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       【关键词】  黄芩素; 药理活性
       黄芩素(Baicalein)异 名：黄芩苷元，黄芩黄素，为唇形科(Labiatae)黄芩属(Scutellaria)多年生草本中药植物黄芩( Scutellaria baicalensis Georgi)的干燥根中提取的有效成分，其在生药中占5.41%，是黄芩的最主要活性成分之一。黄芩素是一种黄酮类化合物，近年来研究表明，黄芩素对多种疾病包括炎症、肿瘤、纤维化性疾病、心脑血管性疾病以及神经性疾病具有良好的防治作用，其作用机制涉及抗菌、抗病毒，抗氧化、清除自由基等药理活性。现就黄芩素的药理活性研究现状综述如下。
       1 抗菌抗病毒作用
       中药黄芩抗菌谱广，其煎剂能较好地抑制多种革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌以及螺旋体等的生长和繁殖。黄芩素是黄芩抗菌作用的有效成分，黄芩素能抑制铜绿假单胞菌和白色念珠菌生物被膜的形成，降低细胞表面疏水性，从而抑制铜绿假单胞菌和白色念珠菌感染[1，2]。氟康唑和黄芩素联合应用对从临床中分离出来的大多数抗氟康唑白色念珠菌具有很好的抗菌活性，该活性大于单独使用氟康唑或黄芩素。应用黄芩素处理酵母细胞可减少若丹明6G的排出，表明黄芩素能抑制酵母细胞的泵流出。提示氟康唑和黄芩素协同作用能克服酵母菌的抗药性，联合应用抗真菌感染效果更好[3]。研究表明食用某些黄酮类化合物具有抗人巨细胞病毒(HCMV)作用，其中黄芩素的作用最强，甚至强于阳性药苷昔洛韦。其抗病毒机制研究表明，黄芩素不能直接灭活HCMV，而是通过阻断表皮生长因子酪氨酸激酶活性以及HCMV的核转位，减少早期和晚期HCMV蛋白水平以及病毒DNA的合成，实现抗病毒作用[4]。对感染和未感染水泡性口炎病毒(Vesicular stomatitis virus,水泡性口炎病毒)的人末梢血白细胞抗病毒感染细胞因子表达的研究发现，含有黄芩素的黄芩提取物可调节人末梢血白细胞内细胞因子的表达，表现为抑制干扰素-α(Interferon-alpha, IFN-α)和干扰素-γ(Interferon-gamma, IFN-γ)，刺激肿瘤坏死因子(Tumor necrosis factor –alpha，TNF-α)和白介素-12(Interleukin-12, IL-12)、白介素-10(Interleukin-10，IL-10)的产生，增强对VSV的抵抗作用，提示黄芩素可能通过调节固有抗病毒免疫体统发挥抗病毒作用[5]。甲1型流感在世界范围内爆发后，吴修华等[6]首次报道口服黄芩素具有良好的体内抗甲1型流感病毒作用，并且其可降低体内感染甲1型流感病毒小鼠的死亡率。提示黄芩素可能将会成为一种潜在的抗病毒制剂。
       2 抗炎及对变态反应性疾病的作用
       以黄芩苷元为主要成分的黄芩提取物可抑制环氧化酶-2(Cyclooxygenase-2, COX -2)活性及蛋白表达;抑制刀豆蛋白A诱导的小鼠脾淋巴细胞P38蛋白磷酸化;并可抑制角叉菜胶诱导的大鼠足肿胀及醋酸诱导的小鼠扭体反应，由此提示黄芩苷元可通过抑制淋巴细胞的功能和炎症介质的产生发挥抗炎作用[7]。皮内注射角叉菜胶引起炎症性组织释放的脂氧合酶产物增加，脊髓背侧角Fos-样免疫活性(Fos-LI)细胞数量增加，Hargreaves 和 von Frey 行为试验中热痛阈值和机械痛阈值降低。12-脂氧合酶(12-Lipoxygenase, 12-LO)抑制剂黄芩素可显著减少角叉菜胶注射引起的Fos-(+)细胞数目，抑制角叉菜胶诱导的热痛过敏和机械痛过敏。表明黄芩素通过调节炎性疼痛潜在的靶点脂氧合酶途径抑制c-FOS表达，从而发挥抗炎镇痛的作用[8]。磷脂酶可催化膜磷脂释放花生四烯酸，在环氧化酶(COX)的作用下花生四烯酸可转化成前列腺素(Prostaglandins, PGs)。