中药抗补体活性研究进展
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摘要:补体系统是人体免疫防御系统的重要组成之一,但其过度激活可引发多种自身免疫性疾病。临床常见的补体抑制剂有糖皮质激素、环磷酰胺、甲胺蝶呤等,虽具一定治疗作用,但对人体其他免疫系统也有抑制作用,且选择性差,长期使用可导致机体免疫能力降低,产生多种并发症和不良反应。近年研究表明,部分中药成分具有抗补体活性,从中筛选补体抑制剂展现出较好的研究及应用前景。本文从补体系统与自身免疫性疾病、经典途径及作用靶点确定、旁路途径方面,对近几年中药抗补体作用研究进行综述,为中药新药研究及筛选提供参考。
关键词:中药;抗补体活性;经典途径;半抑制浓度;综述
中图分类号:R285 文献标识码:A 文章编号:1005-5304(2019)06-0136-04
Abstract: The complement system is one of the most important components of human immune defense system. However, excessive activation of the complement system can cause various autoimmune diseases. Most of the common complement inhibitors in clinic are Western medicine, such as glucocorticoids, cyclophosphamide, and methamidophene. Although they have certain efficacy for related diseases, they also have inhibitory effects on other human immune systems and have poor selectivity. Long-term use can lead to reduced immunity and a variety of complications and adverse reactions. Recent studies have shown that some TCM components have anticomplement activity, and screening for complement inhibitors from TCM has shown good research and application prospects. This article reviewed the anticomplement effects of TCM in recent years, and provided references for the research and screening of new TCM from the aspects of complement system and autoimmune diseases, classical pathways and target determination and alternative pathways.
Keywords: TCM; anticomplement activity; classical pathways; semi-inhibitory concentration; review
對补体系统产生拮抗作用即抑制补体的过度激活是治疗自身免疫性疾病的重要手段[1]。目前,临床常用糖皮质激素、环磷酰胺、甲胺蝶呤等药物对相关疾病进行治疗[2],但此类药物选择性较差,对其他免疫系统有不同程度的抑制作用,长期使用可导致机体免疫能力降低,产生多种并发症和不良反应,影响治疗效果。近年来研究表明,一些中药成分具有抗补体活性,显示出较好的应用前景。本文从补体系统与自身免疫性疾病、经典途径及作用靶点确定、旁路途径方面,对近几年中药抗补体作用研究进行综述,为中药新药研究及筛选提供参考。
1 补体系统与自身免疫性疾病
