柴胡皂苷D對肝病防治作用及機制研究進展

楊新榮 ，竇 霞，李國峰 ，宋沁潔 ，李咸慰 ，吳紅偉 ，李東輝 ，李越峰 *

1.甘肅中醫藥大學，甘肅 蘭州 730000

2.甘肅省中藥制藥工藝工程研究中心，甘肅 蘭州 730000

3.甘肅中醫藥大學附屬醫院，甘肅 蘭州 730000

柴胡為傘形科植物狹葉柴胡Bupleurum scorzonerifoliumWilld.、柴胡B.chinenseDC.的干燥根莖[1]。根據分布差異，前者習慣上稱之為“南柴胡”，后者稱之為“北柴胡”。南柴胡又名紅柴胡、香柴胡，北柴胡又稱竹葉柴胡、黑柴胡、山柴胡[2]。其味微苦寒、辛，氣微香，歸肝膽經。具有疏肝解郁、疏散退熱、升舉陽氣、清膽截瘧功效[3]。研究發現柴胡含有皂苷、多糖、甾醇、黃酮、揮發油、香豆素等多種化學成分，具有保護肝臟、抗腫瘤、抗抑郁、抗炎、鎮痛等作用[4-5]。據報道有效活性成分柴胡皂苷在柴胡中占有重要地位，依據其化學結構不同又分為柴胡皂苷A～D、F等化合物[6]。其中柴胡皂苷D的藥理活性作用最強、對肝病的防治作用最突出[7]。近年來，關于柴胡皂苷D預防某一種肝病的研究報道很多，但將柴胡皂苷D防治的不同肝病放到一起的對比分析很少。臨床上一種肝病發病之初可能會呈現多種肝病的病理特征，如不能準確區分病種，對癥治療，很可能會誤診。為了準確區分肝病種類、及時對癥治療，筆者從柴胡皂苷D防治肝病的作用和機制出發，對柴胡皂苷D防治的常見肝病（自身免疫性肝炎、乙型肝炎、肝纖維化、肝硬化、肝癌、藥物性肝損傷、非酒精性脂肪性肝炎和酒精性肝病等）進行歸納分析，以期為柴胡皂苷D防治肝病的深入研究和臨床應用提供思路。

1 抗自身免疫性肝炎

自身免疫性肝炎（autoimmune hepatitis，AIH）是一種慢性炎癥性肝病[8]。研究表明我國AIH患病率逐年增加，現已成為繼病毒性肝炎后第2大肝臟炎癥性疾病[9]。AIH是自身免疫介導的慢性進行性肝臟實質炎癥，以血清轉氨酶升高、自身抗體陽性為主要臨床特征，組織學檢查可見界面性肝炎伴有大量漿細胞和淋巴細胞浸潤[10]。陳浩等[11]以刀豆蛋白A（concanavalin A，Con A）誘導小鼠構建AIH模型、以治療組柴胡皂苷D（5.0 mg/kg）進行ip處理后發現，AIH小鼠肝臟內淋巴細胞浸潤明顯減輕，表明柴胡皂苷D具有改善Con A誘導AIH小鼠肝臟免疫性損傷作用；并發現Con A可以誘導T淋巴細胞（T lymphocytes）活化，柴胡皂苷D具有抑制T淋巴細胞活化作用。據報道免疫抑制劑鈣調神經磷酸酶治療AIH的主要機制是抑制T淋巴細胞活化[12]。李嚴等[13]通過建立小鼠免疫性肝損傷模型，以柴胡皂苷D（160 mg/kg）ig，觀察其對AIH小鼠肝臟組織中超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、丙二醛（malondialdehyde，MDA）、腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor，TNF-α）、白介素-8（interleukin-8，IL-8）等炎癥因子的影響，發現柴胡皂苷D能夠降低SOD、MDA、TNF-α、IL-8炎癥因子含量，表明柴胡皂苷D具有治療AIH導致的小鼠肝臟炎癥作用。綜上所述柴胡皂苷D治療AIH的機制可能是抑制Con A，減輕對肝臟的直接損傷；阻止其對T淋巴細胞活化的誘導、使T淋巴細胞滅活、失去破壞肝細胞、誘發細胞炎癥的作用（圖1）。但在柴胡皂苷D對抗小鼠AIH的實驗中，雖發現其具有通過抑制Con A、阻斷其誘導T淋巴細胞活化來發揮改善AIH損傷的作用，但對于AIH損傷程度與Con A作用時間之間的相關性尚不清楚，有待進一步實驗研究證明；另外通過Con A模型組與柴胡皂苷D治療組內SOD含量的對比發現，柴胡皂苷D的細胞毒性作用可能對SOD有一定抑制作用。因此，應該在以后的研究中加強AIH損傷程度與Con A作用時間之間的相關性、柴胡皂苷D與SOD發揮協同防治AIH的最佳配比研究，使其在改善細胞損傷中發揮最佳療效。

