全 文 ：中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 47 卷 第 13 期 2016 年 7 月

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基于信号转导通路的姜黄素抗氧化机制研究进展
李 军 1，熊 琨 2，龚 元 2，于 翔 1*
1. 辽宁省淡水水产科学研究院，辽宁省水生动物病害防治重点实验室，辽宁 辽阳 111000
2. 武汉宜芝林医药技术开发有限公司，湖北 武汉 430014
摘 要：姜黄素是从姜黄根茎中提取的多酚类化合物，是姜黄的主要活性成分之一，具有抗炎、抗氧化和抗癌等多种生物学
作用。在抗氧化过程中姜黄素能提供质子，通过调控 Nrf2-ARE、核因子-κB（NF-κB）、NADPH/ROS、Notch、AMPK/eNOS
和 MAPK 等多条信号转导通路，激活相关信号转导分子，调节相应的功能基因表达水平，增加或抑制多种蛋白的表达，诱
导产生抗氧化酶，改善氧化应激，发挥抗氧化作用。
关键词：姜黄素；抗氧化机制；信号转导通路；Nrf2-ARE；核因子-κB；NADPH/ROS；MAPK
中图分类号：R285 文献标志码：A 文章编号：0253 - 2670(2016)13 - 2373 - 08
DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2016.13.028
Advances in studies on anti-oxidant mechanism of curcumin based on signal
transduction pathway
LI Jun1, XIONG Kun2, GONG Yuan2, YU Xiang1
1. Liaoning Key Laboratory of Aquatic Animal Infectious Diseases Control and Prevention, Freshwater Fisheries Sciences Institute
of Liaoning Province, Liaoyang 111000, China
2. Wuhan Yizhilin Medicine Development Co., Ltd., Wuhan 430014, China
Abstract: Curcumin is one of the polyphenolic compounds, which is the biological active ingredient of Curcuma longa. Studies
indicate a beneficial role of curcumin in terms of anti-oxidant, anti-tumourgenic, and anti-inflammatory properties. And H-atom
transfer is a preferred anti-oxidant mechanism of curcumin. Curcumin activates the Nrf2-ARE, NF-κB, NADPH oxidase/ROS, Notch,
AMPK/eNOS, and MAPK signal transduction pathways, induces or inhibits signaling molecules and functional gene, modulates the
protein expression, increases anti-oxidant enzyme activities, and counteracts oxidative stress.
Key words: curcumin; anti-oxidant mechanism; signal transduction pathway; Nrf2-ARE; NF-κB; NADPH/ROS; MAPK

