魏西羽,杨婷,刘厚汝,孙越,张臻臻,李伟,于德红
(华北理工大学药学院,河北 唐山 063200)
丹参是我国的一种传统中药,是唇形科植物丹参(SalviamiltiorrhizaBge.)的干燥根及根茎,丹参始载于《神农本草经》被列为上品。丹酚酸B是丹参的主要水溶性复合物之一,是丹参总酚酸含量最高、活性最强的成分。丹酚酸B又称为丹参酚酸乙,是由三分子 3,4-二羟基苯基乳酸和一分子咖啡酸缩合而成的一低聚体型化合物,是目前研究最多的酚酸之一。丹酚酸B的药理活性已经得到了多方面的证实,现就丹酚酸B的主要药理作用进行综述,为后续临床应用及研究提供参考。
1.1 抗氧化 研究表明丹酚酸B能够清除氧自由基、抑制脂质过氧化反应,是已知的具有较强抗氧化作用的天然产物之一。Quan等[1]发现丹酚酸B可以改善大鼠组织病理学损害,防止血清肌酸激酶(CK-MB)、心肌肌钙蛋白(cTnI)和乳酸脱氢酶(LDH)的渗漏,还能显著提高大鼠过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)和还原型谷胱甘肽(GSH)活性。在体外实验中,丹酚酸B还降低了培养上清液中LDH的活性和心肌细胞内活性氧(ROS)和丙二醛(MDA)水平,对心肌细胞凋亡起到一定的保护作用,也有助于提高其抗氧化性能。刘晓龙等[2]通过建立大鼠脓毒血症模型,采用酶联免疫吸附测定(ELISA)检测肌钙蛋白T(TnT)、肌酸激酶同工酶(CK-MB)、白介素-6(IL-6)水平,比色法检测超氧化物歧化酶(SOD)的活性和MDA的含量,观察各组心肌组织病理变化,检测凋亡相关蛋白半胱氨酸蛋白-3(caspase-3)、B淋巴细胞瘤-2(Bcl-2)、Bcl-2 相关X蛋白(Bax)等表达水平。发现丹酚酸B通过影响自噬蛋白,抑制大鼠体内氧自由基的释放,增强抗氧化应激的能力。
1.2 抗心肌缺血再灌注损伤 Liu等[3]通过建立大鼠心肌缺血再灌注模型,检测其心功能、梗死面积、心肌损伤标志物水平、炎症反应、心肌细胞凋亡及Bcl-2、Bax、磷酸化蛋白激酶B(P-Akt)、高迁移率组蛋白1(HMGB1)、Toll样受体4(TLR4)的表达发现丹酚酸B可以通过激活磷酸肌醇3-激酶(PI3K)、蛋白激酶B(PKB)信号的通路来抑制HMGB1和TLR4的表达保护心脏。夏杨等[4]发现大鼠心肌缺血再灌注损伤(MI/RI)的模型组与丹酚酸B预处理给药组相比,丹酚酸B预处理给药组增强了心肌细胞中Ca2+-Mg2+-ATP 酶和 Na+-K+-ATP 酶活性,丹酚酸B通过纠正心肌细胞内外离子失衡尤其是调整Ca2+稳态,改善了心肌细胞的能量代谢障碍,阻止了MI/RI的进一步加重。
1.3 对心脏微血管内皮细胞的保护 心脏处于缺血缺氧状态时,心脏微血管内皮细胞最易受到损害。大鼠MI/RI过程中,丹酚酸B可以抑制各种炎症因子释放,降低内皮细胞间的黏附分子的表达,起到了保护内皮细胞的作用。Wang等[5]采用脂多糖(LPS)作用于大鼠心肌细胞,使其产生炎症,然后用丹酚酸B处理,结果表明与模型组相比,该处理组 LDH、HMGB1和TLR4、核因子-κB(NF-κB)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)表达水平均下降,提示丹酚酸B可以通过发挥抗炎功能来保护心脏内皮细胞,保护心脏免受损伤。
