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樟芝三萜类化合物的抗炎作用

* 来源 : * 作者 : admin * 发表时间 : 2017-09-29 * 浏览 : 7
作者:张毅红

 

炎症是许多病理状态中机体对有害刺激的应答。例如,一些肿瘤在发生前或发生时常有慢性炎症。

 

        据报导,慢性炎症与1 /4 以上的肿瘤发生相关,相当于全世界每年约320 多万人罹患炎症相关的肿瘤[1]。如石棉吸入与间皮瘤,二氧化硅吸入、吸烟、支气管哮喘与支气管癌,宫颈炎、HPV 感染与宫颈癌,盆腔炎及卵巢上皮炎症与卵巢癌,EB 病毒感染与鼻咽癌,HIV 感染与卡西波肉瘤,返流性食管炎与食管癌,幽门螺旋杆菌感染相关性胃炎与胃癌,慢性胰腺炎与胰腺癌,慢性肝炎与肝细胞癌,炎症性肠病与结直肠癌等[2-7]。

 

        炎症的预防和治疗对推迟许多癌症,如胃癌、结肠癌、肝癌、胰腺癌等的发生和发展都有积极的作用。而一些天然药物也因其具有预防和治疗炎症的功能而备受关注。

 

        近年来,寄生于台湾特有种牛樟树的药用真菌樟芝,由于广泛的药理作用而备受关注,例如其在抗癌、抗炎、免疫调节、抗病毒、保护肝脏等方面都有显著的效果[8]。

 

        到目前为止,研究人员在樟芝中总共分离鉴定出了35 种具有抗炎作用的化合物,包括三萜类化合物、琥珀/马来酸衍生物、苯环型化合物、苯醌衍生物、多糖和其它化合物[8-14],其中以三萜类化合物的数量最多( 11 ) 且有显著的抗炎作用。

 

        本文对樟芝中拥有抗炎作用的三萜类化合物进行了总结,为炎症的预防和治疗以及炎症相关性肿瘤的预防提供新的思路。

 

1 樟芝中的三萜

        三萜类化合物是自然界常被发现的天然化合物,尤其以植物含量最多,大多是由30 个碳原子组成,属于次级代谢物。樟芝刚被发现的时候,被误以为是灵芝的一种,它的医疗效果也常被用来和灵芝比较。

 

        事实上,樟芝中三萜类化合物和灵芝中三萜类化合物是不尽相同的,灵芝中主要以羊毛甾烷类( lanostanes) 三萜为主[15],而樟芝中则含有较多的麦角甾烷类( ergostanes) 三萜[16]。羊毛甾烷类的三萜也常在其它真菌中被发现,而麦角甾烷三萜类化合物则比较罕见,可作为鉴定樟芝的指标成分。三萜类化合物与胆固醇和类固醇激素的结构非常相似,故其或能通过模拟类固醇激素或干扰胆固醇的代谢来发挥抗炎效应。

 

2 三萜化合物抗炎活性的研究

        嗜中性粒细胞中活性氧簇( reactive oxygen species,ROS) 的生成和细胞牢固黏附是2 种在发炎期间表现出的重要炎症应答。

 

        为了确定樟芝中4 种麦角甾烷类三萜化合物zhankuic acid ABC( antcinBIH) antcin K 是否能防止嗜中性粒细胞引起的炎症应答,Shen 等[17]评估了这些化合物对甲酰甲硫氨酰-亮氨酰-苯丙氨酸( formylmethionyl leucyl phenylalaninefMLP) 和卟啉醇肉豆蔻酸乙酸酯( phorbolmyristate acetatePMA) 活化的外周人嗜中性粒细胞的影响。

 

        1 25 μmol /L zhankuic acid ABCantcin K 进行预处理,通过化学发光实验分析,发现fMLP PMA 诱导的ROS 生成表现出浓度依赖性

减少,所对应的IC50值在5 20 μmol /L 之间[17]。再者, zhankuic acid ABC antcin K 还显著抑制了fMLP PMA 诱导的细胞牢固黏附,并且没有干扰Mac-1( CD11b /CD18) 表面蛋白( 一种介导嗜中性粒细胞对内皮细胞牢固黏附的β2-整合素) 表达的上调[17]。

 

