薯蓣皂苷元的研究

张风霞，王新陆，高 聆，赵家军

(1.山东中医药大学附属医院，山东 济南 250011；2.山东大学附属省立医院，山东 济南 250021)

薯蓣皂苷元的研究

张风霞1，王新陆1，高 聆2，赵家军2

(1.山东中医药大学附属医院，山东 济南 250011；2.山东大学附属省立医院，山东 济南 250021)

薯蓣皂苷元具有抗肿瘤、调血脂、改善心脑血管功能、调节免疫、抗血小板聚集等多种药理作用，具有很高的药用价值和开发潜力。

薯蓣皂苷元；药理研究；肿瘤；免疫；血脂

薯蓣是一种常用的中药，属薯蓣科植物，具有健脾消食、祛痰利水、活血舒筋、截疟等功效。薯蓣皂苷元在薯蓣科植物中含量丰富，现代研究证实其具有抗肿瘤、改善心脏功能、调节免疫、抗血小板聚集、降血脂等多种药理作用，现将薯蓣皂苷元药理作用的研究状况总结如下。

1 抗肿瘤

Gao LL等[1]发现薯蓣皂苷元能抑制人肝癌SGC-7901细胞的增殖、凋亡。用薯蓣皂苷元处理过的SGC-7901细胞,出现细胞质减少、细胞相互分离、漂浮、细胞变性等典型的凋亡形态学变化，细胞数在G0/G1期下降,G2/M期的增加。而且细胞周期相关的蛋白cyclin B1和CDK1表达水平下调，caspase-3和细胞色素C上调，细胞内出现钙积聚。认为其机制是薯蓣皂苷元抑制了活化CDK激酶的活性、激活了Ca2+相关的线粒体通路引起SGC-7901在G2/M期的阻滞和凋亡。 Wang X[2]发现食道癌细胞株Kyse510给予薯蓣皂苷元后引起活性氧自由基(ROS)的迅速产生和线粒体介导的通路的凋亡。认为过氧化物酶1(PRD1)和6是薯蓣皂苷元诱导的细胞内高水平ROS导致的细胞凋亡过程中关键的因素。 Raju J[3]发现经薯蓣皂苷元干预的人结肠癌细胞HCT-116细胞的活性和生长力呈剂量依赖性下降。干预24 h后薯蓣皂苷元对该细胞的半抑制浓度近似35 mm，随着薯蓣皂苷元浓度的增加,胆固醇生物合成通路中的限速酶HMGCR的mRNA和蛋白水平的表达均显著的下降。他认为：薯蓣皂苷元通过抑制HCT-116生长及诱导凋亡起作用，而且胆固醇的体内平衡参与了其中。 Chiang CT等[4]发现薯蓣皂苷元能通过调控AKT、mTOR、JUK的磷酸化抑制过度表达的乳腺癌细胞HER2的脂肪酸(FAS)的表达。认为对于过表达HER2的肿瘤,薯蓣皂苷元很可能用作预防和化疗药。 Bian D等[5]给予经IGF-1处理的甲状腺原代细胞不同浓度的薯蓣皂苷元分别作用24、48和72 h，发现IGF-1的增加能引起甲状腺细胞的增殖，薯蓣皂苷元通过阻止细胞停留在GO/G1期抑制甲状腺细胞增殖。 Mu s等[6]用IGF-1培养人的甲状腺原代细胞后，分别用不同浓度的薯蓣皂苷元处理不同时间，结果显示薯蓣皂苷元能通过激活caspase级联反应引起甲状腺原代细胞凋亡，跟时间和剂量成正相关。认为薯蓣皂苷元是一种有前途的治疗GD甲状腺肿的药物。