1.4 抗动脉粥样硬化 丹酚酸B能够有效抑制铜离子诱导的低密度脂蛋白(LDL)氧化修饰作用,对预防治疗动脉粥样硬化具有重要的意义[6]。张扬等[7]用高脂饮食制备家兔动脉粥样硬化模型,经丹酚酸B给药后,家兔主动脉肿瘤坏死因子相关激活蛋白(CD40L),血清可溶性血管细胞黏附分子-1(sVCAM-1)、及金属基质蛋白酶-9(MMP-9)的蛋白表达降低,主动脉内膜与中膜厚度的比值也降低,其机制可能与抑制 CD40-CD40 配体信号通路有关。Xu等[8]将人脐静脉内皮细胞用丹酚酸B预处理,然后与二磷酸腺苷(ADP)活化的血小板共培养,观察了血小板与内皮细胞的黏附程度。结果表明,丹酚酸B剂量依赖性地抑制ADP或促凝血酶诱导的人血小板在富血小板血浆(PRP)样本中的聚集。丹酚酸B除了对血小板的活化有抑制作用外,即使血小板已经被激活,也能减弱内皮细胞中血小板介导的炎症反应,因此推断丹酚酸B可能是治疗各种动脉粥样硬化疾病的潜在候选药物。
1.5 抗细胞凋亡 研究发现,丹酚酸B能诱导心血管内膜的细胞凋亡,防止心血管内皮的增厚。Xu等[9]对急性心肌梗死(AMI)大鼠给予丹酚酸B治疗后发现丹酚酸B可以抑制多聚腺苷二磷酸核糖聚合酶-1(PARP-1)通路,改善大鼠心肌组织线粒体和细胞核的完整性,抑制心肌细胞凋亡。王翅遥等[10]通过建立糖尿病(DM)模型发现丹酚酸B可能通过激活烟酰胺腺嘌呤二核苷酸依赖性酶(SIRT1)表达,抵抗由高糖培养诱导的心肌细胞氧化应激性损伤,以及心肌细胞凋亡。
2.1 抗脑缺血损伤 王国军等[11]建立大脑中动脉局灶性栓塞模型,经丹酚酸B治疗后,大鼠的神经功能缺损症状得到缓解,大鼠后脑组织梗死体积减小,脑含水量和脑指数降低。Wang等[12]采用体外缺氧缺糖/复氧复糖(OGD/R)模型和大脑中动脉闭塞(MCAO)模型,发现丹酚酸B能显著提高OGD/R损伤后PC12细胞和初级皮质神经元的存活率,改善了原代皮层神经元核心抗原(NeuN)的释放,阻断TLR4也抑制NF-κB转录活性和促炎细胞因子反应。Zhu等[13]建立大鼠脑缺血再灌注损伤模型发现丹酚酸B的新衍生物可以增加促红细胞生成素(EPO)、促红细胞生成素受体(EPOR)、磷酸化非受体型酪氨酸蛋白激酶(P-JAK2)、磷酸化信号转导子和转录激活子3(P-STAT3)水平,从而减轻脑缺血再灌注损伤对脑的影响,改善神经功能,增加神经元存活率,促进血管生成,这种保护机制可能归因于JAK2/STAT3通路中VEGF表达的增加,该通路被脑内EPO/EPOR表达的增加激活。
2.2 神经保护 丹酚酸B的神经保护作用是通过抗炎,抗氧化作用发挥的[14]。Lee等[15]发现丹酚酸B改善了Aβ25-35肽诱导的记忆障碍,减少了炎症过程中胶质细胞的数量,挽救了胆碱乙酰转移酶和脑源性神经营养因子蛋白水平的下降,从而对Aβ25-35肽诱导的阿尔兹海默氏病的小鼠具有神经保护作用。Wang等[16]发现丹酚酸B通过抑制TLR4/髓系分化因子88(MyD88)途径,可以缓解小鼠脊髓损伤后的神经痛,降低足爪机械阈值和退出热潜伏期,抑制炎性细胞因子TNF-α和神经肽P物质的释放,减轻脊髓损伤后神经性疼痛和机械性痛觉过敏。Wang等[17]发现丹酚酸B预处理减弱了活化的小胶质细胞对共培养神经元的细胞毒性,结果表明丹酚酸B可通过抑制小胶质细胞的活化来保护神经元。
2.3 抗抑郁 丹酚酸B可能通过抑制神经炎症从而发挥抗抑郁的作用[18]。Zhang等[19]发现丹酚酸B可以通过神经炎性途径改善慢性轻度应激(CMS)诱导的小鼠抑郁样行为,给予丹酚酸B后可以降低CMS小鼠的蔗糖偏爱率,显著缩短小鼠强迫游泳试验和尾吊试验的静止时间,结果表明丹酚酸B对CMS诱导的抑郁小鼠具有较强的抗抑郁作用。Liao等[20]通过连续28 d给予丹酚酸B,成功地纠正了CMS大鼠抑郁模型的抑郁样行为,结果发现丹酚酸B逆转了CMS对Nrf2(调控细胞氧化应激反应的重要转录因子)信号通路的抑制,同时增加了醌氧化还原酶(NQO-1)和血红素加氧酶1(HO-1)的mRNA表达。在内质网应激标记物方面,经丹酚酸B处理后,葡萄糖调节蛋白78(GRP78)的表达也显著降低。此外,SIRT1/磷酸化腺苷酸活化蛋白激酶(pAMPK)信号通路的表达也明显增加,说明补充pAMPK可以有效地激活腺苷酸激活蛋白激酶(AMPK)信号通路的表达。丰毅等[21-22]发现丹酚酸B在强迫游泳、糖水偏好、尾吊实验中都表现出了抗抑郁的作用,抑制了皮层促炎症细胞因子,减小了小胶质细胞介导的神经炎症。
