高良姜素药理活性的研究进展△

张旭光，尹航，陈峰，王勇，李友宾，魏娜，张俊清*

(1.海南医学院 药学院，海南 海口 571199；2.海南省热带药用植物研究开发重点实验室，海南 海口 571199)

·综述·

高良姜素药理活性的研究进展△

张旭光1，2，尹航1，陈峰1，2，王勇1，2，李友宾1，2，魏娜1，2，张俊清1，2*

(1.海南医学院 药学院，海南 海口 571199；2.海南省热带药用植物研究开发重点实验室，海南 海口 571199)

高良姜素(3，5，7-三羟基黄酮)是中药高良姜中一种重要的黄酮类活性成分。植物中的生物类黄酮具有治疗或预防多种疾病的潜力，因而被广泛关注。实验发现，高良姜素具有多种生物学活性及药用价值。本文对国内外高良姜素在抗癌、抗炎、抗过敏、抗氧化等药理活性方面的研究进展进行综述，以期为高良姜素的全面开发利用及深入研究提供参考。

高良姜素；药理活性；抗癌作用

高良姜素化学名为3，5，7-三羟基黄酮(结构式见图1)，是从姜科植物高良姜AlpiniaofficinarumHance的干燥根茎中提取分离得到的黄酮类化合物。近年来本课题组利用液相色谱-质谱联用技术在高良姜叶的甲醇提取物中也发现高良姜素[1]，此外在蜂胶中高良姜素也有较高的含量[2]。高良姜素具有广泛的生物学活性，其已知药理作用有抗癌、抗炎、抗过敏、抗菌、抗氧化和清除自由基等，并不断发现其有新的药理作用，如抗肥胖、抗缺氧、调节平滑肌收缩等。目前，已有相关专利报导了高良姜素开发为药物或保健品，如开发为防治帕金森病的药物或保健品[3]、各种视网膜新生血管性疾病的药物或保健品[4]及与常规肿瘤治疗药物和治疗方法联合应用治疗肠易激综合症的药物[5]等。本文就近年来国内外学者对高良姜素的药理活性研究进展作一综述，以期为高良姜素的全面开发利用和深入研究提供参考。

图1 高良姜素结构式

1 抗癌作用

1.1 抗肺癌

高良姜素在抗肺癌方面显现出显著的药理活性。Devadoss等[6]利用苯并(α)芘诱导瑞士白化小鼠产生肺癌，对其肺及肝组织中I相代谢酶和II相代谢酶的活性进行比较(以比较靶器官和非靶器官之间的影响)，同时分析了肺部组织标记酶的活性/水平，并对肺的组织学进行了观察。研究发现，高良姜素可调节外源性代谢酶的活性，并能改善其肺泡和细支气管损伤等病理变化，使之恢复细胞稳态，影响肺癌中的药物代谢酶，从而对肺癌起到治疗作用。

1.2 抗肝癌

Zhang等[7]在研究诱发肝癌细胞凋亡机制时，证实了高良姜素在体外剂量和时间依赖性降低线粒体膜电位、抑制肝癌HCC细胞的生长。高良姜素可通过转运促凋亡蛋白(Bax)到线粒体，释放凋亡诱导因子和细胞色素C到细胞质，从而诱导肝癌细胞凋亡。高良姜素可刺激单磷酸腺苷活化蛋白激酶(AMPK)和LKB1的磷酸化，但抑制Akt和mTOR的磷酸化。通过独立于LKB1的方式激活AMPK信号通路，提高肝癌细胞中磷腺苷/总腺嘌呤核苷酸(AMP/TAN)的比值来诱导癌细胞自噬[8]。Wen等[9]通过TUNEL法用流式细胞仪检测细胞凋亡，由蛋白质印迹法检测DNA修复酶(PARP)裂解和蛋白表达，并通过荧光显微镜和透射电子显微镜测定肝癌细胞自噬。实验结果显示，高良姜素给药后引起HepG2细胞的自噬体累积，自噬微管相关蛋白轻链3水平升高和细胞与液泡的百分比增加。同时，p53的表达也有所增加。研究表明，高良姜素可剂量依赖性诱导细胞凋亡和促使细胞自噬，在HepG2细胞中可能通过p53通路来诱导细胞自噬。Su等[10]采用四甲基偶氮唑盐比色法(MTT)法测试肝癌细胞增殖，利用钙离子荧光探针(Fluo3-AM)测定细胞内Ca2+水平，并通过蛋白质印迹法检测糖调节蛋白94(GRP94)、GRP78和内质网应激蛋白(CHOP)水平。研究发现，高良姜素可能通过提高肝癌细胞中GRP94、GRP78和CHOP水平以及增加细胞内游离Ca2+浓度来诱导内质网产生应激反应，抑制肝癌细胞的增殖。

