中药三萜皂甙免疫调节作用的研究进展
作者:何德
单位:广东医学院检验系,湛江 524023
关键词:三萜皂甙;免疫调节;细胞因子;神经-内分泌免疫网络;免疫细胞;肿瘤;衰老;综述
广东医学院学报990412 吕世静(审校)
皂甙(saponin)是中草药中一类重要的生物活性成份。根据其化学结构可分为三萜皂甙和甾体皂甙。三萜皂甙(triterpenoid saponins)是由三萜皂甙元和糖、糖醛酸,还有其他有机酸组成[1]。近年来研究最多的是达玛烷型三萜皂甙,如五加科植物人参的根、茎叶均含有多种人参皂甙(ginsenoside,Gs)和葫芦科绞股蓝皂甙(gypenosides,Gp)。齐墩果烷型三萜皂甙主要有伞形科柴胡皂甙、商陆科商陆皂甙、豆科甘草皂甙或称甘草酸,甘草甜素是甘草酸的钾、钙盐,犀科女贞子齐墩果酸、豆科合欢皮皂甙。羊毛甾型三萜皂甙主要是豆科黄芪皂甙甲(Asl)。
, 百拇医药
以上三萜皂甙对免疫细胞、细胞因子、神经-内分泌免疫网络、抗肿瘤和抗衰老均有不同程度的调节作用,在一定的范围内能增强机体的非特异性免疫功能,促进某些细胞因子的分泌,活化免疫细胞,增强机体的防病治病能力和抗衰老、抗肿瘤能力。
1 对免疫细胞的调节作用
众多药理实验研究表明,Gs可以增强细胞免疫功能,促进抗体和补体的生成,促进淋巴细胞的转化,增强空斑形成细胞PFC反应,还能增强NK细胞及ADCC的活性。以100mg/kg Gs每天1次灌胃,连续7d可明显促进E-玫瑰花环的形成,以500mg/kg Gs每天1次,连续7d可使血清补体含量明显增高,还可使血清中特异性抗体水平明显升高,可促进小鼠血清IgG、IgA、IgM的生成,同时对免疫受抑制动物的免疫功能也有促进免疫恢复作用[2]。吴瑞琼也用Gs通过导管直接导入双侧海马,结果发现Gs明显增强小鼠脾脏T淋巴细胞ConA增殖反应,增强IL-2的产生,促进IL-2受体的表达,提高SAc菌诱导的脾B细胞增殖反应,增强脾NK细胞活性,提示Gs可通过海马介导脾免疫功能增强效应[3]。
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李凌夫等报道用Gs对正常成人外周血NK、LAK细胞活性均有明显的促进作用,当效靶比例为50∶1,基因重组白介-2(rIL-2)为500U/mL或250U/mL时,Gs对正常成人外周血LAK细胞杀伤活性呈双向效应,表现为低剂量增强,高剂量抑制。研究还发现正常人外周血NK细胞活性随着Gs剂量增加其杀伤活性显著增强,说明Gs是一种理想的免疫调节剂,其中对LAK细胞的杀伤具有活性调节作用,这为解决rIL-2的毒性问题提供新的实验资料[4]。
2 对单核巨噬细胞(MΦ)产生细胞因子的调节作用
细胞因子是机体免疫细胞和非免疫细胞合成和分泌的小分子蛋白多肽,能调节多种细胞生理功能。近五年来研究发现中药三萜皂甙都能促进细胞因子的产生,调节机体的免疫机能,维持机体的生理平衡。
血小板活性化因子(PAF)是一种重要的炎症介质,MΦ是分泌PAF的主要细胞之一。方军研究商陆皂甙甲(EsA)对大鼠腹腔MΦ释放PAF的影响,结果表明卡西霉素刺激大鼠腹腔MΦ释放PAF,证明EsA在一定浓度范围内及所试的时间内,呈剂量及时间依赖性的抑制大鼠腹腔MΦ释放PAF。提示EsA可能是通过抑制体内MΦ释放PAF而起抗炎作用[5]。
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应用mRNA麦胚无细胞体系动态地观察了人参三醇皂甙对人淋巴结细胞介素的基因表达的促进效应。Gs可以明显促进PHA活化人淋巴细胞分泌IL-3,最大促进效应达30%,高峰时刺激后72 h,促进IL-2分泌增加35%,此外还可以促进IL-1、IL-4、IL-5、IL-6的诱生,表明人参三醇皂甙主要作用于基因转译环节[6]。肖尚喜等在研究白芍总甙(TGP)促IFN诱生及抗病毒作用中,结果发现TGP在试管内无直接诱生IFN的作用,可促进鸡新城疫I系弱毒冻干疫苗诱生IFN-α,并可促进GonA诱生IFN-r,当ConA为亚适量时,可提高IFN效价1~2倍[7]。
