銀杏提取物細胞調節作用的研究進展

趙曉丹，董 妮，張美紅，滿紅濤(綜述)，馬世良(審校)

(沈陽農業大學 生物科學技術學院，沈陽 110866)

銀杏提取物成分復雜，主要包括活性成分黃酮類化合物、萜內酯(銀杏內酯和白果內酯)等，還有一些含量較少的組分，如烯醇類、酚類、酸類、甾類、糖類等[1]。銀杏提取物具有多種生理功能，如抗氧化清除自由基、抗血小板激活因子、保護心血管及神經系統等作用[2]。除了上述一些功能外，近年來，對銀杏在細胞代謝、細胞凋亡、細胞周期及人類疾病等其他方面的研究也取得了很多新的進展，該文主要針對這些新的研究成果及研究進展進行綜述。

1 銀杏提取物對細胞代謝的調節作用

1.1調節細胞色素P450酶基因家族基因表達 細胞色素P450酶(Cytochrome P450,CYP)在生命過程中有重要作用，主要參與藥物和外源物質的生物轉化，化學致癌物的新陳代謝以及生理化合物，如脂肪酸、類固醇等的合成與代謝等過程[3]。在研究銀杏提取物中主要成分分別處理大鼠后對CYP的影響中發現，白果內酯能夠誘導CYP1A2、CYP2B1/2、CYP3A1、CYP2E1等酶蛋白的表達，提高酶的活性，且呈劑量依賴性[4]。另有研究表明，高劑量的銀杏內酯A和銀杏內酯B能誘導人原代肝細胞中CYP3A的表達[5]。體外培養人原代肝細胞及肝癌細胞HepG2的研究表明，銀杏提取物的不同組分能通過激活不同的受體途徑誘導CYP的表達：在人原代肝細胞中，銀杏內酯A和銀杏內酯B能誘導CYP2B6、CYP3A4等酶蛋白的活性，而白果內酯或黃酮類化合物對其不起作用；在HepG2細胞中，黃酮類化合物能誘導CYP1A2的表達[6]。

1.2降低膽固醇含量 長期大量攝入膽固醇含量高的食物會增加患心血管疾病的風險，而銀杏提取物具有降低膽固醇的作用。在研究銀杏提取物對高脂飲食鼠的作用中發現，銀杏提取物能夠降低高脂飲食誘導的脂肪肝的發生，抑制血清中膽固醇及乳酸脫氫酶水平的升高，調節肝臟中與脂肪、糖類等代謝有關的基因，抑制脂肪酸的合成，同時增強脂肪酸代謝[7]。另有研究證明銀杏提取物能降低肝細胞內膽固醇水平，是通過抑制膽固醇合成的限速酶β-羥-β甲戊二酸單酰輔酶A還原酶的活性，以及增加膽固醇代謝的相關基因的表達，并減少膽固醇的內流實現的[8]。進一步的研究顯示，銀杏提取物處理的人肝癌細胞HepG2中的β氧化限速酶CPT1A(carnitine palmitoyltransferase 1A)水平升高是銀杏提取物降低細胞中三酰甘油的最可能原因[9]。

1.3調節雌激素代謝 雌激素是一種類固醇激素，是人體內重要的激素，它能夠調節人體內多種生理功能。體內雌激素發生異常改變時可能會導致各種疾病發生，如雌激素分泌低下，可能會引起更年期綜合征、骨質疏松、心血管疾病等危險癥狀的發生，而對于高雌激素水平者,容易發生乳腺癌、子宮內膜炎等相關疾病[10]。銀杏提取物對雌激素有一定的調節作用。根據體內雌激素的水平以及銀杏提取物使用劑量的不同，銀杏提取物分別通過依賴雌激素受體(estrogen receptor,ER)和不依賴ER的途徑發揮雌激素或抗雌激素的作用。一方面，當體內雌激素相對缺少時，一定劑量的銀杏提取物通過ER途徑，與ER相互作用，發揮其弱雌激素活性，可作為激素替代療法的合適選擇；另一方面，銀杏提取物能通過抑制雌二醇的合成，增強雌二醇的代謝，進而減少體內雌二醇的水平，預防疾病的發生，表現為抗雌激素作用[11-12]。

