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中药皂苷抗衰老机制的研究进展

2022-07-11杨世培刘永琦修明慧杨晓轶杨馥嘉和建政

中国老年学杂志 2022年13期
关键词:麦冬皂苷抗炎

杨世培 刘永琦 修明慧 杨晓轶 杨馥嘉 和建政

(甘肃中医药大学 1基础医学院,甘肃 兰州 730000;2公共卫生学院)

衰老是一个复杂的不可避免的生物学过程。当机体功能器官发育成熟后,便开始出现衰老的迹象,随着时间的推移,发生如干细胞衰竭、线粒体功能障碍、免疫功能受损、自噬减少、表观遗传改变、体细胞和线粒体DNA突变累积、细胞间通讯异常、端粒丢失、营养感觉改变等变化。据联合国发布的《世界人口展望2019》显示:中国的老龄化率预计到2050年为26.1%,在全世界排第33位。因此抗衰老的研究具有重要的社会意义与现实意义。目前关于抗衰老的研究大多涉及以下几个学说:①自由基学说:随着年龄的增加,机体自由基清除能力下降,致使自由基富集化。提高清除自由基能力,减轻自由基攻击体内生物大分子和氧化应激反应,延缓机体的衰老〔1〕。②线粒体学说:线粒体的数量及功能与机体的衰老、神经退行性疾病有紧密联系。保护线粒体功能还可抑制细胞病理性凋亡,延长细胞寿命〔1,2〕。③炎性学说:炎症因子如白细胞介素(IL)-6,肿瘤坏死因子(TNF)α等长期激活会阻止免疫系统清除衰老细胞。衰老细胞还会诱导相邻细胞衰老,加速衰老过程,引起相关疾病包括癌症、阿尔茨海默病(AD)等〔3,4〕。④端粒酶学说:端粒位于真核细胞染色体末端,细胞每分裂一次,端粒也会随之缩短,直至染色体失稳,细胞衰老死亡。激活端粒酶可阻止端粒缩短,延缓细胞衰老,提升机体的健康状态〔5〕。

中医在几千年的临床应用中,积累了大量行之有效的抗衰老理论和临床经验。大致有肾虚致衰说、脾虚致衰说、体质说、脏腑阴阳虚损致衰说、情志致衰说等〔6〕。《素问·上古天真论篇》中说道:“女子七岁,肾气盛,齿更发长……天癸竭,地道不通,故形坏而无子也。丈夫八岁,肾气盛,发长齿更……天癸竭,精少,肾脏衰,形体皆极。八八则齿发去。”肾气的充盛促进人体生长发育,并在发育过程中起着主导作用。肾脏衰后,形体皆极,女子面焦发堕地道不通,男子齿发皆去而无子。肾为先天之本,精之处也,但精藏于肾而非生于肾,脾为气血生化之源,后天之精的生化之本。脾肾关系紧密,脾胃虚弱后,生化乏源,脏腑失养,其余脏腑也得不到后天之精的滋养,引起衰老。《寿世秘典·调摄》中说道:“胃强则肾充而精气旺,胃病则精伤而阳事衰。”因此古代医家在运用中医药抗衰老时离不开补肾填精壮命门、补益后天、舒活气血的药物,如人参、黄芪、山药、三七等。近年来中药以天然产物、毒副作用小、多成分、多靶点、多途径作用等〔7〕优势成为抗衰老研究中的热门领域。多糖与皂苷是补益类中药中主要的活性成分。中药多糖在抗衰老方面具有显著作用,通过增强抗氧化和清除自由基的能力,抑制衰老基因表达,调控细胞周期、延长生长期调整代谢平衡,增强或调控免疫功能等起到延缓衰老的作用。中药皂苷类物质也具有很高的抗衰老价值,不仅具有中药多靶点、多途径的优点,而且有效成分容易确定,兼具现代医学精细化的特点。目前,关于中药多糖的研究较为丰富〔8,9〕,总结也较为完善,但对皂苷类物质研究较少。皂苷主要分为两大类:三萜类和甾体类,具有抗氧化、抗衰老、抗炎、抗肿瘤等多种药理作用。因此本文总结了目前对中药皂苷抗衰老作用机制的研究,以探究其发挥作用的途径。

