人体肠道是由微生物-上皮细胞-免疫细胞食物抗原组成的复杂而精细的系统,共同完成食物的消化､吸收､排泄以及维持肠道菌群平衡的任务｡随着社会进步与发展,饮食结构的改变,日益增多的肠道疾病严重降低了人群的生活质量,耗费了大量的医疗资源｡如何有效降低其发病率,完善疾病干预模式成为研究的焦点与热点｡丹皮酚(paeonol,PAE)又称为芍药醇或牡丹酚,是中草药徐长卿､牡丹皮中的主要活性成分,广泛用于心脑血管､风湿免疫､血液肿瘤性疾病的治疗｡尽管消化系统疾病相关研究不断开展,但仍缺少系统归纳与总结｡基于此,本文以高发病率的肠道疾病为切入点,对近年来丹皮酚作用机制的研究进行综述,以期为开展多通路､多靶点干预肠道共病的探索研究奠定基础｡

1、丹皮酚构效关系

丹皮酚化学式为C9H10O3,相对分子质量为166.18,化学名为2-羟基-4-甲氧基苯乙酮,有两种同分异构体——罗布麻宁(HMA)和4'-羟基-3'-甲氧基苯乙酮(夹竹桃麻素,Ace)｡丹皮酚可调控多种细胞因子､炎症通路,参与氧化应激､免疫防御､细胞凋亡与增殖､抑菌､抗病毒等过程,在治疗关节炎､皮肤炎症､器官损伤､帕金森病､抑郁症､恶性肿瘤､感染性疾病中应用广泛[1-3]｡通过改变苯环上羟基､甲氧基等取代基的位置和数量,或引入碳链､苯基脲和卤素等官能团,以丹皮酚为母核合成的多种衍生物,抗炎､抗菌活性显著增强｡如丹皮酚醚化脲类衍生物(化合物b16)显著抑制LPS诱导巨噬细胞炎症反应[4];羰基位修饰及中间体3的亚胺位磺化修饰可提高杀虫活性[5];苯环上2-位和4-位的双含氧取代和酮羰基结构是抗肿瘤活性的必需官能团,4-位甲氧基结构是抗肿瘤活性的增效官能团,直链烷烃取代衍生物优于苯环取代衍生物;化合物E-N-[4-(2-乙酰基-5-甲氧基苯氧基)苯基]-3-(3,4,5-三甲氧基-苯基)丙烯酰胺(11a)可以抑制核因子κB(nuclearfactorkappa-B,NF-κB)､丝裂原活化蛋白激酶(mitogenactivatedproteinkinase,MAPK)信号通路发挥抗炎作用[6]｡

2、丹皮酚治疗肠道疾病的分子机制

丹皮酚可通过调节肠菌及其代谢物､抗炎､抗菌､修复肠屏障､降低内脏高敏感､调节免疫炎症､抗肿瘤及耐药性等途径,有效治疗炎症性肠病(inflammatoryboweldisease,IBD)､肠易激综合征(irritablebowelsyndrome,IBS)､功能性腹痛(functionalabdominalpain,FAP)､放射性肠炎(radiationenteritis,RE)､结直肠癌､抗生素相关性腹泻､感染性腹泻､糖尿病相关肠道并发症等疾病｡

2.1调节肠菌及其代谢物丹皮酚通过增加肠道有益菌丰度,抑制有害菌生长,调节肠道菌群平衡｡16SrDNA测序证实,丹皮酚能有效改善由酒精引起的肠道菌群紊乱,提高拟杆菌门与厚壁菌门的比值;增加杜氏杆菌属､乳杆菌属､双歧杆菌属等菌属相对丰富度,降低埃希氏-志贺氏菌属､摩根氏菌属､普罗维登斯菌属､变形杆菌属的相对丰度[7]｡丹皮酚能够调节肠道内的代谢物水平,如胆汁酸和短链脂肪酸(shortchainfattyacids,SCFAs),维持肠道内环境稳态;通过增加微生物衍生的SCFA来改善调节性T细胞(regulatorycells,Treg)/辅助性T细胞17(Thelpercell17,Th17)在脾脏中的平衡,以肠道微生物依赖的方式减少血管纤维化[8]｡液相色谱-质谱联用法检测小鼠肠道胆汁酸组分变化的研究发现,丹皮酚有效升高石胆酸､脱氧胆酸､牛磺-α-鼠胆酸､牛磺-β-鼠胆酸等初级胆汁酸含量,通过增加“驱动菌”丁酸梭菌代谢产物SCFAs的含量,修复硫酸葡聚糖钠(DDS)诱导的溃疡性结肠炎模型小鼠肠道屏障功能[9]｡

