白藜芦醇在炎症性肠病中的研究进展*

李 平 林 琳

南京医科大学第一附属医院消化内科(210029)

炎症性肠病(inflammatory bowel disease, IBD)是一类病因不明的肠道慢性非特异性炎症性疾病，主要包括溃疡性结肠炎(ulcerative colitis, UC)和克罗恩病(Crohn’s disease, CD)。目前普遍认为IBD的发病是感染、免疫、遗传、环境等多种因素综合作用的结果，其发病机制可概括为：环境因素作用于遗传易感者，引起肠道免疫反应亢进。针对上述发病机制，目前临床上治疗IBD的主要方法为抗炎和免疫调节。

白藜芦醇(resveratrol, RSV)作为一种提取自红葡萄酒的天然多酚类化合物，具有抗氧化、抗炎、抗肿瘤、抗纤维化等多种生物学活性，可在多个系统的疾病中发挥积极作用。RSV在IBD中的应用是近十年来的研究热点之一，可能作为新型IBD辅助治疗药物[1]。本文就RSV在IBD中的研究进展作一综述。

一、IBD的发病机制和临床治疗

1. 发病机制：除感染、遗传、环境因素外，免疫因素一直被认为在IBD的发生中起极为重要的作用，广为接受的理论是在遗传易感宿主中，黏膜免疫与肠道菌群之间的平衡被破坏，肠上皮屏障功能障碍以及黏膜免疫系统产生的过量促炎细胞因子、黏附分子、活性氧代谢物等进一步加剧免疫反应紊乱，导致组织损伤[2]。

黏膜免疫缺陷是IBD发病机制中的重要环节。核转录因子NF-κB是IBD时肠道内众多免疫和炎症反应相关基因诱导表达的关键调控因子，可促进多种促炎介质基因表达，影响炎症进程[3]。一氧化氮(NO)是一种重要的生物学介质，可调节多种胃肠黏膜基本功能，如维持足够的灌注量、调节微血管和上皮通透性、调节免疫反应等[4]。一氧化氮合酶(NOS)是NO合成的限速酶，分为组成性(cNOS)和诱导性(iNOS)两种，其中iNOS在炎症状态下可催化合成大量NO，且合成的NO持续作用时间最长。现有证据表明iNOS合成的NO参与了UC时炎症反应的起始和维持，活动性UC患者肠黏膜中NOS活性增强、NO合成增多，导致黏膜血管扩张、通透性增加、动力障碍和组织损伤[4-6]。

2. 临床治疗：针对IBD的发病机制，目前其治疗方法主要为抗炎和免疫调节，治疗目的是控制症状，维持缓解，预防复发。临床常用药物包括氨基水杨酸制剂、糖皮质激素、免疫抑制剂、抗菌药物、生物制剂[如肿瘤坏死因子-α(TNF-α)抗体英夫利西单抗]，其中氨基水杨酸制剂、糖皮质激素可抑制NF-κB活性，而生物制剂主要是针对在IBD发生过程中起重要作用的细胞因子或细胞因子受体，通过阻断其下游信号转导抑制炎症反应。

临床上针对IBD并发症的药物很少，尤其是对于CD患者。反复发作的慢性炎症和组织过度修复造成肠壁纤维化和肠腔狭窄，常并发瘘管、肠梗阻，严重影响患者生活质量。抗炎和免疫抑制剂仅针对病因治疗，不能改变疾病的自然进程和阻断上述并发症。虽有报道抗菌药物如甲硝唑、喹诺酮类对CD瘘管有一定疗效，但迄今尚无较理想的药物能控制纤维化。对于严重纤维化狭窄的CD患者，最终只能采取手术切除。

二、RSV的一般特性和作用

RSV是从红葡萄酒中提取得到的一种天然多酚类化合物，根据其化学结构可分为顺式和反式两种，发挥作用的主要是反式结构，是红葡萄酒抗氧化、抗衰老作用最重要的功效成分。此外，RSV还是NAD+依赖的组蛋白去乙酰化酶SIRT1(silent mating type information regulation-1)激动剂，可通过激活SIRT1发挥模拟热量限制、改善健康水平、干预衰老进程的作用。临床前和临床研究证实，RSV能阻断或延缓多种年龄相关疾病的进程，如癌症、冠心病、神经退行性疾病(如阿尔茨海默病)、糖尿病、肺部疾病等，发挥对心脏、神经等的保护作用。众多细胞和动物水平的实验研究亦表明RSV具有抗衰老、抗肿瘤(化学预防)、抗炎、抗氧化特性。现阶段，RSV仅作为膳食补充剂、营养品、保健品上市，富含RSV的食物被推荐用于缓解心血管疾病、降低血脂、延缓衰老等[7-8]。

