黃超瑜,崔蘭玉,林發(fā)全*
1. 廣西高校臨床檢驗(yàn)診斷學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院檢驗(yàn)科(南寧 530021);2. 廣西醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院(南寧 530021)
刺梨(Rosa roxbrughii)又名文先果、送春歸,是薔薇科(Rosaceae)薔薇屬(Rosa)多年生落葉灌木,主要生長(zhǎng)于我國(guó)西南地區(qū),其中在貴州省分布最為廣泛[1]。刺梨具有易于栽培、對(duì)環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn),能夠適應(yīng)貴州喀斯特地貌,貴州省的刺梨種植面積達(dá)13.3萬(wàn) hm2,是生產(chǎn)刺梨的最主要省份[2]。刺梨是藥食同源水果,在古代,貴州民間就有“刺梨上市,太醫(yī)無(wú)事”的傳言。清代趙學(xué)敏《本草綱目拾遺》是最早記載刺梨作為藥用的文獻(xiàn):胃陰不足,食欲缺乏、消化不良或飲食積滯、飽脹悶滿、腹瀉便溏及熱病、暑熱傷津、口干口渴、心煩發(fā)熱、小便短赤等,法用刺梨煎湯,濃縮成膏,加蜜糖同量,服1~2匙/次,溫開(kāi)水送下[3]。刺梨也是一種重要的少數(shù)民族用藥材[1],其果實(shí)、根、葉、花均可入藥,刺梨果實(shí)主治消化不良、食積飽脹、虛弱消瘦,葉主治癰腫疥瘡,花主治泄瀉、痢疾,根主治胃痛、泄瀉、痢疾、久咳、崩漏、帶下、遺精等[4]?,F(xiàn)代研究顯示,刺梨富含維生素C、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、多糖、黃酮、單寧和三萜等多種活性物質(zhì),具有降血糖、降血脂、抗炎癥、抗凋亡、抗氧化、抗腫瘤、抗放射性損傷和排毒等多重功效[5],是一種具有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和醫(yī)藥價(jià)值的重要自然資源。因此,很有必要探究刺梨的功能和對(duì)疾病的作用機(jī)制,對(duì)刺梨活性成分的組成和含量及其生物學(xué)功能的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述,為刺梨在膳食補(bǔ)充、藥物制劑和疾病治療中的應(yīng)用提供參考。
刺梨的維生素C含量十分豐富,高達(dá)13~35 mg/g鮮果[6],約為蘋(píng)果的500倍、檸檬的100倍、獼猴桃的20倍[7],被稱為“維C之王”。維生素C是一種還原性物質(zhì),具有增強(qiáng)機(jī)體抗氧化能力、促進(jìn)類(lèi)固醇激素與膠原合成和增強(qiáng)機(jī)體免疫力等多種功能,刺梨富含維生素C,是維生素C提取的優(yōu)質(zhì)原料,直接食用或飲用刺梨果汁也可以補(bǔ)充大量維生素C。
刺梨果實(shí)中的SOD含量在276.9~10 500 U/g不等,具體數(shù)值因品種不同存在差異[6]。人體自身也能夠合成SOD,SOD將超氧陰離子(O2-)轉(zhuǎn)化為過(guò)氧化氫,是人體抗氧化系統(tǒng)的重要組成部分,可以保護(hù)細(xì)胞免受氧化損傷。從食物或補(bǔ)充劑中攝入的SOD能夠增加人體內(nèi)的SOD水平,提高細(xì)胞內(nèi)的抗氧化水平和減緩衰老。從1987年,第1種SOD藥物(bovine-derived SOD)獲得美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局(Food and Drug Administration,F(xiàn)DA)的批準(zhǔn)[6],SOD被廣泛用于自身免疫性疾病和氧化損傷相關(guān)疾病的臨床治療[8]。研究發(fā)現(xiàn),刺梨中提取的SOD可有效減輕砷中毒大鼠的氧化應(yīng)激和肝損傷[9],并調(diào)節(jié)其免疫功能[10]。