1.3 抗乳腺癌

高良姜素可显著抑制乳腺癌MCF-7细胞株的增殖，它可与19种参与肿瘤发生和细胞凋亡的蛋白质对接，其中对Bcl-xL蛋白表现出较高的抑制作用[11]。同时，Tessa等[12]研究发现，高良姜素可能通过消除细胞周期蛋白D3、抑制细胞周期蛋白A和E的表达来抑制乳腺癌细胞从G0/G1期到S期的生长。

1.4 抗胃癌

Kim等[13]研究表明，高良姜素可使泛素羧基末端水解酶同工酶L1水平上升，谷胱甘肽S-转移酶P水平下降，剂量和时间依赖性诱导人胃癌SNU-484细胞凋亡。

1.5 抗黑素瘤

通过JC-1染色法发现，高良姜素可以中断线粒体膜电位。蛋白印迹分析表明，高良姜素通过抑制B16F10细胞中半胱天冬酶-9酶原、半胱天冬酶-3酶原和PARP的信号通路来诱导细胞凋亡。进一步研究发现，高良姜素可时间、剂量依赖性地显著诱导磷酸化-P38丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)的激活。实验证明，这可能是高良姜素对黑色素瘤的细胞毒性的作用机制[14]。高良姜素通过F-肌动蛋白的重排减弱细胞粘附、细胞扩散和细胞活性。分子研究表明，高良姜素可剂量依赖性地降低粘着斑激酶(FAK)mRNA及其蛋白表达水平。此外，高良姜素减弱FAK(Tyr397)蛋白的磷酸化。瞬时转染研究表明，高良姜素抑制FAK基因转录，表明FAK表达可能是高良姜素的潜在靶标。B16F10黑素瘤荷瘤C57BL/6J小鼠肺部肿瘤群落的形成情况进一步证实高良姜素具有抗肿瘤细胞转移作用[15]。

1.6 抗白血病

Tolomeo等[16]研究发现，高良姜素可使细胞停滞在G0-G1期，并降低视网膜母细胞瘤蛋白(pRb)、细胞周期蛋白依赖性激酶4(cdk4)、cdk1和周期素B(cycline B)的水平，且能够诱导白血病Bcr-Abl+细胞的单核细胞分化，并显著增加敏感/耐药伊马替尼Bcl-Abl+细胞系中伊马替尼的细胞凋亡活性。实验结果表明，其抗白血病机制可能与下调凋亡抑制蛋白Bcl-2水平有关。

1.7 抗增殖

高良姜素的抗增殖作用具有量效和时效关系，主要与细胞膜损伤呈进行性相关，也与二倍体DNA含量的升高及caspase-3活性形式的表达呈进行性相关。这样的细胞毒性可能用于预防癌症[17]。

2 抗氧化作用

研究发现，高良姜素可以防止氧化损伤[18-20]。高良姜素可抑制果糖诱导模型小鼠的血浆葡萄糖、胰岛素和甘油三酯水平的上升，并改善胰岛素敏感性。经高良姜素治疗后，下调肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白细胞介素-6(IL-6)、mRNA和TNF-α蛋白的水平以及肝脏转化生长因子-β1(TGF-β1)水平。实验发现，果糖喂养小鼠60 d后，小鼠出现胰岛素抵抗性，过氧化产物增多且抗氧化水平降低。经高良姜素治疗后可提高胰岛素敏感性和抗氧化能力，并降低这种高糖饮食模式肾损害的代谢综合征。这表明,高良姜素可规范血糖和胰岛素水平，并呈现剂量依赖性。高良姜素也可以改善小鼠海马体的过氧化损伤程度，增强Na+/K+-ATP酶的活性，调节细胞外信号调节激酶-反应元件结合蛋白(ERK-CREB)信号通路中相关酶的表达，对小鼠认知功能障碍具有保护作用。

