菟絲子及其提取物藥理機制研究進展?

王 瑩,張婧如,田 偉,宗文靜

(1.中國中醫科學院中醫門診部,北京 100700;2.中國中醫科學院中醫基礎理論研究所,北京 100700;3.首都醫科大學附屬北京中醫醫院,北京 100010;4.中國中醫科學院中藥研究所,北京 100700)

1 菟絲子在生殖系統調控中的作用

1.1 生殖保護

菟絲子可通過保護腎間質纖維化大鼠腎組織、修復卵巢組織損傷等機制發揮其生殖保護作用。菟絲子水提物能顯著降低腎間質纖維化大鼠血清肌酐(creatinine,CREA)和尿素氮(urea nitrogen,BUN)水平,減少腎間質膠原沉積和腎組織α-平滑肌動蛋白(α-smooth muscle actin,α-SMA)、結締組織生長因子(connective tissue growth factor,CTGF)、I型膠原(collagen type I,ColI)的表達,對腎間質纖維化大鼠腎組織有緩解保護作用[7]。管雁丞等[8]探討菟絲子總提物對雷公藤多苷卵巢早衰(premature ovarian failure,POF)大鼠卵巢功能的修復作用,結果顯示與模型組相比,治療組促卵泡激素(follicle-stimulating hormone,FSH)、促黃體生成素(luteinizing hormone,LH)、雌二醇(estradiol,E2)等激素水平升高,黃體及生長卵泡增多,閉鎖卵泡減少,結果均具有統計學意義,提示菟絲子總提物可顯著提高卵巢儲備能力,修復卵巢組織損傷。

菟絲子水提液可提高環磷酰胺(cyclophosphamide,CTX)所致的雄激素部分缺乏大鼠的血清睪酮(testosterone,T)濃度,增加生殖器官睪丸的重量,并減緩睪丸組織的退行性變化,有生殖保護作用[9]。李淑穎等[10]建立小鼠子宮內雙酚 (bisphenol,BP)A暴露模型,給予不同劑量菟絲子治療,直到孕鼠生產測量相關指標,結果提示1.4 g/kg菟絲子水提液對子宮內BPA暴露小鼠的生殖保護作用較好。

楊一博等[11]的研究發現菟絲子總黃酮可能通過神經源性位點缺口同源蛋白Notch信號通路參與卵巢生殖干細胞途徑的調控,從而緩解雷公藤多苷片所致的生殖損傷。通過對大鼠生精細胞進行轉錄組測序并對差異基因進行數據分析,發現菟絲子黃酮類成分對雄性大鼠生殖損傷的改善與DNMT3L基因及甲狀腺激素信號通路有關[12]。

此外,中醫治療卵泡發育不良方藥的數據挖掘結果顯示菟絲子與當歸為其中用藥頻次最高的藥物,當歸、熟地黃-菟絲子為核心藥對,提示菟絲子可能有促進卵泡發育的作用[13]。

1.2 雄性生殖功能調節

菟絲子作為補腎壯陽的要藥,常用于男性性功能障礙。現代研究顯示,菟絲子可增強腎陽虛大鼠的生殖能力,改善腎陽虛大鼠性欲減退、腰膝酸軟等癥狀,其作用機制與菟絲子調節性激素水平、改善下丘腦-垂體-性腺軸(hypothalamic pituitary gonadal axis,HPG)功能紊亂有關[14]。研究提示不育雄性大鼠睪丸的P450arom、CYP19表達異常,而菟絲子提取物能夠增加腎陽虛不育大鼠睪丸中P450arom、CYP19的表達,提高精子的數量及FSH、T、E2的含量[15]。

在治療精子或精液異常的方藥中枸杞子與菟絲子為使用頻率最高的兩味藥,從配伍角度分析,枸杞子-菟絲子亦為治療中常用的藥物組合[16-17],且鄧省、王繼升等通過動物研究發現,菟絲子-枸杞子藥對能夠有效減輕雷公藤多苷造成的生精功能障礙,其機制可能與磷脂酰肌醇-3-激酶(phosphatidylinositol 3-kinase,PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B,AKT)信號通路有關[18-19]。

1.3 雌性生殖功能調節

劉新玉等[20]探討菟絲子提取物的含藥血清對正常人早孕細胞滋養層(cytotrophoblast,CTB)細胞的影響,實驗提示高、低劑量的菟絲子總提物、菟絲子總黃酮及菟絲子總多糖含藥血清均可降低CTB細胞的細胞凋亡、增加增殖活性,總提物低劑量、總黃酮高劑量及總多糖高劑量為最佳藥效劑量。

李錦英等[21]通過網絡藥理學對治療免疫性不孕的中藥復方進行分析,結果顯示菟絲子為第二高頻次用藥。在韓延華等[22]對全國中醫婦科名家診治不孕癥方藥的網絡藥理學研究中,菟絲子在高頻單味藥中位列第三。以上研究結果均提示菟絲子在治療不孕癥方面可能有較好療效。菟絲子亦為中醫治療多囊卵巢綜合征的高頻用藥,且在經前期與經后期的使用相對較多[23-24]。