1 皂苷提取和分类

1.1传统提取方法 常用的传统提取方法有煎煮法、浸渍法、回流提取法等〔10〕。煎煮法的提取溶剂多为水,适用于提取一些与水极性相似的皂苷,操作简便,所需设备也很简易,但较耗时费力。当提取极性多样的皂苷时可采用浸渍法或回流提取法。回流提取法、浸渍法以有机溶剂作为提取液,也可混合多种溶液,改变单一的沸点提取多样极性的皂苷,拓宽了提取皂苷的适用面。传统的提取方法操作简便,可重复性较强,设备简便易得,但也存在提取效率较低、费时费力、无法大规模生产等不足。

1.2现代提取方法 现代的提取方法多包括微波提取法、超声提取法、高压或超高压提取技术、超临界CO2流体萃取法、酶提取法、仿生提取法等〔10,11〕。现代化提取方法极大提高了药材的利用率,充分将药材中的有效成分析出,压缩了提取时间,实现全或半自动化管理降低了人工成本,便于投入大工业生产。对于一些有特殊提取要求的皂苷,都可采用现代化或现代化辅助传统法,解决提取的难题。

2 三萜类皂苷

萜类是概括所有的异戊二烯的聚合物及其衍生物的总称。其中单帖和倍半萜比较集中的存在于挥发油中;二萜多分布于植物界;三萜以皂苷的形式广泛分布,由三萜皂苷元和糖、糖醛酸和其他有机质组成。常见的皂苷元主要分为四环三萜和五环三萜两大类,具有多方面的生物活性如抗癌、抗炎、抗过敏、治疗白血病、抗病毒、降血糖、防治心脑血管疾病等功能〔12〕。三萜皂苷在自然界中有的呈游离状态,有的呈酯或苷,分布范围较广,齐墩果酸、甘草酸、紫金牛属植物皂苷、远志属植物皂苷、杜茎山属植物皂苷等这些都属于三萜皂苷。

2.1人参皂苷 人参自古便是珍贵的药材和补品。人参皂苷是人参的主要次生代谢产物,约占人参总质量的4%,被认为是人参发挥多种作用的主要活性成分〔13,14〕。具有抗衰老、神经保护、提高免疫力和抗炎等功效。到目前为止已经从人参的根、茎、果等中分离出150种皂苷。以达玛烷型、齐墩果酸型及奥克梯隆型为主,达玛烷型皂苷又可因羟基的不同分为原人参二醇(PPD) 型皂苷和原人参三醇(PPT) 型皂苷,其中以PPD型皂苷为主要成分,占总皂苷的45%~60%。PPD型皂苷包括Ra1、Ra2、Ra3、Rb1、Rb2、Rb3、Rc、Rd、Rg3、F2、Rh2等单体皂苷,PPT型皂苷包括Re、Rf、Rg1、Rg2、Rh1等单体皂苷〔15〕。

人参皂苷Rg1是人参中主要的抗衰老成分之一,Sun等〔16〕研究发现在抗d-半乳糖所致衰老大鼠模型中,人参皂苷Rg1能显著降低β-半乳糖苷酶(SA-β-gal)的阳性细胞百分比及晚期糖基化终末产物(AGEs)的含量,并通过增加超氧化物歧化酶(SOD)的活性,催化谷胱甘肽(GSH)与过氧化氢(H2O2)之间的氧化还原反应,从而间接消除自由基和活性氧(ROS)的含量提高抗氧化能力。人参皂苷Rb1和Rg3为PPD型皂苷的代表成分,具有抗氧化的功效,在缺血衰老小鼠模型中〔17〕,人参皂苷Rb1 抑制了缺血刺激的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)氧化酶基因表达,包括Nox1型、Nox2型和Nox4型,以减轻缺血衰老小鼠的氧化应激刺激。并通过p16Ink4a-Rb和p53-p21Cip1/WAF1信号转导,减少DNA损伤反应〔18〕。人参皂苷Rg3可增加紫外线照射下正常人皮肤成纤维细胞的细胞外基质蛋白、生长相关即时基因和细胞增殖基因的表达,刺激抗氧化蛋白的表达增加,如核因子红系2相关因子(Nrf)2调控血红素加氧酶(HO)-1,以延缓皮肤衰老〔19〕。此外,人参皂苷Rg3能抑制细胞色素c从线粒体中释放,抑制细胞凋亡,恢复线粒体腺苷三磷酸(ATP)和膜电位,保护线粒体功能〔19〕。

