葛根素及其衍生物抗炎、抗痛風作用研究進展

邢志華+馬譽暢+李新萍+張冰+張夢迪+萬升敏+楊鑫+楊天鳳+姜婧雯+包然

[摘要] 該文綜述了葛根素及其衍生物在抗炎、抗痛風方面的研究進展。葛根素可通過影響免疫細胞、炎性因子、信號通路等方式起到抗炎作用；同時可通過抑制黃嘌呤氧化酶、促進尿酸排泄降低血清尿酸水平，達到抗痛風作用。雖然與臨床使用的別嘌醇相比，其體內(nèi)降尿酸水平活性較低，但葛根素能增強機體總抗氧化和清除氧自由基的能力，且抗炎作用較強，因此預測，以葛根素為先導化合物，對其結(jié)構(gòu)進行修飾或改造以期尋找活性好、副作用小的新型抗痛風藥物將是一個有一定前景的研究方向。

[關(guān)鍵詞] 葛根素； 葛根素衍生物； 抗炎； 抗痛風； 黃嘌呤氧化酶抑制劑

[Abstract] The research progress of puerarin and its derivatives in anti-inflammatory and anti-gout activities was reviewed in this paper. Puerarin possesses anti-inflammatory activity by affecting immunocyte， inflammation cytokines and signaling pathway. Puerarin also has anti-gout activity through inhibition of xanthine oxidase， promoting the excretion of uric acid to reduce serum uric acid level. Although its ability in reducing uric acid level was lower than that of allopurinol in clinical application， puerarin can also enhance the total antioxidant and free radical scavenging with stronger anti-inflammatory effect， so it will be a promising research direction to find new drugs with better anti-gout activity and less side effects by modifying the chemical structure of puerarin.

[Key words] puerarin； puerarin derivatives； anti-inflammatory； anti-gout； xanthine oxidase inhibitor

葛根素是從豆科植物野葛或甘葛藤的干燥根中提取得到的一種異黃酮類化合物，是其主要有效成分。葛根素化學名為8-β-D-葡萄吡喃糖-4，7-二羥基異黃酮，分子式為C21H20O9，相對分子質(zhì)量為416.38，呈白色針狀結(jié)晶，其化學結(jié)構(gòu)式見圖1。葛根素毒性小，藥理作用明確且廣泛，具有提高免疫力、擴張血管、降低血壓、保護心肌細胞、抗腫瘤、抗衰老、促進血液循環(huán)、生津及抗血小板聚集等作用。臨床上輔助治療冠心病、心絞痛、心肌梗死等心腦血管疾病，也輔助治療視網(wǎng)膜動脈阻塞、視網(wǎng)膜靜脈阻塞及突發(fā)性耳聾等^[1]。近年來，葛根素及其衍生物的抗炎、抗痛風作用正逐步被關(guān)注。本文根據(jù)近十年來國內(nèi)外相關(guān)文獻做一簡述，對葛根素為先導化合物進行結(jié)構(gòu)修飾及優(yōu)化，以期為開發(fā)高效低毒的抗炎、抗痛風藥物提供參考。

1 葛根素的抗炎作用

炎癥是機體常見的一種重要的基本病理過程。其主要表現(xiàn)為炎區(qū)組織的變質(zhì)、滲出和增生3種基本病理改變。炎癥本質(zhì)上是機體與致病因素斗爭的一種防御性反應，是機體對致炎因子的損傷作用產(chǎn)生的一種反應。炎癥反應的表達往往會導致大腦損傷、引起神經(jīng)功能障礙^[2]、冠心病^[3]、腦缺血再灌注損傷^[4]等多種疾病?，F(xiàn)從免疫細胞、炎性因子和信號通路3個方面簡述葛根素的抗炎作用及其機制。

1.1 葛根素對免疫細胞的影響

1.1.1 葛根素對T細胞的影響 葛根素能夠抑制T淋巴細胞的功能。邱世翠等^[5]在葛根對小鼠淋巴細胞增殖、IL-2和抗體產(chǎn)生的影響實驗中發(fā)現(xiàn)，葛根可使ConA激發(fā)的T淋巴細胞增殖反應明顯增強（P<0.01）。表明葛根對T細胞有增強的作用。李鳳菊等^[6]研究表明葛根素可以通過改善全身血液循環(huán)進而提高T淋巴細胞中Ag-NORs的含量，以實現(xiàn)對T淋巴細胞的促進作用。久保道德^[7]報道，葛根素可使主要吞噬碳粒的肝臟、脾臟碳粒攝取功能增強，對細胞免疫功能有促進作用。此外，葛根素還能通過抑制樹突狀細胞的功能使T淋巴細胞的分化和增殖能力受到抑制，從而有效抑制免疫炎癥反應。

