黃芩的有效成分

第黃芩的有效成分

炎癥反應(yīng)作為一種基本病理過程與許多常見炎癥性疾病有著密切的聯(lián)系，并且隨著現(xiàn)代研究的不斷深入，越來越多影響人類健康的疾病如高血壓、糖尿病、癌癥等也逐漸被發(fā)現(xiàn)與炎癥反應(yīng)有著密切的聯(lián)系。中藥黃芩來源于唇性科黃芩屬植物黃芩Scutellariabaicalensis的干燥根，是一種十分常見的中藥材，在我國(guó)有著悠久的使用歷史，它始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》，性味苦寒，有清熱燥濕之功效，主要用于濕熱證，證見發(fā)熱胸痞、食欲不振、小便短少、舌苔黃膩等。黃芩的化學(xué)成分有黃酮類、酚酸類、苯乙醇、氨基酸、甾醇、精油、微量元素等。其活性成分主要為黃酮類化合物，包括黃芩苷、黃芩素、漢黃芩苷、漢黃芩素、新黃芩素等，研究表明它們都具有一定的抗炎作用，能夠減少腫瘤壞死因子-α(TNF-α)，白細(xì)胞介素-1β(IL-1β)等重要炎癥介質(zhì)的釋放并且抑制細(xì)胞毒性分子一氧化氮(NO)的產(chǎn)生，從而對(duì)機(jī)體產(chǎn)生保護(hù)作用。近年來通過對(duì)黃芩抗炎作用的不斷研究，黃芩有效成分的抗炎作用機(jī)制也逐漸被人們所掌握，其中就包括對(duì)炎癥通路的阻斷作用，黃芩中多種有效成分能夠作用于炎癥通路中的關(guān)鍵靶蛋白影響其活性從而抑制炎癥反應(yīng)的發(fā)生，但在眾多研究中，研究者往往僅從單個(gè)蛋白或者單條通路探討黃芩有效成分對(duì)其中的影響，缺乏一定的整體性。本文從黃芩有效成分在炎癥通路中的作用為出發(fā)點(diǎn)，就黃芩有效成分在整個(gè)炎癥通路中作用的靶蛋白做一個(gè)較為全面的總結(jié)，為黃芩抗炎作用的進(jìn)一步研究與應(yīng)用提供參考。

1對(duì)TLR通路的影響

Toll樣受體蛋白(Toll-likereceptors，TLR)最初是在果蠅體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的一種信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白，在果蠅的發(fā)育和免疫反應(yīng)中有重要的作用。隨著研究的不斷深入，人們發(fā)現(xiàn)在哺乳動(dòng)物體內(nèi)也同樣存在著Toll樣受體蛋白，并將這種蛋白統(tǒng)一歸為TLR家族。它們能夠結(jié)合一些病原體或其產(chǎn)物共有的特定分子結(jié)構(gòu)來進(jìn)行識(shí)別，還可以對(duì)不同病原體的相關(guān)分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行識(shí)別繼而引發(fā)一系列的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，從而導(dǎo)致炎癥介質(zhì)的釋放，并最終激活獲得性免疫反應(yīng)。現(xiàn)代研究表明中藥黃芩的有效成分能夠作用于TLR通路的多個(gè)靶蛋白，從而抑制炎癥反應(yīng)，減少炎癥介質(zhì)的釋放。

1.1對(duì)TLR2和TLR4蛋白的抑制作用作為TLR

家族的一員，TLR2和TLR4的激活可誘導(dǎo)很強(qiáng)的免疫反應(yīng)，在炎癥正反應(yīng)中起著重要的作用，是天然免疫反應(yīng)和獲得性免疫反應(yīng)之間的關(guān)鍵鏈接因子。多項(xiàng)研究表明黃芩苷能夠抑制多種炎癥疾病引起的老鼠體內(nèi)TLR2和TLR4蛋白表達(dá)升高，并抑制其相關(guān)基因的表達(dá)。Hou等在對(duì)細(xì)胞研究中還證實(shí)黃芩苷還能夠減少缺氧引起的大鼠小膠質(zhì)細(xì)胞中TLR4mRNA表達(dá)上升進(jìn)而減少TNF-α，IL-1β，IL-6等炎癥因子的釋放。另據(jù)報(bào)道黃芩的另一成分漢黃芩苷也同樣被證實(shí)能抑制致炎因子LPS導(dǎo)致的TLR4蛋白的異常表達(dá)。這些均表明TLR蛋白可能為黃芩抑制炎癥反應(yīng)的作用靶點(diǎn)。

