518-82-1 / 大黃素對(duì)胃腸道黏膜損傷保護(hù)作用的機(jī)制研究進(jìn)展

大黃作為我國廣泛應(yīng)用的一味中藥，最初記載于《神農(nóng)本草經(jīng)》，已有二千多年的歷史，為蓼科植物掌葉大黃Rheum palmatum L.、唐古特大黃R. tangguticum Maxim. ex Balf.或藥用大黃R. officinale Baill.的干燥根和根莖。其性味苦寒，歸大腸、脾、胃、肝、心經(jīng)，具有瀉下攻積、清熱瀉火、涼血解毒、逐瘀通經(jīng)等功效[1]。其有效成分為大黃素、大黃酸、大黃酚、大黃素甲醚、蘆薈大黃素等[2]，其中大黃素屬蒽醌衍生物，具有緩瀉、抑菌、抗炎、抗纖維化、保護(hù)胃腸道黏膜屏障等功效。

1 對(duì)胃腸道黏膜缺血再灌注的影響

腸缺血再灌注（IIR）是創(chuàng)傷、感染、休克等多種疾病必經(jīng)的病理生理過程，IIR可導(dǎo)致腸黏膜結(jié)構(gòu)及功能障礙、通透性增加和腸道內(nèi)毒素移位入血等[12]，加重胃腸黏膜的損傷，故改善IIR這一病理生理過程，對(duì)于提高原發(fā)疾病的治愈率至關(guān)重要。在IIR的過程中，卡巴膽堿、三磷酸腺苷等均能發(fā)揮防治作用，而大黃素是近幾年來的研究重點(diǎn)。白小武等[13]發(fā)現(xiàn)，大黃素可以使腸黏膜細(xì)胞凋亡減少，保護(hù)腸黏膜細(xì)胞間緊密連接結(jié)構(gòu)使其破壞降低，進(jìn)而維持腸黏膜屏障的完整性，降低腸黏膜通透性，這證實(shí)了大黃素對(duì)腸道缺血再灌注所致的腸黏膜屏障損傷具有保護(hù)作用。張俏等[14]研究發(fā)現(xiàn)，大黃素可抑制外周血人可溶性髓系細(xì)胞觸發(fā)受體-1（sTREM-1）及TNF-α、肝細(xì)胞核轉(zhuǎn)錄因子kappaB（NF-κB）的表達(dá)，減輕腸道及全身炎癥反應(yīng)，從而阻斷腸缺血再灌注損傷的發(fā)生發(fā)展過程。李永紅等[15]研究發(fā)現(xiàn)，大黃素也可抑制急性壞死性胰腺炎模型大鼠小腸中NF-κB活性，降低小腸內(nèi)TNF-α、IL-1β的水平，對(duì)急性胰腺炎腸道損傷產(chǎn)生保護(hù)作用。韋志軍等[16]發(fā)現(xiàn)大黃素能使腸缺血再灌注后肥大細(xì)胞活化脫顆粒釋放的TNF-α減少，使小鼠小腸黏膜結(jié)構(gòu)破壞減少，從而起到防治腸缺血再灌注損傷的作用?？傊簏S素可通過抑制NF-κB和TNF-α等炎癥因子的表達(dá)，而減少IIR所造成的胃腸黏膜損傷。

