五味子甲素治疗肝脏疾病及其代谢研究进展▲

赵晓露 刘 静 周晓玲

(1 广西中医药大学研究生学院,广西南宁市 530001;2 柳州市中医医院消化内科,广西柳州市 545000)

【提要】 五味子甲素是从五味子中分离出来的一种联苯环辛二烯木脂素单体,是五味子中主要的活性单体之一。研究表明,五味子甲素具有抗纤维化、抗氧化、镇静、降血脂、抗炎,以及抑制破骨细胞形成、改善学习记忆等多种功能,且可抑制肝脏肿瘤细胞增长,促进肿瘤细胞凋亡。本文就五味子甲素在肝脏疾病中的研究状况、药理效应及其机制进行综述,以期为五味子甲素的开发与应用提供参考依据。

五味子是多年生落叶藤本,属毛茛目木兰科植物,是五味子(北五味子)或华中五味子(南五味子)的干燥成熟果实[1]。五味子作为我国传统中药材,味甘酸,具有收敛固涩、益气生津、补肾宁心等功效,最早记载于《神农本草经》中,并且被列为上品中药。五味子因产地分布不同可分为南五味子和北五味子,两者在果实形态、成分含量、主治功效等方面亦存在差异。《本草纲目》对此区别亦有记载:“五味子今分南北,南产者色红,北产者色黑,入药补必用北者乃良。”[2]五味子常作为中医药处方配伍药材,但在现代中医临床应用中始终存在南、北五味子混用的现状。

五味子作为临床中重要的保肝护肝中药材之一,是许多治疗肝脏疾病的中药方剂中的组成药物之一。有研究发现,五味子具有预防肝炎、降低AST及ALT等临床功效[3]。五味子的化学成分主要包括挥发油类、木脂素类、多糖、有机酸等,其中木脂素类化合物是五味子的重要活性成分,结构类型多、立体结构复杂,而五味子甲素是木脂素类化合物的主要活性单体成分之一[4]。相关研究表明,五味子甲素具有抗肝纤维化、预防非酒精性脂肪肝、减轻胆汁淤积、保护肝脏和抑制肝细胞癌增殖等多种作用[5]。本研究通过总结有关五味子甲素的生物转化及其在肝脏疾病中药理作用的文献资料,以期为深入研究五味子甲素的药用价值、药理作用及作用机制提供参考,为临床上治疗肝脏疾病提供用药指导,并为五味子的合理开发应用提供理论依据。

1 五味子甲素的生物转化及安全性

五味子甲素药物生物转化主要包括药物的吸收、分布、代谢和排泄4个过程,药物代谢反应主要分为氧化反应、还原反应、水解反应及结合反应等多种化学反应。五味子甲素具有口服生物利用率低、成药性差及半衰期极短等代谢特点,且不同给药方式可导致体内含量及吸收量不同[6]。研究发现,静脉注射给药较口服给药可明显提高五味子甲素的血药浓度,口服五味子甲素生物利用率低的原因较多,其中最主要的原因可能与口服药物经胃肠道吸收受多种因素的影响有关,细胞药物代谢酶的活性和转运蛋白的含量是影响药物在体内转换和吸收的关键因素,而外界因素(温度、湿度等)也会影响口服药物的吸收[7-8]。五味子甲素被吸收进入体内后,经血液循环系统运送到各个组织器官,其在组织中的分布特点与自身理化性质、组织亲和力等因素密切相关。研究发现,经五味子甲素灌胃后大鼠肝脏、脾脏、肺脏、心脏和肾脏中均有五味子甲素分布,但在肝脏组织中分布较多,可能与药物的肝肠循环有关,提示肝脏为五味子甲素的主要靶器官[6,9-10]。苏联麟等[11]发现,五味子甲素在大鼠体内通过发生去甲基化(脱甲氧基、脱亚甲基)、羟基化、氧化等代谢反应,转化成多种木脂素成分及其代谢产物,最终通过尿液和粪便排出体外,其中经尿液排出是其主要的排泄途径。还有学者发现,五味子甲素具有高效、易获取、不良反应低、安全性高等优点,有望成为临床新药,但其安全剂量及毒性靶器官还需进一步研究加以验证[12]。