3 对神经-内分泌免疫网络的调节
免疫系统在发挥功能的同时,也受到其它系统的调节,其中最重要的是神经-内分泌系统。它们相互间作用,构成一个复杂的神经-内分泌免疫网络。
张永祥等以神经-内分泌免疫调节学说及祖国医学的整体观为指导思想,研究观察绞股蓝总皂甙(Gp)对大鼠脾脏淋巴细胞增殖功能的影响及其与下丘脑,脾脏去甲肾上腺素以及血浆皮质酮的相互关系。结果表明:口服Gp后,其脾细胞对ConA诱导的增殖反应明显增强,但下丘脑,脾脏去甲肾上腺素含量降低,与脾细胞增殖反应呈负相关。提示Gp对免疫反应的影响与作用于神经内分泌免疫调节网络,进而反挥免疫增强作用具有密切关系[8]。有人设想应用外源促肾上腺皮质激素(ACTH)观察Gs的内分泌免疫调节效应,实验结果证实外源ACTH不仅诱发小鼠肾上腺皮质酮分泌增加,同时也导致小鼠NK细胞活性,T细胞转化活性的抑制,这种抑制与皮质酮升高水平呈负相关关系。应用Gs可以部分抵消外源ACTH所致肾皮质酮分泌增加,促进NK及T细胞活性恢复。结果提示Gs可以通过调整垂体ACTH-肾上腺皮质酮轴的活动,参与机体免疫功能的调节。
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4 抗衰老作用的调节
细胞衰老是机体衰老的基础。Gs具有推迟细胞衰老,延长细胞寿命功能。刘平用40代龄人胚胎二倍体细胞观察Gs对其群体倍增水平增殖天数及衰老后细胞群体死亡天数的影响,结果表明适量的Gs可延长细胞寿命[9]。
抗氧化作用是抗衰老的重要环节之一。Gs不仅具有抑制细胞脂质过氧化反应、清除自由基的能力,还可以使过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶活性增加。同时Gs可降低高脂饲料引起的大鼠脂质过氧化,降低大鼠血清和肝组织血清总胆固醇、甘油三酯、磷脂、β-脂蛋白浓度及脑组织胆固醇的沉积,并增加血清、肝组织、脑组织高密度脂蛋白的含量,抑制血清脂质过氧化终产物升高[10]。
国外学者实验认为,衰老伴有IL-2产生和IL-2R表达方面的缺陷,而这个缺陷与其转录水平有密切关系[11,12]。刘首次发现Gs无论是体内给药还是体外实验均能选择性增强老年大鼠脾淋巴细胞增殖能力和IL-2的产生和释放,表现在IL-2mRMA和IL-2蛋白含量显著增加[13]。
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5 细胞毒及抗肿瘤作用的调节
许多学者多年来的研究证明,人参中含有多种皂甙具有抗肿瘤作用。有人在分离人参成份中发现Gs在浓度为0.1mg/L时,就有较强的破坏肿瘤细胞活性的作用当2 mg/L时能明显地抑制人体早幼粒白血病HL-60瘤株。用3 H-TdR掺入表明,Gs作用于培养的小鼠腹水型网状细胞肉瘤细胞24 h后,DNA合成受到明显抑制,使瘤细胞的含量均明显减少。适量的Gs可抑制体外培养人胃癌细胞的生长速度和分裂能力,增加细胞内糖元的含量,降低细胞多糖和酸性磷酸酶活性,起到一定的阻抑胃癌细胞生长及增殖的作用[14]。在临床上,有报道人参茎叶总皂甙(GsL)对58例急性非淋巴细胞白血病各型细胞均有不同程度诱导分化作用,对急性粒细胞及单核细胞白血病细胞的诱导分化作用较强,提示GsL可能成为治疗急性白血病的有效分化诱导剂[15]。
Plohmann B等(1997)用商品化的三萜皂甙进行免疫调节和抗肿瘤活性的研究,在180例异体移植的肉瘤和同源性DBA/2-MC.SC-1纤维肉瘤动物模型体内外实验证实有促进分裂效应和释放TNF α抗肿瘤效应[16,17]。
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中药的免疫调节作用是多方面的,其免疫调节机制是复杂的,许多问题还待于进一步阐明。本文旨在为今后研究、开发和利用三萜皂甙类新药提供线索。
6 参考文献
1 姚新生主编.天然药物化学.第2版.人民卫生出版社.1994,324