3 抗炎作用

炎症和氧化应激反应在急性肺损伤的发病机制中起着很大的作用，高良姜素给药后剂量依赖性地降低氧化应激和炎症反应的生化指标，改善氧合和肺水肿过程，这种保护作用可能与抑制NF-κB和下调HO-1有关[21]。Zha等[22]通过建立卵清蛋白诱导的小鼠气道炎症模型发现，高良姜素剂量依赖性地抑制小鼠肺泡灌洗液中总细胞数、嗜酸性粒细胞数和IL-4、IL-5、IL-13水平的增加，降低血清中卵清蛋白特异性免疫球蛋白的水平，也可减弱气管高反应症状(AHR)和嗜酸性粒细胞浸润和杯状细胞增生，降低肺组织中iNOS的表达和血管细胞粘附蛋白-1(VCAM-1)水平。同时高良姜素还可抑制模型组小鼠NF-κB的p65蛋白亚基磷酸化，以及肺组织中p65蛋白的核转位。高良姜素通过NF-κB的负调控作用消除卵清蛋白诱导的气管炎症。Huh等[23]建立了胶原诱导的关节炎小鼠模型，经高良姜素给药治疗后，显著降低关节炎的临床评分、水肿和疾病的严重程度，且没有毒性。研究发现，高良姜素可广泛地抑制软骨和骨的侵蚀性变化、滑膜发炎以及滑膜增生和血管翳的形成。高良姜素在胶原诱导的关节炎小鼠中通过减弱NF-κB受体活化因子配体诱导激活应激活化蛋白激酶(JNK)、P38和NF-κB通路，来抑制破骨细胞性骨破坏和破骨细胞前体中破骨细胞的生成。Kim等[24]在研究高良姜素抗过敏性炎症的作用机制时发现，高良姜素可通过阻断组胺的释放和促炎症细胞因子的表达来下调肥大细胞引起的过敏性炎症。Choi等[25]研究发现，高良姜素也能抑制肥大细胞对耳的浸润，降低血清组胺水平。局部应用后通过下调NF-κB和丝裂原活化蛋白激酶水平抑制细胞因子和趋化因子的表达，从而减轻特异性皮炎样皮肤损害症状。

4 抗肥胖作用

Kumar等[26]连续6周喂养自助餐(CD)饲料，建立雌性大鼠肥胖模型，通过测定三油酰甘油酯中十八烯酸的释放来确定高良姜素在体外对胰脂肪酶的抑制作用。高良姜素可以抑制CD引起的体重增加、能量摄入以及子宫旁脂肪组织重量增加。此外，高良姜素还可显著降低血脂、肝重、脂质过氧化、肝脏甘油三酯的积累。高良姜素的抗肥胖作用可能与抑制胰脂肪酶、降血脂和抗氧化作用有关。

5 抗缺氧和调节平滑肌收缩作用

Dambros等[27]将猪膀胱平滑肌安置于有张力传感器的小器官浴槽中，并在1.5 h内重复进行每5 min 15 s、32 Hz的刺激，或者在低氧/低血糖的条件下进行再灌注。将不同浓度的高良姜素加入灌注液，发现高良姜素可以部分防止收缩反应的减弱，其作用机制可能是通过L-型钙离子通道来降低电场刺激和低氧/低血糖条件下进行再灌注对膀胱逼尿肌神经的损伤。Dambros等[28]采用猪逼尿肌组织进行实验时发现，高浓度的高良姜素抑制猪膀胱平滑肌的收缩，这种作用可能与抑制钙离子内流和调制细胞内钙运动有关。所以高良姜素可能是通过L-型钙离子通道来实现其对猪膀胱平滑肌收缩的抑制作用。高良姜素也可通过内皮依赖性机制、一氧化氮以及内皮非依赖性机制来减弱大鼠主动脉环的收缩力，并通过细胞膜抑制钙流动[29]。

