茶多酚的抗炎研究进展*

2012-04-01 13:37孙海岚综述剑审校
重庆医学 2012年35期
关键词:儿茶素抗炎途径

孙海岚 综述,杨 剑审校

(第三军医大学大坪医院营养科,重庆400042)

茶多酚的抗炎研究进展*

孙海岚 综述,杨 剑△审校

(第三军医大学大坪医院营养科,重庆400042)

炎症;茶多酚;表没食子儿茶素没食子酸酯;炎症因子

茶是世界上消费量最大的饮料,茶叶中包含了大量生物活性的多酚黄酮类化合物——茶多酚(GTP)。已有研究证实,GTP具有很强的抗氧化、抗肿瘤、保护心血管等生物学活性和药理效应[1]。近年来,研究发现GTP还具有很强的抗炎作用,其通过减少细胞因子生成、降低促炎因素等方式抑制炎症发生或减轻炎症程度。本文就GTP对机体抗炎效应的相关研究作一综述。

1 GTP的组成与特性

GTP是儿茶素类、黄酮及黄酮醇类、花色素类、酚酸及缩酚酸类等多酚复合体的总称,约占茶叶干质量的20%~30%。其中,儿茶素类化合物是茶叶的主要活性成分,包括表没食子儿茶素没食子酸酯[(-)epigallocatechin-3-gallate,EGCG]、表儿茶素没食子酸酯[(-)epicatechin-3-gallate,ECG]、表没食子儿茶素[(-)epigallocatechin,EGC]、表儿茶素[(-)epicatechin,EC]等,以EGCG含量最高,生物活性最强[2]。GTP作为一种天然抗氧化剂,能够清除体内活性自由基,其多种生物学活性均与抗氧化活性密切关联。GTP还具有安全性较高、不良反应较小等优点。

2 GTP与机体炎症

2.1 GTP与创伤 研究发现GTP对脓毒血症具有明确的保护作用。在脂多糖(LPS)诱导的动物模型中,GTP可以有效阻断内毒素诱导的肿瘤坏死因子-α(TNF-α)产生,改善脓毒症动物模型的血流动力学状态,降低内毒素致死率。更为重要的是多酚类物质在脓毒症刚开始侵犯的几个小时内就可能发挥作用。其机制最主要是抑制核转录因子(NF-κB)活性,抑制iNOS、黏附分子以及TNF-α的表达水平,从而减轻脓毒症的临床结局[3]。在缺血再灌注肝损伤模型中,预先给予绿茶提取物能够明显降低血清白细胞介素(IL)-6、细胞间黏附分子-1和磷酸化IκBα表达水平,改善肝坏死与多形核白细胞浸润[4];Di Paola等[5]发现绿茶提取物还可以有效降低酵母多糖诱导的非脓毒性休克;国内学者也发现EGCG能够促进小鼠皮肤伤口愈合,抑制损伤部位的IL-1β表达,对表皮葡萄球菌、大肠埃希菌、枯草芽孢杆菌等3种常见革兰阳性和阴性菌具有明显抑制作用,提示EGCG通过其抗炎作用对小鼠皮肤伤口的愈合产生影响[6]。

2.2 GTP与心血管炎症 炎症在动脉粥样硬化等心血管疾病的发生、发展中具有重要作用。研究发现GTP在心血管炎症中发挥了重要调节作用。Ramesh等[7]研究发现,给予大鼠致动脉粥样饮食与EGCG(100mg/kg)喂养45d后,能够明显抑制C反应蛋白(CRP)表达水平,降低红细胞沉降率、总白细胞数等多种炎症血液学参数,提示EGCG能够通过抑制炎症发生从而阻碍动脉粥样硬化的形成。在对心脏的作用中,GTP在大鼠体内能够有效抑制LPS诱导的慢性炎症所导致的心肌纤维化与免疫反应,降低LPS诱导的体内TNF-αmRNA表达增强与白细胞数目增加[8];调节心肌中与炎症相关的如TNF-α、IL-6等诸多炎症因子的表达,提高抗炎症蛋白表达水平等,从而抑制慢性炎症对心脏的损伤[9]。进一步研究发现,GTP在心肌缺血、动脉粥样硬化等多个动物模型中表现出的对炎症诱导的心室与血管重塑的调节作用,与其对NF-κB等多个炎症因子的调节关联[10]。

