李月陽,雷根平,董 盛,馮冠強
(1.陜西中醫(yī)藥大學(xué),陜西 咸陽 712046;2.陜西中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院,陜西 咸陽 712000)
柴胡為傘形科植物柴胡(Bupleurem chinenseDC.)或 狹 葉 柴 胡(Bupleurem scorzonerifoliumWilld.)的干燥根,因其性狀的差異,習(xí)慣將前者稱為“北柴胡”,后者稱為“南柴胡”。柴胡已經(jīng)在中國使用了幾個世紀(jì),是最古老、最常用的中草藥之一。柴胡始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》,“柴胡,味苦,平。主心腹,去腸胃中結(jié)氣,飲食積聚,寒熱邪氣,推陳出新。久服,輕身,明目,益精。一名地熏。生川谷?!薄度杖A子本草》言其:“補五勞七傷,除煩止驚,益氣力,消痰止嗽,潤心肺,添精補髓?!薄端幮哉摗芬嘌云洌骸爸螣釀诠枪?jié)煩疼,熱氣,肩背疼痛,宣暢血氣?!?020 年版中國藥典對柴胡的描述為“辛、苦,微寒。歸肝、膽、肺經(jīng)。有疏散退熱,疏肝解郁,升舉陽氣的功效?!爆F(xiàn)代藥理學(xué)表明,柴胡主要含有皂苷、多糖、黃酮等多種化學(xué)成分,具有抗癌、抗抑郁、抗炎、保護心臟、保護肝臟、保護腎臟等藥理作用[1-3]。本文系統(tǒng)整理了國內(nèi)外近年來關(guān)于柴胡的研究報道,從現(xiàn)代藥理作用方面進行總結(jié),以期為柴胡的深度開發(fā)和合理應(yīng)用提供參考。
柴胡具有多種藥理活性,具有抗癌、抗抑郁、抗炎、保護心臟、保護肝臟、保護腎臟等藥理作用。
柴胡可以通過調(diào)節(jié)凋亡信號通路、激活炎癥信號通路、影響基因表達、調(diào)節(jié)免疫等多個維度抑制細胞增值、誘導(dǎo)細胞凋亡,從而發(fā)揮抗癌的作用。
柴胡皂苷A(saikosaponin A,SSA)減少了三陰性乳腺癌(triple negative breast cancer,TNBC)細胞的增殖和菌落形成,抑制了原位腫瘤的生長,阻滯TNBC 細胞向SDF-1α 的遷移和侵襲以及向肺部的轉(zhuǎn)移,同時也抑制了TNBC 中磷酸化AKT、mTOR、MMP-2 和MMP-9 的 表 達。表 明SSA 可以通過下調(diào)參與PI3K/AKT/mTOR 和MMP 信號通路的CXCR4 在TNBC 細胞中的表達,發(fā)揮抑制TNBC 細胞的的增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移作用,可作為TNBC 未來的治療藥物[4]。
柴胡皂苷D(saikosaponin D,SSD)可顯著降低胰腺癌細胞的細胞活力,誘導(dǎo)細胞凋亡,激活Caspase 蛋白裂解,使FoxO3a 轉(zhuǎn)錄因子在胰腺癌細胞中的表達增加,并誘導(dǎo)BxPC3 細胞中MKK4-JNK 信號通路的激活。該實驗結(jié)果證明了SSD通過上調(diào)MKK4-JNK 信號通路,抑制了胰腺癌細胞的增殖,并誘導(dǎo)凋亡,也表明MKK4-JNK 途徑可以是治療胰腺癌的潛在目標(biāo),可以成為胰腺癌治療的主要候選藥物[5]。
Zhao 等[6]通過使用二甲基苯蒽(100 mg/kg)灌胃誘發(fā)乳腺癌大鼠模型,實驗結(jié)果表明,與對照組相比,SSA 顯著抑制了腫瘤細胞的生長和增殖,調(diào)節(jié)了腫瘤的免疫細胞浸潤,通過升高血清IFN-γ、IL-12 水 平 和 降 低 血 清IL-4、IL-10 水 平 來促 進Th1/Th2 到Th1 的 轉(zhuǎn) 移,增 加IL-12、IL-12 受體和磷酸化的STAT4 表達。由此得出結(jié)論,SSA 可以通過將Th1/Th2 的平衡向Th1 轉(zhuǎn)移來抑制乳腺癌細胞的增長,其潛在的機制可能與誘導(dǎo)Th1 分化的IL-12/STAT4 途徑的激活有關(guān)。