圖1 柴胡皂苷D對自身免疫性肝炎的防治機制Fig.1 Treatment mechanism of SS-D on autoimmune hepatitis

2 抗乙型肝炎

乙型肝炎傳染性強、危害大、對肝臟具有很強的損害性[14]。根據世界衛生組織報道，全世界大概有20億人被乙型肝炎病毒（hepatitis B virus，HBV）感染過[15]。Chiang等[16]通過柴胡皂苷D的細胞毒性和抗HBV活性研究發現，柴胡皂苷D對被HBV傳染的人肝癌細胞（2.2.15細胞）具有一定的抑制作用，并得出柴胡皂苷D在5～20 pg/mL時呈劑量相關性抑制2.2.15細胞的生長；用質量濃度為10 pg/mL或更高的柴胡皂苷D處理2.2.15細胞6 h以上時發現，其DNA斷裂、乙肝抗原（hepatitis B antigen，HBeAg）濃度降低，說明柴胡皂苷D具有破壞2.2.15細胞DNA、降低HBeAg濃度和抑制HBV活性的作用。Chang等[17]研究發現柴胡皂苷D具有抑制乙型肝炎病毒表面抗原（hepatitis B virus surface antigen，HbsAg）表達的作用，具有抗HBV的功效，對防治HBV有重要意義。綜上表明柴胡皂苷D防治HBV的機制可能是通過其細胞毒性作用破壞宿主細胞核內DNA復制，抑制乙肝病毒，使HBeAg濃度降低，HbsAg失去表達，發揮抗HBV作用（圖2）。但對于柴胡皂苷D是通過哪種基因或者作用于哪個靶點發揮抑制乙肝病毒DNA尚不清楚；因此，要加強柴胡皂苷D細胞毒活性和其破壞乙肝病毒DNA的通路研究，這可能對防治乙型肝炎新藥開發有指導意義。

圖2 柴胡皂苷D抗乙型肝炎作用機制Fig.2 Mechanism of SS-D anti-hepatitis

3 抗肝纖維化

肝纖維化以肝細胞損傷，肝星狀細胞（hepatic stellate cells，HSC）被激活，細胞外基質（extracellular matrix，ECM）增多為病理特征。研究表明，在肝臟纖維化病理變化過程中炎癥因子發揮著重要作用。萬方等[18]通過建立大鼠肝纖維化實驗模型組，以柴胡皂苷D（1.8 mg/kg）ip 進行治療，28 d后與模型組對比發現，治療組內纖溶酶原激活因子（plasminogen activator，TPA）、一氧化氮（nitric oxide，NO）含量均升高；纖溶酶原抑制因子（plasminogen inhibitor，PAI）、MDA含量均下降；得出柴胡皂苷D具有改善TPA、PAI纖溶活性，增加NO水平，清除MDA和抑制實驗性肝纖維的作用。郭景珍等[19]通過 ip二甲基亞硝胺（dimethylnitrosamine，DMN）方法建立肝臟纖維化模型，用柴胡皂苷D（1.8 mg/kg）ip給藥，發現柴胡皂苷D組肝臟纖維化有了明顯減輕，大鼠血清中白細胞介素-10（interleukin-10，IL-10）、NO水平升高，TNF-α水平降低，這說明柴胡皂苷D具有防治肝臟纖維化，保護肝臟細胞的作用。Huang等[20]研究報道肝臟纖維化病理變化受IL-10抑制，IL-10增高能阻止肝纖維化的發生、發展。Loftis等[21]研究發現TNF-α可以刺激HSC增殖，而HSC不斷增多會加速ECM合成。研究表明NO和柴胡皂苷D對肝細胞都具有保護作用，具體表現為NO對TNF-α的顯著抑制作用[22-23]。綜上所述，柴胡皂苷D防治肝臟纖維化的機制可能與改善TPA、PAI纖溶活性、清除MDA、促進IL-10的升高有關；此外，其間接通過增高NO水平，抑制TNF-α，破壞HSC增殖，阻斷ECM合成也可能是發揮防治肝臟細胞纖維化的途徑之一（圖3）。肝纖維化、肝硬化和肝癌之間存在緊密的病理聯系，肝纖維化加重會造成肝硬化。

