黄芪组分及主要成分保肝作用研究进展

Progress in Hepatoprotective Effect of Main Compositions in Astragali Radix

摘要: 黄芪为中医临床常用保肝中药之一，研究表明其有效组分及主要成分对肝损伤具有保护作用。本文从抗肝纤维化、肝缺血再灌注、免疫性肝损伤、肝癌、乙肝病毒感染等方面，对黄芪有效组分(包括黄芪总皂苷、黄芪总黄酮及黄芪多糖)和主要成分(包括黄芪甲苷、芒柄花素和毛蕊异黄酮)的保肝作用及可能机制进行综述，为黄芪的进一步研发和临床应用提供参考。

Abstract: Astragali Radix is one of the commonly used Traditional Chinese Medicines for treatment of liver diseases in clinic. It has been reported that its main components and constituents had a protective effect on multiple liver injury. This article reviews the protective effect and mechanism of main components including astragalosides, total flavonoids of Astragali Radix, astraglus polysaccharide and constituents including astragaloside IV, formononetin, calycosin on liver injury such as liver fibrosis, liver ischemia and reperfusion injury, immunological liver injury, hepatoma and hepatitis B, so that to provide reference for further research and clinical application.

1. 引言

肝脏是人体重要代谢器官，在物质代谢转化、免疫防御等多方面起到关键作用。研究表明，感染、药物等多种因素可诱导急慢性肝损伤 [1] [2] ，威胁人体健康，因此探索保肝药物具有重要意义。中医药在治疗肝病方面具有悠久历史和独特优势。黄芪是中医临床常用中药之一，为豆科黄芪属植物蒙古黄芪[Astragalus membrane (Fisch.) Bge. var. mongholicus (Bge.) Hisao]或膜荚黄芪[Astragalus membranaceus (Fisch) Bge]干燥根。黄芪始载于《神农本草经》，具有“补气固表、利尿托毒、排脓、敛疮生肌”等功效。古之医家认为“补益脾胃之气及胸中宗气乃黄芪所长” [3] ，近代医家认为黄芪能扶正固本，补肝气、扶肝体 [4] ；现代药理学研究发现，黄芪具有抗炎、抗纤维化、抗病毒、免疫调节等作用，可发挥良好的保肝作用。近年，黄芪的药效及机理研究报道较多，但关于黄芪药效方面的综述，有的涉及肝病的进展较少 [5] [6] ，或为单味药、复方治疗肝病的进展 [7] ，或仅涉及肝纤维化的研究 [8] 。到目前为止，尚未见关于黄芪成分对多种肝病研究的进展综述。本文通过查阅相关文献，从肝纤维化、肝缺血再灌注、免疫性肝损伤、肝癌、乙肝病毒感染等多种肝病角度，综述黄芪有效组分或主要单体成分的保肝作用，为黄芪的进一步研发和应用提供参考。

2. 黄芪有效组分研究

2.1. 黄芪总皂苷

黄芪总皂苷是黄芪的关键组分之一。在四氯化碳、牛血清、血吸虫诱导的肝纤维化模型上，黄芪总皂苷可抑制肝星状细胞(HSC)活化与增殖，减少胶原的分泌 [9] [10] ，清除氧自由基、抑制kupffer细胞内肿瘤坏死因子α (TNF-α)和转录生长因子β (TGF-β)的产生，缓解肝纤维化进程 [11] 。在大鼠胆管结扎诱导的肝纤维化模型中，黄芪总皂苷抑制HSC的活化、降低TGF-β和α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)的蛋白及基因表达及增加smad7蛋白表达，机制与减少notch通路中关键分子notch-2、-3、-4和JAG1的表达，提高notch通路负调控因子numb的表达，抑制notch信号通路有关，从而抑制胆管上皮细胞的异常增殖，阻止胆汁淤积性肝纤维化 [12] 。以血吸虫抗原培养基 [10] 或混合血清培养基 [13] 刺激HSC-T6细胞，也证实了黄芪总皂苷抑制HSC增殖和胶原合成的作用。在LX-2细胞上发现黄芪总皂苷可通过上调MMP9和IL-10的分泌发挥抗纤维化作用 [14] 。此外，黄芪总皂苷在小鼠肝癌移植瘤的动物模型中，可抑制癌细胞增殖、诱导凋亡，具有抑制肿瘤作用 [15] [16] 。通过体外实验表明，黄芪总皂苷促进肝癌细胞凋亡的作用，与上调p53基因表达有关 [17] [18] 。

