木犀草素對缺血再灌注損傷作用機(jī)制的研究進(jìn)展

肖童+李朝陽+田煒

【摘要】 木犀草素最初是從中藥藥材木犀草中得到的，是一種天然黃酮類化合物，存在于多種水果蔬菜中。近幾年研究發(fā)現(xiàn)，木犀草素具有抗腫瘤、抗凋亡、抗炎、抗病毒等藥理作用。本文主要就木犀草素對缺血再灌注損傷作用機(jī)制的最新研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

【關(guān)鍵詞】 木犀草素； 缺血再灌注損傷； 氧化應(yīng)激

【Abstract】 Luteolin is originally obtained from the traditional Chinese medicinal herbs，is a natural flavonoid compounds which exist in a variety of fruits and vegetables.In recent years，the study found that luteolin has anti-tumor，anti-apoptosis，anti-inflammatory，anti-virus and other pharmacological effects.In this paper，the latest research progress of the mechanism of luteolin on ischemia-reperfusion injury was reviewed.

【Key words】 Luteolin； Ischemia-reperfusion injury； Oxidative stress

First-authors address：Medical Experimental Research Center of North China University of Science and Technology，Tangshan 063000，China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2017.34.043

黃酮類化合物是一類羥基衍生物，多為黃色。由于黃酮類化合物具有大π鍵和超離域度，因此其氧原子配位程度較強(qiáng)并容易形成配位絡(luò)合物。木犀草素是一種天然黃酮類化合物，常以糖苷類形式大量存在于水果植物中。可在胡蘿卜、白毛夏枯草、茶等植物中找到[1]。木犀草素具有多種藥理活性，近幾年研究發(fā)現(xiàn)木犀草素具有抗炎、抗凋亡、抗病毒、抗腫瘤、抗菌等作用[2-7]。

缺血引起的組織損傷是很多疾病致死的主要原因，相關(guān)疾病主要有心肌梗死、腦梗死等。人們普遍認(rèn)缺血組織恢復(fù)血供后會減弱梗阻所帶來的損傷，但研究發(fā)現(xiàn)，在缺血性疾病的治療過程中，很多嚴(yán)重的組織損傷卻是由恢復(fù)血供引起的。而在組織或器官缺血后，重新恢復(fù)血供后缺血組織或器官沒有恢復(fù)其原有功能，反而使得損傷加重，導(dǎo)致組織或器官發(fā)生更為嚴(yán)重的損傷甚至惡化，這種現(xiàn)象稱為缺血再灌注損傷[8]。缺血再灌注損傷與許多機(jī)制相關(guān)，目前認(rèn)為主要與氧化應(yīng)激、凋亡、炎癥反應(yīng)、鈣超載等相關(guān)。

1 抗炎

炎癥是活體組織對損傷因子發(fā)生的防御反應(yīng)，炎癥反應(yīng)是炎癥對機(jī)體局部組織損傷所呈現(xiàn)的反應(yīng)，同時也是缺血再灌注損傷的主要誘因之一。木犀草素的抗炎作用表現(xiàn)在其能減少促炎細(xì)胞因子和炎癥介質(zhì)的產(chǎn)生[9-11]，其中主要包括TNF-α、IL-6、IL-1β。TNF-α由巨噬細(xì)胞分泌，可以促進(jìn)炎癥因子的釋放。IL-6是一種多效細(xì)胞因子，與感染、損傷、創(chuàng)傷和其他壓力有關(guān)。IL-1β可以促進(jìn)B和T細(xì)胞活化，調(diào)節(jié)TNF-α生成，誘導(dǎo)其他炎癥因子產(chǎn)生[12]。

核轉(zhuǎn)錄因子（NF-κB ）是一種轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子，可以促進(jìn)TNF-α、白介素等多種細(xì)胞因子表達(dá)并與AP-1聯(lián)合作用調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)。在NF-κB中其主要作用的是p50-p65二聚體，因此p65亞基對NF-κB的活性非常重要。進(jìn)一步研究證明[13]，木犀草素可以通過降低 NF-κB ，阻斷P65磷酸化實(shí)現(xiàn)上述作用[14-15]。同時，木犀草素可以通過抑制MAPK（包括ERK1/2、p38、JNK）來減輕炎癥反應(yīng)降低缺血再灌注損傷[10，16-17]。

