向麗娟,夏新中,毛坤,張虎
(長江大學 醫學院,湖北 荊州 434023)
長江大學大學生創新實驗項目(2012512)
△*
夏新中,教授,主任藥師,碩士生導師,研究方向:天然藥物化學成分和藥理活性;E-mail:xiaxinzhong@yangtzeu.edu.cn
黃芪抗衰老研究現狀△
向麗娟1,夏新中2*,毛坤1,張虎1
(長江大學 醫學院,湖北 荊州 434023)
以動物實驗和體外實驗兩個層面就黃芪在抗衰老方面的研究現狀進行綜述,為黃芪在抗衰老方面的進一步研究及應用開發提供參考。
黃芪;抗衰老;動物實驗;體外實驗;現狀
中藥材黃芪為豆科草本植物蒙古黃芪Astragalusmembranaceus(Fisch.) Bge.var.mongholicus(Bge.) Hsiao或膜莢黃芪A.membranaceus(Fisch.) Bge.的根,始載于《神農本草經》。具有補氣升陽,固表止汗,利水消腫,生津養血,行滯通痹,托毒排膿,斂瘡生肌的功能。主要產于內蒙古、山西、甘肅、黑龍江等地,為國家三級保護植物。黃芪的主要化學成分為多糖類、黃酮類、皂苷類、氨基酸類及少量微量元素[1],是臨床各科應用較為廣泛的中藥之一。隨著研究的深入,其在駐顏抗衰老方面的潛能慢慢被人們發現。為了解黃芪的研究現狀,促進其開發和應用,筆者以動物實驗和體外實驗兩個層面就黃芪的抗衰老機制進行綜述。
1.1 D-半乳糖衰老
1.1.1 抗氧化 研究發現自由基的不斷氧化是機體衰老的重要原因,因此抗氧化劑可以阻止自由基所致的細胞衰老現象。自由基學說認為將自由基維持在適當水平,可以維持氧化和抗氧化防御之間的平衡,從而抗衰老。
周鵬等[2]采用常規煎藥方法水煎并濃縮至1 g·mL-1的黃芪為原料,將大鼠分為5組,分別為空白對照組、黃芪低劑量組、黃芪高劑量組、模型組、六味地黃丸組。除空白對照組外,其余各組采用皮下連續注射D-半乳糖50 d建立大鼠衰老模型,各用藥組在造模同時給予相應記錄劑量的藥物;結果顯示黃芪組與模型組比較,腦組織中超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-PX)活力增強(P<0.05),丙二醇(MDA)、一氧化氮(NO)、乙酰膽堿酯酶(TCHE)明顯降低(P<0.05),證明黃芪具有抗氧化作用。同樣以黃芪水煎劑為原料,許靜等[3]將30只Wister大鼠分為正常對照組、D-半乳糖模型組和黃芪給藥組,測定血清MDA、心肌組織脂褐素(LPF)的含量,結果顯示與正常對照組比較,D-半乳糖模型組大鼠體內血清MDA、心肌LPF含量升高(P<0.01);而給予黃芪后,D-半乳糖模型大鼠體內血清MDA、心肌LPF含量降低(P<0.01),其中LPF是衰老大鼠內存在的一種可以反應細胞被自由基損傷即過氧化程度的物質[4],證明黃芪可以降低脂質過氧化水平。
曹艷玲等[5]在探討環黃芪醇延緩衰老作用及其機制時,發現模型組與正常組比較,肝、心和皮膚的總超氧化物歧化酶(T-SOD)、總抗氧化能力(T-AOC)活性均顯著降低;環黃芪醇與模型組相比較,能顯著提高小鼠肝、心和皮膚的T-AOC、T-SOD活性,對肝、心、皮膚的MDA含量呈顯著性降低作用,但它對上述指標的影響并未呈明顯的劑量依賴關系;說明環黃芪醇可以延緩皮膚衰老。葛斌等[6]用D-半乳糖致衰老模型小鼠,同時經灌胃50 mg·kg-1·d-1或150 mg·kg-1·d-1黃芪多糖,觀察其對衰老模型小鼠器官及系統功能的影響,結果黃芪多糖能使衰老模型小鼠血清和肝組織中MDA明顯下降、SOD活力明顯升高,腦組織中脂褐質(LF)明顯下降,腎組織中GSH-PX活力及一氧化氮合酶(NOS)活力明顯升高,顯示黃芪多糖抗衰老與清除自由基及抗脂質過氧化有關。
