十字花科植物蘿卜硫素生理功能及其產品應用的研究進展

孫奕良，李海燕, ，洪漢君，馬志敏，王秀麗，朱映紅，梅振武

（1.農業農村部食物與營養發展研究所，北京 100081；2.成都市三禾田生物技術有限公司，四川成都 610041；3.中國農業大學，北京 100083）

蘿卜硫素（sulforaphane）是一種廣泛存在于十字花科蔬菜中的異硫氰酸酯類化合物，又稱萊菔硫烷，是由硫代葡萄糖苷在內源性芥子酶作用下水解所得[1]。十字花科植物中栽培的蔬菜主要有兩個屬：一個是蕓薹屬，有100 種，我國栽培的有15 種，該屬多為重要蔬菜，如卷心菜、花椰菜、白菜、青菜、甘藍、瓢菜、芥菜、榨菜、雪里紅、大頭菜和蕪菁等；另一個是蘿卜屬，我國栽培約有10 種，如大青蘿卜、紅蘿卜、水蘿卜和心里美等[2]。

近年來的研究發現蘿卜硫素具有多種功效：抗菌、抗氧化、抗炎等；同時，蘿卜硫素是迄今為止十字花科蔬菜中抗癌效果最好、效力最強的天然活性物質，它對乳腺癌、肝癌、結腸癌等有很好的抑制作用[3]。蘿卜硫素可以使癌細胞發生細胞凋亡和細胞阻滯，誘導人體內的Ⅱ相解毒酶，同時抑制Ⅰ型酶的產生，最終通過多種酶體系排出致癌物和自由基等有害成分[4]。除此之外，近年來研究成果也證明了蘿卜硫素在急慢性神經退行性病變、神經發育疾病等神經系統疾病的預防和輔助治療方面有巨大的應用潛力。例如，阿爾茨海默癥（Alzheimer's Disease，AD）的發病原因極其復雜，β-淀粉樣蛋白（amyloid-β，Aβ）的形成與沉積是目前公認的AD 的最主要的致病原因。給PS1V97L 轉基因AD 模型小鼠腹腔注射5 mg/kg蘿卜硫素4 個月，能夠顯著抑制Aβ的生成和聚集，氧化應激和神經炎癥等下游病理變化，達到預防癡呆的效果[5]。在未來的研究中，關注這些問題有助于蘿卜硫素應用潛力的進一步開發。本文就十字花科植物中的蘿卜硫素含量，穩定性及影響因素，提取及純化條件，對氧化應激細胞的保護機制和抗炎癥機制，抗癌作用，預防心理疾病、神經性疾病等生理功能進行了系統論述，同時對蘿卜硫素的產品開發情況進行概述，為蘿卜硫素的功效特性及其產品的應用研究提供理論和實踐依據。

1 蘿卜硫素的理化特性

1.1 十字花科植物中蘿卜硫素的含量

蘿卜硫素主要分布在十字花科蔬菜中，而不同處理條件下不同十字花科植物中的蘿卜硫素含量有所不同，如表1 所示。謝述瓊等[6]采用HPLC 法測定了常壓干燥下9 種十字花科蔬菜食用部位的蘿卜硫素含量，包括蕓薹屬：大白菜、小白菜、結球甘藍、青花椰菜、花椰菜和紫甘藍；蘿卜屬：白蘿卜和紅蘿卜。結果顯示，蕓薹屬中青花椰菜蘿卜硫素含量最高，為480 μg/g，花椰菜含量最低為35.2 μg/g；蘿卜屬中紅蘿卜的蘿卜硫素含量最高，為26.6 μg/g，白蘿卜含量最低，為19.8 μg/g，說明十字花科蔬菜蕓薹屬中蘿卜硫素的含量大于蘿卜屬。

表1 不同處理條件下十字花科蔬菜中蘿卜硫素的含量Table 1 Content of sulforaphane in cruciferous vegetables at different treatment condition