姜黄 Curcuma longa L. 是姜科植物，其根茎可
入药，气香特异，味苦、辛，性温，归脾、肝经；
具有破血行气、通经止痛功能，用于胸胁刺痛、胸
痹心痛、痛经经闭、癥瘕、风湿肩臂疼痛、跌扑肿
痛[1]。姜黄素 [curcumin，1,7-二-(4-羟基-5-甲氧基苯
基)-1,6-庚二烯-3,5-二酮] 是姜黄根茎中提取的多酚
类化合物，是姜黄的主要活性成分之一，具有抗氧
化、抗炎、抗肿瘤和抗病毒等多种药理作用[2-3]。生
物体新陈代谢过程中产生具有高度氧化活性基团的
自由基，如超氧阴离子自由基（O •2 ）、羟基自由基
（•OH）、烃氧自由基、二氧化氮、一氧化氮、过氧
化氢等含氧自由基，这些自由基作为第 2 信使，通
过改变氧化还原状态，调节细胞信号转导通路[4]。
当机体受到内源性或外源性刺激时，自由基大量产
生，具有强氧化反应能力，对蛋白质、脂质和核酸
等产生伤害，从而引起机体的损伤[5-7]。目前，国内
外大量的研究表明，姜黄素与信号转导分子相互识
别、相互作用，转换和传递信号，在不同的信号转
导通路中，上调或下调相关基因的表达，诱导产生
抗氧化酶，改善氧化应激，发挥抗氧化作用，达到
预防和治疗疾病的目的。本文就姜黄素的抗氧化机
制及其在不同信号转导通路中的作用进行综述。
姜黄素的抗氧化作用与其分子结构有关，分子
中的活性基团在抗氧化过程中提供质子，发挥抗氧

收稿日期：2016-02-20
基金项目：院企合作项目：吸血水蛭人工养殖关键技术研究与开发（LM20160001）
作者简介：李 军（1975—），男，辽宁辽阳人，高级工程师，研究方向为天然产物研究。E-mail: lj_nwafu@163.com
*通信作者 于 翔，男，教授级高级工程师。E-mail: yulnly@126.com
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化作用。姜黄素由 2 个酚羟基、2 个不饱和酮双键、
1 个 β-二酮和 1 个亚甲基组成的对称分子结构[8]。
姜黄素的 2个苯环上各有 1个酚羟基和 1个甲氧基，
丙烯基与 1 个 β-双酮/烯醇式结构连接，具有酚羟
基和 β-二酮 2 个活性部位，均可以提供质子，阻断
自由基反应。Jovanovic 等[9]采用激光闪光光解和脉
冲辐射技术研究姜黄素的抗氧化机制，提出 β-二酮
单元在抗氧化过程中提供质子，是姜黄素的主要活
性部位。而 Barclay 等[10]通过比较姜黄素及其衍生
物二甲氧基姜黄素的抗氧化活性实验，认为抗氧化
过程中氢原子主要来自酚羟基，认为酚羟基是抗氧
化的活性中心部位，这一结论与 Priyadarsini 等[11]
结果和 DFT 理论一致[12]。2007 年，Miriyala 等[13]
研究表明，姜黄素的抗氧化是由于甲氧基和酚羟基
基团与 1,3-二酮结合的双烯连接，以及基团的相互
作用的结果。Chen 等[14]采用电化学方法和电子自旋
共振技术，进一步证明在 pH 6.8 的环境下，姜黄素
抗氧化活性是由酚羟基决定，而在pH 8.0的环境下，
则由酚羟基和甲氧基与 1,3-二酮结合形成的双烯系
统共同决定。
1 基于 Nrf2-ARE 通路的姜黄素抗氧化机制
Nrf2-ARE 信号通路是机体抗氧化应激的主要
承担者，核因子 E2 相关因子 2（nuclear factor-E2-
related factor 2，Nrf2）是对抗氧化应激最重要的细
胞防御机制。在正常生理状态下，细胞质中 Nrf2
的表达量维持在较低水平，在活性氧（ reactive
oxygen species，ROS）或亲电性化合物等氧化应激
源的作用下，Nrf2 与 Kelch 样环氧氯丙烷相关蛋白 1
（Keap1）解偶联，转移入核，与抗氧化反应元件
（anti-oxidant response element，ARE）基因结合，启
动受 ARE 调控的基因转录[15-16]，诱导机体产生谷胱
