多甲氧基黄酮的抗炎活性及相关分子机制研究

炎症在许多疾病（包括癌症）的起始和发展阶段都起着十分重要的作用。炎症能够通过多种机制诱发癌变，包括诱导基因组不稳定性、促使血管增生、改变表观遗传状态以及加速细胞增殖。本课题组一直在努力寻找新颖的食用生物活性物质来抑制炎症发展。多甲氧基黄酮（Polymethoxyflavones, PMFs）是一类含有两个或两个以上甲氧基、低极性、具有平面结构的天然黄酮类化合物，主要存在于柑橘属植物的果皮中。PMFs具有广泛的生物活性，包括抗炎、抗癌和抗动脉粥样硬化。羟基化PMFs是指PMFs的一个或多个甲氧基被羟基所取代而形成的一类化合物。目前本课题组已由PMFs合成得到几种羟基化PMFs并用于抗炎研究。 本研究以脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）诱导的RAW264.7细胞为实验模型，分别检测了川陈皮素（Nobiletin，NBN）与莱菔硫烷（Sulforaphane，SFN）的结合用药和几种PMFs及其体内代谢产物对细胞炎症的抑制作用。这几种PMFs及其体内代谢产物分别为：5-去甲基川陈皮素（5-hydroxy-6,7,8,3',4'-pentamethoxyflavone，5HPMF）及其3种体内代谢物、橘皮素（Tangeretin，TMF）及其体内代谢物4'-去甲基橘皮素（4'-hydroxy-5,6,7,8-tetramethoxyflavone，4'-OH-TMF）和5-去甲基橘皮素（5-hydroxy-6,7,8,4'-tetramethoxyflavone，5HTMF）及其体内代谢物5,4'-去二甲基橘皮素（Xanthomicrol）。研究结果如下： NBN与SFN的结合用药对LPS诱导的RAW264.7细胞炎症具有显著协同抑制作用。格里斯氏反应法、免疫印迹法和qRT-PCR检测结果显示，其抗炎效应是通过减少NO的产生、抑制iNOS、COX-2和IL-1的表达来实现的。另外这些抑制效应与NBN+SFN结合用药对抗氧化酶HO-1的协同诱导作用密切相关。不同食用生物活性物质之间的相互作用是一项十分重要但了解甚少的领域，本研究结果为此领域提供了重要的新依据。 5HPMF是一种分离自陈皮、以NBN为母体的羟基化PMF。前期研究发现，在小鼠尿样中5HPMF有3种主要代谢产物：5,3'-去二甲基川陈皮素（代谢物I）、5,4'-去二甲基川陈皮素（代谢物II）和5,3',4'-去三甲基川陈皮素（代谢物III）。本研究发现，5HPMF及其代谢物I、II和III能显著抑制LPS诱导的RAW264.7细胞炎症，减少细胞外NO含量。5HPMF及其代谢物II、III主要通过抑制iNOS、COX-2和IL-1的基因表达来实现抗炎；代谢物I的抗炎活性则与其诱导HO-1基因表达相关。代谢物I、II和III比其母体化合物5HPMF抗炎活性更强。这是对5HPMF及其体内代谢物I、II和III抗炎活性的首次系统比较研究。 TMF是一种已知的具有抗癌和抗氧化活性的PMF。实验小鼠尿样HPLC分析发现，4'-OH-TMF是TMF的主要代谢产物。蛋白和mRNA检测表明，TMF和4'-OH-TMF通过减少NO和PGE2产生、抑制iNOS和COX-2基因表达，能显著抑制LPS诱导的RAW264.7细胞炎症，并且4'-OH-TMF比TMF具有更强的抗炎活性。TMF和4'-OH-TMF通过抑制p38、JNK和PI3K/Akt的活化、阻止IκB-的降解及NF-κB的核移位等信号转导通路，来抑制LPS诱导的iNOS和COX-2表达。这是对TMF及其体内代谢物4'-OH-TMF抑制LPS诱导的RAW264.7细胞炎症分子机制的首次报道。 5HTMF是一种以TMF为母体合成得到的羟基化PMF。实验小鼠尿样HPLC分析发现， Xanthomicrol是5HTMF的主要代谢产物。Xanthomicrol通过减少NO和PGE2的产生、抑制iNOS基因表达和COX-2蛋白表达，能显著抑制LPS诱导的RAW264.7细胞炎症。Xanthomicrol的抗炎活性与其抑制IL-1基因表达和诱导HO-1基因表达紧密相关。Xanthomicrol比它的母体化合物5HTMF具有更强的抗炎活性。 通过比较上述几种PMFs——NBN、5HPMF、TMF和5HTMF及后三种PMFs体内代谢物的抗炎活性，结果表明在所检测浓度范围内，5HPMF的代谢物——5,3',4'-去三甲基川陈皮素（代谢物III）具有最强的炎症抑制作用，能完全抑制LPS诱导RAW264.7细胞产生的NO和PGE2，即抑制率均为100%。其次是4'-OH-TMF和Xanthomicrol，它们的NO抑制率分别为95%和73%，PGE2抑制率分别为100%和96%。这三种具有高抗炎活性化合物的结构共同点是：与它们母体化合物结构相比，其B环上的甲氧基均被不同程度羟基化。它们增强的抗炎活性与其B环羟基化有很大关系。B环羟基位置和数量的不同，可能会使其结合不同的信号转导蛋白或结合相同的信号蛋白但结合力不同，从而导致其生物活性的改变。