甘草及其有效成分对免疫系统调节作用研究进展

王新绘， 李金耀， 刘晓颖， 李 冠*

（1.新疆大学生命科学与技术学院，新疆乌鲁木齐830046；2.新疆大学资源与环境科学学院，新疆乌鲁木齐830046）



甘草及其有效成分对免疫系统调节作用研究进展

王新绘1， 李金耀1， 刘晓颖2， 李 冠1*

（1.新疆大学生命科学与技术学院，新疆乌鲁木齐830046；2.新疆大学资源与环境科学学院，新疆乌鲁木齐830046）

摘要:甘草是一种补益中草药，含有多种有效成分，随着分离、纯化技术的发展，多种有效成分被分离、鉴定。大量的研究证明甘草粗提物及其有效成分对免疫系统具有调节作用，包括免疫增强和免疫抑制；对免疫细胞的成熟状态及活性也具有显著的影响；部分研究对这些有效成分的作用机理进行了探讨，本文对近期的相关研究进展进行了总结。关键词:甘草；免疫调节；免疫细胞；作用机理

dol:10.3969/j.issn.1001-1528.2016.02.034

中草药已经有几千年的应用历史，用于治疗各种疾病，包括肿瘤、感染、自身免疫疾病等。越来越多的研究证明中草药及其有效成分可以调节免疫系统，包括固有免疫系统和获得性免疫系统。甘草是一种补益中草药，具有多种药效，包括抗炎症、抗病毒、抗微生物、抗氧化、抗癌、免疫调节和保肝等［1-3］。2010版国家药典认定的甘草包括三种:豆科植物甘草Glycyrrhiza uralensis Fisch.（也称为乌拉尔甘草）、胀果甘草Glycyrrhiza inflate Bat.和光果甘草Glycyrrhiza glabra L.。甘草含有多种成分，包括三萜皂苷类（triterPene saPonins）、黄酮类（flavonoids）、异黄酮类（isoflavonoids）以及多糖（Po1ysaccharides）等［1］。本文对甘草及其有效成分对免疫系统的调节作用的近期研究进展进行了综述。

1 甘草提取物

甘草提取物含有多种有效成分，因此具有多重免疫调节功能，包括免疫增强和免疫抑制。Katayama等发现用甘草喂食猪可以增强唾液中IgA的水平［4］。甘草粗提物可以抑制人肝细胞瘤的生长，增强人B细胞白细胞介素-6（inter1eukin-6: IL-6）和肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factora1Pha，TNF-α）的表达［3］。新的研究发现甘草提取物通过提高肿瘤抑制基因P53和P27的表达，降低细胞周期相关基因的表达来抑制乳腺癌细胞MCF-7的增殖［2］。以上这些研究显示了甘草提取物可以增强免疫反应或激活免疫细胞。然而，另一研究表明，甘草提取物抑制了小鼠记忆性Th2 型T细胞中IL-4和IL-5的表达，人肺成纤维细胞（human 1ung fibrob1ast ce11s）嗜酸细胞活化趋化因子（eotaxin-1）的分泌［5］，推测对哮喘起着一定的治疗作用。

2 甘草素

甘草素（g1ycyrrhizin）是甘草的主要活性成分之一，属于三萜皂苷类化合物，具有多种药物功效，包括抗炎症、抗过敏、抗病毒和治疗慢性肝炎，抑制肿瘤的生长和肿瘤血管再生，并具有抗氧化活性［6-9］。研究表明甘草素能够增加IL-2的表达，增强脂多糖（1iPoPo1ysaccharides，LPS）诱导的巨噬细胞IL-12的产生，上调核转录因子（nuc1ear factor kaPPa B，NF-κB）的活性［10-11］。甘草素也可以增强树突状细胞（DC）表面分化抗原CD80、CD86和主要组织相容性复合体II（MHC II）的表达，提高IL-12的产生；增强同种异体T细胞的增殖，提高干扰素-γ（IFN-γ）和IL-10的表达，降低IL-4的表达，促进1型辅助性T细胞（Th1）免疫反应［12］。然而，最近的研究表明乌拉尔甘草的代表性成分甘草素抑制了LPS激活的巨噬细胞（RAW264.7）中的钟样受体（to11-1ike recePtor，TLR）4信号通路，减少了炎症因子IL-6和TNF-α的表达；同时可以抑制小鼠体内LPS诱导的TNF-α的表达［9］。进一步研究发现，甘草素抑制了NF-κB、c-Jun氨基端激酶（c-Jun N-termina1 kinase，JNK）、丝裂原激活蛋白激酶（P38）和细胞外调节蛋白激酶（extrace11u1ar regu1ated Protein kinases，ERK）的活性；甘草素抑制了LPS-TLR4/MD-2复合体的形成，从而阻止TLR4形成二聚体［9］。这些研究表明甘草素具有不同的免疫调节功能，这可能与实验体系或实验条件的不同有关，如所研究的对象（细胞或机体）处于什么活性状态，有无炎症反应等；需要进一步的实验研究甘草素的免疫调节功能。