补体是机体发挥免疫作用以防御外来入侵(包括细菌和病毒)、维持机体生理平衡等过程中的重要组分[3]。现研究发现了3种主要补体激活途径,即经典途径(classical pathway)、旁路途径(alternative pathway)和凝集素途径(terminal pathway)[4]。补体系统激活后可释放C3b(调理素)、C3a(过敏毒素)的复合酶及C5a(强效过敏毒素)、C5b等物质,从而激活末端补体复合物,最终引起靶细胞的裂解。其中C3a、C3b、C5a和C5b可结合多种白细胞引起急性炎症、细胞脱颗粒,释放血管活性介质,最终导致血管通透性增加,免疫细胞渗出增加,促使促炎症介质释放。
正常情况下,补体系统受到补体调节蛋白的精确调控,不会引起同源组织损伤。补体系统在病理条件下过度激活,则可诱导肥大细胞和淋巴细胞释放炎症介质产生炎症造成人体自身正常组织的损伤,引起多种自身免疫性疾病,如非典型性肺炎[5]、系统性红斑狼疮[6]、类风湿关节炎[7]、急性呼吸窘迫综合征[8]、痛风[9]、自身免疫性复发性流产[10]、阿尔茨海默病[11]、急性心肌梗死[12]等。
中医在治疗自身免疫性疾病时有独特优势,如治疗系统性红斑狼疮可明显改善雷诺现象、口眼干等,且对激素所诱发的其他不良反应也有明显的改善效果[13-15];治疗类风湿关节炎无论内服、外用、单方或复方都有明显疗效且不良反应少,适宜长期服用[16-18];治疗痛风有较好的疗效和较低的不良反应发生率[19-21];治疗阿尔茨海默病存在多靶点和多途径,尤其具有神经保护和神经营养、再生作用,且对线粒体和突触具有明显的保护作用,从而阻止或延缓痴呆的发生与进程[22];大承气汤、宣白承气汤、大黄附子汤、通腑泻热方等方剂在治疗急性呼吸窘迫综合征患者时表现出机制广泛、疗效确切及不良反应少等优点[23-28]。 2 中药抗补体活性
据报道,中药多糖、黄酮、蛋白质、多肽、黄酮、甾类、三萜类和生物碱等化合物具有较好的补体抑制作用。其中多糖(多为酸性杂多糖)是中药抗补体活性的主要活性成分,葡萄糖醛酸和半乳糖醛酸是其酸性部分[29],故从中药中筛选补体抑制剂研究前景较好。
自身免疫性疾病常以补体含量的变化作为一项重要的检测指标,多用经典途径或旁路途径的抗补体活性达到50%的抑制浓度(CH50或AP50)来评价,阳性对照通常为肝素[30]。
2.1 经典途径及作用靶点
经典途径的补体物质活性常以CH50为指标评价[31]。即先将试样溶于一定溶剂,用硼酸盐缓冲液(BBS)稀释至不同浓度,再将补体(BBS稀释的豚鼠血清)、溶血素和2%绵羊红细胞加入至不同浓度试样中。最后将试样经37 ℃水浴30 min,4 ℃、1000 r/min离心10 min后吸取上清液,在405 nm波长下测定吸光度。同时设置对照组(常以肝素为阳性对照)和全溶血组(三蒸水)。CH50值计算以试样浓度作为X轴,试样组扣除对照组吸光度作为Y轴作图。作用靶点是通过补体缺失血清测定其效价加以确定。
吴彦等[29]提取得到半枝莲粗多糖后,将粗多糖以一系列色谱柱层析分离纯化得到的B3-PS2组分进行补体经典途径的溶血活性(CH50)测定。结果显示,该组分CH50为(0.23±0.03)mg/mL,溶血率为(8.5±1.9)%,表明半枝莲粗多糖的B3-PS2组分与肝素活性相近,且确定抗C1r、C1s、C3、C4是其作用靶点。组成B3-PS2组分的单糖主要有D-葡萄糖、D-半乳糖和L-阿拉伯糖,糖残基摩尔比为2.7∶2.7∶1.0,分子质量为1100 kD。沈楠等[32]测定苍术、葶苈子粗多糖活性,结果以上2种药物浓度为0.08 mg/L时,活性大于相应浓度的肝素,其中正丁醇萃取的苍术粗多糖的活性较高,乙醇及正丁醇萃取的葶苈子粗多糖的活性较好。阮姝楠等[33]对广藿香提取物采用硅胶、SephadexLH-20、大孔树脂D-101等柱色谱方法进行抗补体活性成分导向分离与鉴定,其中5,4'-二羟基-3,7,3'-三甲氧基黄酮、槲皮素-7,3',4'-三甲醚、槲皮素、山柰酚、齐墩果酸、5,4'-二羟基-3,7,3'-三甲氧基黄酮、5,4'-二羟基-7,3'-二甲氧基黄酮、木犀草素有经典途径的补体激活抑制作用。其中活性最强的是槲皮素-7,3',4'-三甲醚(CH50=0.072 g/L),通过补体缺失血清鉴定其作用靶点是C1q、C2、C5和C9组分。