除上述作用外，RSV的抗纤维化作用亦逐渐受到关注。研究发现RSV具有抗心肌纤维化作用[9]，其在肾[10]、肺[11]、肝纤维化[12]中的作用亦有研究报道。近十年来，RSV在IBD中的作用引起广泛关注。RSV在IBD中的作用主要包括抗炎和抗纤维化两个方面，而炎症与纤维化过程又是密不可分的，两者间存在相互作用，如炎症过程中产生的转化生长因子-β(TGF-β)可通过TGF-β/Smad信号通路参与纤维化过程。

三、RSV在IBD中的作用

1. 抗炎作用：RSV主要通过抑制炎症信号通路发挥非特异性抗炎作用。尽管体内炎症信号错综复杂，但尚未见RSV具有免疫抑制作用的报道。

已证实NF-κB活化在IBD炎症反应中发挥重要作用，因此抑制NF-κB活性是IBD抗炎治疗的重要策略之一。各种刺激因素如氧化应激、细胞因子[白细胞介素-1(IL-1)、IL-6、TNF-α]、细菌、病毒等均能使NF-κB易位进入胞核并活化[13]；此外，NF-κB活性尚受到SIRT1去乙酰化作用的调节。SIRT1能与NF-κB的RelA/p65亚基相互作用，使之在Lys310位点去乙酰化而抑制其转录活性[14]。因此，RSV作为SIRT1激动剂，能通过激活SIRT1、进而抑制NF-κB活性而发挥抗炎作用。2010年Singh等[15]报道，在葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导的小鼠结肠炎模型中，SIRT1表达降低，NF-κB活性增高，而给予RSV能显著逆转上述改变，证实RSV可通过上调结肠免疫细胞中的SIRT1表达、进而抑制NF-κB活性而发挥对结肠炎的保护作用。

NO在UC炎症过程中起双重作用，即既有保护作用，又有杀伤毒性和促炎作用。在炎症初期，NO可抑制活化的巨噬细胞和T细胞功能，并能抑制血小板聚集，防止血栓形成，同时抑制髓过氧化物酶活性，保护上皮屏障，促进上皮修复。随着炎症的发展，大量NO一方面通过伴随产生的自由基损伤组织，另一方面启动机体免疫防御系统，如巨噬细胞、中性粒细胞，抑制靶细胞DNA复制，或介导细胞内信号转导，降低靶细胞内cAMP/cGMP比例，激活自然杀伤细胞(NK细胞)、淋巴因子激活杀伤细胞(LAK细胞)，直接增强其细胞毒性。如上述作用过强，可造成正常组织损伤。早在1999年即有文献报道，在经脂多糖(LPS)激活的巨噬细胞中，RSV能下调NF-κB活性，从而显著抑制iNOS表达和NO产生[16]。2000年Chan等[17]对活化巨噬细胞的研究再次证实RSV对iNOS活性和NO产生具有抑制作用。2007年Ergün等[18]报道，在大鼠坏死性小肠结肠炎模型中，肠内给予RSV能显著降低肠上皮内iNOS活性并减轻肠黏膜损伤，维持黏膜结构的完整性。2009年Youn等[19]报道，在DSS诱导的小鼠结肠炎模型中，口服RSV能抑制iNOS表达以及NF-κB、STAT3和ERK活化，进而影响下游促炎细胞因子产生，减轻炎症损伤。

