egcg生物活性的研究进展

egcg生物活性的研究进展

茶叶中含有大量多元的酚类化合物，这些化合物被称为茶多酚（tp），约占茶叶干重的18.36%。同时，多酚类物质具有很强的抗逆性，被用作天然食品的抗逆剂。通过对茶多酚的化学成分研究表明,茶多酚的主要成分是儿茶素类化合物,约占茶多酚总量的70%~80%,主要含有儿茶素(C)、表儿茶素(EC)、表儿茶素没食子酸酯(ECG)、表没食子酸儿茶素(EGC)及表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)等多种活性物质,其中以EGCG含量最高,约占儿茶素总量的50%~60%。目前大量的研究表明EGCG具有抗癌、抗突变、预防和治疗心脑血管系统疾病以及调理内分泌、免疫系统等生物活性,同时对机体内生物代谢酶也具有抑制活性,由此将对机体的肝解毒功能及药物的联合应用产生重要影响。国内外学者对茶叶及其儿茶素类物质的药理活性的研究进展进行过综述,但近几年来的研究成果少见有学者进行总结,同时专门性对儿茶素类物质的主要成分—EGCG药理活性的研究综述鲜见报道。笔者对近几年的国内外关于EGCG的生物活性研究进展进行了综述,为进一步开发和利用茶叶及其产品提供借鉴。1ecgg作金属酶抑制剂的抗氧化作用抗氧化作用一直是茶多酚类物质所具有的重要功能,并作为食品添加剂在广泛使用。除此之外,茶多酚中的主要成分还可以消除体内自由基、延缓机体衰老。有研究发现EGCG能够降低肝脏中CCL4诱导的肝炎、氧化应激及纤维化作用,其作用机制是降低了致炎因子及纤维化调节因子的转录表达。在去甲肾上腺素诱导的心肌梗死动物模型中,EGCG可以显著增强机体的抗氧化能力,降低体内过氧化物的生成,对酶依赖性和非酶依赖性抗氧化功能均有显著作用。此外,EGCG还能逆转由铅引起的海马细胞过氧化损伤,保持体内氧化与抗氧化平衡状态,说明EGCG可以作为一种潜在的重金属慢性中毒的辅助治疗剂。EGCG除了具有抗肝纤维化作用外,亦能通过机体抗氧化活性来抑制由博来霉素诱导的肺纤维化,其作用机制为激活了细胞内Nrf2-Keap信号通路。农药百草枯能够引起机体细胞微粒体脂质过氧化作用,EGCG通过铁离子螯合及自由基清除两种机制干预百草枯引起的毒性作用。在细胞膜脂质保护方面,Yasi等研究发现EGCG保护了红细胞膜免受氧化损伤。同时Marishka等研究指出,EGCG能够引起杆状线虫的生命周期和寿命相关的一些行为改变。Zhang等进一步研究发现,EGCG通过上调寿命相关蛋白的表达来延长应激条件下线虫的生命周期。在中毒性肾衰竭的治疗过程中,采用EGCG作为一种新型治疗方法来治疗和阻断肾脏氧化损伤,其机制是阻断了氧化应激和炎症细胞因子的产生。除了上述不同的抗氧化机制外,EGCG在不同亚细胞结构中也表现出不同的抗氧化功能。当EGCG与其他抗氧化剂合用时具有协同抗氧化活性,体外研究表明与VE和VC合用时能显著抑制SDS微囊中亚油酸的氧化,两者具有协同作用。但机体内源性物质对EGCG的抗氧化活性具有显著影响,有研究表明血浆中尿酸的浓度变化能够显著影响EGCG的抗氧化活性。2ecgg对alzheger基因的激活作用近年来,随着环境的恶化、生活节奏的加快和各种社会竞争的加剧,各种神经性疾病的发生呈显著上升趋势。但在此类疾病的治疗上,一直缺乏良好的方法和手段。较多的研究发现EGCG在治疗和干预神经系统疾病上具有良好的效果。单胺氧化酶B作为脑组织中一种重要酶类,能够引起脑组织脂质过氧化加剧,而EGCG能够组织特异性的抑制该酶的活性。Xie等研究发现EGCG能诱导视神经压迫症中RGCs和NF-L的表达增高,故而具有保护视神经压迫症的潜在功能。有大量研究表明EGCG能够保护神经退行性疾病(阿尔茨海默病、帕金森等)中神经元免受损伤。