近5年来薯蓣皂苷元药理作用的研究进展(2)

　　从薯蓣皂苷元抗肿瘤药理作用及其机制研究中可以看出，薯蓣皂苷元具有抗结肠癌、前列腺癌、乳腺癌、肝癌、胃癌、口腔癌和皮肤癌等多种肿瘤的作用。总结薯蓣皂苷元抗肿瘤作用的可能机制（图 2）可以看出，薯蓣皂苷元通过调整多种细胞信号通路发挥抗肿瘤作用，与生长、分化、凋亡、肿瘤形成等众多重要的分子靶点密切相关。

　　2 抗炎作用

　　中药通过预防和治疗许多慢性疾病保护着人类的健康。许多慢性疾病是由慢性炎症介导。薯蓣皂苷元的抗炎分子靶点有 NF-κB、survivin、XIAP、cyclin D1、cdk-2、cdk-4、mTOR、JNK、羟甲基戊二酰辅酶 A（HMG-CoA）还原酶、p53、细胞凋亡诱导因子（AIF）、p21 ras、β-链蛋白（β-catenin）等。薯蓣皂苷元能用于治疗关节炎、哮喘、糖尿病、心血管疾病、动脉粥样硬化、肥胖症等多种慢性疾病[18].研究表明薯蓣皂苷元发挥抗炎作用是通过抑制酪氨酸激酶 2（CK-2），激活 JNK、NF-κB 和转录激活因子（AP-1），减少巨噬细胞产生炎症介质，如 ROS、IL-1 和 IL-6 等[19].薯蓣皂苷元可通过促进脂肪细胞分化，抑制肥胖症脂肪组织的炎症进程[20-21].对于食物过敏小鼠，薯蓣皂苷元具有增强肠道 T 细胞免疫，消除体内过敏原诱导肠道炎症的作用[22-23].薯蓣皂苷元通过阻断 NF-κB 抑制剂激酶（IKKβ）和胰岛素受体底物（IRS-1）通路改善棕榈酸酯诱导的内皮紊乱和胰岛素抵抗，表明薯蓣皂苷元具有治疗心血管疾病如动脉粥样硬化的能力[24],通过 MAPK/Akt/NF-κB 信号通路调节免疫应答，抵抗动脉粥样硬化病变相关炎症。因为血管平滑肌细胞（VSMCs）黏附因子的表达，促进动脉粥样硬化病程的发展，而肿瘤坏死因子（TNF-α）可诱导黏附因子的表达。薯蓣皂苷元可以剂量依赖性地抑制TNF-α 诱导的一系列反应，包括 THP-1 单核细胞黏附，血管细胞黏附分子（VCAM-1）和细胞间黏附分子（ICAM-1）的表达，以及 ROS 的产生，p38、ERK、JNK、Akt 的磷酸化，NF-κB 激活，抑制蛋白（IκB）激酶激活，IκBα 降解[25].

　　薯蓣皂苷元在体外实验中显示可抑制 S180肉瘤细胞生长，在体实验显示其可增加荷瘤小鼠胸腺和脾脏质量，上调血清 TNF-α 水平，激活淋巴细胞，增强巨噬细胞吞噬能力。说明薯蓣皂苷元具有改善细胞特异性以及非特异性免疫应答，通过免疫应答而不是通过直接的肿瘤细胞毒性发挥抗 S180作用[26].

　　3 抗氧化作用

　　薯蓣皂苷元对 7, 12-二甲基苯并蒽（DMBA）诱导的实验性口腔癌有抑制作用。雄性叙利亚金仓鼠口腔颊袋涂抹 0.5% DMBA 的液体石蜡，诱发口腔鳞状细胞癌（OSCC）造模，对仓鼠给予 DMBA的同时交替给药薯蓣皂苷元，结果发现薯蓣皂苷元可显着降低口腔肿瘤的形成。证明薯蓣皂苷元治疗DMBA 诱导的口腔癌可能与其抗氧化作用有关[27].

　　除此之外，其他药理作用如心肌保护和抗高血脂作用也证明薯蓣皂苷元具有抗氧化作用。薯蓣皂苷元可抑制异丙肾上腺素（ISO）诱导的谷胱甘肽（GSH）及其依赖的抗氧化酶和抗过氧化物酶水平的改变，证明了薯蓣皂苷元具有清除氧自由基的心肌保护作用[28].

