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烏藥提取物及有效成分抗肝損傷的藥理作用研究進展

作者:天津中草藥
烏藥提取物及有效成分抗肝損傷的藥理作用研究進展

來 源:歐陽婷,劉濤,歐陽林旗.烏藥提取物及有效成分抗肝損傷的藥理作用研究進展 [J]. 藥物評價研究, 2024, 47(1): 197-203.

烏藥提取物及有效成分抗肝損傷的藥理作用研究進展
烏藥提取物及有效成分抗肝損傷的藥理作用研究進展

肝髒是人體新陳代謝的重要器官,承擔着代謝、生物轉化、解毒、免疫等多種生理功能[1]。肝損傷主要是指肝細胞損傷,是各種肝髒疾病共有的病理狀态,其持續惡化會導緻脂肪肝、肝硬化、肝纖維化,甚至肝癌,嚴重危害身體健康。盡管現代醫學快速發展,較多抗肝損傷的化學藥已被開發應用于臨床,但大多面臨療效有限且不良反應多等問題。是以,開發安全有效的防治肝髒疾病的藥物迫在眉睫。中醫藥防治肝髒疾病曆史悠久,具有療效好、不良反應小、安全性高等獨特優勢,從傳統中藥開發新的治療藥物,可為臨床防治肝髒疾病提供更多的選擇。

烏藥為樟科山胡椒屬植物烏藥Lindera aggregata (Sims) Kosterm.的幹燥塊根,始載于唐代《本草拾遺》,有行氣止痛、溫腎散寒的功效,主要用于治療寒凝氣滞、胸腹脹痛、膀胱虛冷、遺尿尿頻等證[2]。烏藥在大陸資源豐富,多地均有栽培,現主産于浙江、江西、福建、湖南等地。烏藥的化學成分複雜,主要包括倍半萜類、生物堿類、黃酮類和揮發油等[3-4]。

烏藥提取物及有效成分具有抗氧化、抑菌、抗病毒、抗炎鎮痛、抗惡性良性腫瘤等廣泛藥理活性[3,5-6],對肺、腎髒、胃、肝髒等具有多髒器保護作用。現代藥理研究表明烏藥提取物及有效成分對酒精性肝損傷、化學性肝損傷、免疫性肝損傷等肝髒相關疾病均有保護作用,在防治肝髒疾病方面有廣闊的應用和開發前景。本文結合國内外文獻研究,就烏藥提取物及有效成分在酒精性肝損傷、化學性肝損傷、免疫性肝損傷、糖尿病合并肝損傷、脂肪肝、肝癌的應用及研究現狀進行綜述,以期為烏藥的進一步研究及新藥開發提供參考。

1 酒精性肝損傷

酒精是肝損傷的主要緻病因素之一,藥物抗酒精性肝損傷實驗常見的機制為抗氧化應激、修複肝髒發炎損傷、減少腸源性内毒素釋放、改善胰島素抵抗等。研究表明,烏藥可通過抗炎、抗氧化、調控内毒素釋放等機制發揮保護酒精性肝損傷的作用。

1.1 抗炎

降低或抑制發炎因子的表達能更好保護肝髒,修複肝髒發炎。在酒精性肝損傷模型中,烏藥能抑制惡性良性腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、核轉錄因子-κB(NF-κB)、白細胞介素-1β(IL-1β)等發炎因子的表達,進而減輕發炎反應,保護肝髒。

王軍偉等[7]采用梯度ig法建立急性酒精性肝損傷大鼠模型,造模的同時ig烏藥不同提取物(即水提取物、醇提取物、醇提取物石油醚萃取物、醇提取物醋酸乙酯萃取物、醇提取物正丁醇萃取物、醇提取部位萃取後水部位),品質濃度為0.5 g·mL-1,每日1次,ig容積10 mL·kg-1,連續10 d,陽性對照為0.225 mg·mL-1聯苯雙酯。結果發現烏藥各受試物能不同程度地保護肝髒,療效與聯苯雙酯相近,部分提取物優于聯苯雙酯;烏藥各受試物能不同程度地抑制模型大鼠肝組織NF-κB、TNF-α和IL-1β的表達,減少發炎媒體的生成,其中以烏藥醇提取物及醇提石油醚萃取物作用最為明顯。