COX-2被认为是参与炎症反应主要的COX亚型。黄芩素预处理脂多糖(Lipopolysaccharide，LPS)刺激的Raw 264.7巨噬细胞，COX-2蛋白和mRNA的表达下降，炎性介质前列腺素 E2(Prostaglandin E2，PGE2)产生减少，呈剂量依赖趋势。其机制为黄芩素阻断了CCAAT/ 增强子结合蛋白 β(CCAAT/ enhancer binding protein β，C/EBP β)的DNA结合活性，从而抑制COX-2表达。此外，黄芩素亦可通过抑制巨噬细胞源性一氧化氮(Nitric oxide，NO)的产生，调节促炎症基因的表达，剂量依赖性地抑制LPS刺激的巨噬细胞内诱导型一氧化氮合酶(Inducible nitric oxide synthase，iNOS)mRNA 和蛋白质的表达以及NO的产生[9]。嗜酸细胞活化趋化因子是一种过敏性炎症-特异性的趋化因子，可将嗜酸性粒细胞趋化到过敏性炎症部位。日本学者对“Saiboku-to”用于支气管哮喘的研究表明，以黄芩素和黄芩苷为其主要活性成分的黄芩根是Saiboku-to中一种主要的草药成分，且黄芩素和黄芩苷可抑制嗜酸细胞活化趋化因子的产生，前者的作用更强。黄芩素亦可以阻断白介素-4(Interleukin-4, IL-4)和TNF-α处理的人成纤维细胞内嗜酸细胞活化趋化因子mRNA的表达，提示黄芩根治疗支气管哮喘药理效应的发挥部分是通过黄芩素抑制与嗜酸性粒细胞募集相关的嗜酸细胞活化趋化因子的产生而实现的[10]。
       3 抗氧化及清除自由基作用
       黄芩素分子结构内含有3个羟基，是很好的铁离子螯合剂，并且具有良好的清除自由基的能力，因此表现为强有力的抑制脂质过氧化的作用。对脑缺血/再灌注(Ischemia-reperfusion,I/R)损伤大鼠肝功能研究发现，黄芩素预处理肝细胞可显著地降低肝组织和血清中黄嘌呤氧化酶(Xanthine Oxidase, XOD)和丙二醛(Maleic Dialdehyde, MDA)的表达水平，提高超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase, SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(Glutathione peroxidase, GSH-Px)以及一氧化氮(Nitric Oxide, NO)的活性和水平，因此减轻脂质过氧化反应，表明黄芩素减轻大鼠脑缺I/R损伤引发的肝细胞损伤在很大程度上是通过其抗氧化活性来发挥[11]。在大鼠心肌组织匀浆缺乏外源性亚铁血红素或血红素蛋白的情况下，亚硝酸盐-葡萄糖-葡萄糖氧化酶系统可诱导蛋白质发生消化和氧化作用以及脂质过氧化作用的发生。黄芩素能有效地保护大鼠心肌组织免受脂质过氧化和蛋白质消化性的损伤，该作用的发挥与其抗氧化活性一致，且强于黄芩苷[12]。研究表明，氯化高铁血红素-亚硝酸盐-过氧化氢能引起肝匀浆蛋白质的消化反应，脂质的过氧化反应和肝微体蛋白质的氧化反应;也可引起HepG2细胞活力的下降。黄芩素，黄芩苷和汉黄芩苷可以呈剂量依赖性地抑制肝匀浆和HepG2细胞内蛋白质的消化和脂质的过氧化，且其抑制效应顺序为黄芩苷>黄芩素>汉黄芩苷。这三种黄酮类化合物也可抑制肝微体内蛋白质的氧化作用，降低HepG2细胞内还原型谷胱甘肽(Reduced glutathione, GSH)的含量和细胞的活力，在这3种化合物中黄芩苷的抑制作用最强。提示黄芩素，黄芩苷和汉黄芩苷能够通过抑制氧化反应和硝化反应从而抑制氯化高铁血红素-亚硝酸盐-过氧化氢诱导的肝损伤的发生[13]。
       4 抗肿瘤作用