2 抑制胃腸道黏膜的炎癥反應(yīng)作用

各種原因?qū)е碌钠鞴贀p傷均會(huì)啟動(dòng)炎癥的級(jí)聯(lián)反應(yīng)，損傷的靶器官會(huì)釋放大量的炎癥因子，TNF-α便是其中之一。研究表明急性放射性腸炎可刺激TNF-α增多，大量TNF-α會(huì)導(dǎo)致NO的生成過量，高濃度NO會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞破壞和組織損傷。另外急性藥物中毒除了損傷肝臟、腎臟等臟器，也可造成藥物性腸炎，其主要就是因?yàn)閾p傷的靶器官釋放如TNF-α等的炎癥因子過多，故抑制炎癥因子的大量釋放是緩解胃腸道黏膜損傷的重要瓶頸。目前，已有研究表明姜黃素、左金丸等均是能降低炎癥因子釋放、保護(hù)胃腸道黏膜的藥物[17]。近年來，大黃素抗炎作用也引起了重視，王玉等[18]研究發(fā)現(xiàn)，大黃素可降低TNF-α表達(dá)，減少NO生成，具有明顯的抑制炎癥的作用。劉雷等[19]研究表明，大黃素能明顯減輕急性壞死性胰腺炎大鼠的胰腺組織水腫、脂肪壞死和出血，降低炎性細(xì)胞浸潤。而大黃素的這種抗炎作用可能是通過多種信號(hào)通路實(shí)現(xiàn)的，研究發(fā)現(xiàn)NF-κB通路就是顯著的一條。祁蕾[20]研究發(fā)現(xiàn)，大黃素可通過抑制NF-κB和HIF-1α-COX-2信號(hào)通路而減輕腸道和全身炎癥反應(yīng)，其中腸上皮細(xì)胞HIF-1α-COX-2信號(hào)通路是由脂多糖（LPS）所激活，使低氧誘導(dǎo)因子-1α（HIF-1α）的表達(dá)量增高，從而導(dǎo)致細(xì)胞缺氧及腸黏膜損傷。王林等[21]研究發(fā)現(xiàn)，大黃素能抑制胰腺NF-κB信號(hào)通路活化，下調(diào)IL-1β、IL-6和IL-8等炎癥因子的釋放，達(dá)到保護(hù)胃腸道黏膜的作用。還有研究發(fā)現(xiàn)某些蛋白的異常表達(dá)也會(huì)促進(jìn)胃腸道黏膜炎癥的發(fā)生，如TREM就是其中一個(gè)，該蛋白是一類與DAP12具有相關(guān)性免疫球蛋白超家族跨膜受體，且高表達(dá)于髓樣細(xì)胞[22]，在炎癥信號(hào)通路中，是一個(gè)關(guān)鍵性放大器[23]。張俏等[14]研究發(fā)現(xiàn)，大黃素可抑制外周血sTREM-1的表達(dá)，減輕腸道及全身炎癥反應(yīng)，從而保護(hù)腸道黏膜細(xì)胞。以上研究結(jié)果均提示大黃素不但具有顯著的抗炎作用，而且這種抗炎機(jī)制是通過調(diào)控特定的信號(hào)通路抑制炎癥因子的大量釋放，從而對(duì)胃腸道黏膜損傷產(chǎn)生保護(hù)作用的。

3 對(duì)胃腸道黏膜氧自由基的抑制或清除作用

氧自由基對(duì)胃腸道黏膜的損傷作用已成為共識(shí)，而超氧化物歧化酶（SOD）可清除體內(nèi)超氧陰離子自由基，達(dá)到抗衰老、增加機(jī)體對(duì)外界環(huán)境的適應(yīng)能力、提高機(jī)體對(duì)多種疾病的抵抗能力等生理作用[24]。維生素E、褪黑素等也是明確的具有清除自由基作用的藥物，鉤藤、天麻也有此功效。故具有清除氧自由基的藥物是減輕胃腸道黏膜損傷的一個(gè)重要方面。研究表明大黃素亦可清除氧自由基，如張艷超等[25]對(duì)低氧環(huán)境下的大鼠用大黃素灌胃，發(fā)現(xiàn)大黃素可以提高大鼠腦組織中SOD活性，證實(shí)了大黃素具有清除氧自由基的作用。另外，Sharma等[26]研究發(fā)現(xiàn)，大黃素可以有效的清除小鼠脾臟因γ輻射誘導(dǎo)產(chǎn)生的自由基，從而保護(hù)受輻射的脾臟，避免脾臟的免疫細(xì)胞死亡和DNA損傷。大黃素預(yù)處理也同樣可抑制γ輻射誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡和死亡，故大黃素對(duì)氧自由基具有明顯的抑制及清除作用。

