柑橘多甲氧基黄酮化合物在心血管疾病中的应用及研究进展

邓航，马敏杰，于子漪，李淑珍

（1.沈阳医学院口腔医学院2017级本科生，辽宁 沈阳110034；2.基础医学院2017级本科生；3.基础医学院免疫学教研室）

心血管疾病已经成为威胁人类健康的“头号杀手”。有研究显示，心血管疾病导致的死亡占中国居民疾病死亡构成的40%以上，位居首位，每年影响上亿人，并且呈现上升趋势［1］。导致心血管疾病发病的风险因素众多，如吸烟、空气污染，不健康的饮食和肥胖、缺乏锻炼和糖尿病等其他疾病激发的高血压［2－3］。

柑橘属中黄酮类化合物（flavonoids）主要包括黄烷酮类（flavanones）、黄酮醇类 （flavonols）和黄酮类（flavones）三大类。其中低极性、高度甲氧化的多甲氧基黄酮化合物（polymethoxylated flavones，PMFs）是目前的研究热点之一。PMFs主要来源于芸香科柑橘属，是具有多个甲氧基、低极性且有平面结构的黄酮类物质，并且大多具有强效的生物活性作用。目前主要通过醇浸提、超临界CO2流体萃取、超声法、离子交换法、高效液相色谱法、超高效液相色谱结合二极管阵列检测器和快速制备色谱等技术对PMFs进行提取分离［4］。PMFs中的代表化合物包括川陈皮素、桔黄酮、甜橙黄酮和橙皮苷等［5］。近年来针对PMFs的研究多以川陈皮素和桔黄酮为主。研究表明川陈皮素和桔黄酮等PMFs具有抗炎、抗氧化、抗癌和抗诱变等多种药理作用［6］。而近年来在心血管疾病的防治方面，越来越多的研究证实，PMFs在抑制动脉粥样硬化、调节血脂、抑制血小板凝聚和改善心肌损伤等方面均具有显著的药理活性［7－10］。同时流行病学研究也表明，含有柑橘类黄酮食物的摄入与心血管疾病发生的减少存在直接关联。

1 柑橘类PMFs在调节血脂异常治疗中的应用

血脂异常是引发冠状动脉疾病和脑卒中的重要发病因素，并且参与动脉血管壁的氧化和炎症过程，与动脉粥样硬化的发生发展关系密切［11－12］。而针对血脂异常及早采取预防和干预措施可明显降低心血管疾病的发病率和死亡率［13］。

近年来针对PMFs通过多靶点途径调节血脂异常的相关研究进展迅速。有学者在缺乏肝AMPK（Ampkβ1－／－）的小鼠和无法抑制ACC磷酸化的小鼠（Ampkβ）这两个实验组进行对照实验，发现无论肝或脂肪细胞的AMPK是否激活，川陈皮素都可以增加脂肪酸氧化，减弱脂肪酸合成，有效地改善代谢紊乱，预防肥胖、肝脂肪变性、血脂异常和胰岛素抵抗［14］。Assini等［15］也在动物模型中发现桔黄酮可以通过抑制肝脏脂肪酸合成和增加脂肪酸氧化来预防肝脏脂肪变性、血脂异常和胰岛素敏感。

在饮食结构上，Kurowska等［16］评估了含有PMFs的食物配方在因饮食而诱发的高胆固醇血症的仓鼠中降低胆固醇的潜力，发现含1%PMF的饮食可显著降低血清总脂蛋白和极低密度脂蛋白胆固醇（分别降低19%～27%和32%～40%），并降低或趋于降低血清三酰甘油，证明膳食中添加桔黄酮和其他PMFs可使实验性高胆固醇血症的仓鼠产生显著的降血脂反应。这些研究结果提示了PMFs在高脂血症、饮食性肥胖和肥胖型糖尿病等代谢性疾病中有预防和治疗作用。

此外，也有研究表明PMFs还可以通过调控相关蛋白间接调节血脂异常，研究发现川陈皮素可通过调节脂质代谢相关基因和脂肪因子的表达，上调白色脂肪组织中葡萄糖转运蛋白4的表达和Akt磷酸化，起到改善肥胖、高血糖、高血脂和胰岛素抵抗等药理作用［17］。

