柴胡皂苷类药效分子机制研究最新进展*

程玉鹏，马爱萍，陈　琦，林进华，李天聪，李弘琨（.黑龙江中医药大学药学院，黑龙江哈尔滨50040；2.哈尔滨师范大学生命科学与技术学院，黑龙江哈尔滨50025）



柴胡皂苷类药效分子机制研究最新进展*

程玉鹏1，2，马爱萍1，陈琦1，林进华1，李天聪1，李弘琨1
（1.黑龙江中医药大学药学院，黑龙江哈尔滨150040；2.哈尔滨师范大学生命科学与技术学院，黑龙江哈尔滨150025）

摘要：柴胡皂苷为齐墩果烷型三萜皂苷，是传统中药柴胡的主要化学和生物活性成分，具有解热、镇静、止痛、镇咳等作用。近期，柴胡皂苷药效分子机制的新研究成果不断涌现，所以总结了现代药理药效学关于柴胡皂苷在逆转多药耐药、防治肝病和保护肝脏、抗炎、抗肿瘤方面的分子机制研究最新进展情况，为其在临床的进一步应用提供参考。

关键词：柴胡皂苷；活性成分；药效机制

柴胡在《伤寒论》、《千金翼方》、《景岳全书》、《本草纲目》等历代医家名著中均有详细记载，以柴胡为君臣之药的方剂就有数百首之多。在2015版《中国药典》收录柴胡为伞形科植物柴胡Bupleurum chinensie DC.或狭叶柴胡Bupleurum scorzonerifolium Willd.的干燥根。按其形状不同，分别习称“北柴胡”及“南柴胡”［1］。

柴胡含有皂苷、挥发油、黄酮、木脂素、香豆素、苯乙醇苷、甾醇、多聚炔、异戊烯醇苷、挥发油及多糖类化合物［2］。其中主要成分柴胡皂苷（saikosaponins, SS）既有解热、镇静、止痛、镇咳等作用，又有降低转氨酶、利胆、兴奋平滑肌、抗溃疡等功效［3］。根据现代药理学的研究成果，SS已被广泛应用于抗炎、抗病毒、抗肿瘤、抗辐射、保肝护肝和增强免疫等方面［4］。随着其生物活性和药理作用研究的深入，新的突破不断涌现。国内外专家学者对此给予了高度重视。本文概述了SS药理活性研究的最新进展。

1　逆转多药耐药分子机制

肿瘤多药耐药（multiple drug resistance, MDR）是癌细胞对于多种结构不同的化疗药物表现出的交叉抵抗现象，也是肿瘤治疗难、化疗失败的主要原因之一［5］。MDR主要机制包括：跨膜蛋白从细胞内向细胞外排泄化学药物的功能增加；药物灭活酶如谷胱甘肽巯基转移酶（glutathione S-transferase, GST）的表达增加；控制凋亡的基因和蛋白如P53和Bcl-2的改变；药物作用的靶点分子改变；药物代谢障碍；DNA修复障碍；DNA多聚酶活性改变等。最主要的MDR为多药耐药蛋白1（MDR1）介导的多药耐药性，其编码的P-糖蛋白（P-glycoprotein,P-gp），是一种分子量170KD的跨膜转运蛋白，属于ATP结合盒式（ATP-binding cassette, ABC）转运蛋白的一种，能将化学药物从胞内泵出胞外，从而降低胞内的有效药物浓度，致使MDR的产生，也称典型MDR［6,7］。

在SSa和SSd对耐紫杉醇（Paclitaxel, Pac）的乳腺癌细胞株MCF-7/Pac逆转MDR作用的研究中，荧光显微结果显示，SSa或SSd与抗癌药阿霉素（Adriamycin, ADM）联用，能使阿霉素在MCF-7/Pac耐药株中继续积累，比值分别为1.23±0.02，1.31± 0.08，都大于1，且比公认的MDR逆转剂异博定（Verapamil）的荧光比值（1.05±0.01）高；棋盘微板法表明紫杉醇-SSa、紫杉醇-SSd联用比紫杉醇单独用药效果更佳［8］。关于耐长春新碱（Vincristine, VCR）的肝癌细胞株Bel-7402研究表明，柴胡对人肝癌Bel-7402细胞株具有MDR逆转作用，提高了耐药细胞内的VCR含量，增强了VCR对细胞G2期的阻滞作用，抑制了P-170糖蛋白和MDR1的表达，使TopoⅡmRNA表达水平增加［9］。在对ADM耐药的白血病细胞株K562 /ADM研究中发现：随着SS浓度的增加，细胞增殖抑制率也相应增加，呈剂量—效应关系，SS的非细胞毒性剂量为5.0mg·L-1，逆转倍数为21.5倍；形态学方法显示，SS协同ADM作用后肿瘤细胞数量减少，并出现了大量凋亡细胞，呈剂量—效应关系；与未加SS对照组比较，SS可明显提高ADM在K562 /ADM细胞内的蓄积（P＜0. 05）、增强ADM对K562 /ADM细胞的凋亡诱导作用（P＜0. 05）和阻滞K562 /ADM细胞于G0 /G1期（P＜0. 05），表明SS对白血病耐药细胞株K562 /ADM有增殖抑制和逆转多药耐药性的作用［10］。