2 五味子甲素在肝脏疾病中的药理作用及作用机制

2.1 影响肝脏酶的代谢 药物主要在肝脏进行转化和代谢,肝细胞内质网中的微粒体酶系是参与调节机体内药物的重要组成部分,而少部分代谢酶存在于细胞核、细胞质、细胞膜及线粒体[13]。研究发现,五味子甲素可作用于大鼠肝微粒体细胞色素以增强肝脏的解毒功能,其在临床上可用于治疗慢性肝炎,可降低血清ALT、AST水平[14-15]。五味子具有护肝作用可能与其作用于肝脏内代谢酶加速体内有毒物质的代谢与排泄有关。胡芳[16]根据明代陈嘉漠《本草蒙鉴》记载的“醋制入肝”等炮制方法,发现五味子经过醋炮制后较生五味子明显增加小鼠体内肝脏蛋白含量及细胞色素P450含量;生、醋五味子均可抑制SD大鼠的细胞色素P450家族1亚家族A成员2及细胞色素P450家族2亚家族E成员1酶活性,且醋五味子的抑制效果强于生五味子。这提示生、醋五味子均具有促进肝脏解毒、保护肝脏的作用,但醋制五味子的保肝作用更强。

2.2 抗纤维化 肝纤维化是指多种致病因素持续损伤肝脏后激活肝星状细胞转化为肌成纤维细胞,导致α-平滑肌动蛋白和胶原蛋白Ⅰ表达增加,同时细胞外基质在肝脏组织内大量沉积,最终生成纤维性瘢痕[17-20]。长期纤维化可损伤肝脏的结构及生理功能,最终导致疾病进展成肝硬化、肝衰竭、肝脏肿瘤及终末期肝病等。故抑制肝星状细胞的活化增殖、表型及功能的转变是抗肝纤维化的重要环节[21]。研究发现,五味子具有抗肝纤维化、保肝等作用,而五味子甲素是五味子的主要有效药用成分[22-23]。王肖辉等[24]发现,五味子甲素可有效减轻经皮下注射四氯化碳诱导的肝纤维化小鼠模型的肝损伤和炎症程度,其可能是通过调节NOD样受体蛋白3/核因子κB和转化生长因子β/Smad3信号通路,降低小鼠肝组织中炎症因子NOD样受体蛋白3、凋亡相关斑点样蛋白、Caspase-1、白细胞介素1β蛋白的表达水平,同时有效抑制转化生子因子β1的表达和Smad3的活化,降低肝纤维化小鼠模型血清中AST、ALT水平,从而抑制肝纤维化的进展。曹媛等[25]探讨五味子甲素在体外抗肝纤维化的作用,发现五味子甲素通过抑制人肝星状细胞素LX-2中Ⅰ型胶原α亚基1和α-平滑肌肌动蛋白的基因和蛋白表达,诱导肝星状细胞凋亡、抑制肝纤维化进程,同时显著下调抗凋亡相关蛋白B细胞淋巴瘤2/B细胞淋巴瘤2相关X蛋白的比值以促进肝星状细胞凋亡,从而发挥抗肝纤维化的作用。

2.3 抗炎 炎症反应的病理生理过程是指炎症细胞浸润和炎症因子大量释放后产生的局部及全身炎症反应,而来源于骨髓的巨噬细胞在炎症反应中发挥关键作用,可在体内发挥抗原呈递、介导炎症反应和吞噬病原菌的作用[26-27]。研究表明,巨噬细胞是肝脏内最丰富的非实质细胞,也是肝脏中炎症因子的最主要来源,巨噬细胞被激活后,其所分泌的各种细胞因子会直接影响肝脏的代谢过程,从而引发肝脏相关疾病[28]。许红等[29]发现,五味子甲素可能通过下调核因子κB/环氧合酶2、白细胞介素6/信号转导及转录激活因子3等多个炎症通路,从而抑制下游细胞中肿瘤坏死因子α、白细胞介素1β、前列腺素E2和环氧合酶2的合成与分泌,进而减少脂多糖诱导的细胞凋亡及巨噬细胞的过度活化,最终抑制脂多糖诱导的小鼠RAW264.7细胞的炎症反应。杨德峰等[30]发现,五味子甲素可抑制单核巨噬细胞炎症模型白细胞介素1β、白细胞介素6、肿瘤坏死因子α、一氧化氮的表达,从而发挥抗炎作用。研究发现,有效药物浓度范围内(25～200 μmol/L)的五味子甲素可通过阻断Caspase-1的活化,减少Caspase-1对白细胞介素1β前体的剪切活化,抑制内源性危险信号三磷酸腺苷引起NOD样受体蛋白3炎性小体的活化,从而抑制白细胞介素1β的分泌来减轻免疫炎症反应[31-32]。