2 调节血脂

Uemura T[7]以KK-Ay小鼠为模型，观察葫芦巴对于肝脏脂质代谢的影响。小鼠分为3组,对照组给予含脂肪60%的高脂肪饮食,其余两药物组饮食中分别添加了含量为0.5%和2%的葫芦巴，喂养4周，结果显示2%组小鼠的肝脏和血清中TG及脂肪生成基因的mRNA的水平明显低于对照组，用高效液相色谱法把葫芦巴中水解了的皂甙分离成15种成分并检测这些成分对HepG2细胞TG积累的影响，利用液相色谱串联质谱显示活性成分为薯蓣皂苷元,发现5、10 μmol/L薯蓣皂苷元能抑制HepG2细胞TG的积累和脂肪生成基因的表达，并能抑制肝X受体a(LXRa)的反式激活。认为葫芦巴通过降低糖尿病小鼠的肝脏脂类含量来改善血脂紊乱，起作用的有效成分为薯蓣皂苷元。 Son IS等[8]予0.1%或0.5%薯蓣皂苷元高胆固醇喂食大鼠6周后，发现能够降低血浆和肝脏的TC水平，升高血浆HDL-C的水平,同时改善红细胞巴比妥酸反应产物(TBARS)和淋巴细胞DNA的损伤，增加血浆和肝脏总超氧化物歧化酶(SOD)、红细胞谷胱甘肽过氧化物酶、红细胞和肝脏过氧化氢酶活性，表明薯蓣皂苷元能通过改善脂质成分和调节氧化应激改善高胆固醇血症。 Temel RE等[9]人采用野生型和NPCIL1基因敲除小鼠，分别给予或不给予1%薯蓣皂苷元，观察胆汁分泌和肠道吸收对薯蓣皂苷元刺激的粪便中胆固醇排泄的影响，NPCIL1是参与肠道胆固醇吸收的关键蛋白，结果发现薯蓣皂苷元对于野生型和NPCIL1基因敲除小鼠均能增加粪便胆固醇的排泄。对两组大鼠薯蓣皂苷元均能降低肝内和血清胆固醇的水平，并增加肝脏胆固醇的合成。

3 调节免疫

Jung DH[10]将LPS/IFN-a激活的小鼠巨噬细胞给予0.1～10 mmol的薯蓣皂苷元处理后显示:薯蓣皂苷元抑制了炎症介质包括ROS、IL-1、IL-6在转录水平上表达，能降低NF-κB和AP-1的活性，抑制CK2的活化和JNK的磷酸化。从而认为薯蓣皂苷元有免疫抑制的作用。

4 对心血管系统的作用

Jayachandran KS[11]薯蓣皂苷元80 mg/kg喂养大鼠35 d后，用异丙肾上腺素诱导大鼠心梗模型,以血清CK-MB、脂质过氧化物(TBARS)和氢过氧化物(IP)的明显升高作为模型成功的标志，另外心肌组织的膜结合酶Ca2+-ATP酶、Mg2+-ATP酶的活性升高，Na+/K+-ATP酶降低，电解质浓度改变。薯蓣皂苷元处理后显示CK-MB、TBARS、溶酶体水解酶的明显下降、电解质浓度趋于正常，显示薯蓣皂苷元对心梗有保护作用，这种保护作用可能是由于薯蓣皂苷元的抗氧化和潜在的膜稳定性。 宁可永等[12]发现薯蓣皂苷元可扩张正常麻醉犬冠脉血管及外周血管，增加冠脉流量，降低冠脉阻力；改善左室做功和心肌氧利用率，调整心脏血管的顺应性。认为薯蓣皂苷元对犬心脏血流动力学有调整和改善作用。 Gong G[13]发现薯蓣皂苷元能抑制血小板的聚焦和血栓的形成，并延长活化部分凝血酶原时间(APTT)、凝血酶原时间(PT)、凝血酶时间(TT)，还能延长出血时间、凝血时间，呈剂量依赖性。认为薯蓣皂苷元是通过提高抗凝、抗血小板聚集和抗血栓形成等方面来发挥抗血栓作用。

5 对脑血管系统的作用

Chiu CS等[14]用半乳糖造模成衰老小鼠模型，每日分别给予1，5，25和125 mg/kg的薯蓣皂苷元经口服4～6周，Morris水迷宫实验观察小鼠的学习和记忆能力，检测脑内活性物质的水平，结果显示：5，25和125 mg/kg的薯蓣皂苷元能明显的改善小鼠的学习和记忆能力，并能增强脑内SOD和GSH-Px的活性,降低脑内MDA的水平。认为薯蓣皂苷元有可能成为认知障碍的有效药物，与增强了内源性抗氧化酶的活性有关。 Ho YJ等[15]将Wister大鼠切除卵巢(OVX)后，每日喂养不同剂量的薯蓣皂苷元，23、24 d后通过高架十字迷宫实验和习得性无助实验观察大鼠的类似焦虑和不安行为，检测脑内的IL-2水平,结果显示薯蓣皂苷元治疗能影响OVX大鼠脑内的IL-2水平和高度焦虑状态的大鼠的焦虑行为，而低水平焦虑状态则没有明显作用。

6 其他

江洋珍等[16]通过研究薯蓣皂苷元对大鼠原代成骨细胞(OB)增值、分化及护骨素(OPG)和核因子κB受体活化因子配体(RANKL)mRNA表达的影响，以探讨薯蓣皂苷元防治人类骨质疏松症的作用，实验结果显示不同浓度的薯蓣皂苷元对OB影响成抑制或促进增值作用，OB经适宜浓度的薯蓣皂苷元(3.64×10-8～3.64×10-7mol/L)处理3 d,可以明显促进OB的增殖；处理7 d可以明显OB分化，同时能显著上调细胞内OPG/RANKL，认为薯蓣皂苷元可通过调控OPG和RANKL mRNA的表达而抑制破骨细胞的形成，减少骨吸收。