人参皂苷具有神经保护作用,抑制衰老过程中的神经退行性改变。Cheng 等〔20〕发现人参皂苷Rg1与Rb1通过增加脑源性神经营养因子(BDNF)B细胞淋巴瘤/白血病(Bcl)-2基因和抗氧化酶的表达,促进形成新突触,抑制细胞凋亡和钙超载,达到保护神经元的作用。人参皂苷Rg1可显著降低磷酸化P-38,COX-2和前列腺(PG)E2阳性细胞率,抑制神经元凋亡。 这表明Rg1可能通过调控P-38信号通路以保护帕金森病(PD)中的多巴胺能,缓解神经退行性疾病造成的学习记忆障碍和空间认知障碍〔21〕。以人源Aβ1~42基因的秀丽隐杆线虫为AD病理模型时,人参皂苷组合物可以明显延缓因过度表达Aβ1~42基因产生的AD样病理特征,抑制Aβ蛋白在线虫体内异常沉积。人参皂苷组合物部分依赖于热休克转录因子(HSF)-1信号通路抑制Aβ寡聚物产生发挥抗AD作用〔22〕。经临床研究发现,AD患者口服七生力片(主要成分为人参皂苷Rg1)后,其长谷川痴呆量表(HDS) 和记忆商(MQ)积分均有改善,缓解了AD患者的临床病理症状〔23〕。

人参皂苷具有延缓免疫器官衰老、增强细胞吞噬、促进免疫细胞分化增殖实现提高免疫力的作用。在研究细胞衰老和细胞生长周期停滞的重要信号通路(P53-P21-Rb)时发现〔18〕,人参皂苷Rg1可降低脾细胞和胸腺细胞中的衰老相关蛋白P53、P21和Rb的表达水平,延缓免疫细胞衰老,改善免疫器官功能。人参皂苷Rg3能够增加网状内皮细胞的吞噬功能,增强免疫力〔24〕。人参皂苷Rh2能缓解小鼠放疗和免疫抑制剂所致的免疫低下状态,该作用促进天然免疫细胞分化成熟及免疫效应细胞的增殖,提高Th1型细胞因子的分泌水平,增强免疫功能〔25〕。也可抑制脂肪酸(FA)的合成,促进FA分解和酮体的产生,降低糖皮质激素的水平增强免疫〔26〕。人参皂苷Rb1通过抑制应激活化蛋白激酶(JNK)和p38来保护人脐静脉内皮细胞(HUVECs)免受TNF-α诱导的氧化应激和炎症。这种抑制作用抑制了核因子(NF)-κB信号传导,使细胞质中NF-κB表达降低,抑制相应细胞组NF-κB转录,并下调了炎症因子〔27〕。

2.2远志皂苷 远志,始载于《神农本草经》,位列上品,具有补益强壮,益智安神之效。皂苷是远志属植物中含有的一类结构较为复杂的成分,多为齐墩果烷型三萜皂苷,常见苷元有原远志皂苷元、2β-羟基-23-醛基齐墩果酸、2β-23-二羟基齐墩果酸等,在远志皮部(次生韧皮部)含量最高〔28,29〕。

现代研究表明,远志皂苷能显著提升机体的抗氧化能力。在d-半乳糖致衰老模型小鼠中,通过给予衰老小鼠远志皂苷可显著提高衰老小鼠体内过氧化氢酶(CAT)、SOD活力,降低丙二醛(MDA)含量,消除自由基对细胞的损伤,提高整个机体的抗氧化能力〔30〕。在H2O2诱导的大鼠模型中发现,PC12细胞经过H2O2处理后,细胞存活率下降,细胞膜出现损伤,乳酸脱氢酶(LDH)大量漏出,同时SOD活性降低,而远志皂苷可促进PC12细胞增殖,降低脂质、蛋白质及DNA的损伤,提高细胞的存活率,减轻细胞膜的损伤,增强SOD活性,以发挥抗氧化作用〔31〕。

