李彩芸 ，陈旭雯 ，岳飞燕 ，Sani Ibrahim，张 艳 ，岳 嘉 ，朱向东 ，樊景春 ，4，5，6*
（1.甘肃中医药大学 公共卫生学院，甘肃 兰州 730101；
2.甘肃中医药大学 基础医学院，甘肃 兰州 730101；
3.宁夏医科大学 中医学院，宁夏 银川 750004；
4.甘肃中医药大学 教学实验实训中心，甘肃 兰州 730101；
5.甘肃中医药大学循证医学中心，甘肃 兰州 730101；
6.西北环境与营养相关疾病的中医药防控协同创新中心，甘肃 兰州 730101）
冬凌草甲素（Oridonin，Ori）是一种源自天然植物冬凌草属中草药的四环二萜类化合物［1］，是传统中药冬凌草的主要活性成分，研究发现冬凌草甲素具有降压、抗氧化、抗菌、抗肿瘤、抗凋亡、增强机体免疫力等功效［2-4］。冬凌草在中医中被广泛用于治疗炎症性疾病［4］。现代医学研究发现冬凌草甲素和人体众多疾病的发生与炎症反应的参与有关，其抗炎活性已在各种动物模型中被广泛研究，包括骨关节炎软骨细胞［5］、血管炎症［6］、神经炎症［7］和D-半乳糖胺（D-GalN）脂多糖（Lipopolysaccharide，LPS）诱导的急性肝损伤［8］、急性肾损伤［9-10］、实验性脑脊髓膜炎［9，11］、胶原酶诱导的脑出血［12］、肠易激综合征［13-14］、卡拉胶诱导的胸膜炎［15］等疾病。据报道，冬凌草甲素可以作用于核因子κB（Nuclear factor κB，NF-κB）、丝裂原活化蛋白激酶（Mitogen-activated protein kinase，MAPK）和NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3（NOD receptor heat protein domain associated protein 3，NLRP3）等信号通路，调控各类促炎细胞因子的释放发挥抗炎作用［15-19］。
炎症是机体对外源性或内源性刺激的保护反应，在许多慢性疾病中发挥着重要作用，但在保护机体的同时也引起其他的伤害，导致机体局部组织缺血、缺氧伴有代谢机能改变、循环障碍等损伤，部分慢性炎症还可诱发形成恶性肿瘤［20］。近年来诸多学者对冬凌草甲素的抗炎作用进行了广泛而深入的研究，发现其在炎症性疾病中有较好的疗效，现将冬凌草甲素的抗炎作用及其机制的新进展予以综述，为研究与开发以冬凌草甲素为原料的抗炎新药提供参考。
NF-κB作为启动众多基因的一种重要转录因子，参与多种炎症因子、趋化因子和黏附分子的调控［21］，具有抗炎和促炎双重功效，一旦受到外源性或内源性刺激，促炎细胞因子激活NF-κB进入细胞核并调节其它炎症因子［22］。
1.1 冬凌草甲素抑制NF-κB信号通路在呼吸系统疾病炎症中的作用
LPS作为一种常见的内毒素，可导致全身的炎症反应，促使细胞释放大量促炎细胞因子，引起肺部损伤。Zhao等［23］研究表明冬凌草甲素（40 mg/kg）可将LPS诱导的急性肺损伤小鼠72小时内存活率从40%增加到67.5%，降低肿瘤坏死因子-α（Tumor necrosis factor-α， TNF-α）、白细胞介素（Interleukin，IL）-1β和IL-6等炎症因子的浓度，以剂量依赖方式有效阻断NF-κB核转位，降低人核因子κB抑制蛋白α（NF-kappa-B inhibitor alpha，IκBα）和p65的蛋白表达水平。体外实验中，Zhao［23］等用LPS诱导小鼠单核巨噬细胞白血病细胞（RAW 264.7）炎症模型进行实验，研究显示冬凌草甲素可以明显抑制RAW 264.7细胞中NF-κB和p65的核转位和磷酸化和TNF-α、IL-1β和IL-6等炎症因子的释放。Yang等人［22］实验结果显示冬凌草甲素以剂量无关方式抑制LPS诱导急性肺损伤小鼠IκBα磷酸化和NF-κB P65的磷酸化。Jiang等［24］用LPS诱导建立急性呼吸窘迫综合征小鼠模型，用不同浓度冬凌草甲素（90 mg/kg、150 mg/kg、300 mg/kg）腹腔注射，病理结果显示肺组织炎症减轻，血清中TNF-α、IL-6降低，NF-κB p65表达降低，IκBα含量增加。