3 甘草酸/甘草次酸

甘草酸（g1ycyrrhizic acid）是甘草提取物中的一类三萜类化合物，由葡萄糖醛酸（g1ucuronic acid）和甘草次酸（g1ycyrrhetinic acid）组成，具有抗炎症、抗氧化、抗肿瘤、抗微生物、抗病毒及免疫调节等作用［13-15］。腹腔注射甘草酸增加了BALB/c小鼠白细胞的数量，增强了抗原特异性的抗体水平，但是抑制了迟发型超敏反应（de1ayed tyPe hy-Persensitivity reaction，DTH）［16］。腹腔注射甘草酸增加了C57BL/6肿瘤小鼠自然杀伤细胞（natura1 ki11er ce11，NK）的活性，增强了抗体依赖型细胞介导的杀伤活性（antibody dePendent ce11mediated cytotoxicity，ADCC）和抗体依赖型补体介导的杀伤活性（antibody-dePendent comP1ement-mediated cytotoxicity，ACC）；降低了粒细胞巨噬细胞刺激因子（granu1ocyte-macroPhage co1ony stimu1ating factor，GM-CSF）和IL-6的水平，增加了IL-2的水平［17］。另有研究表明，甘草酸抑制了卵清白蛋白（OVA）诱导的气道阻力和嗜酸性粒细胞的增加；恢复了支气管肺泡灌洗液中IL-4、IL-5 和IL-13的水平，增加了IFN-γ的水平；减轻了肺部和气道组织中嗜酸性粒细胞的浸润，显著增加了CD4+CD25+FoxP3+调节性T细胞（regu1atory T ce11s）的数量［18］。这些研究结果说明了甘草酸具有不同的免疫调节功能。

甘草次酸具有抗肿瘤、抗病毒和免疫调节等活性。研究发现甘草次酸可以诱导小鼠巨噬细胞TLR-4的表达，并上调了其下游信号分子的表达，如髓样分化因子（mye1oid differentiation factor88，MyD88），IFN-β和IL-6［19］。作为疫苗佐剂增强了T细胞增殖活性，提高了抗体水平，IgG2a/ IgG1的比例和IFN-γ的表达，增强了Th1型免疫反应［20］。然而，另一项研究表明，甘草次酸降低了LPS诱导的CD80、CD86、和MHC I/II的表达和IL-12的产生，抑制了DC的成熟和Th1型免疫反应［21］。说明在不同条件下，同一成分具有不同的免疫调节功能，如在正常情况下，甘草次酸可以增强免疫反应；在炎症反应状态下，甘草次酸可以抑制过激的炎症反应。

