黄酮类化合物及其衍生物对对乙酰氨基酚所致肝损伤的影响研究进展 杨悦，赵丽(中国药科大学，江苏 南京)0 引言肝脏是人体内重要的代谢器官，担负人体的重要生理功能，也是最主要的药物代谢器官，大部分药物由肝脏通过各种途径被代谢并最终排除体外。药物在肝脏内代谢的过程可能会影响肝脏正常的结构或功能，从而引起肝损伤。药物性肝损伤(Drug-Induced Liver Injury，DILI)是在药物使用过程中，因药物本身和其代谢物直接或间接造成的肝毒性，或是由于机体个体对药物的敏感性差异所引起的肝脏损伤1。目前，根据发病机制将DILI 分为直接损伤型、特异质损伤型和间接损伤型2，也可根据病程将其分为急性DILI 和慢性DILI。DILI 是最常见和最严重的药物不良反应之一3，急性DILI 患者占90%以上，严重的DILI 将发展为急性肝衰竭甚至死亡(Acute Liver Failure，ALF)4。在发达国家，对乙酰氨基酚(Acetaminophen，APAP)是目前引起DILI 最常见的药物之一，也是引起ALF 的首要因素5。APAP 是一种全球临床上最常用的解热镇痛药之一，适合所有人群，通常可以通过非处方药获得，其解热作用缓慢而持久，并且具有刺激性小、极少有过敏反应等优点6。在治疗剂量内服用APAP 是安全有效的，但过量或长期服用APAP 可导致肝细胞严重损伤，并迅速发展为ALF，严重者导致死亡7。据报道，北美由APAP引起的ALF 病例占45.7%，英国由APAP 引起ALF 病例占65.4%8。在我国，APAP 引发ALF 的病例也在逐年上升。目前，N-乙酰半胱氨酸(N-Acetyl-L-cysteine，NAC)是FDA 批准的唯一用于APAP 中毒的解毒剂。然而，NAC 仅在APAP中毒的早期有效，并且有不良反应，如过敏和胃肠道反应9。因此，寻找更有效、更安全的药物防治APAP 导致的肝损伤具有重要价值。天然产物中不少物质具有肝保护作用，已有研究报导部分黄酮类、生物碱类、多糖类、萜类、皂苷类等物质可缓解APAP 引起的肝损伤作用，其中以黄酮类和萜类居多6，因APAP 引起肝损伤的机制与氧化应激密切相关，与萜类化合物相比，黄酮类化合物具有更加显著的清除自由基、抗脂质氧化和保肝作用，几乎无毒副作用且应用于临床的含黄酮成分的药物更加广泛10。因此，越来越多的研究团队对能够防治APAP 引起肝损伤的黄酮类化合物及其衍生物进行了深入的研究。1 APAP 引起肝损伤的机制在治疗剂量下，大部分APAP 在肝脏中进行生物转化相反应，主要被UDP- 葡萄糖醛酸转移酶(UDPglucuronosyltransferase，UGT)和磺基转移酶(sulfotransferase，SULT)催化代谢，转化为无毒化合物，然后与尿液一起排出体外11，2%5%以原型形式经肾脏排出，其余5%9%的APAP在细胞色素P450 酶(主要是CYP2E1 和CYP1A2)的作用下进行生物转化相反应，产生高活性和高毒性的中间代谢物N-乙酰基-对-苯醌亚胺(N-acetyl-p-benzoquinone imine，NAPQI)6。一般情况下，NAPQI 通过与谷胱甘肽(glutathion，GSH)结合形成水溶性的硫醚氨酸从尿液或胆汁中排出而快速解毒12。当APAP 过量时，相反应饱和，过量的NAPQI将GSH 耗尽后，多余的NAPQI 通过其半胱氨酸残基与蛋白质中的巯基发生共价结合，形成APAP-蛋白质加合物7。最初的研究认为，APAP 与蛋白质共价结合形成的蛋白质加合物可以直接触发细胞死亡，而后期研究表明，APAP 引起的肝损伤与总的蛋白加合物的形成并不相关，而是与线粒体加合物的形成相关，线粒体是APAP 引起肝毒性的关键靶标13。