2 銀杏提取物對細胞凋亡的調節作用

細胞凋亡是細胞的一種基本生物學現象，在清除不需要的或異常的細胞中發揮著必要的作用，是確保機體健康發育，維持內環境穩定的基本措施。這種機制同樣可在某些病理刺激的條件下發生，引起不必要的細胞凋亡，這可能與某些疾病的發生相關[13]。

2.1抑制細胞凋亡 在研究銀杏提取物對香煙煙霧提取物誘導的人肺動脈內皮細胞氧化應激及細胞凋亡的作用中發現，銀杏提取物通過激活促分裂原活化的蛋白激酶信號系統中的細胞外信號調節激酶、c-Jun氨基端激酶和p38信號通路，增加核內核轉錄因子紅細胞系相關因子2的水平，上調血紅素氧合酶1的轉錄來發揮其抗氧化、抗凋亡的作用，保護細胞免受氧化應激引起的細胞凋亡的發生[14]。另外,在研究銀杏提取物對神經毒素6-羥多巴胺誘導的神經細胞PC12的影響時發現，一定劑量的6-羥多巴胺能誘導神經細胞PC12凋亡，而銀杏提取物能夠抑制PC12細胞的凋亡，并且這種抑制作用可能是通過增加鈣結合蛋白D28K的表達量以及減少胞內Ga2+水平來保護細胞免受細胞凋亡的影響[15]。

2.2抑制細胞凋亡基因 銀杏提取物能夠抑制促細胞凋亡基因的表達，如銀杏提取物能夠降低高糖誘導的人晶狀體上皮細胞的凋亡速率以及降低凋亡誘導基因Bax與凋亡抑制基因Bcl-2的比率，進而保護細胞免受高糖的影響等[16]。研究還顯示,銀杏提取物在細胞凋亡調節蛋白胱天蛋白酶誘導的細胞凋亡中有保護作用[17]。最近的研究表明，銀杏對神經細胞凋亡很可能是通過Toll樣受體信號通路實現的[18]。

3 銀杏提取物對細胞周期的調節作用

細胞周期是生命的基本特征，它對生物體正常發育、自我修復等有重要意義。細胞周期受機體調節系統的影響，但在一些條件影響下，宿主失去對它的調控，進而引起一些惡性增殖。銀杏外果皮多糖能夠抑制人急性髓性白血病HL-60細胞的分裂，同時抑制促進細胞分裂、調控細胞周期的c-myc基因的表達，進而調節細胞周期，誘導HL-60細胞的凋亡[19]。將人永生化表皮細胞和真皮成纖維細胞暴露在紫外線B下，誘導細胞G1周期生長停滯，而銀杏提取物通過下調細胞周期相關基因p16、p21和p53的表達，而減弱紫外線B造成的細胞G1期生長停滯[20]。

4 銀杏提取物對細胞受體的調節作用

4.1調節激素受體 銀杏提取物通過對細胞受體的調節來發揮其保護作用。研究顯示，銀杏提取物的不同組成成分通過激活不同的核受體途徑，如孕烷X受體、組成型雄烷受體及芳烴受體等，調控肝細胞藥物代謝酶的表達，保護機體免受外源性化學物質和內源性毒性損傷[6]。另外，銀杏提取物能抑制氧化型低密度脂蛋白誘導的血小板源性生長因子受體β的激活，進而預防動脈粥樣硬化的發生[21]。

4.2調節Toll樣受體 免疫是人體的一種生理功能，免疫系統能防御病原菌侵害機體，識別并及時清除體內衰老、死亡或者突變的細胞，具有防止感染性疾病發生，保持人體穩定等功能。但是，如果免疫功能失調，可能引起一些免疫病理反應，甚至腫瘤的發生[22]。銀杏提取物具有通過調節免疫相關因子來調節人體免疫的作用[23]。它能降低單核細胞株1對脂多糖的敏感性，通過抑制Toll樣受體4的表達來抑制脂多糖誘導的單核細胞趨化因子1、腫瘤壞死因子α等表達。進一步研究發現，銀杏提取物對Toll樣受體4的抑制與絲裂原激活蛋白激酶信號系統的激活及NO的產生有關。銀杏提取物還可以通過調節細胞內鋅指蛋白36的活性來調控Toll樣受體4的表達，進而控制系統性炎性反應，發揮對免疫系統疾病的治療作用[24]。