2.3 GTP与肠道炎症 多项研究均证实,GTP对肠道炎症具有明确抑制效应。Kim等[11]研究发现,GTP对糖酐酯诱发的急性结肠炎具明显的抑制效应,该作用依赖于对致炎炎症因子的抑制作用。有研究在小肠上皮细胞炎症模型中,发现EGCG对IL-6、IL-8的过多分泌分别降低50%、60%,但对其 mRNA水平没有影响,推测EGCG通过转录后调节的机制对炎症基因进行调控[12]。有研究发现,绿茶提取物有效缓解IL-2缺陷小鼠体内的炎性反应,抑制TNF-α和IFN-γ过量分泌,降低严重结肠炎的发生率。该结果在IEC-6小肠上皮细胞的体外实验中也得到了证实。在其他研究中还发现了GTP对肠道炎症的其他作用,如GTP能够有效降低化疗药物引起的肠毒性,降低了巨噬细胞炎症蛋白-2、髓过氧化酶活性等[13]。

2.4 GTP与骨关节炎症 研究发现,GTP可以有效抑制骨关节炎症,尤其是在慢性关节炎症的抑制中具有重要意义。GTP能够有效抑制在关节炎症与关节破坏中起重要作用的多个酶的活性与相关信号转导,从而在关节炎的发生、发展中发挥保护作用[14]。在LPS诱导的慢性炎症中,GTP能够通过抑制TNF-α表达水平,从而对大鼠骨微观结构进行有效保护作用,提高了骨强度[15]。EGCG可以有效抑制类风湿性关节炎滑液的成纤维细胞中TNF-α介导的 MMP-1和 MMP-3表达增强效应[16]。EGCG 能够有效抑制 TNF-α诱发的 ERK1/2、p38、JNK等激酶的磷酸化水平以及AP-1转录因子的结合能力等[16];或者抑制IL-1β诱导的 MAPK激活,如抑制IL-1β诱导的JNK磷酸化,从而在骨关节炎软骨细胞的保护中发挥作用。2. GTP与其他器官炎症 研究还发现,GTP在机体其他组织器官也具有显著抗炎效应。在LPS诱发的急性肺部损伤动物模型以及LPS激活的巨噬细胞中,EGCG抑制了TNF-α和MIP-2产生,降低了ERK1/2和JNK的磷酸化水平,还降低了肺部中性白细胞聚集等[17]。GTP在鼻成纤维细胞、支气管上皮细胞中有效抑制促炎因子IL-1β刺激产生的IL-8的产生[18]。EGCG通过抑制iNOS与 TNF-α表达,从而抑制LPS对小神经胶质细胞的活化与多巴胺能神经元损伤。在小鼠狼疮性肾炎模型中,EGCG通过提高肾脏核转录因子E2相关因子2(Nrf2)和谷胱甘肽过氧化物酶活性,降低肾脏氧化应激、NF-κB活性、减少IL-1β和IL-18表达,提高脾脏 T细胞活性等[19]。

3 GTP的抗炎机制

3.1 对NF-κB转录活性的抑制 NF-κB的转录活性与众多炎症因子的表达与分泌密切关联。研究证实GTP能够通过有效NF-κB的转录活性,从而发挥其抗炎生物学效应。在小鼠腹膜巨噬细胞与巨噬细胞株中,EGCG能够通过抑制LPS激活的MAPKp38信号途径,从而抑制IκB的降解以及NF-κB的激活,进 而 降 低 IL-12 的 表 达[20]。Singh 等[21]研 究 发 现,EGCG可以通过降解IκB,抑制NF-κB活性,从而抑制IL-1β诱导的炎症反应。另外,EGCG还可以通过抑制TNF-诱导的IκB激酶的激活及随后的IκB/NF-κB信号途径的激活,抑制TNF-诱导的致炎因子IL-8表达水平,从而抑制促炎细胞因子激活内皮细胞后的细胞黏附[22]。

3.2 TLRs信号途径 Toll样受体(TLRs)信号途径与机体炎症反应密切相关。研究发现,GTP能够有效抑制TLRs信号途径,发挥抗炎效应。Youn等[23]发现,EGCG可以调节TLR下游MyD88和TRIF依赖的信号途径,进而抑制随后的炎症靶基因表达。EGCG还可以通过层粘连蛋白受体分别抑制TLR2与TLR4信号途径,如EGCG通过其受体抑制肽聚糖(PGN)诱导的TLR2信号途径,进而抑制PGN诱导的促炎症介绍因子的产生与MAPK的激活;EGCG通过层粘连蛋白受体抑制TLR4信号,从而抑制LPS诱导的下游信号的激活等[24-25]。

