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Research progress on pharmacological properties of diosgenin and its mechanism

薯蓣皂苷元药理作用及其机制研究进展



全 文 :中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 44 卷 第 19 期 2013 年 10 月

·2759·
·综 述·
薯蓣皂苷元药理作用及其机制研究进展
何 焱 1,王继双 1,张 鹏 1,华子春 1, 2*
1. 澳门科技大学中医药学院 澳门药物与健康应用研究所 中药质量研究国家重点实验室,澳门 999078
2. 南京大学 医药生物技术国家重点实验室,江苏 南京 210093
摘 要:薯蓣皂苷元(diosgenin)作为一种重要的天然甾体皂苷元,来源广泛,主要从葫芦巴中获得,是合成甾体激素类药
物的重要原料,具有抗肿瘤、抗炎、抗氧化等多种显著的药理作用,有很高的药用价值。综述了近 5 年有关薯蓣皂苷元药理
作用及其机制的研究进展,着重阐述了薯蓣皂苷元的抗肿瘤活性。
关键词:薯蓣皂苷元;甾体皂苷元;抗肿瘤;抗炎;抗氧化
中图分类号:R285 文献标志码:A 文章编号:0253 - 2670(2013)19 - 2759 - 07
DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2013.19.024
Research progress on pharmacological properties of diosgenin and its mechanism
HE Yan1, WANG Ji-shuang1, ZHANG Peng1, HUA Zi-chun1, 2
1. State Key Laboratory for Quality Research in Chinese Medicine, Faculty of Traditional Chinese Medicine and Macau Institute
for Applied Research in Medicine and Health, Macau University of Science and Technology, Macau 999078, China
2. State Key Laboratory of Pharmaceutical Biotechnology, Nanjing University, Nanjing 210093, China
Key words: diosgenin; steroid sapogenin; antitumor; anti-inflammation; anti-oxidation

薯蓣皂苷元(diosgenin)俗称皂素,是一种植
物自然合成的甾体皂苷元,属螺甾烷醇糖苷元(图
1),结构式为 C27H42O3,相对分子质量为 414.63,
广泛存在于豆科和薯蓣科植物中。薯蓣皂苷元最主
要的来源是葫芦巴 Trigonella foenum-graecum L.的
种子,也可通过水解、发酵、萃取等方法从盾叶薯
蓣 Dioscorea zingiberensis C. H. Wright、穿龙薯蓣
D. nipponica Makino、黄山药 D. panthaica Prain et
Burkill、紫黄姜 D. nipponica Makino ssp. rosthornii
(Prain et Burkill) C. T. Ting 等植物的块茎中提取获
