虎杖药理作用研究进展

夏婷婷杨珺超刘清源宋 康

虎杖药理作用研究进展

夏婷婷1杨珺超2刘清源1宋 康2

虎杖；药理作用；抗纤维化

中药虎杖是蓼科植物，以根和茎入药，其性味微寒微苦，归肝、胆、肺经，能利湿退黄，清热解毒，散瘀止痛，止咳化痰。虎杖最早出自《名医备录》谓：“主通利月水,破留血癥结”。《本草纲目》、《滇南本草》、《日华子本草》等本草著作也记载虎杖可用于治疗痈症、慢性支气管炎等各种疾病。研究表明，虎杖含有多种化学成分，其活性成分主要有大黄素、大黄素甲醚、大黄素8-O-β-D甲酰葡萄糖苷、2-甲氧基-6-乙酰基-甲基胡桃醌、羟基大黄素、（+）-儿茶素、虎杖苷和白藜芦醇等[1]。目前，虎杖临床主要用于湿热黄疸、风湿痹痛、痈肿疮毒、水火烫伤、跌打损伤、肺热咳嗽等病。药理相关研究表明，虎杖提取物和其主要化合物具有抗感染、抗炎、抗氧化、抗肿瘤、脂质调节等作用。

肺纤维化（pulmonary fibrosis，PF）作为一种炎症性间质性慢性肺病,其特点表现为肺部炎症引起肺泡持续性损伤及细胞外基质的损坏、重建、修复和沉着。中医将其归属于“肺痿”、“肺痹”、“短气”、“络病”等范畴，认为其病理关键是痰、瘀、毒[2]。《金匮要略·肺痿肺痈咳嗽上气病脉证治》云：“热在上焦者，因咳为肺痿。”基于此，宋康教授等提出热毒为PF发病的始动因素,“清热解毒,正本澄源”为其治疗大法[3]。临床上宋康教授的经验方及益肺化纤方、肺痿方、虎芪活血煎等时方验方[4-5]中均重用虎杖以清热解毒、化痰散瘀治疗PF。因此本文将在综述虎杖药理作用的基础上，重点探讨虎杖抗纤维化的研究进展。

1 虎杖的药理作用

虎杖具有广泛的药理作用，包括抗感染、抗炎、抗氧化、抗肿瘤、代谢调节、器官保护、抗纤维化、抗休克等，其中器官保护、抗休克、抗纤维化等作用可能与抗氧化、抗炎等基础药理作用有关，具体机制有待进一步探讨。

1.1 抗感染作用 虎杖具有抗病毒、细菌、真菌、寄生虫等病原微生物感染的作用。虎杖对HIV、HBV、EBV、流感病毒等多种病毒均有抑制作用，例如虎杖能通过toll样受体9诱导干扰素β表达以抑制流感病毒复制[6]。虎杖具有广泛的抗菌作用，抗菌谱包括金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、甲型链球菌等常见病菌甚至医院耐药菌，其主要抗菌成分是二苯乙烯类和蒽醌类，作用机制可能是破坏细菌细胞膜完整性，部分成分甚至可发挥细菌DNA引物酶抑制剂作用[7]。此外，虎杖具有抗真菌作用，研究证实虎杖可抑制红色毛癣菌、白念珠菌、裴氏着色霉菌、苹果腐烂病菌等多种真菌[8]。近期研究发现虎杖还具有抗寄生虫的作用，实验表明白藜芦醇单独应用或联合两性霉素均具有抗亚马孙利什曼原虫的作用[9]。

1.2 抗炎作用 炎症是许多疾病发生发展的基础。大量研究证实虎杖提取物及活性成分能通过抑制炎症因子、炎症相关基因表达、信号通路转导等途径实现抗炎作用。有研究[10]发现，白藜芦醇介导（SIRT）-1表达升高，可降低在诱导炎症反应中起着重要作用的PTP-1B，抑制NF-κB，降低单核细胞分泌TNF-α、IL-6，抑制致炎激酶允NK-1和IKKβ的活性。而羟基大黄素能通过抑制Akt和允NK通路抑制干细胞因子刺激的老鼠骨髓源性肥大细胞中COX-2依赖前列腺素D2产生和COX-2表达以减轻炎症反应[11]。广泛的临床研究也证实虎杖具有抗炎作用，可用于关节炎、肝炎或急性肺损伤等炎性疾病。

1.3 抗氧化作用 氧化应激是导致衰老和疾病的一个重要因素，与心血管疾病、神经退行性疾病、癌症等众多疾病的发生发展密切相关。虎杖提取物被视为有潜力的抗氧化剂之一，能显著降低细胞活性氧自由基产生和清除氧自由基，具有抗氧化和抗衰老作用。其中代表性成分白藜芦醇能通过诱导抗氧化基因表达降低MCF-7细胞过氧化氢水平，例如通过磷酸酶、PTEN和PKB或Akt信号通路机制诱导过氧化氢酶和锰超氧化物歧化酶（MnSOD）[12]。而白藜芦醇增强加速老化小鼠模型中超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）活性，降低丙二醛水平[13]提示虎杖的抗衰老作用主要是基于抗氧化作用产生的。