許明等[7]對國內外32 份青花菜和12 份芥藍種質資源的蘿卜硫素含量進行比較研究，結果表明，青花菜種質資源SV1808BL、FQ2、XL3 花球中的蘿卜硫素含量分別高達812.68、777.12、720.32 μg/g，芥藍種質資源Cuifen、Cutiao、Minixiao 莖葉中的蘿卜硫素含量分別高達620.27、596.26、592.84 μg/g，與普通的推廣品蔬菜相比，具有絕對的優勢。

西蘭花芽苗菜是硫代葡萄糖苷的豐富來源，它可以產生蘿卜硫素、谷胱甘肽S-轉移酶（GST）和其他細胞保護酶的誘導劑。研究表明，西蘭花種子和芽苗中的蘿卜硫苷含量是成熟西蘭花蔬菜的10～100倍[8-9]。西蘭花小花、葉、莖中蘿卜硫素含量分別為585、420 和229 μg/g，而冰箱冷凍7 d 后分別降為378、39 和97 μg/g，損失了14%～29%[10]，損失率較小。Sivakumar 等[11]分析了發芽3 d 和9 d 的意大利產18 種十字花科蔬菜蘿卜硫素含量，發現發芽3 d幼苗中蘿卜硫素含量最高，其最高的甘藍屬San martino幼苗蘿卜硫素含量為221 μg/g，在發芽第9 d降為153 μg/g，說明發芽對甘藍屬蔬菜中的蘿卜硫素含量有一定影響。

1.2 蘿卜硫素的穩定性及影響因素

蘿卜硫素的穩定性受熱和pH 的影響較大，加熱會導致硫代葡萄糖苷水解酶失活，從而影響蘿卜硫素的穩定性。生食西蘭花中異硫氰酸鹽含量是煮熟西蘭花的3 倍[12]。煮沸和熱燙會對蘿卜硫素造成很大損失，但短時間蒸汽加熱和發酵有助于硫代葡萄糖苷向蘿卜硫素的生物轉化，而短時間微波處理比加熱和發酵更能促進蘿卜硫素的形成，低溫冷凍則可有效避免硫代葡萄糖苷和蘿卜硫素的損失[13]。蘿卜硫素在堿性條件下迅速降解，在低pH 條件和低溫條件下比較穩定。蘿卜硫素在大于60 ℃高溫條件下不穩定，在pH2.2 條件下，60 ℃加熱6 h 后，蘿卜硫素的保留率仍可以達到95.10%，而pH6.0 的相同溫度時間條件下，蘿卜硫素的保留率僅為32.10%[14]。

1.3 蘿卜硫素的提取及純化

在對十字花科蔬菜及其種子中提取蘿卜硫素酶解條件的研究中，大部分研究者采用酶解法結合有機溶劑萃取的方式提取蘿卜硫素[15]。胡翠珍等[16]的研究表明，蘿卜硫素的最佳提取條件為：添加4.66 mmol VC和6 mmol/L EDTA，30 ℃下利用外源芥子酶酶解1 h。還有研究將蘿卜硫素的提取工藝設定為提取溫度60 ℃、提取時間12 min、料液比1:15、pH5.0[17]。陽暉等[18]發現胭脂蘿卜中提取蘿卜硫素的最優酶解工藝為：酶解溫度31 ℃，內源葡萄糖苷酶酶解時間7.7 h，pH5.6，VC 添加量0.24 mg/kg。陽暉等[19]的結果表明，提取溫度為26 ℃、液固比例為31:1、提取時間為2.9 h、超聲時間為29 min 時提取效果最佳。