得。作为合成甾体激素类药物和甾体避孕药的重要
原料,薯蓣皂苷元一般被用来生产孕烯醇酮、孕酮、
可的松等药物。在过去的几十年间,薯蓣皂苷元的
药理作用得到了深入的研究。薯蓣皂苷元有明显的
抗肿瘤作用,另外还有调血脂、抗血小板聚集以及
促进胆汁分泌的作用,是治疗心血管疾病、脑炎、
皮肤病及肿瘤的重要用药。本文就近 5 年来薯蓣皂
苷元药理作用的研究进展进行综述。
O
O
O
H
CH3
H
CH3
H3C
H
H
CH3

图 1 薯蓣皂苷元的化学结构
Fig. 1 Chemical structure of diosgenin
1 抗肿瘤作用
体内外研究均表明,薯蓣皂苷元对多种肿瘤细
胞,包括乳腺癌细胞、结肠癌细胞、前列腺癌细胞、
肺癌细胞、胃癌细胞、成骨肉瘤细胞等均有细胞毒性,
可通过抑制肿瘤细胞增殖、诱导肿瘤细胞凋亡、阻断
细胞周期和抗肿瘤转移等方式发挥抗肿瘤作用。
研究表明薯蓣皂苷元能够通过环氧酶(COX-2)
和脂肪氧合酶(5-LOX)途径诱导人结肠癌细胞
HT-29 和 HCT116 细胞凋亡。COX-2 和 5-LOX 参与
花生四烯酸的不同代谢途径,HT-29、HCT116 细胞

收稿日期:2013-06-23
基金项目:澳门科技发展基金(071/2009/A3,091/2009/A)
作者简介:何 焱(1988—),女,硕士,主要研究方向为肿瘤分子药理学。E-mail: heyancui@163.com
*通信作者 华子春 Tel/Fax: (025)83324605 E-mail: zchua@nju.edu.cn
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 44 卷 第 19 期 2013 年 10 月

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均表达 5-LOX,但只有 HT-29 细胞表达 COX-2。用
薯蓣皂苷元处理 2 种细胞,均出现凋亡,但是 HT-29
细胞出现凋亡延迟的现象,且细胞中 COX-2 表达增
加。2 种细胞中 5-LOX 和白三烯 B4 表达均增加。
5-LOX 抑制剂多西苯醌(AA-861)显著降低薯蓣皂
苷元对 2 种细胞的凋亡诱导作用,但 COX-2 抑制剂
NS-389 显著增强薯蓣皂苷元诱导 HT-29 细胞凋亡
的作用[1]。在薯蓣皂苷元与肿瘤坏死因子相关凋亡
诱导配体(TRAIL)合用的实验中得到同样的结果。
HT-29 对 TRAIL 不敏感,而薯蓣皂苷元通过激活
p38 丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)通路,促进下
游死亡受体 5(DR5)的表达,从而增敏 TRAIL。
此外两药单用或合用均可激活HT-29细胞中COX-2
的表达,增强前列腺素 E2(PGE2)活性。COX-2
抑制剂塞来昔布增强两药诱导的细胞凋亡[2]。
使用氧化偶氮甲烷(AOM)/葡聚糖硫酸钠
(DSS)诱导小鼠结肠癌实验发现,薯蓣皂苷元给药
组小鼠结肠癌症状明显减轻,结肠黏膜溃疡和发育
异常隐窝显著减少。由 AOM/DSS 诱导产生的炎症
细胞因子如白细胞介素-1β(IL-1β)表达增加和血
清三酰甘油水平升高的现象也在给药后得到缓解。
另外,薯蓣皂苷元可增加脂蛋白脂肪酶的表达,改
变与抗氧化应激和凋亡有关的如血红素氧化酶-1
(HO-1)、超氧化歧化酶-3(SOD-3)和半胱氨酸蛋
白酶-6(caspase-6)的蛋白表达水平[3]。
薯蓣皂苷元抑制前列腺癌细胞 PC-3 的增殖、