5 銀杏提取物對細胞損傷的保護作用

5.1降低神經細胞的損傷 銀杏提取物具有降低神經細胞損傷的功能，如坐骨神經損傷后，銀杏提取物通過抑制誘導型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase,iNOS)的表達，促進神經細胞的再生，進而降低神經細胞的損傷[25]。氯化鈷誘導的低氧環境能對神經細胞PC12造成損傷，而銀杏提取物通過上調低氧誘導因子1α蛋白的表達以及激活絲裂原激活蛋白激酶通路中的p42/p44信號來降低低氧環境下對PC12細胞造成的氧化損傷[26]。

5.2降低肝細胞損傷 銀杏提取物具有降低肝細胞損傷的作用[27]，如銀杏提取物能改善乙醇誘導的肝細胞脂肪及薄壁組織的變性，并降低血清中轉氨酶的水平，同時減輕乙醇導致的谷胱甘肽缺乏癥和脂質過氧化作用，抑制超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過氧化酶及過氧化氫酶的失活，增強肝微粒體中血紅素氧合酶1的表達量及其活性，進而防止乙醇導致的肝損傷的發生[28]。同時也有研究證明，銀杏提取物能減輕肝移植過程中產生的肝細胞腫脹和壞死[29]。

6 銀杏提取物對心腦血管細胞的保護作用

6.1防止腦細胞缺血損傷 短暫性腦缺血可能會引起機體功能和代謝紊亂，缺血/再灌注誘導蛋白合成抑制，造成組織的損傷[30]，而銀杏提取物能減少這種抑制作用及損傷，使蛋白質合成，神經細胞大量存活，說明銀杏提取物能抑制腦缺血/再灌注引起的損傷[31]。研究銀杏提取物對蛛網膜下腔出血大鼠血管內皮生長因子表達的作用發現，銀杏提取物能通過促進血管內皮生長因子的表達，保護腦缺血損傷[32]。

6.2防止動脈粥樣硬化形成 動脈粥樣硬化被認為是一個慢性炎癥過程，炎性因子誘導細胞黏附分子表達，內皮細胞黏附因子能誘導白細胞黏附到血管內皮，進而發生動脈粥樣硬化[33]。一些藥物或試劑利用其抗氧化作用能抑制炎性因子誘導細胞黏附因子的產生，如銀杏提取物具有抗氧化的活性，能抑制炎性因子產生，并抑制內皮對白細胞的黏附，進而治療動脈粥樣硬化[34]。在研究銀杏提取物對氧化型低密度脂蛋白誘導的人類冠狀動脈平滑肌細胞的作用中發現，銀杏提取物能夠抑制氧化型低密度脂蛋白誘導的基質金屬蛋白酶1的產生，而基質金屬蛋白酶1是動脈粥樣硬化形成的關鍵因子，進而防止動脈粥樣硬化的形成等[21]。高同型半胱氨酸血癥是動脈粥樣硬化疾病的危險因素之一，同型半胱氨酸能夠明顯刺激巨噬細胞中iNOS的活性并刺激產生NO，而iNOS活性的升高產生過量的NO產物，能加劇動脈粥樣硬化的發展，進一步研究發現iNOS的表達增強與核因子κB的活性有關，而銀杏提取物能抑制iNOS表達，減弱核因子κB的活性，這對動脈粥樣硬化疾病的防治有很好的作用[35-36]。

6.3降低高血脂癥 研究銀杏提取物對長期進行高脂飲食而導致的相關疾病的作用發現，銀杏提取物能抑制血清中膽固醇和乳酸脫氫酶水平的升高，并使脂肪酸代謝增強，降低高血脂癥的發生[7]。靜脈注射阿霉素藥物能引起氧化應激及高血脂腎毒性，銀杏提取物通過調節血清血脂、血清總蛋白、血清尿素及肌酐清除率，減輕阿霉素誘導的腎功能損害，銀杏提取物通過減輕與腎病相關的高血脂癥和蛋白尿的發生，增強阿霉素的療效[37]。

7 結 語

我國具有傳統的銀杏栽培歷史，銀杏提取物來源豐富。近年來的研究充分表明，銀杏在抗心腦血管疾病、代謝相關疾病及惡性腫瘤等方面具有諸多的生物學活性，同時對于銀杏發揮作用的分子機制也進行了一定的探索。因而，通過研究其不同的作用途徑及相應的作用機制，明確其發揮作用的原理是更好地開發利用銀杏藥用價值的基礎。然而，盡管對銀杏廣泛的藥用作用已經明確，但對這些作用機制方面的研究積累還十分有限，這也必然限制了銀杏的廣泛應用。因此，明確銀杏發揮多方面作用的細胞學、免疫學及分子生物學的作用機制應該是今后研究需要進一步加強的方面。

[1] 方靜,譚衛紅.來自銀杏提取物的抗腫瘤化合物的研究進展[J].生物質化學工程,2008,42(5):56-60.