随着年龄的增加,运动能力和认知功能也会随之逐渐减弱。远志皂苷XXXⅡ可以增加参与神经元可塑性和记忆形成的关键蛋白-BDNF的表达,在改善学习能力的同时提高记忆水平〔32〕。远志皂苷可抑制Aβ诱导的细胞存活率下降,降低其对细胞的毒性,减少细胞凋亡率、自噬体和自噬相关蛋白(LC-Ⅱ/LC-Ⅰ)增加,从而发挥神经保护作用〔33〕。显著抑制淀粉样前体蛋白(APP)/早老素基因(PS)1双转基因小鼠神经细胞凋亡,改善线粒体膜电位,维持线粒体膜电位的稳定性和线粒体氧化磷酸化的耦联程度,改善AD患者脑内神经细胞凋亡〔34〕。刘莹等〔35〕以果蝇为实验动物模型发现远志皂苷可以显著提高老年果蝇的运动能力,延长果蝇寿命。

远志皂苷具有抗炎,调节免疫力的药理作用。远志皂苷可减少脂多糖(LPS)刺激下BV2细胞中炎性细胞因子TNF-α的释放〔36〕。其作用机制包括抑制toll样受体(TLR)-4、磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)或I-κBα磷酸化,在不影响细胞活力的情况下完全阻止LPS诱导的TNF-α的释放。这些结果表明,远志皂苷F可以通过调节TLR4-PI3K /AKT-NF-κB信号通路来减少神经炎性细胞因子的释放〔37〕。远志皂苷可抑制小鼠胸腺指数及脾脏指数降低,缓解小鼠脏器的萎缩,减轻小鼠血清细胞因子IL-2和IL-6含量的降低,从而调节小鼠免疫功能〔30〕。

2.3黄芪皂苷 黄芪是一种常用的中草药,有健脾补中、升阳举陷、益卫固表的功效,皂苷是黄芪中重要的活性物质,主要有黄芪皂苷Ⅰ~Ⅷ,异黄芪皂苷Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ,乙酰基黄芪皂苷和大豆皂苷Ⅰ等〔38〕,其中以黄芪甲苷(黄芪皂苷Ⅳ)含量最高〔39〕。黄芪皂苷具有保护神经元、抗肿瘤、免疫调节、抗氧化等药理作用。

黄芪皂苷通过减少DNA损伤、调节凋亡蛋白家族、抑制线粒体通透性转换孔(mPTP)的开放等途径保护神经元。Yin等〔40〕研究发现中高剂量组黄芪皂苷Ⅳ的大鼠在脑缺血再灌注(I/R)后神经损伤明显低于其他组,黄芪皂苷Ⅳ通过促进己糖激酶与线粒体的结合,减少DNA损伤,以保护神经元免于凋亡并促进神经功能的恢复〔41〕。细胞的存活率在很大程度上取决于促凋亡和抗凋亡Bcl-2家族蛋白之间的平衡,凋亡调节蛋白也参与神经元的死亡,因此,促凋亡蛋白Bax /抗凋亡蛋白 Bcl-2比可能是细胞生长和保护的决定因素〔42,43〕。黄芪皂苷Ⅳ处理后可以显著降低Bax表达,同时在体外模型中增加Bcl-2的表达,发挥保护神经元的功效〔44〕。mPTP的开闭在神经元细胞的死亡中起着关键作用,其中ROS的存在是导致其打开的因素之一,经黄芪皂苷Ⅳ预处理后可抑制mPTP的开放以保护神经元细胞,并通过调节Notch信号通路促进神经干细胞的增殖和分化〔45,46〕。若与川芎嗪联合应用在大鼠I/R脑损伤模型中,可通过降低IL-1β、半胱氨酸蛋白酶(caspase)-3基因的表达,保护脑神经〔47〕。经黄芪总苷、黄芪甲苷治疗后的AD大鼠,逃避潜伏期及游泳总距离与模型组相比均有显著性差异,海马区域神经元细胞标志物(NeuN)阳性细胞数目明显增加,可缓解由Aβ25-35诱导大鼠的神经元损伤〔48〕。