3.3 高迁移率族蛋白1(HMBG1) HMBG1在受损细胞中分泌释放,激活多种免疫细胞发挥系列炎症反应,被认为是感染与创伤诱发炎症的有效靶点。在内毒素刺激的巨噬细胞中,EGCG可以有效刺激细胞自噬效应,降低细胞质HMGB1表达水平。致死剂量LPS作用后,EGCG能够阻断HMGB1释放,缓解LPS诱发的内毒素血症,降低了死亡率。其可能机制为,降低了致死性脓毒血症中HMGB1等促炎因子全身积累,预防了内源性HMGB1在巨噬细胞表面的聚集,从而抑制HMGB1介导的炎症反应。因此,EGCG对HMGB1的抑制作用可能在保护致死性内毒素血症和脓毒症中发挥了重要作用。

3.4 其他机制 GTP还可以通过多种途径发挥抗炎活性,通过直接结合促炎化学增活素,限制其生物活性,抑制炎症细胞募集;抑制组胺产生酶与组氨酸脱羧酶,作用于组胺产生细胞,改变其生物效应;降低单核细胞MCP-1表达水平,抑制整合素β1的激活;抑制中性白细胞弹性蛋白酶,抑制激活的中性白细胞凋亡,抑制趋化因子诱导的中性粒细胞趋化等作用,从而发挥其抗炎生物学效应。

4 小 结

综上所述,GTP在抑制炎症发生或减轻炎症程度中具有重要生物学活性与药理学价值。GTP通过多种分子信号途径减少细胞因子生成、降低促炎因素,进而在机体中多个重要器官组织中发挥其抗炎效应。对GTP及其主要生物活性成分EGCG的进一步研究将有助于全面了解GTP的抗炎功能,将对炎症中的机体保护效应具有重要意义。

[1]Mulvihill EE,Huff MW.Antiatherogenic properties of flavonoids:implications for cardiovascular health[J].Can J Cardiol,2010,26Suppl A:17A-21A.

[2]Yang H,Landis-Piwowar KH,Chan T,et al.Green tea polyphenols as proteasome inhibitors:implication in chemoprevention[J].Curr Cancer Drug Targets,2011,11(3):296-306.

[3]Shapiro H,Lev S,Cohen J,et al.Polyphenols in the prevention and treatment of sepsis syndromes:rationale and pre-clinical evidence[J].Nutrition,2009,25(10):981-997.

[4]Relja B,Töttel E,Breig L,et al.Effects of green tea catechins on the pro-inflammatory response after haemorrhage/resuscitation in rats[J].Br J Nutr,2011,4:1-7.

[5]Di Paola R,Mazzon E,MuiàC,et al.Green tea polyphenol extract attenuates zymosan-induced non-septic shock in mice[J].Shock,2006,26(4):402-409.

[6]申羽佳,李卫国,张惠,等.绿茶多酚对小鼠皮肤伤口愈合时白介素-1表达的影响[J].分子细胞生物学报,2009,42(3):179-185.

[7]Ramesh E,Geraldine P,Thomas PA.Regulatory effect of epigallocatechin gallate on the expression of C-reactive protein and other inflammatory markers in an experimental model of atherosclerosis[J].Chem Biol Interact,2010,183(1):125-132.

[8]Shen CL,Samathanam C,Tatum OL,et al.Green tea polyphenols avert chronic inflammation-induced myocardial fibrosis of female rats[J].Inflamm Res,2011,60(7):665-672.

[9]Qin B,Polansky MM,Harry D,et al.Green tea polyphenols improve cardiac muscle mRNA and protein levels of signal pathways related to insulin and lipid metabolism and inflammation in insulin-resistant rats[J].Mol Nutr Food Res,2010,54Suppl 1:S14-S23.

[10]Suzuki J,Isobe M,Morishita R,et al.Tea polyphenols regulate key mediators on inflammatory cardiovascular diseases[J].Mediators Inflamm,2009,2009:494928.

[11]Kim M,Murakami A,Miyamoto S,et al.The modifying effects of green tea polyphenols on acute colitis and inflammation-associated colon carcinogenesis in male ICR mice[J].Biofactors,2010,36(1):43-51.

[12]Sergent T,Piront N,Meurice J,et al.Anti-inflammatory effects of dietary phenolic compounds in an in vitro model of inflamed human intestinal epithelium[J].Chem Biol Interact,2010,188(3):659-667.

