密蒙花中木犀草素及其糖苷的药理研究进展

徐秋红，杨 洁，李 庆，谢国勇，秦民坚

(中国药科大学中药学院中药资源系，江苏 南京211198)

密蒙花来源于马钱科醉鱼草属植物密蒙花(BuddlejaofficinalisMaxim.)，以干燥花蕾和花絮入药，民间也被称为小锦花、疙瘩皮树花、鸡骨头花、染饭花等[1]。密蒙花的野生资源丰富，在我国云贵川、广西、福建、广东、湖南、湖北等西南、中南地区均有分布。密蒙花被中国药典收载，是传统中药中重要的眼科用药，始载于《开宝本草》，可疏风清热，养肝明目，退翳，能用于目赤肿痛，多泪羞明，眼生翳膜，肝虚目暗，视物昏花等眼科疾病症状。目前从密蒙花中共分离鉴定出16种黄酮类化合物，其中3种为木犀草素及其糖苷[2-5]。黄酮类化合物也被认为是密蒙花中两类主要活性成分之一[4]，而木犀草素及其糖苷在密蒙花中的含量大于1 mg/g[3,5]，且现代研究表明其生物活性较好，揭示密蒙花所起的药理作用与木犀草素的生物活性可能有内在联系。现简要概述密蒙花中木犀草素及其糖苷的药理作用，以期为后续研究开发利用密蒙花提供理论指导。

1 木犀草素

黄酮类化合物是一类以黄酮为母核，具有2-苯基色原酮结构，基本碳架为C6-C3-C6的多酚化合物。作为植物的三大次生代谢产物之一，植物中的黄酮大多与糖结合成苷，仅小部分以苷元形式存在。研究表明，黄酮类有抗心律失常、抗动脉粥样硬化、抗凝血、扩张血管、镇痛、抗抑郁、抗炎以及免疫调节等多种药理作用[6]。木犀草素的化学名为3'，4'，5，7-四羟基黄酮，又名黄示灵、黄色黄素，分子式是C15H10O6，多以糖苷的形式存在于多种植物中。木犀草素及其糖苷在密蒙花中的结构如图1所示。近年研究表明，木犀草素也表现出黄酮类化合物的常见药理作用，如抗肿瘤、抗炎、抗病毒、抗菌、抗氧化等多种药理活性，且抗肿瘤和抗氧化活性较好。

图1 木犀草素及其糖苷化学结构Fig.1 Chemical structures of luteolin and its glycosides

2 木犀草素的药理作用

2.1 抗肿瘤作用

癌症是当今威胁人类生命最严重的疾病之一，被认为是世界范围内导致死亡率和发病率最高的原因之一。统计数据显示，在发达国家，它是仅次于心血管疾病的第二大常见死因。癌细胞的特点是突变和遗传不稳定，这些突变和遗传不稳定导致细胞周期调节受损，细胞增殖和凋亡失控。抗癌治疗通常使用针对快速分裂细胞的化合物，但正常的、快速分裂的细胞，如毛囊和消化系统中的上皮细胞也会受到影响而产生副作用。此外，许多癌细胞逐渐对传统的抗癌药产生耐药性也是治疗癌症的难题之一。