总结上述研究结果，RSV对IBD的抗炎作用与抑制NF-κB活性密不可分，可通过抑制NF-κB活性而降低iNOS表达和NO产生。

环氧合酶-2(COX-2)是一种在炎症反应中发挥重要作用的诱导酶，是参与IBD发生、发展的重要炎症介质之一。氨基水杨酸制剂治疗IBD的作用机制之一即为抑制COXs和5-脂氧合酶(5-LOX)，从而抑制花生四烯酸催化合成前列腺素(PGs)。2004年Martín等[20]首次在急性结肠炎动物模型中证实了RSV的保护作用。该研究发现，在三硝基苯磺酸(TNBS)诱导的大鼠急性结肠炎模型中，给予RSV可通过抑制氧化损伤和刺激凋亡而减轻炎症损伤，RSV能降低结肠黏膜COX-2表达和PGD2含量，但对具有黏膜保护作用的PGE2含量增高无明显影响。2006年该研究小组进一步的研究发现RSV亦能减轻大鼠TNBS慢性结肠炎模型的炎症损伤，其可减轻氧化损伤，使降低的结肠黏膜PGE2含量恢复至基线水平，抑制COX-2和NF-κB p65表达，并诱导结肠细胞凋亡[21]。

2. 抗纤维化作用：除抗炎作用外，RSV在IBD中还具有抗纤维化作用。肠壁纤维化、肠腔狭窄为CD常见并发症，其发生机制与其他系统或器官的纤维化类似，主要是由肠道慢性透壁性炎症以及间质细胞、细胞因子与局部浸润的炎症细胞相互作用，引起间质细胞增生和胶原等细胞外基质过度沉积所致[22]。RSV在其他脏器中的抗纤维化作用已有一些报道[9-12]，关于RSV抗肠壁纤维化的研究则较少。2012年有两篇文献分别报道了RSV在细胞水平和动物水平的抗肠壁纤维化作用。Garcia等[23]以RSV干预体外分离培养的正常大鼠结肠平滑肌细胞，发现RSV能阻滞细胞周期，诱导细胞凋亡，从而减少平滑肌细胞数量，并使细胞中的Ⅰ型胶原蛋白和Ⅰ、Ⅲ型前胶原mRNA表达显著下调；此外，RSV尚能阻断TGF-β1和胰岛素样生长因子-Ⅰ(IGF-Ⅰ)刺激引起的细胞增殖和胶原合成。Rahal等[24]发现在肽聚糖-多糖诱导的大鼠CD模型中，RSV能降低促炎细胞因子(IL-1β、IL-6、TNF-α、TGF-β1)、Ⅰ、Ⅲ型前胶原和IGF-Ⅰ mRNA表达。两项研究结果均提示RSV对IBD具有抗纤维化作用。

四、饮食补充RSV的实验研究

2009年Larrosa等[25]进行的动物实验予大鼠每日补充饮食剂量的RSV(1 mg/kg，人类等效剂量)，连续25 d，最后5 d以DSS诱导结肠炎，结果显示RSV能增加肠道有益菌数量，保护肠黏膜结构，并降低结肠黏膜PGE2、COX-2、前列腺素E合酶(PGES)、NO含量，表明服用富含RSV的营养品即可对肠道炎症产生保护作用。2010年Sánchez-Fidalgo等[26]亦报道，予小鼠饮食补充RSV(20 mg/kg) 30 d，继以DSS诱导急性结肠炎并进展至慢性期，与未补充RSV的模型小鼠相比，RSV组小鼠临床症状显著减轻，疾病活动指数和炎症评分改善，死亡率降低，促炎细胞因子TNF-α、IL-1β表达持续下调，抗炎细胞因子IL-10表达持续上调，PGES1、COX-2、iNOS表达均降低。然而，RSV进入机体后即被快速代谢分解，到达结肠黏膜发挥作用的RSV显著减少，对结肠黏膜的保护作用减弱，用于IBD的治疗有一定局限性。2010年Larrosa等[27]应用小鼠DSS结肠炎模型，探讨了RSV前体药物的作用，结果显示极低剂量的RSV前体药物即能预防结肠炎症状并显著改善疾病活动度，其作用机制包括：①防止RSV快速代谢，使更多的RSV到达结肠黏膜；②恢复黏膜屏障功能，预防腹泻，促进到达结肠黏膜的RSV发挥作用。

五、总结与展望

IBD发病机制复杂，涉及微生物学、免疫学、遗传学等多个学科。研究IBD发病机制的目的在于寻求特异性药物以阻断疾病进程，或从根本上预防其发生，针对IBD并发症的治疗亦逐渐受到重视。