2.4 改善学习记忆功能 鞠爱春等[23]建立脑缺血模型,经丹酚酸B鼻腔给药后能降低脑缺血损伤大鼠的平均逃避潜伏期,延长了脑缺血损伤大鼠在原平台象限停留时间,增加了脑缺血损伤大鼠跨越原平台的次数,结果表明丹酚酸B鼻腔给药在大脑的海马组织有一定的药物分布,能显著改善脑缺血损伤导致的学习记忆能力。吴甜莺等[24]发现电针联合丹酚酸B治疗有助于抑制由D-半乳糖引发的中枢神经系统免疫炎性反应,改善衰老大鼠的学习记忆能力。
3.1 抗肝纤维化 各种慢性肝病向肝硬化发展都要经过肝纤维化这一阶段,这是所有肝脏疾病的常见病理特征。研究发现丹酚酸B可以抑制肝星状细胞的增殖与分化,抑制转化生长因子在肝星状细胞中信号的转导。王育红等[25-26]建立大鼠的肝纤维化模型,经丹酚酸B治疗后大鼠血清谷丙转氨(ALT)、谷草转氨酶(AST)降低,大鼠肝脏胶原纤维减少,大鼠的肝组织SOD活性及GSH含量升高,MDA和转化生长因子β1(TGF-β1)含量降低,结果表明丹酚酸B具有抗四氯化碳诱导大鼠肝纤维化及氧化损伤的作用。刘建国等[27]将大鼠随机分为3组采用自动生化分析仪检测肝功能,用放射免疫法和基质染色法测定血清和血浆中内毒素含量,采用RNA的反转录(RT)和cDNA的聚合酶链式扩增(PCR)相结合的技术(RT-PCR)和免疫组化法检测大鼠肝组织CD14 mRNA和蛋白的表达,比较各组肝组织病理改变,结果显示,丹酚酸B抗大鼠肝纤维化的作用机制可能与其降低肝组织CD14的表达、阻滞内毒素信号转导通路有关。
3.2 抗肺纤维化 肺纤维化是一类以间质性炎症和肺间质纤维化为主要病变的间质性肺疾病。TGF-β1是一种多功能生长因子,影响细胞增殖、分化等重要生理过程。Liu等[28]发现丹酚酸B是中药处方中重要的抗纤维化成分,其通过抑制炎症细胞的浸润,抑制肺泡结构的破坏,抑制在体内和体外TGF-β1信号传导途径来减轻实验性肺纤维化。Liu等[29]发现丹酚酸B对TGF-β1诱导的人胚肺成纤维细胞(MRC-5)具有保护作用,其机制之一可能是丹酚酸B能在蛋白和mRNA水平上调节Nrf2的表达,并在体外诱导Nrf2核易位。Zhang等[30]发现丹酚酸B可抑制血清转化生长因子(STGF-β1)诱导的细胞增殖、I型胶原的表达、内源性TGF-β1的产生和肺成纤维细胞中α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)的表达,其机制可能是丹酚酸B抑制肝星状细胞(HSC)增殖和胶原生成,降低细胞TGF-β1自分泌和丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)活性。
3.3 抗肾纤维化 肾纤维化是各种病因引起的进行性肾病的重要病症,也是各种慢行肾病最终发展到肾衰竭的共同通路[31]。蔡洲等[32]发现经丹酚酸B治疗后,大鼠肾纤维化程度减轻、炎性细胞浸润减少,其作用机制可能与下调肾组织中TGF-β1、结缔组织生长因子(CTGF)表达,调节 TGF-β1 /CTGF 信号通路相关。黄小娟等[33-34]发现在输尿管梗阻导致的肾组织纤维化中,丹酚酸B可通过下调雷帕霉素靶蛋白(mTOR),进一步激活自噬,减轻肾组织损伤,降低UUO(单侧输尿管结扎)小鼠血肌酐和尿素氮水平,也可减轻肾组织病理性损伤,减少胶原纤维沉积。