蘿卜硫素純化方法有大孔樹脂吸附法、反向高效制備液相色譜法、柱層析法、反相高效制備液相色譜法、高速逆流色譜法等。蘿卜硫素在大孔樹脂上具有良好的吸附性能，因此大孔樹脂吸附法是較理想的蘿卜硫素純化方法。劉錫建等[20]通過SP850 樹脂吸附，乙醇溶液洗脫，得到純度為85%以上的蘿卜硫素。團隊通過吸附熱力學及吸附動力學方法，表明SP850 吸附蘿卜硫素是一個放熱過程，降低溫度有利于蘿卜硫素吸附。柱層析法中的硅膠柱層析法因其精確度好、操作簡單且成本相對較低，運用于蘿卜硫素純化處理。Liang 等[21]利用硅膠柱層析法，得到了90%以上純度的蘿卜硫素。反向高效制備液相色譜法可以得到較高純度的蘿卜硫素。西蘭花種子脫脂、酶解、提取后，可以通過反相高效液相色譜法分離純化蘿卜硫素，固定相通常以C18，流動相為丙酮/水、乙腈/水或甲醇/水等[22-23]。此外，高速逆流色譜法（HSCCC）具有樣品無損失、無污染、高效、快速和大制備量等優點，因此是蘿卜硫素純化的有效方法。Liang 等[24]還利用高速逆流色譜法（HSCCC）分離純化蘿卜硫素，通過正己烷/乙酸乙酯/甲醇/水（1:5:1:5，v/v/v/v）的體系，得到純度為97%的蘿卜硫素。

2 蘿卜硫素的生物活性及其作用機理研究

2.1 蘿卜硫素的抗氧化活性及對氧化應激細胞的保護機制

生物衰老的一個顯著特征是抗氧化防御機制的逐漸衰退，容易出現氧化應激現象。細胞的氧化應激現象是由于活性氧（Reactive oxygen species，ROS）/活性氮（Reactive nitrogen species，RNS）的產生與細胞抗氧化能力不平衡導致的[25]。當ROS/RNS 的產生超出抗氧化系統的清除能力時，高濃度的ROS/RNS 與DNA、脂質和蛋白質等細胞分子反應造成細胞損傷，導致細胞變性和凋亡[26]。此外，細胞對氧化應激的保護主要受到核因子E2 相關因子2（nuclear factor erythroid 2-related factor 2，Nrf2）相關通路的調控。正常條件下，Nrf2 被Kelch 樣環氧氯丙烷相關蛋白1（Kelch-like-ECH-associated protein 1，Keap1）鎖定在細胞質中；細胞處于氧化應激狀態時，Keap1的半胱氨酸殘基被氧化或化學修飾后，Nrf2 從Keap1 中釋放出來，與位于細胞保護基因啟動子區域的抗氧化反應元件結合，導致下游抗氧化基因轉錄[27]。

蘿卜硫素被證實可以在動物多個器官和組織部位產生抗氧化效果。蘿卜硫素具有較高的抗氧化活性和超氧陰離子自由基清除能力，卻并不是一種直接的抗氧化劑，而是通過激活核轉錄相關因子2/抗氧化反應元件（Nuclear Factor Erythroid 2-related Factor 2/Antioxidant Response Element，Nrf2/ARE）信號通路，提高了Nrf2 與DNA 的結合并增加了啟動子活性，恢復過氧化還原酶6 重組蛋白（Peroxiredoxin，Prdx6）的表達水平，刺激機體提高谷胱甘肽的生成，間接起到抗氧化作用[28]。蘿卜硫素對氧化應激可以通過降低Nrf2 啟動子初始15 個CpGs 的甲基化增強Nrf2 的轉錄。蘿卜硫素還可以通過化學修飾Keap1 的半胱氨酸殘基（主要是Cys151）阻止Keap1 和Nrf2 的結合，進而阻斷Nrf2 的泛素化和降解，導致Nrf2 的積累和依賴Nrf2 調控的下游基因轉錄的增強[29]。

此外，蘿卜硫素增加了血紅素加氧酶-1（HO-1）的mRNA 和蛋白質表達，從而降低了線粒體中活性氧（ROS）的水平[30]。在腎臟損傷模型中，蘿卜硫素可以減輕順鉑（又名順式-二氯二氨合鉑）誘導的腎功能障礙、結構損傷、氧化/亞硝化應激等作用[31]。Guerrero-beltran 等[32]發現蘿卜硫素減少順鉑誘導的線粒體突變，以及減輕細胞保護酶—醌氧化還原酶1和γ谷氨酰半胱氨酸連接酶活性損傷，有效地阻止順鉑誘導的活性氧增加，減輕腎毒性作用。