2 Lee YS,Chung IS,Lee IR,et al.Activation of multiple effector pathways of immune system by the antineoplastic immunostimulator acidicpolysaccharide ginsan isolated from Panax ginseng.Anticancer Res,1997,17:323
3 吴瑞琼,杨贵贞.人参皂甙通过海马增强大鼠脾脏免疫功能的研究.中国药理学通报,1992,8(3):214
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4 李凌夫,王冬,张燕.人参皂甙RE对正常人外周血LAK、NK细胞活性影响的实验研究.中医药信息,1996,(3):54
5 方军,郑钦岳.商陆皂甙甲抑制大鼠腹腔巨噬细胞释放血小板活化因子.药学学报,1991,26(10):721
6 田志刚,杨贵贞.人参三醇皂甙促进IL-3的基因表达.中国药理学通报,1993,14(2):159
7 肖尚喜,张咏南,史百芬.白芍总甙促干扰素诱生及抗病毒作用的研究.中国药理学通报,1993,9(1):58
8 张永祥,周金黄,邢善田.绞股蓝总皂甙对大鼠脾脏淋巴细胞增殖功能的影响及其与去甲肾上腺素及皮质酮的关系.中国药理学与毒理学杂志1992,6(4):258
9 刘平,王本样,葛迎春.人参不同部位皂甙对衰老的人胚肺成纤维细胞酶活性的影响.中国老年学杂志,1994,14(6):372
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10 Liu M,Zhang J.Effects of ginsenoside Rbl and Rgl on synaptosomal free calcium level,ATP ase and calmodulin in rathtppocampus.Chin Med J [Engl],1995,108:7
11 Miller RA.Aging and immune function:Cellular and biochemical analysis.Exp Gerontol,1994,29:21
12 Jiang XL,Dillehay DL,Everson MP.Potentiation of IL-2-induced T cell proliferation by retinoids.Int J Immunopharmacol,1992,14:195
13 刘,张均田.人参皂甙Rgl对老年大鼠免疫功能的调节作用.药学学报,1995,30(11):818
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14 Yun YS,Lee YS,Jo SK.Inhibition of autochthonous tumor by ethanol insoluble fraction from panax ginseng as an immunomodulator.Planta Med,1993,59:6
15 易永林,李薇,郝秀智.人参茎叶总皂甙对58例急性非淋细胞白血病细胞的诱导分化作用.中国中西医结合杂志,1993,13(12):722
16 Plohmann B,Bader G,Hiller K,et al.Immunomodulatory and antitumoral dffects of triterpenoid saponins.Pharmazie,1997,52(12):953
17 Bader G,Plohmann B,HillerK,etal.Cytotoxicity oftriterpenoidsaponins.Partl:Activities against tumor cells in vitro and hemdytical index.Pharmazie,1996,51(6):414, 百拇医药
单位:广东医学院检验系,湛江 524023