圖3 柴胡皂苷D對抗肝纖維化的防治機制Fig.3 Treatment mechanism of SS-D for anti-hepatic fibrosis

4 抗肝硬化

肝臟細胞大面積壞死，存活細胞生理結構改變、病理性結節再生、結締組織增生，纖維化明顯的肝組織變形變硬現象稱之為肝硬化[24]。根據流行病學調查發現，男女肝硬化發病率存在差異，同等條件下，男女發病率之比為（2.3～2.6）∶1，且其肝硬化的進展較女性快[25]。孫洪程等[26]指出門靜脈高壓是造成肝硬化的主要因素，能夠誘導產生多種并發癥。據報道在肝臟內血管結構中，肝竇區域最窄、血管阻力最高，HSC在肝竇間隙內，肝臟受到病理損傷時，HSC收縮促進肝竇收縮，造成肝竇內血流阻力增大，門靜脈壓力升高[27]。林柳兵等[28]研究表明柴胡皂苷D（5 μmol/L）對大鼠肝星狀細胞HSC-T6細胞的增殖、活化有一定的破壞作用，能夠抑制HSC-T6細胞的收縮、降低肝竇內血流阻力、改善門靜脈高壓。杜慶紅等[29]研究發現柴胡皂苷D對RhoA傳遞的活化信號能夠激活Rho激酶活性具有抑制作用；可以降低肝臟內血管的阻力、進一步降低門靜脈壓力。張成剛等[27]通過研究影響HSC-T6收縮的RhoA/Rho激酶信號通路，發現柴胡皂苷D（5 μmol/L）具有抑制RhoA表達、阻止HSC-T6細胞收縮的作用。徐斐等[30]研究發現，在肝硬化病理變化過程中肝臟實體不斷受到侵害，肝細胞損傷嚴重，肝硬化加重。綜上表明，肝硬化對人體危害嚴重、且男性發病率高于女性。柴胡皂苷D具有防治肝硬化的藥理作用，其機制可能是抑制RhoA表達、破壞Rho激酶的活性和阻止HSC-T6細胞收縮，共同降低門靜脈高壓（圖4）。肝硬化是眾多末期肝病的病理過程，肝硬化的持續惡化會出現肝癌的跡象[31]。據報道70%的肝癌細胞是肝硬化病理惡化產生的[32]。因此，強化柴胡皂苷D改善細胞內炎癥，提高細胞免疫力方面的研究可能對肝硬化和肝癌的防治都有重要的意義。