2 菟絲子在骨關節調控中的作用

現有骨質疏松的病因病機研究多從骨代謝調節因子、骨重建、骨中微量元素、骨密度與骨生物力學性影響等角度展開[25]。菟絲子具有良好的防治骨質疏松、促進成骨細胞增殖的作用,為臨床骨質疏松的治療提供了思路。

2.1 防治骨質疏松

菟絲子及其提取物防治骨質疏松的機制在網絡藥理學與動物實驗方面均有相關研究。網絡藥理學研究發現中藥菟絲子中槲皮素、芹菜素、金絲桃苷等活性成分可能通過PI3K/AKT、絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)、腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor,TNF)等信號通路實現對骨質疏松癥的防治[26]。趙梓銘[27]研究菟絲子醇提物對絕經后骨質疏松癥的防治機制,觀察菟絲子醇提物對骨質疏松癥大鼠miR-21-5p、FasL表達的影響,結果提示菟絲子醇提取物可下調大鼠股骨組織內miR-21-5p的水平,升高FasL蛋白水平,從而改善骨質疏松癥狀。

2.2 促進成骨細胞增殖

用不同濃度的菟絲子含藥血清干預大鼠成骨細胞,結果提示5%與10%菟絲子含藥血清能夠明顯促進大鼠成骨細胞增殖并提高堿性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)活性,10%菟絲子含藥血清可促進ColⅠ信使核糖核酸(messenger ribonucleic acid,mRNA)的表達,表明菟絲子具有促進成骨作用[28]。菟絲子黃酮可通過上調含BED型鋅指蛋白3反義RNA 1(zinc finger BED-type containing protein 3 antisense RNA 1,ZBED3-AS1)的表達抑制TNF-α誘導的成骨細胞凋亡、促進成骨細胞增殖[29]。

王翔宇等[30]體外培養小鼠成骨細胞MC3T3-E1,通過MTT法檢測菟絲子提取物對MC3T3-E1增殖的影響及可能的作用機制,結果顯示菟絲子提取物能提高ALP活性和鈣鹽沉積,并上調ColⅠ、骨形態發生蛋白(bone morphogenetic protein,BMP)2和Smad4蛋白表達,提示菟絲子提取物能夠促進成骨細胞增殖和分化,且作用機制可能與調節BMP2/Smad4信號通路有關。

另有研究發現10%菟絲子含藥血清能顯著促進骨髓間充質干細胞(mesenchymal stem cells,MSCs)增殖和骨形成蛋白(bone morphogenetic proteins,BMP)-2 mRNA的表達,且其對MSCs增殖的促進作用可能與其促進BMP-2 mRNA表達有關[31]。

3 菟絲子在免疫系統調控中的作用

菟絲子乙醇提取物對腎陽虛證大鼠免疫功能有顯著改善作用,有研究結果顯示菟絲子提取物可提高腎陽虛大鼠胸腺和脾臟指數、白細胞計數以及腹腔巨噬細胞吞噬能力,同時可調整T淋巴細胞(T-lymphocyte)亞群比值、抑制細胞毒性T細胞(cytotoxic T cells,Tc)表達、促進輔助T細胞(helper T cells,Th)表達,并能升高大鼠血清免疫球蛋白M(immunoglobulin M,IgM)和免疫球蛋白G(immunoglobulin G,IgG)水平,且結果均具有統計學意義[32]。

菟絲子提取物可延長小鼠負重游泳時間,提高乳酸脫氫酶(lactate dehydrogenase,LDH)活力,增加肝糖原(liver glycogen,LG)、肌糖原(muscle glycogen,MG)含量,并降低血乳酸(blood lactic acid,BLA)水平,提示菟絲子具有抗疲勞作用[33]。郭愛民等[34]的研究認為菟絲子能抑制大強度力竭運動造成的腦組織氧化損傷、延緩疲勞發生,其機制可能與菟絲子具有提高腦組織抗氧化酶活性的作用有關。

4 菟絲子在抗衰老調控中的作用

中醫多認為腎氣虛損與脾胃虛衰為衰老的主要因素,并將具有補腎固精、補氣養血、扶陰益陽等功效的補益類藥物作為抗衰老藥物[35]。作為常用補益藥之一的菟絲子是古代抗衰老方中的高頻藥物[36],可通過增強小鼠學習記憶能力、影響大鼠肝與腦組織中谷胱甘肽過氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)活性、抗氧化、延緩肝細胞衰老等機制實現抗衰老作用。有研究從肝細胞調控因子角度探討菟絲子醇提液對D-半乳糖致衰老大鼠的影響,發現菟絲子醇提液可通過影響細胞調控因子p21、細胞周期蛋白(cyclin,CCN)E及細胞因子p16、CCND1的表達起到延緩肝細胞衰老的作用[37-38],抑制心肌細胞凋亡也可能是菟絲子抗衰老的作用機制之一[39]。