研究[7-10]表明，木犀草素对肝癌、黑色素瘤、胶质瘤和大肠癌等都有抑制效果。体外研究结果表明，木犀草素能抑制人肝癌细胞HepG2的增殖、迁移及黏附和自噬，从而抑制癌细胞生长。张怀念等[11]研究发现，木犀草素能下调Bcl-2靶点表达，诱导肝癌HepG2细胞发生线粒体自噬。李春雨等[12]研究表明，木犀草素通过调控上皮-间质转化，显著降低肝癌HepG2细胞的体外侵袭、迁移及黏附能力(P<0.01)，且在一定浓度范围内呈明显量效关系。此外，木犀草素还能通过上调HepG2细胞中p-JNK蛋白表达增加肝癌HepG2细胞的凋亡敏感性[13]。另有研究表明，木犀草素能通过PI3K/AKT/mTOR信号通路抑制黑色素瘤细胞的增殖和诱导其凋亡[14]。木犀草素可显著降低A375人黑色素瘤细胞MMP-2、MMP-9和Bcl-2的表达，增加Bax、Caspase-3、TIMP-1和TIMP-2的表达，并以浓度依赖性的方式诱导A375人黑色素瘤细胞凋亡；在异种移植小鼠模型中，木犀草素通过抑制AKT1和PI3K的磷酸化，显著抑制了A375人黑色素瘤细胞的肿瘤生长[14-15]。木犀草素抑制胶质瘤细胞的增殖和侵袭作用主要通过Akt/mTOR/c-Myc和MAPK信号通路。Anson等[16]研究表明，木犀草素降低胶质母细胞瘤中磷酸化Akt、mTOR和MAPK的蛋白表达水平，抑制Akt和MAPK信号通路，诱导半胱天冬酶和PARP裂解，促进细胞周期阻滞。木犀草素还能在不影响正常星形胶质细胞的情况下，作为Msi1的抑制剂，降低源自患者的胶质瘤起始细胞和肿瘤器官样细胞的增殖[17]。此外，木犀草素还通过降低Nrf2启动子区域的甲基化，激活Nrf2/ARE通路，增加Nrf2的mRNA表达来抑制结直肠癌的发生；通过抑制JAK2/STAT3信号通路中p-JAK2和p-STAT3蛋白的表达来抑制骨肉瘤干细胞MG-63增殖，通过PI3K/Akt、MAPK/Erk1/2、STAT3信号通路抑制人乳腺癌细胞增殖等[10,14,18-19]。

2.2 抗炎作用

炎症是机体对有害刺激的自然反应，如组织应激、损伤和微生物入侵，以维持体内平衡。炎症反应的主要目的是消除有害刺激，主要通过免疫细胞，如自然杀伤细胞和巨噬细胞激活各种分子信号通路的作用来消除有害刺激。炎症细胞的一系列分子机制促进炎症介质的产生。这些炎症介质，如一氧化氮(NO)和肿瘤坏死因子-α(Tumor necrosis factor，TNF-α)，对入侵病原体以及宿主细胞产生毒性，导致组织损伤。虽然炎症是人体重要的防御机制，但炎症反应持续存在时也会导致严重的疾病。长期慢性炎症被认为与许多慢性病有关，包括类风湿性关节炎、哮喘、多发性硬化症，甚至癌症等。

木犀草素在体内和体外都具有很强的抗炎活性，可改善气道炎症、改善骨关节炎、肾炎和阿尔兹海默症(Alzheimer disease，AD)等，其作用机理各不相同，但主要作用于核转录因子-κB(Nuclear factor kappa-B，NF-κB)通路中的Src、激活蛋白-1通路中的MAPK和信号转导及转录激活子3通路中的细胞因子信号抑制物(Suppressor of cytokine signaling，SOCS3)等转录因子，调节炎症介质发挥抗炎作用。木犀草素能抑制所有促炎因子，如白细胞介素(Interleukin，IL)-1β、IL-2、IL-6、IL-8、IL-12、IL-17、TNF-α、干扰素-β(Interferon ，IFN-β)、粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子和上调抗炎细胞因子IL-10。黄雅菊等[20]以大鼠哮喘气道炎症模型研究木犀草素的抗炎效果，发现木犀草素通过抑制p38/MAPK信号通路，上调PPARγ蛋白表达来抑制哮喘大鼠气道炎症。Funaro等[21]研究表明，木犀草素和橘皮素联合使用对LPS诱导产生的NO有良好的抑制作用。用木犀草素后处理葡萄膜炎可明显减轻炎症，包括LPS导致的细胞浸润、AqH蛋白和炎症介质的升高[22]。Liu等[23]进行体内外研究发现，木犀草素能下调miR-132的表达，改善脂多糖(Lipopolysaccharides，LPS)诱导的支气管炎症损伤。Fei等[24]用谷氨酸钠碘乙酸(MIA)刺激大鼠建立骨关节炎(Osteoarthritis，OA)模型，研究发现木犀草素可防止OA大鼠体内软骨的破坏，增强胶原蛋白Ⅱ的表达，抵抗OA。汪海洋等[25]发现木犀草素能减轻单侧输尿管梗阻大鼠肾脏的炎性反应，但无法完全阻止或逆转大鼠肾脏的组织结构损伤和功能改变。Park等[26]发现木犀草素和L-茶氨酸的联合应用可以改善AD样症状，这种效应可能增强海马胰岛素信号传导，减少神经炎症和去甲肾上腺素降解实现。

