槲皮素藥理學作用的研究進展

劉晟文 劉建英

槲皮素（Quercetin）是從蘆丁中提取的一種多羥基黃酮類化合物，化學名為3，3’，4’，5，7-五羥基黃酮，具有多種生物學活性，其藥理學作用也很廣泛，它具有抗氧化及清除自由基的作用，還具有抗炎、抗病毒、抗腫瘤、降糖及免疫調節等作用［1］。隨著近年來我國中醫藥事業的蓬勃發展，學者們越來越多的把關注點投向了槲皮素。本文將近年來槲皮素藥理學作用的研究進展做一綜述，旨在促進槲皮素的研究、開發及利用。

一、槲皮素的抗氧化作用

槲皮素的抗氧化作用主要通過直接清除活性氧自由基、鰲合金屬離子以及抑制LDL 氧化損傷等三個方面得以實現。

1.直接清除活性氧自由基：槲皮素不溶于水，溶于部分有機溶劑。Lespade 等［2］采用卡-帕里尼諾密度泛函理論發現羥自由基（-OH）的清除速率主要決定于其氫氧原子所處的羥基環境、一級結構以及二級結構中氫氧原子的數量，從而證實了槲皮素直接清除羥自由基（-OH）的能力與其溶解性密切相關。黃海艷等［3］采用過氧化氫（H2O2）誘導P1G1正常人黑素細胞形成氧化應激模型，同時給予槲皮素預處理模型細胞，最后使用DCFH-DA 檢測槲皮素組細胞內活性氧自由基（reactive oxygen free radical，ROS）的變化，結果發現槲皮素組細胞內ROS 水平較H2O2組明顯下降。由此說明槲皮素可降低細胞內活性氧自由基，對氧化損傷的細胞具有保護作用。Saw 等［4］制作了HepG2-C8 細胞的氧化應激模型，使用槲皮素預處理后，通過DPPH 分析發現槲皮素具有較強的氧自由基清除活性，同時DCFH-DA 測定和組合指數的結果也證實了槲皮素可降低氧化應激狀態細胞內活性氧的水平。在另一項研究中，研究者們使用槲皮素作用于絕經大鼠的卵巢細胞，結果發現槲皮素治療組大鼠卵巢細胞中抗氧化相關因子SOD-1 的mRNA 和蛋白表達水平均升高［5］，此外，學者們還發現槲皮素可通過逆轉H2O2誘導的氧化應激顯著地提高了細胞的活力，同時H2O2誘導的氧化應激相關蛋白的表達水平也出現下降。

槲皮素對活性氧自由基的直接清除作用可能與結構中富含酚羥基相關。酚羥基可通過提供活性氫滅活自由基，同時自身被氧化為具有較高穩定性的自由基的方式發揮抗氧化作用［6］。

2.與金屬離子的鰲合：金屬鐵、銅是可催化許多自由基的產生，Cu2＋、Fe2＋可介導脂質發生過氧化，同時Fe2＋還可催化羥自由基的產生［7-10］。相關研究證實，槲皮素可通過其結構中的鄰苯二酚鰲合Cu2＋、Fe2＋從而發揮抗氧化作用。Tang等［11］通過含乙醇的飲食喂養成年雄性C57BL／6J 小鼠形成酒精性肝病的模型，同時使用槲皮素進行治療，結果提示槲皮素通過鰲合Fe2＋從而抑制Fe2＋誘導的脂質過氧化，最終發揮抑制酒精性肝病鐵超載和氧化損傷的作用。Babenkova等［12］通過化學發光研究得出結果—與二氫槲皮素復合物中的Fe2＋是不活潑的，不能催化過氧化氫的分解，也不能進一步誘導羥自由基的產生，由此可知槲皮素可通過鰲和Fe2＋發揮抗氧化應激的作用。

P?Kal 等［13］通過光譜分析觀察了槲皮素鰲和Cu2＋的過程，對其鰲和程度做了評價，結果發現槲皮素被氧化成為具有穩定結構的苯醌類產物，同時Cu2＋也喪失了其介導脂質氧化的能力。隨后，該課題組使用EDTA 阻斷了銅槲皮素復合物的形成，再次證實槲皮素可通過鰲和Cu2＋發揮抗氧化應激的作用。Jomova 等［14］通過EPR 自旋捕捉實驗發現槲皮素與銅的螯合作用顯著抑制銅誘導羥基自由基形成的能力；通過DNA 損傷實驗證實在槲皮素與銅的化學計量比較高的時候，槲皮素具有一定的保護能力；同時證實槲皮素對活性氧攻擊的DNA 保護作用有兩種機制—第一個機制是通過鰲和銅抑制活性氧的形成，第二種機制是由于游離槲皮素溫和地嵌入DNA 形成了一個抵抗更強嵌入物的保護壁從而使得銅-槲皮素復合物的嵌入能力受到抑制。

