史才興,梁水菁,李建璋,韓豐澤,丁奕文,賀雅婷,李曉琎
(濟(jì)寧醫(yī)學(xué)院,山東 濟(jì)寧 272067)
紅景天(Rhodiola),又名羅森根,薔薇根景天,屬于景天科多年生草本植物,極具營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,在我國(guó)東北、四川和西藏等地區(qū)廣泛生長(zhǎng),是一種具有食用價(jià)值和藥用價(jià)值的多功能植物,在我國(guó)具有幾千年的應(yīng)用歷史。大量研究發(fā)現(xiàn),該藥材具有抗氧化、抗炎、抗癌、調(diào)節(jié)代謝和神經(jīng)保護(hù)等功效,可用于神經(jīng)退行性疾病、心血管疾病、糖尿病、癌癥等許多疾病的治療。紅景天的根莖中可以分離出多種化學(xué)活性成分,例如苯丙烷、苯乙醇衍生物、黃烷類(lèi)、單萜、三萜和酚酸等[1]。紅景天苷(Salidroside)是從紅景天根莖中分離出的主要活性成分之一,廣泛存在于紅景天屬的所有物種中,是一種酚類(lèi)天然產(chǎn)物。現(xiàn)代研究表明,在臨床實(shí)踐和試驗(yàn)研究中,紅景天苷具有多種藥理活性,包括抗炎、抗氧化、抗癌、抗代謝失調(diào)和神經(jīng)保護(hù)等[2]。作用溫和、安全廉價(jià),同時(shí)少有不良反應(yīng)發(fā)生,具有長(zhǎng)期使用的優(yōu)勢(shì)?;诖耍狙芯靠偨Y(jié)與歸納了近3 年紅景天苷在不同疾病的藥理作用及相關(guān)機(jī)制,為其后續(xù)基礎(chǔ)研究提供可靠依據(jù)。
炎癥是人體生理和病理過(guò)程中的適應(yīng)性變化,是機(jī)體對(duì)組織損傷和感染等有害刺激的重要防御機(jī)制。然而,過(guò)度的炎癥反應(yīng)反而會(huì)導(dǎo)致多種人體功能障礙。由于炎癥反應(yīng)往往在疾病的進(jìn)展過(guò)程中起著重要的作用,直接影響著疾病的損害程度和預(yù)后,所以抗炎治療已成為重要的治療方法。目前已證實(shí)紅景天苷的抗炎活性可用于多種疾病的治療,如關(guān)節(jié)炎、腸炎、血管炎癥、中樞神經(jīng)系統(tǒng)炎癥等[3-5],其機(jī)制與紅景天苷能夠抑制NF-κB的磷酸化進(jìn)而影響一系列相關(guān)的信號(hào)通路有關(guān)。有學(xué)者利用前交叉韌帶橫斷(anterior cruciate ligament transection, ACLT)誘導(dǎo)的骨關(guān)節(jié)炎大鼠為實(shí)驗(yàn)?zāi)P瓦M(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)紅景天苷可以抑制NF-κB的磷酸化,降低腫瘤壞死因子-α(tumour necrosis factor-α, TNF-α)、血管細(xì)胞黏附分子(vascular cell adhesion molecule-1,VCAM)、基質(zhì)金屬蛋白酶-13(matrix metalloproteinase-13, MMP-13)和白介素-17(interleukin-17,IL-17)等分子的表達(dá),促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)膠原蛋白和聚糖的產(chǎn)生,從而促進(jìn)軟骨細(xì)胞增殖,對(duì)骨質(zhì)疏松和軟骨退行性變有一定的預(yù)防和治療作用[3]。此外,Liu等[4]發(fā)現(xiàn)紅景天苷可以下調(diào)白介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)和TNF-α 等炎癥因子的表達(dá),上調(diào)抗炎因子IL-10的表達(dá)來(lái)緩解腸道損傷。Li 等[5]研究了紅景天苷對(duì)酒精性脂肪肝的干預(yù)作用,結(jié)果顯示紅景天苷可以下調(diào)Notch依賴(lài)的丙酮酸脫氫酶磷酸酶1(Pyruvate dehydrogenase phosphatase 1,PDP1)和誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase, iNOS)的表達(dá),抑制NF-κB的激活;還可以降低巨噬細(xì)胞中TNF-α、IL-1β和IL-6 的生成量,減輕炎癥反應(yīng),干預(yù)酒精性脂肪肝的進(jìn)展,且這種作用隨給藥劑量增大,效果明顯增強(qiáng)。