百草枯是一种广泛使用的除草剂,但作为环境污染物能够导致中脑多巴胺神经元损伤,研究表明EGCG能减少百草枯引起的PC12细胞凋亡,其机制可能与其维持端粒体膜电位、抑制Caspase-3活性及下调促凋亡蛋白Smac有关。现代流行病学研究表明,饮茶与一些神经退行性疾病(如帕金森)的发生呈负相关,因此推测饮茶或许激活了神经元细胞内的一些内源性保护机制。Tai等研究发现,EGCG在降低DDT诱导的神经元细胞SHSY-5Y死亡方面具有重要作用。当前抑郁症发病率也逐年上升,Vignes等研究发现EGCG虽对γ-氨基丁酸(GABA)受体生物电无影响,但可以逆转GABA受体反向调节蛋白β-CCM活性,从而表现出抗抑郁症的作用,其抗抑郁症活性主要跟GABA受体相互作用密切相关。对于HIV感染者而言,病毒引起的神经痴呆症是其一种致病方式,近来研究表明EGCG能够阻断这一病理过程,其机制是干预了JAK/STAT1细胞信号路径。在中枢神经系统疾病发生过程中,NO充当了重要角色。在神经元细胞PC12中,EGCG通过降低细胞活性氧和调节凋亡信号分子表达起到抑制细胞凋亡的目的。在中枢神经系统,咖啡因主要表现兴奋作用,但近年来研究发现咖啡因却能导致焦虑症,研究指出EGCG可以逆转咖啡因的促焦虑症作用。同时EGCG的一种乙酰化衍生物呈剂量依赖性的阻断6-羟基多巴胺诱导的神经胶质瘤细胞SH-SY5Y的毒性,此种衍生物具有较高的稳定性和生物利用度,是一种潜在的神经系统保护剂。对神经系统高级中枢而言,EGCG能够降低Alzheimer转基因小鼠体内β-淀粉样物质引起的认知功能损伤,由此表明饮茶是预防Alzheimer病的一种有效手段。同时经口给予EGCG能降低β-淀粉样物质在Alzheimer转基因小鼠体内的沉积。当EGCG跟鱼油合用时,鱼油增强了EGCG的抗β-淀粉样物质生成作用。此外,在恶性神经胶质瘤中,EGCG下调了PEA15基因,从而增强了TRAIL介导的肿瘤细胞凋亡。EGCG还能通过神经元中蛋白激酶C路径来调节多巴胺转运蛋白的内化。Lin等研究还发现EGCG通过分解β-淀粉样物质沉积起到预防和治疗阿尔茨海默病的作用。3ecgg的机制EGCG对多种肿瘤细胞均具有显著效果,通过干扰细胞内不同的细胞信号途径从而诱导肿瘤细胞凋亡。近几年对EGCG抗结肠癌的研究较多,在人结肠癌细胞HCT-116中,肝细胞生长因子能够诱导Met受体酪氨酸激酶磷酸化,从而使得肿瘤组织血管再生以及肿瘤细胞在体内发生转移,而EGCG却浓度依赖性的抑制这一磷酸化过程。对于结肠癌细胞HT-29,EGCG通过激活AMP蛋白激酶信号途径及降低环氧合酶(COX-2)的表达而达到诱导肿瘤细胞凋亡的目的。另外也有研究表明,EGCG通过抑制结肠癌细胞生长发育的关键信号分子—胰岛素样生长因子及受体,同时增强该受体结合蛋白的表达来抑制肿瘤细胞的生长。此外,EGCG对前列腺癌、肝癌、肺癌、乳腺癌、咽喉癌及膀胱癌等肿瘤亦具有较强的抑制活性。Yu等研究发现,EGCG与Cd2+相互协同作用,增强了Cd2+对前列腺癌细胞PC-3的抑制活性。同时Albrecht等也发现,EGCG能抑制前列腺癌细胞PC-3增殖,但对没有癌变的前列腺细胞无作用,该作用机制为细胞外信号调节激酶(ERK1/2)路径。对于肝癌而言,Nishikawa等研究发现EGCG主要是通过抑制细胞内Bcl-2蛋白家族,诱导人肝癌细胞(HCCs)凋亡。在子宫颈癌防治领域方面,Noguchi等研究指出EGCG主要是通过抑制端粒酶活性,诱导细胞凋亡从而达到抑制子宫颈癌的目的。而另有日本学者Yokoyama等研究发现,EGCG与维甲酸A合用对子宫颈癌细胞具有协同效应,并大大增强了其抗癌效果。