甘草酸的药理作用及其纳米化研究的新进展

南 黎，黄叶娥，刘 燕，肖琛闻，季权安，韦 强，李 科，鲍国连

1 浙江师范大学，浙江金华 321000；2 浙江省农业科学院畜牧兽医研究所，浙江杭州 310021

甘草是豆科甘草属多年生草本植物，在中国已有数千年的使用历史，属于补益中草药，具有补脾益气，缓急止痛，清热解毒，调和诸药等作用。南朝医学家陶弘景曾评价该药“此草最为众药之王，经方少有不用者”。甘草酸(GA)提取自甘草的根部，是甘草最重要的活性成分，具有抗炎、保肝、免疫调节、抗病毒、抗癌等多种生物活性。然而，GA的溶解度和在体内的稳定性等方面存在缺陷。随着近年来纳米技术的发展，研究者发现纳米材料的修饰可显著增加药物的溶解度和稳定性，保护药物的活性基团，有效实现体内的靶向递送，从而提高药物分子的生物利用度和治疗活性[1]。此外，从化学结构式来看，GA 由两个分子葡萄糖醛酸和一个分子甘草次酸组成，具有两亲性，能够自组装成纳米药物或作为纳米药物载体[2]。GA 纳米化的研究是近几年的热点。本文将对国内外GA 的药理活性研究及纳米化研究进展作一综述。

1 甘草酸的药理作用

1.1 抗炎症作用

抗炎是GA 最主要的药理作用之一。抗炎的机制一直是GA 研究的热点之一。研究表明，GA 可通过对多种炎症相关信号通路的调控发挥抗炎症活性。GA 可抑制核因子-kappa B(NF-κB)信号通路的激活，从而降低巨噬细胞TNF-α 和IL-1β 等的分泌[3]。GA 能抑制LPS 活化的TLR4/NF-κB 信号通路，进而下调LPS 诱导的促炎基因表达，减轻肠上皮细胞的炎症性损伤[4]。GA 亦可通过降低NFκB p65 和p38 MAPK 表达水平，实现预防肠炎的作用。通过阻断IFN-γ 介导的JAK/STAT1 通路的激活，GA 能有效抑制IFN-γ 诱导HaCaT 细胞分泌CXCL10。此外，GA 二铵可有效降低肌酸激酶同工酶(CK-MB)、肌钙蛋白及炎性因子水平。

有研究显示，GA 通过下调TNF-α、上调IL-10的表达，调节机体抗炎、促炎作用间的平衡，来改善雷公藤甲素导致的大鼠急性肝损伤。Khan 等研究证实GA 可通过降低Wistar 大鼠结肠中促炎性细胞因子(TNF-α、IL-1β、IL-6)、高增殖反应(PCNA、Ki-67)、炎症标志物、血管生成标志物(VEGF)和凋亡反应(p53、caspase 等为促凋亡因子；Bcl-2、survivin 等为抗凋亡因子)水平，对1,2-二甲基肼(DMH)诱导的Wistar 大鼠结肠肿瘤发生化学预防作用。Zhao 等人发现GA 能够抑制炎症反应，通过激活ERK 信号通路显著抑制LPS 诱导的NF-κB 激活和氧化应激，抑制细胞凋亡及凋亡相关蛋白表达，减轻脓毒症引起的肾脏损伤。此外，局部应用GA 可治疗小鼠的糖尿病，通过HMGB1-RAGE 抑制牙周和全身的炎症，降低血糖水平。

1.2 器官保护作用

GA 是传统的保肝药物。在对GA 二铵制剂治疗药物性肝损害的有效性与安全性进行评估时发现，GA二铵制剂治疗的有效率显著高于其他保肝药，而不良反应的发生率无统计学差异。Chen 等深入研究发现，GA 能够抑制MRP4 和BCRP，在肝细胞和亚细胞水平与恩替卡韦(ETV)相互作用，抑制ETV造成的肝脂肪变性、肝损伤等副作用，增强ETV 的抗病毒活性并起到保肝作用。GA 还能通过降低血清中谷丙转氨酶(ALT)和谷草转氨酶(AST)的水平，改善肝组织病理学变化，调控总胆固醇(TC)、总甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)及超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽(GSH)和丙二醛(MDA)，显著降低肝损伤、脂质积累和氧化应激，从而对酒精性肝损伤起到治疗作用。此外，GA 可影响扁蒴藤素的药代动力学，其作用机制可能是通过诱导P-gp 活性降低扁蒴藤素的吸收，或通过诱导细胞色素P450 酶活性提高大鼠肝脏的清除率。另有研究证实，GA 能够有效治疗药物性肝损伤。如GA 通过有效抑制脂质的过氧化反应，发挥抗氧化活性，进而缓解二氧化钛纳米粒引起的肝细胞凋亡和组织坏死。

1.3 免疫调节作用

免疫调节是GA 最重要的生物活性之一，它能够通过对免疫细胞、细胞因子等的调节，实现对细胞免疫和体液免疫的双重调节作用。研究表明，GA的免疫调节作用具有双向性。一方面，在炎症模型中发挥免疫抑制作用，即上文中提及的抗炎作用；另一方面，GA 也具有免疫激活作用。