[2] 張明艷,王亞龍,史小琴.銀杏葉提取物的實驗研究現狀[J].中國自然醫學雜志,2005,6(4):274-276.

[3] 毛萍，喬定君，馬欣榮.細胞色素P450和醫學[J].中國抗生素雜志,2011,36(2):93-101.

[4] Deng Y,Bi HC,Zhao LZ,etal.Induction of cytochrome P450s by terpene trilactones and flavonoids of the Ginkgo biloba extract EGb 761 in rats[J].Xenobiotica,2008,38(5):465-481.

[5] He N,Cai HB,Xie HG,etal.Induction of cyp3a in primary cultures of human hepatocytes by ginkgolides a and B[J].Clin Exp Pharmacol Physiol,2007,34(7):632-635.

[6] Li L,Stanton JD,Tolson AH,etal.Bioactive terpenoids and flavonoids from Ginkgo biloba extract induce the expression of hepatic drug-metabolizing enzymes through pregnane X receptor,constitutive androstane receptor,and aryl hydrocarbon receptor-mediated pathways[J].Pharm Res,2009,26(4):872-882.

[7] Gu X,Xie Z,Wang Q,etal.Transcriptome profiling analysis reveals multiple modulatory effects of Ginkgo biloba extract in the liver of rats on a high-fat diet[J].FEBS J,2009,276(5):1450-1458.

[8] Xie ZQ,Liang G,Zhang L,etal.Molecular mechanisms underlying the cholesterol-lowering effect of Ginkgo biloba extract in hepatocytes:a comparative study with lovastatin[J].Acta Pharmacol Sin,2009,30(9):1262-1275.

[9] Wang SD,Xie ZQ,Chen J,etal.Inhibitory effect of Ginkgo biloba extract on fatty liver:regulation of carnitine palmitoyltransferase 1a and fatty acid metabolism[J].J Dig Dis,2012,13(10):525-535.

[10] 程澤能,周宏灝.雌激素的代謝機制及其與疾病的相關性[J].中國臨床藥理學雜志,2000,16(4):304-308.

[11] Oh SM,Chung KH.Estrogenic activities of Ginkgo biloba extracts[J].Life sci,2004,74(11):1325-1335.

[12] Oh SM,Chung KH.Antiestrogenic activities of Ginkgo biloba extracts[J].J Steroid Biochem Mol Biol,2006,100(4/5):167-176.

[13] Favaloro B,Allocati N,Graziano V,etal.Role of Apoptosis in disease[J].Aging(Albany NY),2012,4(5):330-349.

[14] Hsu CL,Wu YL,Tang GJ,etal.Ginkgo biloba extract confers protection from cigarette smoke extract-induced apoptosis in human lung endothelial cells:role of heme oxygenase-1[J].Pulm Pharmacol Ther,2009,22(4):286-296.

[15] Meng H,Li C,Feng L,etal.Effects of ginkgolide B on 6-OHDA-induced apoptosis and calcium over load in cultured PC12[J].Int J Dev Neurosci,2007,25(8):509-514.

[16] Wu ZM,Yin XX,Ji L,etal.Ginkgo biloba extract prevents against apoptosis induced by high glucose in human lens epithelial cells[J].Acta Pharmacol Sin,2008,29(9):1042-1050.

[17] Nevado J,Sanz R,Sánchez-Rodríguez C,etal.Ginkgo biloba extract(EGb761)protects against aging-related caspase-mediated apoptosis in rat cochlea[J].Acta Otolaryngol,2010,130(10):1101-1112.

[18] Hu YY,Huang M,Dong XQ,etal.Ginkgolide B reduces neuronal cell apoptosis in the hemorrhagic rat brain:Possible involvement of Toll-like receptor 4/nuclear factor-kappa B pathway[J].J Ethnopharmacol,2011,137(3):1462-1468.

[19] Xu A,Chen H,Sun B.Experimental study of Ginkgo biloba exocarp polysaccharides on HL-60 cells in vitro[J].Zhong Yao Cai,2004,27(5):361-363.