以上体内实验和体外实验表明不同剂量的冬凌草甲素均可通过抑制NF-κB信号通路的激活和促炎细胞因子TNF-α、IL-6和IL-1β的表达，从而抑制LPS诱导的呼吸系统炎症反应，由此提示抑制炎症因子的是释放和NF-κB信号通路的激活可最为冬凌草甲素治疗呼吸系统炎症性疾病的靶点。
1.2 冬凌草甲素抑制NF-κB信号通路在神经系统疾病炎症中的作用
中枢神经系统炎症是由小胶质细胞和星形胶质细胞激活的免疫应答反应，和多种慢性神经退行性疾病和中枢神经损伤性疾病的发生发展有密切关系，如阿尔茨海默症、脑脊髓膜炎、脑缺血、脑出血及脑外伤等［20，25-26］，控制炎症将有效改善上述疾病。
有研究表明，用冬凌草甲素（2 μM，4 μM）预处理小胶质细胞 2小时后，再用 LPS（1 μg/ml）刺激，NF-κB DNA结合活性增强且以剂量依赖方式抑制LPS诱导的NF-κB DNA结合活性，抑制了TNF-α、IL-1β和IL-6的表达，但p65核转位和IκB磷酸化并没有明显被抑制，表明冬凌草甲素可通过抑制NF-κB DNA结合活性来抑制NF-κB的激活［27］。
目前阿尔茨海默症确切致病机制不明，但是已有的研究证据表明β样淀粉蛋白（Amyloid β-protein，Aβ）介导的神经炎症和阿尔茨海默症的发展密切相关［28-29］，Aβ通过沉积激活小胶质细胞释放促炎细胞因子［30］，有研究表明NF-κB信号通路的抑制可改善神经炎症。Wang等［7］研究发现冬凌草甲素（5 mg/kg）可降低由Aβ1-42诱导的促炎细胞因子（IL-1β、IL-6、环氧合酶2（Cyclooxygenase 2， COX-2））、一氧化氮合酶（Inducible nitric oxide synthase， iNOS）、TNF-α和单核细胞趋化蛋白1（Monocyte chemoattractant protein， MCP-1）的表达，上调IL-10的表达，抑制了Aβ1-42诱导的IκBα的磷酸化的降解和NF-κB p65的核转位，减轻了阿尔茨海默症的记忆障碍，证明冬凌草甲素是通过抑制NF-κB p65核转位和IκB的磷酸化及降解，从而减轻Aβ1-42诱导的阿尔茨海默症的炎症。王苏雷［32］研究发现冬凌草甲素（10 mg/kg/d）也具有同样的抗炎作用。由此提示冬凌草甲素可能是一种潜在的抑制阿尔茨海默症神经退行性进展的抗炎药。
炎症在脑外伤后的继发损伤中发挥着重要作用［32］，王松林等［33］研究发现冬凌草甲素（1 mg/100g）可抑制大鼠脑外伤后TNF-α、IL-1β和IL-6的释放，降低NF-κB的表达量。有研究［13，34］发现，冬凌草甲素（15 mg/kg、25 mg/kg）时可降低脑出血大鼠NF-κB的表达，冬凌草甲素（15 mg/kg）时后脑组织炎症因子TNF-α、IL-1β和IL-6的表达明显下降，证实冬凌草甲素可能时通过减少促炎因子TNF-α、IL-1β和IL-6的表达来抑制NF-κB通路的激活，从而减轻脑出血后炎症损伤。
实验性自身免疫性脑脊髓膜炎作为多发性硬化症的实验动物模型，有研究发现［11］发现冬凌草甲素（15 mg/kg）延迟其的发病，降低IL-17的表达，降低髓鞘少突胶质糖蛋白刺激的T细胞p-IκB、p-NF-κBp65 /NF-κBp65 的表达。体外实验表明冬凌草甲素（1.25 μmol/L、2.5 μmol/L、5 μmol/L）可使 NF-κB p65磷酸化、p-NF-κBp65表达增加。符含笑［35］也认为冬凌草甲素可抑制NF-κB的活化，延迟实验性自身免疫性脑脊髓膜炎的发病，抑制γ干扰素（Interferon， IFN）和IL-17的释放，但时对IL-4和IL-10表达无明显作用，提示NF-κB可作为实验性自身免疫性脑脊髓膜炎疾病治疗的作用靶点。
1.3 冬凌草甲素抑制NF-κB信号通路在消化系统疾病炎症中的作用
溃疡性结肠炎是一种慢性炎症性肠疾病，严重影响着患者的生活质量［36］。LPS大量存在于人体肠腔，一旦进入体内，会引起内毒素血症，激活炎症信号通路，促进 TNF-α等促细胞炎因子合成表达，引起肠道损伤，郐一贺等［37］研究在LPS诱导Raw264.7巨噬细胞中加入冬凌草甲素（10 μmol/L）后，可降低TNF-α、IL-1β和IL-6的表达及Toll样受体4（Toll like receptor 4， TLR4）mRNA 的表达，抑制 NF-κB p65蛋白的磷酸化及入核，从而抑制NF-κB信号通路的激活，证明冬凌草甲素通过TLR4-NF-κB通路发挥抗炎作用。