近年來(lái),研究人員還發(fā)現(xiàn)IL-33可以與兩組先天淋巴樣細(xì)胞(Group innate lymphoid, ILC2s)上的IL-33 受體ST2 結(jié)合,并在其他炎癥細(xì)胞的輔助下產(chǎn)生炎癥因子,誘發(fā)過(guò)敏性氣道炎。而紅景天苷可以阻斷IL-33/IL-33R(ST2)軸,抑制ILC2s的成熟和積累,減輕氣道黏液的分泌和氣道炎癥,有望成為過(guò)敏性哮喘的潛在治療藥物。
人體在代謝過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生自由基,導(dǎo)致蛋白質(zhì)、脂肪酸、核酸等生物大分子氧化。人體內(nèi)高濃度的自由基會(huì)引起氧化應(yīng)激,從而破壞體內(nèi)氧化還原平衡,引起各種慢性疾病。研究發(fā)現(xiàn)紅景天苷的抗氧化作用對(duì)肝損傷、腦和心肌缺血再灌注、糖尿病帶來(lái)的并發(fā)癥等多種疾病都有一定治療作用。Lin等[6]用CCL4誘導(dǎo)的肝損傷大鼠為實(shí)驗(yàn)?zāi)P停u(píng)估紅景天苷的抗氧化作用。結(jié)果表明,紅景天苷可以提高肝組織中超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、過(guò)氧化氫酶(catalase, CAT)和谷胱甘肽(glutathione-SH,GSH)活性,抑制活性氧積累,恢復(fù)線(xiàn)粒體結(jié)構(gòu)和功能,減輕CCL4誘導(dǎo)的毒性損傷。Yin等[7]在探討紅景天苷對(duì)大鼠大腦中動(dòng)脈閉塞(middle cerebral artery occlusion,MCAO)模型的影響時(shí)發(fā)現(xiàn),紅景天苷可以靶向抑制STAT-3的表達(dá),下調(diào)IL-6、TNF-α、單核細(xì)胞趨化蛋白(Monocytechemoattractantprotein-1,MCP-1)和 NF-κ-B2 的產(chǎn)生,維持 Th17 和 Treg 細(xì)胞的平衡,減輕MCAO大鼠神經(jīng)功能缺損和梗死面積,逆轉(zhuǎn)大鼠腦組織氧化應(yīng)激,抑制MCAO 大鼠腦細(xì)胞凋亡。Hu 等[8]以人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞(HUVECs)為模型,來(lái)評(píng)估紅景天苷對(duì)糖尿病血管內(nèi)皮功能障礙的影響。結(jié)果顯示紅景天苷可以抑制細(xì)胞內(nèi)活性氧(reactive oxygen species, ROS)和丙二醛(malondialdehyde,MDA)的生成,促進(jìn)AMPK磷酸化和抑制NFB p65 和NLRP3 炎癥小體的活化來(lái)緩解內(nèi)皮細(xì)胞炎癥和氧化應(yīng)激。Liu 等[9]用紅景天苷預(yù)處理H9C2 細(xì)胞,發(fā)現(xiàn)紅景天苷可以上調(diào)miR-21 的表達(dá),抑制氧化應(yīng)激和炎癥的發(fā)生,提高細(xì)胞活力,改善心肌缺血再灌注損傷。
由于傳統(tǒng)化療藥物有嚴(yán)重的毒副作用,近年來(lái)研究人員致力于尋找高效低毒的天然藥物。已有多篇文獻(xiàn)報(bào)道了紅景天苷對(duì)癌癥的治療作用,包括肺癌,胃癌,胰腺癌等。
大量研究證明了紅景天苷對(duì)肺癌的抑制作用。Ren 等[10]用不同劑量的紅景天苷處理非小細(xì)胞肺癌(Non- small cell lung carcinoma, NSCLC)細(xì) 胞 株A549,發(fā)現(xiàn)紅景天苷可以抑制NSCLC細(xì)胞的存活、遷移和侵襲,該機(jī)制與紅景天苷可以上調(diào)A549細(xì)胞中miR-195 的表達(dá)來(lái)抑制 AKT、MEK 和 ERK 的磷酸化進(jìn)而阻斷AKT 和MEK/ERK 信號(hào)通路有關(guān)。另外,Zhu 等[11]發(fā)現(xiàn)紅景天苷抑制肺癌細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移還可以通過(guò)調(diào)控異常MicroRNAs 的靶基因(miR-103-3p/Mzb1)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