1.2對(duì)MYD88，IRAK，TAK蛋白的抑制作用

髓樣化因子88(MyD88)是MyD88依賴性TLR信號(hào)通路中的一個(gè)主要接頭蛋白，C端為TIR結(jié)構(gòu)域，可與白介素-1受體相關(guān)激酶(interleukin-1receptorassociatedkinase，IRAK)和白介素-8受體(IL-8receptor，IL-8R)的TIR結(jié)構(gòu)結(jié)合，N端是死亡結(jié)構(gòu)(DD)負(fù)責(zé)招募下游具有死亡結(jié)構(gòu)的信號(hào)分子。在TLR識(shí)別相應(yīng)配體后，MyD88與TLRs互相作用，此時(shí)MyD88的C端TIR結(jié)構(gòu)與受體結(jié)合，N端的DD結(jié)構(gòu)招募IRAK-1，IRAK-4和腫瘤壞死因子受體相關(guān)蛋白6(tumornecrosisfactorreceptor-associatedfactor6，TRAF6)到受體上，使IRAK-1，TRAF-6活化進(jìn)而發(fā)生磷酸化，而后與MyD88解離。在TRAF-6和Ubc13/UevlA的共同催化下TRAF6自身發(fā)生泛素化，泛素化的TRAF6通過轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β激活激酶(TGF-activatedkinase，TAK)的介導(dǎo)下激活下游的相關(guān)信號(hào)通路調(diào)控IL-1，IL-6和TNF-α等相關(guān)炎癥因子的轉(zhuǎn)錄。Lin等通過對(duì)腎臟缺血模型Wistar大鼠給予100，10，1mg·kg-13種不同劑量黃芩苷，然后使用蛋白質(zhì)免疫印跡(Westernbolt)技術(shù)對(duì)大鼠腎臟中MyD88蛋白分子進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果顯示3種劑量的黃芩苷組對(duì)比模型組大鼠體內(nèi)MyD88蛋白表達(dá)量有不同程度的下降，由此證明黃芩苷能夠抑制MyD88蛋白的表達(dá)。與此同時(shí)研究人員在對(duì)脂多糖(LPS)致炎的研究過程中進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)黃芩苷還能夠抑制LPS導(dǎo)致的細(xì)胞中IRAK1，TAK1蛋白的表達(dá)上升。黃芩也因此可能以MyD88，IRAK，TAK蛋白作為靶蛋白，阻斷炎癥通路，從而減少炎癥因子的釋放。

2對(duì)促分裂素原活化蛋白激酶(mitogen-activatedproteinkinases，MAPK)

通路的影響MAPK通路是炎癥調(diào)控中的一個(gè)重要信號(hào)通路。這條通路由三類蛋白激酶組成，包括MAP激酶，MAPK激酶以及MEK激酶，通過這三類蛋白的依次磷酸化信號(hào)就從上游傳遞至下游的應(yīng)答分子產(chǎn)生相應(yīng)的應(yīng)答反應(yīng)。通過現(xiàn)代研究，筆者又在哺乳動(dòng)物的體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(extracellularregulatedproteinkinases，ERK)，c-junN端激酶(c-junN-terminalkinase，JNK)，P38MAPK等五種不同的MAPK信號(hào)通路，它們參與應(yīng)激刺激、細(xì)菌產(chǎn)物、炎癥介質(zhì)等引起的細(xì)胞反應(yīng)，因此MAPK的激活與炎癥反也有著密切關(guān)系。