2.2 蘿卜硫素的抗炎癥作用機制

炎癥是人體對外來損傷所產生的一種防御性反應，這種防御同樣會給人帶來很大的危害。炎癥的局部表現為紅、腫、熱、痛和功能障礙，有多種因素可以引起炎癥。越來越多的研究證明，蘿卜硫素有很好的抗炎癥特性。

NF-κB 編碼負責許多促炎細胞因子和趨化因子的轉錄，是蘿卜硫素調控炎癥反應的重要途徑。哺乳動物的NF-κB 家族蛋白通常以同源或異源二聚體的形式存在，其中以p50/p65 異源二聚體最為常見。當信號通路被激活時，在IκB 激酶（IKK）蛋白復合物的作用下，IκB 磷酸化并通過蛋白酶體降解，NF-κB 進入細胞核與核內DNA 的特異序列并轉錄多種炎癥介質，如腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factorα，TNF-α）、白細胞介素-6（interleukin-6，IL-6）和白細胞介素-10（interleukin-10，IL-10）等。研究表明蘿卜硫素能夠通過對NF-κB 亞基或相關輔因子進行直接、可逆和巰基依賴的修飾來抑制NF-κB 與核內DNA的結合及其下游基因的表達，而不影響IκB 的降解和和NF-κB 核易位[5]。

蘿卜硫素可作用于抑制NF-κB 易位的原型抗炎機制，這是一種破壞細胞核炎癥信號的機制。在使用巨噬細胞（RAW264.7 細胞系）的研究中，LPS 誘導的炎癥用蘿卜硫素減弱，IC50 值抑制NO 釋放、TNF-α釋放、PGE2，分別產生為0.7、7.8 和1.4 μmol/L。蘿卜硫素的抗炎作用是通過阻止NF-κB 易位至細胞核來介導的，這會破壞細胞質和血清中的促炎信號作用于細胞核[33-34]。

在暴露于體外循環心臟手術（extracorporeal circulation，CPB）中，蘿卜硫素預處理降低了循環單核細胞中p38 和NF-κB 的活化，并抑制循環白細胞中炎癥細胞因子的表達[35]。蘿卜硫素減輕了CPB 引起的急性腎小管壞死，但它不影響腎組織中炎癥信號或細胞因子的表達。表明蘿卜硫素通過使白細胞中的炎癥信號通路失活來保護腎臟免受CPB 損傷。

蘿卜硫素也可以通過控制免疫細胞的表型，減少促炎功能（M1）表型細胞，增加抗炎功能（M2）表型細胞，從而減輕神經炎癥。蘿卜硫素通過增加了M2標記物（IL-4、IL-10、Arg1 和YM-1），減少M1 表型小膠質細胞標記物（Interleukin-1β，IL-1β），促進了小膠質細胞向M2 小膠質細胞表型的轉化[36]。

蘿卜硫素也能夠有效地減輕由葡聚糖硫酸鈉誘導的腸道炎癥，其具體表現為減輕糞便形成和糞便出血的結腸癥狀。在腸道炎癥期間，通過病原體相關分子模式激活，單核細胞分化成特異性未成熟巨噬細胞，然后巨噬細胞分泌促炎細胞因子，加重炎癥反應和屏障損傷[37]。蘿卜硫素通過IL-10/信號轉導和轉錄激活因子3（Signal Transducers Trallscription 3，STAT3）信號介導的巨噬細胞表型從M1 轉變為M2，有助于炎癥狀態的緩解。

3 蘿卜硫素的生理功能研究

3.1 蘿卜硫素的抗癌活性

癌癥已經成為全球人類健康三大殺手之一，每兩例死亡病例中就有一例死于癌癥。據統計，中國新發現的癌癥患者總數約為309 萬人，平均每日發現8474 例，所以防癌抗癌迫在眉睫[38]。科學研究表明，從十字花科植物中提取出的天然產物-蘿卜硫素是良好的腫瘤抑制天然原材料，每1 g西蘭花可萃取出蘿卜硫素500～2000 μg[39]。蘿卜硫素是目前少有的通過正常飲食攝入就能有效防治腫瘤的物質，還可采用化學飲食添加的方法在十字花科食品中提取，從而實現癌癥的化學治療和食防的可行性和有效性，對機體無副作用，是一個全新的防癌成分[40]。

