黄芩苷防治结肠炎作用机制的研究进展

王岚滔 ，赵月华*，冯晓晨，朱海玲，戚茂茂

1.山东第二医科大学 临床医学院，山东 潍坊 261042

2.山东第二医科大学附属医院 儿科，山东 潍坊 261035

结肠炎通常局限于结肠黏膜，随着病情加重，可能会诱发整个胃肠道炎症。结肠炎的典型症状为腹泻、便血，最初患者会出现轻度腹泻（每天少于4 次），随着病情加重，每天排便超过6 次，可伴有全身毒性（发热、心动过速、贫血或炎症标志物升高），更严重的是，溃疡性结肠炎都会增加罹患结直肠癌的风险，关节、眼睛、皮肤、胆道等身体其他部位的肠外表现增加了结肠炎患者的发病率和死亡率[1]。黄芩苷是黄芩中重要的黄酮类化合物之一，具有抗菌、抗病毒、抗炎、抗氧化、抗肿瘤、肝脏和神经保护等多种药理活性[2]。黄芩苷可通过降低炎症反应、抗氧化应激反应、调节细胞凋亡、调节肠道菌群、调节细胞自噬等多种途径发挥抗结肠炎作用。本文归纳了黄芩苷防治结肠炎的作用机制研究进展，为黄芩苷的临床应用提供参考。

1 降低炎症反应

1.1 抑制Tol 样受体4/核因子-κB（TLR4/NF-κB）通路激活

TLR4 是肠道先天免疫中共生识别的关键受体，在发炎的结肠细胞中过度表达，通过激活MyD88 信号导致NF-κB 的激活，随后参与免疫和炎症反应的多效性基因表达，细胞间黏附分子-1（ICAM-1）、单核细胞趋化蛋白-1（MCP-1）、环氧合酶-2（COX-2）、白细胞介素（IL）-1β、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）和IL-6 都是参与溃疡性结肠炎发生的重要炎症生物标志物，TLR4/NF-κB 信号通路在溃疡性结肠炎的发病机制中起着重要作用[3]。Cui 等[4]使用2,4,6-三硝基苯磺酸（TNBS）诱导大鼠实验性结肠炎，使用100 mg/kg 黄芩苷治疗，结果黄芩苷能抑制脂多糖（LPS）诱导的RAW264.7 细胞增殖，显著降低大鼠肉眼结肠炎评分和提高结肠组织中髓过氧化物酶（MPO）活性，降低大鼠肠黏膜的病理学改变程度，呈剂量相关性降低黏膜组织中TLR4、p-NF-κB p65、ICAM-1、MCP-1、COX-2 蛋白表达和体外TNF-α、IL-1β、IL-6 蛋白表达，结果证实黄芩苷可通过抑制TLR4/NF-κB 通路激活降低溃疡性结肠炎的炎症反应。朱磊等[5]使用黄芩苷干预TNBS 制备的溃疡性结肠炎大鼠，结果25、50、100 mg/kg 黄芩苷有助于降低结肠黏膜损伤评分，进而降低大鼠结肠组织IL-8、IL-1、TNF-α 水平，阻止结肠组织中NF-κB 蛋白表达，结果证实，黄芩苷能通过抑制NF-κB 激活降低溃疡性结肠炎的炎症反应。Feng 等[6]使用黄芩苷治疗葡聚糖硫酸钠（DSS）诱导的小鼠结肠炎，结果100 mg/kg 黄芩苷可进一步降低mDAI 评分，降低结肠组织的炎症病理变化，显著降低结肠黏膜上TLR4、NF-κB p65 和MyD88 的表达，降低TNF-α、IL-6、IL-13mRNA 表达，增加IL-10mRNA 表达，结果证实，黄芩苷通过抑制TLR4/NF-κB 信号通路的激活以降低结肠炎的炎症反应。邹颖等[7]使用黄芩苷治疗DSS 建立的小鼠结肠炎，结果30 mg/kg 黄芩苷能显著降低疾病活动指数和结肠组织病理学评分，降低TNF-α、IL-6、MPO 表达水平，抑制结肠组织中TLR2、TLR4、MyD88基因表达，提示黄芩苷通过抑制TLRs/MyD88 通路激活以降低炎症反应。