2　防治肝病、保护肝脏分子机制

SS具有多途径多靶点防治肝病的特点，其机制主要有保护肝细胞、抑制肝纤维化、减少肝毒性、抗病毒等［11］。SSd对二甲基亚硝胺所致肝纤维化的小鼠有治疗作用，能显著降低肝脏中Ⅰ型胶原蛋白沉积和血浆中丙氨酸转氨酶（Alanine aminotransferase, ALT）的水平，减少转化生长因子β1（Transforming growth factor, TGF-β1）的含量，同时可以有效地稳定肝细胞膜系统，中和可溶性细胞因子对肝细胞增殖的抑制效应，防止肝细胞损伤和坏死［12］。SSd也可以通过下调核转录因子kappa B（Nuclear factor kappa B, NF-κB）和STAT（Signal transducer and activator of transcription, STAT）3信号通路来使C57/BL6小鼠免受对乙酰氨基酚诱导肝毒性的损伤［13］。柴胡粗皂苷能够抑制HBV的DNA的复制和乙型肝炎病毒表面抗原（Epatitis B surface antigen, HbsAg）的表达，达到抗乙肝病毒功效，进而防治肝病［14］。在白酒灌胃的方法建立的酒精性肝病（alcoholic liver disease, ALD）大鼠模型组中：血清的ALT、天门冬氨酸氨基转移酶（Aspartate aminotransferase, AST）含量升高，病理切片可见肝组织有明显的脂肪变性，使用SSd干预后血清ALT及AST含量显著降低，肝细胞病理学明显改变，表明SS能保护肝脏，并且对ALD有一定的治疗作用；另外还发现应用柴胡皂苷治疗ALD，能显著减弱酒精导致的肝细胞中丙二醛（Malondialdehyde, MDA）含量升高的趋势，增强肝细胞超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase, SOD）活性，抑制自由基的生成，从而提高抗氧化能力，所以柴胡皂苷能减弱酒精导致的脂质过氧化反应对肝组织的损伤，对酒精性肝损伤有明显保护作用［15］。

3　抗炎分子机制

炎症的本质是机体对各种损伤性刺激的一种防御反应，其机制在于清除有害刺激和启动组织自愈能力［16］。在SSa和SSd对脂多糖（Lipopolysaccharide, LPS）诱导的RAW264.7细胞的抗炎活性及其机制的研究中，发现SSa和SSd分别能显著抑制诱导型一氧化氮合酶（Inducible nitric oxide synthase, iNOS）和环氧合酶-2（cyclooxygenase-2, COX-2）的表达，并最终导致一氧化氮（Nitric oxide, NO）和前列腺素E2（Prostaglandin E2, PGE2）的减少；进一步研究表明在LPS诱导的RAW264.7细胞中，SS能抑制NF-κB从细胞质中向细胞核中转移；此外，在角叉菜胶诱导的爪子水肿和醋酸诱导的血管通透性升高的两种急性炎症小鼠模型中，SSa与SSd通过抑制NF-κB的活性，进而抑制iNOS、COX-2和促炎性细胞因子的作用，从而表现出显著的抗炎活性［17］。SSa作用于HMC-1人肥大细胞时，能减弱佛波酯与A23187共同诱导的细胞外信号调节激酶和P38的磷酸化作用，降低白细胞介素-6（interleukin-6, IL-6）、肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α, TNF-α）的表达水平，阻止NF-κB/Rel A向细胞核中转移，并同时抑制细胞质中NF-κB的降解；研究还发现SSa还能使半胱天冬酶1（casepase-1）的活性降低，抑制IL-1β的生成；在白蛋白致过敏性鼻炎的小鼠模型中，SSa能显著减少挠鼻次数和降低血清中TNF-α的水平［18］。检测SSd对NZBWF1狼疮肾炎小鼠作用时，与空白对照组相比，治疗组中尿蛋白含量、血清肌酐（Serum creatinine, SCr）和抗ds-DNA抗体（A-ds-DNA）水平、肾组织中IL-6和IL-10 mRNA表达都相应降低，而血清皮质甾酮（Corticosterone, CS）水平升高（P＜0.05）；肾小球细胞增生、变性、渗出、硬化和足突融合都得到了改善，其内IgG、IgA和IgM的沉积减少；肾小管受损比例降低［19］。研究又发现SSd虽然可以降低NZBWF1狼疮肾炎小鼠尿蛋白含量并抑制肾组织IL-6、IL-10 mRNA的表达，而对肾组织TNF-α、IFN-γ mRNA的表达无影响［20］。