與小分子化合物不同,SOD是大分子蛋白質(zhì),口服會(huì)被胃蛋白酶消化,而且不能穿過(guò)細(xì)胞膜,生物利用度較低,直接補(bǔ)充對(duì)提高體內(nèi)SOD水平效果不佳[8],隨著SOD化學(xué)修飾和細(xì)胞遞送技術(shù)的發(fā)展,SOD的體內(nèi)生物利用更容易實(shí)現(xiàn),今后刺梨在SOD制藥上的應(yīng)用會(huì)得到重視。
刺梨多糖主要由葡萄糖(Glc)、半乳糖(Gal)、阿拉伯糖(Ara)、甘露糖(Man)、木糖(Xyl)、鼠李糖(Rha)、巖藻糖(Fuc)、葡萄糖醛酸(GlcA)和半乳糖醛酸(GalA)等組成,具有降血糖、降血脂、抗氧化和調(diào)節(jié)腸道微生物的功能[11]。Wang等[12]采用熱水法從刺梨果實(shí)中提取水溶性多糖,命名為RTFP,RTFP中的多糖由Ara、Gal、Glc、Man、Xyl和Fuc組成,摩爾百分比分別為33.8%,37.3%,20.7%,1.74%,3.43%和2.95%,RTFP對(duì)α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶具有良好的抑制活性。為進(jìn)一步確定刺梨多糖的化學(xué)結(jié)構(gòu)和生物學(xué)功能,Wang等[13]使用DEAE-Sepharose快速流動(dòng)色譜進(jìn)一步分離和純化刺梨多糖,得到一種新型酸性多糖,并將其命名為RTFP-3。RTFP-3由Ara(37.20%)、Gal(34.40%)、Glc(10.02%)、Fuc(18.30%)、Man(0.15%)、Xyl(0.17%)組成,對(duì)α-葡萄糖苷酶具有良好的抑制活性[13]。為進(jìn)一步探索提取條件對(duì)刺梨多糖的理化性質(zhì)和生物活性的影響,Wang等[14]比較不同體積分?jǐn)?shù)乙醇提取的3種多糖(RTFP-30、RTFP-50、RTFP-80)的分子量、單糖組成、官能團(tuán)、表面形態(tài)、流變學(xué)性質(zhì)和體外生物活性(抗氧化、降血糖和降血脂活性),其中RTFP-50的產(chǎn)量最高,抗氧化能力最強(qiáng)。Chen等[15]通過(guò)超聲輔助法提取的刺梨多糖由Man、Rha、GlcA、GalA、Glc、Gal、Ara和Xyl組成,分子比為2.64∶5.13∶2.71∶1.20∶6.69∶8.01∶1.00∶1.55,該提取物具有良好的清除自由基和提高體內(nèi)抗氧化酶活性的作用。
刺梨多糖具有降血糖、降血脂、抗炎、抗腫瘤、提高體內(nèi)抗氧化酶活性和調(diào)節(jié)腸道微生物等多種功能,使用不同的制備方法,多糖組成和生物活性會(huì)有所不同,因此今后可以探索不同方法提取產(chǎn)物的特性,從而制備更多種類(lèi)和更優(yōu)質(zhì)的刺梨產(chǎn)品。