       脂氧合酶途径和环氧合酶途径是花生四烯酸代谢的重要代谢途径，其代谢产物通过多种信号途径对恶性肿瘤产生多种生物学效应，如抑制细胞凋亡，促进肿瘤增长等。Aqarwal S等[14]的研究发现，在人表皮样癌A431细胞系中，黄芩素可抑制12-脂氧合酶(12-lipoxygenase ,12-LOX)过度表达，下调Bcl2/Bax比例，促进细胞色素C的释放，活化caspase-3和聚ADP核糖聚合酶(Poly ADP-Ribose Polymerase, PARP)断裂，从而促进该细胞凋亡。黄芩素通过下调ERK和PI3K信号转导途径诱导人表皮样癌细胞凋亡,可能成为人表皮样癌一个潜在的治疗靶点。在B16F10 黑色素瘤细胞内，黄芩素可促进超氧阴离子产生，随后超氧阴离子与超氧化物歧化酶和Fenton反应迅速转化成羟自由基(·OH)，导致B16F10细胞存活力下降，抑制黑色素瘤细胞的增殖，且这种作用可为活性氧簇(Reactive oxygen species，ROS)清除剂所逆转。提示黄芩素可通过促进ROS的产生，增加对肿瘤细胞的杀伤力，以达到抗黑色素瘤的作用[15]。活化的PKC和ERKs参与12-O-十四烷酰佛波醋酸酯-13(12-O-tetradecanoylphorbol-13-acetate，TPA)-诱导的U87恶性胶质瘤细胞转移和侵润，COX-2/ PGE2蛋白表达，基质金属蛋白酶-9(Matrix metallopeptidase-9，MMP-9)激活和过氧化物的产生，给予超氧化物歧化酶后上述效应可被阻断。ROS可通过ERK-活化的COX-2/PGE2和MMP -9的诱导作用促进U87 恶性胶质瘤细胞的转移和侵润，黄芩素能够阻断上述作用，可能成为潜在的抑制恶性胶质瘤细胞转移和侵润的药物[16]。值得注意的是，黄芩素在剂量依赖性地诱导恶性B淋巴细胞凋亡时，亦可影响正常外周血B淋巴细胞的存活力，提示不同的组织细胞对黄芩素的反应可能是相同的，因此在进行抗癌治疗时应系统性的分析黄芩素对不同组织正常细胞的毒性，以达到安全用药[18]的目的。
       5 对纤维化病变的作用
       纤维化性疾病包括肺、肝、肾等在内具有共同的病理形态学表现，即成纤维细胞增生活化，细胞外基质(Extracellular matrixc，ECM) 过度沉积于间质组织内。研究发现，蛋白激酶C(PKC)在高糖导致的肾小球系膜细胞及肾小管上皮细胞过度合成ECM及转化生长因子-β1(Transforming growth factor- β1, TGF- β1)中具有重要的作用。体外研究显示，抑制PKC活性能有效阻止肾小球系膜细胞、内皮细胞及肾小管近端小管细胞表达ECM及TGF- β1, 200μmol ·L-1的黄芩素可通过抑制细胞膜PKC 活性降低高糖诱导近端小管细胞内Ⅳ型胶原蛋白(Collagen Ⅳ，ColⅣ)、纤维连接蛋白(Fibronectin，FN)和TGF- β1等基因及蛋白的过度表达，提示黄芩素可阻止高糖诱导的肾小管近端小管细胞ECM及TGF- β1高表达，对延缓糖尿病肾病的进展具有一定的作用[20]。黄芩素作用人眼球筋膜囊成纤维细胞的研究发现，黄芩素通过阻断人眼球筋膜囊成纤维细胞的周期进行，将该细胞阻滞在G0/G1期，从而促进细胞凋亡的发生，抑制人眼球筋膜囊成纤维细胞的活化与增殖，阻断ECM的合成与过度沉积，且黄芩素抑制人眼球筋膜囊成纤维细胞的增殖效应呈剂量依赖趋势[19]。研究黄芩素对肾纤维化体外细胞模型发现，5 ～ 80 μmol/L的黄芩素可抑制5ng·ml-1 TGF-β 1作用肾脏NRK-49F 细胞48 h后引起的Ⅰ型胶原(CollagenⅠ, ColⅠ)mRNA和蛋白质的表达、α-肌动蛋白(Actin alpha , smooth muscle, α-SMA)的表达、溴脱氧尿苷(BrdU)的掺入，同时还可抑制TGF-β 1诱导的NRK-49F细胞小丘的形成，具有不依赖于炎症的抗纤维化作用[20]。日本草药Sho-saiko-to 活性成分为黄芩素和黄芩苷，对实验性肝纤维化具有预防和治疗作用。其可通过抑制肝星状细胞的活化，减少胶原的产生及抑制肝细胞和肝星状细胞的氧化应激而发挥抗纤维化作用[21]。
       6 心脑血管保护作用