以上研究均表明PMFs在调节血脂异常中效果显著，PMFs或将成为防治动脉粥样硬化和再狭窄的潜在候选药物。

2 柑橘类PMFs在心肌保护中的作用

心肌持续肥大是心力衰竭发展的主要因素之一。而诱发心肌肥大的病理生理过程是复杂和多因素的，涉及多个细胞和分子系统。其常见的发病诱因包括机械应力、体液刺激、基因转录、炎症作用和氧化应激等［18］。随着研究的深入，已被证实PMFs可以通过调节体液刺激、减缓氧化应激和抑制炎症反应等环节改善肥大心肌症状。

Wunpathe等［19］在L－NAME诱导的高血压大鼠模型实验中发现，桔黄酮可以降低RAS的激活和氧化应激的水平，通过AT1R／pERK／pJNK4信号通路减轻L－NAME诱导的大鼠心室功能障碍和重塑，同时提高NO的有效性，恢复增强大鼠心肌的舒张功能。

此外，心肌细胞自噬功能的正常表达也是满足心肌代谢需求的重要稳态途径之一［20］。Wu等［21］通过体外实验发现，川陈皮素能够增加溶酶体的酸化作用，恢复受损的自噬通量并保护大鼠免受急性心肌梗死的侵袭。Zhang等［22］在对小鼠经主动脉束带（AB）进行心脏肥大造模后，发现川陈皮素可以抑制心脏肥大中NAPDH氧化酶NOX2和NOX4表达的增加，并减轻内质网应激和心肌细胞凋亡；同时，川陈皮素预处理还可减轻去氧肾上腺素刺激的新生大鼠心肌细胞肥大反应和内质网应激状态，结果表明川陈皮素可通过抑制NAPDH氧化酶和内质网应激来缓解因压力超负荷而引起的心脏肥大。还有研究发现川陈皮素在心肌缺氧／复氧处理后可改善H9C2细胞的细胞活力，显著抑制活性氧和丙二醛诱导的细胞凋亡，并抑制缺氧／复氧刺激后的H9C2细胞中促炎因子的释放［23］。

以上研究结果均说明PMFs在预防及治疗心肌梗死、心肌肥大以及缺血性心脏病中具有良好的应用前景。

3 柑橘类PMFs在血管保护中的作用

血管损伤有多种形式，有与静脉和动脉化相关的血流动力学压力增高导致的高血压，还有内皮损伤对基础血管平滑肌细胞造成损害导致的血栓－炎症反应等，都与多种心血管疾病的发生机制密切相关［24］。目前关于PMFs对血压的调节功能的研究结果众多，Yang等［25］研究发现，川陈皮素可以通过激活大鼠内皮细胞Ca2＋－eNOS通路舒张体外的肠系膜动脉。Yam等［26］在猫须草中提取出甜橙黄酮成分，通过体外收缩前主动脉环法测定发现，甜橙黄酮可以通过NO／sGC／cGMP途径和钾、钙通道发挥血管舒张作用来拮抗主动脉环收缩。

此外，川陈皮素对L－NAME诱导的高血压大鼠在血管功能障碍和重塑方面也有积极保护作用。研究显示，川陈皮素不仅能够显著降低L－NAME诱导的大鼠肠系膜血管的血压，增强对交感神经刺激的收缩反应，缓解乙酰胆碱对L－NAME大鼠肠系膜血管床和主动脉环造成损伤，而且还能降低氧化应激指标，恢复L－NAME大鼠血浆中的一氧化氮代谢物水平以及多种蛋白表达（eNOS、Nrf2和HO－1），抑制L－NAME大鼠中主动脉壁厚度、横截面积和血管平滑肌细胞数量以及胶原蛋白沉积的增加［27］。这些研究结果均表明PMFs可通过多种途径调节血压，进而改善血管损伤。

PMFs还能够预防和缓解血管炎症。三甲胺，作为膳食胆碱及其包含的食物在肠道代谢的转化物，是血管炎症和血管疾病的重要诱因之一［28］。Yang等［29］研究发现，川陈皮素可以防止血管部位（近主动脉）的氧化损伤，通过抑制MAPK／ERK的活性，降低p65和磷酸化p65的表达，预防三甲胺氧化物诱导的血管炎症。还有研究发现，在链脲佐菌素诱发的糖尿病性心肌病中，川陈皮素可通过抑制糖尿病小鼠心脏组织中c－Jun氨基末端激酶、p38和NF－κB的活化，减轻小鼠心脏功能障碍、氧化应激和炎症反应，具有潜在的治疗价值［30］。