胡建燃等[34]比较红花和灯盏花素注射液的经典途径抗补体活性发现,灯盏花素注射液(CH50=0.27 mg/mL)高于红花注射液(CH50=10.07 mg/mL),但是弱于肝素(CH50=0.11 mg/mL)。杨涛等[35]将红芪水提物经醇沉、脱蛋白、脱色素、SephadexG-100色谱柱等处理后得到红芪多糖HPS1-D组分,且有一定抗补体活性[CH50=(0.21±0.03)g/L]并呈一定的剂量-效应关系。最后经分析鉴定后发现,葡萄糖和阿拉伯糖是其主要成分,相对分子质量为5.2×105。沈路路等[36]研究发现,从虎杖乙酸乙酯部位分离得到的大黄素-8-甲醚、大黄酸、大黄素-8-O-β-D-葡萄糖苷、6-羟基芦荟大黄素、大黄素、迷人醇、xanthorin对经典途径有不同程度的抑制活性,其中活性最强的是迷人醇[CH50=(6±2)μg/mL];大黄素-8-O-β-D-葡萄糖苷的作用靶点为C1q、C2及C9组分;迷人醇作用于C1q、C2、C4及C9组分。倪付勇等[37]对金银花中各成分的经典途径抑制活性进行研究发现,其酚酸类成分有抑制活性[CH50=(0.025±0.010)g/L~(0.106±0.017)g/L],同时发现其酚羟基、羧基数目对于酚酸类成分的抗补体活性具有重要作用。张娟娟等[38-39]对鱼腥草多糖纯化后发现,其对经典途径补体抑制活性CH50为0.079 g/L。周捷等[40]研究发现,杜仲及其提取物有一定抑制补体溶血作用,其主要靶点为C3、C4。杨涛[41]研究发现,珠子参多糖在经典途径中有较好的抗补体活性(CH50=0.31 mg/mL)。杜冬生等[42]对紫花地丁中的生物碱类成分进行抗补体活性研究发现,伞形香青酰胺、neoechinulin A、金色酰胺醇酯、N-benzoyl- L-p-hydroxy-phenylalaninol、金色酰胺醇、栝楼酯碱、3-吲哚甲酸、N-反式对羟基苯乙基阿魏酰胺、N-p-香豆酰酪胺、7'-(3',4'-dihydroxyphenyl)-N-[(4- methoxyphenyl)ethyl]propenamide、cannabisin F對补体系统的经典途径有不同程度抑制活性(CH50=0.12~0.33 g/L);金色酰胺醇作用于补体系统的C1q、C2、C5、C9,伞形香青酰胺作用于补体的C1q、C2、C3、C5、C9,N-反式对羟基苯乙基阿魏酰胺作用于C1q、C3、C9,N-p-香豆酰酪胺作用于C1q、C3、C5、C9。高红伟[43]对三脉紫菀和人参抗补体活性成分研究发现,三脉紫菀乙酸乙酯部位的黄酮成分的抗补体活性较强,人参皂苷类成分有抗补体作用作用靶点有C1、C2、C4、C3和C5。
2.2 旁路途径
补体旁路溶血活性用AP50为指标评价[31]。即取临界浓度的补体与试样混匀,加入一定量的补体和0.5%RE,37 ℃水浴30 min,5000 r/min、4 ℃离心10 min后取上清液,在405 nm波长下测定其吸光度。同时设置多糖对照组和全溶血组。AP50值以试样浓度为X轴、溶血抑制率为Y轴作图进行计算。
吴彦等[29]研究表明,半枝莲多糖旁路途径的抗补体活性[AP50=(4.9±0.2)mg/mL]低于麻黄(AP50=1.5 mg/mL)。阮姝楠等[33]研究发现,广藿香中5,4'-羟基-3,7,3'-三甲氧基黄酮、槲皮素、槲皮素-7,3',4'-三甲醚、山柰酚、齐墩果酸对旁路途径的补体激活具有明显抑制作用,且AP50相差不大。杜冬生等[42]发现紫花地丁中生物碱类成分对旁路途径也有抑制作用(AP50=0.22~0.50 g/L)。宋伟华[44]对牡丹皮和毛七公的抗补体活性成分研究发现,酚羟基决定抗补体活性的存在与否,没食子酰基可改善抗补体活性,甲氧基则对抗补体活性不利。 3 小结
综上,中药显示出较好的抗补体活性,活性成分较多,包括多糖、黄酮、蛋白质、多肽、黄酮、甾类、三萜类和生物碱等化合物。然而,中药成分复杂,药效物质基础与可能产生不良反应的物质基础尚未完全明确,因此,中药抗补体成分尚待研究明确。目前研究表明,中药作用靶点及作用机制有待具体确定,且中药抗补体活性研究主要在经典途径,对旁路途径影响的报道鲜见。中药在疾病预防、治疗和保健方面具有一定优势,从中药中筛选补体抑制剂可成为中药研究较好的切入点,具有广阔前景。
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