1.2 调节信号转导和转录激活因子（STAT）表达

STAT 途径介导溃疡性结肠炎的免疫反应，STAT4、STAT6 蛋白表达能影响T 淋巴细胞的分化和相关细胞因子分泌[8]。于丰彦等[9]使用黄芩苷干预溃疡性结肠炎患者单个核细胞，发现5、10、20、40 μmol/L 黄芩苷能降低单核细胞中IL-23R基因表达，提高p-STAT4/STAT4 水平，降低p-STAT6/STAT6水平，显著提高γ 干扰素（IFN-γ）、IL-4、IL-10 水平，结果提示黄芩苷可通过调节STAT 表达以减轻溃疡性结肠炎的炎症反应。

1.3 阻止NF-κB 和丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号通路激活

IL-1β、IL-6 和IL-17 是结肠炎中重要促炎细胞因子，其过表达与结肠组织中NF-κB、MAPK 通路的激活有关[10]。Liang 等[11]使用100 mg/kg 黄芩苷治疗大鼠溃疡性结肠炎，结果发现黄芩苷能显著降低大鼠血清IL-17、IL-6 和IL-1β 水平，抑制NFκB、MAPK 蛋白表达，表明黄芩苷可通过阻止NFκB 和MAPK 信号通路激活以发挥抗炎作用。

1.4 抑制IL-33 表达

IL-33 是IL-1 细胞因子家族的成员，能促进Th2细胞功能，与溃疡性结肠炎炎症严重程度密切相关，参与NF-κB 核易位与其靶基因的反式激活[12]。Zhang 等[13]使用黄芩苷治疗DSS 诱导的小鼠慢性溃疡性结肠炎，结果50、100、150 mg/kg 黄芩苷呈浓度相关性减轻小鼠结肠黏膜的组织病理学改变，显著降低小鼠血清TNF-α、IL-1β 和IL-6 水平，抑制IL-33 和NF-κB p65 表达，提高IκB-α 表达，结果证实，黄芩苷可通过抑制IL-33 表达来抑制慢性溃疡性结肠炎的炎症浸润。

1.5 下调巨噬细胞迁移抑制因子（MIF）表达

MIF 由活性T 细胞分泌，可抑制巨噬细胞活性，加快炎症浸润、炎症反应程度，MIF 与溃疡性结肠炎的严重程度相关[14]。Dai 等[15]使用黄芩苷治疗TNBS 诱导的大鼠溃疡性结肠炎，结果100 mg/kg黄芩苷能显著降低大鼠肠道黏膜的炎症病理改变，下调MIFmRNA 表达、F4/80 染色的募集，显著降低大鼠血清MCP-1 和MIP-3α 水平，证实黄芩苷通过下调MIF 表达以降低溃疡性结肠炎的炎症损伤。

1.6 激活核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白6（NLRP6）炎症小体

NLRP6 属于核苷酸结合寡聚化结构域样受体（NLR）蛋白家族，NLRP6 在肠道稳态中起至关重要的作用，通过调节杯状细胞黏液分泌来维持黏膜屏障功能，还可通过激活IL-18 来调节肠道微生物，NLRP6 失活可导致肠杯状细胞数量减少和肠黏膜缺失[16]。Li 等[17]使用黄芩苷治疗DSS 诱导的结肠炎小鼠，发现25、50、100 mg/kg 黄芩苷能呈浓度相关性逆转小鼠体质量减轻，显著降低IL-6、IL-1β和TNF-α mRNA 和蛋白的水平，上调结肠组织中紧密连接蛋白复合物的mRNA 表达和蛋白质产生，促进IL-18 蛋白质和mRNA 的产生，结果证实黄芩苷通过激活NLRP6 炎症小体促进杯状细胞分泌黏液以保护黏膜屏障功能。

1.7 调节辅助T 细胞17/调节T 细胞（Th17/Treg）平衡

Treg 细胞通过表达转录因子叉头盒 P3（Foxp3）、分泌转化生长因子（TGF）-β、IL-10 在控制炎症过程中发挥关键作用，而Th17 细胞通过表达转录因子视黄酸受体相关孤儿受体（ROR）γt和分泌IL-17、IL-6 发挥促炎作用，Th17 和Treg 细胞之间的稳态丧失是导致结肠炎炎症反应主要原因之一[18]。Zou 等[19]使用TNBS 诱导建立大鼠结肠炎，使用100 mg/kg 黄芩苷能促使大鼠的体质量和结肠长度增加，降低DAI 评分，显著降低黏膜溃疡、水肿、充血和出血情况，降低结肠中MPO 活性，显著降低大鼠血清TNF-α、IL-1β、IFN-γ 和IL-12 水平，降低结肠组织中IL-17、IL-6基因表达，并增加了TGF-β1、IL-10基因表达，降低了RORγt 蛋白表达，提高Foxp3 蛋白表达，结果证实黄芩苷能通过降低Th17/Treg 显著降低结肠炎的病情严重程度。1 项使用黄芩苷治疗溃疡性结肠炎大鼠的实验发现，25、50、100 mg/kg 黄芩苷能促使大鼠的体质量和结肠长度增加，降低IL-17mRNA 水平和RORγt的蛋白表达，提高IL-10mRNA 水平和Foxp3 蛋白表达，结果表明，黄芩苷通过提高Treg/Th17 以发挥防治溃疡性结肠炎的功效[20]。