关键词:三萜皂甙;免疫调节;细胞因子;神经-内分泌免疫网络;免疫细胞;肿瘤;衰老;综述
广东医学院学报990412 吕世静(审校)
皂甙(saponin)是中草药中一类重要的生物活性成份。根据其化学结构可分为三萜皂甙和甾体皂甙。三萜皂甙(triterpenoid saponins)是由三萜皂甙元和糖、糖醛酸,还有其他有机酸组成[1]。近年来研究最多的是达玛烷型三萜皂甙,如五加科植物人参的根、茎叶均含有多种人参皂甙(ginsenoside,Gs)和葫芦科绞股蓝皂甙(gypenosides,Gp)。齐墩果烷型三萜皂甙主要有伞形科柴胡皂甙、商陆科商陆皂甙、豆科甘草皂甙或称甘草酸,甘草甜素是甘草酸的钾、钙盐,犀科女贞子齐墩果酸、豆科合欢皮皂甙。羊毛甾型三萜皂甙主要是豆科黄芪皂甙甲(Asl)。
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以上三萜皂甙对免疫细胞、细胞因子、神经-内分泌免疫网络、抗肿瘤和抗衰老均有不同程度的调节作用,在一定的范围内能增强机体的非特异性免疫功能,促进某些细胞因子的分泌,活化免疫细胞,增强机体的防病治病能力和抗衰老、抗肿瘤能力。
1 对免疫细胞的调节作用
众多药理实验研究表明,Gs可以增强细胞免疫功能,促进抗体和补体的生成,促进淋巴细胞的转化,增强空斑形成细胞PFC反应,还能增强NK细胞及ADCC的活性。以100mg/kg Gs每天1次灌胃,连续7d可明显促进E-玫瑰花环的形成,以500mg/kg Gs每天1次,连续7d可使血清补体含量明显增高,还可使血清中特异性抗体水平明显升高,可促进小鼠血清IgG、IgA、IgM的生成,同时对免疫受抑制动物的免疫功能也有促进免疫恢复作用[2]。吴瑞琼也用Gs通过导管直接导入双侧海马,结果发现Gs明显增强小鼠脾脏T淋巴细胞ConA增殖反应,增强IL-2的产生,促进IL-2受体的表达,提高SAc菌诱导的脾B细胞增殖反应,增强脾NK细胞活性,提示Gs可通过海马介导脾免疫功能增强效应[3]。
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李凌夫等报道用Gs对正常成人外周血NK、LAK细胞活性均有明显的促进作用,当效靶比例为50∶1,基因重组白介-2(rIL-2)为500U/mL或250U/mL时,Gs对正常成人外周血LAK细胞杀伤活性呈双向效应,表现为低剂量增强,高剂量抑制。研究还发现正常人外周血NK细胞活性随着Gs剂量增加其杀伤活性显著增强,说明Gs是一种理想的免疫调节剂,其中对LAK细胞的杀伤具有活性调节作用,这为解决rIL-2的毒性问题提供新的实验资料[4]。
2 对单核巨噬细胞(MΦ)产生细胞因子的调节作用
细胞因子是机体免疫细胞和非免疫细胞合成和分泌的小分子蛋白多肽,能调节多种细胞生理功能。近五年来研究发现中药三萜皂甙都能促进细胞因子的产生,调节机体的免疫机能,维持机体的生理平衡。
血小板活性化因子(PAF)是一种重要的炎症介质,MΦ是分泌PAF的主要细胞之一。方军研究商陆皂甙甲(EsA)对大鼠腹腔MΦ释放PAF的影响,结果表明卡西霉素刺激大鼠腹腔MΦ释放PAF,证明EsA在一定浓度范围内及所试的时间内,呈剂量及时间依赖性的抑制大鼠腹腔MΦ释放PAF。提示EsA可能是通过抑制体内MΦ释放PAF而起抗炎作用[5]。
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应用mRNA麦胚无细胞体系动态地观察了人参三醇皂甙对人淋巴结细胞介素的基因表达的促进效应。Gs可以明显促进PHA活化人淋巴细胞分泌IL-3,最大促进效应达30%,高峰时刺激后72 h,促进IL-2分泌增加35%,此外还可以促进IL-1、IL-4、IL-5、IL-6的诱生,表明人参三醇皂甙主要作用于基因转译环节[6]。肖尚喜等在研究白芍总甙(TGP)促IFN诱生及抗病毒作用中,结果发现TGP在试管内无直接诱生IFN的作用,可促进鸡新城疫I系弱毒冻干疫苗诱生IFN-α,并可促进GonA诱生IFN-r,当ConA为亚适量时,可提高IFN效价1~2倍[7]。