黃酮類(lèi)化合物是一種高生物活性的小分子化合物,具有很強(qiáng)的抗氧化作用,同時(shí)具有抗炎、抗輻射、抗凋亡和抗自噬活性[5]。刺梨果實(shí)中的類(lèi)黃酮含量豐富,高達(dá)29.09 mg/g鮮果[6]。Liu等[16]對(duì)刺梨和無(wú)籽刺梨(Rosa sterilis)果實(shí)成分進(jìn)行鑒定,其中黃酮類(lèi)化合物包括蘆丁、異槲皮苷、槲皮苷、槲皮素、山柰酚、木犀草素、表沒(méi)食子兒茶素、二氫芹菜素以及山奈酚和槲皮素衍生物。Yan等[17]在刺梨果實(shí)中鑒定出更多種類(lèi)的黃酮類(lèi)化合物,包括圣草酚、異槲皮苷、兒茶素、槲皮素,以及一些兒茶素衍生物和槲皮素衍生物。另外,一些研究還對(duì)部分黃酮類(lèi)化合物進(jìn)行定量:Xu等[18]提取的刺梨黃酮純度為73.85%,其中含兒茶素34.26%、槲皮素2.97%;Zeng等[19]測(cè)定發(fā)現(xiàn)人工種植刺梨成熟果實(shí)總黃酮含量為8.76 mg蘆丁當(dāng)量/g干果;Wu等[20]在刺梨水乙醇提取物中鑒定出山奈酚、兒茶素、蘆丁、異槲皮素4種黃酮,經(jīng)LC-MS測(cè)定異槲皮素的含量最高,其相對(duì)含量約為抗壞血酸的2倍;Yang等[21]測(cè)定發(fā)現(xiàn)刺梨水乙醇提取物的總黃酮含量為34.5 mg兒茶素當(dāng)量/g干果,并鑒定出5種黃酮類(lèi)化合物,即沒(méi)食子兒茶素、兒茶素、羥基山奈酚-O-己糖異構(gòu)體、槲皮素-O-(O-乙?;?己糖、羥基-二甲氧基黃酮-O-己糖。
黃酮是刺梨中除維生素C外的第二大生物活性物質(zhì),在保健和制藥上有廣闊的應(yīng)用前景,在黃酮類(lèi)化合物中,蘆丁、槲皮素和兒茶素等多種物質(zhì)的生物活性和作用機(jī)制已經(jīng)比較明確[22-23],但是尚需探索提取黃酮化合物的方法和效率,以促進(jìn)刺梨中黃酮在制藥上的應(yīng)用。
單寧是薔薇屬(Rosa)中常見(jiàn)的一種次生代謝產(chǎn)物,多數(shù)以兒茶素和表兒茶素為組成單位[16],具有抗氧化、抗炎活性,可預(yù)防神經(jīng)系統(tǒng)、心血管和慢性腸道疾病[24]。刺梨果實(shí)中多酚單寧含量為0.2%~0.6%[6],刺梨單寧具有止血、止痛和殺菌的功效[25]。
沒(méi)食子酸、鞣花酸和原花青素是3種主要的刺梨單寧。近幾年,多種刺梨單寧被鑒定出來(lái)。Liu等[16]在刺梨果實(shí)和無(wú)籽刺梨果實(shí)中鑒定出原花青素B1、原花青素B2、非瑟酮醇-(4α, 8)-兒茶素和原花青素B3共4種縮合性單寧;Yang等[21]鑒定出A型原花青素二聚體、B型原花青素二聚體和鞣花酸3種單寧;Yan等[17]在刺梨果實(shí)中鑒定出沒(méi)食子酸、鞣花酸、原花青素B1和原花青素C1。另外,還有研究者證明刺梨單寧類(lèi)化合物的生物學(xué)功能。Takayama等[25]從刺梨中分離出木麻黃素和木麻黃鞣亭2種水解性單寧,并證明這2種單寧具有免疫調(diào)節(jié)的功能。另一項(xiàng)研究顯示,木麻黃素異構(gòu)體對(duì)大腸桿菌的最小抑菌濃度達(dá)0.125 mg/mL,具有良好的抗菌活性[26]。
刺梨三萜主要由多取代羥基熊果烷型五環(huán)三萜及其苷類(lèi)物質(zhì)組成[5]。安雪菲等[27]報(bào)道無(wú)籽刺梨的果汁和果渣總?cè)坪糠謩e為61.88和15.16 mg/g。Zeng等[19]測(cè)定得出人工種植刺梨成熟果實(shí)總?cè)坪繛?6.6 mg熊果酸當(dāng)量/g干果。刺梨苷是刺梨三萜的主要成分[17]。隨著研究的深入,越來(lái)越多的萜類(lèi)物質(zhì)被鑒定出來(lái)。