芍药苷抗氧化应激机制研究进展

包钰婷 郭在培 王小雪 杨北辰



芍药苷抗氧化应激机制研究进展

包钰婷 郭在培 王小雪 杨北辰

大量研究表明芍药苷具有明显的抗氧化作用，主要通过抑制氧化亢进、增强抗氧化能力、改善线粒体功能、抑制钙离子超载、抗凋亡、抑制/活化相关信号通路等多途径、多靶点发挥作用，本文将对其进行综述。

芍药苷； 抗氧化应激

芍药苷(paeoniflorin，PF)提取自芍药的根部，是其主要生物活性物质。国内外多项体内外研究表明，PF是一种有效的抗氧化剂。本文将对PF抗氧化应激机制的研究进展进行综述，为其临床应用提供科学理论依据。

1 抑制氧化亢进

1.1 活性氧簇(reactive oxygen species，ROS) 大量研究应用不同实验方法均发现PF可明显清除ROS的过度产生。Wankun等[1]应用分光光度法发现PF能明显减少H2O2诱导的人视网膜色素细胞内ROS生成；Yu等[2]应用流式细胞术检测到PF显著降低了γ辐射诱导的人EAhy926细胞内ROS生成。

1.2 NADPH氧化酶(NOX) 研究发现，PF能显著抑制多比柔星诱导的心肌细胞NOX2、NOX4 mRNA及蛋白的表达，降低NOX的活性[3]；有报道PF能剂量依赖性地降低高糖诱导的肾小球系膜细胞NOX活性[4]，从而改善氧化应激对组织细胞造成的损伤。

1.3 活性氮簇(reactive nitrogen species，RNS) 部分研究发现PF可有效抑制RNS的产生。例如，Su等[5]应用免疫印迹法发现PF明显抑制了脂多糖(LPS)诱导的糖尿病大鼠肾脏蛋白质3-NT升高，而该蛋白是·ONOO-产生的一种间接标记物；Zhong等[6]应用分光光度法检测到PF能显著减少β淀粉样肽1-42[β-amyloid peptide(1-42)，Aβ(1-42)]诱导的大鼠海马组织NO产生。

然而，PF对DPPH·的清除效果尚有争议。有研究表明PF可显著清除DPPH溶液中的自由基[7]；还有报道认为PF不能清除H2O2诱导的大鼠皮层内自由基[8]。这可能与PF对氧化应激化学体系与生物体系的影响存在差异有关。

1.4 一氧化氮合酶(NOS) 有研究显示PF能明显抑制缺血诱导的大鼠脑组织中iNOS蛋白表达[9]以及降低Aβ(1-42)诱导的NOS活性增高，降低NO水平[10]。

1.5 丙二醛(MDA)、乳酸脱氢酶(LDH)、羰基蛋白质(carbonyl protein，CP)、髓过氧化物酶(myeloperoxidase，MPO)、过氧心磷脂、8-异前列腺素 F2α等氧化指标 研究表明，PF能显著降低缺氧诱导的乳鼠心肌细胞产生的LDH和MDA[11]，还减少了葡聚糖硫酸钠(dextran sulfate sodium，DSS)诱导小鼠产生的MPO[12]，也能明显抑制Aβ(1-42)诱导大鼠海马组织产生CP和MDA[6]。还有报道显示，PF能抑制甲基乙二醛(methylglyoxal，MG)诱导成骨MC3T3-E1细胞线粒体膜心磷脂分子亚油酸成分过氧化[13]。也有学者发现PF治疗寻常型银屑病有效，并能够明显减少银屑病患者血清及皮损中8-异前列腺素 F2α 水平[14]，认为其治疗银屑病有效与抗该物质的氧化作用有关。

2 增强抗氧化能力

2.1 抗氧化指标 谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、过氧化氢酶(CAT)、硫氧蛋白还原酶、超氧化物歧化酶(SOD)、总抗氧化能力(T-AOC)

