红芪多糖的药理作用研究进展与展望*

孙 雪 梁建庆,2# 何建成 马利芳

1 甘肃中医药大学基础医学院 甘肃 兰州 730000

2 敦煌医学与转化教育部重点实验室 甘肃 兰州 730000

3 上海中医药大学基础医学院 上海 201203

红芪是豆科植物多序岩黄芪（Hedysarum polybotrys Hand.-Mazz）的干燥根，主要分布于甘肃陇南、武威等地区，是甘肃道地药材之一，具有补气升阳、固表止汗、利水消肿、生津养血、行滞通痹等功效[1]。红芪的主要化学成分有黄酮、皂苷、氨基酸、红芪多糖以及微量的元素、木质素等[2]。红芪多糖(HPS)作为红芪的主要活性成分，由鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、葡萄糖和半乳糖等5种单糖组成。本文主要围绕HPS在免疫调节、抗氧化活性、抗衰老、抗肿瘤、降糖作用、防治阿尔茨海默病等方面的药理作用展开综述。

1 免疫调节

人体免疫系统由免疫器官（胸腺、脾等）、免疫组织、免疫细胞（淋巴细胞、巨噬细胞等）和免疫因子（IL-2、IgG、IgM、IgA等）组成，共同参与完成免疫应答，对于维持机体健康至关重要[3]。免疫系统调节功能出现紊乱或异常会导致疾病的发生，HPS具有免疫调节作用。邵晶等[4]运用中药多糖干预环磷酰胺所致免疫力低下的小鼠，发现HPS不仅能提高小鼠非特异性免疫功能、特异性体液免疫功能和细胞免疫功能，而且免疫指标改善更显著。颜春鲁等[5]采用环磷酰胺构建免疫抑制大鼠模型，予以HPS干预。结果表明，实验组大鼠外周血血象、IL-2、IL-4、IFN-γ、IgG、IgM、IgA 胸腺指数和脾指数都有升高，免疫细胞因子TNF-α含量下降，证实HPS能改善环磷酰胺大鼠模型的免疫功能。李磊强[6]运用正常小鼠的脾淋巴细胞进行体外培养，加入HPS干预，结果表明不同浓度的HPS均能提高脾淋巴细胞的增殖率。进一步研究发现，HPS增加IL-2分泌，影响IL-4和INF-γ平衡，使INF-γ含量增加，从而诱导Th1细胞的增殖分化，促进CD8+淋巴细胞增殖，提高细胞免疫应答能力。综上所述，HPS对免疫系统有调节作用，也证实HPS是红芪发挥补气升阳作用的主要成分。

2 抗氧化活性

自由基存在于生物体内，与防御系统相互作用维持体内平衡。若体内代谢加快，自由基增多超过机体抗氧化水平，过多的自由基便会损伤周围的分子，如蛋白质、脂质、DNA等，从而诱发各种疾病。因此，促进或提高机体抗氧化水平，可以防治与氧化损伤相关的疾病。HPS具有清除自由基和抗氧化的作用。杨小虎[7]选用环磷酰胺免疫抑制小鼠，给予红芪多糖的粗品（CHPS）进行实验研究，发现CHPS使小鼠肝、肾丙二醛（MDA）含量上升、超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）活性下降，证实CHPS通过清除体内活性氧和提高抗氧化物酶活性，而增加小鼠的抗氧化能力。邓文娟[8]研究HPS对高糖环境下人脐静脉内皮细胞分泌的影响，发现HPS抑制了细胞内ROS水平以及高糖条件下细胞的凋亡率，认为HPS可能通过抑制氧化应激，降低细胞内活性氧水平而减少高糖诱导的细胞凋亡率。上述研究不仅为HPS抗氧化活性的作用机制提供了理论依据，同时也为机体损伤修复药物研发应用提供了新方向。