SSD 對人類非小細胞肺癌細胞系A(chǔ)549 和H1299 有抑制增值的作用,SSD 濃度越高,其抑制作用就越強,對A549 和H1299 的最小抑制濃度(IC50)分別為3.57 和8.46 μmol/L,并且以劑量依賴性的方式誘導(dǎo)A549 和H1299 細胞凋亡,減少細胞數(shù)量,同時也增加了兩種細胞系中G0/G1期的細胞比例,細胞比例與SSD 的濃度成正比。表明SSD 可能是以抑制STAT3 磷酸化和激活Caspase-3 的方式來抑制肺癌細胞的增殖,誘導(dǎo)其細胞周期停滯和凋亡[7]。
Ren 等[8]通 過 實 驗 發(fā) 現(xiàn)SSD 呈 劑 量 依 賴 性 的方式抑制肝癌細胞增殖,其中在SSD(2.5~15.0 μg/mL)處理組,細胞凋亡明顯增加,促凋亡蛋白和抗凋亡蛋白分別同時增加和減少,并且顯著降低 了 環(huán) 氧 化 酶-2(cyclooxygenase-2,COX-2)、C/EBPβ 和p-STAT3 的翻譯和轉(zhuǎn)錄水平。由此可以得出結(jié)論,SSD 通過抑制p-STAT3/C/EBPβ 信號通路抑制COX-2 的表達來抑制肝癌細胞的增殖,發(fā)揮抗癌作用。
《藥品化義》曰:“味微苦,主疏肝?!敝兴幉窈哂惺韪谓庥?,暢達肝氣的功效?,F(xiàn)代藥理學(xué)表明,柴胡可以通過調(diào)節(jié)神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)、改善炎癥信號通路等方面發(fā)揮抗抑郁作用。
Su 等[9]通 過 注 射 脂 多 糖(lipopolysaccharide,LPS,0.83 mg/kg)致雄性ICR 小鼠抑郁模型進行實驗,進行類似抑郁的行為測試實驗,結(jié)果顯示,SSD 可以抑制LPS 誘導(dǎo)的海馬小膠質(zhì)細胞活化、炎性細胞因子的釋放,抑制LPS 誘導(dǎo)的HMGB1表達和下游TLR4/NF-κB 信號通路,阻斷LPS 誘導(dǎo)的HMGB1 的異位和釋放,影響初級微膠質(zhì)細胞中TLR4/NF-κB 信號通路,從而有效逆轉(zhuǎn)LPS激發(fā)的小鼠在尾懸浮試驗(tail suspension test,TST)和 強 制 游 泳 試 驗(forced swimming test,F(xiàn)ST)中引起的行為絕望,并改善了蔗糖偏好測試(sucrose preference test,SPT)中蔗糖消耗的減少。說明SSD 可以通過改善炎癥信號通路有效緩解LPS 誘導(dǎo)的炎癥相關(guān)性抑郁癥行為。
Chao 等[10]通過采用不可預(yù)測的慢性輕度壓力誘導(dǎo)雄性Sprague-Dawley 大鼠抑郁癥模型,進行SPT、FST、TST 和開放場測試(open field test,OFT)。結(jié)果發(fā)現(xiàn),SSD 升高了SPT 試驗中大鼠的蔗糖偏好(sucrose preference,SP),改善OFT 試驗中大鼠的自發(fā)探索能力,如交叉能力、抬高能力和梳毛能力,縮短FST 試驗中大鼠的不動時間和TST 試驗中的休息時間,顯著下調(diào)NF-κB 信號通路,NF-κB 通過轉(zhuǎn)錄調(diào)控miR-155 負向調(diào)節(jié)成纖維細胞生長因子2(fibroblast growth factor 2,F(xiàn)GF2)的表達。以上結(jié)果說明SSD 可通過NFκB/miR-155/FGF2 軸 來 改 善UCMS 誘 導(dǎo) 的 大 鼠的抑郁癥行為。