有研究發現在酒精性肝損傷大鼠模型中,分别用1、2、3 g·kg-1烏藥乙醇提取物連續ig給藥10 d[8]。結果發現烏藥乙醇提取物可以顯著降低大鼠血清中的膽固醇(TC)、丙氨酸氨基轉移酶(ALT)、天冬氨酸氨基轉移酶(AST)、谷氨酰胺轉移酶(GGT)和總膽紅素(TBIL),并通過上調沉默資訊調節因子1(SIRT1)和核因子E2相關因子2(Nrf2)以及下調環氧合酶2(COX-2)和NF-κB來緩解發炎,證明烏藥乙醇提取物通過SIRT1/Nrf2/NF-κB信号通路緩解酒精誘發的肝損傷發炎。

1.2 抗氧化

酒精在代謝過程中可直接誘導細胞色素P450家族成員2E1(CYP2E1)的活性,産生大量自由基和活性氧(ROS),CYP2E1的活化是酒精導緻氧化應激的主要通路[9]。給予酒精後,體内CYP2E1的表達增加,由其所引起的氧化應激和膜磷脂過氧化可在短期内使肝髒損傷,是酒精性肝損傷的重要發病機制。

湯小剛等[10]建立了急性酒精性肝損傷大鼠模型,造模的同時分别ig給予烏藥水提取部位、醇提取部位、醇提取石油醚萃取部位、醇提取醋酸乙酯萃取部位、醇提取正丁醇萃取部位、醇提取萃取後水部位,品質濃度均為0.5 g·mL-1,體積10 mL·kg-1,每日1次,連續10 d,陽性對照為聯苯雙酯,測定了超氧化物歧化酶(SOD)和丙二醛(MDA)水準。結果顯示在大鼠急性酒精性肝損傷模型中,肝組織CYP2E1表達顯著增加,且與血清和肝組織MDA含量呈正相關,與SOD活性呈負相關,提示此時肝組織CYP2E1過度表達,誘發産生了強烈的肝髒脂質過氧化反應,肝組織損傷嚴重。

烏藥不同提取物能不同程度地抑制肝組織CYP2E1 mRNA的表達,降低血清及肝組織MDA含量,升高血清及肝組織SOD活性,提示烏藥不同提取部位對模型大鼠急性酒精性肝損傷均有一定的保護作用,該作用與其抑制CYP2E1 mRNA表達,提高肝組織抗氧化能力,減輕脂質過氧化反應有關。

其他研究者亦發現烏藥醇提取物能降低模型大鼠血清及肝組織MDA含量,升高SOD活性,提示烏藥有保護急性酒精性肝損傷及抗氧化作用[11]。此外,烏藥乙醇提取物還可通過SIRT1/Nrf2/NF-κB信号通路緩解酒精性肝損傷誘發的氧化應激[8]。

1.3 調控内毒素

酒精過量可緻肝損傷,且易緻腸道菌群紊亂,細菌死亡後,細胞壁破裂産生大量内毒素。腸黏膜損傷,腸通透性增加,腸道中内毒素經腸黏膜以及功能受損的Kupffer細胞進入血液,進行體循環,進入肝髒損害肝細胞,進一步加重肝損傷程度[12]。是以,通過調節腸道菌群,減輕腸通透性、減少内毒素滲漏和加快内毒素清除來保護肝髒,是治療酒精性肝病的重要途徑。

采用50%乙醇建立酒精性肝損傷大鼠模型,造模同時ig烏藥不同提取物(即烏藥水提取物、醇提取物、醇提取物石油醚萃取物、醇提取物醋酸乙酯萃取物、醇提取物正丁醇萃取物)4 g·kg-1,ig體積10 mL·kg-1,每日1次,連續33 d,陽性對照為蒙脫石散(0.9 g·kg-1)[13]。結果發現大鼠體内下腔靜脈及門靜脈血清ALT、AST以及發炎因子TBIL、TNF-α、IL-6、IL-1β、脂多糖(LPS)含量降低,說明烏藥可以抑制酒精引起的腸通透性增加,減少内毒素滲漏,進而減輕肝損傷;烏藥不同提取部位的保肝及減輕門靜脈内毒素血症作用強弱不一,呈正相關,以烏藥醇提石油醚萃取物和醇提正丁醇萃取物效果較好,水提物較弱。