线粒体蛋白加合物的形成扰乱了线粒体电子传递链(electron transport chain，ETC)，导致氧化应激及活性氧(reactive oxygen species，ROS) 的产生14。ROS 释放到胞质中，可能氧化硫氧还蛋白并导致其与细胞凋亡信号调节激酶1(apoptosis signaling-regulating kinase 1，ASK-1)分离，ASK-1 自我激活使得丝裂原活化蛋白激酶激酶4/7 磷酸化，然后激活了c-Jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase，JNK)15。JNK 一旦激活，p-Jnk 易位至线粒体，与线粒体结合并磷酸化SH3 同源相关的BTK 结合蛋白16。这种相互作用会引起线粒体内膜上的酪氨酸蛋白激酶Src 失活，从而导致线粒体ETC 功能障碍和ROS 释放增加，进而继续激活JNK，进一步增加ROS 释放，形成自我维持的激活循环17,18。p-JNK 可激活胞质中的Bax，导致其易位至线粒体，然后引起线粒体膜通透性转换孔的开放，膜电位下降和ATP 耗竭19，随后线粒体基质肿胀，外膜破裂并释放膜内蛋白，包括核酸内切酶G 和凋亡诱导因子，这些蛋白可转移至细胞核并引起DNA 断裂，导致DNA 片段化，最终导致细胞坏死和严重的肝损伤，这一病理过程伴随着很多病理生理变化，如脂质稳态失调、内质网应激、炎症反应、肝细胞凋亡及坏死等20。2 黄酮类化合物及其衍生物对APAP 所致肝损伤的保护作用许多黄酮类化合物及其衍生物都具有抑制肝毒性的作用，在APAP 致肝损伤期间可通过清除自由基、抗脂质氧化及减少炎症反应等作用缓解肝脏病变，减轻肝组织损伤，抑制或改善其副作用，主要包括黄酮类、黄酮醇类、二氢黄酮类、异黄酮类等。2.1 黄酮类黄酮类代表性化合物有黄芩素、黄芩苷等。黄芩苷是从传统中药黄芩中提取的主要成分，具有较强的保肝作用。Chia-Chih 等研究表明黄芩苷通过下调ERK 信号通路及其下游的炎症反应调控因子，可以有效地减轻APAP 诱导的肝损伤21。Shi 等证明黄芩素通过阻断Nrf2 与Keap1 的结合并诱导Nrf2 磷酸化来激活Nrf2，从而减轻APAP 诱导的肝毒性22。芹菜素是一种天然黄酮类化合物，有研究表明其对APAP 诱导的急性肝损伤具有保护作用，其机制可能是通过提高GSH还原酶活性来提高肝脏GSH 含量和抑制脂质过氧化水平从而增强酶的抗氧化能力23。Tai 等证明木犀草素通过抗氧化、抗炎和抗内质网应激的作用来减轻APAP 诱导的小鼠肝损伤24。白杨素是从紫葳科植物木蝴蝶中提取的一种黄酮类化合物，Mohammadi 等研究表明白杨素通过降低肝酶和TNF-水平，提高总抗氧化能力，保护肝组织，从而预防APAP 引起的肝损伤25。2.2 黄酮醇类黄酮醇类化合物能够清除各种ROS，是脂质过氧化的抑制剂。金丝桃苷属于黄酮醇苷类化合物，Xie 等发现金丝桃苷能够提高UGT 和SULT 的活性以及mRNA 表达，抑制CYP2E1 的活性，从而抑制毒性中间产物的形成，预防APAP引起的肝毒性26。Kupeli 等研究证明了从月桂叶中分离得到的黄酮类化合物槲皮素-3,7-二甲醚显著缓解了由APAP引起的血清谷丙转氨酶活性的急剧增加和脂质过氧化水平的升高，具有较强的抗氧化作用，改善了APAP 引起的小鼠肝损伤27。还有研究表明槲皮素通过诱导p62 的表达，抑制Keap1 与Nrf2 的结合，导致依赖Nrf2 的抗氧化基因的表达增加，从而防止APAP 引起的肝毒性28。山奈酚是一种广泛存在于各种水果、蔬菜中的黄酮醇类化合物，Tsai 等证明山奈酚通过抗氧化、抗炎和抗凋亡作用保护肝脏免受APAP 诱导的损伤29。2.3 二氢黄酮类甘草素是甘草苷的苷元，从甘草中提炼制成，具有清除自由基和抗氧化等作用。