中藥單體及其有效成分抗病機制的研究進展

閆壁松

[摘要]近年來大量的研究表明中藥單體及其有效成分可以達到殺菌、消炎、干預細胞凋亡及誘導細胞自噬的作用。因此，中藥單體及其有效成分抗病機制的研究，為中藥有效成分的篩選、中藥配伍比例的設定與優化、中藥復方抗病的機制探索提供依據。本文綜述了中藥單體及其有效成分在諸多疾病中的抗菌作用、干預細胞凋亡及細胞自噬研究現狀，并進行思考與展望。

[關鍵詞]中藥單體；抗茵；細胞凋亡；細胞自噬

[中圖分類號]R285.5

[文獻標識碼]A

[文章編號]2095-0616（2016）03-56-03

中醫中藥以辨證論治和整體觀念為理論基礎，以中藥復方為主要方法治療疾病，其療效在幾千年實踐中得到了印證。現代中醫藥的研究開始從驗方臨床療效評估向中藥復方抗病機制的體內及體外實驗轉型，但中藥湯劑如何在體內外實驗中精準造模往往成為難點。近年來，中藥單體的研究成為中醫抗病機制研究的主要手段。本文就中藥單體及其有效成分在抗炎、殺菌、誘導細胞凋亡及自噬等方面做一綜述，并對現有問題和未來發展進行思考與展望。

1.中藥單體及其有效成分在疾病中的作用

中醫中藥根據整體觀及辨證論治的思想制定中藥組方，在多個系統疾病的治療中取得了良好的效果：雷公藤內醇酯可以促進類風濕關節炎滑膜細胞雙鏈DNA的損傷，促進其細胞凋亡；唐英等發現丹參多酚通過抑制細胞外基質成分的表達而起到抗纖維化作用，還有研究證明丹參多酚可以有效的逆轉慢乙肝肝纖維化。中藥單體不僅可以調節自身免疫系統和干預器官纖維化，還在心血管疾病及抗腫瘤方面發揮作用。目前已有部分中藥單體成分證實具增強腦供血、緩解缺血再灌注損傷及抗細胞凋亡等臨床效果：楊磊發現中藥單體黃芩苷與細胞膜受體結合，作用于心肌細胞，并緩解衣霉素介導的內質網應激所造成的心肌細胞損傷，從而保護心肌細胞；具有抗氧化作用的中藥單體，如三七總皂苷、川芎嗪、白藜蘆醇、丹參多酚酸鹽、銀杏黃酮苷元、葡萄籽原花青素、桔梗皂苷D等可以通過抑制Ox-LDL生成，從而緩解動脈粥樣硬化中血管內皮細胞的損傷。因此，中藥單體及其有效成分在諸多疾病中的作用機制正慢慢被發現，也為中藥復方的研究提供了理論依據。

在中藥作用機制的研究過程中，不加處理直接將湯藥給予動物或細胞模型，有時不容易得出理想的實驗結果，因此通過中藥單體的研究，配伍比例的優化后作用于動物或細胞模型，保證了實驗結果的合理性。有研究發現中藥單體可以使緊密連接的內皮細胞變得疏松，吞飲泡增加，從而使中藥有效成分更好的通過血腦屏障；中藥單體及其有效成分也可以通過干預蛋白載體，例如抑制P-糖蛋白的外排作用，提高藥物對血腦屏障的滲透I生及在腦內的藥物濃度。以上研究成果說明中藥單體作用于動物或細胞模型更容易被吸收，更充分的發揮藥效。

2.中藥單體及其有效成分的抗菌作用

2.1破壞細菌結構

細菌的結構包括細胞壁、細胞質膜、細胞質和內含物等，可維持細胞外形、調節滲透壓，并含有致病因子。因此，細菌的生存、致病及免疫功能均與細菌結構有關。有研究發現中藥單體及其有效成分可以通過改變滲透壓使細菌溶脹破裂死亡，或提高細胞膜通透性，讓細菌電解質失衡而死亡。

劉芳等發現烏梅提取物通過改變蠟狀芽孢桿菌細胞壁和細胞膜的通透性，使其內容物外泄，從而達到抑制蠟狀芽孢桿菌的生長的作用；呂雪梅等發現五倍子的提取液可以改變金黃色葡萄球菌形態。經五倍子提取液刺激后，細胞逐漸脹大，最終細胞壁消失細胞死亡；蛇莓水提取物當濃度≥125g/L時可有效抑制大腸桿菌的生長。

2.2干預群體感應抑制內毒素生成

細菌的群體感應系統依賴于細菌密度，從而達到胞間信號傳導。這個系統可以干預細菌多種毒性因子的分泌，是內毒素釋放監管者。而中藥單體及其有效成分可通過干擾細菌群體感應系統來殺滅內毒素，緩解內毒素導致的活性因子損傷，增強對組織細胞的保護作用。Liu等通過研究認為，黃芩苷可抑制由脂多糖誘導的巨噬細胞活化，從而降解內毒素達到殺菌作用。Liu等發現地骨皮乙素通過抑制細菌胞壁外膜中的脂多糖，并參與細菌DNA中非甲基化的胞嘧啶一磷酸一鳥嘌呤基序雙重靶點誘導NF-K B的P65蛋白，從而引發小鼠巨噬細胞的核易位發生，達到殺菌目的。