黄芪皂苷具有很强的抗炎及抗氧化应激的药理作用。李彦荣等〔38〕研究发现神经炎症和氧化应激主要在于Nrf2途径的激活和NF-κB等炎性体信号通路的抑制,而黄芪皂苷Ⅳ可以保护运动功能和多巴胺能神经元免受神经炎症和氧化应激的影响,并且黄芪皂苷在体内和体外都可抑制NF-κB介导的NLRP3炎性体活化,促使Nrf2活化。黄芪皂苷Ⅳ还可显著减少由LPS诱导的BV2小胶质细胞的ROS生成。在1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶(MPTP)诱导的PD小鼠模型中,黄芪皂苷Ⅳ可逆转由于MPTP施用引起抗氧化酶活性的显著降低,这其中包括SOD,GSH-Px,总谷胱甘肽和氧化型谷胱甘肽(GSSG)的抗氧化酶活性〔49〕。这些发现表明,黄芪皂苷Ⅳ可有效预防神经炎症和氧化应激相关疾病。黄芪皂苷Ⅳ作为一种有效的神经保护剂,具有很高的治疗神经退行性疾病特效药的开发前景。

黄芪皂苷具有调节免疫系统的功能。杨小敏等〔50〕研究发现,黄芪皂苷可能通过增加巨噬细胞内游离Ca2+浓度的途径影响细胞的信息传递,激活巨噬细胞,发挥免疫调节作用。自然杀伤(NK)细胞在自身免疫调节中发挥着非常重要的作用,是源自骨髓的先天免疫细胞〔51〕。其中干扰素(IFN)-γ主要是由NK细胞分泌,它可以阻止肿瘤细胞的增殖、肿瘤血管的生成并延缓多阶段的癌变〔52〕。黄芪皂苷Ⅲ在低剂量对丝裂原ConA(刀豆蛋白) 诱导脾淋巴细胞IFN-γ的产生有一定促进作用,说明黄芪皂苷Ⅲ通过IFN-γ信号通路介导免疫调节作用〔53〕。黄芪皂苷Ⅳ则是通过上调NK细胞的免疫应答,提高IFN-γ、NKG2D和Fas的产生,间接或直接影响肿瘤细胞的活性〔54〕,并且可以诱导 NK细胞的受体配体在癌细胞上的表达,增强对肿瘤的免疫监视〔55〕。黄芪皂苷Ⅱ可抑制自噬机制,其作用途径可能是调控介导自噬相关通路PI3K-AKT-mTOR通路,从而抑制高迁移率族蛋白(HMG)B1细胞核向细胞质转移,进而干扰自噬溶酶体功能〔56〕。

2.4三七皂苷 三七是五加科人参属植物三七的干燥根及根茎,别名金不换,具有消炎消肿、镇痛等功效〔57〕。三七皂苷是从根或叶中提取的主要活性成分,具有抗炎、抗肿瘤、减轻神经元损伤和抗凋亡的活性〔58~61〕。三七皂苷大多数为达玛烷型的四环三萜,根据分子母核结构的C-6位是否存在羟基取代,又可将三七皂苷分为PPD型、PPT型和特殊类型结构皂苷。其中PPD型皂苷为其主要活性成分,包括三七皂苷Fa、Fc、R4及人参皂苷Rb1、Rb2等,PPT型皂苷包括三七皂苷R1、R2及人参皂苷Rg1、Rg2等〔62〕。

某些miRNA的失调会导致一些疾病的炎症因子的产生不受控制,而当炎症因子过度产生时,JNK信号通路会在细胞炎症应答中被激活,影响促炎性细胞因子的生成〔63~66〕。其中miRNA(miR)-132已被证明与炎症调节的关系是非常紧密的〔67〕。Sun等〔68〕通过实验发现三七皂苷R1可以通过上调miR-132以抑制促炎性细胞因子的产生,减轻细胞的炎性损伤。并且通过miR-132介导,改善JNK信号通路以发挥抗炎作用。

三七皂苷可以通过多种途径发挥抗肿瘤的作用。尚西亮等〔69〕研究发现,三七总皂苷对人肝癌SMMC-7721细胞增殖具有抑制作用,主要通过诱导SMMC-7721细胞凋亡、上调或恢复SMMC-7721细胞的缝隙连接细胞间通信等途径,并发现与三七总皂苷浓度、作用时间呈正相关。三七总皂苷可以使β-catenin的细胞核内分布减少,细胞核内蛋白水平减少,且Wnt激活剂可以逆转这种趋势,说明三七总皂苷可以通过抑制WNT/β-catenin通路起到抑制胃癌细胞系增殖、转移和侵袭的作用〔70〕。