蘿卜硫素可以通過對細胞內致癌前期過程的控制，引起癌細胞凋亡、靜胞效應、控制癌細胞血管生成，有效防止和治愈腫瘤。在腫瘤發展階段，蘿卜硫素能夠阻斷腫瘤細胞周期，對腫瘤細胞的G1、S 期或G2/M 期具有阻滯作用，且能誘導細胞凋亡，啟動腫瘤細胞的自發程序性死亡，誘導自噬來抑制腫瘤的發展。在腫瘤惡化階段，蘿卜硫素能夠抑制血管生成，抑制惡性腫瘤的發生和轉移，因此對防止癌細胞擴散具有積極影響。此外，蘿卜硫素能通過活化轉錄因子Nrf2、提高人體抗氧化能力和對生化產物的解毒能力，起到抑制腫瘤的功效。它能夠誘導人體內的II 相解毒酶，控制I 型酶的生成，最后經由各種酶系統清除致癌因子和自由基等有害成分，達到抗癌目的[41]。

有研究表明，蘿卜硫素是一種天然的組蛋白去乙酰化酶抑制劑[42]，它通過下調上游轉錄因子1（Upstream Transcription Factor1，USF1）抑制組蛋白脫乙酰基酶5（Recombinant Histone Deacetylase 5，HDAC5）轉錄，從而使乳腺癌細胞中的去甲基化酶1（Lysine Specific Demethylase 1，LSD1）蛋白失穩[43]。

在肝癌細胞的相關探究中，Sato 等[44]使用異種移植模型評估了蘿卜硫素在體內的抑制作用。研究發現，蘿卜硫素通過下調癌基因CCND1、CCNB1、CDK1、CDK2 和CCNB1 的表達，顯著抑制肝癌細胞增殖。此外，蘿卜硫素抑制人肝癌細胞系的增殖和血管生成，通過刺激肝癌細胞系中的Nrf2 信號級聯，從而刺激肝癌細胞以阻止其增殖。

蘿卜硫素能夠減弱非小細胞肺癌（Non-Small Cell Lung Cancer，NSCLC）中的表皮生長因子受體（Epithelial Growth Factor Receptor，EGFR）信號通路，具有潛在的抗轉移作用。Wang 等[45]研究發現，蘿卜硫素能夠顯著抑制非小細胞肺癌細胞株H1299、95C 和95D 的細胞增殖。在低濃度（1～5 μmol/L）下，即可阻止相對高轉移潛能的95D 和H1299 細胞的遷移和侵襲，通過組蛋白修飾降低miR-616-5p 水平，使GSK3β/β連環蛋白信號通路失活，從而抑制上皮質間轉化（Epithelial-Mesenchymal Transition，EMT）和肺癌細胞的轉移。

3.2 蘿卜硫素治療幽門螺旋桿菌感染

幽門螺桿菌（Helicobacter pylori，Hp）是一種繁殖在人體胃黏膜呈螺旋狀的微需氧革蘭陰性菌，其在感染對象中可導致慢性胃炎、胃潰瘍、十二指腸潰瘍、黏膜相關淋巴組織淋巴瘤和胃癌。目前普遍被認可的Hp 感染治療方案是抗生素聯合質子泵抑制劑。由于Hp 對抗生素的耐藥性問題日益突出，制藥行業對開發新型抗菌藥物的投入大幅下降，給Hp 感染的治療帶來一定困難[46]。

蘿卜硫素的抗氧化性是通過上調Nrf2 賴性抗氧化酶的表達來提高機體對氧化應激和炎癥的保護作用，對抗氧化酶激活作用可持續 48～72 h。此外，蘿卜硫素能通過抑制炎癥介質以及炎癥因子，起到保護胃黏膜的作用[47]。