据报道，PF能显著提高糖基化终产物诱导肾小球系膜细胞HBZY-1产生的GSH-Px和CAT[15]，还能使抗霉素A诱导成骨MC3T3-E1细胞失活的硫氧蛋白还原酶恢复其活性[16]；此外，有学者发现PF能够显著升高银屑病患者血清T-AOC水平及SOD，GSH-Px活性[14]，从而增强机体组织抗氧化能力，减轻氧化应激对患者组织造成的炎症反应和损伤。

2.2 Kelch样ECH相关蛋白1-核因子E2相关因子2-抗氧化反应元件通路(Keap1-Nrf2-ARE通路) 研究发现Aβ(1-42)可下调海马组织 Nrf2 mRNA的表达，进而使其下游抗氧化酶 γ-GCS和OH-1 mRNA表达减少，过氧化脂质及蛋白氧化增多，而PF可以活化Nrf2/ARE抗氧化通路，增加 Nrf2及其下游抗氧化酶的表达，从而减轻氧化应激作用[17]。据报道，局灶性大鼠脑缺血再灌注脑组织中SOD活性明显下降、Nrf2的表达有所增加，而PF处理后Nrf2 mRNA、蛋白分子持续上调，对局灶性脑缺血损伤有明显的抗氧化应激的保护作用[18]。

3 改善线粒体功能障碍

研究显示抗霉素A(线粒体复合物III抑制剂)诱导成骨MC3T3-E1细胞线粒体膜电位下降，ATP生成减少，呼吸链复合物I和IV失活，细胞色素C释放，而PF能够有效改善上述改变[16]。也有研究表明，β淀粉样肽25-35(β-amyloid peptide (25-35)，Aβ(25-35))明显诱导PC12细胞线粒体膜电位下降，细胞色素C释放，导致线粒体功能障碍，而PF能扭转这种作用[19]。

4 抗凋亡

4.1 B细胞淋巴瘤2蛋白家族(Bcl-2蛋白家族) 有研究显示谷氨酸能诱导PC12细胞Bcl-2蛋白水平表达显著下降，PF可显著增加其表达并呈剂量依赖性，而对Bax的表达水平其作用正好相反[20]；另一研究表明，Aβ(25-35)诱导SH-SY5Y细胞增加促凋亡Bax / Bcl-2蛋白比率，释放细胞色素C，而用PF能明显改善这些由Aβ(25-35)诱导的与凋亡紧密相关的生化改变[21]。

4.2 半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶(Caspases) 研究表明PF能显著抑制Aβ(25-35)诱导SH-SY5Y细胞产生的Caspase-9和Caspase-3活性增强[21]，还能明显降低H2O2诱导的PC12细胞产生的Caspase-3活性增强、PARP增多[22]。以上研究结果均表明PF可通过多种不同的靶点发挥抗细胞凋亡作用。

5 抑制Ca2+超载

有报道显示，PF可以阻断神经细胞中L型钙通道，抑制辣椒碱(capsaicin，CAP)诱导的HaCaT细胞钙离子内流，减少钙离子超载引起的细胞毒性[23]；还能抑制酸敏感离子通道1a(acid-sensing ion channel 1a，ASIC1a)，减少1-甲基-4-苯基吡啶(1-methyl-4-phenylpyridinium，MPP+)诱导的PC12细胞钙离子内流[24]；也可抑制钙调蛋白激酶II(CaM dependent protein kinaseII，CaMKII)的表达，有效防止谷氨酸诱导的PC12细胞内钙离子内流[25]。还有研究表明，大鼠全脑缺血时可启动电压依赖性和谷氨酸门控通道受体(N-methyl-D-aspartic acid receptor，NMDA受体)相关的Ca2+通道而导致大量Ca2+内流，最终造成神经元损伤，而PF可明显改善上述变化[26]。