综上所述，RSV在IBD中的作用主要体现在两个方面：一方面是抗炎，主要是非特异性抗炎作用，RSV可通过影响NF-κB活性降低促炎细胞因子以及NO、COX-2等其他炎症介质表达。除RSV外，还有很多多酚类化合物具有减轻IBD炎症损伤的作用，如四羟反式茋(piceatannol)[19]。另一方面是抗纤维化作用，RSV可抑制促纤维化因子TGF-β1、IGF-Ⅰ表达和细胞外基质合成，具体分子机制尚不清楚，相关研究报道亦较少。RSV作为SIRT1激动剂，是否能以及如何通过激活SIRT1及其下游信号通路发挥抗纤维化作用，有待进一步研究。此外，RSV还具有抑制由IGF-Ⅰ诱导的肿瘤细胞迁移、侵袭以及由表皮生长因子(EGF)诱导的上皮-间质转换(epithelial-to-mesenchymal transition, EMT)的作用[28-29]。近年研究表明，EMT也是肠壁纤维化时成纤维细胞的重要来源之一，可能参与了肠壁纤维化的形成[30]。因此，RSV是否能通过抑制肠上皮细胞发生EMT而抑制纤维化进程亦为后续研究的方向。深入探讨RSV在IBD中的抗炎、抗纤维化作用及其机制，将为其在IBD临床治疗中的应用奠定理论基础，并为相关新药的开发提供新思路。

1 Clarke JO, Mullin GE. A review of complementary and alternative approaches to immunomodulation[J]. Nutr Clin Pract, 2008, 23 (1): 49-62.

2 Torres MI, Rios A. Current view of the immunopatho-genesis in inflammatory bowel disease and its implications for therapy[J]. World J Gastroenterol, 2008, 14 (13): 1972-1980.

3 Atreya I, Atreya R, Neurath MF. NF-kappaB in inflammatory bowel disease[J]. J Intern Med, 2008, 263 (6): 591-596.

4 Kolios G, Valatas V, Ward SG. Nitric oxide in inflammatory bowel disease: a universal messenger in an unsolved puzzle[J]. Immunology, 2004, 113 (4): 427-437.

5 Boughton-Smith NK, Evans SM, Hawkey CJ, et al. Nitric oxide synthase activity in ulcerative colitis and Crohn’s disease[J]. Lancet, 1993, 342 (8867): 338-340.

6 Middleton SJ, Shorthouse M, Hunter JO. Increased nitric oxide synthesis in ulcerative colitis[J]. Lancet, 1993, 341 (8843): 465-466.

7 Mullin GE. Red wine, grapes, and better health -- resveratrol[J]. Nutr Clin Pract, 2011, 26 (6): 722-723.

8 Smoliga JM, Baur JA, Hausenblas HA. Resveratrol and health -- a comprehensive review of human clinical trials[J]. Mol Nutr Food Res, 2011, 55 (8): 1129-1141.

9 Olson ER, Naugle JE, Zhang X, et al. Inhibition of cardiac fibroblast proliferation and myofibroblast differentiation by resveratrol[J]. Am J Physiol Heart Circ Physiol, 2005, 288 (3): H1131-H1138.

10 Li J, Qu X, Ricardo SD, et al. Resveratrol inhibits renal fibrosis in the obstructed kidney: potential role in deacetylation of Smad3[J]. Am J Pathol, 2010, 177 (3): 1065-1071.

11 Akgedik R, Akgedik S, KaramanlH, et al. Effect of resveratrol on treatment of bleomycin-induced pulmonary fibrosis in rats[J]. Inflammation, 2012, 35 (5): 1732-1741.

12 Chávez E, Reyes-Gordillo K, Segovia J, et al. Resveratrol prevents fibrosis, NF-kappaB activation and TGF-beta increases induced by chronic CCl4 treatment in rats[J]. J Appl Toxicol, 2008, 28 (1): 35-43.

13 Dijkstra G, Moshage H, Jansen PL. Blockade of NF-kappaB activation and donation of nitric oxide: new treatment options in inflammatory bowel disease[J]? Scand J Gastroenterol, 2002, Suppl (236): 37-41.

14 Yeung F, Hoberg JE, Ramsey CS, et al. Modulation of NF-kappaB-dependent transcription and cell survival by the SIRT1 deacetylase[J]. EMBO J, 2004, 23 (12): 2369-2380.