1.1.2 調節免疫 免疫功能具有增齡性變化,隨著年齡的增長其功能下降或紊亂,結果導致機體衰老。其中T細胞起關鍵作用,故胸腺萎縮,T細胞損耗則壽命縮短。吳驍等[7]采用皮下注射D-氨基半乳糖建立衰老小鼠模型,同時采用每日對不同組小鼠分別腹腔給予相應藥物,8周后處死小鼠的方法,探討黃芪注射液對D-半乳糖所致衰老小鼠的免疫、衰老和血脂指標的影響。結果正常組、黃芪組小鼠脾臟系數和胸腺系數均明顯高于模型組,差異有統計學意義;說明黃芪注射液能增加免疫器官質量,有較好的抗衰老作用。
葛斌等[6]研究黃芪多糖的抗衰老作用及其機制,結果顯示黃芪多糖能使衰老模型小鼠胸腺指數和脾臟指數明顯升高,顯示黃芪多糖抗衰老與提高免疫功能有關。李淑華等[8]在探討黃芪黃酮(AF)延緩衰老作用的實驗研究中,給予AF后,衰老小鼠胸腺重量與對照組比較明顯增加,顯示黃芪黃酮可以延緩衰老過程中小鼠胸腺的萎縮,提高機體的免疫功能,從而具有抗衰老作用。
1.2 改善衰老相關基因表達
夏廣清等[9]通過用β-半乳糖苷酶(SA-β-gal)及吖啶橙(AO)的熒光染色分析黃芪多糖對斑馬魚胚胎細胞衰老及凋亡的影響,RT-PCR 檢測與衰老相關基因的表達,得出黃芪多糖具有改善細胞復制性衰老的作用,其分子機制可能與上調斑馬魚端粒酶基因(TERT)和下調p21、p53和bax基因的表達有關。
1.3 抗皮膚衰老
皮膚松弛、皺紋的出現使人們意識到衰老,膠原纖維是真皮細胞外基質中的主要纖維成分,它的結構和功能的改變導致了多種衰老癥狀的出現,例如皮膚彈性下降、皺紋加深等。羥脯氨酸(HYP)是真皮內含量豐富且較穩定的氨基酸,其含量可以間接反映真皮內膠原纖維含量的變化。
以水作為溶劑在90 ℃、30 min條件下對黃芪粉末進行浸提,經加工后得到澄清黃芪提取物,叢敬等[10]以此為原料從形態學角度研究黃芪延緩小鼠皮膚衰老的作用時,發現高劑量黃芪可使真皮厚度和膠原纖維面積明顯增加,具有延緩小鼠皮膚衰老的作用。李順花等[11]以黃芪水煎提取液為原料,通過選用健康昆明種小鼠,分青年對照組,老齡空白對照組,黃芪低、中、高劑量組和維生素EC組,采用電鏡觀察小鼠皮膚組織超微結構的改變,以生化分析方法測定皮膚中線粒體總ATP酶活性,得出黃芪延緩皮膚衰老的機制可能是通過清除自由基,提高皮膚中線粒體ATP酶活性,提高線粒體呼吸功能,促進成纖維細胞合成膠原。
曹艷玲等[5]在采用D-半乳糖致小鼠衰老模型探討環黃芪醇延緩衰老作用及其機制時,得出與模型組相比較環黃芪醇能顯著提高小鼠肝、心和皮膚等組織中HYP含量的結論。說明環黃芪醇可以使HYP含量增加,延緩皮膚衰老。
1.4 抗骨衰老
骨衰老是衰老最明顯的特征之一。骨質疏松是衰老的一種表現,它是以骨量減少、骨組織顯微結構退化、骨的脆性增高及骨折危險性增加為特征的一種全身性骨病。它是老年人的常見病、多發病。黃芪是常見的補益藥,在骨質疏松的治療藥物中常見。歐陽鋼等[12]用穴位注射黃芪注射液的方法治療原發性骨質疏松患者,結果顯示患者腰椎骨密度顯著增高。陽波等[13]以黃芪煎劑為原料,研究了黃芪對絕經后骨質疏松患者的影響,臨床結果均顯示黃芪能顯著改善絕經后骨質疏松患者癥狀,促進骨形成,抑制骨吸收。
2.1 改善衰老相關基因表達