3.抑制LDL 氧化損傷：人體內的自由基可通過侵害細胞脂質中的不飽和脂肪酸形成脂自由基從而引起脂質氧化，而槲皮素可通過抑制LDL 的氧化而逆轉上述過程。Lim等［15］通過觀察硫代巴比妥酸反應物質、磷脂酰膽堿氫過氧化物以及氧化低密度脂蛋白熒光強度的變化，證實了槲皮素能抑制低密度脂蛋白的氧化修飾，從而發揮抑制LDL 的氧化損傷的作用。高脂血癥患者常常出現LDL-R 的表達下調及PCSK9 表達的上調，從而出現LDL 的氧化損傷，最終導致肝損害的發生，Mbikay 等［16］通過研究證實在低濃度下，槲皮素可增加LDL-R 的表達，減少了PCSK9 的分泌，刺激了LDL 的攝取，從而起到抑制LDL 氧化損傷的作用。

二、槲皮素的抗炎作用

槲皮素主要是通過抑制炎癥因子的形成從而發揮抗炎作用。有研究證實，50 μm 的槲皮素可顯著抑制IL-6、MCP-1、IP-10、RANTES、GM-CSF、G-CSF、TNF-α、LIF、LIX 和VEGF的產生［17］，并可抑制DSRNA 誘導的小鼠巨噬細胞鈣的釋放，由此得出槲皮素可通過鈣穩態途徑抑制dsRNA 誘導的巨噬細胞中炎癥因子的釋放，從而發揮抗炎的功效。Zhang等［18］通過手術制造大腦中動脈閉塞后形成腦缺血大鼠模型，。同時給予槲皮素治療，結果發現槲皮素可減少促炎細胞因子（白細胞介素（IL-1β 和IL-6）、增加抗炎細胞因子（IL-4、IL-10 和轉化生長因子-β1），降低ED-1 陽性率，從而發揮抗炎作用，最終減輕腦缺血后繼發性損傷的程度。

Si 等［19］觀察到槲皮素可抑制一氧化氮（NO）、前列腺素E2（prostaglandin E2，PGD2）和環氧合酶-2（cyclooxygenase-2，COX-2）的水平，通過PCR 觀察到槲皮素能顯著抑制NF-κB亞單位p50 和p65、細胞外信號調節激酶（ERK1／2）和cJUN N-末端激酶（JNK1／2）的表達，同時western blot 分析表明槲皮素可抑制p50、p65、ERK1／2 和JBK1／2 的磷酸化，上述結果表明，槲皮素通過抑制NF-κB 和MAPK 信號通路發揮抗炎作用。

三、抗病毒作用

流感病毒的糖蛋白血凝素在甲型流感病毒、H5N1 禽流感病毒感染初期起著至關重要的作用，而病毒融合的關鍵在于與細胞膜上HA2 亞基的相互作用，阻斷病毒與HA2 亞基的關聯成為抗流感治療發展的潛在靶點。Wu 等［20］通過槲皮素抑制一系列流感菌株后發現槲皮素可與HA2 亞基相互作用，從而阻斷病毒的融合，同時還發現槲皮素可以通過偽造病毒藥物篩選系統抑制H5N1 病毒進入細胞。

在另外一項研究中，Rojas 等［21］發現槲皮素可顯著降低丙肝病毒（Hepatitis C，HCV）的復制率，同時發現經槲皮素處理后的HCV 病毒顆粒的傳染性降低了65%，表明槲皮素影響了病毒的完整性，進一步通過分子層面實驗證實了槲皮素可以通過阻止丙型肝炎病毒對二酰甘油?；D移酶（diacylglycerol acyltransferase，DGAT）的上調和丙型肝炎病毒核心蛋白在脂質滴表面的典型定位而發揮抗病毒作用。

四、抗腫瘤作用

槲皮素可通過誘導腫瘤細胞的凋亡發揮抗腫瘤作用。原發性肝癌中葡萄糖轉運蛋白1（Glucose transporter 1，GLUT-1）的表達量明顯增加，抑制其表達可作為原發性肝癌新的治療方向。 有研究表明，槲皮素可誘導肝癌細胞（HepG2，HuH7）的凋亡、抑制代謝活性和細胞死亡［22］，增加BAX／BCL-2（B 淋巴細胞瘤-2）的比值，同時槲皮素對上述肝癌細胞系的DNA 有損傷作用；隨后在蛋白層面觀察到槲皮素治療后肝癌細胞中GLUT-1 膜表達增加，胞質部分隨之減少，考慮與GLUT-1 受到槲皮素的競爭性抑制相關。