譚明明等[14]建立了大鼠急性酒精性肝損傷模型,ig不同劑量烏藥醇提物(1、2、3 g·kg-1),ig容積10 mL·kg-1,每日1次,連續20 d,陽性對照為蒙脫石散(0.6 g·kg-1),發現不同劑量烏藥醇提物均能降低血清ALT、AST、TBIL含量,降低血清TNF-α、IL-6、IL-8、NF-κB、内毒素水準,減輕大鼠肝組織病理損傷,降低腸道黏膜的通透性,保護腸道的細菌微生态。結果提示烏藥醇提物通過調節腸道微生态,減輕腸道通透性,恢複腸道運動功能,減輕内毒素與Kupffer細胞表面受體結合,減少NF-κB的激活,最終減輕發炎因子的釋放而保護肝髒。

此外,烏藥提取物不僅可以通過抑制内毒素-TNF-α通路,改善酒精引起的腸黏膜損傷,減輕腸源性内毒素血症[15],還可通過增強小鼠的小腸運動功能,加快内毒素排洩來保護肝髒[16]。

2 化學性肝損傷

化學性物質如四氯化碳(CCl4)、D-氨基半乳糖、二甲基亞硝胺等經肝髒代謝所産生的代謝産物與肝細胞中的大分子物質結合,會引起膜系統發生脂質過氧化反應,導緻肝細胞壞死,肝組織不同程度損傷。研究表明烏藥醚内酯、烏藥複方對CCl4肝損傷具有一定的拮抗作用。

陳方亮等[17]采用CCl4建立肝損傷大鼠模型,造模期間分組ig烏藥醚内酯低、中、高劑量(5、15、45 mg·kg-1)及聯苯雙酯(200 mg·kg-1),給藥體積均為10 mL·kg-1,連續6周,發現烏藥醚内酯能劑量相關地降低模型大鼠血清ALT、AST活性;高劑量組還能顯著升高血清SOD、谷胱甘肽過氧化物酶活性,降低MDA含量和肝髒組織的病理變化評分,說明烏藥醚内酯通過提高抗氧化能力抑制CCl4誘導的肝損傷。

陳雅靜等[18]采用注射CCl4化學誘導建立慢性肝損傷和肝纖維化模型,造模的同時ig給予低、中、高劑量百合烏藥湯(分别為生藥5、15、45 g·kg-1),每天1次,對照組給予甘利欣,劑量58.5 g·kg-1。結果發現3種劑量的百合烏藥湯不僅降低了模型小鼠血清中ALT、AST含量,改善了肝功能,還改善了肝髒組織的病理學變化,減少了膠原纖維的沉積,表明百合烏藥湯對CCl4所緻的慢性肝損傷及肝纖維化具有較好的保護作用。

3 免疫性肝損傷

免疫性肝損傷是由免疫反應介導的肝實質發炎性病變,其重要特征是血清自身抗體陽性,肝組織内有大量的發炎細胞浸潤,進而導緻肝損傷。免疫性肝損傷是肝纖維化、肝硬化、肝癌等肝髒疾病轉歸和發生發展的誘發因素,治療免疫性肝損傷有着重要意義。刀豆凝集素A(ConA)緻小鼠肝損傷是常用的免疫性肝損傷模型。

潘建強等[19]預先ig給予小鼠高、中、低劑量(5.0、2.5、0.5 g·kg-1)烏藥乙醇提取物,每日1次,連續10 d,陽性藥物組給予聯苯雙酯溶液(0.10 g·kg-1),末次給藥後4 h尾iv ConA 25 mg·kg-1誘導ConA免疫性肝損傷模型,結果發現高、中、低劑量烏藥提取物能降低ConA模型小鼠肝、脾指數,高劑量組抑制肝髒指數增大的效果與陽性藥物聯苯雙酯組相似,說明烏藥提取物抑制肝髒、脾髒的增大與劑量有一定的相關性;中、高劑量烏藥提取物組可使血清ALT、AST水準顯著降低,且變化趨勢與藥物濃度成正比;各劑量組的MDA和TNF-α水準均顯著下降,高劑量組顯著提高SOD活性(P<0.05),說明烏藥可通過提高肝細胞中抗氧化酶活性,抑制肝細胞發生脂質過氧化等來降低ConA所緻免疫性肝損傷小鼠氧化應激程度,進而改善肝損傷情況。

4 糖尿病合并肝損傷

糖尿病合并肝損傷在臨床較為常見,為血糖、蛋白質、脂肪或水電解質紊亂引發發炎和氧化應激反應,進而導緻肝功能、肝髒糖脂代謝異常。目前沒有針對糖尿病并發肝損傷的特效藥[20],烏藥醚内酯和烏藥複方可通過不同機制改善糖尿病合并肝損傷。