转移和侵袭,与其降低基质金属蛋白酶 MMP-2 和
MMP-9 的活性有关。实验发现,给予薯蓣皂苷元后
MMP-2、MMP-7、MMP-9 mRNA 水平降低,细胞
外基质金属蛋白酶诱导因子(EMMPRIN)诱导物
受到抑制,而 MMP 组织抑制因子-2(TIMR-2)增
加,血管内皮生长因子(VEGF)表达降低,内皮
细胞的管状形成减少。此外薯蓣皂苷元还抑制胞内
磷脂酰肌醇激酶(PI3K)、丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶
(Akt)、细胞外调节蛋白激酶(ERK)、氨基端激酶
(C-jun)、C-jun 氨基末端激酶(JNK)的磷酸化,
抑制核因子 κB(NF-κB)[4]。而对于前列腺癌 DU145
细胞,薯蓣皂苷元则通过下调泛素蛋白连接酶
(Mdm2)和波形蛋白(vimentin)抑制肝细胞生长
因子(HGF)诱导的上皮间叶细胞转移(EMT)。
肝细胞生长因子/酪氨酸激酶(HGF/c-Met)通路的
大量激活导致肿瘤细胞的扩散和侵袭这一现象出现
在多种类型的肿瘤细胞中,包括前列腺癌。对于
DU145 细胞,在 HGF 诱导的 EMT 中,薯蓣皂苷元
不是通过调控一系列 EMT 标志蛋白,而是特异性
增加 Mdm2 和 vimentin 的蛋白表达,下调 Akt 和哺
乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)的磷酸化[5]。
近年来,在强侵袭性且具有抗性的恶性肿瘤治
疗中,Akt 信号通路得到了极大的关注。对于雌性
激素阳性(ER+)和阴性(ER−)的乳腺癌 BCa 细
胞,薯蓣皂苷元在不影响 PI3K 水平的情况下抑制
pAkt 的表达和 Akt 激酶活性,导致其下游靶点
NF-κB、凋亡相关蛋白 Bcl-2、凋亡抑制蛋白 survivin
和 X 连锁凋亡抑制蛋白(XIAP)受到抑制。其他
功能性下游靶点 Raf/MEK/ERK 信号通路,在 ER+
BCa 细胞中被薯蓣皂苷元抑制,而 ER−BCa 中无此
现象。此外,薯蓣皂苷元在 2 种细胞中,还通过下
调周期素 D1(cyclin D1)、周期素依赖性激酶
(cdk-2、cdk-4)的表达而导致细胞周期 G1 期被阻
断、细胞增殖抑制和细胞凋亡。实验表明薯蓣皂苷
元显著抑制乳腺癌细胞 MCF-7(ER+)和 MDA-231
(ER−)在裸鼠体内生长,但对正常胸上皮细胞
MGF-10A 没有明显毒性[6]。薯蓣皂苷元还可抑制人
类表皮生长因子受体(HER2)过表达的乳腺癌细胞
增殖,诱导细胞凋亡,作用机制是抑制 Akt 和 mTOR
的磷酸化,增加 JNK 磷酸化。薯蓣皂苷元还可以增
强紫杉醇对 HER2 过表达乳腺癌细胞的毒性[7]。
薯蓣皂苷元剂量依赖性地诱导肝癌细胞
HepG2 凋亡,激活天冬氨酸蛋白酶-3(caspase-3)、
caspase-8、caspase-9,导致聚腺苷二磷酸核糖聚合
酶(PARP)切割,细胞色素 C(cytC)释放,凋亡
相关蛋白 Bax 表达上调,Bcl-2 和 Bid 下调。细胞凋
亡同时还伴随着 p38、JNK 和凋亡信号调节激酶 1
(ASK-1)的磷酸化,以及活性氧(ROS)的产生。
细胞 ROS 清除剂 N-乙酰半胱氨酸(NAC)可逆转
薯蓣皂苷元诱导的细胞凋亡。这些结果表明,薯蓣
皂苷元通过 ROS 和线粒体途径诱导 HpeG2 凋亡[8]。
信号传导及转录激活因子 3(STAT3)介导多种通
路,包括细胞内转录、肿瘤细胞存活、增殖、转移、
侵袭和血管形成。STAT3 激活在多种肿瘤细胞包括
肝癌细胞(HCC)中出现。研究表明薯蓣皂苷元抑
