紅芪多糖的藥理作用研究進展

雷文暉，李 潔

0 引言

紅芪為我國著名中藥，其為豆科植物多序巖黃芪的干燥根。文獻報道紅芪的主要作用為補氣升陽、固表止汗、利水消腫[1]。紅芪多糖(Radix hedysari polysaccharide，HPS)屬于雜多糖，其來源于紅芪的干燥根提取的多糖活性成分。現代研究表明，HPS具有多種藥理作用，如抑制腫瘤細胞生長、抗氧化活性、免疫調節、治療糖尿病并發癥等多種作用[2-6]。因其藥理作用越來越受到重視，筆者對其研究進展進行綜述，以期深入研究、更好地開發利用紅芪多糖。

1 抗腫瘤作用

目前，腫瘤已經成為嚴重威脅人類健康的疾病。文獻報道，紅芪多糖的抗腫瘤分子生物學機制主要在于抑制腫瘤細胞生長、誘導凋亡、免疫調節等機制[7]。李世剛等[8]分離純化HPS得到HPS的3個組分(HPS-1、HPS-2、HPS-3),認為HPS-1和HPS-3是HPS發揮抑制腫瘤細胞生長作用的關鍵成分，并且HPS的抗腫瘤活性與各組分的分子質量大小和單糖構成有關。我國學者為進一步研究其抗腫瘤機制，應用不同濃度的紅芪多糖作用于肺腺癌細胞A549細胞，觀察其抑制腫瘤細胞生長的效應。結果表明，紅芪多糖可誘導肺癌細胞凋亡,并降低原癌基因產物Bcl-2蛋白的表達[9]。同時，為進一步觀察HPS對人肝癌細胞HEP-G2細胞的細胞周期抑制情況與誘導凋亡機制。通過不同濃度的HPS(200 μg/ml、400 μg/ml)作用于腫瘤細胞72 h后觀察結果。結果表明，HPS可以通過抑制人肝癌HEP-G2細胞的生長、誘導腫瘤細胞凋亡、阻滯細胞周期G2/M期進展、降低原癌基因產物Bcl-2蛋白等機制抑制腫瘤細胞生長[10]。

研究表明，給予S180荷瘤小鼠不同的HPS組分(HPS-1、HPS-2、HPS-3)，均可抑制腫瘤細胞在小鼠體內的生長，提高宿主荷瘤小鼠的生存質量[10]。田河等[11]研究表明，HPS對膀胱癌在大鼠體內的生長有一定抑制作用，其機制可能為提高血清中IL-2含量,增強機體免疫功能，降低VEGF的表達水平，抑制腫瘤血管生成等。魏育才等[12]采用肝癌小鼠模型研究HPS對腫瘤細胞轉移的影響，結果表明，HPS可抑制肝癌細胞經血流轉移[12]。上述研究表明，HPS作為紅芪的主要活性成分，對肺癌、肝癌、膀胱癌等具有一定的抗腫瘤活性。

2 抗氧化活性

氧自由基在機體的損傷及修復中發揮重要作用。為進一步研究HPS的抗氧化活性能力，國內學者進行了大量的研究，結果表明HPS具有抗氧化活性[13-14]。寇寧等[15]分別采用超聲輔助、微波輔助及常規熱水浸提的方法提取分離紅芪多糖組分，HPS-M、HPS-C和HPS-H，研究結果發現，HPS-M的體外抗氧化活性較HPS-C、HPS-H顯著，HPS-M具有較強的清除氧自由基的能力。楊杰等[4]應用不同濃度的HPS干預人腦微血管內皮細胞氧化損傷模型，結果表明，HPS對氧化低密度脂蛋白氧化損傷模型具有明顯的細胞保護作用，其機制可能為HPS清除自由基、抑制細胞凋亡及抗氧化應激等。為觀察HPS對大鼠體內超氧陰離子、羥自由基清除率的影響，有學者對Wistar大鼠腹腔分別注射50、100、200、400 mg/kg HPS，結果表明，HPS可明顯清除超氧陰離子、羥自由基，提高超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過氧化物酶活性[16]。上述研究表明，HPS具有顯著的抗氧化活性。

3 免疫調節作用

早期研究顯示，HPS能促進小鼠體內淋巴細胞轉化,對于免疫力低下的小鼠具有免疫調節作用[17]。孫啟祥等[18]研究發現，HPS對小鼠細胞具有免疫調節及延緩衰老的作用。近年來，我國學者為進一步開發利用紅芪多糖，進行了深入研究。為觀察HPS對S180荷瘤小鼠免疫系統的調節作用，研究者分別給予S180荷瘤小鼠不同HPS組分(HPS-1、HPS-2、HPS-3)14 d，給藥結束后采取血、脾臟、胸腺、瘤體，結果表明，HPS可提高脾臟指數和胸腺指數，提高淋巴細胞轉化功能，增加NK細胞、LAK細胞活性[19]。為了進一步研究HPS對T淋巴細胞的作用，李磊強等[20]觀察HSP-3作用于小鼠脾淋巴細胞后的差異蛋白質點表達，結果表明，HPS-3能提高T淋巴細胞增殖能力和IL-2的分泌,機制可能為影響小鼠脾淋巴細胞蛋白質表達。萬生芳[21]研究發現，紅芪多糖作用脾虛大鼠后，能夠提高血中CD3+T細胞、CD4+T細胞含量。隨后的研究也表明，HPS具有免疫調節、增強免疫力、提高T淋巴細胞亞群水平的作用[22]。同時，有研究發現，HPS各組分均有不同程度的抗補體活性,并有一定的量-效關系[23]。上述研究進一步證明HPS是紅芪補氣升陽、益氣功效的主要成分，同時說明HPS具有較好的免疫調節作用，有一定的應用于免疫力低下疾病治療的潛力，值得進一步開發利用。

