柚皮苷的生物活性及其藥理作用機制研究進展

       柚皮苷又稱柚苷、柑桔苷、異橙皮苷，化學名為 4,5,7-三羥基黃烷酮-7-鼠李糖苷，為無色針狀結(jié)晶性粉末，難溶于冷水，味極苦，化學結(jié)構(gòu)如下圖所示。作為一種天然黃酮類化合物，柚皮苷為骨碎補、枳實、枳殼和化橘紅等中藥的主要藥效成分?，F(xiàn)代藥理研究發(fā)現(xiàn)柚皮苷具有抗骨質(zhì)疏松，抗氧化、抗炎，抗菌、抗腫瘤、改善心肌和肝損傷、防治糖尿病及并發(fā)癥作用。

       來源參考文獻[1]

       1、防治骨質(zhì)疏松

       人體中的骨組織在形成和吸收間保持動態(tài)平衡，一方面成骨細胞形成新骨；另一方面破骨細胞分解舊骨。當動態(tài)平衡被打破，骨的流失會導致骨質(zhì)疏松癥。研究表明，柚皮苷在骨質(zhì)疏松性骨損傷的治療中有顯著優(yōu)勢，具有防治骨質(zhì)疏松、促進骨折愈合和修復軟骨損傷的作用。研究表明柚皮苷可抑制破骨細胞分化、增殖和骨吸收功能，其機制是通過抑制破骨細胞分化過程中特異性基因表達實現(xiàn)的。

       柚皮苷能增加成骨細胞標志蛋白[如骨鈣蛋白、骨橋蛋白、護骨素及骨形成蛋白-2（BMP-2）]的表達，同時還能抑制 RANKL[The receptor activator of nuclear factor-kappa B（NF-κB）ligand（RANKL）]誘導的NF-κB和ERK 信號傳遞活性和破骨細胞基因的蛋白表達，從而導致破骨細胞不能正常形成，因此，起到延緩骨質(zhì)疏松的作用，促進成骨細胞的增殖與分化。研究表明，在神經(jīng)切除誘導的骨損失與Wnt/b連環(huán)蛋白的失活，骨膜蛋白及其下游的硬化蛋白的上調(diào)相關聯(lián)。柚皮苷能上調(diào)骨膜蛋白表達及阻礙神經(jīng)切除誘導的骨密度（BMD）降低，最終使得骨的顯微結(jié)構(gòu)及機械特征不能產(chǎn)生惡化現(xiàn)象。另外，也有研究證實柚皮苷可以抑制破骨細胞的分化和骨吸收功能；抑制破骨細胞的增殖活性，使破骨細胞分化過程中的RANK、TRAP、MMP-9、NFATc1 mRNA 的表達明顯下調(diào)和 C-fos mRNA的表達上調(diào)。

       研究表明柚皮苷具有促進骨折愈合、改善大鼠骨質(zhì)疏松性骨折的作用，這與其上調(diào)骨形態(tài)發(fā)生蛋白-7（bone morphogenetic protein-7，BMP-7）和堿性成纖維細胞生長因子（basic fibroblast growth factor，BFGF）蛋白，升高股骨骨密度（BMD）有關。同時，還發(fā)現(xiàn)柚皮苷能夠降低模型組大鼠體內(nèi)的骨質(zhì)量系數(shù)、骨長度、骨灰分、鈣和磷含量，能夠顯著改善大鼠骨質(zhì)疏松癥狀。此外，研究發(fā)現(xiàn)柚皮苷不僅能劑量相關性地增強大鼠 BMD、小梁厚度、骨礦化和機械強度，還可以顯著減少體外骨吸收。通過觀察柚皮苷與實驗性兔子膝關節(jié)軟骨損傷模型的相互作用發(fā)現(xiàn)，柚皮苷可以促進模型組內(nèi)軟骨損傷面積減小、肉芽組織生長。通過小鼠單核細胞 RAW264.7 細胞株實驗發(fā)現(xiàn)，柚皮苷能夠通過下調(diào)B淋巴細胞瘤-2（B-cell lymphoma-2，Bcl-2）和基質(zhì)金屬蛋白酶-9（matrix metalloproteinases-9，MMP-9）的表達、促進 Bcl-2相關X蛋白（B cell lymphoma-2 associated X protein，Bax）和半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3（cystein-asparate protease-3，Caspase-3）的表達來抑制小鼠破骨細胞的數(shù)量和活性，進一步促進其凋亡，且其還能夠通過協(xié)同 BMP-2 表達促進成骨細胞活性。

       2、抗腫瘤作用

       柚皮苷在抗骨肉瘤、膠質(zhì)瘤、宮頸癌、結(jié)腸癌、肺癌、甲狀腺癌等腫瘤細胞方面具有一定作用。其機制可能與直接破壞腫瘤細胞生長、增殖、遷移有關；同時，其誘導增強機體巨噬細胞發(fā)揮抗腫瘤免疫反應、協(xié)同并增強抗腫瘤藥物活性、降低腫瘤細胞耐藥性的作用也可能是抑制腫瘤細胞的有效途徑。