謝巍等[21]發現大鼠原代肝細胞經不同濃度烏藥醚内酯(2.5、5、10、20 μmol·L-1)預孵育1.5 h後,5 μmol·L-1烏藥醚内酯即可顯著降低基礎水準下的糖異生,20 μmol·L-1烏藥醚内酯對糖異生的抑制率達59.2%,陽性化合物二甲雙胍(500 μmol·L-1)對糖異生的抑制率為46.5%,說明烏藥醚内酯抑制糖異生能力強,進一步研究發現烏藥醚内酯通過間接激活磷酸二酯酶(PDE)來減少大鼠原代肝細胞中環磷酸腺苷(cAMP)含量,降低環磷腺苷結合蛋白磷酸化水準,發揮肝糖異生抑制作用。此外,2型糖尿病小鼠模型實驗結果顯示,C57小鼠單次ig給予烏藥醚内酯50 mg·kg-1後肝髒PDE活性升高,cAMP含量減少,說明烏藥醚内酯可以有效激動肝髒PDE,進而抑制肝髒糖異生。

另有研究者[22]采用ip鍊脲佐菌素(STZ)誘導小鼠1型糖尿病并發肝損傷,陽性對照組sc胰島素0.091 U·kg-1,每日2次,烏藥百合湯組分别ig 15、5、2.5、1.25 g·kg-1·d-1的烏藥百合湯,連續6周。結果顯示烏藥百合湯可緩解1型糖尿病小鼠血清ALT和AST水準,改善肝髒病理形态結構,1.25 g·kg-1·d-1烏藥百合湯組肝髒組織中SOD含量升高,MDA降低,發炎因子TNF-α、NF-κB、IL-6和IL-8在mRNA水準的表達減少,肝髒中磷酸化蛋白激酶B/蛋白激酶B的比值升高,提示烏藥可通過抗炎、抗氧化、改善胰島素信号通路等機制發揮對1型糖尿病并發肝損傷的保護作用。

5 高脂血症及脂肪肝

高脂血症的發展可能導緻肝細胞中脂肪過多蓄積,肝細胞中發炎因子大量表達,肝組織腫脹變性,損傷肝功能,是以保護和修複肝髒功能是防治高脂血症的重要環節。劉慧芳等[23]建立高脂血症大鼠模型,造模成功後,ig給予烏藥醇提物低、中、高劑量(1、2、4 g·kg-1),每日1次,連續5周,陽性對照為阿托伐他汀6 mg·kg-1。結果顯示烏藥醇提物低、中劑量組能有效降低模型大鼠血清TC、TG含量,烏藥醇提物高劑量組能升高模型大鼠的高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)水準,各劑量烏藥醇提物組中大鼠肝髒TC、TG水準顯著下降,肝髒脂肪病變減輕,發炎細胞浸潤減少,提示烏藥醇提物對高脂血症介導的肝髒脂肪變有一定的改善作用。

韓月丹等[24]采用高脂飼料誘導高脂血症大鼠模型,烏藥葉低、高劑量組分别按0.8、1.6 g·kg-1的劑量ig烏藥葉提取物,連續給藥8周。結果顯示,低、高劑量組大鼠肝髒病理形态接近正常組,肝細胞排列較為整齊,發炎細胞浸潤明顯減輕,肝細胞内小脂滴數量顯著減少,細胞空泡化改善,Toll樣受體4(TLR-4)、NF-κB、TNF-α、IL-2蛋白表達均降低(P<0.05),其中以烏藥葉高劑量組效果更優,提示烏藥葉提取物對高脂血症模型大鼠的肝組織病理改變有顯著改善作用,其作用機制與阻斷TLR-4/NF-κB信号通路,減少TNF-α、IL-2蛋白表達有關。

