综述:益母草碱的综合评价:挖掘其治疗慢性病的潜力

【字体: 时间:2025年04月10日 来源:Naunyn-Schmiedeberg's Archives of Pharmacology 3.1

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  这篇综述聚焦益母草碱(Leonurine),它是从益母草(Herba leonuri)中分离出的天然化合物。研究发现其具有抗癌、抗糖尿病、抗炎、抗氧化等特性,能调节 TGF-β/Smad2、NF-κB 等多种信号通路,在治疗心血管、神经等慢性病方面潜力巨大,值得关注。

  

益母草碱的研究背景

慢性病(Chronic diseases,CD)是全球健康的重大挑战,影响着数以百万计的人群,带来了较高的发病率、死亡率以及沉重的医疗负担。目前的治疗方法主要通过药物治疗、生活方式改变、饮食干预和规律体育活动来控制症状。然而,治疗手段有限的问题一直存在,促使科研人员将目光投向天然化合物,探索其治疗潜力。益母草碱作为一种 1930 年从益母草(Herba leonuri)中首次分离出的天然化合物,因其在慢性病治疗方面的广泛药理特性备受关注。

益母草碱的药理活性

过去大量研究表明,益母草碱具有抗癌、抗糖尿病、抗炎和抗氧化等多种活性。这些活性通过调节一系列信号通路来实现,而这些信号通路的失调与多种慢性病的发病机制密切相关。

调节的信号通路

  1. TGF-β/Smad2 通路:转化生长因子 -β(TGF-β)信号通路在细胞生长、分化和凋亡等过程中起关键作用。TGF-β 与其受体结合后,激活 Smad2 蛋白,进而调控下游基因表达。益母草碱可调节 TGF-β/Smad2 通路,影响细胞的增殖和分化,这在癌症、纤维化等疾病的发生发展中具有重要意义 。
  2. Nrf-2 通路:核因子 E2 相关因子 2(Nrf-2)是细胞内重要的抗氧化应激调节因子。当细胞受到氧化应激时,Nrf-2 被激活并转移到细胞核内,与抗氧化反应元件(ARE)结合,启动一系列抗氧化酶基因的表达,如血红素加氧酶 - 1(HO-1)、超氧化物歧化酶(SOD)等。益母草碱能够激活 Nrf-2 通路,增强细胞的抗氧化能力,减轻氧化应激损伤,在心血管疾病、神经退行性疾病等氧化应激相关疾病中发挥保护作用。
  3. JNK 通路:c-Jun 氨基末端激酶(JNK)通路参与细胞的应激反应、凋亡等过程。在多种病理情况下,JNK 通路过度激活会导致细胞损伤。益母草碱可抑制 JNK 通路的过度激活,减少细胞凋亡,对心血管、神经等组织起到保护作用。
  4. NF-κB 通路:核因子 κB(NF-κB)是一种重要的转录因子,在炎症反应中起核心作用。当细胞受到刺激时,NF-κB 被激活并转移到细胞核内,调控炎症相关基因的表达,如肿瘤坏死因子 -α(TNF-α)、白细胞介素(IL)等多种促炎细胞因子。益母草碱能够抑制 NF-κB 通路的激活,减少促炎细胞因子的释放,发挥抗炎作用,在关节炎、炎症性肠病等炎症性疾病中具有潜在治疗价值。
  5. BDNF/TrkB/CREB 通路:脑源性神经营养因子(BDNF)与其受体酪氨酸激酶 B(TrkB)结合后,激活下游的环磷腺苷效应元件结合蛋白(CREB),该通路在神经元的存活、分化、突触可塑性和神经再生等过程中发挥关键作用。益母草碱通过调节 BDNF/TrkB/CREB 通路,促进神经元的生长和修复,对神经系统疾病如阿尔茨海默病、帕金森病等具有神经保护作用。
  6. TLR4/NF-κB/TNF-α 通路:Toll 样受体 4(TLR4)是一种模式识别受体,能够识别病原体相关分子模式(PAMPs)和损伤相关分子模式(DAMPs)。当 TLR4 被激活后,通过一系列信号转导激活 NF-κB,进而促进 TNF-α 等促炎细胞因子的表达。益母草碱可抑制 TLR4/NF-κB/TNF-α 通路,减轻炎症反应,在感染性疾病和炎症相关慢性病中发挥作用。
  7. ATF4/CHOP/ASCL4 通路:激活转录因子 4(ATF4)、CCAAT / 增强子结合蛋白同源蛋白(CHOP)和无脊椎动物原神经基因 achaete-scute 复合体样蛋白 4(ASCL4)参与内质网应激反应和细胞命运决定。益母草碱对该通路的调节有助于维持细胞内环境稳定,在一些代谢性疾病和细胞应激相关疾病中具有潜在影响。
  8. Akt 通路:蛋白激酶 B(Akt)通路在细胞存活、增殖、代谢等过程中发挥重要作用。激活的 Akt 可磷酸化多种下游靶蛋白,调节细胞的生物学功能。益母草碱能够调节 Akt 通路,促进细胞存活和代谢,在糖尿病、心血管疾病等疾病中发挥一定的保护作用。
  9. HIF-1 通路:缺氧诱导因子 - 1(HIF-1)是细胞在缺氧条件下产生的一种转录因子,可调节一系列与缺氧适应相关的基因表达,如促红细胞生成素(EPO)、血管内皮生长因子(VEGF)等。益母草碱对 HIF-1 通路的调节影响细胞的缺氧适应和血管生成,在缺血性疾病和肿瘤的发展过程中具有一定意义。
  10. SHH/GLI 通路:音猬因子(SHH)与其受体结合后,激活下游的 GLI 转录因子,调控细胞的增殖、分化和组织发育。该通路的异常激活与多种肿瘤的发生发展相关。益母草碱可抑制 SHH/GLI 通路,发挥抗癌作用。
  11. mTOR/ERK 通路:哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)和细胞外信号调节激酶(ERK)通路参与细胞的生长、增殖、代谢和自噬等过程。益母草碱对 mTOR/ERK 通路的调节影响细胞的多种生物学功能,在肿瘤、糖尿病等疾病中具有潜在的治疗作用。

