人參皂苷Re 抗UVB 輻射作用研究進展

朱 爽，韓燕燕，姜 濤，陳 雪，王 歡，王恩鵬，陳長寶

（長春中醫藥大學，長春 130117）

紫外線輻射主要指100～400 nm 波長的電磁波，根據波長的不同，將其劃分為三個波段，短波紫外線（ultraviolet C，UVC）、中波紫外線（ultraviolet B，UVB）和長波紫外線（ultraviolet A，UVA）[1]。中波紫外線是紫外線的曬傷波段，是重點防預的波段，它的能階較高，對皮膚有一定的影響，絕大部分可被皮膚吸收產生強烈的光損傷。UVB 輻射具有強烈的生物學效應，長時間的照射會引起過量的中波紫外線照射還可導致機體中抗氧化酶的減少，引起氧化應激反應，積累大量自由基和活性氧，進而引發機體損傷皮膚出現水泡、紅腫、血管擴張等癥狀，甚至可引發皮膚癌[2-4]。西醫藥物療法不良反應較大，使得不良反應較小的傳統中藥成為研究熱點。本文對中藥人參中的主要成分人參皂苷Re 抗輻射的藥效作用機制研究進展進行了整理與歸納，為合理開發利用人參資源提供思路和方法。

1 概述

人參（panax ginseng C.A.Mey.）為五加科植物，是我國特產珍貴藥材，具有良好的抗輻射功效，在清除自由基、抗氧化應激、抗衰等方面具有較強的生物學活性[5-6]。人參皂苷（ginsenoside，GS）是人參的主要化學成分，含量在40%左右，是一種固醇類化合物，根據苷元結構的不同可分為人參二醇型皂苷、人參三醇型皂苷和齊墩果烷型皂苷[7]。人參皂苷 Re（Ginsenoside Re，G-Re）是人參的主要活性成分，約占總皂苷含量的30%，其分子式為C48H82O18。國內外大量研究表明，G-Re 對UVB 誘導的皮膚損傷具有很好的保護作用，其作用機制與清除自由基、抗氧化作用有關；此外G-Re 還可通過對免疫系統、心血管系統的保護、抗氧化應激、抑制細胞凋亡和減輕脂質過氧化等方面起到抗輻射損傷的作用[8-10]。G-Re 結構式，見圖1。

圖1 G-Re 結構式

2 人參皂苷Re 抗UVB 輻射作用研究

2.1 對心血管系統的保護作用 心血管系統是輻射敏感靶器官之一。研究發現，長期暴露在輻射環境下，心血管系統會出現功能性改變，發生心率失常、低血壓、心電圖波形改變、心臟電生理特性的變化等現象[11]。大量報道證實，G-Re 具有對心血管系統多方面的治療效果，如抗心律失常、抗缺血、增加心肌收縮力、改善心電圖、促進血管生成、再生成和對心臟電生理特性的影響等[12-14]。G-Re 主要影響心臟活動的自律性和收縮性。在G-Re 影響體外大鼠主動脈收縮性的早期研究中顯示，G-Re 可引起內皮細胞依賴性舒張，這主要與其增強血管內皮細胞中L-精氨酸釋放一氧化氮（NO）有關[15]。SCOTT G I 等[16]深入研究G-Re 影響體外成年大鼠心臟收縮性，證實了G-Re 可以抑制心肌細胞的收縮，并且部分是通過增加NO 產生來調節的。陳彩霞等[17]取家兔注射異丙腎上腺素，導致室性心律失常，研究G-Re 對其抑制作用，實驗表明，G-Re 對心律失常具有很好的療效，組織病理學檢查顯示，G-Re 還可改善由心律失常引起的心肌損傷。高瑩等[18]對大鼠心肌缺血再灌注后給予G-Re，證實G-Re 能夠很好的保護心肌細胞。LIM K H 等[19]對人參皂苷Re 改善心臟缺血再灌注損傷進行實驗研究，結果表明，人參皂苷Re 可以促進血流動力學參數(心率、灌注壓、主動脈血流、冠狀動脈血流、心輸出量等)的恢復，改善心電圖異常，對大鼠心臟有明顯的保護作用。