Chen 等[11]選 取 雌 性Wistar 大 鼠,同 樣 制 造UCMS 大鼠抑郁癥模型,并進行SPT 測試、FST試驗和新奇抑制喂養(yǎng)試驗(novelty-suppressed feeding test,NSFT)。結(jié)果表明,SSA 增加了SPT試驗中大鼠的SP 水平,降低了NSFT 試驗中大鼠的潛伏期,在FST 試驗中減少了3 次不動,恢復(fù)暴露于CUMS 的大鼠的下丘腦-垂體-腎上腺軸失調(diào)和神經(jīng)炎癥,促進了海馬中的BDNF-TrkB 信號 傳 導(dǎo),降 低 大 鼠 海 馬IL-1β、IL-6 和TNF-α 水平。通過以上試驗結(jié)果可以發(fā)現(xiàn),SSA 通過對神經(jīng)內(nèi)分泌、神經(jīng)炎癥和神經(jīng)營養(yǎng)系統(tǒng)的改善來發(fā)揮抗抑郁的作用。
柴胡可通過抑制NF-κB 信號通路,有效降低促炎性細胞因子的表達,發(fā)揮抗炎作用。
SSA 顯著逆轉(zhuǎn)了LPS 誘導(dǎo)急性肺損傷小鼠模型的間質(zhì)性水腫、中性粒細胞浸潤和肺泡壁厚度癥狀,并以劑量依賴性的方式降低了髓過氧化物酶(myeloperoxidase,MPO)的活性,降低肺部濕重/干重比值,減輕肺水腫表現(xiàn),降低炎性細胞因子TNF-α 和IL-1β 水 平,降 低NF-κB-P65 和IkBα的 磷 酸 化,并 降 低 了NLRP3、ASC 和Caspase-1 的表達。以上結(jié)果表明SSA 通過抑制NF-κB 和NLRP3 信號傳導(dǎo)途徑,來抑制炎癥反應(yīng)的發(fā) 生[12]。
SSA 呈劑量依賴性減弱了右旋糖酐硫酸鈉(dextran sulfate sodium,DSS)誘導(dǎo)結(jié)腸炎雄性C57BL/6 小鼠模型的組織病理學(xué)改變,如大規(guī)模上皮破壞、嚴(yán)重的隱窩破壞和炎癥細胞的浸潤,降低了體重、結(jié)腸長度及疾病活動指數(shù),也明顯降低了MPO 活性水平,降低炎性細胞因子TNFα 和IL-1β 水平,并顯著降低了NF-κB 活化和IkBα的磷酸化以及結(jié)腸組織中LXRα 的表達。以上結(jié)果表明SSA 通過激活LXRα 抑制炎癥反應(yīng),從而抑制DSS 誘導(dǎo)的結(jié)腸炎的發(fā)生[13]。
Piao 等[14]選 取 雄 性Balb/c 雄 性 小 鼠,用 卵 清蛋白(ovalbumin,OVA)誘導(dǎo)的過敏性鼻炎(allergic rhinitis,AR)小鼠模型,結(jié)果顯示,SSA 呈劑量依賴性的減少了小鼠打噴嚏及鼻部摩擦的次數(shù),改善了鼻腔癥狀,顯著減少鼻腔灌洗液(nasal lavage fluid,NALF)中的細胞總數(shù)、嗜酸性粒細胞、其他炎性細胞和脫落的上皮細胞,改善上皮破裂和間質(zhì)水腫,并抑制嗜酸性粒細胞的浸潤以及杯狀細胞和肥大細胞的增生,顯著抑制OVA 特異性IgE 和IgG1 的 產(chǎn) 生,降 低TNF-α、IL-5 和IL-13的水平,降低小鼠NALF 中的NF-κB、p-NF-κB、STAT3 和p-YSTAT3 的水平。以上試驗結(jié)果表明,SSA 通 過 調(diào) 節(jié)Th2 型 和Th17 型 細 胞 因 子,抑制IL-6/STAT3/RoR-γt 和NF-κB 途徑,對卵泡刺激性AR 小鼠鼻黏膜變應(yīng)性炎癥有明顯的抑制作用。