甘肽硫转移酶（glutathione S transferase，GST）、醌
氧化还原酶（quinone oxidoreductase 1，NQO1）、血
红素加氧酶（heine oxygenase-l，HO-1）等抗氧化
酶和 γ-谷氨酸半胱氨酸合成酶（γ-glutamylcysteines
synthetase，γ-GCS）等 II 相药物代谢酶，增强细胞
清除 ROS 的能力，维持细胞内氧化还原状态的平衡
和降低氧化损伤[17-18]，保护机体免受氧化应激导致
的各种病变[19-20]。
人类疾病细胞和动物模型研究表明，姜黄素通
过控调 Nrf2-ARE 信号通路，Nrf2-Keap1 发生解偶
联[21]，促进 Nrf2 核转移，上调 HO-1 表达，从而
降低细胞氧化应激损伤，起到预防和治疗疾病的作
用[22-24]。Farombi 等[25]认为姜黄素促进 Nrf2 核转移
存在 2 种机制：（1）姜黄素中不饱和羰基能够和
Keap1 半胱氨酸巯基发生加成反应，Nrf2-Keap1 易
于发生解偶联，促进 Nrf2 核易位；（2）姜黄素使
Nrf2 上苏氨酸和丝氨酸残基发生磷酸化，促进 Nrf2
核易位。
1.1 对脑损伤的保护作用
据报道，脑损伤后，神经元细胞继发性损伤的
机制错综复杂，包括兴奋性氨基酸的毒性、氧化应
激、炎症反应和细胞凋亡等[26-27]。在新生大鼠星形
胶质细胞氧化应激损伤模型中，姜黄素调控
Nrf2-ARE 信号通路，增强 Nrf2 mRNA 和蛋白质表
达，促进 Nrf2 核转位，激活下游抗氧化酶基因 HO-1
和 II 相代谢酶基因，上调 HO-1 和 γ-GCS mRNA 和
蛋白表达水平，对星形胶质细胞起到保护作用[28]。
杨连琦[29]和陈盼虎[30]分别建立大鼠液压冲击脑损
伤模型，探讨姜黄素对继发性脑损伤的作用，研究
表明姜黄素可上调脑组织中 Nrf2 蛋白表达，下调
caspase-3 和 caspase-12 蛋白表达，下调炎性细胞因
子白细胞介素-6（IL-6）、IL-1β 和肿瘤坏死因子-α
（TNF-α）的表达，抑制神经细胞凋亡，保护脑神经
细胞，减轻继发性脑损伤。对大脑中动脉闭塞大鼠
的实验结果表明，姜黄素上调了 Nrf2 及 HO-1 的表
达水平，降低缺血性脑组织脑含水量，减小梗死体
积，对脑组织有保护作用[31]。
1.2 对高脂血症的作用
高脂血症是导致动脉粥样硬化性疾病的最主要
风险因素，研究表明，高脂血症大鼠受到氧化应激
损伤，抗氧化能力减弱，血管功能受损[32]。刘娇[33]
制备急性高脂血症大鼠模型，探讨姜黄素保护内皮、
调节氧化应激状态的作用和机制，研究表明姜黄素
能上调动物模型的腹主动脉 Nrf2 表达，增强动脉抗
氧化应激能力，减轻腹主动脉病理损伤，可降低急
性高脂血症模型大鼠血脂水平。
1.3 对肝和肾损伤的保护作用
Shen 等 [34] 建立二甲基亚硝胺（ dimethyl-
nitrosamine）诱导的大鼠肝损模型，姜黄素解偶联
Nrf2 与 Keap1，促进 Nrf2 的核转位，与 ARE 基因
结合，启动受 ARE 调控的基因的转录，诱导机体产
生 HO-1，对肝组织具有保护作用。研究表明，姜
黄素调控 Nrf2-ARE 信号通路，能上调小鼠的肝脏、
小肠和肾脏中的 GST、NQO1 和 HO-1 的表达。在
脓毒症急性肝损伤大鼠肝组织[35]和慢性饮水砷暴
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露小鼠肝脏组织中[36]，姜黄素能增加 Nrf2 蛋白量，
促进小鼠肝脏 Nrf2 的核转位，诱导肝脏中 Nrf2 蛋
白及其调控的下游基因 GST、NQO1 和 HO-1 蛋白
显著表达，降低肝细胞氧化应激损伤，保护肝组织。
在氧化损伤的大鼠肾组织中[37]，姜黄素增加大鼠肾
脏 Nrf2 蛋白表达水平，促进 Nrf2 核转位，上调
HO-1、γ-GCS 和谷胱甘肽过氧化物酶 1（Gpx-1）