制 STAT3 的激活,但对 STAT5 没有作用,抑制与
STAT3 激活相关的非受体酪氨酸激酶(c-Src)、两
面神激酶(JAK1、JAK2)的活性,诱导与下调 STAT3
激活有关的 SH-PTP2 蛋白表达。薯蓣皂苷元同样下
调 STAT3 调控的基因产物的表达,并且增强紫杉醇
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和阿霉素的诱导细胞凋亡作用,作为 STAT3 激活通
路的新型阻断剂,薯蓣皂苷元为肝癌和其他癌症的
治疗提供了新方法[9]。
药物抵抗是限制抗癌药物发挥疗效的一个重要
因素,缺氧诱导因子(HIF-1α)是缺氧条件下的中
心转录因子,已被研究证明与药物抵抗有关。用氯
化钴作用人胃癌细胞 BGC-823z 模拟缺氧,发现在
缺氧条件下,薯蓣皂苷元抑制肿瘤细胞侵袭和增殖
效果更好。此外,HIF-1α 特异性的短发夹 RNA
(shRNA)与薯蓣皂苷元合用,对 BGC-823z 细胞抑
制效果更好。薯蓣皂苷元抗侵袭作用与钙黏素
(E-cadherin)和整合素(integrin α 5、integrin β 6)
有关。因此得出结论,薯蓣皂苷元对于缺氧条件下
的胃癌细胞有抗侵袭和增殖抑制作用,比合用下调
HIF-1α 表达的药物效果更好[10]。
薯 蓣 皂 苷 元 可 抑 制 人 皮 肤 鳞 状 细 胞 癌
SCCA431 和喉鳞状细胞癌 Hep2 细胞增殖,诱导细
胞凋亡。通过增加 Bax/Bcl-2 比例,激活 caspase,
切割 PARP,抑制 Akt 和 JNK 磷酸化等发挥作用。
百里香醌与薯蓣皂苷元合用,能够协同抑制肿瘤细
胞存活,显著减小荷瘤小鼠瘤体,诱导细胞凋亡。
百里香醌与薯蓣皂苷元合用为治疗皮肤鳞状癌提供
了新的策略[11]。
诱导肿瘤细胞分化是阻滞肿瘤细胞增殖的一个
重要方法。薯蓣皂苷元可以诱导人红细胞白血病细
胞(HEL)分化和凋亡。薯蓣皂苷元诱导 HEL 细胞
分化后诱导成熟巨核细胞凋亡的通路与激酶 c-Src、
雷帕霉素靶蛋白(target of rapamycin,TOR)、Akt、
环腺苷酸反应元件结合蛋白(CREB)、核糖体 S6
蛋白激酶(RSK)和细胞周期检测点激酶 2(checkpoint
kinase 2,Chk2)有关[12]。
研究者利用薯蓣皂苷元诱导 HEL 细胞分化后
凋亡的研究模型改进了沉降场流分化(SdFFF)装
置,从而实现更快、更早、可回收地监测细胞凋亡
与分化;并将该装置用于肿瘤相关研究,分离细胞,
研究生物学状态(如凋亡)与细胞状态(如细胞周
期)之间的关系[13]。利用 SdFFF 装置证明了薯蓣皂
苷元能够增加 COX-2 和血栓素合酶(TxS)表达,
诱导 HEL 细胞分化[14]。利用 SdFFF 装置评价细胞
周期和薯蓣皂苷元诱导的细胞分化之间的关系,发
现 G1 期的 HEL 细胞对于薯蓣皂苷元的分化诱导比
S/G2/M 期细胞更为敏感[15]。利用 SdFFF 装置研究
薯蓣皂苷元诱导人慢性髓原白血病细胞 K562 凋亡
的动力学[16]时也发现,G0/G1 期细胞比其他细胞周
期(S/G2/M 期)更易发生细胞凋亡[17]。
从薯蓣皂苷元抗肿瘤药理作用及其机制研究中
可以看出,薯蓣皂苷元具有抗结肠癌、前列腺癌、乳
腺癌、肝癌、胃癌、口腔癌和皮肤癌等多种肿瘤的作
用。总结薯蓣皂苷元抗肿瘤作用的可能机制(图 2)
可以看出,薯蓣皂苷元通过调整多种细胞信号通路
发挥抗肿瘤作用,与生长、分化、凋亡、肿瘤形成
等众多重要的分子靶点密切相关。
2 抗炎作用
中药通过预防和治疗许多慢性疾病保护着人类