肠易激综合征是一种肠道功能紊乱性疾病，肠道感染可对其诱发，冯小娟［14］实验结果显示冬凌草甲素（20 mg/kg）干预后孕烷X受体（Pregnane X receptor， PXR）mRNA表达量回调，p-P65/NF-κB P65表达水平下降，iNOS、COX-2、IL-1β和IL-6 mRNA表达量降低，表明冬凌草甲素可以诱导PXR的表达，抑制NF-κB的激活和NF-κB p65水平来减少肠道炎症损伤，保护肠道。
1.4 冬凌草甲素抑制NF-κB信号通路在肾损伤炎症中的作用
糖尿病肾病作为糖尿病慢性并发症之一，是由糖脂代谢紊乱导致免疫反应激活的慢性炎症性疾病。李菊霜［38］建立了链脲佐菌素诱导的糖尿病大鼠模型，研究了冬凌草甲素对Ⅱ型糖尿病大鼠肾病干预机制，研究发现冬凌草甲素（10 mg/kg）能够显著减轻糖尿病小鼠肾损伤出现的尿蛋白、肌酐、血尿素氮含量上升的临床症状，抑制TNF-α、IL-1β和IL-6的释放及TLR-4的表达，抑制NF-κB的活性，从而减轻糖尿病肾病的炎性反应。Tan［10］以急性肾损伤（Acute kidney injury，AKI）小鼠模型为研究对象，发现冬凌草甲素能显著改善肾脏损伤，并抑制体内AKI小鼠肾脏中IL-1β、IL-6、TNF-α和MCP-1的表达，以及巨噬细胞标记物F4/80和血清中炎性细胞因子的分泌，下调了NF-κB信号通路的表达。此外，严颖［39］在AKI小鼠模型中给药冬凌草甲素（15 mg/kg），发现同样可以改善小鼠的肾脏病理损伤，降低炎症因子F4/80、IL-1β、iNOS及MCP-1的表达。以上实验均表明冬凌草甲素可延缓炎症的发展，抑制NF-κB的活性，降低促炎细胞因子的分泌，为冬凌草加速对糖尿病肾病的治疗提供新靶点、新思路。
此外，在角叉莱胶诱导的胸膜炎中，冬凌草甲素（5 mg/kg、10 mg/kg、20 mg/kg）通过抑制NF-κB和TXNIP/NLRP3通路可缓解［15］，在人牙龈成纤维细胞中，冬凌草甲素可抑制炎症因子的释放，降低NF-κB磷酸化水平，上调过氧化物酶体增殖物激活受体γ （Peroxisome proliferators-activated receptors，PPARγ）的表达［40］，在骨关节炎［5］、肝星状细胞研究［9］、子宫内膜炎［41］等疾病中，冬凌草甲素通过抑制NF-κB信号通路的激活，预防疾病相关炎症的发生发展。
MAPK可被细胞因子、细胞应激和激素等激活的丝氨酸-苏氨酸蛋白激酶，其亚族主要包括细胞外信号调节激酶（Extracellular regulated protein kinases， ERK）、氨基末端激酶/应激激活蛋白激酶（CJun N-terminal kinase， JNK）和p38MAPK，是调节炎症反应的重要途径，p38MAPK作为其重要成员，介导了炎症因子引起的反应［41-42］。
血管炎症是由内皮功能障碍引起的，通过炎症破坏血管的疾病，冬凌草甲素（35 mg/kg）处理人脐静脉内皮细胞（Human umbilical vein endothelial cells，HUVEC）48小时，降低了HUVECs中TNF-α、IL-6、IL-1β和MCP-1的表达，抑制p38、ERK和JNK的磷酸化，从而抑制p38MAPK和JNK的活化［6］。Yang等人［22］在 RAW 264.7 细胞使用蛋白激酶 B（Protein kinase B，AKT）、JNK、p38和ERK抑制剂后再加入冬凌草甲素，可发现冬凌草甲素降低了AKT、JNK、p38 和ERK的磷酸化，表明冬凌草甲素通过MAPK信号通路调控抑制核转录因子-E2相关因子（Nuclear factor erythroid 2-related factor 2，Nrf2）的表达。此外，有研究发现［44］冬凌草甲素（10 mg/kg）给药可显著抑制糖尿病肾损伤大鼠p38的磷酸化，从而抑制体内和体外促炎因子的产生，表明冬凌草甲素通过抑制p38 MAPK的活化来抑制糖尿病肾病的炎症。