4　抗肿瘤分子机制

在肿瘤的发生发展过程中，生长过快及无限生长是其主要表现，也是其治疗困难的原因之一［21］。抗肿瘤机制多样，可以直接抑制肿瘤细胞生长，促进细胞凋亡与自噬，也可通过增强机体免疫功能，抑制肿瘤侵袭转移，阻止肿瘤细胞有丝分裂，诱导肿瘤细胞分化等抗肿瘤［22］。SSd与放射治疗联合应用的实验，证明SSd能抑制SMCC-7721肝癌细胞体外生长，并明显增强了放射对SMCC-7721肝癌细胞株的生长抑制作用，使抗氧化水平得到了提升；辐射虽能减少细胞中谷胱甘肽（Glutataione, GSH）含量，增加MDA含量，但应用SSd后，减弱了辐射所产生的这种变化［23］。诱导肿瘤细胞凋亡、干扰细胞周期调控是防治肿瘤的有效途径［24］。SSd能抑制未分化的甲状腺癌细胞株ARO，8305C和SW1736的增殖，促进细胞凋亡，产生G1期细胞停滞；在分子水平上，SSd增加了P53和Bax表达，减少了Bcl-2的表达；另外，使用SSd能上调P21，下调周期蛋白依赖激酶2（Cyclin-dependent kinase 2, CDK2）与细胞周期蛋白D1（Cyclin D1）；实验中还发现，在体内异种移植肿瘤发生模型中，SSd明显减少甲状腺肿瘤的重量和体积［25］。又有研究报道，SSd对细胞自噬有调控作用，并能直接抑制肌质/内质网Ca2+泵来增加细胞质Ca2+的浓度，激活Ca2+/CaM依赖性激酶AMP活化蛋白激酶进而诱导细胞自噬；SSd破坏了癌细胞内钙稳态，使内质网应激和未折叠蛋白反应通路打开，因此SSd可以作为一种新颖的自噬诱导剂［26］。

柴胡为我国常用传统中药，主要药效成分为柴胡皂苷，其中柴胡皂苷a和d的生物活性最为突出，尤其是柴胡皂苷d的生理功效逐渐被现代化学和药理学研究所阐明，但仍有很多研究还处于初步阶段，今后需进一步研究柴胡皂苷的药理活性，更深入地探究其机制、挖掘出柴胡皂苷新的临床应用。同时，开发柴胡中挥发油、多糖、甾醇等其他成分的药效价值，明确有效成分和临床应用的对应关系，对于指导现代临床应用、拓宽传统用药范畴具有重大意义。相信在中医药理论指导下，结合现代药理学技术，传统名贵中药柴胡及其主要活性成分在临床上的应用会更加广泛。

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The latest progress on the molecular mechanisms of pharmacological activity of saikosaponins*

CHENG Yu-peng1，2，MA Ai-ping1，CHEN Qi1，LIN Jin-hua1，LI Tian-cong1，LI Hong-kun1
（1.School of Pharmacy,Heilongjiang University of Chinese Medicine, Harbin 150040，China；2.School of Life Science and Technology, Harbin Normal University, Harbin 150025，China）

Abstract：The main bioactive chemical ingredients of traditional Chinese medicine Bupleurum are saikosaponins, oleanane-type triterpenoid saponins, which are applied in the functions of antipyretic, sepative, analgesic, antibechic. The molecular mechanisms of pharmacological activity of saikosaponins have constantly been revealed. This article reviews recent advances in the effects of saikosaponins on reversing multiple drug resistance（MDR）, hepatopretection, anti-inflammatory and anti-tumor. It will provide reference for further application of saikosaponins in clinical practice.

Key words：saikosaponins；bioactive ingredients；pharmacological effects

中图分类号：R282.7

文献标识码：A

DOI：10.16247/j.cnki.23-1171/tq. 20160431

收稿日期：2015-12-01

基金项目：黑龙江省自然科学基金项目（H2015042）；国家自然科学基金项目（81573539）；黑龙江中医药中青年科技攻关项目（ZQG-040）；黑龙江省教育厅基金项目（12531621）

作者简介：程玉鹏（1966-），男，博士，副教授，硕士研究生导师，主要从事中药生物技术应用研究。