　　对于链脲霉素（STZ）诱导的大鼠糖尿病模型，薯蓣皂苷元能够剂量依赖性地降低血糖，升高胰岛素水平，同时通过调整抗氧化防御和减少动脉脂质过氧化作用，对糖尿病状态下氧化应激所导致的动脉损伤起保护作用[29].

　　4 抗高血脂作用

　　高血脂是在心血管疾病中导致动脉粥样硬化和相关疾病的主要诱因。氧化应激作为血管内皮细胞凋亡和动脉粥样硬化发展的主要危险诱因，成为心血管疾病的发病机制之一。多项研究证明薯蓣皂苷元有调控血脂和抗氧化损伤的作用。

　　薯蓣皂苷元能够增加高血脂模型大鼠体内脂蛋白脂酶（LPL）、肝脂酶（HL）、超氧化歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）和一氧化氮合成酶（NOS）的活性，减少氧自由基，降低肝丙二醛（MDA）、血清总胆固醇（TC）、三酰甘油（TG）和低密度脂蛋白（LDL-C）水平。薯蓣皂苷元显着性降低过氧化氢诱导的人血管内皮细胞（HUVECs）凋亡，减少细胞内 ROS、谷胱甘肽（GSH）耗损以及 DNA 片段化，使 NO 和线粒体膜电位恢复。薯蓣皂苷元控制高血脂，改善脂谱，调整氧化应激，阻止细胞凋亡是通过线粒体功能进行调控的[30].实验证明薯蓣皂苷元可降低血肝脏中的胆固醇水平，减轻红细胞和淋巴细胞 DNA 损伤，血肝中 SOD、红细胞中 GSH-Px 和过氧化氢酶（CAT）以及肝中CAT 水平显着增加。表明薯蓣皂苷元是通过改善脂谱和调节氧化应激发挥控制高血脂症的作用[31].薯蓣皂苷元通过抑制胆固醇吸收和增加胆汁分泌发挥降胆固醇的作用，但促进胆固醇排泄不依赖固醇脂质吸收的关键蛋白质 NPC1L1 介导的肠吸收[32].

　　5 抗病毒作用

　　基于丙型肝炎（HCV）亚基因组复制系统，发现微摩尔浓度的薯蓣皂苷元即能抑制 HCV 复制，EC50为 3.8 μmol/L,并且在此浓度下，没有细胞毒性。薯蓣皂苷元通过降低病毒 RNA 和蛋白质水平，减少转录信号激活而发挥抗病毒作用。与干扰素 α合用，具有协同抗 HCV 病毒作用[33].

　　6 其他药理作用

　　对于 D-半乳糖诱导的大鼠衰老模型，薯蓣皂苷元能够显着性改善大鼠的学习能力和记忆能力，增强 SOD 和 GSH-Px 活性，降低大鼠脑内的 MDA 水平，通过增强内源抗氧化酶的活性，改善大鼠的认知障碍[34].对于阿尔茨海默病（AD）记忆缺失的小鼠模型，薯蓣皂苷元能够显着改善物体认知记忆能力。薯蓣皂苷元使大脑皮质和海马的淀粉状斑块和神经元纤维节减少，淀粉状斑块相关区域出现轴突和突触前末端退化。膜相关快速响应甾体偶联蛋白（1, 25D3-MARRS）通路是治疗 AD 的关键信号通路[35],薯蓣皂苷元是 1, 25D3-MARRS/Pdia3/ERp57 的外源激活剂。此外，在卵巢切除大鼠（更年期模型）体内，薯蓣皂苷元能够发挥神经免疫和改善行为功能[36].

　　髓鞘脱失之后少突胶质细胞祖细胞（OPC）分化成成熟的少突胶质细胞是髓鞘再生的先决条件；若这个过程发生损伤，髓鞘再生就会失败。薯蓣皂苷元能够在不影响 OPC 存活、增殖和迁移的条件下诱导其分化，且能被雌激素受体而不是糖皮质激素或孕激素受体阻断。薯蓣皂苷元能够激活细胞外调节蛋白激酶（ERK1/2），加速髓鞘再生，增加胼胝体内的成熟少突胶质细胞数目。这一作用使得薯蓣皂苷元可用于脱髓鞘症如多发性硬化症的治疗[37].糖尿病型神经病变由于轴索再生，髓鞘再生和突触产生失败，而出现轴索退化，髓鞘脱失，突触萎缩的特征。薯蓣皂苷元能够增加糖尿病大鼠体内坐骨神经的神经生长因子（NGF）水平，促进 PC12 细胞神经突的生长，增加糖尿病神经病模型小鼠的神经传导速度，抑制髓鞘紊乱，增加髓鞘轴突面积。

