人参蛋白的药理作用

李婕，赵雨，许宁，幸书杨，舒振波，庞博※

（1.长春中医药大学吉林省人参科学研究院，吉林 长春 130117；2.吉林大学中日联谊医院，吉林 长春 130033）

人参是五加科植物人参（Panax ginseng C.A.Mey）的根及根茎，是我国应用广泛的传统中药，有保护神经系统[1]、心血管系统[2]和内分泌系统[3]的作用。人参的活性成分复杂，主要包括皂苷、多糖、挥发油、甾醇、有机酸、蛋白质、多肽和生物碱等[4]。目前国内外关于人参的研究多集中于人参皂苷，有关人参蛋白和多肽的相关研究较少，但早在20世纪，就有关于人参蛋白（ginseng protein,GP）提取和活性的研究。1992年，侯元等[5]利用电泳技术将GP分成20多个组分，其中绝大部分蛋白的等电点在4～7范围内。张巍等[6]发现GP有热不稳定性，提示GP加工提取时应当采用冷提法。因此，根据GP的性质，GP常用的提取方法有以Tris-HCl溶液及PBS溶液为主的传统浸提法和有机试剂沉淀法[7]。有机试剂沉淀法包括Trizol提取法[8]、膜过滤法[9]、沉淀法[10,11]和快速溶剂萃取法[12]等。GP常用分离方法包括超滤法[13]、亲和层析法[14]、疏水层析法[11]、凝胶层析法[15]和离子交换树脂法[16]等。GP常用的分析鉴定方法多种多样，比如凝胶电泳[17]、SDSPAGE指纹图谱技术[18]、Bradford法[19]、Lowry法[20]和超高效液相色谱 高分辨质谱法[21]等。

目前报道的人参蛋白根据功能不同分为类RNA酶蛋白、核糖核酸酶、皂苷合成相关酶、几丁质样蛋白和木聚糖酶等[22]，这些蛋白与人参抗真菌[23]、抗病毒[24]、合成皂苷[25]、影响细胞增殖[26]和转录活性[27]有关。经过提取纯化后，人参水溶性蛋白具有抗氧化[28]、抗辐射[29]、提升免疫[7]、耐缺氧[30]和抗疲劳[31]等作用。基于此，本文从人参多肽和人参蛋白的活性研究等方面对人参蛋白的药理作用进行初步总结，为人参蛋白的后续研究提供帮助。

1 人参蛋白的药理作用

1.1 对细胞增殖的影响

1.1.1 促进细胞增殖 GP可以促进细胞生长，促进伤口愈合。严铭铭等[13]发现，GP有促进小鼠海马细胞增殖的作用。SUN L W等[32]证明，GP可以通过调节小鼠胚胎成纤维细胞NIH/3T3细胞周期、增加调节胶原合成因子表达及胶原的分泌和激活ERK信号通路促进细胞增殖和胶原分泌，在促进创面愈合中起到积极作用。王佳雯等[33]证明，GP能够增加I型胶原蛋白（collagen I,COL I）和转化生长因子1基因的表达量促进NIH/3T3细胞增长。

但也有学者发现，人参水溶性蛋白能够抑制非洲绿猴肾脏成纤维细胞Vero增殖；对小鼠成纤维细胞L929具有低浓度促进增殖、高浓度抑制增殖的作用[34]。这表明浓度过高的GP不仅不会对促进伤口愈合产生好处，同时还可能会造成肾脏毒性。而关于GP的安全剂量，目前尚未见相关研究。

1.1.2 抗肿瘤 肿瘤细胞可以通过调控细胞凋亡来延长自己的存活时间[35]，有研究指出，GP可以抑制人喉癌细胞Hep-2、小鼠黑色素瘤B16细胞株的增殖[36]。李红艳等[37]将人参蛋白作用于Hep-2细胞悬液上，发现使用不同处理方法提取的GP对Hep-2细胞的作用并不一致。人参总蛋白对Hep-2细胞的体外抑制作用效果最好，且其抑制率随蛋白浓度的增加而增加。而经过沸水、透析处理的蛋白效果并不理想，这可能与蛋白活性已经发生变化有关。

任雨贺等[38]发现，GP能通过调控人乳腺癌细胞MCF-7的周期来诱导肿瘤细胞的凋亡。其作用机制是通过线粒体途径进行诱导，阻滞细胞有丝分裂，抑制凋亡的能力，从而抑制癌细胞的增殖。