        另外,这些物质所引起的抗炎作用并不是由于细胞毒性,因为与对照组相比,细胞活力没有发生显著变化[17]。这些结果表明这几种三萜化合物对嗜中性粒细胞ROS 生成和细胞牢固黏附的抑制没有显著的细胞毒性,即这几种化合物可以作为临床上潜在的抗炎药物。

 

        最近一项研究阐述了樟芝麦角甾烷类三萜抗炎作用的分子机理。研究人员从樟芝子实体中分离纯化出5 种三萜类化合物antcin ABCHK,发现其中的antcin A 与糖皮质类激素可的松( cortisone) 和地塞米松( dexamethasone) 的化学结构最相似,见图1

1 糖皮质激素与5 种三萜化合物的化学结构式

 

        由于结构的相似,antcin A 导致了人肺腺癌细胞A549 中糖皮质激素受体( glucocorticoid receptorG)从细胞质中易位至细胞核。分子模型显示,尽管它们C-17 位的端基有所不同[18],antcin A 以及糖皮质激素可以稳定地与G 的结合腔反应。

 

        因此,antcinA 作为一种活性成分,可能是樟芝抗炎的至少一部分原因,其抗炎的分子机理与糖皮质激素诱导的分子机理相同,即antcin A 可以模拟糖皮质激素。由于antcin A 的亲脂性,很容易扩散通过细胞膜,接着与细胞质的G 结合。

 

        antcin A 结合后,G 与热休克蛋白分离,然后G/antcin A 复合物形成二聚物,最后易位至细胞核。在细胞核中,G/antcin A 与目标基因的糖皮质激素反应组件( glucocorticoid responseelementGE) 结合,进而调控基因的表达,例如增加抗炎因子的表达,降低促炎因子的表达[18]。

 

        此外,这5 种化合物中,只有antcin A 能够模拟糖皮质激素,导致G 的细胞核易位。Antcin A 和其它4antcins 的主要区别在于后面这些三萜类化合物在它们的C-7 位置额外多了一个羰基或者羟基。分子模型表明antcin A 或者糖皮质激素的C-7 部位暴露于G 结合腔的疏水域,因此其余4 C-7 位因为拥有额外亲水基团的antcins 很可能当它们靠近G 的时候被排斥[18]。

 

        然而,尽管体外实验显示这4 antcins 未能导致G 的细胞核易位,但它们有可能在体内通过模拟糖皮质激素产生抗炎作用,因为肠道菌群或者肝肠循环可能会将C-7 位的亲水基团去除[18]。

 

        致病菌幽门螺旋杆菌( Helicobacter pyloriHp) 是导致胃癌发生的首要危险因素。Hp 毒力因子,细胞毒素相关基因A( cytotoxin-associated gene ACagA)与富胆固醇的微区相互作用,导致胃黏膜上皮细胞产生炎症[29]。

 

        Lin 等[9]发现从樟芝中提取出来的麦角甾烷类三萜化合物methyl antcinate B( MAB) 可以抑制CagA 的易位和磷酸化,50 μmol /L MAB 使其易位和磷酸化分别减少了52% 60%,并引起HP感染的胃黏膜上皮细胞中蜂鸟表型的减少。MAB 还可以通过减弱NF-κB 的活化、p65 NF-κB 的易位和IκB-α 的磷酸化抑制Hp 诱导的炎症反应,这表明MAB 可以调控CagA 介导的信号通路[9]。

 

        此外,MAB 也可以抑制Hp 感染的胃黏膜上皮细胞中IL-8荧光素酶的活性及其分泌。分子结构模拟显示MABCagA 相互作用,其方式与胆固醇相似。胆固醇与固定化的CagA 的结合因MAB 水平的增加而受到抑制[9]。这项研究表明MAB 能够通过干扰胆固醇发挥抗炎效应,有望成为治疗Hp CagA 诱导的炎症反应的候选药物。

 

        另一项关于樟芝抗炎的研究发现樟芝深层发酵液中的ergostatrien-3β-ol( ST1) 在大鼠体内具有抗炎和镇痛作用。通过抗炎实验发现,在λ-角叉菜胶( carrageeninCarr) 处理4 h 5 h 后,ST1 ( 10 mg /kg) 可以使大鼠脚爪的水肿减弱,而且使肝脏中过氧化氢酶( catalaseCAT) 、超氧化物歧化酶(superoxidedismutaseSOD) 和谷胱甘肽过氧化物酶( glutathioneperoxidaseGPx) 的活性增加,同时ST1 可明显降低Carr 处理5 h 后大鼠水肿的脚爪中丙二醛的含量[10]。