的表达，减轻氧化应激对机体的损害作用。体外研
究表明，姜黄素能激活人肝细胞 HepG2、L02 和肾
上皮细胞中 Nrf2，启动受 ARE 调控的基因转录，
诱导 GST P1 表达[38]和 HO-1 表达[39]，缓解肝细胞
胰岛素抵抗[40]，降低细胞内 ROS 水平，减轻细胞
氧化应激损伤。
综上所见，Nrf2-ARE 信号通路中，姜黄素能上
调 Nrf2 表达，诱导 Nrf2 核转位，增加细胞核中 Nrf2
水平，促进 Nrf2 与 Keap1 解偶联，上调 HO-1 的表
达，诱导多种抗氧化酶和 II 相解毒酶基因转录和表
达，抑制炎症细胞因子，降低细胞氧化应激损伤。
2 基于 NF-κB 通路的姜黄素抗氧化机制
核因子-κB（nuclear factor-kappa B，NF-κB）是
Rel 转换因子家族成员，由多肽 P50 和 P65 亚基形
成同源及异源二聚体。在外界刺激剂的作用下，
NF-κB 的抑制性蛋白（IκB）被 IκB 激酶（IκB kinase，
IKK）磷酸化后再被蛋白酶降解，NF-κB 被释放，
移位入核，与靶基因上启动子区 κB 位点结合，从
而启动和调控相应基因（细胞因子、趋化因子、转
录因子、生长因子以及氧化应激相关的酶等）的转
录和表达[41]，参与了炎症和免疫反应、细胞周期调
控以及细胞增殖、分化和凋亡等[42]。
姜黄素在 NF-κB 信号转导通路中的抗氧化作
用与 Nrf2-ARE 信号转导通路有关。现已报道，在
多种动物模型中发现姜黄素通过调控 Nrf2-ARE 信
号转导通路，上调 Nrf2 表达，促进 Nrf2 核转位，
增加 HO-1 的表达水平，抑制 NF-κB 的活化，降低
下游炎性因子的分泌[43-45]，调节氧化应激状态，减
轻氧化应激损伤作用。
2.1 心肌细胞保护作用
抑制氧化应激引发的心肌细胞损伤能有效减轻
心肌缺血再灌注损伤[46]。石瑶等[47]探讨姜黄素对
H9c2 心肌细胞氧化应激损伤的保护作用及其机制，
研究表明姜黄素通过上调 HO-1 活性，抑制 NF-κB
激活，维持细胞氧化还原平衡状态，减轻心肌细胞
氧化应激损伤。
2.2 抗肿瘤作用
研究表明，NF-κB 与多种肿瘤发生密切相关，
在肿瘤细胞中 NF-κB 持续高表达[48-49]，适度抑制
NF-κB 活化可能成为肿瘤靶向治疗的新技术和辅助
措施。在体外氧化损伤肺癌细胞（A549）模型中，
姜黄素能增加抗氧化酶活性，下调 NF-κB 表达，拮
抗 AP-1 和 NF-κB 的活化表达，提高细胞的超氧化物
歧化酶（SOD）、一氧化氮合酶（NOS）和谷胱甘肽
过氧化物酶（GSH-Px）活力，而使 MDA 量减少，
增强细胞抗氧化损伤能力，达到抑制肿瘤作用[50]。
Das 等[45]建立淋巴瘤小鼠模型，研究姜黄素对抗氧
化系统和 NF-κB 信号通路的影响，证明姜黄素能增
加抗氧化物酶活性，降低氧化应激指标，通过下调
NF-κB 信号通路，抑制 NF-κB 活性，减轻氧化应激
损伤，抑制淋巴瘤增殖。
2.3 对肺损伤的保护作用
在脓毒症急性肺损伤大鼠中，姜黄素通过抑制
下游 NF-κB 活化，NF-κB DNA 结合活性下降，肺组
织 细 胞 核 内 NF-κB p65 蛋 白 和 肺 组 织
p-IKKser180/βser181 蛋白表达下调，血清 TNF-α、
细胞间黏附分子（ICAM-1）及巨噬细胞炎性蛋白 2
（MIP-2）水平和肺组织 TNF-α、ICAM-1 及 MIP-2
mRNA 的表达水平降低，SOD 的活性上升，髓过氧
化酶（MPO）活性及 MDA 量减少，抑制肺部炎症
反应、减少肺组织的氧化应激损伤[51]。与姜黄素对
脓毒症急性肺损伤研究结果一致，姜黄素对大鼠缺
血再灌注肺损伤干预的研究表明，姜黄素抑制NF-κB
介导的炎性细胞因子（TNF-α 和 IL-6）的表达，改
善氧化应激，减轻急性肺损伤[52]。王文俊[53]探讨姜
黄素在防治肺纤维化方面可能的作用机制，结果表