有研究發(fā)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞可通過(guò)特定機(jī)制誘導(dǎo)基質(zhì)金屬蛋白酶-2(matrix metalloproteinase-2, MMP-2)和基質(zhì)金屬蛋白酶-9(matrix metalloproteinase-9,MMP-9)的分泌來(lái)促進(jìn)腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移。研究[12]發(fā)現(xiàn)紅景天苷具有抑制胃癌(gastric cancer, GC)細(xì)胞增殖、遷移、侵襲和誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的作用,其機(jī)制與其可抑制MMP-2的分泌,下調(diào)抗凋亡蛋白Bcl-2、p21、RhoA、p-ROCK1 和波形蛋白(Vimentin, VIM)的表達(dá),上調(diào)促凋亡蛋白Bax、cleaved caspases 的生成有關(guān)。Li 等[13]用不同劑量的紅景天苷處理WIT49 和RM1 細(xì)胞發(fā)現(xiàn)其可以逆轉(zhuǎn)miR-891b 在癌細(xì)胞的過(guò)量表達(dá)來(lái)抑制PI3K/Akt/mTOR和NF-κB信號(hào)通路,減少癌細(xì)胞增殖和轉(zhuǎn)移相關(guān)蛋白MMP-2和Vimentin的生成,上調(diào)腫瘤抑制基因p53、p21 的表達(dá),使凋亡相關(guān)蛋白caspase-3、caspase-9 水平增加,進(jìn)而促進(jìn)細(xì)胞凋亡,顯著降低細(xì)胞的活力,抑制Wilms 腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)、遷移和侵襲。黏著斑激酶(focal adhesion kinase, FAK)可以在一些晚期實(shí)體癌中過(guò)表達(dá)和激活,從而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的發(fā)展和轉(zhuǎn)移。Qi等[14]經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明紅景天苷可以抑制肺癌細(xì)胞的遷移與增殖,其機(jī)制與紅景天苷可以降低黏著斑激酶(focal adhesion kinase,FAK)和血清肌酐(serum creatinine,Scr)的磷酸化,減少ROS 的產(chǎn)生,從而抑制ROS 介導(dǎo)的Scr相關(guān)信號(hào)通路有關(guān)。
Huang 等[15]發(fā)現(xiàn)紅景天苷可以抑制JAK2/STAT3信號(hào)通路和激活caspase-9 依賴(lài)性凋亡通路,使骨肉瘤細(xì)胞在G(0)/G(1)期阻滯,降低腫瘤細(xì)胞成熟能力和活力,抑制骨肉瘤細(xì)胞的侵襲并誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡,并且紅景天苷的這種藥理作用呈劑量依賴(lài)性。Chen等[16]發(fā)現(xiàn)紅景天苷和KC7F2(低氧誘導(dǎo)因子1 抑制劑)可以抑制胰腺癌BxPC-3細(xì)胞因缺氧導(dǎo)致的低氧誘導(dǎo)因子1α(hypoxia-inducible factor 1 α, HIF-1α)過(guò)表達(dá)和賴(lài)氨酸氧化酶樣蛋白2(lysyl oxidase-like protein 2,LOXL2)的產(chǎn)生,從而下調(diào)上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition, EMT),抑制腫瘤的形成和轉(zhuǎn)移。