 

       ST1( 15 10 mg /kg) 还可减少Carr 处理5h 后大鼠水肿脚爪里血清肿瘤坏死因数α[10]。蛋白印记实验结果显示ST1( 10 mg /kg) 能减少5 h 后大鼠水肿爪子里Carr 诱导的诱导型一氧化氮合酶( induciblenitric oxide synthase iNOS) 和环氧合酶-2( cyclooxygenase-2COX-2) 的表达。

 

        ST1 以腹膜内注射形式对大鼠进行处理时,发现ST1 也可以减少嗜中性粒细胞浸润到有炎症的部分,从而达到消炎镇痛的效果[10]。由此可以看出,ST1 可以通过对TNF-α 和ROS 促炎因子的抑制,增加肝脏中CATSOD GPx 的活性,来减少大鼠水肿脚爪中iNOS COX-2的水平。

 

        进一步分析ST1 的化学结构( 2) ,可以发现ST1 的结构与胆固醇的结构非常相似,因此可以推测ST1 抗炎的分子机理可能与干扰胆固醇的作用有关,仍需要进一步的研究证实。

2 ST1 化学结构式

 

        除麦角甾烷类外,樟芝中的某些羊毛甾烷类三萜也被发现有抗炎活性。体外研究表明樟芝中的2种羊毛甾烷类三萜化合物eburicoic acid ( T1) dehydroeburicoic acid ( T2) 以剂量依赖的方式降低了fMLP PMA 诱导的外周人中性粒细胞中ROS 的生成,并且这种作用并不是由于细胞毒性效应引起的,因为相对于对照组来讲,实验组的细胞活力没有显著改变[19]。

 

        Deng 等[11]进一步对这2 种三萜类化合物在小鼠体内的镇痛和抗炎活性进行了测定。研究发现,T1 T2 可以显著抑制一系列醋酸诱导的扭体反应和福尔马林诱导的后期疼痛。在抗炎实验中,T1T2 可以减轻在Carr 给药4 h 5 h 后的足肿胀,并且可以增加小鼠水肿组织中CATSOD GPx 的活性。

 

        同时发现在Carr 给药5 h 后,T1 T2 可以明显降低水肿脚爪或血清中的丙二醛( malondialdehydeMDA) 、一氧化氮( nitric oxideNO) TNF-α和白细胞介素-1β( interleukin-1β IL-1β) 的水平。其中10 mg /kg T1 使MDANOTNF-α IL-1β 分别降低了48. 18%35. 18%53. 64% 24. 81%10mg /kg T2 使其分别降低了56. 93%45. 02%62. 76%32. 49%11]。

 

        蛋白印迹结果表明,T1 T2 可以明显降低Carr 给药第5 h 后的水肿脚爪中iNOS COX-2 的表达,以及嗜中性粒细胞对水肿脚爪的浸润[11]。

 

        以上结果表明,T1 T2 的抗炎机制可能与炎症细胞因子的减少和抗氧化酶活性的增加有关。

 

        此外,T1 T2 的化学结构( 3) 同样与糖皮质激素结构相似,且C-7 位无亲水基团,因此可以推测,T1 T2 抗炎的分子机理可能与糖皮质激素相似,即可与G 受体结合,易位至细胞核,调控基因表达,导致促炎因子的表达降低,抗炎因子的表达增加。这种推测需要进一步的研究证实。

 

3 结论与展望

 

        台湾特有真菌樟芝中的三萜类化合物,尤其是麦角甾烷类化合物具有显著的抗炎活性。

 

        研究表明,樟芝中的三萜类化合物能显著降低促炎因子的表达,增加抗氧化酶的活性。由于樟芝中的三萜类化合物,尤其麦角甾烷类的结构与类固醇激素和胆固醇的结构相似,故其或能模拟类固醇激素,与其受体结合,易位至细胞核,调控基因表达,或者能干扰胆固醇的作用,从而发挥抗炎效应。

 

        樟芝中的这些三萜化合物虽然有成为抗炎药物的潜力,然而需要进一步的研究完善三萜化合物的抗炎机理,并且需要开展更多的动物实验和临床试验以确定其有效剂量的范围。

 

作者 张毅红

香港中医科学院

发表于《中国病理生理杂志》201531( 2)

 

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