1.4 抗肿瘤作用 虎杖发挥抗肿瘤作用的有效成分主要是白藜芦醇和大黄素，其机制与抑制细胞增生，诱导细胞凋亡、抑制血管生成及细胞转移有关。以白藜芦醇为例，实验表明，白藜芦醇能抑制结肠癌细胞增殖、血管生成和诱导凋亡，其细胞毒性与热卡限制有关[14]，也能通过抑制肿瘤细胞DNA合成抑制肺中肿瘤生长代谢减少肺肿瘤转移小鼠肿瘤新生血管形成，明显减少Lewis肺癌肿瘤体积和瘤重[15]。此外，白芦藜醇和大黄素也对卵巢癌、淋巴癌、肝癌、葡萄膜黑色素瘤和人类神经母细胞瘤、神经胶质瘤等多种肿瘤表现出抗肿瘤作用。

1.5 代谢调节作用 虎杖具有代谢调节作用，动物实验证实其提取物可用于治疗代谢综合征，主要表现在脂质调节和血糖调节等方面[16]。虎杖中的二苯乙烯类（白芦藜醇和虎杖苷等）具有脂质调节作用。例如用白藜芦醇处理人类脂肪细胞（3t3-l1和SGBS）可通过诱导脂解作用、激活脂肪甘油三酯脂肪酶和诱导脂质动员降低甘油三酯[17]。近来虎杖对糖尿病的影响日益受到关注，有研究[18]发现虎杖苷可能通过调节PPARβ-NO信号通路恢复高血糖大鼠主动脉环的内皮依赖性舒张，可用于糖尿病相关性心血管疾病的治疗，而虎杖中新分离的polyflavanostilbene A则显示出较强的α-葡萄糖苷酶抑制作用[19]，这可能是虎杖调节血糖的机制之一。

1.6 保护作用 近期研究发现虎杖具有器官保护作用，其活性成分被视为多器官功能衰竭的潜在治疗药物，作用机制可能与其抑制氧化应激、炎症反应，减弱凋亡和防止线粒体功能障碍有关[20]。下面就目前研究较多的肝脏、心血管、神经保护作用进行阐述。虎杖能改善肝细胞代谢和恢复肝功能，以虎杖苷为例，虎杖苷能保护H2O2导致的氧化损伤及CCL4导致的小鼠急性肝损伤中的肝细胞[21]。另据报道，虎杖中虎杖苷、大黄素-8-O-β-D葡萄糖苷、2-甲氧基-6-乙酰-7-甲基胡桃醌、白芦藜醇等均表现出一定的神经保护作用，例如白芦藜醇能通过其抗炎作用对低氧诱导神经毒性小胶质细胞产生神经保护作用，其机制可能与抑制NF-Bκ，ERK和MAPK信号通路的表达有关[22]。氧化应激、血黏度、血脂等均是心血管疾病的相关危险因素，虎杖的心血管保护作用可能与其抗氧化、抗血小板聚集及脂质调节作用有关[23]：例如虎杖预处理降低活性氧（ROS）和过氧化氢水平，提示虎杖抗心肌缺血再灌注损伤的机制可能是清除自由基；而体内外实验均表明白芦藜醇具有抗血小板聚集作用，其机制可能是通过结合钙离子通道抑制凝血酶。

1.7 其他作用 虎杖还具有抗内毒素休克、抑制黑色素形成、雌激素作用、免疫调节、抗纤维化等作用。虎杖具有抗内毒素休克作用：体内实验也证实虎杖苷能治疗LPS导致的大鼠内毒素休克，明显减少多器官损伤，其作用机制可能是抑制PLA2或减少Clara细胞分泌蛋白（CCSP）mRNA和蛋白表达[24]。另外，虎杖的部分成分具有雌激素作用：从虎杖甲醇提取物中分离大黄素和大黄素-8-O-β-D-葡萄糖苷能增强对雌激素敏感的细胞系MCF-7细胞扩散；虎杖乙酸乙酯提取物中乙酸乙酯片段（Hzs1 and Hzs6）表现出强烈的雌激素活性[25]。虎杖还具有抑制黑素生成作用，虎杖提取物能抑制黑色素合成的关键酶酪氨酸酶[26]。据报道，虎杖粗提取物能增强免疫反应，增强白血病小鼠或正常免疫小鼠中巨噬细胞吞噬活性和自然杀伤细胞的细胞毒性[27]。虎杖还具有抗纤维化的作用，例如虎杖水煎液对CCL4诱导的肝纤维化具有一定保护作用[28]。此外，虎杖提取物及活性成分还具有促进伤口愈合、镇痛、抗过敏等作用，有待进一步研究。

