枸杞多糖對Nrf2信號通路調控作用的研究進展

林 鵬，張 璨，楊 玉，楊光遠，劉明遠，

(1.佳木斯大學藥學院，黑龍江 佳木斯 154007；2.佳木斯大學基礎醫學院，黑龍江 佳木斯 154007；3.佳木斯大學第一附屬醫院，黑龍江 佳木斯 154003)

枸杞是我國傳統的藥用植物，主要包括寧夏枸杞和中華枸杞，其果實為枸杞子。枸杞子性平、味甘、無毒，具有滋補肝腎、益精明目的功效[1]。枸杞子的活性成分包括枸杞多糖(lycium barbarum polysaccharide，LBP)、黃酮、類胡蘿卜素等[2]，其中LBP 具有抗氧化衰老、抗腫瘤、抗炎、增強免疫、降低血糖血脂、保護視網膜、肝臟、腎臟和神經等作用[3-6]，對于多種疾病的預防與治療具有巨大潛力。急性毒性研究表明，在LBP 最大給藥劑量20 g/kg 時，小鼠血液和主要代謝排泄器官無明顯毒性[7]，證實LBP屬實際無毒物質。

核因子E2 相關因子2(nuclear factor E2 related factor 2，Nrf2)是細胞內抗氧化和抗炎癥損傷的關鍵調節因子，在多種疾病中扮演重要角色[8]。生理條件下，胞質中Nrf2 與其特異性阻遏蛋白Kelch 樣ECH 相關蛋白1(Keleh-like ECH-associated protein 1，Keap1)結合，通過泛素-蛋白酶體途徑被降解。病理情況下，Nrf2 與Keap1 解離，進入細胞核，與抗氧化反應元件(antioxidant response element，ARE)結合后，有助于清除活性氧(reactive oxygen species，ROS)等有害物質，并促進多種細胞保護因子的轉錄[9]。近年來，已有大量文獻證實LBP 可以激活Nrf2信號通路，預防或減輕多種疾病的進程。本文對LBP調控Nrf2信號通路發揮抗氧化、減輕炎癥反應、調控細胞凋亡等作用研究進展進行闡述。

1 抗氧化和抗炎癥作用

1.1 減輕氧化應激損傷

氧化應激在許多疾病的發病機制中具有重要作用。LBP可以通過激活Nrf2-ARE 信號通路，使細胞分泌內源性抗氧化物質，促進下游血紅素氧合酶1(heme oxygenase-1，HO-1)的表達，從而減輕氧化應激。梁冉[10]通過H2O2模擬年齡相關性黃斑變性的體外模型來探討LBP 對APRE-19細胞氧化應激的影響，結果顯示，LBP 預處理增強了Nrf2 蛋白的核轉錄及其下游HO-1 的表達，降低了ROS、丙二醛的表達水平，增強了超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過氧化物酶以及過氧化氫酶的表達。在干擾Nrf2轉錄因子的表達后，LBP的保護作用幾乎消失。表明LBP可以通過調控Nrf2-HO-1信號通路，促進ARPE-19細胞抵抗H2O2刺激引起的細胞氧化應激損傷。黃健佳等[11]研究發現LBP可以改善CCl4所誘導的犬急性肝損傷。其主要途徑是通過誘導Nrf2信號通路激活，恢復過氧化氫酶的活性，并增加肝臟的抗氧化能力。目前，已有大量文獻證實LBP 可以通過激活Nrf2信號通路減輕氧化應激作用[12-14]，對青光眼[15]、糖尿病視網膜損傷[16]、紫外線輻射[17]、神經毒性[18]、心肌缺血再灌注損傷[19]等起到保護作用。

1.2 抗炎癥作用

炎癥反應是機體內的一種保護反應，分為急性炎癥與慢性炎癥。短暫的急性炎癥會清除外源物質，從而保護機體。若未能及時清除外源物質，則會演變為慢性炎癥，從而引起各種疾病[20]。Xiong 等[21]通過建立C57BL/6 野生型小鼠急性胰腺炎模型，發現經LBP 預處理可以上調Nrf2 與HO-1 的表達，下調腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor，TNF-α)和白細胞介素-6(interleukin-6，IL-6)等炎性介質的水平；而在Nrf2基因敲除小鼠中，LBP的上述作用消失。Zheng等[22]通過建立小鼠高濃度氧急性肺損傷模型，證實LBP 可以通過調控Keap-Nrf2-HO-1 信號通路，降低模型小鼠中IL-1β、TNF-α、IL-6 含量，從而減輕炎癥反應。