程璐等[39]用GP联合H2O2诱导人神经母细胞瘤SH-SY5Y细胞损伤，染色检测细胞凋亡。实验结果表明，GP本身并不能导致SH-SY5Y细胞损害，但GP可加强H2O2诱导癌细胞损伤作用。

1.2 抗氧化应激及老化

1.2.1 抗氧化应激损伤 GP具有抗自由基对细胞氧化损伤的作用。人类的生活离不开自由基，但同时也深受其害。自由基对人体的攻击可导致细胞免疫受损，并产生炎症和衰老。超氧化物歧化酶（superoxide dismutase,SOD）能够清除有害的自由基，维护体内氧化平衡。姚刚等[40]从GP中分离出一种四聚体蛋白，经检测具有SOD活性。谢洪等[41]发现，幼年期人参的SOD蛋白活性较强，随着时间的推移，人参中SOD蛋白活性降低，在﹣20℃下储存时人参中的SOD蛋白活性损失最少。

人体内自由基作用于脂质产生的丙二醛（malondialdehyde,MDA）是膜脂过氧化的毒性产物，常用于测定生物体内的氧化应激程度。谷胱甘肽过氧化物酶（glutathione peroxidase,GSH-Px）可以还原有毒的过氧化物，保护细胞膜。赵雨等[28]通过比较小鼠分别因缺氧、亚硝酸钠中毒和脑缺血性缺氧导致死亡的时间，发现使用GP灌胃的小鼠均能延长存活时间，MDA含量降低，GSH-Px活力升高，说明GP具有耐缺氧和抗氧化作用。

刘达等[42]发现人参糖蛋白能降低大鼠体内肌酸激酶同工酶、乳酸脱氢酶（lactate dehydrogenase,LDH）的活性和活性氧（ROS）荧光强度，升高SOD和谷胱甘肽的活性，减轻阿霉素所致的氧化应激损伤，提高心脏功能。

1.2.2 抗衰老 过氧化氢是常用构建衰老模型的方法，它可导致神经元细胞损伤，引起细胞形态发生改变，使细胞老化和凋亡。Bcl-2基因和Bax基因可以通过众多途径来影响细胞凋亡，其比值是确定细胞是否凋亡的重要标志[35]。有研究证明，GP可以抑制过氧化氢引起的乳鼠皮层神经细胞凋亡和衰老，降低Bax/Bcl-2比值，说明GP有保护神经元和抗衰老的作用[43]。另外文章中还指出，浓度不同的GP对细胞存活率有不同的影响，其中低、高剂量具有促进作用，中剂量具有抑制作用，这可能与GP中含有的3种抗氧化酶的不同作用有关。

阿尔茨海默症（alzheimer disease,AD）和帕金森综合征（parkinson’s disease,PD）是两种常见的老年神经退行性疾病，AD的两个主要病理特征是淀粉样蛋白沉积和神经纤维缠结。淀粉样蛋白（amyloid-,A）通过阻断影响大脑功能的PI3K/AKT信号通路，导致神经元的损伤与凋亡[44]。

GP对神经系统具有保护作用，可以减轻神经元损伤。李红艳等[45]通过实验发现，GP对AD损伤的神经元具有保护作用。与正常细胞相比，大鼠细胞AD模型细胞凋亡率升高，胞体形态学改变。经GP作用后，大鼠细胞存活率上升，一氧化氮合酶（nitric oxide synthase,NOS）活性和NO水平均下降，说明GP对A1-40或H2O2所导致的神经元损伤具有保护作用。后续实验证明，GP提高AD大鼠神经元的存活率、减少体外神经元凋亡和增强细胞抗氧化的能力可能与CPM/PKA/CREB通路介导的抗氧化和凋亡抑制作用有关[47]。同时，GP可以提高AD大鼠的记忆能力，降低大鼠的A 1-42和异常过度磷酸化的tau蛋白含量，这可能是通过激活PI3K/AKT通路完成的[47]。

PD表现为手抖、肌强直、平衡障碍和食欲不振。它的发病与遗传、生活方式、神经系统老化和机体稳定等相关。其中PINK1蛋白突变以及-突触蛋白（-Synuclein,-syn）异常聚集可能是造成PD的重要原因[48]。LIU等[49]证明，GP对帕金森病果蝇模型的神经毒性具有保护作用，能够促进线粒体功能的维持，并保护线粒体免受氧化应激的影响。