明，姜黄素抑制 NF-κB 激活，TNF-α、ROS、MDA
水平以及核内蛋白 NF-κB 表达均明显降低，SOD 水
平明显上升，姜黄素能够维持细胞氧化还原平衡状
态，降低细胞氧化应激水平。
2.4 对神经系统的保护作用
帕金森病（PD）是一种常见的中枢神经系统退
行性疾病，目前认为，PD 发病原因有遗传因素、环
境因素、兴奋性毒素、氧化应激、自身免疫因素以
及细胞凋亡等多种因素参与[54]。NF-κB 能够促进氧
化应激所造成的多巴胺能神经元的退行性病变[55]。
杜希恂[56]在 PD 大鼠和细胞模型中研究姜黄素对 6
羟基多巴胺（6-OHDA）诱导的多巴胺能神经元损
伤的保护作用，结果发现姜黄素阻断 6-OHDA 对线
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粒体的损伤作用，抑制了 NF-κB 向核内的易位，提
高 Cu/Zn-SOD 蛋白表达水平，抑制过量 ROS 的生
成，抑制氧化应激反应，达到保护神经细胞作用。
赵新灿[57]利用 H2O2 诱导氧化损伤的小鼠脑神经瘤
细胞 Neuro-2A 模型，探讨姜黄素的神经保护作用
及其机制，研究表明姜黄素阻止 NF-κB 信号通路的
激活，抑制细胞凋亡，增强细胞抗氧化能力，抑制
ROS 产生，提高抗凋亡蛋白聚腺苷二磷酸核糖聚合
酶（PARP）和 Bcl-2 的表达量，降低炎症因子环氧
合酶-2（COX-2）表达量，抑制 H2O2 引起的 IκBα
降解，能有效预防和治疗神经退行性疾病。
2.5 对肾损伤的保护作用
王春战[58]制备大鼠体外循环术（CPB）模型，
研究姜黄素预处理对大鼠体外循环术后肾损伤的干
预作用，结果表明姜黄素抑制 NF-κB 表达，MDA
量降低，SOD 和还原型谷胱甘肽（GSH）活性增加，
血清肌酐、胱抑素C、TNF-α及组织中TNF-α、COX-2
和 NF-κB 的量均明显降低，抑制炎症反应和氧化应
激反应，减轻 CPB 肾脏氧化应激和炎症损伤。此外，
在酒精性肝损伤大鼠模型中，姜黄素治疗组血清丙
氨酸氨基转移酶（ALT）、天冬氨酸转氨酶（AST）
及碱性磷酸酶（ALP）水平明显降低，抑制酒精中
毒大鼠脂质过氧化和 NF-κB 的表达，增加肝组织中
SOD 活性，降低 MDA 和 NO 量，减轻或防治酒精
诱导的肝损伤[59]。
2.6 对肠黏膜的保护作用
肠黏膜具有屏障保护功能，防止致病性病原体
及毒素的侵入，是较为完善的功能隔离带。在大鼠
肠黏膜中，姜黄素通过增强丝裂原活化蛋白激酶磷
酸酶-1（MKP-1）的磷酸化作用，抑制了 NF-κB 和
p38 活性以及核转运，进而抑制致炎细胞因子
TNF-α、IL-1β mRNA 和 ICAM-1 表达，增强抑炎因
子 IL-10 的表达，可明显增强大鼠肠黏膜组织 SOD
表达，降低肠黏膜组织 MPO 活性，对大鼠小肠炎
肠黏膜的通透性有保护作用[60]。
3 基于 NADPH 氧化酶/ROS 信号通路的姜黄素抗
氧化机制
NADPH 氧化酶是一种多亚基复合体，是细胞
内一种可诱导的电子传递系统，广泛分布多种类型
细胞中，其活性中心是一个膜结合的细胞色素 b，
含催化亚基 Nox 和 p22，已经鉴定的 Nox 有 7 种亚
型，分别是 Nox1、Nox2、Nox3、Nox4、Nox5、
Nuox1 和 Nuox2[61]，均有催化产生 ROS 的能力。
NADPH 一方面通过脂筏组装成功能性复合物，从
而产生 ROS 区域化[62]，另一方面 NADPH 通过其
不同亚细胞定位的亚基与各种靶蛋白之间的相互作
用，产生 ROS 特异性[63]。
3.1 抗肝纤维化作用
肝纤维化是指各种致病因子所致肝脏内弥漫性
细胞外基质过度沉积的肝损伤过程，是肝硬化的主
要致病因素，其中 NADPH 氧化酶 4（NADPH oxidase
4，NOX4）是组织中 ROS 的一个主要来源[64]。NOX4
在大鼠肝星状细胞（HSCs）表达并通过特定的细胞