4.1 脂蛋白代謝和動(dòng)脈粥樣硬化的調(diào)節(jié)因子 氧化低密度脂蛋白(oxidized low densitylipoprotein,Ox-LDL)誘導(dǎo)的內(nèi)皮損傷是動(dòng)脈粥樣硬化的起始和發(fā)病機(jī)制之一。Zhao 等[17]經(jīng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)紅景天苷可逆轉(zhuǎn)Ox-LDL 誘導(dǎo)的人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞(human umbilical vein endothelial cells, HUVECs)損傷,減少乳酸脫氫酶(lactate dehydrogenase, LDH)釋放,進(jìn)而預(yù)防和治療動(dòng)脈粥樣硬化,降低心肌梗死和冠心病等心血管疾病的發(fā)病率。周等[18]發(fā)現(xiàn)紅景天苷可以激活Nrf2/HO-1 信號(hào)通路及下調(diào)PPARγ、C/EBPα、SREBP-1c、aP2、adiponectin 等脂肪生成轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)從而顯著抑制3T3-L1前脂肪細(xì)胞分化和脂肪生成。
4.2 葡萄糖代謝和胰島素抵抗 microRNA-370 位于miR-122的上游,可以直接調(diào)節(jié)miR-122的表達(dá)來(lái)間接影響糖代謝。張等[19]在給予STZ 誘導(dǎo)的2 型糖尿病模型小鼠紅景天苷后,發(fā)現(xiàn)紅景天苷可以通過(guò)抑制microRNA-370 的活性來(lái)抑制miR-122 的表達(dá),從而激活A(yù)MPK信號(hào)通路使糖異生過(guò)程中的關(guān)鍵酶磷酸烯醇丙酮酸羧激酶(phosphoenolpyruvate carboxykinase,PEPCK)和葡萄糖-6-磷酸酶(glucose-6-phosphatase,G6Pase)的表達(dá)量下降,抑制糖異生,降低空腹血糖,進(jìn)而改善2 型糖尿病小鼠糖代謝紊亂。You 等[20]用高脂飲食喂養(yǎng)誘導(dǎo)的胰島素抵抗小鼠和棕櫚酸鹽處理的C2C12 肌管進(jìn)行體內(nèi)體外實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)紅景天苷可以通過(guò)激活A(yù)MPK/SIRT1信號(hào)通路,調(diào)節(jié)線(xiàn)粒體質(zhì)量控制和功能,抑制ROS的產(chǎn)生,減輕胰島素抵抗。
阿爾茨海默癥(Alzheimer's Disease,AD)是由于淀粉樣蛋白前體蛋白(amyloid precursor protein,APP)裂解、Aβ 淀粉樣蛋白沉積和過(guò)度磷酸化的tau 蛋白聚集合并導(dǎo)致突觸強(qiáng)度降低、突觸損失和神經(jīng)變性的一種神經(jīng)退行性疾病[21]。現(xiàn)已證明紅景天苷可以通過(guò)激活PI3K/Akt/mTOR 信號(hào),降低可溶性和不溶性的Aβ 水平,緩解突觸功能障礙,保護(hù)受損的神經(jīng)元,減輕阿爾茨海默癥的病理進(jìn)展,并改善行為癥狀。Li 等[22]以AD 小鼠模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)紅景天苷可以抑制大腦氧化/亞硝酸鹽損傷和IL-6、TNF-α 的表達(dá)水平,降低海馬神經(jīng)元的凋亡率,減輕AD 相關(guān)小鼠記憶和學(xué)習(xí)障礙的影響。還有研究發(fā)現(xiàn),紅景天苷可以通過(guò)抑制NF-κB信號(hào)通路相關(guān)分子的磷酸化,來(lái)調(diào)節(jié)NF-κB 信號(hào)通路,抑制炎癥因子的生成,降低Aβ的產(chǎn)生,改善阿爾茲海默癥[23]。