3 对神经-内分泌免疫网络的调节
免疫系统在发挥功能的同时,也受到其它系统的调节,其中最重要的是神经-内分泌系统。它们相互间作用,构成一个复杂的神经-内分泌免疫网络。
张永祥等以神经-内分泌免疫调节学说及祖国医学的整体观为指导思想,研究观察绞股蓝总皂甙(Gp)对大鼠脾脏淋巴细胞增殖功能的影响及其与下丘脑,脾脏去甲肾上腺素以及血浆皮质酮的相互关系。结果表明:口服Gp后,其脾细胞对ConA诱导的增殖反应明显增强,但下丘脑,脾脏去甲肾上腺素含量降低,与脾细胞增殖反应呈负相关。提示Gp对免疫反应的影响与作用于神经内分泌免疫调节网络,进而反挥免疫增强作用具有密切关系[8]。有人设想应用外源促肾上腺皮质激素(ACTH)观察Gs的内分泌免疫调节效应,实验结果证实外源ACTH不仅诱发小鼠肾上腺皮质酮分泌增加,同时也导致小鼠NK细胞活性,T细胞转化活性的抑制,这种抑制与皮质酮升高水平呈负相关关系。应用Gs可以部分抵消外源ACTH所致肾皮质酮分泌增加,促进NK及T细胞活性恢复。结果提示Gs可以通过调整垂体ACTH-肾上腺皮质酮轴的活动,参与机体免疫功能的调节。
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4 抗衰老作用的调节
细胞衰老是机体衰老的基础。Gs具有推迟细胞衰老,延长细胞寿命功能。刘平用40代龄人胚胎二倍体细胞观察Gs对其群体倍增水平增殖天数及衰老后细胞群体死亡天数的影响,结果表明适量的Gs可延长细胞寿命[9]。
抗氧化作用是抗衰老的重要环节之一。Gs不仅具有抑制细胞脂质过氧化反应、清除自由基的能力,还可以使过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶活性增加。同时Gs可降低高脂饲料引起的大鼠脂质过氧化,降低大鼠血清和肝组织血清总胆固醇、甘油三酯、磷脂、β-脂蛋白浓度及脑组织胆固醇的沉积,并增加血清、肝组织、脑组织高密度脂蛋白的含量,抑制血清脂质过氧化终产物升高[10]。
国外学者实验认为,衰老伴有IL-2产生和IL-2R表达方面的缺陷,而这个缺陷与其转录水平有密切关系[11,12]。刘首次发现Gs无论是体内给药还是体外实验均能选择性增强老年大鼠脾淋巴细胞增殖能力和IL-2的产生和释放,表现在IL-2mRMA和IL-2蛋白含量显著增加[13]。
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5 细胞毒及抗肿瘤作用的调节
许多学者多年来的研究证明,人参中含有多种皂甙具有抗肿瘤作用。有人在分离人参成份中发现Gs在浓度为0.1mg/L时,就有较强的破坏肿瘤细胞活性的作用当2 mg/L时能明显地抑制人体早幼粒白血病HL-60瘤株。用3 H-TdR掺入表明,Gs作用于培养的小鼠腹水型网状细胞肉瘤细胞24 h后,DNA合成受到明显抑制,使瘤细胞的含量均明显减少。适量的Gs可抑制体外培养人胃癌细胞的生长速度和分裂能力,增加细胞内糖元的含量,降低细胞多糖和酸性磷酸酶活性,起到一定的阻抑胃癌细胞生长及增殖的作用[14]。在临床上,有报道人参茎叶总皂甙(GsL)对58例急性非淋巴细胞白血病各型细胞均有不同程度诱导分化作用,对急性粒细胞及单核细胞白血病细胞的诱导分化作用较强,提示GsL可能成为治疗急性白血病的有效分化诱导剂[15]。
Plohmann B等(1997)用商品化的三萜皂甙进行免疫调节和抗肿瘤活性的研究,在180例异体移植的肉瘤和同源性DBA/2-MC.SC-1纤维肉瘤动物模型体内外实验证实有促进分裂效应和释放TNF α抗肿瘤效应[16,17]。
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中药的免疫调节作用是多方面的,其免疫调节机制是复杂的,许多问题还待于进一步阐明。本文旨在为今后研究、开发和利用三萜皂甙类新药提供线索。
6 参考文献
1 姚新生主编.天然药物化学.第2版.人民卫生出版社.1994,324