       研究表明柚皮苷在抗腫瘤方面有一定優(yōu)勢，對骨肉瘤 MG63細胞、膠質(zhì)瘤 U87 細胞在內(nèi)的多種腫瘤細胞有顯著的抑制作用。柚皮苷能夠增強小鼠局部淋巴結(jié)中IL-1β、IL-12和CD169 的表達，能夠通過誘導淋巴結(jié)中CD169陽性巨噬細胞來增強機體的抗腫瘤免疫反應。另有大量研究表明柚皮苷不僅可以促進宮頸癌HeLa 細胞凋亡，抑制HeLa細胞增殖和遷移，還可以增強對結(jié)腸癌 SW620細胞的抑制率、凋亡率。此外，有學者發(fā)現(xiàn)柚皮苷還可以增強順鉑藥效、降低人肺癌 A549細胞的耐藥性，協(xié)同順鉑一起抑制 A549 細胞，并能夠有效延長肺癌患者生存期；柚皮苷不僅能夠抑制人肺癌 H69AR 細胞的生長，還能夠促進其凋亡。柚皮苷對甲狀腺癌 SW1736 細胞的影響發(fā)現(xiàn)，其同樣能夠抑制SW1736 細胞增殖，誘導其凋亡，具有一定抗甲狀腺癌的作用。

       3、抗氧化作用

       柚皮苷具有顯著的抗氧化、改善氧化損傷作用，具有開發(fā)為天然抗氧化劑的一定藥理價值。其抗氧化的主要機制與柚皮苷清除 DPPH、AAPH和 ABTS 等自由基，拮抗其對細胞的攻擊，抑制 ROS的生成量，阻斷機體氧化反應；調(diào)控 SOD、GSH、GST、MDA、MPO 等體內(nèi)多種氧化酶含量，修復機體氧化應激損傷有關。

       柚皮苷分子結(jié)構(gòu)上有羥基，可與有害自由基反應變成較穩(wěn)定的半醌式自由基起到抗氧化作用。通過對比柚皮苷與抗壞血酸對1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）自由基的清除能力發(fā)現(xiàn)，柚皮苷具有較好的清除DPPH 自由基的作用。另有研究也發(fā)現(xiàn)柚皮苷不僅能夠清除模型組大鼠肝細胞內(nèi)超氧自由基和DPPH 自由基，還可以拮抗2,2′-偶氮二(2-甲基丙基咪)二 鹽 酸 鹽（2,2′-azobis-2-methyl-propanimidamide，AAPH）自由基對紅細胞的攻擊，具有保護紅細胞、顯著降低紅細胞在氧化應激條件下溶血率的作用；并指出當柚皮苷的質(zhì)量濃度為8 μg/mL時，對2,2′-聯(lián)氮-雙-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸［2,2′-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid)，ABTS］自由基的清除作用最強。研究表明，在三硝基丙酸誘導的亨廷頓式樣癥在柚皮苷作用后，其行為、氧化應激及線粒體酶復合物功能都得到改善。柚皮苷能保護過氧硝酸鹽誘導的 DNA 氧化損傷，同時還能抑制一氧化氮合成酶及環(huán)氧合酶的表達，主要是通過清除自由基（ROS）和活性氮（RNS）來體現(xiàn)。柚皮苷還能降低胰臟β細胞 HIV-1 蛋白酶抑制劑相關聯(lián)的氧化損傷和RIN-5F 細胞凋亡。在HIV-1 蛋白酶抑制劑處理過的細胞，再用柚皮苷作用，能顯著降低脂質(zhì)過氧化及增加超氧化物岐化酶活性、谷胱甘肽（GSH）和ATP 水平，另外還能降低caspase-3和caspase-9 的活性。柚皮苷具有增加紫外線照射所致小鼠皮膚損傷組織中SOD 和過氧化氫酶（catalase，CAT）活性，降低MDA、ROS含量的雙向作用。

       4、抗菌消炎作用

       研究表明，柚皮苷具有良好的抗炎作用，能夠改善內(nèi)毒素脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）誘導的炎癥損傷，具有抑制炎癥模型中白細胞介素-6（interleukin-6，IL-6）、IL-8、IL-1β的蛋白和基因表達水平，降低白三烯B4（leukotriene B4，LTB4）和腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）濃度的作用。同時，還發(fā)現(xiàn)柚皮苷與絲膠蛋白聯(lián)合應用對相關炎癥因子的抑制作用要明顯強于單獨的柚皮苷或絲膠蛋白，表明柚皮苷聯(lián)合用藥對提高臨床療效、改善機體耐受藥性和發(fā)揮最 佳抗炎藥效有重要意義。此外，另有研究表明柚皮苷能夠通過抑制IL-17、IL-10 等相關炎癥因子，抑制大鼠類風濕關節(jié)炎（rheumatoid arthritis，RA），且抑制作用呈劑量相關性。當柚皮苷的劑量為200 mg/kg 時，其在體內(nèi)和體外對骨關節(jié)炎均有顯著的抑制作用，其機制與拮抗IL-1β、抑制核因子-κB（nuclear factor-κB，NF-κB）和核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域樣受體蛋白3（nucleotide-binding oligomerization domain-like receptor protein 3，NLRP3）炎癥信號通路有關。

