枸杞多糖对Nrf2信号通路调控作用的研究进展

林 鹏，张 璨，杨 玉，杨光远，刘明远，

(1.佳木斯大学药学院，黑龙江 佳木斯 154007；2.佳木斯大学基础医学院，黑龙江 佳木斯 154007；3.佳木斯大学第一附属医院，黑龙江 佳木斯 154003)

枸杞是我国传统的药用植物，主要包括宁夏枸杞和中华枸杞，其果实为枸杞子。枸杞子性平、味甘、无毒，具有滋补肝肾、益精明目的功效[1]。枸杞子的活性成分包括枸杞多糖(lycium barbarum polysaccharide，LBP)、黄酮、类胡萝卜素等[2]，其中LBP 具有抗氧化衰老、抗肿瘤、抗炎、增强免疫、降低血糖血脂、保护视网膜、肝脏、肾脏和神经等作用[3-6]，对于多种疾病的预防与治疗具有巨大潜力。急性毒性研究表明，在LBP 最大给药剂量20 g/kg 时，小鼠血液和主要代谢排泄器官无明显毒性[7]，证实LBP属实际无毒物质。

核因子E2 相关因子2(nuclear factor E2 related factor 2，Nrf2)是细胞内抗氧化和抗炎症损伤的关键调节因子，在多种疾病中扮演重要角色[8]。生理条件下，胞质中Nrf2 与其特异性阻遏蛋白Kelch 样ECH 相关蛋白1(Keleh-like ECH-associated protein 1，Keap1)结合，通过泛素-蛋白酶体途径被降解。病理情况下，Nrf2 与Keap1 解离，进入细胞核，与抗氧化反应元件(antioxidant response element，ARE)结合后，有助于清除活性氧(reactive oxygen species，ROS)等有害物质，并促进多种细胞保护因子的转录[9]。近年来，已有大量文献证实LBP 可以激活Nrf2信号通路，预防或减轻多种疾病的进程。本文对LBP调控Nrf2信号通路发挥抗氧化、减轻炎症反应、调控细胞凋亡等作用研究进展进行阐述。

1 抗氧化和抗炎症作用

1.1 减轻氧化应激损伤

氧化应激在许多疾病的发病机制中具有重要作用。LBP可以通过激活Nrf2-ARE 信号通路，使细胞分泌内源性抗氧化物质，促进下游血红素氧合酶1(heme oxygenase-1，HO-1)的表达，从而减轻氧化应激。梁冉[10]通过H2O2模拟年龄相关性黄斑变性的体外模型来探讨LBP 对APRE-19细胞氧化应激的影响，结果显示，LBP 预处理增强了Nrf2 蛋白的核转录及其下游HO-1 的表达，降低了ROS、丙二醛的表达水平，增强了超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶以及过氧化氢酶的表达。在干扰Nrf2转录因子的表达后，LBP的保护作用几乎消失。表明LBP可以通过调控Nrf2-HO-1信号通路，促进ARPE-19细胞抵抗H2O2刺激引起的细胞氧化应激损伤。黄健佳等[11]研究发现LBP可以改善CCl4所诱导的犬急性肝损伤。其主要途径是通过诱导Nrf2信号通路激活，恢复过氧化氢酶的活性，并增加肝脏的抗氧化能力。目前，已有大量文献证实LBP 可以通过激活Nrf2信号通路减轻氧化应激作用[12-14]，对青光眼[15]、糖尿病视网膜损伤[16]、紫外线辐射[17]、神经毒性[18]、心肌缺血再灌注损伤[19]等起到保护作用。

1.2 抗炎症作用

炎症反应是机体内的一种保护反应，分为急性炎症与慢性炎症。短暂的急性炎症会清除外源物质，从而保护机体。若未能及时清除外源物质，则会演变为慢性炎症，从而引起各种疾病[20]。Xiong 等[21]通过建立C57BL/6 野生型小鼠急性胰腺炎模型，发现经LBP 预处理可以上调Nrf2 与HO-1 的表达，下调肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor，TNF-α)和白细胞介素-6(interleukin-6，IL-6)等炎性介质的水平；而在Nrf2基因敲除小鼠中，LBP的上述作用消失。Zheng等[22]通过建立小鼠高浓度氧急性肺损伤模型，证实LBP 可以通过调控Keap-Nrf2-HO-1 信号通路，降低模型小鼠中IL-1β、TNF-α、IL-6 含量，从而减轻炎症反应。