Liu等[16]在刺梨果實(shí)和無(wú)籽刺梨中鑒定出11種三萜,包括刺梨苷、熊果酸、薔薇酸、1-羥基薔薇酸、坡模醇酸及其異構(gòu)體、3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷、19α-羥基積雪草酸-28-O-β-D-吡喃葡萄糖苷、2α, 19α-二羥基-3-羰基-12-烯-烏蘇烷-28-酸及其異構(gòu)體和麥珠子酸;Yang等[21]在刺梨果實(shí)中鑒定出北五加皮苷O和苦楝酮二醇2種三萜;劉英梟[28]在刺梨中鑒定出多種三萜,包括薔薇酸、刺梨苷、野薔薇苷等,該提取物被證明具有抗炎和鎮(zhèn)痛活性。
高脂血癥是發(fā)生動(dòng)脈粥樣硬化的重要危險(xiǎn)因素,控制血脂水平是預(yù)防心血管疾病的重要策略。近幾年多項(xiàng)研究證明,刺梨果汁或刺梨提取物干預(yù)后高脂血癥大鼠和小鼠的甘油三酯(triacylglycerol,TG)、總膽固醇(total cholesterol,TC)、低密度脂蛋白膽固醇(low-density lipoprotein cholesterol,LDL-C)水平降低,高密度脂蛋白膽固醇(high-density lipoprotein cholesterol,HDL-C)水平提高,有效改善血脂異常、降低動(dòng)脈粥樣硬化指數(shù)[20,29-32]。
刺梨可減輕高脂血癥大鼠和小鼠的肝損傷和氧應(yīng)激。Ji等[32]研究顯示,發(fā)酵刺梨汁可顯著減少高脂血癥大鼠肝細(xì)胞壞死和脂肪變性,顯著降低血清中ALT和AST活性。Wu等[20]用刺梨水乙醇提取物治療高脂血癥大鼠,結(jié)果發(fā)現(xiàn)大鼠血清和肝臟中SOD活性升高,丙二醛(malondialdehyde,MDA)水平降低,表明刺梨可通過(guò)增強(qiáng)抗氧化酶活性和減少脂質(zhì)過(guò)氧化以緩解高脂血癥。
刺梨還可通過(guò)調(diào)節(jié)肝臟中脂代謝相關(guān)酶的活性和脂代謝相關(guān)蛋白的表達(dá)來(lái)改善脂代謝紊亂。Wu等[20]研究顯示,刺梨水乙醇提取物可在mRNA和蛋白水平上顯著下調(diào)高脂血癥大鼠肝組織中固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白-1c(sterol regulatory element-binding protein 1c,SREBP-1c)及其靶基因乙酰輔酶A羧化酶(acetyl CoA carboxylase,ACC),并上調(diào)低密度脂蛋白受體和過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體(peroxisome proliferatoractivated receptor,PPAR)-α的表達(dá)。Wang等[11]研究表明,刺梨多糖可有效抑制高脂飲食小鼠肝臟和附睪的脂質(zhì)過(guò)量堆積,并下調(diào)肝組織PPAR-γ、SREBP-1c、ACC-1和脂肪酸合成酶的mRNA水平。Song等[29]在補(bǔ)充刺梨果汁的高脂血癥小鼠中檢測(cè)到25種差異共表達(dá)蛋白質(zhì),其中15種關(guān)鍵蛋白質(zhì)(Cyp7a1、Cyp3a11、Tm7sf2、COAT2、CSAD、RBP3、Lpin1、Dhrs4、Aldh1b1、GK、Acot 4、TSC22D1、PGFS和EH)涉及脂質(zhì)代謝,包括膽汁酸和類(lèi)固醇的生物合成、脂肪酸代謝和脂質(zhì)過(guò)氧化物的產(chǎn)生,刺梨在這些蛋白的表達(dá)中起重要調(diào)節(jié)作用。這些結(jié)果表明,刺梨可能通過(guò)多通路調(diào)節(jié)脂代謝,從而改善高脂血癥,這些具體的通路有待明確。