内信号使 HSCs 活化，促进肝纤维化[65]。王雅蕊等[66]
研究姜黄素对大鼠 HSCs 中转化生长因子 β（TGF-β）
调节的 NOX4 的激活及 Smads 信号通路的影响，研
究表明，姜黄素下调 NOX4 的表达，调控 ROS 信号，
抑制 Smads 2、3 的磷酸化，TGF-β/Smads 信号转导
受到抑制，揭示了姜黄素预防和治疗肝纤维化的机
制。林易正等[67]利用四氯化碳诱导大鼠肝纤维化模
型，探讨姜黄素与肝脏中 NOX4 的表达关系，研究
表明，姜黄素能抑制肝纤维化大鼠肝脏 NOX4 的表
达，从而减少 ROS 生成，具有抗肝纤维化作用。
3.2 对慢性炎症的作用
动脉粥样硬化是一种慢性炎症反应，翟海杰
等[68]观察姜黄素是否能够抑制内毒素诱导的血管
平滑肌细胞（VSMCs）炎症反应，研究表明姜黄
素通过 Toll 样受体（TLR）介导的 NADPH 氧化酶/
ROS 信号通路，抑制 p22Phox mRNA 和蛋白表达
水平，降低 ROS 水平，有效拮抗脂多糖（LPS）
刺激 VSMCs 细胞所致的 TNF-α 和 IL-1 的分泌，
抑制 LPS 诱导的 TLR4 的过表达及其下游 NADPH
氧化酶/活性氧信号通路的表达。
3.3 对神经系统的保护作用
PD 是一种低病死率、高病残率的中枢神经变
性疾病，以中脑黑质多巴胺能神经元进行性丢失为
特征[69]。崔群力[70]建立 PD 细胞模型（大鼠嗜铬细
胞瘤 PC12 细胞），研究证实姜黄素通过抑制小胶质
细胞 NADPH 氧化酶的激活，减少了小胶质细胞源
性 ROS 的生成，保护多巴胺能细胞。
3.4 对角膜新生血管的保护作用
李妍等[71]研究姜黄素对大鼠角膜碱烧伤新生
血管的抑制作用和对角膜 NOX4 表达的影响，研究
表明，姜黄素治疗后下调了 NADPH 的表达，从而
抑制 ROS 的产生，为姜黄素在角膜碱烧伤的临床应
用提供了依据。
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已有研究表明，姜黄素在 NADPH 氧化酶/ROS
信号通路中，下调 NOX4 的表达，抑制 ROS 的产
生，减少氧化应激损伤，在肝纤维化、慢性炎症、
神经系统疾病和角膜新生血管中具有保护作用。
4 基于 Notch 信号通路的姜黄素抗氧化机制
Notch 信号通路是一种生物进化过程中高度保
守的信号通路。Notch 信号由 2 个邻近细胞 Notch
受体与配体相互作用激活，导致受体构象改变，在
γ 分泌酶介导下发生蛋白水解作用，释放 Notch 的
胞内段（Notch intracellular domain，NICD），NICD
转移至细胞核内，与转录抑制因子 RBP-Jκ 结合，
RBP-Jκ与 NICD 结合并招募共活化物（MAML、组
蛋白乙酰基转移酶 p300/CBP 等）后，形成转录活
化因子，活化 hes（hairy enhancer of split）等分化
拮抗基因的转录，表达产物与相应的分化效应基因
的启动子特异性结合，并募集 Groucho/TLE 等转录
共抑制因子，阻碍细胞特异分化效应基因的表达，
影响细胞增殖、迁移、生长、分化和死亡[72-73]。
研究表明，抑制 Notch1 信号通路可对细胞氧化
应激损伤有拮抗作用。王宁[74]建立人脐静脉内皮细
胞（HUVECs）氧化应激损伤模型，研究 Notch1 通
路介导姜黄素拮抗血管内皮细胞氧化应激损伤的机
制，结果表明姜黄素通过 Notch1 信号通路，下调
Nothc1、Hes1、caspase-3 和 Bax 的表达，上调 Bac-2
的表达，乳酸脱氢酶（LDH）释放量和 ROS 量显
著降低，SOD、GSH-Px 活性和 MDA 量显著升高，
由此得出姜黄素通过抑制 Notch1 信号通路，实现拮
抗氧化应激损伤的作用。
5 基于 AMPK/eNOS 信号通路的姜黄素抗氧化机制
腺苷酸活化蛋白激酶（AMP-activated protein