在一項臨床試驗中，對86 位感染了幽門螺桿菌的2 型糖尿病病人分別給予標準三聯療法（奧美拉唑20 mg，克拉霉素500 mg，阿莫西林1000 mg，2 次/d，持續14 d）、富含蘿卜硫素的西蘭花芽苗提取物（6 g/d，持續28 d），或二者聯用，三組的抑菌率分別為89.3%、56.0%以及91.7%，說明蘿卜硫素增強了標準三聯療法對幽門螺桿菌的清除作用[48]。綜上，蘿卜硫素對幽門螺桿菌具有較強清除作用。Fahey 等[49]將純化的幽門螺桿菌脲酶經過蘿卜硫素處理后，發現其在280～340 nm 處的紫外吸收會發生變化，且蘿卜硫素的IT 基團和脲酶的半胱氨酸硫醇之間形成二硫代氨基甲酸酯，使脲酶活性喪失，進而減輕胃幽門螺桿菌感染的程度。

在當前HP 感染率過半的社交環境下，許多人對四聯療法開始產生耐藥性，天然來源的營養素干預相比于藥物副作用就有了巨大優勢。蘿卜硫素作為新食品原料的活性成分，憑借其安全無毒性及抗菌作用，在對抗HP 中有巨大應用潛力。

3.3 蘿卜硫素清理肺部細菌

人體良好的肺功能主要通過清除壞死細胞和外來微生物來維持肺的清潔。然而，慢性阻塞性肺疾病（COPD），包括慢性支氣管炎和肺氣腫會導致肺功能的進行性下降，其主要原因是被稱作清道夫免疫細胞的巨噬細胞不能及時驅逐侵入的病菌，導致包括Nontypeable Haemophilus Influenzae（NTHI）菌株在內的細菌感染[50]。

近年來，研究者認為，蘿卜硫素能夠有效改善肺泡巨噬細胞的細菌吞噬和清除。研究證明蘿卜硫素通過肺泡巨噬細胞中Nrf2 依賴的MARCO 表達，完成Nrf2 的信號轉導途徑的激活，允許Nrf2 進入細胞核，啟動ARE 下游相關基因的表達，通過Nrf2/ARE通路對肺纖維化起到干預作用。此外，蘿卜硫素改善了暴露于慢性香煙煙霧的人體的肺部抗菌能力，特別是恢復了肺巨噬細胞清除肺中病菌的能力，減少了急性細菌感染[51]。

3.4 蘿卜硫素治療心理疾病

蘿卜硫素作為常見的抗氧化劑，具有神經營養作用以及表觀遺傳調節作用等。近年來，越來越多的研究表明，SFN 在心理障礙的治療與預防中發揮重要作用，為心理疾病的治療與預防提供了新的思路。目前，廣泛的臨床評估結果表明，蘿卜硫素可誘導II 相解毒酶的活性，如SOD、血紅素氧合酶1 和醌氧化還原酶-1（QuinoneOxidoreductase-1，NQO1）等，同時能夠抑制有毒化合物I 相解毒酶，保護細胞免受氧化應激、炎癥和DNA 損傷的基因的損傷，且能夠治療自閉癥譜系障礙[52]。

在一項安慰劑對照、雙盲、隨機臨床試驗中，每天用蘿卜硫素治療4～18 周，可顯著改善大多數診斷為中度至重度自閉癥的年輕男性的異常行為和社交障礙[8]，治療潛力基于其在轉錄上調基因中的有效活性。這些基因調控有氧細胞，保護自身免受氧化應激、炎癥、DNA 損傷親電試劑和輻射的影響。在少年和青春期飲食攝入蘿卜硫素可以預防慢性社交挫敗模型（chronic social defeated stress，CSDS）或脂多糖給藥后的抑郁樣行為。同時，在小鼠少年和青少年階段飲食攝入含0.1%蘿卜硫素的食物可以預防慢性社交失敗壓力后成年期的抑郁樣表型。此外，重性抑郁癥和雙相性精神障礙患者頂葉皮質中Keap1和Nrf2 的蛋白表達低于對照組。這些發現表明，Keap1-Nrf2 系統在應激彈性中起著關鍵作用，應激彈性涉及情緒障礙的病理生理學[53]。