骨關(guān)節(jié)炎是一種退行性關(guān)節(jié)疾病,臨床沒有特效治療藥物,炎癥反應(yīng)和自噬是骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)生和預(yù)后的關(guān)鍵因素,PI3K/AKT/MTOR 信號傳導(dǎo)途徑是一個重要的自噬調(diào)制器,SSD 通過抑制PI3K/AKT/MTOR 信號通路誘導(dǎo)自噬,可以緩解軟骨細胞的自噬、炎癥反應(yīng)和細胞凋亡[15]。
柴胡可以通過抑制凋亡信號通路、氧化應(yīng)激反應(yīng)、抗炎等多個信號通路的激活來發(fā)揮保護心臟的作用。
蘆丁可顯著降低阿霉素(doxorubicin,DOX)誘導(dǎo)的雄性C57BL/6J 小鼠心肌細胞毒性模型的心臟重量與體重的比例,改善左心室射血分?jǐn)?shù)以及左心室縮短分?jǐn)?shù),明顯減少DOX 誘發(fā)的心臟纖維化及小鼠心臟組織中的凋亡細胞的產(chǎn)生,降低P62 及 自 噬 標(biāo) 志 物L(fēng)C3II、ATG5 的 表 達,提 高Bcl-2 的表達,降低Caspase-3 蛋白水平,以AKT依賴的方式抑制過度的自噬和細胞凋亡來減輕DOX 誘導(dǎo)的心臟功能障礙、細胞凋亡和心肌細胞纖維化[16]。
Yang 等[17]建 立 缺 氧/復(fù) 氧 損 傷H9c2 大 鼠 心肌細胞模型,結(jié)果發(fā)現(xiàn),蘆丁可增加缺氧/復(fù)氧損傷模型H9c2 心肌細胞的存活率,升高SIRT1 在H9c2 心肌細胞中的表達,提升細胞活力,減輕心肌損傷。表明蘆丁可以通過調(diào)節(jié)凋亡信號通路、氧化應(yīng)激反應(yīng)來發(fā)揮保護心肌細胞的作用。
另外,異鼠李素可顯著抑制機械過載后的心臟重塑模型小鼠在血管緊張素Ⅱ(angiotensin Ⅱ,Ang Ⅱ)存在下的心肌細胞大小的增加,降低由Ang Ⅱ誘導(dǎo)的心房利鈉肽、B 型腦利鈉肽和β-肌球蛋白重鏈的水平,另外,也顯著降低了小鼠的心臟重量與體重、心臟重量與脛骨長度、肺臟重量與體重的比例。以上結(jié)果表明,異鼠李素通過抑制PI3K-AKT 信號通路,減輕壓力過載引起的心臟肥大和心臟纖維化,降低心臟肥大和心力衰竭的發(fā)生率,并且可以潛在的治療藥物[18]。
研究發(fā)現(xiàn)[19],槲皮素對心臟具有顯著的相關(guān)益處,其主要通過抑制低密度脂蛋白氧化及非內(nèi)皮依賴性血管舒張作用,減少黏附分子和其他炎性標(biāo)記,在氧化應(yīng)激條件下對一氧化氮和內(nèi)皮功能產(chǎn)生保護作用,起到預(yù)防神經(jīng)元氧化和炎性損傷以及血小板抗凝集的作用,可作為心血管疾病的潛在治療藥物。
柴胡通過抑制促炎分子的產(chǎn)生、抗氧化應(yīng)激反應(yīng)、調(diào)節(jié)蛋白表達發(fā)揮保護肝臟的作用。
Liu 等[20]通過腹腔注射四氯化碳(carbon tetrachloride,CCl4,1 mL/kg)或膽管連接制備肝臟纖維化的小鼠模型。結(jié)果顯示,異鼠李素呈劑量依賴性的降低丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(aspartate minotransfer-ase,ALT)、天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(alanine aminotransferase,AST)和羥脯氨酸水平,改善小鼠肝組織炎癥浸潤、肝細胞腫脹壞死、肝小葉損傷情況,顯著降低肝組織中F4/80mRNA 的表達,降 低 肝 組 織α-SMA 的 表 達,增 加PPAR-γ 的表達,降低TIMP1 的表達,上調(diào)MMP-2 在mRNA和蛋白水平的表達,抑制肝星狀細胞的活化,維持細胞外基質(zhì)產(chǎn)生和降解的平衡,降低BECLIN-1和LC3的mRNA 和蛋白水平。