圖4 柴胡皂苷D抗肝硬化的作用機制Fig.4 Mechanism of action of SS-D for anti-liver hardening

5 抗肝癌

研究表明肝臟癌癥是全世界6大惡性腫瘤之一，對人類健康危害嚴重，更是造成我國嚴重疾病負擔的腫瘤之一[33]。在肝癌治療過程中使用中醫藥為主的綜合防治在肝癌治療領域的地位越來越高。Cianchi等[34]研究發現破壞或抑制環氧合酶-2（cyclooxygenase-2，COX-2）的激活和活性，能夠破壞肝癌細胞的生長。和水祥等[35]通過用RPMI 1640培養液建立肝癌SMMC-7721細胞模型，以柴胡皂苷D進行治療，觀察發現SMMC-7721細胞生長被抑制；并得出柴胡皂苷D質量濃度為10 mg/L、作用48 h的抑制率最好；同時用脂多糖刺激SMMC-7721細胞，發現COX-2活性增強，用柴胡皂苷D處理后發現COX-2的活性減弱。吳勤祥等[36]通過建立人肝癌HepG2細胞模型，分別用中、高濃度的柴胡皂苷D（0.5、1 μmol/L）組進行處理，4 d后與對照組對比發現治療組HepG2細胞增殖速度明顯低于對照組，細胞死亡速度又高于對照組，說明柴胡皂苷D具有抑制HepG2細胞增殖、促進腫瘤細胞凋亡的藥理作用。常彥祥等[37]根據二乙基亞硝胺（diethylnitrosamine）溶液ig小鼠建立原發性肝癌模型，用不同質量濃度的柴胡皂苷D溶液（0.2、0.4 mg/mL）進行實驗處理后發現，柴胡皂苷D能夠呈劑量相關性地抑制肝癌大鼠腫瘤生長。丙氨酸氨基轉移酶（alanine aminotransferase，ALT）、天門冬氨酸氨基轉移酶（aspartate aminotransferase, AST）、堿性磷酸酶（alkaline phosphatase，ALP）、γ-谷氨酰轉肽酶（γ-glutamyl transpeptidase，GGT）和α-L-巖藻糖苷酶(α-L-fucosidase，AFU)是反應肝細胞損害情況的常規檢測指標。劉振國等[38]通過建立大鼠肝癌模型，分別用高、中、低劑量的柴胡皂苷D（2.0、1.5、1.0 mg/kg）進行實驗處理，發現ip給藥高、中、低3種不同劑量柴胡皂苷D治療組中的ALT、AST、ALP、GGT和AFU數據值明顯低于肝癌模型組數據值，體質量對比發現治療組大鼠較模型組體質量增加；病理結果對比發現，治療組大鼠肝臟病理變化較模型組有明顯改善，這表明柴胡皂苷D具有改善肝細胞損傷的作用。綜上表明柴胡皂苷D防治肝癌的機制可能與抑制COX-2活性、破壞SMMC-7721細胞生長，促進HepG2細胞凋亡有聯系；此外，應該還與修復肝細胞損傷、提高細胞免疫力、增強細胞抗腫瘤的作用有關（圖5）。肝癌是肝病病理惡化的末期病癥，肝纖維化屬于肝病發病之初的病理特征，肝硬化是連接二者的中間病理產物；因此，加強肝病源頭肝纖維化和中間肝硬化病理惡化的預防和早期治療能徹底破壞絕大部分肝癌細胞的生成，這對爭取將肝癌扼殺在發病初期有重要的參考價值。

圖5 柴胡皂苷D抗肝癌的作用機制Fig.5 Anti-liver cancer mechanism of SS-D

6 抗藥物性肝臟損傷

由各種化藥、生物制劑、中藥及膳食補充劑等所致的肝臟功能損傷被稱之為藥物性肝病或藥物性肝臟損傷（drug-induced liver injury，DILI)。Michael等[39]研究表明有些藥物本身或在經歷肝臟代謝的途徑后會產生自由基等毒性產物；能夠損壞人體正常肝細胞膜、細胞骨架的機構與功能，造成肝細胞壞死。DILI也會促使TNF-α、干擾素和白細胞介素等產生[40]。Dang等[41]發現柴胡皂苷D具有下調肝臟TNF-α作用。據報道藥物對肝臟細胞的肝毒性會造成蛋白質功能障礙、脂質過氧化、及細胞內鈣離子流失[42]。何燕等[43]通過ip DMA建立大鼠肝臟損傷模型，以柴胡皂苷D（1.8 mg/kg）ip給藥28 d，與模型組對比發現治療組肝組織中MDA含量顯著降低、SOD活性明顯增強；同時指出脂質過氧化的終端產物為MDA、會嚴重破壞細胞膜結構，SOD是自由基清除劑，可抑制脂質過氧化反應。杜思穎等[44]研究發現甲氨蝶呤（methotrexate，MTX）在治療中容易出現肝毒性。MTX造成肝損傷時，肝組織炎性細胞浸潤、細胞水腫、細胞膜破裂，血清內ALT和AST含量增加[45]。趙婉瑩等[46]通過建立四氯化碳損傷大鼠肝臟細胞的模型，用柴胡皂苷D（10 mL/kg）ip給藥28 d后發現，治療組肝組織炎性減輕、肝小葉結構清晰、血清內ALT、AST含量下降。綜上所述柴胡皂苷D防治藥物性肝臟損傷的機制可能是柴胡皂苷D具有類似抗氧化劑作用，通過清除自由基，抑制脂質過氧化反應，控制細胞膜代謝實現的（圖6）。因此，阻斷源頭誘因、強化其清除自由基，抑制脂質過氧化反應和調控細胞膜代謝的實驗研究應該是防治藥物性肝損傷的最佳手段。