[13]Wessner B,Strasser EM,Koitz N,et al.Green tea polyphenol administration partly ameliorates chemotherapyinduced side effects in the small intestine of mice[J].J Nutr,2007,137(3):634-640.

[14]Singh R,Akhtar N,Haqqi TM.Green tea polyphenol epigallocatechin-3-gallate:inflammation and arthritis[J].Life Sci,2010,86(25/26):907-918.

[15]Shen CL,Yeh JK,Samathanam C,et al.Protective actions of green tea polyphenols and alfacalcidol on bone microstructure in female rats with chronic inflammation[J].J Nutr Biochem,2011,22(7):673-680.

[16]Yun HJ,Yoo WH,Han MK,et al.Epigallocatechin-3-gal-late suppresses TNF-alpha-induced production of MMP-1and-3in rheumatoid arthritis synovial fibroblasts[J].Rheumatol Int,2008,29(1):23-29.

[17]Bae HB,Li M,Kim JP,et al.The effect of epigallocatechin gallate on lipopolysaccharide-induced acute lung injury in a murine model[J].Inflammation,2010,33(2):82-91.

[18]Kim IB,Kim DY,Lee SJ,et al.Inhibition of IL-8production by green tea polyphenols in human nasal fibroblasts and A549epithelial cells[J].Biol Pharm Bull,2006,29(6):1120-1125.

[19]Tsai PY,Ka SM,Chang JM,et al.Epigallocatechin-3-gallate prevents lupus nephritis development in mice via enhancing the Nrf2antioxidant pathway and inhibiting NLRP3inflammasome activation[J].Free Radic Biol Med,2011,51(3):744-754.

[20]Ichikawa D,Matsui A,Imai M,et al.Effect of various catechins on the IL-12p40production by murine peritoneal macrophages and a macrophage cell line,J774.1[J].Biol Pharm Bull,2004,27(9):1353-1358.

[21]Singh R,Ahmed S,Islam N,et al.Epigallocatechin-3-gallate inhibits interleukin-1beta-induced expression of nitric oxide synthase and production of nitric oxide in human chondrocytes:suppression of nuclear factor kappaB acti-vation by degradation of the inhibitor of nuclear factor kappaB[J].Arthritis Rheum,2002,46(8):2079-2086.

[22]Lee AS,Jung YJ,Kim DH,et al.Epigallocatechin-3-O-gallate decreases tumor necrosis factor-alpha-induced fractalkine expression in endothelial cells by suppressing NF-kappaB[J].Cell Physiol Biochem,2009,24(5/6):503-510.

[23]Youn HS,Lee JY,Saitoh SI,et al.Suppression of MyD88-and TRIF-dependent signaling pathways of toll-like receptor by(- )-epigallocatechin-3-gallate,apolyphenol component of green tea[J].Biochem Pharmacol,2006,72(7):850-859.

[24]Byun EH,Omura T,Yamada K,et al.Green tea polyphenol epigallocatechin-3-gallate inhibits TLR2signaling induced by peptidoglycan through the polyphenol sensing molecule 67-kDa laminin receptor[J].FEBS Lett,2011,585(5):814-820.

[25]Hong Byun E,Fujimura Y,Yamada K,et al.TLR4signaling inhibitory pathway induced by green tea polyphenol epigallocatechin-3-gallate through 67-kDa laminin receptor[J].J Immunol,2010,185(1):33-45.

10.3969/j.issn.1671-8348.2012.35.034

A

1671-8348(2012)35-3766-03

国家重点基础研究发展规划项目(2012CB518102);全军医学科技“十二五”科研重点项目(BWS11J038);创伤、烧伤与复合伤国家重点实验室项目(SKLZZ201005)。 △

,Tel:(023)68757668;E-mail:yangjianac@163.com。

2012-06-09

2012-08-22)

·综 述·

猜你喜欢
儿茶素抗炎途径
超高效液相色谱法测定茶叶中的儿茶素
秦艽不同配伍的抗炎镇痛作用分析
构造等腰三角形的途径
多种途径理解集合语言
减少运算量的途径
牛耳枫提取物的抗炎作用
表没食子儿茶素没食子酸酯对顺铂诱导大鼠肾损伤的改善作用
短柱八角化学成分及其抗炎活性的研究
熏硫与未熏硫白芷抗炎镇痛作用的对比研究
全甲基化没食子儿茶素没食子酸酯的制备