6 抗菌作用

Cushnie等[30]以4-喹诺酮耐药/敏感的金黄色葡萄球菌为实验菌株，使用琼脂稀释法对高良姜素的抗菌活性进行评估。经测定，高良姜素对这些菌株的最小抑制浓度(MIC)大约为50 μg·mL-1。而其中一个菌株具有的GrlB基因的亚基氨基酸替换成了拓扑异构酶IV，对高良姜素的易感性增加，因此拓扑异构酶IV可能与高良姜素的抗菌作用有关。

7 促黑色素生成作用

Huo等[31]在C57BL/6小鼠背部区域(2×2 cm)经脱毛处理后,连续60 d每天给予2 mL 2.5%的对二苯酚溶液，复制白癜风小鼠模型，造模结束后的第30天开始灌胃给予高良姜素，剂量为0.425 mg·kg-1和4.25 mg·kg-1，为期一个月。与模型组相比，阳性对照组(8-甲氧基补骨脂素，8-MOP)和两种剂量下的高良姜素给药后,小鼠毛发的颜色得以恢复，并且含有黑色素的毛囊数量增加。高良姜的高剂量组(4.25 mg·kg-1)使得模型小鼠皮肤基底层的黑色素细胞和含黑色素的表皮细胞的数量显著增加。研究结果表明，高良姜素可以通过调节酪氨酸酶的浓度及其蛋白表达、丙二醛的活性和胆碱酯酶的浓度来改善由对二苯酚诱导的白癜风小鼠模型症状。

8 问题与展望

综上所述，高良姜素具有广泛的药理活性，如抗癌、抗炎、抗过敏、抗菌、抗氧化以及清除自由基等，并不断发现其有新的药理作用如抗肥胖、抗缺氧、调节平滑肌收缩等。而且，对高良姜素产品的开发利用也日趋增多，因其具有多种药理活性且效果显著，故有望开发成为新药或保健品服务于人类，具有重要的研究价值及应用前景。但是，高良姜素的药理活性研究大部分处于实验阶段，虽然对人体没有毒性但是有效作用剂量很高，想要开发成新药还有许多问题需要解决，仍有待于进一步的研究。新药的开发和研制是一项十分严谨而细致的工作，对高良姜素进行更深层次的药代动力学以及制剂研究才能保证其在临床用药方面的安全。在完备的实验研究基础上，进行临床实验及研究，可能有助于高良姜素药品的开发和利用，发挥其治疗和康复作用。

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AdvancesinStudyofPharmacologicalActivitiesofGalangin

ZHANGXuguang1，2，YINHang1，CHENFeng1，2，WANGYong1，2,LIYoubin1，2，WEINa1，2，ZHANGJunqing1，2*

(1.SchoolofPharmacy，HainanMedicalUniversity，Haikou571199，China;2.HainanProvincialKeyLaboratoryofR&DofTropicalHerbs，Haikou571199，China)

Galangin(3，5，7-Trihydroxyflavone)，an important biological component in the rhizomes ofAlpiniaofficinarumHance.Bioflavonoids have shown widespread concern for their potential to treat or prevent several diseases and galangin was found with multiple biological activities and medicinal value.In this paper，we reviewed the progress in pharmacological activity of galangin such as anti-cancer，anti-inflammatory，anti-allergic，anti-oxidation and other aspects，together with development and utilization，which provided a reference for the comprehensive development and utilization of galangin.

Galangin；pharmacological activities；anti-cancer

10.13313/j.issn.1673-4890.2016.11.029

2016-01-08)

特色资源高良姜牛大力种植推广及产业化推进(ZDZX2013008-3)

*

张俊清，博士，教授，研究方向：中药质量控制和中药资源学研究；Tel：(0898)66893460，E-mail：jqzhang2011@163.com