[20] Wang XY,Wang YG,Wang YF.Ginsenoside Rb1,Rg1 and three extracts of traditional Chinese medicine attenuate ultraviolet B-induced G1 growth arrest in HaCaT cells and dermal fibroblasts involve down-regulating the expression of p16,p21 and p53[J].Photodermatol Photoimmunol Photomed,2011,27(4):203-212.

[21] Akiba S,Yamaguchi H,Kumazawa S,etal.Suppression of oxidized LDL-induced PDGF receptor beta activation by ginkgo biloba extract reduces MMP-1 production in coronary smooth muscle cells[J].J Atheroscler Thromb,2007,14(5):219-225.

[22] Allavena P,Mantovani A.Immunology in the clinic review series; focus on cancer:tumour-associated macrophages:undisputed stars of the inflammatory tumour microenvironment[J].Clin Exp Immunol,2012,167(2):195-205.

[23] Weber RW.Allergen of the Month—Ginkgo[J].Ann Allergy Asthma Immunol,2012,108(5):A12.

[24] Lee YW,Lin JA,Chang CC,etal.Ginkgo biloba extract suppresses endotoxin-mediated monocyte activation by inhibiting nitric oxide-and tristetraprolin-mediated toll-like receptor 4 expression[J].J Nutr Biochem,2011,22(4):351-359.

[25] Lin HD,Wang H,Chen DS,etal.Effect of extract of Ginkgo biloba leaves on expression of inducible nitric oxide synthase after sciatic nerve injury:experiment with rats[J].Zhonghua Yi Xue Za Zhi,2007,87(7):485-488.

[26] Li Z,Ya K,Xiao-Mei W,etal.Ginkgolides protect PC12 cells against hypoxia-induced injury by p42/p44 MAPK pathway-dependent upregulation of HIF-1alpha expression and HIF-1DNA-binding activity[J].J Cell Biochem,2008,103(2):564-575.

[27] Dias MC,Rodrigues MA,Reimberg MC,etal.Protective effects of Ginkgo biloba against rat liver carcinogenesis[J].Chem Biol Interact,2008,173(1):32-42.

[28] Yao P,Li K,Song F,etal.Heme oxygenase-1 upregulated by Ginkgo biloba extract:potential protection against ethanol-induced oxidative liver damage[J].Food Chem Toxicol,2007,45(8):1333-1342.

[29] Zhou JB,Yang XK,Ye QF,etal.Effect of extract of ginkgo biloba leaves on the precondition of liver graft in rat liver transplantation[J].Zhong Nan Da Xue Xue Bao Yi Xue Ban,2007,32(1):54-58.

[30] Eltzschig HK，Eckle T.Ischemia and reperfusion—from mechanism to translation[J].Nat Med,2011,17(11):1391-1401.

[31] Hrehorovská M,Burda J,Domoráková I,etal.Effect of Tanakan on postischemic activity of protein synthesis machinery in the rat brain[J].Gen Physiol Biophys,2004,23(4):457-465.

[32] Sun BL,Hu DM,Yuan H,etal.Extract of Ginkgo biloba promotes the expression of VEGF following subarachnoid hemorrhage in rats[J].Int J Neurosci,2009,119(7):995-1005.

[33] Tousoulis D,Antoniades C,Stefanadis C.Assessing inflammatory status in cardiovascular disease[J].Heart,2007,93(8):1001-1007.

[34] Chen YH,Lin SJ,Chen YL,etal.Anti-inflammatory effects of different drugs/agents with antioxidant property on endothelial expression of adhesion molecules[J].Cardiovasc Hematol Disord Drug Targets,2006,6(4):279-304.

[35] Woo CW,Cheung F,Chan VW,etal.Homocysteine stimulates inducible nitric oxide synthase expression in macrophages:antagonizing effect of ginkgolides and bilobalide[J].Mol Cell Biochem,2003,243(1/2):37-47.

[36] Cheung F,Siow YL,O K.Inhibition by ginkgolides and bilobalide of the production of nitric oxide in macrophages(THP-1)but not in endothelial cells(HUVEC)[J].Biochem Pharmacol,2001,61(4):503-510.

[37] Abd-Ellah MF，Mariee AD.Ginkgo biloba leaf extract(EGb 761)diminishes adriamycin-induced hyperlipidaemic nephrotoxicity in rats:association with nitric oxide production[J].Biotechnol Appl Biochem,2007,46(1):35-40.