王思明等[50]将-syn异常表达的PD模型果蝇给予人参总蛋白后，测试其脑部脂质过氧化物（lipid peroxidation,LPO）、谷胱甘肽（glutathione,GSH）、谷胱甘肽-S-转移酶（glutathione S-transferase,GST）和蛋白质羰基（protein carbonyl,PC）含量。实验证明GP能够明显提高PD果蝇存活率，有效恢复其爬行和飞行能力，可下调脑内LPO、GS和PC的量，升高GSH的量，且有浓度依赖性。说明GP能够抑制-syn的异常聚集，从而降低PD的病理征状。

除了氧化应激导致的衰老以外，紫外线照射也是细胞老化的重要原因，长波黑斑效应紫外线（ultraviolet A,UVA）具有很强穿透力，能深入真皮层，抑制纤维细胞增殖能力，增加胶原蛋白降解率，产生松弛和皱纹。UVA照射引起的成纤维细胞衰老主要是由于真皮细胞胶原降解和细胞的DNA氧化损伤，其中基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinase,MMPS）参与结缔组织重建。JIANG等[51]证明，GP可以抑制ROS引起的DNA损伤，增加COLI表达，降低MMP-2和MMP-9酶活性，从而抑制紫外线导致的肌肤老化。

1.3 提升免疫

人参增强免疫的作用多体现在多糖和皂苷上[52]，但有研究指出，GP也具有提升免疫的作用。赵雨等[53]将诱发迟发性超敏反应（delayed type hypersensitivity,DTH）的小鼠进行行为学和理化测试，结果发现GP组T细胞功能、吞噬指数和肝SOD含量明显增加，肝MDA含量降低，缺氧死亡和游泳溺水死亡时间显著延长。说明GP能增强DTH，促进单核巨噬细胞的功能，从而促进细胞的免疫功能。王钰莹等[7]的研究结果表明，GP可以增强小鼠巨噬细胞吞噬的能力和释放NO的能力，促进前列腺素E2和肿瘤坏死因子的分泌。

SUN L等[54]证明，GP能提高细胞活力和肌管直径，降低Ca2+浓度和LDH释放，可能通过激活AMPK和PI3K/Akt信号通路，提高肌管葡萄糖消耗，从而促进高剂量地塞米松诱导的小鼠成肌细胞肌肉萎缩的恢复。

1.4 耐缺氧和抗疲劳

GP具有抗疲劳能力。人体内的肝糖原使血糖维持在稳定范围内，当肝糖原被消耗时，就会产生疲劳[55]。机体大量运动后导致的组织缺氧可引起身体内血乳酸值的升高。赵雨等[31]给喂养GP的小鼠检查其运动后体内的血乳酸值、肝糖原和血清尿素氮含量变化，结果表明，GP与小鼠肝糖原含量呈正相关，与小鼠血乳酸值呈负相关，说明GP能够提高小鼠耐缺氧和抗疲劳能力。

1.5 调节血脂

人参对心血管疾病有较好治疗作用[56]。早在1991年就有人指出，GP能够改善高脂给药引起的高血脂症[57]。得高血脂症（hyperlipidemia,HLP）的病人血液中血清总胆固醇（total cholesterol,TC）、甘油三酯（triglyceride,TG）增高，多有并发症出现，是造成心脑血管疾病的重要诱因之一。赵雨等[58]对HLP大鼠模型灌胃给予GP后，检查TC、TG以及HDL-C 3种指标，发现给予GP后，大鼠的TC和TG均有降低，表明GP具有降低血脂的作用。

1.6 抗辐射

人参中皂苷、蛋白和多糖均具有一定抗辐射作用[59]。辐射可破坏细胞结构，产生大量具有强氧化性的自由基，致使机体代谢紊乱，对生物体伤害巨大[60]。因此，保护造血细胞、清除自由基和提高免疫等成为抗辐射药物首选功能[61]。KIM和CHOI[62]发现，GP显著降低紫外线诱导的仓鼠卵巢肿瘤细胞CHO-K1姐妹染色单体交换率，表明GP具有降低DNA损伤的作用，KIM等[63]发现，GP能增强紫外照射下的损伤细胞DNA修复。赵雨等[29]发现，给小鼠预先服食GP后，以60Co-射线照射小鼠全身，受照小鼠的白细胞数减少、微核数增多、SOD活性降低及MDA含量增加，同时，随着GP含量的提高，受照小鼠的胸腺、脾脏指数也增加，反映了GP有提高免疫力的作用，其抗辐射作用可能与GP增强免疫力，清除自由基的作用密切相关。