       柚皮苷在相關病原菌的防治中有顯著作用。研究發(fā)現(xiàn)柚皮苷對變形鏈球菌 Streptococcus mutans、血鏈球菌S. sanguis、遠緣鏈球菌S. sobrinus、黏性放線菌Actinomyces viscosus、內(nèi)氏放線菌 A. naeslundii 和嗜酸乳桿菌 Lactobacillus acidophilus 的最小抑菌濃度（minimum inhibitory concentration，MIC）分別是 1、0.5、0.5、0.5、1、1 g/L；最小殺菌濃度（minimum bactericidal concentration，MBC）分別為 2、1、1、1、2、2 g/L，且還發(fā)現(xiàn)柚皮苷能夠破壞以上病原菌的正常生長、產(chǎn)酸、產(chǎn)糖和黏附功能。同時，另有研究表明柚皮苷對黏性放線菌和牙齦卟啉單胞菌Porphyromonas gingivalis 的抑制作用呈時間和濃度相關性。此外，通過對比柚皮苷與抗生素、環(huán)丙沙星和四環(huán)素對銅綠假單胞菌 Pseudomonas aeruginosa 生物膜的聯(lián)合治療作用，發(fā)現(xiàn)與單獨治療相比，柚皮苷能夠增強環(huán)丙沙星和四環(huán)素對銅綠假單胞菌生物膜的療效。

       5、對糖尿病的緩解作用

       柚皮苷在治療糖尿病及其并發(fā)癥的應用中具有重要價值。其機制包括：①柚皮苷抑制機體酮癥酸中毒、脂質(zhì)過氧化氧；②調(diào)控 TC、TG 和LDL-C 蛋白表達；③激活 AMPK-GLUT4 蛋白表達通路，促進葡萄糖代謝，降低胰島素抵抗；④降低 ECM 積累，增加MMP-2的表達；⑤減少自由基、SOD、ROS和CAT 積累、抑制氧化應激損傷。研究表明，柚皮苷能通過緩解鏈脲霉素誘導的氧化壓力、抑制高糖誘導的凋亡和降低活性氧水平來控制腎功能紊亂及受到傷害的程度，能明顯抑制氧化酶 NOX4 mRNA 水平及其蛋質(zhì)表達量。在研究柚皮苷對實驗性 2 型糖尿?。═2DM）大鼠的藥理作用時也表明，它可以改善 T2DM 大鼠紊亂的糖代謝和脂質(zhì)代謝，緩解胰島素抵抗，增強機體抗氧化能力和保護肝 臟。

       6、改善心肌和肝損傷

       柚皮苷對常見原成的體內(nèi)、體外實驗性心肌損傷均具有一定的改善作用。其機制與柚皮苷調(diào)控細胞內(nèi)相關凋亡因子蛋白表達，抑制心肌組織蛋白磷酸化，阻斷心肌缺血-再灌注損傷（MI/RI）和缺氧-復氧損傷（H/R）損傷后相關炎癥通路NF-κB 的激活有關。大量研究表明柚皮苷能夠改善多種原因引起的MI/RI，其不僅能夠抑制心肌組織NF-κB的抑制蛋白α（inhibitor of NF-κBα，IκBα）蛋白磷酸化，阻斷 MI/RI后NF-κB 通路的激活，還能夠改善 H/R型心肌細胞系H9c2 細胞的損傷、降低細胞凋亡率。而另有研究發(fā)現(xiàn)柚皮苷還可以通過下調(diào) IL-6、NF-κB 蛋白表達水平，改善 H2O2（氧化應激型）和高糖（高糖毒 性型）分別誘導的H9c2 細胞損傷。

       柚皮苷在防治實驗性肝損傷的研究中效果顯著，具有一定的藥理作用。其機制與柚皮苷能顯著降低CYP450 活性，抑制I相酶代謝、促進II相酶代謝，消除外源性物質(zhì)對肝細胞的損害有關；還與調(diào)控多種細胞內(nèi)氧化酶含量，抑制肝細胞氧化損傷、凋亡，并進一步修復損傷肝細胞有關。

       參考資料

       [1]楊新榮,竇霞,李國峰等.柚皮苷藥理作用及機制的研究進展[J].中草藥,2022,53(10):3226-3240.

       [2]金元寶,劉萍,劉小根等.柚皮苷的生物活性研究進展[J].中國現(xiàn)代醫(yī)藥雜志,2018,20(03):92-97.

       作者簡介：小米蟲，藥品質(zhì)量研究工作者，長期致力于藥品質(zhì)量研究及藥品分析方法驗證工作，現(xiàn)就職于國內(nèi)某大型藥物研發(fā)公司，從事藥品檢驗分析及分析方法驗證