隨著分子生物學研究的不斷深入,大量實驗證實確實存在著衰老相關基因,例如p16,klotho,p53等。趙雷等[14]以黃芪水煎劑灌胃家兔獲得含藥血清,以含黃芪血清的DMEM培養基培養人胚肺二倍成纖維細胞(HDF),同時以不含黃芪的家兔血清作空白對照,用RT-PCR 檢測p16 mRNA表達,結果顯示含黃芪血清培養基培養的HDF細胞與空白血清培養的HDF細胞比較,衰老相關基因p16表達減少。
郭蕾等[15]通過體外培養人胚肺成纖維細胞(HELF),探討黃芪甲苷對衰老HDF細胞端粒酶活性及抗衰老基因klothomRNA表達的影響,得出黃芪甲苷可以通過改變klothomRNA表達而發揮其抗HDF細胞衰老的作用。
2.2 抑制端粒縮短
端粒和端粒酶是現代生物學研究的熱點,端粒封閉了染色體的末端并維持了染色體的穩定性,端粒缺失會引起染色體融合并導致細胞的衰老及死亡。研究發現,培養的人成纖維細胞隨著培養傳代次數增加,端粒長度是逐漸縮短的,生殖細胞端粒長于體細胞,成年人細胞端粒比胚胎細胞端粒短,即細胞水平老化是和端粒的長度有關[16]。張鵬霞等[17]通過用黃芪水煎劑灌胃家兔所得黃芪血清研究其對HDF細胞p16mRNA表達及端粒長度的影響,得出含黃芪血清的培養基通過增加HDF細胞SOD活性,減少p16mRNA表達,抑制端粒縮短而起到抗衰老作用。
郭蕾等[15]通過體外培養HELF,實驗組從50代開始加入黃芪甲苷,通過用TRAP-PCR銀染法檢測端粒酶活性,顯示黃芪甲苷可以提高端粒酶活性而發揮抗衰老作用。朱貴明等[18]在探討黃芪多糖改善人胚肺二倍體成纖維細胞衰老表型的機制時,使用HDF細胞連續傳代培養,形成衰老細胞模型,采用DNA雜交法檢測染色體末端限制性片段(TRF)長度,發現黃芪多糖可使染色體末端限制性片段(TRF)長度縮短速度降低,提高HDF細胞活力,發揮抗衰老作用。目前認為細胞內端粒酶活性的喪失將導致端粒的縮短,如果細胞要維持正常分裂,就必須阻止端粒的進一步丟失,激活端粒酶,細胞才能進行正常染色體復制,對于那些無法激活端粒酶的細胞只能進入細胞老化。
2.3 抑制衰老相關酶表達
有研究說明SA-β-gal染色的陽性率隨代齡的增加而增加,它也是目前應用較為廣泛的衰老生物學標志[19]。李鴻梅等[20]在用黃芪水煎劑灌胃家兔獲得的含藥血清制成的DMEM培養基培養HDF細胞,同時以不含黃芪的家兔血清作空白對照測定HDF的部分衰老指標,得出含藥組群體倍增時間減少,細胞活力增加;衰老相關SA-β-gal表達下降。
2.4 降低皮膚成纖維細胞凋亡
王曦等[21]用體外培養中年人眼角皺紋和眼角無皺紋皮膚深處成纖維細胞、老年人面頰皮膚成纖維細胞,加入不同濃度的黃芪甲苷,干預后經檢測得出黃芪甲苷在較低濃度(5~20 μg·mL-1)時可促進皺紋和無皺紋皮膚成纖維細胞增殖,可促進皺紋、無皺紋和老年皮膚成纖維細胞I型膠原蛋白合成,降低皺紋和無皺紋皮膚成纖維細胞凋亡率,達到改善皮膚衰老的效果。閆寧等[22]在用UVA及UVB分別照射人成纖維細胞,探討黃芪甲苷對紫外線誘導皮膚成纖維細胞表達TGFβRII、Smad7mRNA以及蛋白質表達的影響時,得出黃芪甲苷可能通過提高成纖維細胞的增殖活性,上調TGFβRIImRNA、蛋白水平,以及下調Smad7mRNA、蛋白水平的表達,來對抗紫外線抑制TGFβ/Smad7信號通路的傳導,而TGFβ/Smad7信號傳導途徑具有促進成纖維細胞增生以及細胞外基質合成的作用。說明黃芪可以對抗紫外線引起的皮膚衰老。