对细胞因子的调节

益母草碱能够调节多种促炎细胞因子的水平,包括多种白细胞介素(如 IL-1、IL-6、IL-8 等)和 TNF-α。这些细胞因子在炎症反应中起重要作用,其水平的异常升高与多种慢性病的发生发展密切相关。益母草碱通过调节这些细胞因子的水平,减轻炎症反应,从而对多种慢性疾病如心血管疾病、神经系统疾病、骨骼疾病和肾脏疾病等具有潜在的治疗效果。

益母草碱在慢性病治疗中的应用前景

基于益母草碱的多种药理活性和对相关信号通路及细胞因子的调节作用,其在多种慢性病的治疗中展现出广阔的应用前景。
  1. 心血管疾病:心血管疾病是全球范围内的主要死因之一。氧化应激和炎症反应在心血管疾病的发生发展中起重要作用。益母草碱通过抗氧化和抗炎作用,调节 Nrf-2、NF-κB 等信号通路,减少氧化应激损伤和炎症反应,保护心血管组织。此外,它还能调节血脂代谢、改善血管内皮功能,对冠心病、高血压、动脉粥样硬化等心血管疾病具有潜在的治疗价值。
  2. 神经系统疾病:神经系统疾病如阿尔茨海默病、帕金森病等严重影响患者的生活质量。益母草碱通过调节 BDNF/TrkB/CREB 等通路,促进神经元的生长和修复,增强神经可塑性,减轻神经炎症,对神经系统疾病具有神经保护作用。研究表明,益母草碱可能有助于改善认知功能,延缓神经系统疾病的进展。
  3. 骨骼疾病:骨骼疾病如骨质疏松症、关节炎等是常见的慢性疾病。炎症反应和氧化应激在骨骼疾病的发生发展中起重要作用。益母草碱通过抑制 NF-κB 等炎症通路,减少促炎细胞因子的释放,减轻炎症反应,同时通过抗氧化作用保护骨骼细胞免受氧化损伤,对骨骼疾病具有潜在的治疗作用。
  4. 肾脏疾病:肾脏疾病如慢性肾衰竭、肾小球肾炎等严重威胁人类健康。氧化应激和炎症反应是肾脏疾病进展的重要因素。益母草碱通过调节 Nrf-2、NF-κB 等信号通路,减轻氧化应激和炎症反应,保护肾脏组织,对肾脏疾病的治疗具有一定的潜力。

未来研究方向

尽管益母草碱在慢性病治疗方面展现出巨大的潜力,但仍有许多方面需要进一步研究。
  1. 作用机制深入研究:虽然已经发现益母草碱调节多种信号通路和细胞因子,但具体的分子机制仍有待进一步深入研究。例如,益母草碱与各信号通路关键蛋白之间的相互作用方式、对不同细胞类型和组织的特异性调节机制等,这些研究将有助于更深入地理解益母草碱的药理作用。
  2. 药代动力学研究:目前对益母草碱的药代动力学特性了解有限,包括其在体内的吸收、分布、代谢和排泄过程。深入研究益母草碱的药代动力学,有助于优化其给药方案,提高药物疗效,减少不良反应。
  3. 临床研究:目前益母草碱的研究主要集中在基础实验阶段,临床研究相对较少。开展更多高质量的临床研究,验证益母草碱在人体中的安全性和有效性,是将其开发为临床药物的关键步骤。未来需要进行大规模的临床试验,评估益母草碱在不同慢性病治疗中的疗效和安全性。
  4. 联合治疗研究:考虑将益母草碱与其他药物或治疗方法联合使用,探索联合治疗的协同效应和最佳组合方案。联合治疗可能能够提高治疗效果,减少单一药物的剂量和不良反应,为慢性病的治疗提供新的策略。
  5. 制剂开发:开发更有效的益母草碱制剂,提高其生物利用度和稳定性。例如,纳米颗粒制剂、脂质体制剂等新型制剂技术可能有助于提高益母草碱的疗效,为临床应用提供更好的剂型选择。
综上所述,益母草碱作为一种天然化合物,在慢性病治疗方面具有广阔的应用前景。通过深入研究其作用机制、药代动力学特性,开展临床研究和联合治疗研究,以及开发新型制剂,有望充分发挥益母草碱的药理优势,为慢性病的治疗提供新的药物和治疗策略。
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