2.2抗炎与抗菌丹皮酚能够抑制NF-κB､MAPK等炎症信号通路的激活,从而减轻肠道炎症反应｡通过降低脂多糖(LPS)诱导的RAW264.7细胞炎症模型一氧化氮(NO)分泌和肿瘤坏死因子-α(tumornecrosisfactor-α,TNF-α)､白细胞介素-1β(interlenkin1β,IL-1β)､白细胞介素-6(interlenkin6,IL-6)mRNA的表达,降低淋巴细胞特异性蛋白酪氨酸激酶(LCK)､zeta链关联蛋白激酶70(zap70)､IκB激酶-α(IκBkinaseα,IKK-α)､IκB激酶-β(IκBkinaseβ,IKK-β)mRNA及蛋白的表达及NF-κB/p65磷酸化发挥抗炎作用[10]｡丹皮酚可明显上调LPS诱导的RAW264.7细胞中过氧化物酶体增殖物激活受体γ(peroxisomeproliferators-activatedreceptorγ,PPARγ)的表达,降低了诱导型一氧化氮合酶(induciblenitricoxidesynthase,iNOS)､环氧化酶(cyclooxygenase2,COX-2)､磷酸化IκB-α(p-IκB-α)和磷酸化p65(p-p65)的表达,抑制NFκB信号通路的激活[11]｡研究[12-13]证实,在2,4,6-三硝基苯磺酸(TNBS)或DDS诱导的溃疡性结肠炎动物模型中,丹皮酚及其体内代谢产物可通过阻断MAPK/细胞外调节蛋白激酶(extracellularregulatedproteinkinases,ERK)通路和p38的磷酸化､下调炎症过程中TNF-α､IL-6､白细胞介素-17(interlenkin17,1L-17)以及γ干扰素(interferon-γ,IFN-γ)诱导的iNOS表达,上调转化生长因子-β(transforminggrowthfactor-β,TGF-β)表达,有效发挥抗炎和抗氧化作用,改善疾病活跃度指数(DAI)和结肠组织病理学评分｡通过靶向抑制高迁移率族蛋白B1(highmobilitygroupbox1,HMGB1)从细胞核转移到细胞质,抑制NF-κB信号通路减轻炎症风暴;阻断三型分泌系统(T3SS)关键效应蛋白信号诱导增值蛋白1(signal-inducedproliferationassociatedprotein1,SipA)的易位进而抑制T3SS的功能,抑制毒力岛1(spi-1proto-oncogene,SPI-1)主要调控因子(hilA)的转录水平,降低沙门氏菌侵袭能力及细胞内细菌数,缓解感染小鼠的肝脏､脾脏和盲肠的病理性损伤,提高感染小鼠存活率[14]｡丹皮酚还可抑制COX-2､NF-κB､IL-6､TNF-α等细胞因子水平,治疗林可霉素引起的小鼠抗生素相关性腹泻[15]｡

2.3修复肠道屏障肠道屏障功能的正常发挥,依赖于黏液凝胶层､免疫球蛋白A､抗菌肽和细胞间紧密连接(TJS)间的相互作用｡丹皮酚能够上调肠道上皮紧密连接蛋白的表达,如密封蛋白(Occludin)和闭锁小带蛋白1(ZO-1),从而增强肠道屏障功能[16]｡研究[17]发现,丹皮酚可显著逆转5-氟尿嘧啶(5-FU)诱导的小鼠小肠绒毛的水肿､充血等形态变化,使小肠绒毛增高､腺体数量增加｡通过调节PPARγ和NF-κB激活,显著降低DSS诱导的结肠炎小鼠结肠TNF-α､COX-2和半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3(Caspase3)的表达,增加PPARγ表达,抑制NF-κB激活和肠隐窝细胞凋亡,修复黏膜糜烂,保护结肠组织完整性[18]｡一项关于真菌介导的β葡聚糖受体抗体(Dectin-1)/IL-1β､G蛋白偶联胆汁酸受体/蛋白激酶A/环磷腺苷效应元件结合蛋白(TGR5/PKA/CREB)信号通路在酒精性肝病中作用的研究[19]证实,丹皮酚可明显改善小鼠回肠黏膜结构损伤,减少炎症细胞浸润,修复肠壁水肿出血;通过上调TGR5､环磷酸腺苷(cAMP)､p-CREB､p-PKA､ZO-1､Claudin-1等蛋白表达,改善肠屏障功能障碍｡丹皮酚可在显著降低结肠内IFN蛋白表达,增加免疫球蛋白G(IgG)含量,提高TGF-β1和IL-4水平同时,增加结肠中ZO-1､OccludinmRNA表达水平,降低Caspase8的mRNA表达,阻断细胞凋亡和坏死导致的肠上皮细胞死亡,增强TJS恢复肠黏膜完整[20]｡