通過以上結(jié)果可得知,異鼠李素通過抑制TGF-β1 介導(dǎo)的Smad3 和p38MAPK 信號通路,從而減少自噬和細胞外基質(zhì)的形成,發(fā)揮抗小鼠肝纖維化的作用,對肝臟的慢性損傷亦具有保護作用。
此 外,Zhu 等[21]通 過 腹 腔 注 射LPS(60 mg/kg)和D-氨基半 乳糖(D-galactosamine,D-GalN,800 mg/kg)誘導(dǎo)小鼠肝損傷模型,實驗結(jié)果表明,LPS/D-GalN 組肝組織損傷嚴(yán)重,肝細胞壞死,大量炎癥細胞浸潤,而LPS/D-GalN+SSA 組上述改變較LPS/D-GalN 組輕,對照組和單純SSA 組的肝組織未見任何病理損傷。SSA 可明顯抑制LPS/D-GalN 誘導(dǎo)的MPO 和丙二醛(malondialdehyde,MDA)水平,并以劑量依賴性方式降低了AST 和ALT 的水平,抑制LPS/DGalN 誘 導(dǎo) 的TNF-α 和IL-1β 的 產(chǎn) 生,抑 制LPS/D-GalN 誘 導(dǎo) 的NF-κB p65 和IkBα 磷 酸 化 的 表 達。通過以上結(jié)果可以發(fā)現(xiàn),SSA 通過激活LXRα、抑制NF-κB 信號通路和炎癥反應(yīng),從而抑制LPS/D-GalN 誘導(dǎo)的肝損傷,表明SSA 對治療肝損傷有一定的作用。
Chen 等[22]選 取 雄 性ICR 小 鼠,用CCl4誘 導(dǎo) 小鼠急性肝損傷小鼠模型,通過實驗發(fā)現(xiàn),SSD 呈劑量依賴性逆轉(zhuǎn)在CCl4誘導(dǎo)的急性肝損傷中血清ALT、AST 和乳酸脫氫酶水平的增加,顯著降低了MDA 和線粒體超氧化物生產(chǎn)水平,增加了超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過氧化物酶和過氧化氫酶(catalase,CAT)活性,降低CCl4誘導(dǎo)的NLRP3、ASC 和Caspase-1 的 表 達,降 低 肝 組 織 促 炎細胞因子IL-1β 和IL-18 水平,也降低了線粒體中活性氧的產(chǎn)生。由此得出結(jié)論,SSD 通過抑制氧化應(yīng)激和NLRP3 炎癥小體激活,緩解CCl4誘導(dǎo)的肝炎急性肝損傷。
柴胡通過抑制炎證信號通路、氧化應(yīng)激反應(yīng)、纖維化反應(yīng)發(fā)揮保護腎臟的功能,可能成為腎臟疾病的潛在治療藥物。
Al-Harbi 等[23]通 過 腹 膜 內(nèi) 注 射 卡 非 佐 米(carfilzomib,CFZ,4 mg/kg)誘導(dǎo)Wistar 白化大鼠腎毒性模型,結(jié)果表明,蘆丁呈劑量依賴性的顯著逆轉(zhuǎn)CFZ 引起的紅細胞、白細胞、血紅蛋白、紅細胞壓積百分比、平均紅細胞體積的下降(P<0.05),并顯 著阻 止了iNOS 和IL-17 蛋白表達,抑制CFZ 誘導(dǎo)的NF-κB p65 活化并增加磷酸化的IkB-α 蛋白表達,降低直接膽紅素、血肌酐和尿素氮水平,改善總蛋白和血清尿酸水平。蘆丁顯著降低MDA 水平和CAT 活性,升高還原型谷胱甘肽水平和谷胱甘肽還原酶活性,降低Caspase-3 酶活性,改善了CFZ 誘導(dǎo)大鼠所導(dǎo)致的腎小管結(jié)構(gòu)擴張、扁平、壞死和腎小管上皮變性的情況。該實驗表明蘆丁通過抗氧化應(yīng)激、抗炎的作用,保護腎臟免受CFZ 誘導(dǎo)的腎毒性的影響,同時降低了腎臟中的細胞凋亡的情況。