在高脂血癥中,除肝臟外,刺梨對(duì)腸道也有一定的調(diào)節(jié)作用。Wang等[31]研究顯示,刺梨多糖干預(yù)后,高脂血癥小鼠結(jié)腸組織總抗氧化能力、SOD、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)、過(guò)氧化氫酶(catalase,CAT)活性提高,MDA水平降低,血清中脂多糖和促炎細(xì)胞因子IL-6、IL-1β、TNF-α水平降低,TLR4/NF-κB炎癥信號(hào)通路抑制;該研究還發(fā)現(xiàn),刺梨多糖可以防止高脂血癥小鼠腸黏膜屏障破壞,并通過(guò)增加高脂血癥小鼠腸道菌落的豐富度和多樣性來(lái)糾正腸道菌群失調(diào),改善脂代謝紊亂。這些結(jié)果表明,刺梨可以改善高脂血癥引起的結(jié)腸氧化應(yīng)激、炎癥反應(yīng)、腸黏膜屏障破壞和腸道菌群失調(diào)。
總之,刺梨可以有效降低血脂,刺梨調(diào)節(jié)脂代謝的機(jī)制可能與多種不同的分子通路有關(guān),具體的藥理作用機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。
糖尿病是一種以高血糖為特征的代謝性疾病,胰島素分泌和(或)利用障礙是糖尿病的主要成因。刺梨可以調(diào)節(jié)血糖水平和改善胰島素抵抗,Wang等[33]提取刺梨多酚并用于治療鏈脲佐菌素和高脂飲食誘導(dǎo)的糖尿病小鼠,治療后血脂、空腹血糖和糖化血紅蛋白A1水平顯著下降,口服葡萄糖耐量試驗(yàn)結(jié)果顯著改善,血清胰島素水平和胰島素抵抗指數(shù)HOMA-IR也顯著下降。另外,氧化應(yīng)激和炎癥也是導(dǎo)致胰島素抵抗的部分原因,Wang等[11]在刺梨多糖干預(yù)的糖尿病小鼠中觀察到,肝組織抗氧化酶活性顯著提高,胰腺組織的細(xì)胞變性、壞死和炎細(xì)胞浸潤(rùn),以及β細(xì)胞損傷顯著減少,表明刺梨可通過(guò)抗氧化和抗炎來(lái)減輕組織損傷和胰島素抵抗。
刺梨對(duì)幾種葡萄糖代謝的關(guān)鍵酶的表達(dá)具有顯著的調(diào)控作用。經(jīng)刺梨提取物治療,糖尿病小鼠中的葡萄糖-6-磷酸酶、磷酸烯醇丙酮酸羧激酶活性明顯下降,糖原合酶激酶3β和葡糖激酶活性明顯升高,肝糖原和肌糖原含量增加,表明刺梨促進(jìn)糖原合成并抑制糖原分解和糖異生,從而減少葡萄糖釋放入血,有效緩解高血糖[11,34]。
刺梨還可通過(guò)作用于糖代謝相關(guān)蛋白改善糖代謝紊亂。PI3K/AKT信號(hào)通路的活化抑制FOXO1蛋白的表達(dá),進(jìn)而促進(jìn)葡萄糖的攝取和糖原合成,從而緩解高血糖,經(jīng)刺梨多酚治療,糖尿病小鼠肝組織PI3K/AKT通路上調(diào),F(xiàn)OXO1蛋白表達(dá)水平下降[34]。Wang等[33]采用代謝組學(xué)分析技術(shù)觀察糖尿病小鼠的血漿代謝物的變化,補(bǔ)充刺梨多酚后,神經(jīng)酰胺和酪氨酸減少,肉堿和磷脂酰肌醇增加,這些代謝物的變化提示,刺梨多酚改善了胰島素抵抗、脂質(zhì)代謝和免疫反應(yīng)。
此外,刺梨還可以改善糖代謝紊亂引起的腸道菌群失調(diào),研究發(fā)現(xiàn),刺梨提取物可以調(diào)節(jié)糖尿病小鼠腸道菌群的組成和豐度,微生物組學(xué)分析顯示,治療后有益菌的豐度提高,有害菌的豐度下降[11,33]。Wang等[12]采用熱水法提取一種刺梨多糖,該提取物具有α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶抑制活性,表明刺梨可以通過(guò)減少糖類(lèi)的消化吸收來(lái)改善2型糖尿病。