2.4降低内脏高敏感内脏高敏感是功能性胃肠病的核心病理机制之一,其发生机制涉及神经-免疫-内分泌网络失调､痛觉信号传导异常､炎症因子与信号通路导致神经元敏化､肠道菌群紊乱影响脑-肠轴等｡研究表明,丹皮酚可显著降低模型大鼠的腹壁回撤反射(AWR)评分,延长结直肠扩张阈值,改善腹痛和排便异常;含丹皮酚的复方制剂通过调节外周神经元敏感性,有效缓解IBS症状｡丹皮酚可减少结肠组织中肥大细胞浸润及类胰蛋白酶释放,抑制蛋白酶活化受体2/瞬时受体电位香草酸亚型1(PAR-2/TRPV1)信号通路的激活,从而降低肠道对机械扩张的敏感性;通过下调TNF-α诱导的iNOS表达,阻断信号传导转录激活因子1(STAT1)信号通路,减轻神经炎症反应,改善脑-肠轴功能紊乱;通过抑制氧化应激和细胞凋亡,增强紧密连接蛋白(ZO-1､Occludin)的表达,减少肠黏膜通透性,降低内脏高敏感[21-22]｡丹皮酚还可通过调节RhoA/p38MAPK信号通路促进小胶质细胞M1和M2极化,降低CCI模型大鼠血清炎症因子水平,缓解神经病理性疼痛[23];通过干预组蛋白去乙酰化酶/微小RNA15A(HDAC/MIR-15A)通路､HMGB1/Toll样受体4(TLR4)/NF-κB-P65通路和细胞因子TNF-α和IL1-MAMA的产生,发挥镇痛作用[24-25]｡

2.5调节免疫炎症免疫炎症是多种肠道疾病的共同发病机制之一｡SCFAs可与不同G蛋白耦联受体结合,影响T细胞的趋化､分化､增殖和凋亡,发挥免疫调节作用[26]｡在IBD中,免疫系统异常激活,巨噬细胞､中性粒细胞､淋巴细胞等被聚集招募,攻击肠道黏膜导致炎症和溃疡的形成｡在RE中,免疫细胞通过吞噬病原体､释放炎性介质等方式参与炎症反应,进一步加速肠屏障损伤｡在IBS中,低度炎症可引起抗原过度暴露,诱发黏膜免疫系统激活,肥大细胞､单核巨噬细胞和内分泌细胞等浸润加重症状｡免疫炎症可以引起胃肠Cajal间质细胞(interstitialcellsofCajal,ICC)的损伤,促进ILs､IFNs､TNFs等细胞因子分泌,影响肠道运动和感觉功能,导致术后肠梗阻及功能性肠病[27]｡研究证实,丹皮酚具有免疫治疗作用,可以调节T细胞､B细胞介导的免疫反应,较低剂量时刺激机体免疫,较高剂量时抑制免疫,且呈量效关系｡丹皮酚可以通过调节辅助T细胞亚群及T细胞受体信号通路,以肠道微生物依赖的方式调节免疫炎性因子的动态平衡[28];通过抑制TNF-α和IFN-γ共刺激诱导的iNOS蛋白､mRNA表达,降低CW-2细胞､Jurkat细胞中NF-κB､STAT1转录激活等途径,发挥治疗结肠炎作用[29]｡