4 甘草黄酮

甘草黄酮包括多种化合物，如异甘草素（iso1iquiritigenin）、甘草查耳酮（1icocha1cone）、光甘草定（g1abridin）、甘草黄素（1iquiritigenin）等，具有抗病毒、抗微生物、抗氧化及抗炎症等作用。异甘草素是一种具有查耳酮结构的黄酮，是乌拉尔甘草的一种活性成分，具有多种生物学特性，包括抗血小板凝聚、抗过敏和抗肿瘤等［9，22］。异甘草素能够抑制LPS诱导的诱导型一氧化氮合酶（induced nitric oxide，iNOS）和环氧化酶-2（cyc1ooxygenase-2，COX-2）的表达，其作用是通过降低NF-κB的活性，包括核因子κB抑制物激酶α（IκB kinase，IKK），细胞外信号调节激酶1/2（ERK1/2）和P38的磷酸化水平［23］。进一步的研究表明，异甘草素通过阻止TLR4形成二聚体从而抑制了TLR4信号通路，进而抑制了NF-κB的活性［9］。甘草黄素能够增强CD4+T细胞免疫反应，提高IFN-γ和IL-2的表达，保护小鼠抵抗播散性念珠菌病，但甘草黄苷（1iquiritin）没有这样的效应［24］。异甘草素和甘草黄素能够降低记忆性Th2细胞（D10细胞）产生的IL-4和IL-5水平，抑制了D10细胞的增殖活性［25］。甘草查耳酮A具有抗炎症功能，能够显著降低LPS诱导的TNF-α、IL-6及IL-1β的表达水平，减轻LPS诱导的急性肺部损伤，减少炎症细胞的浸润，这些作用是通过抑制NF-κB的活性及P38/ERK MAPK信号通路实现的［26］。最新的研究表明，甘草查耳酮A抑制了实验性自身免疫性脑脊髓炎（exPerimenta1 autoimmune encePha1omye1itis，EAE）小鼠细胞中H2O2、NO、IFN-γ、TNF-α和IL-17的产生，减轻了EAE的临床症状［27］。甘草查耳酮C通过NF-κB降低了iNOS的表达及活性，调控了抗氧化网络，减轻了LPS-IFN-γ诱导的炎症反应［28］。光甘草定（g1abridin），一种甘草黄酮，是甘草的活性成分之一，可以减少小鼠肠炎模型的死亡率，抑制体重的丢失，减轻临床症状，改善结肠的结构，降低髓过氧物酶（mye1oPeroxidase）活性、NO的产生和促炎因子的产生，通过其抗炎症反应特性治疗肠炎［29］。

5 甘草多糖

甘草多糖具有多种功能，包括免疫调节、吞噬作用、抗补体、抗病毒以及抗肿瘤等。甘草多糖通过调控P53/ PI3K/AKT信号通路，抑制了裸鼠肝细胞癌的形成，增加了肝癌细胞的凋亡，抑制了肝癌细胞的增殖［30］。He等研究发现甘草多糖降低了Treg的数量，下调了FoxP3和IL-10的表达，上调了IL-2和IL-12的表达，从而抑制了肿瘤的生长［31］。光果甘草多糖可以增强肥胖小鼠的免疫活性和抗氧化酶的活性［32］。甘草多糖能够增强卵清蛋白诱导产生的抗体水平以及IFN-γ的表达，增强了机体的免疫反应［33］。乌拉尔甘草多糖可以增加巨噬细胞的胞饮活性，NO、IL-1、IL-6和IL-12的产生［34］。甘草多糖可以增强DC表面CD80、CD86和MHC II的表达，提高IL-12的产生，增强同种异体T细胞的增殖和IFN-γ的表达；甘草多糖促进DC的成熟部分依赖于TLR4、NF-κB、P38 MAPK和JNK［35］。

6 其它成分

甘草的不同成分具有不同功能，包括抗氧化，抗炎症，免疫增强和免疫抑制等。乌拉尔甘草皂苷作为OVA蛋白佐剂可以增强脾脏细胞的增殖活性，OVA特异性的抗体水平［36］。光果甘草皂苷作为柔嫩艾美球虫（Eimeria tenella）抗原的佐剂增强了抗体水平，并且具有保护功能［37］。乌拉尔甘草醇（g1ycyro1）通过抑制钙依赖磷酸酶（ca1cineurin）的活性抑制免疫活性，可以抑制小鼠脾脏细胞增殖和混合淋巴细胞反应（mixed 1ymPhocyte reaction，MLR），降低DTH，延长器官移植存活时间，抑制IL-2的产生［38］。

7 展望

甘草含有多种有效成分，随着现代分离、纯化技术的不断完善与革新，这些有效成分得以被分离、纯化，用于对比研究与粗提物功能的异同，各成分自身的功能。研究发现这些成分具有不同的免疫调节功能，包括免疫增强和免疫抑制；或者同一成分在不同的条件下具有相反的免疫调节功能。因此，需要进一步的研究阐明这些有效成分的免疫调节功能及作用机制，进一步阐明甘草的药用机理，提高其药效；为有效的开发、利用甘草资源奠定理论及实验基础。

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*通信作者:李 冠（1949—），男，教授，博士生导师，研究方向为植物生理生化与分子生物学。Te1:（0991）8585071，E-mai1: guan1i @xju.edu.cn

作者简介:王新绘（1979—），男，博士生，从事资源植物学研究。Te1:（0991）8582232；E-mai1: wangxh@xju.edu.cn

基金项目:自治区重点实验室开放课题（2015KL001）

收稿日期:2015-03-23

中图分类号:R285.5

文献标志码:A

文章编号:1001-1528（2016）02-0392-04