綜上所述,刺梨可通過(guò)調(diào)節(jié)糖代謝相關(guān)的酶、信號(hào)通路及胰島素抵抗改善糖代謝紊亂,還可減輕高血糖引起的氧應(yīng)激和炎癥,對(duì)改善糖尿病具有一定的價(jià)值。
刺梨可以抑制腫瘤細(xì)胞,針對(duì)刺梨抗腫瘤活性的研究以體外實(shí)驗(yàn)研究為主。近幾年,許多研究者報(bào)道刺梨對(duì)多種不同癌細(xì)胞的抑制作用。Yang等[21]研究的刺梨水乙醇提取物可抑制MDA-MB-468、MCF-7人乳腺癌細(xì)胞和HCT116人結(jié)腸癌細(xì)胞的增殖。Yu等[35]發(fā)現(xiàn)刺梨總?cè)瓶梢种芐MMC-7721肝癌細(xì)胞增殖,同時(shí)可誘導(dǎo)細(xì)胞分化。Chen等[36]提取的粗制刺梨多糖可以抑制A2780卵巢癌細(xì)胞增殖,降低癌細(xì)胞活力、遷移能力和侵襲力,并下調(diào)腫瘤轉(zhuǎn)移相關(guān)基因MMP-9的表達(dá)。Liu等[37]研究中的刺梨提取物對(duì)CaEs-17人食管鱗癌細(xì)胞、SGC-7901人胃癌細(xì)胞和A549人肺癌細(xì)胞具有抑制增殖、促進(jìn)凋亡的作用,癌細(xì)胞中觀察到Bcl-2/Bax降低,細(xì)胞增殖相關(guān)蛋白Ki-67及其基因下調(diào)。盧薇等[38]研究顯示,在刺梨、沙棘、檸檬、藍(lán)莓和柑橘5種果汁中,刺梨汁具有最強(qiáng)的抗Hep G2肝癌細(xì)胞增殖活性,對(duì)正常細(xì)胞的毒性最小。Tang等[39]通過(guò)網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)方法確定刺梨中抑制胃癌的3種關(guān)鍵活性成分(槲皮素、山奈酚和鞣花酸)和2個(gè)關(guān)鍵分子靶點(diǎn)(p53和AKT1),通過(guò)分子對(duì)接預(yù)測(cè)結(jié)果顯示,這些活性成分與關(guān)鍵靶點(diǎn)之間具有良好的結(jié)合作用。多項(xiàng)研究通過(guò)體外實(shí)驗(yàn)證明刺梨的抗癌活性,但鮮見(jiàn)刺梨在體內(nèi)的抗癌作用的研究,未來(lái)需要建立合適的動(dòng)物模型進(jìn)一步研究。
氧應(yīng)激損傷在高脂血癥、糖尿病、動(dòng)脈粥樣硬化、放射損傷和砷中毒等病癥中都有發(fā)生。刺梨的組分包括維生素C、SOD、多糖、黃酮、單寧和三萜等物質(zhì),這些物質(zhì)含量豐富且具有相當(dāng)強(qiáng)的抗氧化活性,刺梨在體外對(duì)DPPH、ABTS、羥基和超氧自由基具有清除活性[15,40-41]。由于這些活性物質(zhì)的生物利用度及體內(nèi)復(fù)雜的調(diào)控機(jī)制,一些研究者通過(guò)體內(nèi)試驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)刺梨的功能。Chen等[15]研究顯示,衰老小鼠血清和肝臟中SOD、GSH-Px、CAT活性和總抗氧化能力顯著降低,MDA水平顯著升高,補(bǔ)充刺梨多糖可顯著逆轉(zhuǎn)這些指標(biāo)的變化。Zhan等[42]研究顯示,單側(cè)輸尿管梗阻大鼠腎臟發(fā)生氧應(yīng)激,刺梨凍干粉干預(yù)后,MDA、8-OHdG水平顯著下降,表明刺梨凍干粉有效防止大鼠腎臟的氧應(yīng)激損傷。田強(qiáng)等[43]發(fā)現(xiàn)刺梨總?cè)凭哂锌寡住⒖寡趸瘧?yīng)激活性,同時(shí)可影響小鼠血清中的免疫細(xì)胞因子水平而發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用。