6 抑制/活化相关信号通路

6.1 丝裂原活化蛋白激酶通路(MAPKs通路) 研究表明PF可抑制H2O2激活的人视网膜色素上皮细胞P38和ERK1/2通路，而JNK通路未被H2O2激活[1]；PF还能抑制大脑中动脉闭塞(middle cerebral artery occlusion，MCAO)诱导的星形胶质细胞和小胶质细胞JNK和p38通路激活，但增强了ERK通路活化[27]；有报道显示，PF也可抑制γ射线诱导的ERK、JNK和p38通路活化[28]。

6.2 磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B通路(PI3K/ AKT通路) 研究表明PF能够激活PI3K-Akt信号传导途径，抵御H2O2诱导的大鼠神经祖细胞凋亡[29]和ANIT诱导的大鼠肝脏细胞凋亡[30]。还有报道称，PF能够提高PC12细胞PI3K及Akt磷酸化水平，灭活其下游分子糖原合成酶激酶3(glycogensynthasekinase 3，GSK3)，抑制MPP+诱导的细胞凋亡[31]。与之相反，另一研究表明，LPS诱导内皮细胞PI3K和Akt的显著磷酸化，扰乱细胞骨架及细胞通透性，而PF以浓度依赖性抑制了PI3K/AKT通路的活化[32]。以上研究提示，用不同刺激诱导物质作用于不同的组织细胞时，PF可能对此通路显示不同的作用。

6.3 核因子κB通路(NF-κB通路) 研究表明，高糖可诱导大鼠肾脏组织细胞P38和NF-kB信号通路活性增强，而PF抑制了上述通路激活[5]；另有研究显示，PF可以显著减轻6-OHDA诱导的PC12细胞NF-κB通路活化、蛋白激酶Cd(PKCd)表达增多，但不影响Akt，JNK，p38和ERK1/2磷酸化，作者认为PF至少部分通过抑制ROS/ PKCd /NF-κB信号通路活化而抑制了PC12细胞凋亡[33]。

7 其他

7.1 抑制内质网应激 研究发现，PF能够阻断PERK-eIF2a-ATF4通路，抑制半乳糖胺/TNF-α引起的人L02肝脏细胞的ER应激，还能抑制诱导的CHOP/GADD153表达增多、前Caspase-4活化[34]。

7.2 激活腺苷受体 有研究发现，缺血再灌注诱导大鼠原代培养皮层神经元损伤，而PF激活腺苷A1受体，降低cAMP水平，导致表皮生长因子受体磷酸化，提高其缺血性损伤后的生存率[35]。

7.3 激活內噬途径 据报道，PF能够激活MPP+抑制的PC12细胞CMA途径，改善线粒体功能障碍，保护神经元[24]。

8 小结

目前，大量体内外研究证实：PF抗组织细胞氧化应激损伤的机制，与其通过抑制氧化亢进、增强抗氧化能力、改善线粒体功能、抑制钙离子超载、抗凋亡、抑制/激活相关信号通路等多途径、多靶点发挥其作用相关，具有独特的抗氧化应激优势，值得进一步深入研究，阐明其作用机制并更好地用于指导临床的应用研究。

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(收稿：2016-04-18)

·临床研究·

Update of the oxidative stress mechanism of paeoniflorin

BAOYuting,GUOZaipei,WANGXiaoxue,YANGBeichen.

DepartmentofDermatovenereology,WestChinaHospitalofSichuanUniversity,Chengdu610041,China

GUOZaipei,E-mail:guozp930@163.com

The significantly antioxidant effect of paeoniflorin is reported in many reports recently. The mechanism of antioxidant stress relating to inhibition of the hyperoxidation, enhancing antioxidant capacity, improving mitochondrial function, inhibiting calcium overload, anti-apoptosis, inhibiting or activating relative signaling pathways ect, which is reviewed in this article.

paeoniflorin; oxidative stress

四川大学华西医院皮肤性病科，四川成都，610041

郭在培，E-mail：guozp930@163.com