4.1 增強記憶力

劉海云等[40]用菟絲子提取物對自然衰老小鼠進行干預,結果顯示各劑量給藥組小鼠學習記憶能力均得到改善,肝、腦組織中三磷酸腺苷(adenosine triphosphate,ATP)酶活力和過氧化氫酶(catalase,CAT)活性均升高,過氧化脂質(lipid peroxidation,LPO)含量均降低,提示菟絲子提取物的抗衰老作用可能是通過提高ATP酶活力和CAT活性、降低LPO含量實現。菟絲子醇提液能明顯改善腦缺血再灌注(ischemia-reperfusion,I/R)小鼠的學習記憶功能[41],其機制可能與菟絲子醇提物增強肝、腦組織中GSH-Px活性有關[42]。

4.2 抗氧化

D-半乳糖所致的亞急性衰老小鼠在接受了菟絲子提取物的干預后,小鼠肝、腦組織中抗氧化酶超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)和GSH-Px活力得到提高,脂質過氧化物丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量降低,提示菟絲子提取物能增強體內抗氧化能力, 從而起到延緩衰老的作用[43-44]。

減輕線粒體氧化損傷也是菟絲子抗衰老的一個重要途徑[45]。高健美[46]的研究發現菟絲子可通過Sirt3依賴的線粒體途徑發揮抗氧化作用,具體機制為通過促進Sirt3蛋白表達,上調異檸檬酸脫氫酶(isocitrate dehydrogenase,IDH)2蛋白的表達,進而增加谷胱甘肽(glutathione,GSH)/氧化型谷胱甘肽(glutathione disulfide,GSSG)的比率,減少活性氧(reactive oxygen species,ROS)生成,從而發揮抗氧化作用。

不同的菟絲子提取物的抗氧化能力也不同,菟絲子乙酸乙酯、正丁醇提取物清除自由基的能力大于GSSG而小于GSH,菟絲子30%、50%、70%、90%醇沉多糖清除自由基的能力小于GSSG,其中90%醇沉多糖清除自由基能力較強,這為天然抗氧化劑的開發提供了思路[47]。

4.3 抑制黑色素形成

王天晶等[48]以斑馬魚胚胎為模型,觀察不同濃度的菟絲子水提物對斑馬魚胚胎黑色素細胞形態、酪氨酸酶(tyrosinase,TYR)活性、黑色素含量以及TYR表達的影響,結果提示菟絲子水提物主要通過抑制斑馬魚胚胎黑色素細胞的TYR活性來抑制黑色素合成,且其作用呈濃度依賴性。Jang等[49]通過體外研究發現菟絲子水提物可通過降低第2信使環磷酸腺苷(cyclic adenosine monophosphate,cAMP)水平下調p38 MAPK信號傳導,從而抑制α-黑素細胞刺激素(α-melanocyte-stimulating hormone,MSH)刺激的B16F10細胞中小眼相關轉錄因子(microphthalmia-associated transcription factor,MITF)及其下游靶基因TYR和酪氨酸酶相關蛋白(tyrosinase-related proteins,TRP)的表達,最終抑制TYR活性和黑色素的合成。

4.4 改善失眠

菟絲子提取物可改善對氯苯丙氨酸(para-chlorophenylala-nine,PCPA)致失眠大鼠的學習記憶能力,降低血清多巴胺(dopamine,DA)含量并升高5-羥色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)的含量,提示菟絲子提取物可能通過調節單胺類神經遞質治療失眠[50]。

5 菟絲子在抗腫瘤調控中的作用

金松等[51]的研究表明菟絲子醇提物能夠誘導人胃癌SGC7901細胞凋亡。姚紅麗[52]等采用宮頸癌Hela細胞評估不同濃度的菟絲子乙醇提取物對宮頸癌Hela細胞增殖和凋亡的影響,結果顯示高濃度菟絲子乙醇提取物能抑制Hela細胞的侵襲和遷移,通過調節半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶 (cystein-asparate protease,Caspase)-3和B淋巴細胞瘤 (B-cell lymphoma,Bcl)2的表達促進Hela細胞凋亡,提示高濃度的菟絲子乙醇提取物具有較好抗宮頸癌作用。

6 其他

除上述調控作用外,菟絲子亦可抑制病毒增殖。有研究表明,菟絲子乙醇提取物在病毒感染過程中能夠抑制病毒增殖,且在病毒感染細胞的早期具有良好的治療作用[53]。

7 結語

菟絲子作為臨床常用藥,其藥用資源較豐富,應用前景廣闊。綜上可知,菟絲子及其提取物的藥理研究已涉及生殖保護、防治骨質疏松、促進成骨細胞增殖、增強特異性免疫功能、抗衰老、抗腫瘤等多方面,并取得了較大進展,網絡藥理學也為研究開辟了新角度。但關于菟絲子具體有效成分的藥理作用及分子機制尚不夠清晰,在具體疾病中的應用以及最佳制劑選擇也值得進一步探討。因此,未來應更深入地探討菟絲子有效成分的藥理機制,并進行相應的臨床應用研究,以期為臨床治療用藥提供依據和思路,充分發揮菟絲子的藥用價值,傳承中醫藥寶貴財富。