的健康。许多慢性疾病是由慢性炎症介导。薯蓣皂
苷元的抗炎分子靶点有 NF-κB、survivin、XIAP、
cyclin D1、cdk-2、cdk-4、mTOR、JNK、羟甲基戊
二酰辅酶 A(HMG-CoA)还原酶、p53、细胞凋亡


图 2 薯蓣皂苷元在细胞水平抗癌的可能作用机制
Fig. 2 Proposed mechanism of diosgenin at cellular level as an anticancer agent
薯蓣皂苷元
MAPK 信号途径
周期素 D1 外源性细胞受体途径
内源性线粒体途径
Akt STAT3
细胞周期
细胞增殖 细胞凋亡 迁移和侵袭 药物抵抗 炎症反应 氧化反应
肿瘤
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诱导因子(AIF)、p21 ras、β-链蛋白(β-catenin)
等。薯蓣皂苷元能用于治疗关节炎、哮喘、糖尿病、
心血管疾病、动脉粥样硬化、肥胖症等多种慢性疾
病[18]。研究表明薯蓣皂苷元发挥抗炎作用是通过抑
制酪氨酸激酶 2(CK-2),激活 JNK、NF-κB 和转
录激活因子(AP-1),减少巨噬细胞产生炎症介质,
如 ROS、IL-1 和 IL-6 等[19]。薯蓣皂苷元可通过促
进脂肪细胞分化,抑制肥胖症脂肪组织的炎症进
程[20-21]。对于食物过敏小鼠,薯蓣皂苷元具有增强
肠道 T 细胞免疫,消除体内过敏原诱导肠道炎症的
作用[22-23]。
薯蓣皂苷元通过阻断 NF-κB 抑制剂激酶
(IKKβ)和胰岛素受体底物(IRS-1)通路改善棕榈
酸酯诱导的内皮紊乱和胰岛素抵抗,表明薯蓣皂苷
元具有治疗心血管疾病如动脉粥样硬化的能力[24],
通过 MAPK/Akt/NF-κB 信号通路调节免疫应答,抵
抗动脉粥样硬化病变相关炎症。因为血管平滑肌细
胞(VSMCs)黏附因子的表达,促进动脉粥样硬化
病程的发展,而肿瘤坏死因子(TNF-α)可诱导黏
附因子的表达。薯蓣皂苷元可以剂量依赖性地抑制
TNF-α 诱导的一系列反应,包括 THP-1 单核细胞黏
附,血管细胞黏附分子(VCAM-1)和细胞间黏附
分子(ICAM-1)的表达,以及 ROS 的产生,p38、
ERK、JNK、Akt 的磷酸化,NF-κB 激活,抑制蛋
白(IκB)激酶激活,IκBα 降解[25]。
薯蓣皂苷元在体外实验中显示可抑制 S180 肉
瘤细胞生长,在体实验显示其可增加荷瘤小鼠胸腺
和脾脏质量,上调血清 TNF-α 水平,激活淋巴细
胞,增强巨噬细胞吞噬能力。说明薯蓣皂苷元具有
改善细胞特异性以及非特异性免疫应答,通过免疫
应答而不是通过直接的肿瘤细胞毒性发挥抗 S180
作用[26]。
3 抗氧化作用
薯蓣皂苷元对 7, 12-二甲基苯并蒽(DMBA)
诱导的实验性口腔癌有抑制作用。雄性叙利亚金仓
鼠口腔颊袋涂抹 0.5% DMBA 的液体石蜡,诱发口
腔鳞状细胞癌(OSCC)造模,对仓鼠给予 DMBA
的同时交替给药薯蓣皂苷元,结果发现薯蓣皂苷元
可显著降低口腔肿瘤的形成。证明薯蓣皂苷元治疗
DMBA 诱导的口腔癌可能与其抗氧化作用有关[27]。
除此之外,其他药理作用如心肌保护和抗高血
脂作用也证明薯蓣皂苷元具有抗氧化作用。薯蓣皂
苷元可抑制异丙肾上腺素(ISO)诱导的谷胱甘肽
(GSH)及其依赖的抗氧化酶和抗过氧化物酶水平
的改变,证明了薯蓣皂苷元具有清除氧自由基的心
肌保护作用[28]。
对于链脲霉素(STZ)诱导的大鼠糖尿病模型,
薯蓣皂苷元能够剂量依赖性地降低血糖,升高胰岛
素水平,同时通过调整抗氧化防御和减少动脉脂质
过氧化作用,对糖尿病状态下氧化应激所导致的动