帕金森?。≒arkinson's disease, PD)是一種慢性進(jìn)行性的神經(jīng)退行性疾病,特發(fā)性帕金森病是因?yàn)橹心X黑質(zhì)中的多巴胺能神經(jīng)元變形,進(jìn)而損害黑質(zhì)-紋狀體多巴胺能神經(jīng)系統(tǒng)的功能[24]。目前有大量研究證明紅景天苷也可作為治療帕金森病的候選藥。Zhou等[25]對(duì)1-甲基-4-苯基吡啶(MPP+)誘導(dǎo)的帕金森病PC12細(xì)胞模型進(jìn)行紅景天苷預(yù)處理,發(fā)現(xiàn)紅景天苷可有效緩解MPP+的細(xì)胞毒性作用,減少ROS、MDA 的生成和炎癥因子的釋放,下調(diào)caspase-9、caspase-3、Bax 的表達(dá),促進(jìn) Bcl-2 的表達(dá),抑制神經(jīng)細(xì)胞凋亡。
Wu 等[26]以戊苯四唑(pentylenetetrazole, PTZ)誘導(dǎo)的驚厥大鼠為研究對(duì)象,證明紅景天苷可激活Nrf2-ARE 信號(hào)通路,抑制氧化應(yīng)激和神經(jīng)炎癥反應(yīng),改善認(rèn)知障礙,并挽救CA3區(qū)的錐體神經(jīng)元數(shù)量的減少,進(jìn)而起到抗驚厥和神經(jīng)保護(hù)作用。紅景天苷還可以通過(guò)AMPK 磷酸化激活SIRT1 依賴(lài)的Nrf-2/HO-1信號(hào)通路,抑制炎癥反應(yīng)和氧化應(yīng)激,改善大鼠的認(rèn)知功能障礙。
除了上述藥理作用外,Wei 等[27]研究發(fā)現(xiàn),紅景天苷還可以減少動(dòng)靜脈血栓的形成,其機(jī)制為紅景天苷可以調(diào)節(jié)AKT/GSK3β信號(hào)通路來(lái)抑制凝血酶誘導(dǎo)的血小板聚集和ATP的釋放,抑制血栓形成,降低心血管疾病的發(fā)生,其可能是一種治療血栓或心血管疾病的新型治療藥物。最新研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)紅景天苷具有免疫刺激特性,在感染利什曼原蟲(chóng)的機(jī)體內(nèi)可以通過(guò)上調(diào) NF-κB、iNOS 基因的表達(dá),使 NO 和ROS 的水平增加來(lái)殺死細(xì)胞內(nèi)的寄生蟲(chóng),還可以通過(guò)增加T 細(xì)胞的數(shù)量,增強(qiáng)機(jī)體免疫作用,進(jìn)而治療由利什曼原蟲(chóng)引起的傳染性疾病[28]。Li 等[29]發(fā)現(xiàn)紅景天苷可以顯著上調(diào)神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子BDNF 和GDNF的表達(dá),誘導(dǎo)施萬(wàn)細(xì)胞增殖,促進(jìn)損傷大鼠坐骨神經(jīng)的再生和功能恢復(fù)。
在藥物相互作用方面,紅景天苷能夠改變四種探針?biāo)幬镌诖笫篌w內(nèi)的主要藥代動(dòng)力學(xué)參數(shù),可誘導(dǎo)細(xì)胞色素P450 酶(Cytochrome P450, CYP)的多種亞型,如 CYP1A2、CYP2B6、CYP2C9 和CYP3A4 的活性,影響相關(guān)藥物在機(jī)體內(nèi)的代謝。同時(shí),紅景天苷可以下調(diào)耐藥細(xì)胞系CEM-C1 和敏感細(xì)胞系CEMC7 細(xì)胞中c-Myc 基因的表達(dá)水平,誘導(dǎo)CEM-C1 和CEM-C7細(xì)胞凋亡和自噬,克服CEM-C1細(xì)胞對(duì)地塞米松的耐藥性[30]。另外,Vasileva 等[31]作者發(fā)現(xiàn)紅景天苷和姜黃素聯(lián)用對(duì)大鼠慢性輕度應(yīng)激性抑郁有較好的治療作用。
紅景天苷具有廣泛的藥理活性,它可以治療缺血再灌注帶來(lái)的損傷、動(dòng)脈粥樣硬化、帕金森病、阿爾茨海默癥、癌癥等疾病,為臨床相關(guān)疾病的治療提供了可靠的依據(jù)。但是對(duì)于紅景天苷在抗炎或者抗氧過(guò)程中所涉及的具體信號(hào)通路還有太多的不明確關(guān)系,其研究尚停留在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)階段;另外關(guān)于紅景天苷制劑以及紅景天苷與其它藥物聯(lián)合用藥的研究較少,針對(duì)紅景天苷的臨床應(yīng)用研究十分有限,對(duì)于其所帶來(lái)的對(duì)機(jī)體有害的作用也不明確,所以說(shuō)對(duì)紅景天苷開(kāi)發(fā)利用仍存在廣闊的研究和開(kāi)發(fā)空間。