2 调控细胞凋亡进程

2.1 减轻细胞凋亡

细胞凋亡是指机体在个体正常发育或内稳态平衡时，由遗传基因调控的主动的程序性死亡[23]。多种疾病的病理学过程与细胞凋亡紊乱有关[24]。李永盛[25]分别建立乙醇诱导和抗结核药物诱导的肝细胞损伤模型，均发现在给予LBP后可以提高Nrf2蛋白核转位水平，caspase-3 蛋白表达下降，凋亡相关蛋白Bcl-2/Bax 比值升高，凋亡率降低。He 等[26]通过SD 大鼠建立视网膜缺血再灌注(ischemia-reperfusion，I/R)模型，发现LBP可增加I/R损伤后视网膜中Nrf2核的积累和HO-1的表达，从而减轻细胞凋亡，降低视网膜I/R损伤。Huang等[27]对支原体感染的脾淋巴细胞(splenic lymphocytes，SLs)给予LBP后，发现LBP呈剂量依赖性提高Nrf2 与HO-1 的mRNA 与蛋白表达水平，降低了促凋亡基因mRNA 与凋亡相关蛋白的表达，表明LBP 可激活Nrf2/HO-1信号，抑制细胞凋亡以保护SLs细胞免受支原体感染后的细胞凋亡。

2.2 调控细胞自噬

自噬为细胞程序性死亡方式之一[28]，可将受损和衰老的细胞器、异常累积的蛋白质包裹于溶酶体融合形成自噬溶酶体，并将其分解成脂肪酸、氨基酸和ATP底物[29]。这些产物可以补充机体损耗，调节细胞内重要成分更新，促进细胞代谢[30]。自噬的失调会导致细胞内异常蛋白或功能不良细胞器的累积，从而引起神经退行性病变、自身免疫缺陷和代谢综合征等[31]。Pan等[32]发现LBP可促进H9C2细胞在I/R损伤中Nrf2的核转录，提高P62 水平，降低自噬标志物Beclin-1 和LC3-II/LC3-I 的水平，抑制自噬发挥细胞保护作用。但给予自噬激动剂RAPA后，Nrf2基因与蛋白表达均显著降低，治疗效果被明显抑制，证实LBP 抑制自噬减轻心肌I/R 损伤与激活Nrf2 信号通路具有密切联系。在小鼠脑I/R 损伤中，LBP 可以通过激活Keap1-Nrf2-HO-1信号通路，降低LC3-II 与Beclin-1的蛋白表达，抑制自噬从而减轻脑I/R损伤[33]。Peng等[34]研究表明被H2O2损伤的人皮肤黑色素PIG1 细胞在给予LBP 处理后，可促进PIG1 细胞的增殖，抑制细胞凋亡，提高自噬蛋白的表达水平，从而减轻细胞损伤。在沉默Nrf2 RNA 后，其自噬能力以及促进PIG1 细胞增殖作用减弱，细胞损伤加重，证实LBP 可激活Nrf2信号通路诱导自噬，将来可尝试用于白癜风的治疗。

2.3 调节细胞铁死亡

铁死亡是一种新的细胞死亡形式，与I/R 损伤、肿瘤及神经损伤等多种疾病的病理生理过程相关[35]。铁死亡主要受到基因调节，抗氧化剂和铁螯合剂能够抑制铁死亡[36]。研究表明，LBP 可通过调节铁死亡抑制乳腺癌细胞增殖[37-38]。Jiang 等[39]通过体内外实验，表明LBP可通过促进Nrf2激活，减少氧化应激并抑制铁死亡，从而减轻电离辐射诱导的口腔黏膜损伤。

3 增强化疗效果

Nrf2信号通路在恶性肿瘤的发生与发展过程中发挥着重要作用。适当激活Nrf2与其下游靶基因，可促进多种抗氧化应激损伤机制，能够有效的起到抑癌作用。同时，Nrf2的激活还可影响化疗药物疗效。现有文献报道LBP可与其他抗肿瘤药物联合使用，共同促进Nrf2信号通路激活，提高免疫，增强抗肿瘤疗效。Zhu 等[40]发现LBP 联合紫杉醇/顺铂后，可激活Keap1-Nrf2-HO-1信号通路，显著提高化疗效果，降低化疗诱导的毒性，抑制卵巢癌细胞的生长。李晓鲲等[41]在恶性脑胶质瘤模型中也证实LBP可以通过上调Keap1-Nrf2通路，增强化疗药物疗效，并减少不良反应的发生。

4 小结与展望

LBP药理活性广泛，不良反应少，开发前景广阔。受其调控的Nrf2信号通路是迄今为止发现的最重要的内源性抗氧化应激通路[42]。已证实多种疾病，如癌症、糖尿病、类风湿性关节炎、神经退行性疾病等[43-44]均与Nrf2 信号通路相关，但LBP 调控Nrf2 信号通路的机制还不够明确。相信随着研究的深入，LBP调控Nrf2信号通路的更多细节将被揭晓，可为更多的相关疾病提供预防或治疗方案。