1.8 抑制IκB 激酶（IKK）/IκB/NF-κB 信号通路激活

IKK/IκB/NF-κB 信号通路是联系的整体，IKK可调控IκB 分泌，IκB 磷酸化可促使NF-κB 激活，参与结肠炎的炎症反应进程[21]。Shen 等[22]使用黄芩苷治疗TNBS 建立的溃疡性结肠炎大鼠，发现30、60、90 mg/kg 黄芩苷能呈剂量相关性降低大鼠结肠组织中前列腺素E2、MPO、IL-1β 和TNF-α 水平，减少Caspase-3、Caspase-9、B 淋巴细胞瘤2/B 淋巴细胞瘤相关X 蛋白（Bcl-2/Bax）比值和细胞色素C（Cyt-c）含量，逆转NF-κB p-65、p-IKKβ/IKKβ 和p-IκBα/IκBα 的水平升高，结果证实黄芩苷可通过抑制IKK/IκB/NF-κB 信号通路激活以发挥抗炎作用。

1.9 抑制磷脂酰肌醇3 激酶/蛋白激酶B（PI3K/Akt）通路激活

PI3K 可催化膜肌醇脂质的磷酸化，并参与细胞生长、分化和生存等多个生物过程，可进一步诱导Akt 磷酸化，促使IL-6、TNF-α、IL-1β、趋化因子配体（CXCL）1 和CXCL9 等多种炎症因子分泌，加剧肠道黏膜炎症损伤[23]。Zhu 等[24]使用TNBS 诱导建立结肠炎大鼠模型，发现100 mg/kg 黄芩苷可抑制胰岛素样生长因子1（IGF-1）表达，降低p-PI3K和p-Akt 表达，进而降低血清IL-6、TNF-α 和IL-1β水平，抑制促凋亡caspase-3、caspase-9、Bax 和FasL表达，抑制黏膜紧密连接蛋白的分泌，结果证实黄芩苷可通过抑制PI3K/Akt 通路激活以减轻结肠炎的炎症反应。1 项黄芩苷治疗溃疡性结肠炎模型大鼠的实验中，25、50、100 mg/kg 黄芩苷呈剂量相关性降低IL-6 表达，抑制大鼠结肠组织COX-2、Caspase-9、FasL、β-catenin 蛋白表达，继而降低磷酸化PI3K 和Akt 水平，证实了黄芩苷可通过阻止PI3K/Akt 通路激活降低炎症免疫反应[25]。

1.10 抑制Th22 细胞的活性

Th22 细胞通过分泌IL-22 参与溃疡性结肠炎局部肠道炎症进程，高表达可通过STST3 通路促使黏液相关分子的表达，进而调节Th2 细胞细胞因子的功能，加剧炎症反应程度[26]。赵兵等[27]通过DSS 建立结肠炎小数模型，结果80 mg/kg 黄芩苷能提高小鼠的体质量，减轻稀便、血便等症状，降低结肠黏膜结构上皮轻度破坏、炎性细胞浸润程度，降低小鼠脾脏和外周血Th22 细胞水平和外周血IL-22 水平，结果证实黄芩苷可通过抑制Th22 细胞的活性降低结肠炎的炎症反应。

1.11 抑制Fascin 的表达

Fascin 在结肠组织中呈高表达，与炎性反应呈正相关，其高表达可加剧溃疡性结肠炎的黏膜炎性损伤[28]。李天如等[29]使用黄芩苷治疗DSS 建立的小鼠结肠炎，结果ig 80 mg/kg 黄芩苷21 d 后，小鼠的疾病活动指数显著降低，结肠长度和体质量明显升高，肠道黏膜结构萎缩、破坏等组织学改变减轻，显著降低IL-6、IL-1β、TNF-α基因水平，抑制结肠组织中Fascin 蛋白和基因表达，结果证实黄芩苷可通过抑制Fascin 表达以减小结肠炎炎性浸润。

