葛根素及其衍生物抗炎、抗痛风作用研究进展

邢志华+马誉畅+李新萍+张冰+张梦迪+万升敏+杨鑫+杨天凤+姜婧雯+包然

[摘要] 该文综述了葛根素及其衍生物在抗炎、抗痛风方面的研究进展。葛根素可通过影响免疫细胞、炎性因子、信号通路等方式起到抗炎作用；同时可通过抑制黄嘌呤氧化酶、促进尿酸排泄降低血清尿酸水平，达到抗痛风作用。虽然与临床使用的别嘌醇相比，其体内降尿酸水平活性较低，但葛根素能增强机体总抗氧化和清除氧自由基的能力，且抗炎作用较强，因此预测，以葛根素为先导化合物，对其结构进行修饰或改造以期寻找活性好、副作用小的新型抗痛风药物将是一个有一定前景的研究方向。

[关键词] 葛根素； 葛根素衍生物； 抗炎； 抗痛风； 黄嘌呤氧化酶抑制剂

[Abstract] The research progress of puerarin and its derivatives in anti-inflammatory and anti-gout activities was reviewed in this paper. Puerarin possesses anti-inflammatory activity by affecting immunocyte， inflammation cytokines and signaling pathway. Puerarin also has anti-gout activity through inhibition of xanthine oxidase， promoting the excretion of uric acid to reduce serum uric acid level. Although its ability in reducing uric acid level was lower than that of allopurinol in clinical application， puerarin can also enhance the total antioxidant and free radical scavenging with stronger anti-inflammatory effect， so it will be a promising research direction to find new drugs with better anti-gout activity and less side effects by modifying the chemical structure of puerarin.

[Key words] puerarin； puerarin derivatives； anti-inflammatory； anti-gout； xanthine oxidase inhibitor

葛根素是從豆科植物野葛或甘葛藤的干燥根中提取得到的一种异黄酮类化合物，是其主要有效成分。葛根素化学名为8-β-D-葡萄吡喃糖-4，7-二羟基异黄酮，分子式为C21H20O9，相对分子质量为416.38，呈白色针状结晶，其化学结构式见图1。葛根素毒性小，药理作用明确且广泛，具有提高免疫力、扩张血管、降低血压、保护心肌细胞、抗肿瘤、抗衰老、促进血液循环、生津及抗血小板聚集等作用。临床上辅助治疗冠心病、心绞痛、心肌梗死等心脑血管疾病，也辅助治疗视网膜动脉阻塞、视网膜静脉阻塞及突发性耳聋等^[1]。近年来，葛根素及其衍生物的抗炎、抗痛风作用正逐步被关注。本文根据近十年来国内外相关文献做一简述，对葛根素为先导化合物进行结构修饰及优化，以期为开发高效低毒的抗炎、抗痛风药物提供参考。

1 葛根素的抗炎作用

炎症是机体常见的一种重要的基本病理过程。其主要表现为炎区组织的变质、渗出和增生3种基本病理改变。炎症本质上是机体与致病因素斗争的一种防御性反应，是机体对致炎因子的损伤作用产生的一种反应。炎症反应的表达往往会导致大脑损伤、引起神经功能障碍^[2]、冠心病^[3]、脑缺血再灌注损伤^[4]等多种疾病。现从免疫细胞、炎性因子和信号通路3个方面简述葛根素的抗炎作用及其机制。

1.1 葛根素对免疫细胞的影响

1.1.1 葛根素对T细胞的影响 葛根素能够抑制T淋巴细胞的功能。邱世翠等^[5]在葛根对小鼠淋巴细胞增殖、IL-2和抗体产生的影响实验中发现，葛根可使ConA激发的T淋巴细胞增殖反应明显增强（P<0.01）。表明葛根对T细胞有增强的作用。李凤菊等^[6]研究表明葛根素可以通过改善全身血液循环进而提高T淋巴细胞中Ag-NORs的含量，以实现对T淋巴细胞的促进作用。久保道德^[7]报道，葛根素可使主要吞噬碳粒的肝脏、脾脏碳粒摄取功能增强，对细胞免疫功能有促进作用。此外，葛根素还能通过抑制树突状细胞的功能使T淋巴细胞的分化和增殖能力受到抑制，从而有效抑制免疫炎症反应。