       黄芩素能清除羟自由基、烷自由基，对心肌I/R有保护作用。对缺血损伤心肌的研究发现，黄芩素可显著降低不同时间点冠脉结扎大鼠S点位移，减轻梗死心肌重量，对冠脉结扎所致大鼠急性心肌缺血损伤具有良好的保护作用[22]。作为12/15-脂氧合酶抑制剂，黄芩素能够时间依赖性地抑制大脑中动脉I/R诱导的过氧化物酶体增殖剂激活受体(peroxisome prolifemtor—activated receptors，PPARs)表达上调及其由胞浆向核内转位。给予PPARγ激动剂则可增强I/R诱导的PPARγ上调与核转位的发生，相反PPARγ拮抗剂则表现对该作用的抑制效应。提示黄芩素通过抑制内源性PPARγ配体激活，从而阻断大鼠大脑中动脉I/R损伤的发生[23]。对脓毒血症发生时循环衰竭和血管机能障碍的研究发现，黄芩素通过抑制核因子kB抑制物(I kappa B alpha，IkBa)降解，抑制核因子-κB(Nuclear factor kB, NF-κB )-DNA复合物(NF-κB-DNA)的形成以及NF-κB依赖性的报告基因的表达, 抑制血浆TNF-α水平的升高，减少NO、超氧阴离子和iNOS蛋白产生，改善由LPS引起的低血压和心动过速等恶性循环变化，具有强有力的抗内毒素血症的作用[24]。此外，黄芩素还可促进新生血管的发生。脯氨酰羟化酶对调节氧敏感性缺氧诱导因子(Hypoxia-inducible factor，HIF)途径至关重要，可特异性地降解HIF-1α ,下调HIF途径。黄芩素与脯氨酰羟化酶的活性部位结合后，可抑制HIF-1α的降解，促进HIF调节的缺氧诱导基因转录以及不依赖于HIF调节的其他基因的活化，从而促进新生血管发生，由此表明黄芩素有望成为新的治疗缺血性疾病的药物[25]。
       7 神经保护及促细胞转化与分化作用
       LPS刺激小神经胶质细胞引起摄取3H多巴胺能力降低和酪氨酸羟化酶免疫反应性丧失，TNF-α和自由基(如NO和超氧阴离子)的过量产生，导致神经元损伤。5 μM的黄芩素预处理可剂量依赖性地减轻小神经胶质细胞的损伤，起到最大化保护神经元的作用，甚至是在LPS刺激2 h后再给予黄芩素仍具有该保护作用[26]。黄芩素能改善6-羟多巴胺(6-OHDA)诱导的多巴胺能神经元SH-SY5Y凋亡，促进嗜铬细胞瘤系PC12神经元的轴突生长，减轻6- OHDA诱导的大鼠肌肉震颤损伤，诱导PC12神经元转化，增加黑质内酪氨酸羟化酶阳性神经元数量等，实现其对6-OHDA诱导的帕金森性神经损伤的神经保护作用[27]。H2O2处理PC12细胞可引起氧化应激、线粒体功能障碍、Bcl-2 下调、Bax 上调和细胞凋亡，导致PC12 细胞活力显著降低。应用黄芩素预处理可抑制H2O2诱导细胞活力的下降，细胞内ROS的产生以及脂质过氧化的发生，且呈剂量依赖性。同时，黄芩素可调节Bcl-2 家族成员，减少DNA断裂，阻断线粒体凋亡发生。提示黄芩能阻断H2O2对PC12细胞的神经毒性作用[28]。黄芩素可通过上调COX-2，显著性地减少脂肪酸结合蛋白、载脂蛋白D、胰岛素样生长因子2等mRNA水平，抑制脂肪细胞转化和甘油三酯聚集，发挥抑制脂肪形成的作用[29]。黄芩素能剂量依赖性地抑制NF-κB受体激活子(RANKL)诱导的抗酒石酸盐酸性磷脂酶(TRAP)激活，抑制RANKL诱导信号分子(AKt, ERK/MAPK和 NF-κB)的活化和破骨细胞相关基因(c-Fos,Fra-2和NFATc1)mRNA表达，从而抑制多核破骨细胞的形成，证实黄芩素具有潜在的抑制破骨细胞分化及诱导成熟破骨细胞凋亡的作用[30]。
       8 结语
       黄芩为常用中药，味苦、性寒，归肺、心、肝、胆、大肠经，具有清热泻火、燥湿解毒的功效。黄芩的有效成分之一——黄酮类化合物黄芩素，具有抗菌、抗病毒、抗炎、抗氧化、抗肿瘤、抗纤维化及心脑血管、神经元保护等药理作用，提示黄芩素具有多层次、多途径、多靶点的药理活性作用，黄芩药源丰富，功效广泛，未见明显毒性作用报道，值得进一步研究开发。
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