2.2 對免疫系統的保護作用 機體受到紫外線照射后，免疫功能會出現紊亂，引起免疫活性細胞減少，導致抗體形成紊亂、細胞因子網絡調節異常等現象，機體長期處于免疫功能障礙會使患者對于細菌病毒等病原體比較敏感，從而引發其他并發癥，導致疾病加重或死亡[20-21]。國內外研究表明，G-Re 對輻射引發的免疫系統損傷具有治療作用。金光輝等[22]發現人參三醇皂苷對UVB 輻射導致的皮膚損傷有一定的治療效果。實驗表明，10～50 μg/mL 濃度的人參三醇皂苷對UVB 誘導的Colo16 細胞S 周期阻滯及細胞凋亡有明顯的釋放及抑制作用。劉偉宏等[23]對人參三醇皂苷防治紫外照射大鼠損傷的免疫器官進行研究，結果顯示，人參三醇皂苷能使外周血白細胞數量明顯增多，脾及胸腺質量降低的情況得到明顯抑制，其脾和胸腺細胞數量也明顯增加。證明人參三醇皂苷對紫外線照射損害的免疫器官起到防護效果，并提高生物體的防護功能。徐志立等[24]研究G-Re 對小鼠免疫功能的作用，實驗通過建立小鼠脾虛模型，給予G-Re 后，觀察碳粒清除功能、體質增長率、脾及胸腺指數變化，發現G-Re能夠提高小鼠的炭粒廓清能力，加快內皮網狀系統吞噬異物，并提高生物體免疫能力。

2.3 清除自由基、抗氧化作用 機體受到紫外線照射后，會生成大量H+、OH-、H2O2等自由基，人參皂苷Re 可明顯促進氧自由基的清除、減少脂質過氧化物的生成及增強生物體的抗氧化作用[25]。宋志斌等[26]研究了體外G-Re 抗氧化及對神經細胞的保護作用，實驗考察G-Re 體外清除二苯代苦味酰肼（DPPH）作用及測定其還原能力，并研究其對神經細胞的保護作用。實驗結果表明，G-Re 的抗氧化功效并非通過傳遞電子達到其作用，而是具有神經營養因子的功能，為神經細胞提供養分，從而達到維護血清剝奪損害的神經細胞，抑制其凋亡的作用。朱海波等[27]研究了G-Re 對腦缺血再灌注時導致損害的防護作用，發現超氧化物歧化酶（SOD）活性下降的情況能夠明顯減輕，代謝物丙二醛（MDA）產量顯著提高，從而證明G-Re 可以清除自由基、抗氧化，降低脂質過氧化物的生成。OH Y 等[28]研究了人參皂苷Re 通過上調HaCaT 角質形成細胞中的谷胱甘肽和超氧化物歧化酶對細胞氧化還原穩態的影響，實驗結果表明，人參皂苷Re 通過上調HaCaT 角質形成細胞中的某些抗氧化成分包括總谷胱甘肽和超氧化物歧化酶，具有抗氧化作用，進而發揮其維持細胞氧化還原穩態的潛在作用。