2 抗氧化

活性氧在人體內(nèi)廣泛存在，在沒有外界刺激時ROS維持在一個相對穩(wěn)定的范圍內(nèi)，受到刺激后ROS上升。而過多的ROS可以通過抑制蛋白的功能、使染色體和核酸的結(jié)構(gòu)被破壞引起氧化應(yīng)激反應(yīng)，使得細(xì)胞受損甚至死亡[18-20]，也是缺血再灌注損傷機(jī)制之一。

通常，細(xì)胞氧化應(yīng)激損傷程度用MDA、SOD、ROS、GSH等的含量來反映。MDA是脂質(zhì)過氧化反應(yīng)的產(chǎn)物，MDA含量的高低可以衡量脂質(zhì)過氧化程度[19]。SOD是超氧化物歧化酶，一種重要的酶，能夠保護(hù)細(xì)胞免受氧自由基損害[19]。GSH是機(jī)體內(nèi)的非酶性抗氧化物，可清除體內(nèi)的超氧離子及其他自由基，通常被用來衡量機(jī)體抗氧化能力[19]。木犀草素可以通過降低丙二醛（MDA）、ROS含量，增加超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽（GSH）含量來發(fā)揮抗氧化損傷作用[21-23]。

HO-1是一種誘導(dǎo)型酶，金屬、應(yīng)激、氧化劑等均可以誘導(dǎo)其表達(dá)。HO-1催化產(chǎn)生的膽綠素和膽紅素有較強(qiáng)的抗氧化作用，可減輕機(jī)體氧化損傷，增強(qiáng)抗氧化性。研究表明，木犀草素可以通過增加HO-1活性及表達(dá)，緩解缺血再灌注損傷增加機(jī)體抗氧化能力[15]。

H2O2是一種強(qiáng)氧化劑也是體內(nèi)氧化代謝的產(chǎn)物，可以自由通過細(xì)胞膜并氧化膜上的脂質(zhì)和蛋白。H2O2損傷可以模擬缺血再灌注損傷，木犀草素可以通過穩(wěn)定細(xì)胞膜、減少細(xì)胞膜損傷來發(fā)揮抗氧化損傷作用[21]。

NO是由iNOS（誘導(dǎo)型一氧化氮合酶）產(chǎn)生的，可以抑制中性粒細(xì)胞聚集并產(chǎn)生氧化損傷。研究發(fā)現(xiàn)，木犀草素可以通過抑制iNOS的mRNA的表達(dá)來發(fā)揮作用[24]。

微量元素與人們的生活息息相關(guān)，木犀草素-金屬離子形成的絡(luò)合物具有更好的穩(wěn)定性，同時也能降低毒副作用，產(chǎn)生更好的抗氧化作用。研究發(fā)現(xiàn)木犀草素可以與鎂、鐵、鋅等金屬離子形成配合物，具有較強(qiáng)的清除DDPH自由基的能力[18]。endprint

3 恢復(fù)鈉泵活性

鈉泵是一種蛋白質(zhì)，又稱為Na+-K+依賴式ATP酶。可以保持細(xì)胞膜內(nèi)外Na+和K+穩(wěn)定性同時也可以儲備能量。腦、腎、心肌等組織在發(fā)生缺血再灌注損傷時，線粒體受損，進(jìn)而導(dǎo)致ATP生成減少，鈉泵活性被抑制。細(xì)胞內(nèi)鈉離子增多，胞外鉀離子增多使得Na+-Ca2+交換增強(qiáng)進(jìn)而導(dǎo)致胞內(nèi)鈣離子增多[24]。鈣離子在線粒體內(nèi)的大量沉積會加重其能量障礙，同時，鈣離子作為第二信使會引發(fā)細(xì)胞凋亡加重細(xì)胞炎癥[24-25]。研究顯示，木犀草素可以通過恢復(fù)鈉泵活性，對缺血再灌注損傷起保護(hù)作用[24-25]。