NLRP3炎症小体由细胞内固有免疫受体NLRP3、含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶1（Cysteinyl aspartate specific proteinase 1， caspase-1）作为核心组成的多蛋白复合物，该复合物的组装能够诱导促炎因子IL-1β和IL-18的释放，从而促进炎症反应的发生［45］。
冬凌草甲素良好的抗炎活性可抑制NLRP3炎症小体的活化，研究人员实验发现冬凌草甲素可通过与NLRP3蛋白279位的半胱氨酸共价结合，从而抑制了NLRP3炎症小体的组装和活化［46］。Gao［47］等诱导心肌梗死小鼠模型，给与冬凌草甲素（1 mg /kg、3 mg / kg、6 mg / kg）治疗，结果发现冬凌草甲素治疗组NLRP3、IL-1β和IL-18表达水平降低，减少了模型小鼠的心肌纤维化，提示冬凌草甲素对急性心肌梗死的患者治疗具有潜在作用。在心肌缺血再灌注损伤模型中［48］，冬凌草甲素（10 mg/kg）给药可通过减轻病理损伤，降低TNF-α、IL-1β和IL-6表达，下调氧化应激和NLRP3炎症小体活化，减轻心肌缺血再灌注损伤引起的炎症损伤。小鼠后肢损伤模型中［49］，冬凌草甲素预处理可防止肌肉损伤并降低细胞凋亡水平，降低后肢损伤小鼠的氧化应激反应，降低TNF-α、IL-1β的表达，抑制体内NLRP3相关蛋白的表达，发挥对小鼠后肢损伤的保护作用。Li［50］等研究显示在噪声引起的听力损失中小鼠模型中，冬凌草甲素（5 mg/kg）可降低了耳蜗创伤后炎症因子TNF-α、IL-1β的表达，阻断NLRP3和有丝分裂A相关激酶（Never in mitosis gene a-related kinase 7，NEK7）之间的相互作用来抑制 NLRP3炎症小体的激活。
有研究在体内和体外实验发现［39］在AKI小鼠中，冬凌草甲素（15 mg/kg）能够通过显著降低巨噬细胞诱导的C型凝集素（Mincle）的表达可使p-Akt的表达下降，并显著抑制Akt信号通路Akt蛋白的活性。在器官移植方面，冬凌草甲素（15 mg/kg/d）处理皮肤移植BALB/c小鼠，通过减少胸腺和外周免疫系统内的T淋巴细胞发挥抗炎和抑制器官移植排斥活性，皮肤移植存活率显著增加［51］。在小鼠的心脏移植中，Du等人发现，冬凌草甲素（3 mg/kg、10 mg/kg、15 mg/kg）可延长小鼠的生存期，同种异体移植物的IL-1β和IFN-γ的mRNA水平下调，Caspase-1、IL-1β、IL-18和IFN-γ表达上调［52］。王兴兰实验结果显示［53］，在哮喘模型小鼠中冬凌草甲素通过促进IL-17、IL-22表达，抑制IL-10、IL-35表达从而调节Th17/Treg细胞平衡，同时抑制TGF-β1表达，可抑制小鼠气道炎症及气道重塑，且具有一定的浓度依赖性。
IL-1、IL-6、IL-33和TNF-α等炎性因子与胃癌胰腺癌的发生有一定的相关性，对消化道肿瘤的发展起到促进作用［54］。章浙忠研究结果表明［55］，冬凌草甲素下调了BXPC-3/PANC-1、Sgc-7901和Hctll6细胞中IL-1β、IL-33等炎性因子的表达，抑制消化道肿瘤的生长。Chen等发现冬凌草甲素能够剂量依赖性地下调BxPC-3细胞中IL - 1β、IL - 6 等炎症因子的表达［56］。以上结果均提示，冬凌草甲素可通过调节消化道肿瘤癌细胞内炎症发生，进而对消化道肿瘤进行防治。
综上所述，冬凌草甲素的抗炎作用主要体现在对炎症因子、相关信号通路 （NF-κB、MAPK和Akt）的激活及抑制NLRP3炎症小体的活化，值得注意的是，既往的研究表明冬凌草甲素可抑制NF-κB信号通路的或MAPK信号通路的激活，抑制促炎性细胞因子例如TNF-α、IL-6等的释放，药物使用剂量上相差较大（5～300 mg/kg），以15 mg/kg用药最多，但是相较于NLRP3炎症小体的抑制而言，较低计量的冬凌草甲素就可以抑制NLRP3炎症小体活化，因此低剂量冬凌草甲素抑制NLRP3炎症小体可作为治疗炎症性疾病候选的重要靶点。不足的是在冬凌草甲素抗炎的研究中关于药物毒副作用和不良反应的报道并未提及，后续的试验研究中应加强此类实验设计。此外，大多数冬凌草甲素抗炎研究都处于基础实验水平，如何将现有基础研究成果转化到临床试验仍需不断探索。
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