15 Singh UP, Singh NP, Singh B, et al. Resveratrol (trans-3,5,4’-trihydroxystilbene) induces silent mating type information regulation-1 and down-regulates nuclear transcription factor-kappaB activation to abrogate dextran sulfate sodium-induced colitis[J]. J Pharmacol Exp Ther, 2010, 332 (3): 829-839.

16 Tsai SH, Lin-Shiau SY, Lin JK. Suppression of nitric oxide synthase and the down-regulation of the activation of NFkappaB in macrophages by resveratrol[J]. Br J Pharmacol, 1999, 126 (3): 673-680.

17 Chan MM, Mattiacci JA, Hwang HS, et al. Synergy between ethanol and grape polyphenols, quercetin, and resveratrol, in the inhibition of the inducible nitric oxide synthase pathway[J]. Biochem Pharmacol, 2000, 60 (10): 1539-1548.

18 Ergün O, Ergün G, Oktem G, et al. Enteral resveratrol supplementation attenuates intestinal epithelial inducible nitric oxide synthase activity and mucosal damage in experimental necrotizing enterocolitis[J]. J Pediatr Surg, 2007, 42 (10): 1687-1694.

19 Youn J, Lee JS, Na HK, et al. Resveratrol and piceatannol inhibit iNOS expression and NF-kappaB activation in dextran sulfate sodium-induced mouse colitis[J]. Nutr Cancer, 2009, 61 (6): 847-854.

20 Martín AR, Villegas I, La Casa C, et al. Resveratrol, a polyphenol found in grapes, suppresses oxidative damage and stimulates apoptosis during early colonic inflammation in rats[J]. Biochem Pharmacol, 2004, 67 (7): 1399-1410.

21 Martín AR, Villegas I, Sánchez-Hidalgo M, et al. The effects of resveratrol, a phytoalexin derived from red wines, on chronic inflammation induced in an experimentally induced colitis model[J]. Br J Pharmacol, 2006, 147 (8): 873-885.

22 Burke JP, Mulsow JJ, O’Keane C, et al. Fibrogenesis in Crohn’s disease[J]. Am J Gastroenterol, 2007, 102 (2): 439-448.

23 Garcia P, Schmiedlin-Ren P, Mathias JS, et al. Resveratrol causes cell cycle arrest, decreased collagen synthesis, and apoptosis in rat intestinal smooth muscle cells[J]. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol, 2012, 302 (3): G326-G335.

24 Rahal K, Schmiedlin-Ren P, Adler J, et al. Resveratrol has antiinflammatory and antifibrotic effects in the peptidoglycan-polysaccharide rat model of Crohn’s disease[J]. Inflamm Bowel Dis, 2012, 18 (4): 613-623.

25 Larrosa M, Yaéz-Gascón MJ, Selma MV, et al. Effect of a low dose of dietary resveratrol on colon microbiota, inflammation and tissue damage in a DSS-induced colitis rat model[J]. J Agric Food Chem, 2009, 57 (6): 2211-2220.

26 Sánchez-Fidalgo S, Cárdeno A, Villegas I, et al. Dietary supplementation of resveratrol attenuates chronic colonic inflammation in mice[J]. Eur J Pharmacol, 2010, 633 (1-3): 78-84.

27 Larrosa M, Tomé-Carneiro J, Yáez-Gascón MJ, et al. Preventive oral treatment with resveratrol pro-prodrugs drastically reduce colon inflammation in rodents[J]. J Med Chem, 2010, 53 (20): 7365-7376.

28 Tang FY, Su YC, Chen NC, et al. Resveratrol inhibits migration and invasion of human breast-cancer cells[J]. Mol Nutr Food Res, 2008, 52 (6): 683-691.

29 Vergara D, Valente CM, Tinelli A, et al. Resveratrol inhibits the epidermal growth factor-induced epithelial mesenchymal transition in MCF-7 cells[J]. Cancer Lett, 2011, 310 (1): 1-8.

30 Flier SN, Tanjore H, Kokkotou EG, et al. Identification of epithelial to mesenchymal transition as a novel source of fibroblasts in intestinal fibrosis[J]. J Biol Chem, 2010, 285 (26): 20202-20212.