三七皂苷对多种神经退行性病变皆有治疗作用〔71〕。三七皂苷R1可以明显减少脑I/R大鼠的脑梗死面积、显著增加BDNF的表达、增强相应的抗凋亡因子的活力,最终可以减少神经细胞的凋亡〔72〕。临床上对老年痴呆患者给药三七总皂苷并配合康复训练,简明智能状态检查(MMSE)量表的评分明显高于对照组。表明三七总皂苷在改善老年痴呆患者认知功能具有一定的疗效〔73〕。因此,三七皂苷具有治疗老年神经退行性病变的开发前景。

3 甾体类皂苷

皂苷的苷元中甾体化合物多分布于百合科、玄参科等。多为无色或乳白色无定形粉末,极性较大,易溶于水、热甲醇和乙醇〔12〕,具有抗氧化、抗肿瘤、抗炎等多种药理活性。

3.1百合皂苷 百合首载于《神农本草经》,性平无毒,为常用的药食同源药物之一,具有养阴安神,清肺宁心等功效〔74〕。现代药理学研究发现,百合皂苷根据苷元不同分为四大类:螺甾烷醇型、异螺甾烷醇型、变形螺甾烷醇型和呋甾烷醇型皂苷。目前分离得到的甾体皂苷类化合物至少有82种,以异螺甾烷醇型皂苷为主〔75〕。百合皂苷进行药理研究发现,百合皂苷具有抗氧化、抗炎、调节自身免疫功能和抗疲劳等作用〔76〕。何纯莲等〔77〕发现与普通抗氧化剂相比,百合皂苷的抗氧化能力更强,对羟自由基的清除率高于人参皂苷。同时,百合总皂苷对人血红细胞氧化溶血及人红细胞膜脂质过氧化具有明显的抑制作用〔78〕,这说明百合皂苷可通过抑制脂质过氧化和加强自由基清除能力这两个方面达到抗氧化的功效。Kwon等〔79〕发现百合甲醇提取物通过抑制一氧化氮(NO)的活性实现抗炎作用。百合总皂苷具有免疫促进作用,显著提高免疫低下小鼠腹腔巨噬细胞的吞噬百分率及吞噬指数,促进溶血素和溶血空斑的形成,促进淋巴细胞的转化〔78〕。因此,百合皂苷具有作为日常抗衰老保健品的研发潜质。

3.2麦冬皂苷 麦冬,又名麦门冬、寸冬,《神农本草经》中将麦冬列为上品具有滋阴生津、润肺清心的功能,为食药同源中药之一〔74〕。麦冬中具有多种化学成分,其中以甾体类皂苷为最主要的药理成分,分离出了约72种甾体皂苷,根据其基本化学结构可分为螺甾烷醇型和呋甾烷醇型,主要为螺甾烷醇型化合物中鲁斯可皂苷元和薯蓣皂苷元——麦冬皂苷A、B、C、D、P、Q等〔80〕。据现代药理学研究,麦冬皂苷据研究具有抗炎、抗肿瘤、延缓衰老的作用〔81~83〕。

麦冬皂苷可通过清除自由基、抑制脂质过氧化调节细胞内蛋白表达等提高机体的抗氧化能力。麦冬皂苷通过增加机体对GSH过氧化物酶(GSH-Px)的合成,清除自由基、减少脂质过氧化以减轻对DNA的损伤,发挥抗氧化的作用〔81〕。麦冬皂苷D能阻断NF-κB和胞外调节蛋白激酶(ERK)信号级联反应,抑制H2O2诱导的血管内皮细胞的脂质过氧化,从而减少ROS的产生,降低氧化酶的活性,起到提升细胞抗氧化能力的作用〔83〕。空气中的PM2.5可显著上调PI3K的表达及Akt的磷酸化水平,而麦冬皂苷D干预可降低细胞内PI3K、p-Akt蛋白的表达,活化NF-κB p65。麦冬皂苷D可能是通过PI3K/AKT/NF-κB信号通路,减轻PM2.5诱导的氧化损伤,从而保护肺泡上皮细胞〔84〕。