1.1.2 葛根素對其他免疫細胞的影響 B淋巴細胞受抗原刺激后，會增殖分化出大量的漿細胞，漿細胞可合成和分泌抗體，并在血液中循環(huán)。劉云波等^[8]用100%葛根水浸出液給小鼠灌胃后，發(fā)現(xiàn)小鼠體內(nèi)抗體產(chǎn)生能力、淋巴細胞轉(zhuǎn)化率和吞噬細胞吞噬功能均有顯著提高。證明葛根湯能明顯刺激小鼠體內(nèi)抗體的產(chǎn)生，推測葛根素可刺激B淋巴細胞。研究發(fā)現(xiàn)，葛根素可作為一種免疫激活劑，激活大量的處于休眠狀態(tài)的吞噬細胞，提高吞噬細胞的吞噬功能，而吞噬細胞是機體免疫系統(tǒng)中重要的功能細胞。張仲海等^[9]證明柴葛（主要為柴胡、葛根）3個劑量組都能增加小鼠吞噬的吞噬百分率和吞噬指數(shù)，且有量效關(guān)系。但認為其對體液免疫無提高作用，對抗體分泌細胞及抗體水平無影響。

1.2 葛根素對炎性因子的影響endprint

1.2.1 葛根素對ILs的影響 白介素系統(tǒng)ILs主要分為促炎因子IL-1，IL-2，IL-6，IL-8及IL-12等和抗炎因子IL-4，IL-5，IL-10及IL-13等。其中IL-6作為炎癥細胞分化的主要調(diào)節(jié)因子，可以促進吞噬細胞分化，還可以上調(diào)黏附因子和其他細胞因子的表達，進而加強炎癥反應。IL-10是一種重要的負調(diào)節(jié)細胞因子，可以抑制吞噬細胞分泌IL-1，IL-6和趨化因子等。

葛根素可影響白介素系統(tǒng)，主要表現(xiàn)在對抗炎因子的促進和對促炎因子的抑制方面。姜曉曉等^[10]通過對40例心臟病患者進行體外循環(huán)手術(shù)，發(fā)現(xiàn)相對于沒有進行靜脈注射葛根素的心臟病患者，靜脈注射葛根素后患者的血液中炎性因子IL-6和IL-8的水平顯著提高，而IL-10水平顯著升高。Wan H等^[11]對腦缺血再灌注損傷的大鼠動物模型的研究發(fā)現(xiàn)，模型組大鼠的IL-1β水平明顯提高。經(jīng)過葛根素處理后，葛根素處理組的IL-1β水平比模型組低。王明智等^[12]通過實驗也得出了以上2個結(jié)論，但他推測葛根素的抗炎作用可能是通過激活膽堿能抗炎通路完成的。孫琦等^[13]采用腹腔注射酵母多糖-石蠟懸液制備全身炎癥反應綜合征大鼠模型，解釋了葛根素抗炎機制：降低血中的促炎因子TNF-α和IL-6的水平，顯著升高抗炎因子IL-10的水平。

1.2.2 葛根素對TNF-α的影響 TNF-α是一種促炎因子，可刺激血管內(nèi)皮細胞表達新的表面受體，對單核細胞和中性粒細胞有趨化作用，并刺激其活化，釋放出炎癥介質(zhì)，進而引起炎癥反應。在全身炎癥反應綜合征（SIRS）中，TNF-α是啟動炎性因子級聯(lián)反應的始發(fā)因子。夏肖萍等^[14]通過建立全身炎癥反應綜合征大鼠模型，發(fā)現(xiàn)葛根素可以抑制TNF-α的表達，對SIRS大鼠有良好的治療效果。研究表明，腦缺血再灌注會損害星形細胞、內(nèi)皮細胞和神經(jīng)元，激活血管周圍炎性細胞后會釋放出2種細胞因子，即為IL-1β和TNF-α，進而導致炎癥反應。而葛根素可通過抑制TNF-α的表達，改善炎癥反應。此外，郝雪娜^[15]通過建立小鼠股動脈套管導致的血管損傷模型發(fā)現(xiàn)，葛根素能抑制TNF-α的表達。葛根素也可降低2型糖尿病血管并發(fā)癥患者血漿內(nèi)皮素和血清TNF-α含量^[16]。