孫嫣等[25]通過高脂飲食建立高脂血症大鼠模型,以低、高劑量(0.8、1.6 g·kg-1以生藥量計)的烏藥葉提取物ig,陽性對照組給予非諾貝特20 mg·kg-1,均連續給藥8周。結果發現,連續給藥4周,陽性藥組血清TG水準有顯著降低;連續給藥8周,高劑量烏藥葉提取物組血清中TC、TG和低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)的水準顯著降低,肝細胞脂質蓄積和脂肪變性程度均有不同程度的改善,低、高劑量組均可顯著提高模型大鼠肝髒腺苷酸活化蛋白激酶α(AMPKα)蛋白磷酸化水準。該研究證明烏藥葉提取物能降低血清脂質水準,改善肝細胞脂質蓄積,并且增加AMPKα蛋白磷酸化水準,激活AMPKα,進而促進脂質代謝。

此外,研究發現酒精性肝損傷大鼠模型血脂動态改變規律為先升高後降低,第3周末血脂達高峰,烏藥可以抑制酒精引起的高脂血症[26]。

6 肝癌

肝癌是世界第3大惡性惡性良性腫瘤,每年新增病例約84萬例,病死率較高。原發性肝癌在中國新發病例排第5位,死亡病例排第2位[27]。細胞增殖的失控和細胞凋亡的抑制是惡性良性腫瘤發生發展的重要特征。細胞形态學變化、DNA梯形化及sub-G1期細胞出現等一系列細胞和分子生物學特征,是細胞凋亡的顯著特征。

晏潤緯等[28]采用MTT法檢測并比較烏藥根揮發油(12.5~400 μg·mL-1)對人肝癌HepG2細胞和正常肝細胞HL-7702增殖的影響,并采用瓊脂糖凝膠電泳及流式細胞儀法研究烏藥根揮發油誘導HepG2細胞凋亡的作用。結果觀察到烏藥根揮發油明顯抑制人肝癌HepG2細胞的增殖,并具有濃度相關性,也能抑制人正常肝細胞HL-7702的生長,但在低濃度範圍時,其對肝癌細胞的毒性作用要明顯強于對正常細胞的作用,提示烏藥根揮發油有一定的癌細胞選擇性;經過80、100 μg·mL-1烏藥根揮發油處理24 h的HepG2細胞可以觀察到典型的DNA梯形化,經100、150、200 μg·mL-1烏藥根揮發油處理8 h後,sub-G1期細胞的含量逐漸升高,提示烏藥根揮發油是通過誘導HepG2細胞凋亡來抑制其增殖的,且呈濃度相關。

7 結語與展望

烏藥為大陸特色傳統中藥,民間及臨床應用曆史悠久,資源豐富,具有廣泛藥理活性。現代藥理研究發現烏藥水提取物、醇提取物、醇提取物的萃取物、葉提取物、根揮發油、烏藥醚内酯及烏藥複方有抗肝損傷作用,其作用機制為調節抗氧化能力,減少發炎因子釋放,減輕發炎反應,調控内毒素,調節腸道菌群,減少肝髒脂質沉積,激動肝髒PDE,改善胰島素信号通路,阻斷TLR-4/NF-κB信号通路等,證明了烏藥提取物及有效成分對酒精性肝損傷、化學性肝損傷、免疫性肝損傷、糖尿病合并肝損傷、脂肪肝、肝癌等有良好的預防和治療作用,提示烏藥在防治肝髒疾病方面具有廣闊的應用前景。

盡管目前研究顯示烏藥具有成為治療肝髒疾病藥物的潛力,但仍存在一些亟待解決的問題,總結為以下4點:(1)烏藥抗肝損傷相關的藥效物質基礎研究較少,現有研究多集中于動物實驗、體外細胞方面,未對烏藥具體活性成分進行全面系統的藥效物質篩選;(2)烏藥抗肝損傷作用研究尚處于初始階段,其抗肝損傷作用的作用機制、分子靶點、信号通路尚不明确;(3)烏藥臨床研究較為缺乏,需更多的臨床試驗來驗證烏藥對肝髒疾病的防治效果;(4)藥物作用具有雙重性,目前未見烏藥及其保肝活性成分的不良反應及作用機制的研究,未來應加大、加深該方面研究。

是以,未來可對烏藥活性成分進行全面系統的藥效物質篩選,明确抗肝損傷藥效成分;可基于烏藥某一或某類活性成分開展相關肝髒疾病防治作用、作用靶點、信号通路及基因組學等方面研究,為保肝新藥的開發提供基礎。考慮到将來烏藥保肝作用的臨床應用,烏藥在保肝應用的同時會不會存在潛在的肝髒毒性,可對烏藥及其活性成分的毒理作用以及作用機制、吸收和代謝進行深入研究,進而确定相對安全有效的使用劑量。