2.3 抗氧化作用

氧化还原反应是人体最基本的生化反应，当机体遭受不同的有害刺激时，会产生过多的高活性氧自由基(Reactive oxygen species，ROS)和活性氮自由基(Reactive nitrogen species，RNS)，使体内氧化系统和抗氧化系统之间的动态平衡被打破，偏向氧化，这种状态即氧化应激(Oxidative stress，OS)。OS会破坏机体的DNA、酶、蛋白质等生物大分子，引起功能蛋白和膜结构的损坏，紊乱细胞内环境稳态，造成临床上多种疾病的发生。

机体主要的抗氧化系统有初级抗氧化系统(包括酶类抗氧化系统和非酶类抗氧化系统)和二级抗氧化系统，也叫抗氧化修复系统。木犀草素主要作用于酶类抗氧化系统，增强机体内抗氧化酶系统的活性，对抗氧自由基、活性氧等发挥抗氧化作用。Daniela等[27]用高脂饲料喂养小鼠，同时灌胃给予木犀草素8周后，检测相关指标与空白组比较，发现木犀草素能降低小鼠体内ROS和TNF水平，使内皮型NO合酶(Endothelial nitric oxide synthase, eNOS)、超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase, SOD)和miR-214-3p表达正常化，从而预防与肥胖相关的全身代谢改变和血管功能障碍疾病。Zheng等[28]的体内体外实验研究表明，木犀草素能增加糖皮质激素诱导骨质疏松症中的SOD活性和谷胱甘肽水平，降低ROS水平和减少乳酸脱氢酶的释放，产生抗氧化效果。此外，木犀草素还可通过减少细胞外基质积累和组织蛋白酶基因的表达来增强肝脏的抗氧化系统[29]。

2.4 抗菌抗病毒作用

研究表明，木犀草素对化脓隐秘杆菌、沙门菌、大肠埃希菌和链球菌等多种致病菌有抑制作用，且抑制作用随着浓度的升高而增强，其中对化脓隐秘杆菌抑制作用最强，最小抑菌浓度(MIC)为0.078 g/L，且能逆转化脓杆菌耐药性[30-31]。李雪等[32]还研究发现木犀草素对粪肠球菌生物被膜有抑制作用，与此同时还能不同程度的抑制其毒力因子gelE、esp、ebpA的转录表达水平。木犀草素能通过干扰病毒复制及抑制病毒引起的细胞凋亡产生抗病毒作用。Yan等[33]用两种亚型流感病毒(H3N2和H1N1)感染细胞后，再以不同浓度的木犀草素(3.75-240 μM)共孵育48h，发现木犀草素能抑制与流感病毒的进入和内吞途径有关的病毒外壳蛋白Ⅰ复合物的表达，在感染早期干扰病毒复制，从而有效地抑制甲型流感病毒的体外复制。邓东沅等[34-35]用甲型流感病毒(H1N1)感染A549细胞2 h后加入25.00 μg·mL-1浓度的木犀草素共孵育，发现其对病毒的抑制率最高达(87.00±1.71)%，且这种抑制效果是通过降低流感病毒H1N1感染激活的凋亡通路相关基因表达，干预细胞凋亡实现的。

2.5 其他作用

另外有研究表明木犀草素有抗动脉粥样硬化、保护缺血再灌注损伤、保护急性肝损伤、急性汞中毒等作用。Wu等[36]研究发现木犀草素剂量依赖性的方式抑制增殖细胞核抗原(PCNA)和细胞周期蛋白D1(Cyclin D1)、MMP2、MMP9等相关蛋白的表达和转化生长因子受体1(TGFBR1)、Smad2和Smad3的磷酸化，对心血管系统具有保护作用。此外，木犀草素能显著提高皮瓣I/R损伤大鼠模型中皮瓣的存活率；诱导保护性基因Nrf2的表达，改善神经功能缺失，减轻脑水肿，减小脑梗死体积；通过调控Sirt1/Nrf2/TNF-α信号通路减轻无机汞导致的致急性肝损伤和贫血[37-39]。