川陈皮素和甜橙黄酮等PMFs在调节血压和减轻血管炎症的血管保护过程中作用显著，在治疗高血压和血管炎症方面具有很大潜力。

4 PMFs在抗血小板凝集方面的作用

血小板的凝集和活化在血管损伤和血栓形成中发挥至关重要的作用，是治疗心血管疾病的关键一环［31］。目前已有研究证实川陈皮素、甜橙黄酮等PMFs能够通过靶向多种血小板信号通路，调节血小板功能，产生显著的抗血栓形成效果。

Lu等［32］通过体内外实验发现，川陈皮素能抑制胶原蛋白和花生四烯酸诱导的血小板聚集，在胶原激活的人血小板中，川陈皮素抑制了PLCγ2、Akt和蛋白激酶PKC以及MAPKs的磷酸化，显著减少细胞内钙动员和羟自由基（OH（·））的形成；并通过血小板功能分析发现川陈皮素显著延长了小鼠的全血凝固时间，增加了血栓性血小板堵塞形成的阻断时间。Vaiyapuri等［33］发现，甜橙黄酮能够通过抑制磷脂酰肌醇3－激酶（PI3K）和环核苷酸信号通路来调节血小板功能，结果表明甜橙黄酮抑制激动剂诱导的整合蛋白αIIbβ3的内－外和外－内信号转导，细胞内钙动员以及颗粒分泌，并在体外动脉血流条件下，抑制人血小板凝集粘附，随后阻止血栓在胶原蛋白涂层的表面上形成。

血小板中血管扩张刺激磷蛋白（VASP）作为cAMP和cGMP的依赖性蛋白激酶底物，可以直接参与血小板cAMP／cGMP依赖性抑制通路，而研究发现川陈皮素和甜橙黄酮可通过提高VASP的磷酸化水平升高cGMP水平，从而抑制血小板功能［34］。Jayakumar等［35］也发现川陈皮素可通过一种新型的非环核苷酸依赖性机制在洗涤的人血小板中刺激VASP磷酸化，从而抵抗血小板凝集。值得一提的是，VASP还是血小板中肌动蛋白重组的调节剂，通过升高其磷酸化水平，可使钙调蛋白结合受损，从而限制血小板形变，抵抗血小板凝集［36］。

以上研究均表明川陈皮素和甜橙黄酮等PMFs能够有效调节血小板功能，可以作为预防或治疗血栓栓塞性疾病的潜在治疗剂。但是也有个别案例报道患者因过量摄入PMFs从而出现血小板减小性紫癜，因此关于PMFs的膳食摄入考量还需进一步的研究［37］。

5 PMFs在其他方面的作用

PMFs的其他药理作用如抗过敏、抗肿瘤等生物活性。Ashrafizadeh等［38］总结了川陈皮素可抑制上皮－间充质转化（EMT）和ZEB、Slug、Snail等EMT相关因子来抑制癌细胞的迁移和侵袭；此外，川陈皮素还可抑制STAT3、NF－κB、Akt、PI3K、Wnt等致癌因子，并在癌症治疗中上调microRNA－7和microRNA－200b等抑癌因子水平，起到诱导癌细胞凋亡和细胞周期阻滞的药理作用。在慢性过敏性疾病研究中，Liu等［39］发现桔黄酮通过调控PI3K和Notch信号通路（与T细胞信号传导、增殖和分化有关，在哮喘疾病发生发展中至关重要）以及调节Th1／Th2／Th17细胞因子平衡，对新生哮喘小鼠起到抗哮喘作用。

6 小结与展望

PMFs主要提取自芸香科柑橘属，来源广泛且丰富，生物利用率高，未见明显的毒副作用。其强大的抗炎、抗氧化作用不仅能够有效地保护和缓解心血管疾病，在抗癌、抗诱变等方面均有作用。另有研究表明PMFs在判定果汁掺假，开发保健食品以及植物科学和农业科学中柑橘分类等方面均有广阔的应用前景［40］。目前对PMFs的研究主要集中于川陈皮素和桔黄酮上，其他PMFs还有众多，具有巨大的开发潜能。

随着研究的不断深入，PMFs对心血管的保护作用不断被研究与证实。但是因为PMFs的来源主要是芸香科柑橘果皮等植物，并不是人类日常大量摄入的食物，所以实验研究多以动物为对象，其对人类心血管的保护机制和生物效能在临床上是否适用还有待进一步探究。