2.2. 黄芪总黄酮

黄芪总黄酮是黄芪另一类关键组分。在失血再灌注和对乙酰氨基酚所致肝损伤模型上，黄芪总黄酮可清除氧自由基，具有预防肝损伤作用 [19] - [21] 。在二甲基亚硝胺(DMN)诱导大鼠肝硬化模型上，黄芪总黄酮具有抗肝硬化作用，作用机制与抑制脂肪酸转位酶和环氧化酶2表达 [22] 、抑制转化生长因子受体1(TGFβR1)表达 [23] 、上调肝组织核因子过氧化物酶体增殖因子活化受体γ (PPARγ)及法尼酯衍生物X受体(FXR)表达 [24] 有关。在体外实验中，黄芪总黄酮能抑制人肝癌细胞BEL-7402增殖，其机制与转胶蛋白2、磷酸化应激诱导蛋白1、抗氧化蛋白1及内质网蛋白29改变有关 [25] 。

2.3. 黄芪多糖

在四氯化碳 [26] [27] 和胆管结扎 [28] 诱导的肝纤维化模型中，黄芪多糖可通过调节TGF-β/Smads信号通路，抑制α-SMA、TGF-β和胶原表达；在体外，可促进HSC中MMP2分泌 [14] ，起到抗肝纤维化作用。在脂多糖联合卡介苗或D-半乳糖胺诱导的免疫性肝损伤模型上，黄芪多糖可抑制NF-κB通路的P65蛋白表达 [29] ，抑制肿瘤坏死因子TNF-α、骨桥蛋白的产生，减轻炎症和肝细胞损伤 [30] ，还可通过影响协同刺激分子调节免疫功能，改善肝功能 [31] 。在脓毒症诱导的小鼠急性肝损伤模型上，黄芪多糖通过免疫调节、炎症抑制等环节，产生保肝作用 [32] 。通过脂多糖诱导大鼠原代肝细胞，发现黄芪多糖具有明显的肝保肝作用，与抑制核因子-κB(NF-κB)通路，减少肝脏组织P65蛋白表达，降低炎症水平有关 [33] 。对Ⅱ型糖尿病动物模型，黄芪多糖可缓解胰岛素耐受，改善脂肪肝 [34] - [36] ，其与减少肝内质网应激、提高胰岛素敏感性 [37] ，提高肝脏抗氧化能力 [38] ，减少肝脏糖原合成激酶3的表达与活性有关 [35] [36] 。在抗癌方面，黄芪多糖注射液可提高原发性肝癌患者单纯肝动脉栓塞化疗效果，提高患者生活质量，延长生存时间 [39] 。在小鼠肝癌移植瘤模型中，黄芪多糖可增加TNF-α和IFN-γ的表达，增强机体免疫功能，发挥体内抗肿瘤作用 [40] 。在抗病毒方面，黄芪多糖可以作为抗乙型肝炎病毒疫苗佐剂，能够显著地提高乙型肝炎亚单位疫苗的体液免疫水平和细胞免疫水平 [41] [42] 。