3 木犀草素糖苷的药理作用

目前从密蒙花中分离出的木犀草素糖苷有两种，即木犀草素-7-O-葡萄糖苷和木犀草素-7-O-芸香糖苷，其结构如图1所示，现对二者的药理活性总结如下。

3.1 木犀草素-7-O-葡萄糖苷的药理作用

关于密蒙花中的木犀草素-7-O-葡萄糖苷药理活性报道的研究较木犀草素少，主要活性有常见的抗炎抗氧化作用，还有抗病毒、抗糖尿病、雌激素样作用和心脏保护作用。Cui等[40]从生菜中提取出木犀草素-7-O-葡萄糖苷，研究了其体外抗乙型肝炎病毒(Hepatitis B virus，HBV)活性，结果显示木犀草素-7-O-葡萄糖苷对乙肝表面抗原HBsAg的抑制率达77.4%，且能显著抑制HBV诱导的细胞内活性氧(ROS)的积累，改善ROS诱导线粒体膜的潜在损伤。Zang等[41]用KK-Ay小鼠研究木犀草素和木犀草素-7-O-葡萄糖苷的抗糖尿病作用，发现给药组的小鼠脂肪酸相关基因(SREBP-1c)的mRNA表达显著降低，二者均能显著改善血糖、糖化血红蛋白HbA1c和胰岛素的水平，有较好的抗糖尿病作用。Ammar等[42]研究发现木犀草素-7-O-葡萄糖苷能维持正常子宫重量和血浆雌二醇水平，显示出显著的雌激素样作用，而且对等离子体特异性碱性磷酸酶、血浆骨钙素、I型胶原的前N端、II型胶原的C-端肽、等离子体骨钙素的水平也有明显的抑制作用，且其潜在的激素替代疗法已被临床证实。另外，多项研究表明木犀草素-7-O-葡萄糖苷有心肌保护作用。体外实验表明，利用H9C2细胞建立的心肌缺血再灌注损伤模型中，木犀草素-7-O-葡萄糖苷能通过激活MAPK信号通路，减轻细胞的凋亡；还通过Akt/mTOR和ERK信号通路上调溶酶体自噬，保护饥饿诱导的心肌损伤[43-44]。此外，研究表明木犀草素-7-O-葡萄糖苷还有抗肿瘤和抗哮喘作用，能通过阻滞G2/M细胞周期剂量依赖性地抑制HepG2细胞的增殖[45]，还能通过抑制白三烯C4生成和磷脂酶cg1磷酸化产生抗哮喘作用[46]。

3.2 木犀草素-7-O-芸香糖苷的药理作用

目前关于木犀草素-7-O-芸香糖苷单体的药理活性研究还处于初级阶段，主要集中于体外抗氧化及抗诱变作用方面，对其相关的具体作用机制也有待研究。Solmaz等[47]研究了木犀草素-7-O-芸香糖苷的体外自由基清除实验，DPPH测定结果表明其有较强的自由基清除活性。Silvia等[48]对含木犀草素-7-O-芸香糖苷的薄荷水体物进行DPPH法、ABTS法及体外大鼠肠系膜上动脉缺血再灌注损伤研究表明其抗氧化活性较高。Orhan等[49]发现木犀草素-7-O-芸香糖苷有抗诱变作用，对甲磺酸乙酯的诱变活性抑制率达58.3%，但对吖啶苷的抑制率较弱，为22.4%。此外，Han等[50]的细胞实验表明木犀草素-7-O-芸香糖苷可以抑制NF-κB，有潜在的抗炎活性。

4 结语

大量的细胞和动物研究表明密蒙花中的木犀草素及其葡萄糖苷有较好的抗炎和抗癌等活性，但其芸香糖苷药理活性较差，这可能与分子量大小有关，木犀草素、木犀草素-7-O-葡萄糖苷和木犀草素-7-O-芸香糖苷的分子量大小依次升高。虽然木犀草素表现出了较好的药理活性，但在作为抗炎或抗癌药物用于治疗相关疾病之前，还须在其他动物及人体上进行相关的毒理学研究，以扩大对木犀草素安全性的认识，进一步确定木犀草素的剂型、安全性、稳定性和有效性。作为密蒙花中两类主要活性成分中的一员，木犀草素及其糖苷对密蒙花的相关药理作用所产生的贡献程度也有待进一步研究。