同时EGCG对人的肺癌细胞A549也具有抑制活性,EGCG是凋亡基因p53的强烈诱导剂,引起肺癌细胞凋亡,且乙酰半胱氨酸与EGCG合用时,能够增强EGCG的抗肺癌活性。近年来,关于EGCG对乳腺癌的作用机制研究也有增多的趋势,研究发现EGCG在乳腺癌细胞MCF-7内能够减弱金属蛋白酶MMP-2的活性,降低mRNA转录和表达。此外,EGCG对乳腺癌他莫昔芬耐受型转基因细胞MCF-7tam也具有显著活性,能够干扰耐药相关蛋白MRP1、p-gp及BCRP的活性。此外EGCG对MCF-7细胞周期调节蛋白D、E具有抑制作用,能够阻断癌细胞的分裂过程。此外,EGCG对咽喉癌、膀胱癌等也具有药理作用。对于EGCG的抗肿瘤活性,有研究指出EGCG对外周血中白细胞DNA的配对损伤并无阻断作用,但可以降低博来霉素诱导的DNA断裂和核酸内切酶III的位点。同时在一些皮肤角质细胞中,EGCG通过MAPK细胞信号途径诱导细胞中P57基因的表达,由此表明作为临床癌症诊断标示物—P57基因可能成为癌症治疗的靶标。目前对血细胞肿瘤的研究发现,EGCG能够抑制人外周血中嗜酸性粒细胞白血病增殖和分化。在转Ha-Ras基因的结肠上皮细胞中,EGCG抑制了细胞增殖,阻断细胞分裂周期,从而使得EGCG可能成为潜在的结肠癌辅助治疗药物。除结肠癌细胞外,EGCG通过抑制胰岛素样生长因子及其受体活性,从而达到抑制肝癌细胞的功能。除了针对肿瘤的细胞毒作用外,有研究也发现EGCG亦能阻断肿瘤细胞的迁移,因而对阻断癌症的发展具有重要意义。Thejass等研究发现EGCG通过抑制一氧化氮合成酶和鸟苷酸环化酶活性来阻断乳腺癌细胞的迁移。此外,EGCG还通过抑制肿瘤坏死因子α(TNT-α)释放从而起到抑制癌症细胞的目的。4ecgg的作用机制近些年来,关于茶多酚对心脑血管系统的药理作用的研究较多,但其主要成分EGCG的心脑血管药理研究的文献相对较少,而且大多集中于心脑血管系统中细胞信号离子通道的研究。对此,有文献报道了EGCG能够降低小肠中胆固醇的溶解度及小肠吸收,阻碍胆固醇进入血液循环,降低血液中胆固醇的浓度,从而预防心脑血管系统疾病的发生。同时EGCG与ECG等酯类儿茶素合用,可以明显增强其絮凝胆固醇的能力,进一步抑制胆固醇的吸收。此外,EGCG还能与高血糖病人血浆中低密度脂蛋白(LDL)结合,防止其氧化和糖基化,由此可以有效避免由糖基化引起的活性氧的产生。研究表明,EGCG还能降低胆固醇的溶解性及改变乳糜粒,从而抑制机体对脂质的吸收及血浆中脂质水平。对心脑血管系统而言,EGCG除了上述作用外,亦能对心肌细胞中钾离子通道和心肌肥大具有抑制作用。Kelemen等研究发现,EGCG能够抑制心室肌复极化过程中的钾离子通道(hERG),在心脏电生理上具有重要作用,可以为预防和治疗由钾离子引起的心律不齐提供新的作用靶点。Li等研究指出,EGCG通过阻断ROS依赖性和非依赖性相关的细胞信号转导通路,从而阻止心肌肥大的产生。对缺血再灌注动物模型,EGCG或GCG能够抑制其心脏功能紊乱,主要作用靶点集中在NO、活性氧自由基及生物性氧化还原反应系统。有研究人员在异丙肾上腺素诱导的心肌梗死大鼠模型中研究发现EGCG对心肌中溶酶体和其他细胞器具有保护作用。通过体外murine心肌细胞研究发现,EGCG能够引起心肌细胞收缩及钙离子浓度变化,从而引起心肌细胞的兴奋性变化。此外,EGCG亦能对血管内皮细胞再生产生重要影响,以大鼠内皮细胞和人脐静脉内皮细胞为模型,研究EGCG对细胞内Ets-1,c-Fos及c-Jun基因表达的影响。结果表明EGCG通过降低这些基因的表达来阻断血管内皮细胞的变形。5ecgg促进细胞增殖和基因表达作为预防疾病和调节机体稳态的重要系统,机体免疫和内分泌系统已成为研究热点。