2.4 抗凋亡 细胞凋亡是一种受基因调控的程序性细胞死亡,其可维持机体内细胞生存和死亡的动态平衡[33-34]。细胞凋亡是一个复杂的过程,受到多个基因的调节,其中以B细胞淋巴瘤2和Caspase-3为代表。B细胞淋巴瘤2、B细胞淋巴瘤2相关X蛋白是B细胞淋巴瘤2家族中的成员,在线粒体凋亡通路中,B细胞淋巴瘤2和 B细胞淋巴瘤2相关X蛋白共同调控线粒体膜电势变化,并释放出相应的凋亡因子,启动Caspase级联反应,导致细胞凋亡[34]。五味子甲素可减轻抗肿瘤药物的耐药性,增强药物敏感性,提高其疗效。薛燕等[35]观察五味子甲素、吉西他滨及联合用药对肝癌细胞HepG2增殖能力的影响,通过流式细胞术检测各组中HepG2细胞的凋亡比例,运用Western blot检测各组细胞中B细胞淋巴瘤2、B细胞淋巴瘤2相关X蛋白、Caspase-3前体、cleaved Caspase-3、Caspase-9前体、cleaved Caspase-9、β-连环蛋白和T细胞因子4的表达水平,结果显示,五味子甲素联合吉西他滨可抑制肝癌细胞HepG2中β-连环蛋白/T细胞因子4信号通路的激活,减少抗凋亡蛋白中B细胞淋巴瘤2、β-连环蛋白及T细胞因子4蛋白的表达,增加凋亡蛋白B细胞淋巴瘤2相关X蛋白、cleaved Caspase-3、cleaved Caspase-9的表达,从而抑制肝癌细胞HepG2增殖,并增加肝癌细胞HepG2的凋亡。这说明五味子甲素具有辅助治疗肝癌的潜力。

2.5 减轻胆汁淤积 肝内胆汁淤积是指由于肝细胞分泌功能异常和胆管排泄受阻而引起胆汁淤积的病理综合征[36]。肝内胆汁淤积的特征是胆汁流量减少和胆汁酸积聚。胆汁酸的过度堆积是导致肝细胞损伤的主要因素之一,长期的胆汁淤积通常会导致肝纤维化、肝硬化甚至肝功能衰竭[37-38]。胆汁酸积聚量过大会引起肝脏细胞凋亡、坏死,同时会对线粒体内的Na+,K+-三磷酸腺苷酶活性产生影响,从而引起呼吸链的功能紊乱。研究表明,五味子甲素可以通过降低α-荼基异硫氰酸盐诱导的急性肝内胆汁淤积大鼠模型血清中ALT、AST、碱性磷酸酶的活性和总胆红素的含量,增强线粒体中Na+,K+-三磷酸腺苷酶的活性,从而改善因胆管阻塞而引起的肝内胆汁淤积对肝脏的损伤,保护肝脏功能[39]。

3 小 结

肝脏疾病是临床上的常见病、多发病,严重影响人们的身体健康,因此早发现、早治疗对肝脏疾病的诊疗具有非常重要的意义。五味子甲素是五味子的重要生物活性成分,具有抗炎、抗纤维化等作用,在肝脏疾病中显示出较好的疗效。目前,对五味子甲素的研究多集中在体外实验,随着现代分子生物学技术的发展,其机制研究已从最初的单一信号通路拓展到多种信号通路,且各信号通路之间相互交叉、相互作用,而对于一些信号通路的靶点也有所涉及,如丝裂原活化蛋白激酶、核因子κB、蛋白激酶B/糖原合成激酶3β和磷脂酰肌醇-3激酶B/蛋白激酶B等。此外,许多学者对五味子甲素在动物体内发挥药效的途径进行了研究,包括调节蛋白表达水平、调控基因表达水平等,但这些研究大多针对某一具体靶点,且药物在动物体内的代谢途径与人体不同,不同靶点所参与的信号通路也不尽相同。因此,今后需要进行五味子甲素在人体内的代谢过程、相关机制及相关通路间的交叉研究。

综上所述,五味子甲素对肝脏疾病具有较好的疗效,具有深远的药用价值,有望成为一种新型的肝脏保护剂。但目前五味子甲素在肝脏疾病中的药效机制和靶标分子尚不明确,且毒理性研究匮乏,故亟待开展更多、更深层次的研究,以更好地挖掘五味子甲素的功效。