1.2.3 葛根素對CRP的影響 CRP是一種炎癥急性期的反應蛋白，又叫C反應蛋白，主要由肝臟產(chǎn)生。其含量在正常的機體中相對較少，主要受IL-1β，IL-6和TNF-α的調(diào)節(jié)，在機體組織受到損傷后急劇產(chǎn)生，參與局部或者全身的炎癥反應。它與基質(zhì)金屬蛋白酶-9（MMP-9）均為冠心病炎癥標志^[17-18]。肖立中等^[19]通過以61例急性心肌梗死患者為基礎(chǔ)，發(fā)現(xiàn)治療前與用葛根素治療后相比，CRP降低了23%，梗死面積明顯縮小。證明葛根素能夠明顯降低CRP水平，抑制炎癥，減少細胞外基質(zhì)降解，進而縮小梗死面積。

1.2.4 葛根素對PAI-1的影響 血漿纖溶酶原激活物抑制因子（PAI-1）是纖溶酶原激活系統(tǒng)中的一種典型的抑制酶。它是一種絲氨酸蛋白酶抑制劑蛋白，主要抑制組織型和尿激酶型的纖溶酶原激活物。t-PA和PAI-1是調(diào)節(jié)纖溶系統(tǒng)生理功能的一對重要產(chǎn)物，是血管內(nèi)皮細胞合成和分泌的單鏈糖蛋白之一，維持著出血與凝血兩者之間的平衡。當內(nèi)皮細胞（EC）受損后，促進凝血作用的PAI-1大量釋放，同時t-PA的活性受到抑制，纖溶活性明顯下降，導致形成血栓。盛宏光等^[20]將60例糖尿病患者分為對照組和注射葛根素注射液的治療組，發(fā)現(xiàn)葛根素可通過影響纖溶系統(tǒng)，促進t-PA的表達，抑制PAI-1的表達，改善糖尿病患者的內(nèi)皮功能。胡文婷^[21]也通過實驗證明了以上觀點。

1.2.5 葛根素對黏附分子的影響 黏附分子（adhesion molecule，AM）是介導細胞與細胞之間和細胞與胞外基質(zhì)間相互結(jié)合的細胞表面受體。根據(jù)結(jié)構(gòu)和生化性質(zhì)，將介導白細胞黏附、移行和富集到炎癥部位的黏附分子分為3個超家族：整合素家族、選擇素家族和免疫球蛋白家族。有研究采用CELL-ELISA法檢測黏附分子ICAM-1的表達，發(fā)現(xiàn)TNF-α和IL-1β可提高ICAM-1的表達。而葛根素可促進內(nèi)皮細胞增殖，進而抑制TNF-α和IL-1β誘導的黏附因子的表達^[22]。正常情況下，ICAM-1很少表達甚至不表達，但當血管內(nèi)皮受到損傷時，在炎性因子的刺激等因素的影響下，ICAM-1就會廣泛的表達于細胞表面。ICAM-1是引起單核細胞和血管內(nèi)皮細胞黏附并引起后者損傷的重要黏附分子。ICAM-1表達增加時，會增加白細胞與血管內(nèi)皮細胞的黏附力，造成局部血液動力學環(huán)境改變。ICAM-1可與白細胞表面的配體相互作用，使白細胞黏附于血管內(nèi)皮細胞表面，促進白細胞穿越內(nèi)皮。李強翔等^[23]通過建立1型糖尿病大鼠模型，發(fā)現(xiàn)葛根素能夠抑制ICAM-1的表達。Hu W等^[24]表明葛根素能抑制TNF-α誘導的人臍靜脈內(nèi)皮細胞ICAM-1，VCAM-1和E-選擇素的表達。楊彬^[25]和涂強^[26]等也通過實驗證明了葛根素可以抑制ICAM-1的表達，進而達到抗炎的作用。

1.3 葛根素對信號通路的影響

1.3.1 葛根素對NF-κB信號通路的影響 細胞內(nèi)核轉(zhuǎn)錄因子-κB（NF-κB）是一類重要的核轉(zhuǎn)錄因子，是參與多種刺激因素引發(fā)的炎癥反應過程中一個重要的轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子。它可以調(diào)控多種基因的表達，參與細胞的免疫調(diào)節(jié)和炎癥反應等生理過程。當有炎癥發(fā)生時，NF-κB信號通路中p-IκB-α的表達會顯著上升，導致炎癥發(fā)生。任婷婷等^[27]通過建立奶牛乳腺上皮細胞炎癥模型，表明葛根素可以抑制NF-κB信號通路的活化。汪亮^[28]通過建立大鼠局灶性腦缺血再灌注損傷模型的方式證明葛根素能通過介導TLR4/NF-κB信號通路下調(diào)對局部灶性腦缺血再灌注損傷后的抗炎保護作用。胡建軍等^[29]發(fā)現(xiàn)葛根素可以長期抑制NF-κB p65表達，從而降低下游炎癥因子MIP-2和TNF-α的分泌，發(fā)揮抗炎作用，是一種天然有效的抗炎藥物。endprint