這些研究表明,刺梨具有抗氧化活性,可有效減輕體內(nèi)的氧應(yīng)激損傷,是一種優(yōu)質(zhì)的抗氧化功能性食品和原料。
放射損傷主要原因是放射線直接破壞生物大分子中的化學(xué)鍵,或放射產(chǎn)生大量自由基對(duì)生物大分子造成間接破壞,主要表現(xiàn)為DNA損傷、細(xì)胞凋亡、組織損傷和炎癥反應(yīng)。近幾年,越來(lái)越多的研究探索刺梨的抗輻射機(jī)制。
Xu等[44]發(fā)現(xiàn)刺梨黃酮具有抗輻射功能,刺梨黃酮不僅可以提高AHH-1淋巴細(xì)胞在輻照后的生存率,而且在輻照前補(bǔ)充刺梨黃酮后,受輻照小鼠的30日生存率提高40%~50%;刺梨黃酮還可以保護(hù)輻射誘導(dǎo)的造血功能損傷,顯著提高受輻照小鼠的脾集落形成單位數(shù)和外周血白細(xì)胞數(shù)量。
進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),刺梨黃酮可有效減輕輻射引起的氧化應(yīng)激、組織損傷和DNA損傷,刺梨黃酮治療的受輻照小鼠,肝臟、脾臟和睪丸組織形態(tài)顯著改善,腫脹變大、核碎裂、核溶解的細(xì)胞數(shù)量顯著減少,精子畸形率顯著降低,胸腺細(xì)胞活性氧(reactive oxygen species,ROS)減少,胸腺組織抗氧化酶SOD、GSHPx、CAT活性提高,DNA雙鏈斷裂顯著減少[18]。該研究還發(fā)現(xiàn),刺梨黃酮作用于Bcl-2(Ca2+)/Caspase-3/PARP-1信號(hào)通路減少細(xì)胞凋亡。隨后更深入的研究發(fā)現(xiàn),在放射損傷中,PARP-1/AIF信號(hào)通路的激活部分不完全地依賴于Caspase-3[45],除了上述的Bcl-2(Ca2+)/Caspase-3/PARP-1信號(hào)通路之外,刺梨黃酮還可通過(guò)Caspase-3非依賴途徑抑制輻射誘導(dǎo)的AIF的核易位來(lái)減少細(xì)胞凋亡[46]。
刺梨黃酮可以調(diào)控凋亡相關(guān)蛋白的表達(dá)和炎癥相關(guān)細(xì)胞因子的表達(dá),以減輕輻射誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡和炎癥反應(yīng)。Bax、ERK、p53和p38與放射損傷密切相關(guān),經(jīng)過(guò)刺梨黃酮治療,受輻照的胸腺細(xì)胞中凋亡相關(guān)蛋白Bax/Bcl-2、p-ERK/ERK、p-p53/p53、p-p38/p38的比值均顯著降低,表明刺梨可通過(guò)作用于這些蛋白以抑制細(xì)胞凋亡[46]。另一項(xiàng)研究顯示,刺梨黃酮還通過(guò)在mRNA和蛋白水平上調(diào)控炎癥因子(ICAM-1、IL-1α/IL-6、TNF-α/NF-κB)來(lái)減輕放射損傷引起的炎癥[45]。
有研究發(fā)現(xiàn),放射損傷中ROS的產(chǎn)生可能部分與PARP-1/AIF通路有關(guān),PARP-1基因敲除后,受輻照小鼠血清和胸腺組織中的ROS含量顯著下降[47]。該研究還證明,放射損傷中產(chǎn)生的ROS可造成DNA損傷,刺梨黃酮可能主要通過(guò)抑制PARP-1的激活以減少ROS產(chǎn)生、減少DNA損傷和減少細(xì)胞凋亡,從而發(fā)揮抗放射損傷的功能。