脉损伤起保护作用[29]。
4 抗高血脂作用
高血脂是在心血管疾病中导致动脉粥样硬化和
相关疾病的主要诱因。氧化应激作为血管内皮细胞
凋亡和动脉粥样硬化发展的主要危险诱因,成为心
血管疾病的发病机制之一。多项研究证明薯蓣皂苷
元有调控血脂和抗氧化损伤的作用。
薯蓣皂苷元能够增加高血脂模型大鼠体内脂蛋
白脂酶(LPL)、肝脂酶(HL)、超氧化歧化酶(SOD)、
谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)和一氧化氮合成酶
(NOS)的活性,减少氧自由基,降低肝丙二醛
(MDA)、血清总胆固醇(TC)、三酰甘油(TG)和
低密度脂蛋白(LDL-C)水平。薯蓣皂苷元显著性
降低过氧化氢诱导的人血管内皮细胞(HUVECs)
凋亡,减少细胞内 ROS、谷胱甘肽(GSH)耗损以
及 DNA 片段化,使 NO 和线粒体膜电位恢复。薯
蓣皂苷元控制高血脂,改善脂谱,调整氧化应激,
阻止细胞凋亡是通过线粒体功能进行调控的[30]。实
验证明薯蓣皂苷元可降低血肝脏中的胆固醇水平,
减轻红细胞和淋巴细胞 DNA 损伤,血肝中 SOD、
红细胞中 GSH-Px 和过氧化氢酶(CAT)以及肝中
CAT 水平显著增加。表明薯蓣皂苷元是通过改善脂
谱和调节氧化应激发挥控制高血脂症的作用[31]。薯
蓣皂苷元通过抑制胆固醇吸收和增加胆汁分泌发挥
降胆固醇的作用,但促进胆固醇排泄不依赖固醇脂
质吸收的关键蛋白质 NPC1L1 介导的肠吸收[32]。
5 抗病毒作用
基于丙型肝炎(HCV)亚基因组复制系统,发
现微摩尔浓度的薯蓣皂苷元即能抑制 HCV 复制,
EC50 为 3.8 μmol/L,并且在此浓度下,没有细胞毒
性。薯蓣皂苷元通过降低病毒 RNA 和蛋白质水平,
减少转录信号激活而发挥抗病毒作用。与干扰素 α
合用,具有协同抗 HCV 病毒作用[33]。
6 其他药理作用
对于 D-半乳糖诱导的大鼠衰老模型,薯蓣皂苷
元能够显著性改善大鼠的学习能力和记忆能力,增
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强 SOD 和 GSH-Px 活性,降低大鼠脑内的 MDA 水
平,通过增强内源抗氧化酶的活性,改善大鼠的认
知障碍[34]。对于阿尔茨海默病(AD)记忆缺失的
小鼠模型,薯蓣皂苷元能够显著改善物体认知记忆
能力。薯蓣皂苷元使大脑皮质和海马的淀粉状斑块
和神经元纤维节减少,淀粉状斑块相关区域出现轴
突和突触前末端退化。膜相关快速响应甾体偶联蛋
白(1, 25D3-MARRS)通路是治疗 AD 的关键信号
通路 [35],薯蓣皂苷元是 1, 25D3-MARRS/Pdia3/
ERp57 的外源激活剂。此外,在卵巢切除大鼠(更
年期模型)体内,薯蓣皂苷元能够发挥神经免疫和
改善行为功能[36]。
髓鞘脱失之后少突胶质细胞祖细胞(OPC)分
化成成熟的少突胶质细胞是髓鞘再生的先决条件;
若这个过程发生损伤,髓鞘再生就会失败。薯蓣皂
苷元能够在不影响 OPC 存活、增殖和迁移的条件下
诱导其分化,且能被雌激素受体而不是糖皮质激素
或孕激素受体阻断。薯蓣皂苷元能够激活细胞外调
节蛋白激酶(ERK1/2),加速髓鞘再生,增加胼胝
体内的成熟少突胶质细胞数目。这一作用使得薯蓣
皂苷元可用于脱髓鞘症如多发性硬化症的治疗[37]。
糖尿病型神经病变由于轴索再生,髓鞘再生和突触
产生失败,而出现轴索退化,髓鞘脱失,突触萎缩
的特征。薯蓣皂苷元能够增加糖尿病大鼠体内坐骨
神经的神经生长因子(NGF)水平,促进 PC12 细
胞神经突的生长,增加糖尿病神经病模型小鼠的神