2.1對(duì)Raf，MEK1/2以及ERK1/2蛋白的抑制作用

Raf是ERK通路中一個(gè)相對(duì)分子質(zhì)量為40～75kD的絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，為一種MEK激酶。當(dāng)細(xì)胞外刺激與相應(yīng)受體結(jié)合后Ras活化，活化的Ras作為銜接蛋白與Raf結(jié)合，將Raf由原來的細(xì)胞質(zhì)中轉(zhuǎn)移到細(xì)胞膜上。Raf被Raf激酶激活然后與MAPK激酶MEK蛋白結(jié)合，從而使MEK激活，而MEK的激活又能夠活化ERK進(jìn)而影響相關(guān)蛋白的轉(zhuǎn)錄表達(dá)。有明確報(bào)道顯示中藥黃芩中的有效成分黃芩素能夠抑制c6大鼠神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞中Raf-1蛋白和MEK-1蛋白的磷酸化表達(dá)升高，提示了黃芩以Raf-1蛋白和MEK-1蛋白作為靶點(diǎn)作用于炎癥通路的可能。在有關(guān)人類HCC細(xì)胞系mhcc97h癌細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)中Chen等證實(shí)，不同濃度的黃芩素均能夠抑制癌癥細(xì)胞中ERK1/2的磷酸化上升。為黃芩通過ERK1/2為靶蛋白作用于炎癥反應(yīng)又提供了新的依據(jù)。

2.2對(duì)c-Jun氨基末端激酶(c-JunN-terminalkinase，JNK)

蛋白的抑制作用JNK作為MAPKs家族中的一員同樣能夠被環(huán)境中的各種應(yīng)激因素所激活。激活的JNK可調(diào)控許多基因的半衰期，從而增強(qiáng)這些基因mRNA的翻譯過程，從而對(duì)蛋白的表達(dá)進(jìn)行調(diào)控。Luo等的研究還表明，在使用LPS刺激人類口腔黏膜角朊細(xì)胞(Hoks)后細(xì)胞中JNK蛋白的磷酸化明顯上升，然而使用黃芩苷對(duì)細(xì)胞進(jìn)行與處理后LPS引起的細(xì)胞中各個(gè)時(shí)間段上的JNK蛋白磷酸化上升得到了很好的抑制，并通過ELISA技術(shù)檢測(cè)分析進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)相關(guān)炎癥因子IL-6，IL-8等表達(dá)量對(duì)比未給藥組明顯減少。證實(shí)了JNK為中藥黃芩在炎癥通路上的作用靶點(diǎn)的可能性。在此基礎(chǔ)上研究者通過初級(jí)星行角質(zhì)細(xì)胞，RAW264.7小鼠巨噬細(xì)胞的細(xì)胞試驗(yàn)以及癲癇大鼠黃芩的體外實(shí)驗(yàn)中進(jìn)一步證明了此結(jié)論。

2.3對(duì)p38蛋白的抑制作用

p38MAPK是MAPK家族控制炎癥反應(yīng)的重要成員，它可以受各種應(yīng)激刺激而被激活。當(dāng)p38被激活后會(huì)發(fā)生核轉(zhuǎn)位進(jìn)而使多種蛋白激酶和轉(zhuǎn)錄因子磷酸化和激活，因此筆者可以通過抑制p38蛋白的表達(dá)與磷酸化，來對(duì)炎癥反應(yīng)進(jìn)行抑制。在人類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎成纖維樣滑膜細(xì)胞(RAFLs)細(xì)胞中，細(xì)胞因受到應(yīng)急刺激p38蛋白被激活，其磷酸化水平因此發(fā)生升高。Chen等采用黃芩素干預(yù)培養(yǎng)人類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎成纖維樣滑膜細(xì)胞(RAFLs)后，通過Westernblot檢測(cè)技術(shù)對(duì)p38蛋白磷酸化變化進(jìn)行檢測(cè)。結(jié)果證明黃芩素能夠有效的減少p38磷酸化表達(dá)上升，從而阻斷炎癥通路減少炎癥因子IL-1β的釋放，抑制炎癥反應(yīng)的發(fā)生。并且這種抑制作用在體外動(dòng)物實(shí)驗(yàn)方面也表現(xiàn)出了相同的趨勢(shì)。Mao等對(duì)癲癇大鼠連續(xù)給予黃芩素后對(duì)大鼠體內(nèi)p38磷酸化蛋白進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果顯示，黃芩素給藥組對(duì)比模型組大鼠體內(nèi)p38磷酸化水平出現(xiàn)降低。并且中藥黃芩的另一種重要成分漢黃芩素對(duì)p38磷酸化的抑制作用也被研究者發(fā)現(xiàn)證實(shí)。