圖6 柴胡皂苷D抗藥物性肝臟損傷作用機制Fig.6 Mechanism of SS-D anti-pharmaceutical liver damage

7 抗非酒精性脂肪性肝炎

非酒精性脂肪性肝炎（nonalcoholic steatohepatitis，NASH）是常見的非酒精性脂肪性肝病。據報道NASH與肝硬化、終末期肝病死亡率、肝相關和非肝相關癌癥發病率增加有關系[47-48]。肖偉松等[49]研究指出肥胖、胰島素抵抗和NASH的發生有緊密聯系；肥胖會產生細胞功能障礙，造成游離脂肪酸（free fatty acid，FFA）轉移到肝臟，影響胰島素信號傳導途徑誘發胰島素抵抗。Jiang等[50]研究發現，在胰島素抵抗條件下，新生脂肪（new fat，NDL）中的轉錄調節因子固醇調節元件結合蛋白（transcription regulator sterol regulatory element binding protein，SREBP）1的上調增加了NDL的表達。阮君等[51]通過設立大鼠高脂肪指標模型組充當NASH模型，造模56 d后，以柴胡皂苷D（100 mg/kg）ig治療28 d，發現柴胡皂苷D組大鼠體質量、肝濕重對比模型組均有改善，肝臟內血清膽固醇（serum cholesterol，TC）、三酰甘油（triglycerides，TG）、FFA含量較模型組顯著降低，得出柴柴胡皂苷D能夠改善肝臟脂肪代謝紊亂；并發現模型組胰島素抵抗指數顯著降低，得到柴胡皂苷D具有降低胰島素抵抗作用。綜上得到柴胡皂苷D治療NASH的機制可能是降低胰島素抵抗、抑制新生脂肪生成、改善肝臟代謝紊亂和細胞功能障礙（圖7）。但對于NASH，機體肥胖發揮著源頭誘因的作用，因此，抑制肥胖的產生、加強柴胡皂苷D治療應該是防治其發病的有效措施。

