(dá)99%以上[30],不僅可降低藥物成本而且藥物穩(wěn)定性也得到保證,因此該藥應(yīng)用于動物生產(chǎn)指日可待。近年來研究發(fā)現(xiàn)集約化養(yǎng)殖會造成飼養(yǎng)動物免疫力下降、易受細(xì)菌病毒感染、飼料轉(zhuǎn)化率降低,嚴(yán)重影響畜牧業(yè)發(fā)展[31-33]。丹皮酚通過調(diào)控Nrf2、NF-κB、MAPK 信號通路,能有效提高機(jī)體免疫力、抗氧化、抗炎水平,在小鼠[34]、大鼠[35]、人[36]上均有報道。因此丹皮酚作為飼料添加劑可以發(fā)揮抗炎、抗氧化藥理作用,以此有效預(yù)防家畜疾病的發(fā)生發(fā)展,為家畜健康生長保駕護(hù)航。另外丹皮酚可以作為寵物飼料添加劑,用于臨床輔助治療犬貓高血脂、動脈粥樣硬化[37]、預(yù)防老年犬心衰[38]的處方糧。除此以外,動物消化功能決定耗料增重比、料蛋比、料乳比等生產(chǎn)指標(biāo),尤其是胃腸發(fā)生炎癥反應(yīng)時,會嚴(yán)重影響動物的生產(chǎn)性能。國內(nèi)外有大量研究證明,丹皮酚具有抗炎效果,尤其是在預(yù)防和治療胃腸疾病[39]方面較為顯著,因此丹皮酚不僅可以改善炎癥、氧化應(yīng)激等損傷,還可以通過保護(hù)胃腸道提高飼料轉(zhuǎn)化率,從而給生產(chǎn)帶來巨大經(jīng)濟(jì)利益。
中藥單體丹皮酚副作用小、不易產(chǎn)生耐藥性,且具有廣泛的藥理作用,使其有望成為新型飼料添加劑潛在研發(fā)對象。丹皮酚對Nrf2 的激活和NF-κB、MAPK 炎癥信號傳導(dǎo)通路的抑制被認(rèn)為是其發(fā)揮抗炎和免疫增強(qiáng)作用的主要機(jī)制。然而,目前大量關(guān)于丹皮酚生物活性及藥理作用的研究主要集中在細(xì)胞和動物模型,臨床應(yīng)用也僅限于人。因此,丹皮酚對家畜生產(chǎn)性能的改善、常發(fā)疾病的防治效果及其作用途徑和機(jī)制需進(jìn)一步完善,并在實(shí)際生產(chǎn)中需要驗(yàn)證和評價。