2 抗氧化应激反应

氧化应激是溃疡性结肠炎发生和进展的潜在驱动因素，活性氧（ROS）与溃疡性结肠炎的发病机制有关，活化的白细胞或黄嘌呤氧化酶途径产生的超氧自由基和前列腺素产物构成了发炎黏膜中ROS 的主要来源[30]。Yao 等[31]使用黄芩苷治疗TNBS 建立的大鼠实验性结肠炎，发现30、60、120 mg/kg 黄芩苷呈剂量相关性降低疾病活动指数，进而逆转结肠长度减小，显著降低大鼠黏膜上皮坏死、丘脑上皮、黏膜受损、黏膜下层伴充血和水肿、大量炎性细胞浸润等病理损伤，上调脂多糖刺激的RAW264.7 细胞上清液和溃疡性结肠炎大鼠血清过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶和超氧化物歧化酶的活性，降低丙二醛（MDA）、ROS 的含量，结果证实黄芩苷通过抑制氧化应激发挥防治溃疡性结肠炎的作用。1 项黄芩苷干预TNBS 建立的实验性结肠炎小鼠中，40、80 mg/kg 黄芩苷有助于提高小鼠的体质量，减轻结肠组织的炎性损伤（大体损伤和组织学损伤），显著降低MDA、MPO 水平，提高谷胱甘肽（GSH）水平，证实黄芩苷可通过抗氧化应激反应对结肠炎发挥保护作用[32]。

3 调节细胞凋亡

肠上皮细胞凋亡和炎性细胞凋亡在结肠组织损伤中的发挥重要作用，上调Bcl-2 蛋白表达、降低Bax 蛋白表达、诱导caspase-cascade 系统显著激活的易位、下调Fas 和FasL 蛋白表达可抑制肠上皮细胞凋亡和促进炎性细胞凋亡[33]。1 项黄芩苷治疗大鼠实验性结肠炎中，120 mg/kg 黄芩苷显著抑制肠上皮细胞凋亡进程，上调Bcl-2 蛋白表达，降低TGF-β1、Bax、Fas、FasL 蛋白表达，进而通过调节细胞凋亡发挥抗溃疡性结肠炎作用[31]。

4 调节肠道菌群

肠道菌群在炎症的进展和ROS 产生中起着重要作用，宿主的免疫系统和肠道菌群表现出双向相互作用，肠道微生物群组成及其代谢产物的失衡可造成溃疡性结肠炎的发生[34]。Zhu 等[20]通过黄芩苷干预TNBS 诱导的大鼠溃疡性结肠炎发现25、50、100 mg/kg 黄芩苷显著降低肠道黏膜的损伤，减轻炎性细胞浸润，有助于促使大鼠肠道菌群的整体结构向健康小鼠的肠道菌群转变，增加了TNBS 处理大鼠粪便中的厚壁菌门，减少了变形菌门、放线菌门，优势菌包括拟杆菌科、蛤蜊科、消化球菌科、瘤胃球菌科和梭状芽胞杆菌属，改变了85 个OTU，其中49 个增加，36 个减少，显著提高粪便乙酸、丙酸和丁酸浓度，结果证实黄芩苷可通过调节肠道菌群失调以减轻肠黏膜损伤。

5 调节细胞自噬

自噬是细胞维持物质周转的进程，可保证细胞自身代谢需要和细胞更新，参与结肠炎的发生、发展[35]。Zhou 等[36]使用DSS 建立小鼠实验性结肠炎模型，结果显示，100 mg/kg 黄芩苷ig 治疗能显著降低结肠病理损伤评分，降低阳性凋亡细胞数量，显著降低Beclin1 和LC3B 蛋白表达水平，结果证实黄芩苷可通过调节自噬以减轻结肠炎肠道损伤。

6 结语

黄芩苷可通过降低炎症反应、抗氧化应激反应、调节细胞凋亡、调节肠道菌群、调节细胞自噬在结肠炎防治中发挥多靶点、多途径作用。但黄芩苷的脂溶性差、溶解性差，生物利用度较差，阻碍了其临床应用，建议在保证药理活性基础上改善其水溶性，制成固体分散体、纳米脂质体等剂型以提高其生物利用度。目前黄芩苷用于结肠炎的研究多以动物研究为主，对人体的作用机制还需深入探讨，并且黄芩苷的量效关系、药物安全性需进一步确认。

利益冲突所有作者均声明不存在利益冲突