圖7 柴胡皂苷D抗非酒精性脂肪性肝炎作用機制Fig.7 Mechanism of SS-D anti-nonalcoholic steatohepatitis

8 抗酒精性肝病

因飲酒導致的肝細胞結構異常和肝臟功能障礙性病變被稱為酒精性肝?。╝lcoholic liver disease，ALD）[52]。酒精性肝病對人體健康危害嚴重，據報道大約有2/3酗酒人士可能會發展成ALD[53]。呼布沁等[54]認為氧化應激反應是ALD的發生的重要原因之一。劉國濤等[55]指出ALD中的大量乙醇會轉化為乙醛，乙醛經過線粒體內氧化變為乙酸，乙酸能刺激機體產生大量細胞內活性氧（reactive oxygen species，ROS）；并指出肝細胞內ROS的增加會損害肝臟。張娜等[56]通過研究柴胡皂苷D對氧化應激反應刺激下人肝星狀細胞（human hepatic stellate cell，LX-2）激活后細胞內ROS的形成，以H2O2刺激LX-2造模，治療組用柴胡皂苷D（5 μmol/L）處理24小時后再加入H2O2，對比發現，細胞內ROS含量降低；得出柴胡皂苷D可以抑制氧化應激反應下LX-2內ROS的產生。鄧源等[57]研究發現，乙醇經肝臟代謝會產生大量自由基，自由基會直接損傷肝臟細胞，造成大量肝內酶血清內ALT和AST進入血液，谷胱甘肽的合成被抑制，抗氧化酶（antioxidase，GSH-px）抗氧化能力被減弱，導致肝臟細胞代謝紊亂，最終導致肝臟細胞死亡。李素婷等[58]通過對照組、模型組，柴胡皂苷D（1.0、2.0、3.0 mg/L）治療組對比研究發現，模型組內隨著乙醇體積分數增大，肝內ALT含量升高，肝臟細胞存活率下降，損傷明顯，當乙醇濃度達到100 mmol/L時，肝臟細胞壞死嚴重，肝內ALT和MDA含量明顯升高，GSH-PX活性下降，此時柴胡皂苷D治療組卻有明顯差異，肝內ALT、MDA含量降低，GSH-Px活性升高，肝臟細胞存活率也明顯升高，損傷好轉。綜上發現柴胡皂苷D治療ALD的機制可能與抑制肝細胞內ROS和自由基的產生、發揮拮抗酒精代謝產物、改善肝臟細胞損傷和壞死的作用有關（圖8）。但在ALD的防治當中，大量的乙醇進入機體后經過代謝作用所生成的產物才是造成ALD的主要因素，因此，控制飲酒、強化柴胡皂苷D防治可能是最佳治療方式。

圖8 柴胡皂苷D抗酒精性肝病作用機制Fig.8 Mechanism of SS-D anti-alcoholic liver disease

9 柴胡皂苷D防治不同肝病的小結

綜上，關于柴胡皂苷D防治以上8種常見肝病的作用和機制已較為清晰，但相關細節性描述還有欠缺，因此，本文又從其防治肝病的名稱、使用劑量、實驗模型、作用機制和具體參考文獻5個方面出發，作了細節性補充，具體見表1。

表1 柴胡皂苷D對不同肝病的防治Table 1 Prevention and treatment of different liver diseases of SS-D

結合柴胡皂苷D防治常見肝病的作用和機制描述，對其抗自身免疫性肝炎、乙型肝炎、肝纖維化、肝硬化、肝癌、藥物性肝損傷、非酒精性脂肪性肝炎和酒精性肝病的信號通路作進一步分析和總結，并對其具體通路作了探討，具體見圖9、10。

圖9 柴胡皂苷D防治自身免疫性肝炎、乙型肝炎、肝纖維化、肝硬化和肝癌信號通路Fig.9 Signaling pathway of SS-D in prevention and treatment of autoimmune hepatitis, hepatitis B, liver fibrosis, liver cirrhosis and liver cancer

圖10 柴胡皂苷D防治藥物性肝損傷、非酒精性脂肪性肝炎和酒精性肝病信號通路Fig.10 Signaling pathway of SS-D in prevention and treatment of drug-induced liver injury, non-alcoholic steatohepatitis and alcoholic liver disease

10 結語

肝臟具有代謝功能，可分泌膽汁，是消化腺體，是人體重要的臟器之一。早期預防是扼殺肝病的有效措施，應該重視起來，將保肝護肝融入到生活常識性問題之中；只有這樣，才能先發制病，從源頭上清除誘因，將損害降到最低。其次，對于柴胡皂苷D防治的常見肝?。ㄗ陨砻庖咝愿窝?、乙型肝炎、肝纖維化、肝硬化、肝癌、藥物性肝損傷、非酒精性脂肪性肝炎和酒精性肝病等），要弄清楚他們之間的內在病理變化、各自發病因素及治療機制；建立一套（全面預防、快速區分、迅速治療、及時復查）的防治肝病措施，爭取每一個防治環節都發揮出最大治療效果。最后，柴胡皂苷D防治常見肝病的實驗性作用比較明顯，能夠激發更多學者的科研興趣。加強柴胡皂苷D對常見肝病的防治研究，爭取為臨床研發一種療效顯著、安全可靠并且防治肝病機制明確的新藥應該成為醫藥學工作者的使命，同時在強化柴胡皂苷D防治常見肝病的科學研究中，更應該強化檢測肝病的設備研究，將最新測手段和最優治療措施緊密的結合在一起，爭取對肝病實施盡早發現、及時治療的新模式。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突