4 抑制胃腸道黏膜細(xì)胞的自噬及凋亡

自噬和凋亡是胃腸道黏膜細(xì)胞變性和壞死的重要形式，通常認(rèn)為自噬對(duì)正常的機(jī)體是一種保護(hù)機(jī)制，通過自噬的自發(fā)作用清除對(duì)機(jī)體有損傷的外來抗原、炎癥因子等，以保障機(jī)體內(nèi)環(huán)境的平衡。有報(bào)道[27]認(rèn)為自噬可以參與調(diào)節(jié)胃腸道黏膜的機(jī)械屏障，清除胞內(nèi)細(xì)菌，抑制炎癥等過程，故自噬能明顯促進(jìn)胃腸道黏膜修復(fù)。鄭英等[28]發(fā)現(xiàn)在低氧環(huán)境下大黃素具有促進(jìn)大鼠小腸隱窩上皮細(xì)胞IEC-6細(xì)胞分裂，上調(diào)自噬相關(guān)基因Beclin-1及LC3表達(dá)的作用，由此認(rèn)為大黃素可通過促進(jìn)自噬對(duì)低氧環(huán)境下的胃腸道黏膜細(xì)胞產(chǎn)生保護(hù)作用。目前，關(guān)于大黃素促進(jìn)自噬的研究報(bào)道雖很少，但現(xiàn)有的研究表明大黃素具有抗炎、抗衰老、清除自由基等作用，而這些作用均有自噬參與，故大黃素保護(hù)胃腸道黏膜的機(jī)制與自噬一定相關(guān)，值得進(jìn)行深入研究。

對(duì)于胃腸道黏膜損傷來說，凋亡也是其發(fā)生的重要機(jī)制之一。趙宏賢等[29]研究發(fā)現(xiàn)伴有胃黏膜損傷的糖尿病大鼠，會(huì)高表達(dá)與胃黏膜上皮細(xì)胞凋亡相關(guān)的Caspase12蛋白，對(duì)大鼠ig大黃素8 g/L，5mL/kg，1次/d，Caspase12蛋白表達(dá)下調(diào)，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激明顯緩解，胃黏膜損傷減輕，該研究提示大黃素可通過抑制Caspase12蛋白表達(dá)，進(jìn)而抑制胃黏膜凋亡，達(dá)到保護(hù)胃黏膜的作用。但也有研究[30]認(rèn)為大黃素抑制胃腸道黏膜細(xì)胞凋亡的機(jī)制與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激途徑無關(guān)，即便如此這些研究都表明大黃素具有保護(hù)胃腸道黏膜的作用，而且與凋亡抑制相關(guān)，這為深入研發(fā)以抑制胃腸道黏膜凋亡為基礎(chǔ)的大黃素新藥建立了理論依據(jù)和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。另外，線粒體呼吸鏈細(xì)胞色素C（cyt c）也參與細(xì)胞凋亡的調(diào)節(jié)，吳學(xué)平等[31]研究表明糖尿病大鼠損傷的胃黏膜上皮細(xì)胞中高表達(dá)cyt c，從而認(rèn)為胃黏膜損傷與cyt c介導(dǎo)的胃黏膜上皮細(xì)胞凋亡密切相關(guān)。該研究又對(duì)模型大鼠ig大黃素8 g/L，5mL/kg，1次/d，，發(fā)現(xiàn)大黃素可降低胃黏膜細(xì)胞cyt c蛋白的表達(dá)，減輕大鼠胃黏膜損傷，緩解糖尿病胃病[32]，其機(jī)制可能是大黃素能抑制胃黏膜上皮細(xì)胞cyt c的釋放減少，進(jìn)而抑制線粒體途徑激活，減少胃黏膜上皮細(xì)胞凋亡。此外，通過重癥胰腺炎大鼠模型的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，大黃素對(duì)重癥胰腺炎所致的腸黏膜屏障損傷也具有保護(hù)作用，其機(jī)制主要是通過下調(diào)Bax（促凋亡因子）基因的表達(dá)，從而抑制腸黏膜細(xì)胞過度凋亡，減輕腸黏膜屏障的損害，以及降低腸道內(nèi)毒素的易位，最終達(dá)到保護(hù)胃腸道黏膜的作用[33-34]。

總之，大黃素保護(hù)胃腸道黏膜的重要機(jī)制就是促進(jìn)自噬，抑制凋亡，從而緩解胃腸道黏膜損傷的進(jìn)程，達(dá)到修復(fù)胃腸道黏膜的目的。