经传导速度,抑制髓鞘紊乱,增加髓鞘轴突面积。
实验证明薯蓣皂苷元通过诱导 NGF 改善糖尿病神
经病变[38]。
抗老化作用是薯蓣皂苷元近几年新发现的作
用。体外实验表明,薯蓣皂苷元能增加人类皮肤模
型的 DNA 合成,增加溴脱氧尿苷摄取,上调人角
质化细胞内的环磷酸腺苷(cAMP)水平。腺苷酸
环化酶抑制剂能阻断薯蓣皂苷元引起的溴脱氧尿苷
摄取增加,但不是通过反义寡核苷酸对抗雌激素受
体 α、β 或 G 蛋白偶联受体(GPR30)。体内实验证
明,薯蓣皂苷元能够在不改变脂肪堆积程度的情况
下,改善卵巢切除小鼠的表皮厚度。同时对乳腺癌
荷瘤小鼠给予薯蓣皂苷元和 17β-雌二醇,结果显示
17β-雌二醇加速肿瘤生长,而薯蓣皂苷元没有,证
明了薯蓣皂苷元在用于老化皮肤上角化细胞的增殖
修复的安全性[39]。
薯蓣皂苷元具有剂量依赖性舒张大鼠肠系膜动
脉血管的作用。在血管内皮移除后,舒张作用依然
存在,但显著降低。薯蓣皂苷元的血管舒张作用在
选择性和非选择性的大电导钙离子依赖的钾通道
(BKCa)阻断剂预处理后被显著抑制。但在内皮移
除血管后,BKCa 通道阻断剂不抑制薯蓣皂苷元的
舒血管作用。结果表明,薯蓣皂苷元是通过增加细
胞内钙浓度,激活内皮 M 受体,接着释放内皮细胞
衍生舒张因子(EDRFs),激活 BKCa 通道来发挥血
管舒张作用[40]。
类胰岛素生长因子(IGF-1)参与甲状腺肿的形
成,能够诱导人甲状腺细胞增殖且阻止细胞凋亡。
而薯蓣皂苷元通过下调 cyclin D1 蛋白表达,引起细
胞周期 G0/G1 期阻断;并且通过激活细胞凋亡受体
(FAS)相关通路和线粒体凋亡通路,剂量依赖性地
诱导甲状腺细胞凋亡,对抗 IGF-1 的细胞增殖促进
和细胞凋亡阻断作用[41-42]。
薯蓣皂苷元还具有成骨特性,在鼠 MC3T3-E1
成骨细胞上研究薯蓣皂苷元的促骨生成作用,发现
薯蓣皂苷元具有促进成骨细胞增殖、促进钙沉积、
增加 2 种主要的骨基质蛋白骨胶原和碱性磷酸酶
(ALP)水平的作用。低浓度薯蓣皂苷元可诱导骨骼
特异性转录因子(Runx 2)及其调控成骨蛋白的表达。
实验结果证明薯蓣皂苷元具有促骨形成的作用[43]。
薯蓣皂苷元调控血管平滑肌细胞增殖迁移和钙
稳态,显著阻断受体介导的钙离子信号和离体动脉
平滑肌收缩,在不引起细胞病变的情况下,阻断血
管平滑肌细胞迁移和收缩。说明薯蓣皂苷元可用于
血管相关疾病的治疗[44]。
7 展望
薯蓣皂苷元是甾体类药物合成的重要前体。对
薯蓣皂苷元进行结构改造,如改变取代基团、加糖
基形成糖苷等方法,可以发现更多的药物。将薯蓣
皂苷元与其他药物联合使用,可以达到降低毒副作
用、增强药理活性的目的。
从近 5 年的薯蓣皂苷元药理作用及其机制研
究中可以看出,薯蓣皂苷元通过调整多种细胞信号
通路发挥抗癌作用,且与生长、分化、凋亡、肿瘤
形成等众多重要的分子靶点密切相关。虽然大量研
究表明薯蓣皂苷元作为新型多靶点抗癌药具有良
好的应用前景,但是怎样使薯蓣皂苷元更安全、更
有效地发挥抗肿瘤作用,这才是未来需要重点关注
的问题。
除了抗肿瘤作用外,薯蓣皂苷元还具有抗炎、
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免疫调节、抗氧化、保护心血管、调血脂、抗神经
系统紊乱、抗皮肤老化、抗病毒、舒张血管、预防
甲状腺肿瘤、促进骨骼形成等广泛的药理活性。随
着对薯蓣皂苷元作用机制研究的进一步深入,可以
期待薯蓣皂苷元能够发挥更加安全、有效的药理作
用,更好地应用于疾病的临床治疗。
参考文献
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