1.1.2 葛根素对其他免疫细胞的影响 B淋巴细胞受抗原刺激后，会增殖分化出大量的浆细胞，浆细胞可合成和分泌抗体，并在血液中循环。刘云波等^[8]用100%葛根水浸出液给小鼠灌胃后，发现小鼠体内抗体产生能力、淋巴细胞转化率和吞噬细胞吞噬功能均有显著提高。证明葛根汤能明显刺激小鼠体内抗体的产生，推测葛根素可刺激B淋巴细胞。研究发现，葛根素可作为一种免疫激活剂，激活大量的处于休眠状态的吞噬细胞，提高吞噬细胞的吞噬功能，而吞噬细胞是机体免疫系统中重要的功能细胞。张仲海等^[9]证明柴葛（主要为柴胡、葛根）3个剂量组都能增加小鼠吞噬的吞噬百分率和吞噬指数，且有量效关系。但认为其对体液免疫无提高作用，对抗体分泌细胞及抗体水平无影响。

1.2 葛根素对炎性因子的影响endprint

1.2.1 葛根素对ILs的影响 白介素系统ILs主要分为促炎因子IL-1，IL-2，IL-6，IL-8及IL-12等和抗炎因子IL-4，IL-5，IL-10及IL-13等。其中IL-6作为炎症细胞分化的主要调节因子，可以促进吞噬细胞分化，还可以上调黏附因子和其他细胞因子的表达，进而加强炎症反应。IL-10是一种重要的负调节细胞因子，可以抑制吞噬细胞分泌IL-1，IL-6和趋化因子等。

葛根素可影响白介素系统，主要表现在对抗炎因子的促进和对促炎因子的抑制方面。姜晓晓等^[10]通过对40例心脏病患者进行体外循环手术，发现相对于没有进行静脉注射葛根素的心脏病患者，静脉注射葛根素后患者的血液中炎性因子IL-6和IL-8的水平显著提高，而IL-10水平显著升高。Wan H等^[11]对脑缺血再灌注损伤的大鼠动物模型的研究发现，模型组大鼠的IL-1β水平明显提高。经过葛根素处理后，葛根素处理组的IL-1β水平比模型组低。王明智等^[12]通過实验也得出了以上2个结论，但他推测葛根素的抗炎作用可能是通过激活胆碱能抗炎通路完成的。孙琦等^[13]采用腹腔注射酵母多糖-石蜡悬液制备全身炎症反应综合征大鼠模型，解释了葛根素抗炎机制：降低血中的促炎因子TNF-α和IL-6的水平，显著升高抗炎因子IL-10的水平。

1.2.2 葛根素对TNF-α的影响 TNF-α是一种促炎因子，可刺激血管内皮细胞表达新的表面受体，对单核细胞和中性粒细胞有趋化作用，并刺激其活化，释放出炎症介质，进而引起炎症反应。在全身炎症反应综合征（SIRS）中，TNF-α是启动炎性因子级联反应的始发因子。夏肖萍等^[14]通过建立全身炎症反应综合征大鼠模型，发现葛根素可以抑制TNF-α的表达，对SIRS大鼠有良好的治疗效果。研究表明，脑缺血再灌注会损害星形细胞、内皮细胞和神经元，激活血管周围炎性细胞后会释放出2种细胞因子，即为IL-1β和TNF-α，进而导致炎症反应。而葛根素可通过抑制TNF-α的表达，改善炎症反应。此外，郝雪娜^[15]通过建立小鼠股动脉套管导致的血管损伤模型发现，葛根素能抑制TNF-α的表达。葛根素也可降低2型糖尿病血管并发症患者血浆内皮素和血清TNF-α含量^[16]。