Kim 等人证明甘草素可能通过抑制GSH 的消耗及激活负责调节GSH 稳态的抗氧化途径来防止APAP 引起的大鼠肝中毒30。柚皮素是柚皮苷的苷元，属二氢黄酮类化合物，具有抗菌、抗炎及抗肿瘤等药理活性，Ahmed 等研究表明柚皮苷和柚皮素对APAP 所致大鼠肝损伤有一定的预防作用，可增强机体的抗氧化防御系统，抑制炎症和细胞凋亡31。2.4 二氢黄酮醇类水飞蓟素是天然的黄酮木脂素类化合物，Garrido 等证明水飞蓟素可通过抗脂质过氧化作用缓解APAP 引起的氧化应激，缓解APAP 导致的肝损伤作用32。水飞蓟宾二琥珀酸盐是水飞蓟素的可溶性形式，Campos 等证明水飞蓟宾二琥珀酸盐可减少由APAP 引起的ALT 和AST 急剧增加，保护大鼠免于APAP 引起的肝脏GSH 耗竭和脂质过氧化，表明水飞蓟宾二琥珀酸盐可能是APAP 肝损伤的一种解毒剂33。二氢杨梅素为葡萄属植物藤茶的提取物，是一种具有多种药理学作用的黄酮类化合物，Dong 等研究表明二氢杨梅素通过调节APAP 的生物转化、脂质稳态、肝再生过程和抑制肝细胞死亡来缓解APAP 诱导的肝毒性34。2.5 异黄酮类大豆异黄酮可抑制动物肝脏的脂质过氧化反应，并对多种毒素引起的肝损伤和肝纤维化具有保护作用。Yin 等研究表明大豆异黄酮对APAP 诱导的小鼠急性肝损伤具有保护作用，其机制可能与抗炎和抗氧化作用有关35。Diao 等发现从药用植物紫茎泽兰中分离得到的一种新的异黄酮化合物，可以缓解APAP 引起的肝损伤，但并未阐明机制36。Fan 等研究结果显示金雀异黄酮通过调节机体代谢活性和抗氧化酶活性，抑制APAP 的生物转化，抵抗氧化应激，对APAP 诱导的肝毒性具有预防和保护作用37。Akinmoladun 等证明一种从枫树中提取的异黄酮，Homopterocarpin，可通过抗氧化作用减轻APAP 引起的大鼠肝损伤38。2.6 二氢异黄酮类鱼藤酮是线粒体呼吸链复合物I 的抑制剂，Ge 等证明鱼藤酮可抑制异常线粒体的活性，改善线粒体氧化应激和炎症，从而缓解APAP 引起的肝损伤39。2.7 查尔酮类Lophirones B&C 是查尔酮二聚体，Aliyu 等研究表明其可通过Akt、PI3K 和PKC 途径上调氧化还原转录因子NRF-2的表达，从而预防APAP 导致的肝损伤40。根皮素和异甘草素均为羟基查尔酮，Ali 等证明根皮素和异甘草素可能通过其抗氧化作用对APAP 诱导的小鼠肝损伤起保护作用41。Lv等研究表明甘草查尔酮A 可通过Nrf2 介导的抗氧化途径来减轻APAP 引起的小鼠肝损伤42。2.8 黄烷类黄衫素是5,7,3,4-黄烷醇，Hu 等研究表明黄衫素通过抑制CYP450 酶介导的APAP 代谢活化、调节GSH 的代谢和增强相关抗氧化信号的表达来预防APAP 诱导的肝损伤43。2.9 花色素类花色素属于生物类黄酮物质，是高效的抗氧化剂，也是强效的自由基清除剂。Choi 等发现紫心甘薯的花色素组分通过阻断CYP2E1 介导的APAP 生物激活，上调肝脏GSH 水平以及清除自由基对APAP 诱导的肝毒性发挥保护作用44。Wang 等也证明紫甘薯花色素可通过清除自由基和抗氧化作用来减轻APAP 引起的肝损伤45。天竺葵色素又称花葵素，是花色素的一种，Seo 等的研究结果表明天竺葵色素通过抑制ROS 诱导的炎性凋亡反应减轻APAP 诱导的小鼠肝毒性46。2.10 苯骈色原酮类山竹黄酮又称为倒捻子素，是从藤黄科藤黄属植物山竹子果壳中分离出的主要生物活性的化合物。Lin 等研究表明-山竹黄酮通过抑制Akt/mTOR 介导的自噬和凋亡通路对APAP 引起的肝毒性提供保护作用47。3 展望APAP 是国内外常见的引起DILI 的药物之一，临床使用又十分广泛，而FDA 批准的唯一的解毒剂NAC 又有其局限性，故各国研究人员对于APAP 引起肝损伤的具体机制进行深入研究，并且针