3. 黄芪单体成分研究

3.1. 黄芪甲苷

黄芪皂苷Ⅳ也称为黄芪甲苷，对不同类型的肝损伤模型都具有一定的保护作用。如在猪血清诱导的大鼠肝纤维化模型中 [43] ，黄芪甲苷可通过抑制TGF-β/Smad通路和PGE2-EP2-cAMP (前列腺素E2-前列腺素受体2-环磷酸腺苷)信号转导，缓解肝脏氧化应激状态，抑制HSC增殖并促进其凋亡，从而抑制胶原合成。体外实验表明其抗纤维化机制还与影响丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)p38磷酸化，诱导核转录相关因子(Nrf2)表达，升高细胞谷胱甘肽水平，抑制HSC活化，降低氧化应激水平，降低胶原及α-SMA表达有关 [44] 。黄芪甲苷可通过抑制NF-κB信号通路的激活，降低炎症因子TNF-α、IL-6的表达，抑制炎症反应发生，增加超氧化物歧化酶(SOD)活性，从抗炎抗氧化方面对脂多糖诱导的肝细胞损伤产生保护作用 [45] 。在脂多糖联合卡介苗或D-半乳糖胺诱导的肝损伤模型上，黄芪甲苷可通过激活Nrf2通路，减轻氧化应激所致急性肝损伤，抑制肝细胞凋亡，产生保肝作用 [46] [47] 。黄芪甲苷可通过抑制促凋亡基因的表达，抑制凋亡信号的传导，抑制肝细胞凋亡 [48] ，也可通过抑制NF-κB信号通路，上调糖皮质激素受体表达，预防缺血再灌注损伤 [49] [50] 。黄芪甲苷具有抗病毒能力，对感染乙型肝炎病毒(HBV)的HepG2 2.2.15细胞，黄芪甲苷能抑制HBV抗原的分泌，降低乙型肝炎表面抗原和乙型肝炎e抗原 [51] 。在糖代谢方面，黄芪甲苷通过抑制肝糖原磷酸化酶和葡萄糖-6-磷酸酶的活性，调节肝脏内糖原的代谢 [52] 。

3.2. 芒柄花素

芒柄花素是黄芪总黄酮的主要成分之一，目前关于芒柄花素单体的研究较少。芒柄花素可改善去势后高脂饮食大鼠血脂紊乱，可能与植物雌激素样作用和上调雌激素受体β有关 [53] 。高脂饮食诱导动物模型中，芒柄花素及其衍生物可降低炎症水平 [54] ，降低血清和肝脏中胆固醇含量 [55] ，具有降脂保肝作用。

3.3. 毛蕊异黄酮

毛蕊异黄酮是黄芪总黄酮中另一种主要活性成分。毛蕊异黄酮对四氯化碳所致小鼠肝损伤模型具有保护作用，机制与其诱导FXR和STAT3通路有关，通过FXR抑制剂和分子对接实验也确认了毛蕊异黄酮可促进FXR靶基因表达，增加STAT3的酪氨酸磷酸化及其靶基因的表达，发挥抗肝损伤作用 [56] 。体外细胞实验中，毛蕊异黄酮可抑制HSC的增殖，抑制TGF-β诱导的HSC的α-SMA和Ⅰ型胶原的表达，上调PPARγ的表达及核转位，PPARγ拮抗剂可阻断毛蕊异黄酮对HSC活化的抑制作用，表明毛蕊异黄酮的抗肝纤维化作用与其诱导PPARγ信号通路有关 [57] 。

4. 总结与展望

黄芪作为一种常用中药，具有多种药理活性，药理学研究表明，黄芪有效组分及主要成分在体内外水平均具有保肝作用，所采用的实验方法和可能的作用机制概括见附录。主要机制可能与其影响TGF-β/ Smad通路、notch通路、MAPK通路、Nrf2通路、NF-κB通路、PPARγ通路及FXR信号通路等相关。但是，黄芪有效组分或主要成分研究中，也存在部分成分的保肝机理尚未完全清楚，甚至得出矛盾结论 [54] [56] [57] 。鉴于黄芪有效组分及主要成分是黄芪保肝的有效物质基础，增加对这些组分或成分的进一步研究很有必要，为黄芪保肝作用的研究和临床应用提供重要参考。

基金项目

国家自然科学基金资助项目(81503343)。

附录

表：黄芪有效组分及主要成分保肝作用研究的实验方法和可能的作用机制

^*通讯作者。