3 抗衰老

目前认为衰老机制与DNA甲基化、端粒与端粒酶变化、自由基异常以及神经、内分泌、免疫三大系统对机体调节异常有关[9]。HPS具有抗自由基损伤及抗衰老的作用。黄正良等[10]研究证明，HPS能延长果蝇的寿命，提高老年小鼠对有害刺激的非特异性抵抗力，降低血浆中过氧化脂质含量，减少脂褐素形成。进一步研究证明HPS能提高老年大鼠红细胞SOD（保护红细胞膜免受活性氧的氧化损伤）含量，升高老年大鼠血清皮质醇及睾酮。史生辉等[11]实验发现红芪组抗氧化物SOD及GSH-Px（组织细胞衰老的指标）含量明显增加，且促氧化物MDA和MAO含量明显降低，证实HPS具有明显的抗氧化、抗衰老作用。HPS还促进抑凋亡蛋白Bcl-2的表达，抑制促凋亡蛋白Bax的表达，阻断细胞凋亡，从而延缓脑细胞的衰老。由此认为，HPS通过提高机体的抗氧化能力，清除体内自由基，抑制机体的脂质过氧化过程，抑制脑细胞凋亡进程从而起到维持细胞的生理功能，延缓衰老的作用。上述研究从多角度证实HPS具有抗衰老的作用。

4 抗肿瘤

肿瘤细胞的正常凋亡是生理变化,癌症是恶性肿瘤异常增殖的结果。HPS具有抑制肿瘤增殖、诱导肿瘤分化和凋亡的作用[12]。HPS对多种肿瘤均有抑制作用，进一步挖掘其有效抑制范围以及机制，可为攻克肿瘤提供新方向。刘华等[13]研究发现HPS可抑制肺腺癌细胞A549生长，被认为是通过调节细胞内Bax和Bcl-2诱导A549凋亡，且与药物剂量呈量-效关系。田河等[14]运用膀胱癌大鼠研究，发现HPS可以提高大鼠血清中IL-2含量，增强机体免疫功能，减少VEGF含量，调节膀胱癌组织AQP1、AQP3的基因表达，从而产生利水渗湿功效，达到抑制膀胱癌的效果。崔笑梅等[15]研究发现HPS可增强LAK细胞（杀伤细胞）和PBMC（外周血单个核细胞）对肿瘤细胞株(EJ)及膀胱肿瘤原代细胞的杀伤活性。刘忠[16]研究证实HPS可抑制体外培养的胃癌MGC-803细胞生长，尚认为HPS通过阻止细胞周期于G0/G1期的进程，诱导肿瘤细胞凋亡。卫东锋[17]研究发现HPS影响小鼠胸腺细胞、人宫颈癌He La细胞和人肺腺癌A549细胞蛋白表达。HPS除了抗肿瘤作用外还被发现具有协同作用。卫东锋等[18]研究发现HPS对S180小鼠瘤细胞化疗增效作用的靶标蛋白，这些蛋白涉及能量代谢、氧化应激反应和凋亡信号转导。董玉梅等[19]运用人肝癌体外培养的Hep G-2细胞进行细胞实验，证实HPS抑制增殖的Hep G-2细胞。上述研究表明HPS在肺腺癌、膀胱癌、肝癌、胃癌等多种肿瘤均发挥作用，其机制多与促进凋亡、调节基因表达等有关。