　　实验证明薯蓣皂苷元通过诱导 NGF 改善糖尿病神经病变[38].抗老化作用是薯蓣皂苷元近几年新发现的作用。体外实验表明，薯蓣皂苷元能增加人类皮肤模型的 DNA 合成，增加溴脱氧尿苷摄取，上调人角质化细胞内的环磷酸腺苷（cAMP）水平。腺苷酸环化酶抑制剂能阻断薯蓣皂苷元引起的溴脱氧尿苷摄取增加，但不是通过反义寡核苷酸对抗雌激素受体 α、β 或 G 蛋白偶联受体（GPR30）。体内实验证明，薯蓣皂苷元能够在不改变脂肪堆积程度的情况下，改善卵巢切除小鼠的表皮厚度。同时对乳腺癌荷瘤小鼠给予薯蓣皂苷元和 17β-雌二醇，结果显示17β-雌二醇加速肿瘤生长，而薯蓣皂苷元没有，证明了薯蓣皂苷元在用于老化皮肤上角化细胞的增殖修复的安全性[39].

　　薯蓣皂苷元具有剂量依赖性舒张大鼠肠系膜动脉血管的作用。在血管内皮移除后，舒张作用依然存在，但显着降低。薯蓣皂苷元的血管舒张作用在选择性和非选择性的大电导钙离子依赖的钾通道（BKCa）阻断剂预处理后被显着抑制。但在内皮移除血管后，BKCa 通道阻断剂不抑制薯蓣皂苷元的舒血管作用。结果表明，薯蓣皂苷元是通过增加细胞内钙浓度，激活内皮 M 受体，接着释放内皮细胞衍生舒张因子（EDRFs），激活 BKCa 通道来发挥血1[40].类胰岛素生长因子（IGF-1）参与甲状腺肿的形成，能够诱导人甲状腺细胞增殖且阻止细胞凋亡。

　　而薯蓣皂苷元通过下调 cyclin D1 蛋白表达，引起细胞周期 G0/G1期阻断；并且通过激活细胞凋亡受体（FAS）相关通路和线粒体凋亡通路，剂量依赖性地诱导甲状腺细胞凋亡，对抗 IGF-1 的细胞增殖促进和细胞凋亡阻断作用[41-42].薯蓣皂苷元还具有成骨特性，在鼠 MC3T3-E1成骨细胞上研究薯蓣皂苷元的促骨生成作用，发现薯蓣皂苷元具有促进成骨细胞增殖、促进钙沉积、增加 2 种主要的骨基质蛋白骨胶原和碱性磷酸酶（ALP）水平的作用。低浓度薯蓣皂苷元可诱导骨骼特异性转录因子（Runx 2）及其调控成骨蛋白的表达。

　　实验结果证明薯蓣皂苷元具有促骨形成的作用[43].薯蓣皂苷元调控血管平滑肌细胞增殖迁移和钙稳态，显着阻断受体介导的钙离子信号和离体动脉平滑肌收缩，在不引起细胞病变的情况下，阻断血管平滑肌细胞迁移和收缩。说明薯蓣皂苷元可用于血管相关疾病的治疗[44].

　　7 展望

　　薯蓣皂苷元是甾体类药物合成的重要前体。对薯蓣皂苷元进行结构改造，如改变取代基团、加糖基形成糖苷等方法，可以发现更多的药物。将薯蓣皂苷元与其他药物联合使用，可以达到降低毒副作用、增强药理活性的目的。

　　从近 5 年的薯蓣皂苷元药理作用及其机制研究中可以看出，薯蓣皂苷元通过调整多种细胞信号通路发挥抗癌作用，且与生长、分化、凋亡、肿瘤形成等众多重要的分子靶点密切相关。虽然大量研究表明薯蓣皂苷元作为新型多靶点抗癌药具有良好的应用前景，但是怎样使薯蓣皂苷元更安全、更有效地发挥抗肿瘤作用，这才是未来需要重点关注的问题。

　　除了抗肿瘤作用外，薯蓣皂苷元还具有抗炎、免疫调节、抗氧化、保护心血管、调血脂、抗神经系统紊乱、抗皮肤老化、抗病毒、舒张血管、预防甲状腺肿瘤、促进骨骼形成等广泛的药理活性。随着对薯蓣皂苷元作用机制研究的进一步深入，可以期待薯蓣皂苷元能够发挥更加安全、有效的药理作用，更好地应用于疾病的临床治疗。