Ren 等［23］觀察到槲皮素納米粒加速了caspase-9、caspase-3 的分裂，誘導細胞色素c（cytochrome C，Cyto-c）的向上釋放，促進了肝癌細胞的凋亡，同時研究者還發現槲皮素納米?？赏ㄟ^降低AP-2β 的表達和降低其與HTERT 啟動子的結合來促進端粒酶逆轉錄酶（human telomerase reverse transcriptase，hTERT）的抑制。此外，槲皮素納米粒通過抑制核轉移及其與COX-2 啟動子的結合在環氧合酶2（cyclooxygenase 2，COX-2）中具有抑制作用。槲皮素納米粒也使Akt 和ERK1／2 信號通路失活。上述結果表明槲皮素納米顆粒通過滅活caspase／Cyto-c 途徑、抑制AP-2β／hTERT、抑制NF-κB／COX-2 和阻斷Akt／ERK1／2 信號通路而發揮抗腫瘤作用。Klim 等［24］進一步從細胞增殖周期層面分析了槲皮素的抗腫瘤機制，其發現槲皮素對A549 細胞的微絲、微管和波形蛋白絲具有分解作用、對波形蛋白和N-鈣黏蛋白表達存在抑制作用，這些均導致了A549 細胞遷移的減少，同時發現槲皮素可通過對有絲分裂微管的擾動造成有絲分裂的突變，另外，槲皮素對肌動蛋白絲的消耗也可能是細胞分裂失敗的原因之一。以上結果表明槲皮素可誘發A549 細胞的凋亡、壞死和有絲分裂突變，抑制細胞的遷移潛能。

在胃癌研究領域，Shen 等［25］同樣發現槲皮素可通過降低線粒體膜電位、激活caspase-3 和-9、下調Bcl-2 及Bax 表達和上調細胞色素c（Cyt-c）以線粒體依賴的方式誘導細胞的凋亡。其團隊在進一步的研究中發現，槲皮素治療后蛋白激酶B（Akt）磷酸化水平顯著降低，而在給予富馬菌素B1（FB1，Akt 激活劑）預處理后顯著減弱了槲皮素對細胞生長的抑制作用及其對線粒體依賴性凋亡的促進作用。上述研究結果證實槲皮素通過阻斷PI3K-Akt 信號而觸發線粒體凋亡依賴性生長抑制，從而發揮抗腫瘤作用，可作為治療胃癌的新靶點。

CSN6 是組成型光形態發生因子9（CSN）的一個亞基，其可通過調節myc 和mdm2 原癌基因的穩定性來促進癌變的發生，被認為是癌癥治療的潛在靶點。Yang 等［26］使用槲皮素處理HT-29 人結腸癌細胞后發現槲皮素以劑量依賴的方式抑制HT-29 細胞的活性，同時Western-blot 分析顯示，槲皮素降低了磷酸化Akt 的蛋白表達水平，增加了CSN6 蛋白的降解，影響了Myc、p53、Bcl-2 等相關蛋白的表達水平，實驗結果說明槲皮素誘導HT-29 細胞的凋亡可能涉及到HT-29細胞中的Akt-CSN6-Myc 信號軸。

五、降糖、降脂作用

Ahmad 等［27］觀察到給予糖尿病大鼠反復口服槲皮素并局部應用槲皮素軟膏，可使其血糖和氨基葡萄糖水平的趨于正?；?，同時發現槲皮素軟膏可單獨應用于治愈切足糖尿病大鼠的傷口。胰島素抵抗是降糖、降脂的一大難題，有研究證實，槲皮素可逆轉由油酸制造的HepG2 細胞脂肪肝狀態中三酰甘油（triacylglycerol，TAG）增加［28］，脂質過氧化增加以及炎性細胞因子TNF-α 和IL-8 水平的顯著升高。此外，RTPCR 結果表明槲皮素（10 μm）可抑制TNF-α 基因的表達，同時增強超氧化物歧化酶、過氧化氫酶和谷胱甘肽過氧化物酶的活性，蛋白層面也證實槲皮素可使白蛋白和尿素含量升高、丙氨酸氨基轉移氨酶（alanine aminotransferase，ALT）活性降低。上述研究成果說明槲皮素通可過減少三酰甘油積累、胰島素抵抗、炎癥細胞因子分泌而發揮降糖、降脂的作用。

六、槲皮素的免疫調節作用

槲皮素通過抑制淋巴細胞活化和增殖來發揮免疫調節作用。在針對白血病細胞系的研究中，學者們發現槲皮素對白血病細胞系的凋亡潛能高于外周血單核細胞（peripheral blood monouclear cell，PBMC），同時能夠抑制T 細胞增殖和活化等正常免疫功能［29］。此外，槲皮素還阻止PBMC 增殖和葡萄球菌腸毒素B（Staphylococcal enterotoxin B，SEB）誘導的激活標記物的上調。上述結果證實槲皮素可能通過干擾效應器T 細胞功能來發揮免疫調節作用。

槲皮素是一類黃酮類化合物，其廣泛存在于自然界中?？偨Y目前的研究成果，其具有抗氧化、抗炎、抗病毒、抗腫瘤、降糖、降脂、免疫調節等生物活性和廣泛的藥理學作用，對治療細菌感染、病毒感染、腫瘤、糖尿病、高血脂和免疫系統疾病均具有十分重要的臨床意義。但由于槲皮素本身存在一定的毒副作用，因此目前其的治療研究大多集中于細胞、動物模型中；對于槲皮素治療效果的通路機制分析也未形成系統的理論；同時槲皮素本身在具有致癌性的同時又具有抗腫瘤特性，這在以后的研究中也會有一定考慮。

綜上所述，槲皮素的藥理作用研究前景是巨大的，我們可以預見，在不久的未來槲皮素會在各類醫學領域中將發揮重要的作用。