5 促進(jìn)損傷后胃腸道黏膜上皮細(xì)胞的增殖

胃腸道黏膜的損傷與胃腸道黏膜的上皮細(xì)胞的損傷密切相關(guān)，有研究發(fā)現(xiàn)胃腸道黏膜上皮細(xì)胞的損傷會(huì)減少黏液分泌導(dǎo)致胃腸道黏膜屏障的破壞，進(jìn)而損傷胃腸道黏膜。目前，用于促進(jìn)上皮細(xì)胞修復(fù)的藥物如瑞巴派特，其可能通過上調(diào)胃腸道黏膜保護(hù)性因子TFF1蛋白的表達(dá)，從而參與調(diào)控胃腸道黏膜細(xì)胞損傷修復(fù)[35]。而對(duì)于損傷的胃腸道黏膜上皮細(xì)胞，大黃素是否能起到修復(fù)作用，也有學(xué)者進(jìn)行了研究[18]，他們發(fā)現(xiàn)大黃素作用于大鼠急性放射性腸炎模型時(shí)，可明顯提高腸組織中二胺氧化酶的活性，以促進(jìn)腸黏膜細(xì)胞損傷后快速愈合。而二胺氧化酶是人類和所有哺乳動(dòng)物腸黏膜上層絨毛細(xì)胞中具有高度活性的細(xì)胞內(nèi)酶，其活性高低與絨毛高度及黏膜細(xì)胞核酸、蛋白合成密切相關(guān)，具有保護(hù)腸黏膜，加速受損后腸黏膜細(xì)胞修復(fù)，促進(jìn)快速愈合功能。另外，有研究報(bào)道PGE2可通過促進(jìn)上皮細(xì)胞修復(fù)和發(fā)揮保護(hù)胃腸道黏膜的作用[36-37]，郝宗艷等[38]發(fā)現(xiàn)大黃素可通過升高PGE2水平對(duì)胃腸道黏膜具有潛在的保護(hù)作用。這些研究均提示大黃素能促進(jìn)損傷后胃腸道黏膜上皮細(xì)胞的增殖而發(fā)揮保護(hù)作用。

6 對(duì)胃腸道黏膜上皮緊密連接的直接保護(hù)作用

胃腸道黏膜上皮緊密連接是形成其保護(hù)機(jī)制的重要方面，有些研究發(fā)現(xiàn)緊密連接具有選擇性屏障、維持柵欄功能等作用。一旦胃腸道上皮緊密連接發(fā)生變異、減少或缺失，胃腸上皮間隙的通透性就會(huì)增加，許多如細(xì)菌、內(nèi)毒素及大分子物質(zhì)可通過緊密連接進(jìn)入體循環(huán)，進(jìn)而引發(fā)一系列的胃腸道疾病。

熱休克蛋白（HSP）是生物體（或離體、培養(yǎng)細(xì)胞）在不良環(huán)境因素作用下所產(chǎn)生的一組具有高度保守性的應(yīng)激蛋白[39]，它對(duì)胃腸道黏膜損傷具有修復(fù)作用，有研究發(fā)現(xiàn)HSPs家族是細(xì)胞骨骼蛋白的分子伴侶，具有維持腸黏膜上皮細(xì)胞的完整性及其正常的腸屏障功能[40]。大黃素既然有直接的促進(jìn)胃腸道黏膜損傷修復(fù)的作用，同樣可能與胃腸道黏膜上皮的緊密連接相關(guān)，施琳琳等[41]研究發(fā)現(xiàn)大黃素能促使腸黏膜上皮細(xì)胞HSP70的高表達(dá)，加強(qiáng)腸黏膜上皮之間的緊密連接，從而發(fā)揮修復(fù)胃腸道黏膜損傷的作用。

7 結(jié)語

大黃素能通過多種作用機(jī)制對(duì)胃腸道黏膜產(chǎn)生保護(hù)作用，無論是基因?qū)用?，還是細(xì)胞間作用均有相應(yīng)的影響機(jī)制，這體現(xiàn)了大黃素對(duì)胃腸道黏膜保護(hù)機(jī)制的多層面和多角度。大黃素廉價(jià)易取，且極具我國地方特色。故研發(fā)以大黃素為主要成分的新型胃腸道黏膜保護(hù)劑，可為胃腸道黏膜損傷性疾病提供新的治療手段。