武晓群〔82〕研究发现15 μmol/L和10 μmol/L麦冬皂苷D组与对照组相比,对d-半乳糖致衰的人胚肺细胞有显著的保护作用。在透射电镜下可以发现麦冬皂苷D组的线粒体肿胀明显减轻,通过实验观察可以发现麦冬皂苷是通过下调凋亡因子蛋白的表达来降低细胞凋亡率,并对衰老细胞进行形态学上的修复,以达到延缓细胞衰老的目的。

麦冬皂苷D在特应性皮炎中发挥的抗炎作用〔84〕。麦冬皂苷D通过丝裂原活化蛋白激酶(MAPKs)和NF-κB信号通路的抑制作用,降低细胞中促炎因子表达发挥抗炎作用。还可以调控CYP2J2/EETs-PPARα通路中CYP2J2的水平,发挥内皮细胞抗炎效应达到抗炎的目的。麦冬皂苷D可减轻PM2.5引起的MLE-12细胞炎性损伤,其机制与抑制NF-κB p65入核及其相关信号通路激活有关〔85〕。

4 其他皂苷

见表1。

表1 其他皂苷的主要功能及作用途径

5 小结与展望

炎性因子的长期激活使免疫细胞降低对衰老细胞的识别与清除,加重机体的负担。皂苷类物质通过影响经典信号通路miR-132、NF-κB、Wnt/β-catenin等降低促炎因子的表达,减轻细胞的炎性损伤,缓解炎性刺激,提升细胞的活性水平,延长机体寿命。当机体处于应激状态时,会产生大量游离的自由氧,超出机体代谢能力时,便会打破体内的氧稳态,对机体造成伤害。皂苷类物质通过提高机体对自由基的清除能力、减少脂质过氧化、降低ROS的损伤等,降低氧化应激对机体的刺激,使ROS维持在机体的正常范围之内。同时降低免疫器官的负担,提高细胞存活率,延长细胞寿命。皂苷类物质提升吞噬细胞的吞噬能力、改善免疫器官功能,促进免疫效应细胞的增殖调节免疫力,增强机体抵御疾病的能力,减少癌症、退行性疾病的发病率,提高生活质量。

当前对皂苷抗衰老的分子机制的研究非常有限,以模式动物如果蝇、线虫、斑马鱼等能高效,快速的解析皂苷的调控机制。调控衰老的分子机制主要有雷帕霉素(TOR)、胰岛素/IGF、腺苷一磷酸活化蛋白激酶(AMPK)、Sirtuin信号通路及去乙酰化酶等。其中,胰岛素/胰岛素样生长因子(IGF)-1 信号(IIS)通路具有多种生物学效应,在多种生物中都具有高度的保守性。它是机体衰老过程中最具代表性也是研究最多的途径之一,通过调控激酶之间的级联反应,使转录因子FOXO/DAF-16磷酸化,调控如DNA修复基因等抗衰老的相关基因的启动转录,从而影响机体的代谢、生殖与衰老〔106〕。TOR通路是另一个独立于IIS通路的寿命调控信号通路。在线虫实验中证实,TOR蛋白通过激活S6激酶(S6KI)调节体内蛋白,维持体内营养稳态〔107〕。AMPK信号通路调控着机体的能量代谢,AMPK激酶是体内的营养、能量传感器,通过抑制ATP的消耗,促进 ATP 的产生快速恢复细胞的活力,保护线粒体的功能,清除衰老或受损细胞,以达到延长寿命的目的〔108〕。JNK通路是一种应激感应信号通路,包含紫外线辐射和氧化应激等激活方式。有研究发现突变的果蝇神经元中JNK信号传导增强,与野生型果蝇相比氧化损伤积累的较少,寿命也更长〔109〕。

虽在化学结构、生物活性等方面已进行了系统、深入的研究,但仍有问题需要探索:一些皂苷小分子的活性尚未进行药理学研究,其作用机制还未明确;中药多靶点,增效减毒的特点是否也适用于联合运用的小分子中药皂苷;皂苷作用的基因相关性及药物靶点还有待深入探究。因此仍需探索更科学有效的科研方法,进一步完善中药皂苷的研究,深入对皂苷的了解,应用新方法新技术、安全高效的开发中药类皂苷,降低其毒副作用,弘扬祖国传统医学。

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