2 Lee YS,Chung IS,Lee IR,et al.Activation of multiple effector pathways of immune system by the antineoplastic immunostimulator acidicpolysaccharide ginsan isolated from Panax ginseng.Anticancer Res,1997,17:323
3 吴瑞琼,杨贵贞.人参皂甙通过海马增强大鼠脾脏免疫功能的研究.中国药理学通报,1992,8(3):214
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4 李凌夫,王冬,张燕.人参皂甙RE对正常人外周血LAK、NK细胞活性影响的实验研究.中医药信息,1996,(3):54
5 方军,郑钦岳.商陆皂甙甲抑制大鼠腹腔巨噬细胞释放血小板活化因子.药学学报,1991,26(10):721
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7 肖尚喜,张咏南,史百芬.白芍总甙促干扰素诱生及抗病毒作用的研究.中国药理学通报,1993,9(1):58
8 张永祥,周金黄,邢善田.绞股蓝总皂甙对大鼠脾脏淋巴细胞增殖功能的影响及其与去甲肾上腺素及皮质酮的关系.中国药理学与毒理学杂志1992,6(4):258
9 刘平,王本样,葛迎春.人参不同部位皂甙对衰老的人胚肺成纤维细胞酶活性的影响.中国老年学杂志,1994,14(6):372
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10 Liu M,Zhang J.Effects of ginsenoside Rbl and Rgl on synaptosomal free calcium level,ATP ase and calmodulin in rathtppocampus.Chin Med J [Engl],1995,108:7
11 Miller RA.Aging and immune function:Cellular and biochemical analysis.Exp Gerontol,1994,29:21
12 Jiang XL,Dillehay DL,Everson MP.Potentiation of IL-2-induced T cell proliferation by retinoids.Int J Immunopharmacol,1992,14:195
13 刘,张均田.人参皂甙Rgl对老年大鼠免疫功能的调节作用.药学学报,1995,30(11):818
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14 Yun YS,Lee YS,Jo SK.Inhibition of autochthonous tumor by ethanol insoluble fraction from panax ginseng as an immunomodulator.Planta Med,1993,59:6
15 易永林,李薇,郝秀智.人参茎叶总皂甙对58例急性非淋细胞白血病细胞的诱导分化作用.中国中西医结合杂志,1993,13(12):722
16 Plohmann B,Bader G,Hiller K,et al.Immunomodulatory and antitumoral dffects of triterpenoid saponins.Pharmazie,1997,52(12):953
17 Bader G,Plohmann B,HillerK,etal.Cytotoxicity oftriterpenoidsaponins.Partl:Activities against tumor cells in vitro and hemdytical index.Pharmazie,1996,51(6):414, 百拇医药