2 虎杖抗肺纤维化研究进展

多项研究表明，虎杖具有抗纤维化作用，包括肝纤维化、肺纤维化等。其中肺纤维化发病机制尚不明，新近观点认为其主要与不明刺激导致肺损伤后的异常修复有关，主要涉及启动（氧化应激）、进展（肺泡炎免疫活化，分泌炎症因子）、结局（肺纤维化，成纤维细胞、肌成纤维细胞增生，细胞外基质沉积）三个阶段。基于以上对发病机制的认识，现总结虎杖抗纤维化作用的研究进展如下。

2.1 抗氧化应激 抗氧化应激可能是虎杖抗肺纤维化的作用机制之一。虎杖可以清除氧自由基，活化某些抗氧化酶（如SOD、GPx和GSSG-R）维持细胞内谷胱甘肽（GSH）动态平衡。有研究发现小鼠博莱霉素致肺纤维化模型中白藜芦醇能显著提高小鼠肺组织的超氧化物歧化酶活力。而王在岩[29]的实验则提出白藜芦醇抗肺纤维化的机制之一可能与抑制低氧诱导因子-1α（HIF-1α）的高表达有关。

2.2 抗肺泡炎 肺泡炎阶段肺泡巨噬细胞等免疫细胞激活，分泌多种炎症因子，虎杖能通过影响免疫细胞活化、炎症因子及其信号通道表达抑制肺泡炎进展。宋康等[30-31]相关实验发现，虎杖能抑制肺纤维化大鼠中TGF-β1、TNF-α、IL-4等促炎因子的表达，促进IL-7、IFN-γ等抗炎因子的分泌，调节Th1/Th2细胞因子失衡发挥抗纤维化作用。另有多项实验发现虎杖可以通过调节TGF-β/STAT1、TGF-β/Smads等信号转导通路抑制肺纤维化。有实验[32]发现虎杖可调节肺纤维化大鼠肺组织和肺泡巨噬细胞中STAT1的表达和活化，从而抑制或延缓肺纤维化。而李玉花等[33]的实验表明，大黄素的中、低剂量组能够减轻博莱霉素导致的大鼠肺纤维化程度,其作用机制与调控TGF-β1的smad3/7信号转导蛋白表达有关。

2.3 抑制纤维化 虎杖主要通过抑制肌成纤维细胞增生和细胞外基质沉积发挥抗纤维化作用。成纤维细胞方面：屈云等[34]的实验则探讨大黄素对体外培养肺成纤维细胞（LF）增殖的作用。结果显示，大黄素具有抑制LF增殖和阻止LF由G1期进入S期和G2期的作用。徐璐实验[35]研究表明，虎杖苷能维持TGF-β1诱导的A549细胞上皮样细胞形态特征,抑制其向间质样细胞转化（EMT）。细胞外基质方面：实验[36]表明，虎杖能降低MMP（基质金属蛋白酶）、TIMPS（金属蛋白酶组织抑制剂）MMP-2和TIMP-2表达水平，对TIMP-2的作用持续时间更长，提示虎杖的作用可能是抑制TIMP-2在肺内的异常高度表达。刘理静等[37]发现在博莱霉素所致大鼠肺纤维化中，白藜芦醇通过TGF-β1/ADAMTS-1信号通路降解肺组织ColⅠ、ColⅢ发挥抗肺纤维化的作用。

3 小结

虎杖具有广泛的药理作用，从临床和实验角度系统总结其药理作用，有利于全面认识虎杖以及发现虎杖的潜在应用可能，例如虎杖具有抑制黑色素形成和促进伤口愈合等作用，其在医疗美容等方面的应用值得探讨。目前，虎杖药理作用的研究多集中在虎杖提取物及其活性成分方面，缺乏对虎杖在复方中的药理作用及相应分子机制和药物毒性等方面的研究，更深入的药物毒性、复方药效学及分子机制研究将有助于我们更深入研究虎杖。

至于虎杖抗肺纤维化作用的机制研究多集中在细胞分子层面，主要是基于现代对疾病的发病机制的认识，探索虎杖的抗肺纤维化作用机制，如何基于中医理论进一步研究虎杖单味药及其在复方中的作用，建立中医证型对应的肺纤维化动物模型及检测指标系统可能更有利于深入研究和说明中医药的作用机制,也更有利于中医药自身的发展。

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（收稿：2015-10-12 修回：2015-11-10）

浙江省自然基金资助（No.LY13H270009）；国家自然科学基金（No.81302937）

1浙江中医药大学第一临床医学院（杭州 310053）；2浙江中医药大学附属第一医院呼吸科（杭州 310006）

杨珺超，Tel：13858036093；E-mail:yangjunchaozj@163.com