2.3抑制細菌生物膜的形成過程

當細菌的生存環境不利于其自身生長時，細菌會黏附于組織表面，并自身產生細胞外多糖基質將細菌包裹，形成另一種生長方式的細菌微群落。在不利生存環境下，細菌以細菌生物膜的特殊形式生存。細菌生物膜的形成與群體感應系統有關，且受相關基因及細胞因子調控，具有分階段特性的復雜過程。細菌生物膜可引起相關感染方面，而中藥單體及其有效成分可通過抑制細菌生物膜的形成而達到抗感染作用。

有研究發現藍冠菊的有效成分六倍半萜內酯，可以有效抑制銅綠假單胞菌生物膜形成，并抑制其蛋白酶活性。陳思敏等通過研究發現穿心蓮內酯可以抑制PAO1 BF形成，該作用機制與下調細菌群體感應系統中lasR/rhlR基因mRNA表達相關。李曉華，黃衍強等在體外實驗中發現大黃素、黃連素、苦參堿對耐藥性大腸桿菌具有抑制作用，且低于MIC一倍質量濃度可以明顯抑制菌株生物膜形成。董春雷發現人參總皂苷可對大腸埃希菌生物膜形成抑制，抑制率高達70%左右。

3.中藥單體及其有效成分與細胞自噬及細胞凋亡

3.1細胞自噬

細胞自噬為機體固有免疫的一個重要組成部分，活躍于多個病生理過程中，是機體清除廢舊細胞器、錯誤折疊蛋白的重要途徑，且具有雙向調節效應。因此，隨著近年來新型病毒、耐藥菌株的不斷出現，通過誘導或抑制自噬，可以為臨床治療用藥提供新的思路與方法。

大量研究發現，中藥單體及其有效成分可以干預自噬，產生誘導或抑制作用。黃酮類的槲皮素可以通過抑制Akt-mTOR通路、激活HIF-1信號通路，在胃癌AGS/MKN28細胞中激活自噬；漢黃芩苷在乳腺癌MDA-MB-231細胞中，通過上調LC3Ⅱ、Beclin-1和抑制MAPK-mTOR通路達到激活自噬的作用；在病毒實驗中，五沒食子酰葡萄糖可以抑制mTOR通路達到激活自噬的目的。

同一種中藥有效成分在不同的細胞中對自噬會產生相反的干預結果，例如多酚類的白藜蘆醇在乳腺癌、結腸癌、宮頸癌細胞中通過上調LC3-Ⅱ、Beclin-1，抑制Akt/mTOR/p70S6K/4E-BPl通路，激活p38MAPK通路等機制激活自噬，而白藜蘆醇在心肌細胞中，則會通過S6K1介導產生抑制自噬的效果。而同一種中藥單體的有效成分經化學處理后也會對自噬產生不同方向的干預。姜科植物姜黃（curcuma longa）根莖中分離出的姜黃素（curcumin）可以在肝癌HepG2細胞、肺腺癌A549細胞中通過上調LC3-Ⅱ和下調SQSTMl對自噬產生激活作用，而姜黃素氫化后變成四氫姜黃素則會下調LC3-Ⅱ，從而抑制自噬。

中藥單體及其有效成分調節自噬的機制目前尚不十分明確，且大量研究發現自噬相關信號通路存在著網絡交叉關系，因此中藥單體通過何種方式達到激活或抑制自噬的機制有待進一步研究。

3.2細胞凋亡

細胞凋亡是不同于細胞壞死的一個主動過程，凋亡受保守多基因嚴格控制。目前大量研究證明細胞凋亡是基因調控的結果，p53基因、Bcl-2基因、Bax基因和半胱氨酸蛋白酶3（caspase-3）等是目前研究較多的凋亡相關基因。Bcl-2基因發揮抗凋亡作用，而抑制caspase-3基因的表達可以抑制凋亡。中藥單體及其有效成分可以通過上調或下調凋亡相關基因，達到干預細胞凋亡的目的。

有研究表明，槲皮素、水蛭素等可以提高在高糖條件下DRGn細胞的細胞活性，下調Caspase-3水平，降低DRGn細胞凋亡率，且槲皮素抗凋亡效果強于水蛭組；鄭瑾，馬力天等通過研究發現從中藥莪術中提取的效成分β一欖香烯，可以下調Bcl-2基因的表達促進細胞凋亡；在帕金森患者中caspase-3陽性神經元相比對照組明顯增多，細胞凋亡的形態學改變晚于caspase-3的表達。

中藥單體及其有效成分的抗病機制目前大體分為干預細胞自主性自噬、凋亡和非自主性抗菌兩大方面。中藥單體及其有效成分對于優化中醫經典方劑的劑量配比，探索中醫復方抗病機制提供理論支持。

目前國內新藥的研發主要集中在單味中藥，因此隨著更多的中藥單體及其有效成分的深入研究，合成新的中成藥，加深中藥復方機制的探索將具有更長遠的前景。