1.7 其他

GP还具有抗真菌作用[64]，与其具有的人参脂质转运蛋白、亲环素蛋白和Defensin蛋白等有关[65]。

人参糖蛋白（ginseng glycoprotein,PGP）是一种由共价键连接的含有寡糖链的蛋白质，具有镇痛、提高睡眠质量、改善记忆力和增强学习能力等作用。WANG等[66]证明，人参糖蛋白能减轻小鼠扭体，延长热板潜伏期，表现出明显的镇痛活性，并且糖蛋白中蛋白含量越高，其镇痛活性越好。人参糖蛋白有改善睡眠的作用，作用机制可能与NO合成有关[67]。FANG等[68]经荧光成像证明，脑血管上皮细胞具有特异性摄取PGP的能力,使得糖蛋白在脑内富集，具有神经保护的作用。这印证了PGP能显著改善学习和记忆。

2 人参多肽的药理作用

人参多肽由氨基酸构成，是蛋白质的前体分子，容易被人体吸收，具有抑菌、提高免疫、降血糖、改善记忆和耐缺氧等作用。

李红艳等[69]将GP用酶水解后，GP大部分水解为多肽，小部分为氨基酸，说明人体可能以多肽或氨基酸形式吸收GP。李海涛等[17]证明，GP经酶解得到小分子量多肽和氨基酸的混合物，可以清除羟自由基，对金黄色葡萄球菌有抑制作用。经研究证明，小分子量人参寡肽能够提高巨噬细胞吞噬能力、NK细胞活性和Th细胞分泌，可提高小鼠体内先天和适应性免疫反应，还可以抗Bap诱发的A549细胞损伤[70,71]。孙彬等[72]发现，人参寡肽具有降血糖作用，可以降低胰岛素水平、糖化血清蛋白和胆固醇水平，这可能由于GP中含有降血糖的精氨酸。

王军波等[30]证明，人参多肽能延长小鼠常压、亚硝酸钠和急性脑缺血耐缺氧时间。人参多肽还能增强小鼠记忆能力[73,74]。人参糖肽能减低血糖，保护因为链脲佐菌素损伤的胰岛 细胞[75]。

3 总结与展望

人参作为中药的应用历史悠久，关于人参功效的研究也随着时代发展而愈加科学全面。《神农本草经》中载：“人参主补五脏，安精神，定魂魄，止惊悸，除邪气，明目，开心益智。久服，轻身延年。”现代科学证实，人参具有调节中枢神经系统，减轻头痛、失眠及健忘等症状，增强人体免疫，提高人的记忆力和抗衰老等作用。人参蛋白及多肽是人参中的重要活性成分之一，近些年有关于此的研究越来越受到人们重视。

人参蛋白具有改善记忆、抗疲劳、抗衰老、抑制肿瘤和保护神经系统及提升免疫等作用，在中草药保健、美容和药物开发等方面提供了新思路。人参多肽是人参蛋白的前体物质，具有抑菌、降血糖和改善记忆等作用，同时可作为人参不同年份的质量标记物，在药用植物的质量控制中具有广阔的应用前景[76]。

但看似蓬勃发展的人参蛋白研究研发产业目前还存在许多问题：如近些年偏重将人参总蛋白认为是一种整体来提取研究，经过纯化的蛋白成分不清，机制不明；有研究证明人参蛋白对个别细胞具有促进增殖或损害作用，其功能与剂量相关，其剂量的安全问题还有待研究。因此，需要加强有关文献搜索研究，结合剂量问题设计合理可靠实验，引入先进技术和方法，从蛋白的单一功能研究移向分子水平作用机制的研究。

据目前所知，人参中含有300余种人参多肽和蛋白，仅很少一部分得到了分离鉴定，绝大多数蛋白依然深藏在未知海洋中，因此仍需要进行继续全面地研究发展，从而为相关医药保健行业等产品的研发提供新的选择。