近年來,對黃芪延緩衰老作用的研究除以上方面外,在內分泌、防輻射方面也有相關報道,但數量甚少,還需進一步深入探討。此外對于黃芪中有效成分黃酮的抗衰老研究也停滯不前,并且黃芪皂苷、多糖、黃酮三者抗衰老功能的大小等諸多問題也有待進一步研究。
隨著老齡化社會的到來及人們生活水平的提高,駐顏抗衰已成為熱門話題,中草藥具有取材天然、作用平穩、毒副作用小等化學藥無法比擬的優點,這給黃芪的開發應用帶來市場。順應老齡化趨勢,運用現代科學技術,開發出更好的延緩衰老藥品和功能性食品已經成為生命科學的重要研究方向。
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TheStatusofAstragalusmembranaceusAnti-agingResearch
XIANGLijuan1,XIAXinzhong2*,MAOKun1,ZHANGHu1
(MedicalCollegeofYangtzeUniversity.JingZhou434023,China)
Research confirmed that the active components of Traditional Chinese Medicineastragalusmembranaceushas various effects,this article mainly reviewed the animal experiment and in vitro experiment two levels ofastragalusmembranaceusin anti-aging and then summarized research status,provided references for further research and application development.
Astragalusmembranaceus;Anti-aging;Animal experiment;Vitro experiment;Status
10.13313/j.issn.1673-4890.2014.02.022
2013-08-04)
《中國現代中藥》2014年投稿須知
《中國現代中藥》(原名《中藥研究與信息》)是國家中醫藥管理局主管,中國中藥協會、中國醫藥集團總公司和中國藥材公司主辦的國內外公開發行的中藥科技期刊,國際統一刊號ISSN 1673-4890,國內刊號CN 11-5442/R。《中國核心期刊(遴選)數據庫》、《中國期刊全文數據庫》、《中文科技期刊數據庫》全文收錄。
辦刊宗旨
以中藥資源為龍頭,面向現代中藥產業,宣傳推廣科技成果,交流技術方法,研究產業發展關鍵課題,促進產業健康發展。
主要欄目
專論——圍繞中藥現代化發展進程,重點宣傳報道中藥行業發展的熱點、難點和重點問題的研究、探討和建議;
研究開發——包括中藥創新體系建設,基礎研究與探討,新技術的應用與開發、科技成果的宣傳與推廣;
中藥農業——包括野生藥材的資源調查、保護、管理與開發,栽培(飼養)藥材的規范化與產業化;
中藥工業——包括中藥飲片、中成藥、提取物、保健品的生產技術與質量控制;
中藥商業——包括中藥商品倉儲流通規范、商品質量標準、國內外市場供求變化與趨勢分析;
健康產業——包括中藥康復、保健、養生、理療、健美的產業發展,中醫藥及民族醫藥傳統文化等。
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