1.2.3 葛根素对CRP的影响 CRP是一种炎症急性期的反应蛋白，又叫C反应蛋白，主要由肝脏产生。其含量在正常的机体中相对较少，主要受IL-1β，IL-6和TNF-α的调节，在机体组织受到损伤后急剧产生，参与局部或者全身的炎症反应。它与基质金属蛋白酶-9（MMP-9）均为冠心病炎症标志^[17-18]。肖立中等^[19]通过以61例急性心肌梗死患者为基础，发现治疗前与用葛根素治疗后相比，CRP降低了23%，梗死面积明显缩小。证明葛根素能够明显降低CRP水平，抑制炎症，减少细胞外基质降解，进而缩小梗死面积。

1.2.4 葛根素对PAI-1的影响 血浆纤溶酶原激活物抑制因子（PAI-1）是纤溶酶原激活系统中的一种典型的抑制酶。它是一种丝氨酸蛋白酶抑制剂蛋白，主要抑制组织型和尿激酶型的纤溶酶原激活物。t-PA和PAI-1是调节纤溶系统生理功能的一对重要产物，是血管内皮细胞合成和分泌的单链糖蛋白之一，维持着出血与凝血两者之间的平衡。当内皮细胞（EC）受损后，促进凝血作用的PAI-1大量释放，同时t-PA的活性受到抑制，纤溶活性明显下降，导致形成血栓。盛宏光等^[20]将60例糖尿病患者分为对照组和注射葛根素注射液的治疗组，发现葛根素可通过影响纤溶系统，促进t-PA的表达，抑制PAI-1的表达，改善糖尿病患者的内皮功能。胡文婷^[21]也通过实验证明了以上观点。

1.2.5 葛根素对黏附分子的影响 黏附分子（adhesion molecule，AM）是介导细胞与细胞之间和细胞与胞外基质间相互结合的细胞表面受体。根据结构和生化性质，将介导白细胞黏附、移行和富集到炎症部位的黏附分子分为3个超家族：整合素家族、选择素家族和免疫球蛋白家族。有研究采用CELL-ELISA法检测黏附分子ICAM-1的表达，发现TNF-α和IL-1β可提高ICAM-1的表达。而葛根素可促进内皮细胞增殖，进而抑制TNF-α和IL-1β诱导的黏附因子的表达^[22]。正常情况下，ICAM-1很少表达甚至不表达，但当血管内皮受到损伤时，在炎性因子的刺激等因素的影响下，ICAM-1就会广泛的表达于细胞表面。ICAM-1是引起单核细胞和血管内皮细胞黏附并引起后者损伤的重要黏附分子。ICAM-1表达增加时，会增加白细胞与血管内皮细胞的黏附力，造成局部血液动力学环境改变。ICAM-1可与白细胞表面的配体相互作用，使白细胞黏附于血管内皮细胞表面，促进白细胞穿越内皮。李强翔等^[23]通过建立1型糖尿病大鼠模型，发现葛根素能够抑制ICAM-1的表达。Hu W等^[24]表明葛根素能抑制TNF-α诱导的人脐静脉内皮细胞ICAM-1，VCAM-1和E-选择素的表达。杨彬^[25]和涂强^[26]等也通过实验证明了葛根素可以抑制ICAM-1的表达，进而达到抗炎的作用。

1.3 葛根素对信号通路的影响

1.3.1 葛根素对NF-κB信号通路的影响 细胞内核转录因子-κB（NF-κB）是一类重要的核转录因子，是参与多种刺激因素引发的炎症反应过程中一个重要的转录调控因子。它可以调控多种基因的表达，参与细胞的免疫调节和炎症反应等生理过程。当有炎症发生时，NF-κB信号通路中p-IκB-α的表达会显著上升，导致炎症发生。任婷婷等^[27]通过建立奶牛乳腺上皮细胞炎症模型，表明葛根素可以抑制NF-κB信号通路的活化。汪亮^[28]通过建立大鼠局灶性脑缺血再灌注损伤模型的方式证明葛根素能通过介导TLR4/NF-κB信号通路下调对局部灶性脑缺血再灌注损伤后的抗炎保护作用。胡建军等^[29]发现葛根素可以长期抑制NF-κB p65表达，从而降低下游炎症因子MIP-2和TNF-α的分泌，发挥抗炎作用，是一种天然有效的抗炎药物。endprint