kinase，AMPK）属于高度保守的丝氨酸/苏氨酸蛋
白激酶，在真核生物中广泛存在。AMPK 是由 α
（6.3×104）、β（3.0×104）和 γ（3.7×104～6.3×104）
3 个亚单位组成的异源性三聚体。AMPK 位于内皮
型一氧化氮合酶（eNOS）的上游，它能激活 eNOS
的多个磷酸化位点（1 177 和 633 2 个丝氨酸激活磷
酸化位点）[75-76]，AMPK 依赖性 eNOS 磷酸化在血
管形成过程中发挥着重要的作用[77]。姜黄素激活
AMPK/eNOS 通路，减轻血管内皮细胞的氧化应激
水平。王沛坚等 [78]用高糖 DMEM 培养基复制
HUVECs 的高糖损伤模型，探索姜黄素对高糖介导
的血管氧化应激水平的升高和血管功能的保护作用
及相关的机制，研究表明姜黄素可激活 AMPK/
eNOS 通路，增加 P-AMPK 的表达，促进血管内皮
细胞 eNOS 的磷酸化，减少血管内皮细胞活性氧水
平，改善小鼠胸主动脉的血管内皮依赖性舒张功能。
6 基于 MAPK 信号通路的姜黄素抗氧化机制
丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号通路主要
包括细胞外信号调控的蛋白激酶（ERK）、c-Jun N
端激酶（JNK）/应激激活的蛋白激酶（SAPK）、
P38MAPK 以及 ERK5/BMK1 4 条途径，可以由不
同的刺激因素激活，形成不同的转导通路，激活各
不相同的转录因子，介导不同的生物学效应[79]。
MAPK 信号通路参与细胞增殖、分化、转化及凋亡
的调节，并与炎症、肿瘤等多种疾病发生密切相关。
研究表明，姜黄素通过 MAPK 信号通路，抑制
ERK1/2 的磷酸化，增加抗氧化酶活性，抑制 ROS
的产生，减少高糖引起的氧化应激损伤。张又之等[80]
制备大鼠胰岛癌 B 细胞系 INS-1 氧化应激模型，观
察姜黄素对 INS-1 细胞氧化应激水平及胰岛素分泌
的影响及瓣状核酸内切酶（FEN1）和 ERK1/2 磷酸
化的改变在其中的作用。研究表明，姜黄素提高
INS-1 细胞 FEN1 蛋白的表达和 ERK1/2 的磷酸化，
降低 ROS 和 MDA 水平，提高 GSH 活性，改善氧
化应激和胰岛素分泌功能。在大鼠糖尿病模型中，
姜黄素通过 MAPK 信号通路，抑制 P38、ERK1/2
MAPKs 磷酸化，促进 Bax 转移至线粒体，增加线
粒体透化，抑制血清中 LDH、ALT、ALP 和 AST
活性，白蛋白量增加，血糖水平下降，SOD、过氧
化氢酶（CAT）、GST、GR 和 GPx 活性增加，MDA
和 NO 水平降低，具有肝保护作用[81]。
7 结语
姜黄素是由 2 个酚羟基、2 个不饱和酮双键、1
个 β-二酮和 1 个亚甲基组成的对称分子结构，具有
酚羟基和 β-二酮 2 个活性部位，体外和体内研究表
明，姜黄素影响多条信号传导通路，调控多种基因
和蛋白的表达，作用机制复杂。姜黄素在抗氧化过
程中能提供质子，发挥抗氧化作用，通过调控
Nrf2-ARE、NF-κB、NADPH 氧化酶/ROS、Notch、
AMPK/eNOS 和 MAPK 等多条信号传导通路，激活
相应信号通路转导分子，调节功能基因的表达水平，
增加或抑制多种蛋白的表达，改善氧化应激，发挥
抗氧化作用，改善炎症、癌症、心血管及神经系统
等多种疾病临床症状，具有广阔的应用价值及发展
前景，同时以姜黄素为先导，研发其衍生物、类似
物或全合成产物，也是研制新药的有效途径之一[82]。
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随着姜黄素药理学、药动学以及作用机制研究
的不断深入，姜黄素可能对其他信号通路也具有激
活作用，调控不同的信号转导分子，调节基因表达
水平，改善氧化应激，参与细胞和机体的生理调节，
达到预防和治疗疾病的作用。
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