2.4 氧化應激的防御作用 氧化應激是指生物體內氧自由基清除的失衡，此時機體累積大量活性氧類（ROS），包括過氧化氫（H2O2）、羥自由基（OH）等，過量的ROS 會損害體內大分子（如核酸、蛋白質等），從而導致生物體發生病變[29-30]。紫外線輻射可以誘導機體內過氧化氫、超氧化物等活性氧類大量產生，導致機體的氧化系統與抗氧化系統的失衡，機體清除ROS 的能力下降，使其含量增加，導致進一步累積，從而損傷機體。研究表明，G-Re 可以很好的防御氧化應激。金光輝等[22]通過UVB 輻射Colo16 細胞，研究人參三醇皂苷對其保護作用。實驗結果表明，人參三醇皂苷顯著減少UVB 照射引起的Colo16 細胞凋亡，并減輕其導致的Colo16 細胞內H2O2升高和SOD 活性下降的情況，證明人參三醇皂苷對UVB 輻射傷害皮膚的防御作用與其增強SOD 活性、清除細胞內H2O2有關。曹霞[31]研究了G-Re 對心肌缺血再灌注時導致損傷的防護作用。實驗中檢測SOD 活性和心肌細胞中活性氧的含量，結果表明，G-Re能夠顯著提高SOD活性，并且減少活性氧的含量，進而降低對心肌細胞的損害，證明了其作用機制和G-Re 降低心肌缺血再灌注時的氧化應激損傷有關。SHIN D 等[32]研究了人參皂苷Re對HaCaT 角質形成細胞內谷胱甘肽和超氧化物歧化酶對中波紫外線（UVB）誘導的氧化應激的防御作用，實驗結果表明，當HaCaT 細胞在UVB 照射前用人參皂苷Re 預處理時，人參皂苷Re 可顯著抑制UVB 誘導的ROS 升高，還可減弱UVB 誘導的proMMP-2 和-9的活性和蛋白水平的升高，可以初步評估人參皂苷Re對UVB誘導的HaCaT角質形成細胞抗氧化應激作用，這意味著人參皂苷Re 具有潛在的皮膚抗光老化特性。

2.5 對細胞凋亡的抑制作用 細胞凋亡是機體為維系內環境穩態，以基因調控的自發、規律的死亡過程。機體受到紫外線輻射后，細胞凋亡率顯著提升，其導致細胞凋亡的機制包括內質網、線粒體和死亡受體等通路，通過誘導有關基因及細胞因子，加快其死亡進程。實驗發現，G-Re 能夠很好的減少細胞凋亡。曹霞[31]4研究G-Re對心肌缺血再灌注導致的細胞凋亡，結果顯示，損傷的大鼠基因組DNA 在電泳上呈現DNA Ladder 即細胞凋亡，而給藥組并未出現此現象，說明G-Re 可以抑制細胞凋亡。曾和松等[33]研究了G-Re 對有關基因表達和心肌細胞凋亡的影響，通過電子顯微鏡確認細胞凋亡，利用原位雜交和免疫組化染色法研究Bcl-2、Bax 和Fas 基因的mRNA 和蛋白表達，并定量檢測蛋白和mRNA 表達的陽性視野的平均光密度（OD），發現G-Re 可明顯減輕由心肌缺血再灌注導致的細胞凋亡現象，其機制與G-Re 抑制Bax 基因和Fas 基因的表達和提高Bcl-2/Bax 的比例有關。YANG K 等[34]研究了丹參酚酸B 和人參皂苷Re 通過抗氧化和抗炎機制協同保護氧化型低密度脂蛋白（Ox-LDL）誘導的內皮細胞凋亡。結果表明，兩者可顯著降低炎癥介質的含量，提高抗氧化酶的活性，恢復平衡細胞的氧化還原狀態，通過抗氧化和抗炎機制有效地保護了內皮細胞抵抗氧化型低密度脂蛋白誘導的凋亡。

3 總結

隨著人們生活水平的提高，對抗輻射的防護意識不斷增強，篩選出一種天然有效的抗輻射藥物已經成為許多科研工作者的研究熱點。人參是我國著名的美容養生藥材，被譽為“百草之王”，在吉林省東部山區的秋冬季節，經常將其用于治療皮膚皸裂、護膚等，所以其在民間皮膚護理方面的應用具有悠久的歷史與廣泛的應用基礎。人參皂苷Re 是人參主要有效成分，具有較為顯著的抗UVB 輻射、抗氧化衰老的作用，其作用機制仍需科研人員進行更深入的挖掘與探索，為今后開發新型抗輻射損傷藥物及護膚產品提供理論依據。