6-姜烯酚藥理作用的研究進展

侯以森，劉雅范，張曉雨，孟 璐，姜 暢，王先德，趙行宇

(吉林醫藥學院，吉林 吉林 132013)

生姜是姜科植物姜的新鮮根莖，既是一種常用食材，又是一種中藥。生姜廣泛用于治療消化系統疾病，抗高血壓，治療感冒、風濕、關節炎、肌肉酸痛、月經疼痛等[1]。6-姜烯酚是生姜與干姜中的一種主要活性成分，國內外的藥理作用研究發現[2]，6-姜烯酚具有抗炎、抗腫瘤、抗氧化應激等作用，可用來抗動脈粥樣硬化、抗細菌、抗真菌、治療胃潰瘍、止吐等。

1 抗炎作用征

1.1 下調核轉錄因子κB的表達

核因子κB是介導炎癥反應及免疫反應的一種中心物質，在細胞凋亡中起調控作用。Meng[3]等發現6-姜烯酚可以通過激活過氧化物酶體增殖物激活受體(peroxisome proliferator-activated recep-tor,PPARγ)表達，抑制核因子κB表達，而降低脂多糖誘導的炎癥介質釋放，并揭示6-姜烯酚抑制脂多糖誘導核因子κB激活是通過抑制磷酰基和核因子κB p65的核轉化。Suresh[4]等發現6-姜烯酚可以抑制c-jun、c-fos的磷酸化，從而抑制了核因子κB p65和AP-1通路，減輕7，12-二甲基蒽誘導的口腔癌變中的炎癥反應。

1.2 下調炎癥介質表達

炎癥介質是參與和介導炎癥反應的化學因子,包括腫瘤壞死因子(TNF)、白介素(IL)等。Julia等[5]發現6-姜烯酚在人腸HT-29/B6和Caco-2細胞可通過抑制核因子κB，使TNF-α誘導的claudin-1蛋白分解增強。還可以通過抑制PI3K/AKt信號通路，下調TNF-α誘導的claudin-2蛋白表達。Ho[6]等研究發現20 μmol/L的6-姜烯酚顯著抑制BV2小膠質細胞IL-1分泌，其機制主要是通過抑制核因子κB調控的pro-IL-1和NLRP3的表達，其次還通過增加胱天蛋白酶1、ASC和P2X7受體的mRNA的表達。此外[7]，6-姜烯酚在小鼠體內體外實驗中可以通過抑制核因子κB和氨基末端激酶的磷酸化，減少大鼠腹腔肥大細胞的炎癥因子TNF-α、IL-6、IL-8釋放，同時抑制組胺釋放，進而抑制肥大細胞介導的皮膚過敏反應。

1.3 抑制前列腺素合成

研究表明[8]姜的抗炎作用類似于非甾體抗炎藥物，主要通過抑制誘導型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase,iNOS)和環加氧酶-2抑制前列腺素合成。后來有人發現[9]6-姜烯酚在脂多糖誘導的巨噬細胞中的也具有類似效果。而Wang[10]等研究發現6-姜烯酚是姜產生抗炎作用的有效成分。實驗表明姜能明顯減少阿司匹林誘導的胃潰瘍出血區域，但胃液的總酸度卻并沒有降低。他認為姜可以抑減少黏膜下層的iNOS活性和血漿炎性細胞因子水平，并不能夠減少前列腺素E2和胃酸的生成。前者表明前列腺素種類較多，后者只能說明6-姜烯酚不抑制前列腺E2，不能說明是否對其他前列腺素產生影響。

1.4 抑制白細胞反應

炎癥反應中，白細胞參與一系列復雜過程。Levy[11]發現6-姜烯酚可以減輕炎癥反應并可以保護注射弗氏完全佐劑后小鼠的肱骨軟骨。主要機制是6-姜烯酚能夠減少白細胞、淋巴細胞等炎癥細胞在血液中的遷移，降低血液中血管內皮黏附分子-1的濃度和白細胞透過數目。