3.5 蘿卜硫素治療神經退行性疾病

近年來，蘿卜硫素對中樞神經系統的治療作用引發了學者們的關注。越來越多的研究指出，SFN可以通過減輕氧化應激和神經炎癥來預防及治療神經退行性疾病，在精神障礙的形成發展中發揮著舉足輕重的作用[54]。

Jang 等[55]和Schepici 等[56]通過研究蘿卜硫素對神經退行性疾病治療的影響，分析其對神經退行性疾病治療的可能性，結果表明SFN 的抗炎活性會導致NF-κB 表達和IκB 磷酸化水平降低，環氧化酶、一氧化氮合酶、腫瘤壞死因子α（Tumor Necrosis Factor-α，TNF-α）、白細胞介素6（Interleukin-6，IL-6）等水平降低，進而通過抑制紋狀體絲裂原激活蛋白激酶和NF-κB 通路，減少細胞凋亡，降低小膠質細胞活化水平和促炎癥因子表達水平，從而改善動物模型小鼠神經功能障礙。日本千葉大學醫院的動物實驗和人群試驗發現，青少年時期飲食中攝入蘿卜硫苷對精神分裂癥的認知障礙有預防和治療作用，阻止高危人群成年后向精神分裂癥轉化[57]。加利福尼亞大學公開了一項臨床試驗結果，蘿卜硫素使自閉癥患者對話增多、無意義發聲減少、更多眼神接觸、更平靜、重復行為和自傷行為減少[58]。除此之外，有臨床研究表明蘿卜硫素對于包括阿爾茨海默病（AD）[59]、帕金森病（PD）[60]和多發性硬化癥（MS）[61]在內的精神退行性疾病有積極作用，可作為一種新的治療方式。

3.6 蘿卜硫素治療新冠

2020 年新冠肺炎疫情爆發，全球陷入公共衛生危機中，國內外研究者開始尋找預防和治療COVID-19 的有效化合物和藥物，在此背景下，蘿卜硫素成為關注重點之一。有研究表明[62]，在體外試驗中，蘿卜硫素能抑制6 種新冠病毒變種的復制，包括Delta（德爾塔）和Omicron（奧密克戎）變種，以及普通感冒的冠狀病毒；蘿卜硫素能使感染了新冠病毒的小鼠的病毒復制數量降低50%；蘿卜硫素能夠抑制IL-6 和IL-8 的表達，可顯著降低上呼吸道和肺部的病毒載量，并減少肺部病理損傷。因此，有效的抗病毒藥物仍然是預防和治療新冠肺炎的必要手段，蘿卜硫素（SFN）可能是一種很有前途的治療方法，成本更低、安全且易于商業化。

4 蘿卜硫素的相關產品開發

4.1 含蘿卜硫素的西蘭花芽飲料

有研究證明蘿卜硫素具有環境解毒劑的功效，且西蘭花芽苗菜的干預增強了一些空氣污染物的解毒作用[63]。此外，蘿卜硫素可以通過激活Keap1-Nrf 2細胞保護信號通路，防止內源性風險因素，起到抗氧化、抗炎等作用[64]。蘿卜硫素能夠增強核轉錄因子Nrf2 的信號，激活效率比水飛薊素高18 倍，比白藜蘆醇高105 倍[65]，是目前可食用植物中效果最強的天然化學物質，兼具安全性與有效性。中國啟東肝癌研究所與美國霍普金斯大學聯合進行了安慰劑對照、隨機干預的臨床試驗。291 名受試者連續84 天（12 周）飲用安慰劑飲料或西蘭花芽苗飲料，結果表明，富含蘿卜硫素的西蘭花飲料能快速、持續提升人體對致癌物苯和丙烯醛代謝產物的解毒能力[66]。