就EGCG对免疫和内分泌系统的作用而言,目前已有部分文献进行了报道。众所周知,单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)是机体发生炎症过程中一种重要的介导因子,EGCG能够抑制由佛波酯诱导的MCP-1表达升高,从而对机体的抗炎作用产生重要影响。目前在EGCG抗炎作用的分子机制研究方面,其抗炎作用的主要机制是阻碍了细胞内钙离子流动,从而表现出抗炎作用。在预防和治疗HIV病毒感染过程中,EGCG通过与T细胞表面受体结合来阻止病毒感染。研究发现EGCG还具有干预人类自身免疫性疾病(干燥综合症)的作用。另外,EGCG在大剂量条件下也能抑制T淋巴细胞增殖,表现出一定的副作用。在生殖内分泌方面,EGCG能够引起动物细胞内TSH和睾酮的合成改变,同时对芳香化酶活性和基因表达也具有一定的抑制作用。在小鼠体内研究发现,不同性别和品系的小鼠对EGCG的敏感性不同,从而其对不同小鼠体内芳香化酶等酶类的抑制作用各不相同。最新研究表明EGCG对Alzheimer’s病具有一定预防功能,其机制恰恰是通过雌二醇受体介导来激活一种金属肽酶(ADAM10)从而促进非淀粉样物质的形成。6ecgg的保护作用药物或毒物被机体吸收后,在体内(主要是肝脏)各种代谢酶及体液环境作用下,发生一系列生物转化,有些化合物被机体代谢酶作用后,极性增强,易于从体内排泄。但也有些化合物(或称前体毒物)被机体代谢后极性降低,反而毒性增强。EGCG对机体内的代谢酶类具有诱导或抑制作用,当其与药物或毒物同时存在于体内时,EGCG就可能抑制或增强一些外源化合物的毒性。最近,有文献报道了EGCG对体内代谢酶具有抑制作用,从而减弱或拮抗了外源化合物(前体毒物)的毒性作用,其预防或保护作用的机制,主要是EGCG抑制了外源化合物在体内的代谢酶类,从而减弱了外源化合物的代谢。日本学者Muto等研究指出,包括EGCG在内的儿茶素类化合物对CYP450转基因细胞中的代谢酶类具有非特异性的抑制效应,对由这些酶类代谢所产生的前体致癌物的致癌效应具有预防和干预作用。有学者研究了EGCG对细胞内儿茶酚甲基转移酶(COMT)的特异性抑制作用,对其化合物结构—抑制效应关系进行了研究。在药物合用过程中,一些药物代谢酶抑制剂会对药物及其代谢产物产生重要影响。EGCG与一种喜树碱衍生物的抗癌药物—伊立替康合用后,对其原型药物和活性代谢产物SN-38的药物动力学特征产生了显著影响。此外,在转基因细胞E47(一种CYP2E1过表达细胞)中,加入花生四烯酸和铁能够导致损伤和活性降低,然而EGCG的加入能够阻断这种氧化损伤作用。因此,EGCG对由CYP2E1依赖性氧化损伤具有保护作用。除了上述I相代谢酶外,EGCG为代表的儿茶素类化合物对II相代谢酶也具有重要影响,有研究指出EGCG通过氧化还原反应转录因子、网织红细胞(EF-E2)相关因子等信号途径诱导II相解毒酶或抗氧化酶类生成,如谷胱甘肽-S-转移酶、谷胱甘肽过氧化物酶、谷胱甘肽-半胱氨酸连接酶等。7ecgg的生物活性除具有上述各种生物活性作用外,目前也有部分研究表明EGCG还具有抗菌、生发及促进骨细胞生长等多种活性。机体在发生肝炎或胆囊炎过程中,易于形成胆结石,通过动物模型研究表明,给予EGCG后可以明显降低胆结石形成率和血清中脂质水平,同时能够保持较低的体重,其机制可能是上调了过氧化物酶增殖体激活受体(PPAR-γ)的表达,下调了核因子-kB的表达,同时也引起了CYP7A1表达上调。由于EGCG的抗氧化等多种生物活性,该物质对母体热应激引起的卵细胞破坏具有一定的保护作用。在儿茶素对骨髓细胞及骨质生成方面,我国台湾学者进行了深入的研究,结果表明EGCG