2 抗氧化作用

已有研究證明[12]姜酚類化合物主要由鄰-甲氧基苯酚基團介導其抗氧化活性，且由于6-姜烯酚側鏈為α，β-不飽和羰基，6-姜烯酚的抗氧化活性較6-姜酚更強。Kim[13]研究表明6-姜烯酚可通過影響經典瞬時受體電位通道5(transient receptor potential canonical channel 5,TRPC5)發揮抗氧化作用,6-姜烯酚對TRPC5抑制效果呈劑量依賴性。Ali[14]發現6-姜烯酚具有清除DPPH能力，通過高效液相色譜法萃取可使其具有更強的抗氧化能力。

3 抗腫瘤作用

3.1 促進細胞凋亡

3.1.1停滯細胞周期

研究發現[15]6-姜烯酚能夠停滯細胞周期和激活凋亡小體，促進了宮頸癌細胞凋亡。其機制為6-姜烯酚能夠上調14-3-3σ蛋白，而14-3-3σ可以結合cdc2-cyclin B1復合物，導致細胞周期停滯在G2期。同時6-姜烯酚也能通過激活相關凋亡蛋白Bax、胱天蛋白酶3和PARP誘導線粒體膜電位的下降和增加膜聯蛋白A1表達。另外，20 μmol/L 6-姜烯酚可以通過抑制Akt1/2通路激活，使非小細胞肺癌NCI-H165細胞周期阻滯在G1期，使NCI-H520阻滯在G2/M期[16]。還通過抑制Akt的下游蛋白STAT3的磷酸化，減少了cyclin D1、cyclin D3、c-Myc的表達，促進肺癌細胞凋亡。

3.1.2調控凋亡基因

研究發現[17]6-姜烯酚聯合吉西他濱可誘導胰腺癌細胞凋亡，機制是6-姜烯酚呈劑量依賴性裂解活性的胱天蛋白酶3及其下游底物PARP。還可通過抑制癌細胞TLR4/核因子κB信號通路，抑制抗凋亡蛋白Bcl-2、cIAP-1、XIAP的表達，抑制了增殖蛋白環加氧酶-2和cyclin表達，促進腫瘤細胞凋亡并提高了胰腺癌細胞對吉西他濱的敏感性。有研究表明[18]6-姜烯酚通過抑制JAK2的磷酸化和c-Src激酶的活性及STAT的細胞核轉運，同時也抑制STAT3調控的基因產物，如Bcl-2、Bcl-xL，且抑制抗凋亡基因survin，促進乳腺癌MDA-MB231細胞和前列腺癌DU145細胞凋亡。

3.2 促進細胞自噬

核固縮、核周空間腫脹、有電子密集的線粒體形成是自噬的一個形態學特征。Miho[19]等研究發現，6-姜烯酚作用在人胰腺癌Panc-1細胞會出現這種特征。發現6-姜烯酚作用后增加了LC3-ⅡⅠ/LC3-Ⅰ的比例，減少了SQSTM1/P62蛋白水平，激活了AMP依賴蛋白激酶(AMPK)，抑制了mTOR。當使用自噬抑制劑3-MA和氯喹后，可阻滯細胞死亡。Hung[20]研究發現6-姜烯酚可誘導非小細胞肺癌A549細胞自噬，機制是通過抑制PI3K/Akt信號傳導通路，抑制Akt下游蛋白mTOR、FKHR及mTOR下游蛋白p70S6激酶、4E-BP1的表達，而這個效果可以被3-MA抑制。有研究表明[21]6-姜烯酚可誘導乳腺癌細胞自噬死亡。機制是6-姜烯酚降低了Notch1的裂解水平及其靶蛋白Hes1和Cyclin D1的表達水平。

3.3 抑制細胞增殖

Pei[22]等研究發現6-姜烯酚通過α,β不飽和羰基結合Keap-1的半胱氨酸殘基，破壞Keap1-NrF2的復合物，釋放和激活NrF2。研究顯示[23]6-姜烯酚在結腸癌細胞中可以通過上調兩個谷胱甘肽合成基因和NrF2基因，增加GSH/GSSG比并減少活性氧水平，抑制細胞增殖。機制是通過改變Keap-1的第17位半胱氨酸殘基激活NrF2。此外PI3K/Akt信號通路也參與6-姜烯酚激活NrF2，通過磷酸激酶介導的NrF2絲氨酸/蘇氨酸磷酸化促進了NrF2核轉位和后續的轉錄作用。