丹酚酸B通过降低血浆肾素(PRC)、血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)、甘油三酯(TG)、MDA的含量,升高心素钠含量[35]来降低血压。徐斌等[36]发现与模型组比较,丹酚酸 B 组大鼠血压显著降低(P<0.05)且大鼠病变血管的数量也显著降低,病变程度较轻,表明丹酚酸B可以改善高血压大鼠的病情,且能够抑制高血压血管重塑。Ling等[37]发现口服丹酚酸B可逆转AngⅡ诱导的小鼠动脉收缩压升高,增强灌注小鼠的主动脉和肾动脉的内皮依赖性舒张作用,并减弱了过度的内皮依赖性收缩作用。此外,丹酚酸B的治疗使AngⅡ灌注小鼠动脉中AT1受体、NADPH氧化酶亚基(NOx-2和NOx-4)和硝基酪氨酸水平的升高正常化,从而达到降血压的效果。
研究发现丹酚酸B对多种低剂量链脲佐菌所诱导的大鼠糖尿病具有抵抗作用,其作用机制可能与丹酚酸B减轻氧化应激和细胞凋亡,增强抗氧化系统有关[38]。Shi等[39]发现丹酚酸B能改善肥胖症小鼠的糖耐量,降低血清ALT、AST和碱性磷酸酶(ALP)水平以及免疫球蛋白结合蛋白(BiP)和C/EBP同源蛋白(CHOP)的转录、胰岛素敏感性胰岛素受体底物1(IRS-1)的磷酸化。陶善珺等[40]用糖尿病血糖波动建立的模型观察到大鼠的空腹血糖、糖化血红蛋白及血清和胰腺组织MDA水平显著升高,糖尿病大鼠的胰岛数量减少,其作用机制可能与丹酚酸B上调胰十二指肠同源框因子-1(PDX-1)蛋白表达水平,抑制胰岛细胞凋亡有关。周才杰等[41]用高糖高脂加链脲佐菌素建立实验性2型糖尿病的大鼠模型,采用胰岛素耐量和葡萄糖耐量等实验评价模型动物的胰岛素敏感性,发现丹酚酸 B对实验性2型糖尿病大鼠模型有降低血糖,调节血脂,改善胰岛素抵抗的作用。
6.1 抗衰老 徐艺丹[42]发现H2O2诱导的细胞经丹酚酸B处理后,提取其RNA,采用实时荧光定量实验检测的方法测定SOD1、SOD2、编码维生素D3的核激素受体(VDR)和视黄酸受体基因(RARG)等抗氧化基因的表达量,结果发现丹酚酸 B虽不抑制人类永生化表皮细胞(HaCaT)的增殖,但丹酚酸B通过上调SOD1、SOD2、VDR的表达来抑制H2O2诱导的HaCaT细胞衰老。
6.2 皮肤保护 周湘君等[43]同时建立小鼠皮肤体外细胞培养紫外线损伤模型和紫外照射所致皮肤衰老的小鼠模型,给予不同剂量的丹酚酸B后,发现可以有效缓解紫外线引起的细胞致死性损伤,结果证实丹酚酸B能起到抑制皮肤光老化的作用。Guo等[44]建立以咪喹莫特诱导的银屑病样皮肤模型,经丹酚酸B微乳液治疗后,减轻了银屑病的严重程度,减少了棘皮症,并且抑制了IL-23、IL-17细胞因子和表皮增生,增强了皮肤的水合作用,也可治疗银屑皮肤病。
6.3 抗肿瘤 丹酚酸B作为一种有效、安全的天然抗肿瘤药物,在对肿瘤的预防和治疗中具有重要意义。Wang等[45]发现经丹酚酸B治疗后可以显著降低人胶质瘤细胞U87细胞的存活率,其对U87胶质瘤细胞生长的抑制作用可能与p38活化介导的ROS生成有关。Katary等[46]观察到丹酚酸B可以减少人乳腺癌细胞的增殖,经丹酚酸B治疗后可以减小肿瘤的体积、增加了凋亡标志物caspase-3和人体抑癌基因P53的表达,结果表明丹酚酸B是通过增强细胞凋亡和减少氧化应激、炎症和血管的生成来减缓乳腺癌细胞的生长过程,证实了其抗肿瘤作用。
丹参是一种广泛应用于治疗慢性血管病的中草药,是国内外中药研究的热点之一,它含有多种具有广泛生物活性的化学复合物。丹酚酸B是其主要活性成分之一,对心、脑、肝、肺、肾等多个器官都具有保护作用,但由于其生物利用度较低,近年来对其制剂,含量测定以及临床应用的研究成了研究热点,如何将理论研究更多的转化为临床实际应用,是需要共同破解的难题。丹酚酸B在心脑血管的药理作用研究较为广泛,并且效果显著,作为注射用丹酚酸的主要成分已广泛应用于临床,关于对其他方面的药理作用还需要大量、规范的科学指导及临床试验,去深入探讨其作用机制,为以后开发新药及临床研究奠定基础。