一定浓度范围内的GA 可通过调节细胞周期来促进巨噬细胞RAW 264.7 的增殖，增加绵羊肺炎支原体(MO)感染后的巨噬细胞活性，促进炎症因子TNF-α 等的分泌，从而对MO 感染有一定的治疗作用。GA 能够增强自身免疫性肝炎患者肝脏巨噬细胞的吞噬功能，增加单核巨噬细胞抗原提呈能力，对于该类患者的治疗具有现实意义。另有研究表明，GA 通过NF-κB 和JNK 信号通路激活鸡巨噬细胞，提高鸡巨噬细胞活化相关分子(如CD40、CD80、CD83 和CD197 等)基因的表达水平，并显著增加NO 的合成及H2O2的产生量，从而增强鸡巨噬细胞吞噬和清除胞内沙门氏菌的能力。复方GA 能够有效调节IL-10、IL-17 的水平，对于临床治疗寻常型银屑病具有很好的效果和较高的临床推广价值。GA 还能够通过降低血清IL-2、IL-5、IL-6、IL-18 和IFN-γ 的含量，升高IL-4 的含量，使T细胞亚群百分比明显升高，而CD8+百分比明显降低，以此调节Th1/Th2 平衡，纠正免疫功能失调。Fouladi 等人证实，GA 通过抑制OX40，增加调节性T 细胞活性，调节Th1/Th2 平衡，对于临床治疗变应性鼻炎具有积极的意义。

2 纳米化研究

2.1 纳米载体包裹甘草酸的研究

纳米载体的包裹不仅可改善GA溶解性的问题，还能实现药物的缓释和靶向递送，增强其生物利用度。Manju Bernela 等人将GA 包埋在壳聚糖形成的纳米粒中，显示GA 12 h 内释放量为90.71%，说明纳米材料的扩散和侵蚀作用使其呈现良好的缓释作用；此外，由于纳米粒极大地改善了GA 的生物相容性，使其抗炎效果得到显著改善。于超峰等人制备的甘草酸二铵/三甲基化壳聚糖纳米粒在实现GA 缓释的同时，显著改善了GA 口服吸收率。Ochi等人用脂质体包被GA，结果显示药物的生物活性得到显著增强，同时其IC50 显著降低。采用离子热凝胶法制备负载GA 的壳聚糖-阿拉伯胶-NPs，研究显示GA和聚合物之间没有任何化学相互作用，具有较高的包封率和缓释性，以及长期的高效抗菌作用。

2.2 甘草酸自组装纳米载体应用于多种药物的递送

随着现代分子化学和纳米技术研究的发展，学者们发现，GA 的化学结构属于五环三萜皂类，由一分子甘草次酸和两分子葡萄糖醛酸组成，具有两亲性，在液相环境中可以自组装成纳米结构。GA自组装的纳米载体可作为新型的载体，具有广阔的临床应用前景。Wan 等人的研究显示，以GA 为原料合成的皂苷纳米纤维是一种有效的食用油结构剂，油相极性能够调节GA 纤维形成的新型乳状凝胶，且GA 纤维对油-水界面的亲和力较高，吸附动力学速度较快，从而形成粒径较小的多层细乳液滴。孙仪萌发现GA 在水中可以自组装成螺旋纳米纤维，在配体以低浓度与GA 进行共组装时，组装体仍保持良好的螺旋纤维结构。廖艳梅等人以GA作为乳化剂制备橙皮苷纳米乳液(HDN-NE)，显著提高了橙皮苷的溶解度和稳定性。刘罗娜等人以GA为稳定剂制备的黄芩苷固体纳米晶体(BCN-SN)，体外释放结果表明其溶出速率及溶解度显著升高，表明以GA 作为天然稳定剂制备固体纳米晶体，不但方法简便，而且能够改善难溶性药物的溶解性。杨富恒等人构建的紫杉醇-GA 纳米胶束，显著提高了紫杉醇的口服生物利用度。

20 世纪90 年代，Negishi 等指出小鼠的肝细胞膜上存在大量甘草次酸及GA 受体。因此，GA 组装的纳米载体是良好的肝脏靶向给药体系。GA 偶联的人血清白蛋白纳米颗粒包裹白藜芦醇纳米颗粒（GA-HSA-RES-NPs）对肝肿瘤细胞具有较好的靶向性和缓释性，其体内靶向活性在肝肿瘤靶向治疗中具有广泛的应用前景。甘草次酸修饰的透明质酸（HA）与DSPE-PEG-PEI 结合组成的肝靶向纳米载体（GH-DPP）可以同时将Bcl-2 siRNA 和DOX 传递到HepG2 细胞中，抑制Bcl-2 基因表达，促进细胞凋亡，具有较高的抗肿瘤作用。同样，Niyaz Ahmad 等人采用双乳化溶剂蒸发法制备的GA 壳聚糖纳米粒CS-GA-PCL-NPs 具有较好的载药量和包封率，并具有缓释性能；毒性研究结果表明，该纳米体系是安全的，没有任何健康相关的风险。

3 展望

GA 是甘草的主要活性成分，具有广泛的药理作用，现在其主要应用于抗病毒、抗炎症、抗癌、保肝、免疫调节等领域。对GA 进行纳米化修饰，不仅能解决其水溶性差、生物利用率低等问题，还能使其成为一种多功能药物载体，与多种药物形成超分子复合物，在实现良好的缓释作用的同时增强所包载药物的生物活性。目前对于GA 作为药物载体的研究尚不算广泛，在近几年的研究报道中，我们可以看出，GA 作为一种多功能的药物载体，适用于多种低溶解性和低渗透性的药物，具有良好的体内治疗性作用。由此，我们认为GA 纳米载体会是一个有效的且相对廉价的药物递呈载体，具有较大的临床研发价值。