2 調控細胞凋亡進程

2.1 減輕細胞凋亡

細胞凋亡是指機體在個體正常發育或內穩態平衡時，由遺傳基因調控的主動的程序性死亡[23]。多種疾病的病理學過程與細胞凋亡紊亂有關[24]。李永盛[25]分別建立乙醇誘導和抗結核藥物誘導的肝細胞損傷模型，均發現在給予LBP后可以提高Nrf2蛋白核轉位水平，caspase-3 蛋白表達下降，凋亡相關蛋白Bcl-2/Bax 比值升高，凋亡率降低。He 等[26]通過SD 大鼠建立視網膜缺血再灌注(ischemia-reperfusion，I/R)模型，發現LBP可增加I/R損傷后視網膜中Nrf2核的積累和HO-1的表達，從而減輕細胞凋亡，降低視網膜I/R損傷。Huang等[27]對支原體感染的脾淋巴細胞(splenic lymphocytes，SLs)給予LBP后，發現LBP呈劑量依賴性提高Nrf2 與HO-1 的mRNA 與蛋白表達水平，降低了促凋亡基因mRNA 與凋亡相關蛋白的表達，表明LBP 可激活Nrf2/HO-1信號，抑制細胞凋亡以保護SLs細胞免受支原體感染后的細胞凋亡。

2.2 調控細胞自噬

自噬為細胞程序性死亡方式之一[28]，可將受損和衰老的細胞器、異常累積的蛋白質包裹于溶酶體融合形成自噬溶酶體，并將其分解成脂肪酸、氨基酸和ATP底物[29]。這些產物可以補充機體損耗，調節細胞內重要成分更新，促進細胞代謝[30]。自噬的失調會導致細胞內異常蛋白或功能不良細胞器的累積，從而引起神經退行性病變、自身免疫缺陷和代謝綜合征等[31]。Pan等[32]發現LBP可促進H9C2細胞在I/R損傷中Nrf2的核轉錄，提高P62 水平，降低自噬標志物Beclin-1 和LC3-II/LC3-I 的水平，抑制自噬發揮細胞保護作用。但給予自噬激動劑RAPA后，Nrf2基因與蛋白表達均顯著降低，治療效果被明顯抑制，證實LBP 抑制自噬減輕心肌I/R 損傷與激活Nrf2 信號通路具有密切聯系。在小鼠腦I/R 損傷中，LBP 可以通過激活Keap1-Nrf2-HO-1信號通路，降低LC3-II 與Beclin-1的蛋白表達，抑制自噬從而減輕腦I/R損傷[33]。Peng等[34]研究表明被H2O2損傷的人皮膚黑色素PIG1 細胞在給予LBP 處理后，可促進PIG1 細胞的增殖，抑制細胞凋亡，提高自噬蛋白的表達水平，從而減輕細胞損傷。在沉默Nrf2 RNA 后，其自噬能力以及促進PIG1 細胞增殖作用減弱，細胞損傷加重，證實LBP 可激活Nrf2信號通路誘導自噬，將來可嘗試用于白癜風的治療。

2.3 調節細胞鐵死亡

鐵死亡是一種新的細胞死亡形式，與I/R 損傷、腫瘤及神經損傷等多種疾病的病理生理過程相關[35]。鐵死亡主要受到基因調節，抗氧化劑和鐵螯合劑能夠抑制鐵死亡[36]。研究表明，LBP 可通過調節鐵死亡抑制乳腺癌細胞增殖[37-38]。Jiang 等[39]通過體內外實驗，表明LBP可通過促進Nrf2激活，減少氧化應激并抑制鐵死亡，從而減輕電離輻射誘導的口腔黏膜損傷。

3 增強化療效果

Nrf2信號通路在惡性腫瘤的發生與發展過程中發揮著重要作用。適當激活Nrf2與其下游靶基因，可促進多種抗氧化應激損傷機制，能夠有效的起到抑癌作用。同時，Nrf2的激活還可影響化療藥物療效?，F有文獻報道LBP可與其他抗腫瘤藥物聯合使用，共同促進Nrf2信號通路激活，提高免疫，增強抗腫瘤療效。Zhu 等[40]發現LBP 聯合紫杉醇/順鉑后，可激活Keap1-Nrf2-HO-1信號通路，顯著提高化療效果，降低化療誘導的毒性，抑制卵巢癌細胞的生長。李曉鯤等[41]在惡性腦膠質瘤模型中也證實LBP可以通過上調Keap1-Nrf2通路，增強化療藥物療效，并減少不良反應的發生。

4 小結與展望

LBP藥理活性廣泛，不良反應少，開發前景廣闊。受其調控的Nrf2信號通路是迄今為止發現的最重要的內源性抗氧化應激通路[42]。已證實多種疾病，如癌癥、糖尿病、類風濕性關節炎、神經退行性疾病等[43-44]均與Nrf2 信號通路相關，但LBP 調控Nrf2 信號通路的機制還不夠明確。相信隨著研究的深入，LBP調控Nrf2信號通路的更多細節將被揭曉，可為更多的相關疾病提供預防或治療方案。