7 小结

根据上述研究资料，薯蓣皂苷在诸多方面都有着明显的优势，这些研究虽然已经取得了一定进展，但在实际的研究过程中仍存在一些问题：1)研究多数还处于动物实验阶段，临床应用的报道较少；2)药理作用研究相对局限，不够深入；3)个案研究报道较多，缺乏大规模的样本研究。今后应该在目前的研究基础上，加大加深，并扩大样本量，以期更高的药用价值和开发潜力，为临床疾病带来新的希望。

[1]Gao LL,Li FR,Jiao P,et al.Paris chinensis dioscin induces G2/M cell cycle arrest and apoptosis in human gastric cancer SGC-7901 cells[J].World J Gastroenterol,2011,17(39):4389-4395.

[2]Wang X,Cheng Y,Wang N,et al.Dioscin induces cancer cell apoptosis through elevated oxidative stress mediated by downregulation of peroxiredoxins [J].Cancer BIOLTher,2012,13(3):138-147.

[3]Raju J,Bird RP.Diosgenin,a naturally occurring steroid(corrected)saponin suppresses 3-hydroxy-3-methylglutaryl CoA reductase expression and induces apoptosis in HCT-116 human colon carcinoma cells[J].Cancer Lett,2007,255(2):194-204.

[4]Chiang CT,Way TD,Tsai SJ,et al.Diosgenin,a naturally occurring steroid,suppresses fatty acid synthase expression in HER2-overexpressing breast cancer cells through modulating Akt,mTOR and JNK phosphorylation[J].FEBS Lett,2007,581(30):5735-5742.

[5]Bian D,Li Z,Ma H,et al.Effects of diosgenin on cell proliferation induced by IGF-1 in primary human thyrocytes[J].Arch Pharm Res,2011,34(6):997-1005.

[6]Mu s,Tian X,Ruan Y,et al.Diosgenin induces apoptosis in IGF-1-stimulated human thyrocytes through two caspase-dependent pathways[J].Biochem Biophys Res Commun,2012,418(2):347-52.

[7]Uemura T,Goto T,Kang MS,et al.Diosgenin,the main aglycon of fenugreek,inhibits LXRα activity in HepG2 cells and decreases plasma and hepatic triglycerides in obesediabetic mice[J].JNutr,2011,141(1):17-23.

[8]Son IS,Kim JH,Sohn H Y,et al.Antioxidativ and hypolipidemic effects of diosgenin,asteroidal saponin of yam ( dioscorea spp.) on high-cholesterol fed rats[J].Biosci Bio technol Biochem,2007,71(12):3063-3071.

[9]Temel RE,Brown JM ,Ma Y,et al.Diosgenin stimulation of fecal cholester olex cretion in mice is not NPC1L1 dependent [J].J Lipid Res,2009,50(5):915-923.

[10]Jung DH,Park HJ,Byun HE,et al.Diosgenin inhibits macrophage-derived inflammatory mediators through downregulation of CK2,JNK,NF-kappaB and AP-1 activation[J].Int Immunopharmacol,2010,10(9):1047-1054.

[11]Jayachandran KS,Vasanthi HR,Rajamanickam GV.Antilipoperoxidative and membrane stabilizing effect of diosgenin,in experimentally induced myocardial infarction[J].Mol Cell Biochem,2009,327(1-2):203-210.

[12]宁可永,高会丽,李贻奎,等.薯蓣皂苷元对正常麻醉犬心脏血流动力学的影响[J].中药新药与临床药理,2007,18(6):421-424.

[13]Gong G,Qin Y,Huang W.Anti-thrombosis effect of diosgenin extract from Dioscorea zingiberensis C.H.Wright in vitro and in vivo[J].Phytomedicine,2011,18(6):458-463.

[14]Chiu CS,Chiu YJ,Wu LY,et al.Diosgenin ameliorates cognition deficit and attenuates oxidative damage in senescent mice induced by D-galactose.[J]Am J Chin Med,2011,39(3):551-563.

[15]Ho YJ,Tai SY,Pawlak CR,et al.Behavioral and IL-2 responses to diosgenin in ovariectomized rats[J].Chin J Physiol,2012,55(2):91-100.

[16]江洋珍,王俊俊,梁继超,等.薯蓣皂苷元对大鼠成骨细胞增殖、分化及OPG/RANKL mRNA表达的影响[J].中华中医药杂志,2010,25 (1):134-136.

R285

A

1003-5699(2013)01-0075-03

2012-12-21)

张风霞,女，博士后，主治医师。研究方向:心脑血管及血脂代谢的研究。