3.4 抑制細胞侵襲和轉移

據報道[21]6-姜烯酚通過核因子κB活化降低基質金屬蛋白酶9的表達，從而在乳腺癌細胞中發揮抗侵襲作用。研究表明微管可能是靶點，因為6-姜烯酚可通過含有α，β不飽和羰基部分的側鏈與微管蛋白中半胱氨酸的巰基相互作用，具體機制仍需研究。

3.5 抑制腫瘤血管生成

腫瘤細胞生長到一定大小(1～2 mm)需要新血管生成為其提供能量，否則無法繼續增長。而抑制腫瘤血管生成則可以抑制腫瘤細胞增殖與轉移。腫瘤細胞自身可以產生血管生成因子，如血管內皮生長因子，誘導新血管生成。有研究發現[24]，6-姜烯酚對卵巢癌SKOV3和ES-2細胞有明顯的抑制增殖作用。其機制主要是6-姜烯酚通過抑制抑制核因子κB途徑繼而減少IL-8和血管內皮生長因子的分泌，從而抑制卵巢癌細胞血管生成。

4 其他作用

4.1 抗內分泌失調

目前有研究表明在脂肪細胞3T3-L1中，AMPK及PPARγ是兩種調節細胞葡萄糖和脂質代謝平衡、脂肪細胞分化和胰島素功能的主要蛋白質[25]。Wei等[26]發現6-姜烯酚促進了脂肪細胞3T3-L1和肌管C2C12葡萄糖的利用并且抑制了C2C12的脂質合成。其機制是通過激活3T3-L1的AMPK/Akt通路，也激活PPARγ/ap2通路，促進了固醇元件結合蛋白1、CCCAA增強子結合蛋白、脂肪酸合酶和葡萄糖轉運蛋白4的表達。而這與目前臨床用的胰島素增敏劑的作用機制相同。Huang[27]等研究發現6-姜烯酚可以通過減少丙酮醛的含量，抑制丙酮醛誘導的一系列生化過程，最終減少糖基化終產物。其具體機制有待進一步研究。

4.2 抗病原微生物

抗生素抵抗是一種防御機制，使得病原體在不利的條件下生存。在有抗生素抵抗的微生物中，金黃色葡萄球菌是最具有破壞性的微生物之一。其原因是金黃色葡萄球菌編碼了一種特殊的酶SaHPPK。而Shailima[28]采用分子動力學模擬實驗發現6-姜烯酚可以通過和葡萄球菌HPPK的46位氨基酸纈氨酸形成穩定的氫鍵，產生抑制細菌生長作用。而這種方式阿莫西林不具有,并且發現其抑菌效果較阿莫西林更強。此外Miki[29]等發現6-姜烯酚還可以在一定程度上抑制白假絲酵母菌的菌絲生長。

4.3 止 吐

目前研究發現，化療相關性惡心嘔吐(chemotherapy-induced nausea and vomiting,CINV)的一個原因是P物質和其NK1受體的激活，5-羥色胺(5-HT)及其受體(5-HT3R)的激活也是CINV的一個重要發生機制。Pertz[30]發現6-姜烯酚抑制胃5-HT3受體和5-HT4受體而產生止吐作用。通過與運用該受體阻滯劑相比較，發現6-姜烯酚有類似于該受體阻滯劑的功效。

4.4 抑制黑色素生成

研究[31]發現6-姜烯酚作用于黑色素瘤B16F10細胞，抑制絡氨酸激酶活性和減少黑色素生成，同時減少了絡氨酸相關蛋白1和MITF表達。其機制是6-姜烯酚通過促進ERK和PI3K/Akt信號通路介導的MITF降解，抑制促黑激素誘導的黑色素生成。而另有研究[32]表明，6-姜烯酚減少酪氨酸酶和MITF在B16細胞中的表達是由于間接控制酪氨酸酶的活性而不是直接抑制細胞內酪氨酸酶的活性。同時6-姜烯酚誘導ERK通路的活化,導致絲氨酸73處MITF磷酸化，促進MITF降解,而不是活化Akt通路。

綜上，6-姜烯酚有多方面的藥理,但是由于其具體機制復雜，仍然需要進一步研究。而目前多從細胞水平上研究，體內實驗結果卻少有報道。探討如何進一步純化6-姜烯酚，增加其溶解度，提高其化學性質穩定性，以便研發新型藥物,具有重要意義。