4 對糖尿病并發癥的治療作用

糖尿病主要的大血管并發癥為心腦血管意外，而降脂、降糖治療為防止糖尿病并發癥的主要治療手段。研究發現，不同劑量HPS均能明顯改善糖尿病大鼠血糖水平,降低TC、TG、LDL水平，改善脂蛋白代謝[24]。隨后的研究表明，HPS可改善糖尿病大鼠模型的血清瘦素、脂肪瘦素及空腹血糖、胰島素敏感性指數等一系列指標[25-26]。研究表明，其也能改善糖尿病模型血清NO、NOS及過氧化脂質等指標[27]。丁義蘭等[28]研究表明，HPS-3可降低2型糖尿病大鼠空腹血糖，提高脾臟指數和胸腺指數，減輕高糖對大鼠機體免疫器官的損傷,增強機體抗氧化防御能力。

糖尿病腎病為糖尿病微血管病變的主要并發癥之一，嚴重影響糖尿病患者的生活質量及預期壽命。國內學者也對HPS糖尿病腎病的保護治療作用進行了一系列研究。Hu等[5]通過糖尿病模型研究表明，HPS可以通過改善胰島素抵抗、提高糖尿病模型的胰島素分泌等機制達到治療糖尿病的作用。研究表明，HPS可通過抑制轉化生長因子-β1及結締組織生長因子mRNA在腎臟的表達等機制延緩糖尿病腎病模型腎間質纖維化的進展[29-30]。祁雪艷等[29,31]研究表明，HPS可能通過抑制腎小球系膜細胞上PKC蛋白的表達及增強TIMP-1 mRNA的表達,或者通過抑制PCKα及其下游因子VEGF的過度表達,進而減緩糖尿病腎病的病程進展。由上述研究可見，HPS對早期糖尿病腎病具有一定的腎臟保護作用，值得進一步研究。

糖尿病心肌病為糖尿病的并發癥之一，目前尚無特效的治療方法。國內學者認為HPS具有一定的延緩糖尿病心肌病變等心臟保護的作用[32-34]。有研究表明，HPS可改善動物模型糖尿病心肌病心肌纖維化的程度，其機制可能與TGF-β1/Smads信號通路有關[35]。和彩玲等[36]研究表明，HPS通過降低血糖、血脂,上調PPAR-γ及GluT-4的表達等機制,減緩糖尿病心肌病的病程進展。Liu等[37]研究表明，HPS對高糖導致的臍靜脈內皮細胞產生的凋亡具有保護作用。

糖尿病視網膜病變也是糖尿病的重要并發癥之一，嚴重者可導致糖尿病患者失明。國內有學者研究表明，HPS可能通過升高糖尿病大鼠視網膜組織TSP-1的表達和降低PDGF-B的表達來阻遏糖尿病視網膜病變進程中新生血管生成及增殖,從而起到保護視網膜的作用[38]。隨后的多項研究也表明，HPS可通過視網膜中血管內皮生長因子的含量抑制新生血管生成與增殖，達到保護糖尿病視網膜病變的作用[39-41]。

5 其他作用

最近研究報道紅芪多糖可能通過清除自由基、抗氧化應激、抑制細胞凋亡等作用機制對人腦微血管內皮細胞氧化損傷模型產生保護作用[42]。邵晶等[43]研究發現，HPS對局灶性腦缺血大鼠的腦組織損傷及神經功能損傷有保護作用。楊濤等[44]研究表明，HPS有一定的抗補體活性，有望應用于自身免疫性疾病。文獻報道，在動物模型中的研究顯示，HPS對于坐骨神經的損傷再生具有促進作用，提示HPS可用于神經損傷的治療[45]。研究表明，紅芪多糖具有激活線粒體凋亡通路的作用，從而發揮心肌細胞的保護作用[34]。

6 小結

紅芪多糖主要的藥理作用包括抗腫瘤、抗氧化活性、提高免疫力、延緩糖尿病進展及治療糖尿病并發癥等心、腦、腎保護作用。但是由于目前研究主要停留在動物及細胞層面，對于紅芪多糖的臨床研究仍然較少。為進一步開發利用我國傳統中藥的優勢，造福人民，需要開展臨床證據更高的臨床研究，發揮中醫、中藥傳統治療優勢，促進傳統中藥的發展。