3對(duì)核因子-κB(NF-κB)通路的影響

NF-κB蛋白家族是近年來轉(zhuǎn)錄因子家族中的新成員，是細(xì)胞內(nèi)重要的核轉(zhuǎn)錄因子，它幾乎存在與所有類型的動(dòng)物細(xì)胞中并能夠參與細(xì)胞的各種應(yīng)急刺激，包括炎癥性刺激。在之后研究中筆者又進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)了p50，p52，p65，c-Rel等其他NF-κB家族成員。NF-κB蛋白家族成員之間能夠形成多種形式的二聚體。在非活狀態(tài)下NF-κB與IKB三聚體(IKKα，IKKβ，IKKγ結(jié)合的穩(wěn)定三聚體)或前體蛋白聚合的二聚體存在與細(xì)胞漿中，當(dāng)收到多種因素的刺激后IKB三聚體降解，使NF-κB上的核定位信號(hào)暴露，NF-κB發(fā)生轉(zhuǎn)核。與調(diào)控基因啟動(dòng)子上的KB位點(diǎn)結(jié)合后啟動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄。研究人員通過使用LPS刺激雄性ICR小鼠后發(fā)現(xiàn)小鼠體內(nèi)p50的表達(dá)得到上調(diào)，而后對(duì)疾病小鼠給與10mg·kg-1·d-1黃芩苷進(jìn)行治療，3d后通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)p50的上調(diào)表達(dá)對(duì)比未給藥組表現(xiàn)出明顯的降低趨勢(shì)。于此同時(shí)Chen等也通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)黃芩中的另一成分黃芩素還能夠降低人類直腸癌細(xì)胞HCT116中p50蛋白的表達(dá)上升。與p50結(jié)合形成二聚體的另一種蛋白p65則有大量的文獻(xiàn)報(bào)道指出，黃芩中的多種成分不僅僅能夠能夠影響p65的蛋白表達(dá)，并且對(duì)其磷酸化、入核都有著重要的影響作用。從中也顯示出黃芩有效成分通過影響NF-κB蛋白二聚體來抑制炎癥反應(yīng)的一個(gè)重要線索。與NF-κB蛋白二聚體結(jié)合的IKB三聚體(IKKα，IKKβ，IKKγ結(jié)合的穩(wěn)定三聚體)對(duì)于炎癥信號(hào)的傳遞也同樣有著重要的作用，研究者通過進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)中藥黃芩中的黃芩素、黃芩苷、漢黃芩素，對(duì)炎癥通路中IKKα，IKKβ的磷酸化都有著良好的抑制作用。因此筆者猜測(cè)黃芩中的多種有效成分可以以NF-κB通路中的多個(gè)蛋白為靶點(diǎn)抑制炎癥信號(hào)的傳遞，減少炎癥介質(zhì)的產(chǎn)生，從而緩解炎癥反應(yīng)。

4對(duì)酪氨酸激酶(januskinase，JAK)

轉(zhuǎn)錄因子(STAT)通路的影響JAK-STAT信號(hào)通路是一條受細(xì)胞因子刺激而發(fā)生傳導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路之一。它能夠參與細(xì)胞的很多重要的生物學(xué)過程，例如細(xì)胞的增殖、炎癥反應(yīng)的調(diào)節(jié)等。與其他信號(hào)通路相比，JAK-STAT信號(hào)通路的傳遞過程相對(duì)比較簡(jiǎn)單。主要有3個(gè)主要的過程成，首先當(dāng)相應(yīng)受體與細(xì)胞因子結(jié)合后受體分子發(fā)生二聚化，然后與受體偶聯(lián)的JAK相互接近并通過交互的酪氨酸磷酸化作用而發(fā)生活化使JAK激活，最后，激酶JAK催化結(jié)合在受體上的STAT蛋白發(fā)生磷酸化修飾，活化的STAT蛋白以二聚體的形式進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi)與靶基因結(jié)合，調(diào)控基因的轉(zhuǎn)錄。Qi等人在有關(guān)LPS刺激RAW264.7小鼠巨噬細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)中證實(shí)，使用20，40，50μmol·L-1黃芩素處理培養(yǎng)細(xì)胞24h后，細(xì)胞對(duì)于LPS引起的JAK1/2磷酸化上升與STST1/3磷酸化上升都有著抵抗作用。從中表現(xiàn)出黃芩素以JAK蛋白與STTA蛋白為靶點(diǎn)的一些線索。

5結(jié)語與展望

黃芩作為傳統(tǒng)中