另外,Liu 等[24]選取雄性C57BL/6 小鼠,用鏈脲佐菌素(streptozotozin,STZ,100 mg/kg)誘導(dǎo)糖尿病小鼠模型,發(fā)現(xiàn)與模型組相比,柴胡多糖明顯降低STZ 誘導(dǎo)的糖尿病小鼠血糖,減輕腎腫脹,降低SCr、尿白蛋白排泄率和β-2-MG 水平,改善了腎小球肥大萎縮、系膜基質(zhì)增厚、部分腎小管空泡化、部分腎小球和腎小管間質(zhì)輕度纖維化等腎臟病理學(xué)改變,減低腎組織細胞外基質(zhì)蛋白Ⅳ型膠原蛋白、纖連蛋白和α 平滑肌肌動蛋白的表達,顯著降低腎組織勻漿中TNF-α 和IL-6 的水平,降低了腎組織中TLR4 的表達,抑制HMGB1的過度表達和釋放,顯著降低HMGB1 和p-NFκB p65 水平。以上實驗結(jié)果證明了柴胡多糖可以提高抑制HMGB1-TLR4 信號通路,減輕糖尿病小鼠腎組織的炎癥反應(yīng)和纖維化過程,發(fā)揮保護腎臟的作用。
柴胡還具有抗阿爾茲海默癥、抗衰老、抗肥胖癥等作用。柴胡抗阿爾茲海默癥的主要活性成分主要是柴胡皂苷,柴胡皂苷主要通過調(diào)節(jié)神經(jīng)遞質(zhì)的產(chǎn)生、調(diào)節(jié)細胞凋亡通路、抑制蛋白沉積等發(fā)揮抗阿爾茲海默癥的作用[25,26]。柴胡多糖的抗衰老作用主要與調(diào)節(jié)細胞周期、減輕氧化應(yīng)激 反 應(yīng)、抑 制 炎 性 細 胞 因 子 表 達 有 關(guān)[27,28]。柴 胡皂苷抗肥胖癥作用與激活5-HT2C 受體有關(guān),發(fā)揮抑制食欲和體重增加的作用[29]。
柴胡在臨床上多以復(fù)方形式為主,主要包括以柴胡為“君藥”的小柴胡湯、大柴胡湯、逍遙散、柴胡疏肝散等。臨床研究表明,柴胡復(fù)方、加減方及其聯(lián)合西藥廣泛應(yīng)用于抑郁癥、肺炎、胃炎、甲狀腺炎、糖尿病、高血壓、脂肪肝、胰腺癌等疾病,見表1。
表1 柴胡復(fù)方在臨床上的應(yīng)用Tab 1 Clinical application of Bupleurum compound
柴胡具有悠久的藥用歷史,是我國常用中藥之一,具有疏散退熱、疏肝解郁、升舉陽氣等功效。近年來,關(guān)于柴胡的科學(xué)研究逐漸增多,研究表明,柴胡含有多種化學(xué)成分,包括但不局限于皂苷類、黃酮類、多糖、揮發(fā)油等。綜上,發(fā)現(xiàn)柴胡具有抗癌、抗抑郁、抗炎、保護心臟、抗護肝臟、保護腎臟等作用,其藥理作用主要通過調(diào)節(jié)凋亡信號通路、炎癥信號通路、神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)、氧化應(yīng)激信號通路、纖維化信號通路等實現(xiàn)。目前,柴胡的藥理作用研究雖已取得了可觀的成果,但柴胡化學(xué)成分的藥理作用的具體機制尚不清楚,且各類主要的活性成分究竟對應(yīng)哪些藥理作用的研究也不夠深入,仍需結(jié)合分子生物學(xué)、代謝組學(xué)等相關(guān)知識深入探討藥理作用機制以及代謝規(guī)律,為其產(chǎn)品開發(fā)提供理論基礎(chǔ)。
作者貢獻度說明:
李月陽:文章主筆;雷根平:提供思路、指導(dǎo)方向;董盛:檢查全文并修改;馮冠強:修改。
所有作者聲明不存在利益沖突關(guān)系。