總之,刺梨的活性成分具有抗氧化、抗凋亡和抗炎的功能,可以有效清除電離輻射后產(chǎn)生的ROS,有效減輕輻射導(dǎo)致的DNA損傷、細(xì)胞凋亡、組織損傷和炎癥反應(yīng),還可以減輕輻射對(duì)造血功能和生殖功能的損傷,具有良好的抗放射損傷功能,對(duì)放療患者的康復(fù)有一定價(jià)值。
砷暴露是世界范圍內(nèi)的一個(gè)重大公共衛(wèi)生問(wèn)題,長(zhǎng)期接觸砷可引起神經(jīng)、消化和免疫等全身多系統(tǒng)的毒性。
刺梨可以促進(jìn)排砷并減輕砷誘導(dǎo)的肝損傷。Dong等[48]研究顯示,刺梨汁可以減少砷在中毒患者體內(nèi)的積累。蔡威黔等[9]研究發(fā)現(xiàn),刺梨可以顯著提高砷中毒大鼠的肝組織SOD活性,并減輕砷引起的肝脂質(zhì)過(guò)氧化和肝損傷。Xu等[49]研究顯示,刺梨汁可提高砷中毒大鼠血清和肝臟的抗氧化酶活性,并減輕脂質(zhì)過(guò)氧化、肝細(xì)胞變性和肝功能損傷。另外,砷中毒所致的氧化應(yīng)激和肝損傷還可能與砷引起的微量元素穩(wěn)態(tài)失衡有關(guān),該研究還探索刺梨對(duì)砷中毒大鼠體內(nèi)可能與氧化應(yīng)激和肝疾病相關(guān)的13種微量元素的影響,結(jié)果顯示,刺梨可以改善砷引起的微量元素代謝異常,其中直接參與抗氧化酶合成的Cu、Se、Zn經(jīng)刺梨治療后在肝內(nèi)的含量增加、尿排泄量減少,表明刺梨可以通過(guò)改善微量元素代謝和機(jī)體抗氧化能力來(lái)減輕砷引起的肝損傷。
刺梨還可以改善砷中毒引起的免疫功能失調(diào)。Dong等[48]研究顯示,砷中毒通過(guò)誘導(dǎo)患者免疫細(xì)胞分化失衡引起免疫失調(diào)和異常炎癥反應(yīng),刺梨果汁干預(yù)后,砷中毒患者Th17數(shù)量和血清IL-17、IL-6水平下降,RORγt、STAT3表達(dá)下調(diào),SOCS3表達(dá)上調(diào),表明刺梨可能通過(guò)IL-6/STAT3通路調(diào)節(jié)免疫功能以減輕炎癥反應(yīng)和治療砷中毒。
以上研究表明,刺梨具有促進(jìn)排砷、抗氧化、調(diào)節(jié)元素代謝和調(diào)節(jié)免疫功能的作用,可有效改善砷中毒引起的肝損傷和炎癥反應(yīng)。
刺梨是一種藥食同源植物,民間使用歷史悠久,現(xiàn)代研究發(fā)現(xiàn)其富含維生素C、SOD、多糖、黃酮、單寧、三萜等多種生物活性物質(zhì),具有降血脂、降血糖、抗凋亡、抗氧化、抗腫瘤、抗炎和排毒等多種生物學(xué)功能,一些活性物質(zhì)的含量是普通水果的數(shù)十倍甚至數(shù)百倍,因此在保健食品、藥物制劑和疾病治療中具有廣闊前景。近20年,一些學(xué)者對(duì)刺梨的化學(xué)成分和生物學(xué)功能及作用機(jī)制進(jìn)行探索,為刺梨的藥用價(jià)值提供證據(jù)。然而,目前針對(duì)刺梨生物學(xué)功能的研究大多采用刺梨果汁或提取物來(lái)進(jìn)行體內(nèi)和體外實(shí)驗(yàn),這些物質(zhì)的化學(xué)成分復(fù)雜,不能明確其某種生物學(xué)功能,鑒于刺梨中的許多化合物已經(jīng)被鑒定出來(lái),今后的研究可通過(guò)提純或人工合成某種化合物來(lái)進(jìn)行體內(nèi)外實(shí)驗(yàn),進(jìn)一步闡明刺梨的生物活性物質(zhì)的功能。