4.2 含蘿卜硫素的西蘭花芽粉

有研究將蘿卜硫素從濃縮的西蘭花芽液中提取出來制成西蘭花芽粉，結果表明，此蘿卜硫素的西蘭花芽粉降低了二型糖尿病失調患者的空腹血糖和糖化血紅蛋白（HbA1c），含有高濃度硫普羅寧的西蘭花芽粉能夠導致血清胰島素濃度和HOMA-IR 顯著降低，并能改善對2 型糖尿病患者胰島素抵抗[67]。此外，研究者將西蘭花芽粉作為一種替代和補充標準三聯療法的產品，評價了其對幽門螺桿菌作用后的心血管危險因素[48]，結果表明，STT+BSP 聯合組療法對幽門螺桿菌的清除率高達91.7%，比單純使用STT 療法高出1.6%，且接受BSP 本身治療的患者血清高敏C 反應蛋白水平顯著降低。

4.3 含蘿卜硫素的卷心菜發酵泡菜

卷心菜含有蘿卜硫素的前體，蘿卜硫素是Nrf2最活躍的天然活化劑。發酵蔬菜含有許多乳酸桿菌，它們也是有效的Nrf2 激活劑[68]。來自卷心菜的泡菜含有幾種芥子油苷[69]，它們可以在植物本身或通過人體微生物群轉化為蘿卜硫素。在中歐國家，人們通常食用生的和發酵卷心菜，使得蘿卜硫素成為國家全民性的健康食品。此外，利用富含蘿卜硫素（一種天然存在的Nrf2 激活劑）的發酵泡菜，可以預防炎癥或慢性社交失敗應激后小鼠的抑郁樣表型[63]。

5 結論與展望

卷心菜和西蘭花等十字花科植物中富含的蘿卜硫素具有多種營養特性，其產品在食品、保健品、生物醫藥領域展現出了良好的應用前景。全球范圍內，蘿卜硫素市場主要集中在美國、歐洲、中國等地區。其中北美是全球蘿卜硫素最大的消費市場，我國是全球蘿卜硫素主要供應地之一。因此，蘿卜硫素的市場價值越來越受到國內外學者的廣泛關注。根據360 Research Reports 發布的《2023-2028 年全球蘿卜硫素市場研究報告》[70]顯示，由于COVID-19 的影響，2021 年全球蘿卜硫素市場規模為1000 萬美元，預計到2028 年的規模為1800 萬美元，2022～2028 年預測期間的復合年增長率為8.0%。北美是最大的市場，占有超過50%的份額，其次是歐洲，占有超過25%的份額。

近些年來，國內外側重于蘿卜硫素的提取純化以及臨床治療的研究，而本文重點敘述了蘿卜硫素的抑菌、抗氧化、抗炎癥、抗癌等功能性及其機制，為蘿卜硫素的應用與科學研究提供借鑒和參考。作為植物提取物，蘿卜硫素生產成本低、安全性高、易于商業化，未來隨著研究不斷深入，蘿卜硫素有望成為預防和治療COVID－19 的有效手段之一，其應用前景十分廣闊。

蘿卜硫素的穩定性較低，包埋技術可以提高蘿卜硫素的穩定性，可以利用豌豆分離蛋白、黃原膠等大分子多糖和蛋白質成分建立包埋蘿卜硫素的穩態化體系，并進行體外消化實驗和CaCo-2 小腸吸收轉化實驗，掌握蘿卜硫素在體外模型中的消化和吸收情況，也可以對蘿卜硫素進行分子修飾以提高其穩定性。蘿卜硫素的前體物質蘿卜硫苷有著很好的熱穩定性，但無抗癌活性，已有報道指出人體腸道中含有的某些微生物具有酶解蘿卜硫苷的能力，因此可以通過小鼠模型對蘿卜硫苷進行體內實驗研究。

總之，蘿卜硫素膳食補充劑有望預防或減緩癌癥、炎癥、神經障礙癥等的發生，可用于開發抗癌、抗抑郁藥物、COVID－19 預防藥物等。未來，隨著研究不斷深入，蘿卜硫素有望成為醫藥、食品領域下一個藍海市場。