4 抗凋亡

凋亡是細(xì)胞程序性死亡，是指細(xì)胞在一定條件下遵循自身程序主動死亡的過程。凋亡伴隨細(xì)胞核固縮、縮小碎裂、凋亡小體形成等變化[24]。當(dāng)組織缺血再灌注損傷時，F(xiàn)asl可以和Fas結(jié)合引起Fas構(gòu)象改變，將凋亡信號傳遞給下游引起caspase-3被激活導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。在凋亡早期，線粒體膜電位會下降。線粒體通道轉(zhuǎn)移孔（mPTP）開放，進(jìn)而使細(xì)胞色素C等線粒體蛋白從基質(zhì)釋放到細(xì)胞胞漿中[17]。mPTP開放后，小分子可以穿過線粒體膜，使得促凋亡蛋白釋放到胞質(zhì)中最終引起細(xì)胞凋亡[17]。Bcl-2/Bax 是一對抗/促凋亡基因，Bax可以促進(jìn)線粒體PTP孔的開放使促凋亡因子釋放，這些促凋亡因子可以激活caspase繼而促進(jìn)凋亡的發(fā)生。而Bcl-2可以通過阻止抑制線粒體PTP孔開放抑制凋亡的發(fā)生[26]。研究發(fā)現(xiàn)，木犀草素可以通過減少Bcl-2、增加Bax表達(dá)、抑制caspase活化來減少細(xì)胞凋亡，而這主要與PI3K/Akt以及MAPK信號通路相關(guān)[26-28]。同時，木犀草素可以通過使線粒體膜電位升高，減少核固縮和核碎裂來發(fā)揮抗凋亡作用[29]。

5 神經(jīng)保護(hù)作用

神經(jīng)在各組織器官中均有存在，但神經(jīng)細(xì)胞的作用在腦中尤為明顯。在腦缺血再灌注損傷研究中，可以用Nestin（ 神經(jīng)外胚層干細(xì)胞標(biāo)記物）的表達(dá)說明神經(jīng)干細(xì)胞的生長情況。BrdU參與DNA合成，可以代表增殖期的細(xì)胞。木犀草素可以通過增加Nestin和BrdU的表達(dá)來發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用[12]。同時，木犀草素還可以通過增加體外和體內(nèi)神經(jīng)營養(yǎng)因子的表達(dá)，激活細(xì)胞外信號調(diào)控激酶（ERK）、磷酸肌醇三激酶（PI3K）/Akt通路和Nrf2通路發(fā)揮神經(jīng)營養(yǎng)作用[30]。

6 影響能量代謝

ATP是機(jī)體的主要能量供應(yīng)方式，Na+-K+-ATP酶可水解ATP并釋放磷酸鹽。組織缺血尤其是腦組織缺血時ATP含量下降，產(chǎn)生大量自由基，對線粒體產(chǎn)生損傷，使線粒體產(chǎn)生的ATP減少。腦缺血再灌注損傷時，會導(dǎo)致線粒體通透性轉(zhuǎn)換孔（mPTP）開放導(dǎo)致線粒體腫脹、ATP水解最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡。木犀草素可以抑制mPTP的開放保護(hù)線粒體。

木犀草素作為可食用黃酮，對多種疾病具有預(yù)防和治療作用。木犀草素對機(jī)體的保護(hù)作用主要是通過減少炎癥因子、抗凋亡、恢復(fù)鈉泵活性、減少活性氧的生成來實(shí)現(xiàn)。同時，MAPK信號通路、PI3K/Akt信號通路、NF-κB等均與木犀草素關(guān)系密切。

隨著對木犀草素的研究深入，發(fā)現(xiàn)木犀草素對缺血再灌注損傷的研究主要集中在腦、腎、心等重要器官中。但人體內(nèi)各組織器官均可發(fā)生缺血再灌注損傷，因此對缺血再灌注損傷機(jī)制的研究顯得尤為重要。目前，木犀草素對心肌缺血再灌注損傷研究較少，并且大部分實(shí)驗(yàn)都停留在體外實(shí)驗(yàn)階段，缺乏體內(nèi)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步探索木犀草素體內(nèi)藥理活性和作用具有重要意義。

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（收稿日期：2017-09-25） （本文編輯：程旭然）endprint