5 降糖作用

糖尿病(DM)是机体胰岛素分泌相对或绝对不足导致血糖过高，引起代谢紊乱的一种内分泌疾病，其主要特征为高血糖和尿糖。目前，对于DM的治疗主要通过发挥药物的降糖作用达到缓解病情的目的。众多研究表明，HPS存在明显的降糖作用，是一种值得开发利用的植物多糖。王丽娟等[20]研究发现HPS能显著降低四氧嘧啶模型小鼠血糖值及正常和四氧嘧啶模型小鼠糖耐量实验中的血糖值，且DM大鼠血清肿瘤坏死因子-α（与胰岛素抵抗的发生密切相关[21]）水平明显降低。徐静汶[22]采用四氧嘧啶制备Ⅰ型DM昆明小鼠模型进行研究，发现不同分子量范围的HPS均有降血糖效果，且均能增加DM小鼠的肝糖原含量。同时，实验还发现HPS可改善DM小鼠胸腺指数、脾脏指数，这种改善有利于减轻造模对小鼠其他组织的损害，最终有利于降糖作用的发挥。赵良功等[23]以分步醇沉法对红芪进行提取分离纯化，通过DM动物降血糖作用实验发现HPS-1、HPS-3、HPS-4治疗后小鼠全身症状得到改善、血糖显著降低且糖耐量升高。李晓东等[24]实验发现不同剂量组HPS-3均可降低Ⅱ型糖尿病大鼠空腹血糖和口服葡萄糖后2h的血糖，抑制总胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白胆固醇升高和高密度脂蛋白胆固醇降低。同时，还发现HPS-3在一定程度上可改善胰腺形态、结构和数量，减轻胰岛β细胞受损情况。研究说明HPS-3对T2DM大鼠有确切的降血糖，不仅能调节大鼠糖脂代谢紊乱，还能有效保护大鼠胰腺损伤。证明HPS对于Ⅰ型和Ⅱ型DM有明显的降糖作用，为临床运用植物多糖治疗DM提供了新方向。

6 防治阿尔茨海默病

阿尔茨海默病（AD）是一种发生于衰老过程中以认知障碍、记忆力损害和行为异常为主要表现的全身性疾病[25]。现认为HPS的药理活性与AD发病机制在氧化应激反应、细胞凋亡以及炎症反应等方面存在契合点。李菲[26]研究证实HPS对AD细胞模型的保护作用与其能够调节胆碱激酶a、Rag调节蛋白复LAM-TOR1、转录因子蛋白AP-2-δ及铁蛋白的表达有关。王磊等[27]运用Aβ1-42诱导的AD细胞模型研究发现，HPS可能通过下调转录因子AP-2-δ（与神经微管发育相关因子）的表达水平，间接调节生长相关蛋白43和多聚唾液酸神经细胞粘附分子蛋白（影响神经轴突生长和再生）的功能，发挥神经元轴突保护作用。SH-SY5Y细胞是一种类神经细胞，形态功能与正常神经元类似，被广泛运用于研究神经系统退行性疾病。王磊实验同样证实HPS可能通过下调铁蛋白的表达缓解Aβ1-42和Tau磷酸化SH-SY5Y的损伤，发挥神经保护作用。PRKCB是AD差异基因网络中的枢纽基因，起中心调控地位，具有磷酸化多种蛋白的作用，而ERK1/2信号通路可以介导PRKCB对SH-SY5Y细胞分化的促进作用[28]。凌军军[29]采用Aβ诱导PC12细胞构建AD细胞模型，研究证实HPS通过上调PRKCB表达而保护PC12细胞，而ERK1/2信号介导了PRKCB通过调节线粒体凋亡途径抑制AP25-35诱导的PC12细胞凋亡。上述研究在蛋白质水平、基因表达、信号通路的角度为HPS作用机制的探讨提供了科学依据，也为中药新药HPS及其衍生物的研发提供了数据支持。

7 展望

综上所述，HPS是传统中药红芪的主要活性成分，具有多成分、多靶点的特点，有非常广泛的药理活性，在现代疾病的治疗上有不可替代的作用。笔者从免疫调节、抗氧化活性、抗衰老、抗肿瘤、降血糖、防治阿尔茨海默病等角度探析HPS在疾病中发挥的作用。随着我们对HPS药理作用研究的进一步深入，发现免疫调节紊乱、衰老、氧化活性下降、血糖升高及肿瘤等均常见于中老年人，而HPS的药理作用可以有效缓解上述情况。虽然HPS的药理机制尚未完全明确，目前对于HPS的研究仅停留在细胞及动物层面，但就发现的HPS的药理作用来看，HPS对于治疗中老年病以及退行性疾病存在潜在靶点。今后应扩大研究广度，增加研究深度，进一步探索HPS在现代疾病中的定向靶点及治疗优势，填补中医多糖角度研究药理作用的空白，以期为临床治疗疾病提供可靠理论支持，亦为进一步研究中医药治疗疾病的新途径提供方向。