2.6抗肿瘤及耐药性丹皮酚可以通过诱导癌细胞凋亡､自噬､抑制细胞周期以及癌细胞迁移和血管生成等途径,靶向多种分子和信号通路发挥抗肿瘤作用[30]｡抑制癌细胞生长和增殖方面,相关信号通路包括TLR4/MAPK/NF-κB､磷脂酰肌醇-3-激酶(PI3K)/蛋白激酶B(Akt)/NF-κB､SET/PP2A/Akt､缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)/血管内皮生长因子(VEGF)､PI3K/Akt/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)等｡人表皮生长因子受体2(ERBB2)､基质金属蛋白酶2(MMP-2)､基质金属蛋白酶9(MMP-9)､缺口同源物1(Notch1)､癌蛋白SET是潜在作用靶点,通过靶向酪氨酸蛋白激酶(SRC)､E1A结合蛋白P300(EP300),调控癌基因Ras､小GTPases蛋白Rap1及激酶活性治疗结直肠癌;以剂量依赖的方式下调COX-2表达,上调P27表达,干预细胞凋亡信号传导途径Fas/FasL,抑制HT-29细胞增殖[31]｡诱导癌细胞周期停止方面,丹皮酚通过降低T细胞因子/淋巴增强因子(TCF/LEF)活性,阻断Wnt基因/β-连环蛋白β(Wnt/β-catenin)信号通路,增加BCL2-AssociatedX的蛋白质/B淋巴细胞瘤-2基因(Bax/Bcl-2)比例,促进细胞色素c的释放和Caspase激活等途径,诱导G0/G1期阻滞和细胞凋亡等治疗结直肠癌[32]｡丹皮酚以剂量､时间依赖的方式抑制Lovo细胞的增殖,促进Bcl-2关联X蛋白(Bax)表达,降低Bcl-2表达,上调自噬相关基因自噬相关蛋白5(autophagy-relatedprotein5,Atg5)､微管相关蛋白LC3-Ⅱ(microtubuleassociatedprotein-Ⅱ,LC3-Ⅱ)和Bcl-1蛋白表达[33]｡癌细胞可以通过DNA修复､增强药物失活和排出､抑制细胞死亡､EMT和肿瘤微环境等各种机制单独或联合作用,从而导致耐药性｡丹皮酚可抑制SPT介导的PI3K/AKT信号通路活性,诱导磷酸酶与张力蛋白同源物(PTEN)的表达,促进细胞凋亡､抑制血管生成和调节药物流出等途径,逆转耐药性[34]｡具体作用机制汇总见表1｡

表1丹皮酚治疗肠道疾病的分子机制及靶点

3、丹皮酚药物载体及剂型研发

丹皮酚是一种挥发性化合物,具有水溶性低､稳定性差､室温挥发性高等缺点｡实验研究发现,在不同的给药途径后,大鼠的药代动力学并不稳定,表现为短峰值浓度(Tmax)和消除半衰期(T1/2),口服､静脉注射生物利用度低,难以维持药物浓度的治疗阈值等｡在心脏､肝脏､肾脏和身体其他组织中,丹皮酚的代谢速率较快,缺乏有效血药浓度的积累,一定程度地限制了它的临床应用[35]｡因此,为了充分提高其生物利用度,各种丹皮酚相关配方和新的药物提供系统,如片､凝胶､微颗粒､微颗粒､纳米囊､聚合物纳米颗粒､纳米球､微乳剂和脂质体被不断研发｡一项卡波姆水凝胶的脂质体制备､特性及控释模型的研究[36]发现,采用乙醇注入法,以大豆磷脂为包覆剂,在载脂脂质体平均粒径约401nm,电位为-17.8mv,包封率在45%以上,水凝胶中的脂质体粘度为23.972×10-3Pa*s时,脂质体的体外扩散速率最优｡这些制剂不仅提高了丹皮酚的溶解性､化学稳定性和生物利用度,而且以丹皮酚为基础的制剂功效和治疗潜力亦有极大提升｡

4、结论与展望

肠道作为人体重要的消化吸收和最大的免疫器官,通过介导不同途径维持肠屏障功能和内环境稳定｡肠道屏障由微生物屏障､化学屏障､物理屏障和免疫屏障共同组成｡肠道菌群作为“第一道防线”的生物屏障和“人体的第二大脑”,由1014个微生物组成,参与了机体消化吸收､免疫防御､代谢排毒､情绪心理､疾病预防等多个生理病理环节｡情绪压力､不健康饮食､过量酒精､抗生素和药物滥用等因素,损害肠道微生物群的组成和肠道屏障功能,导致肠道通透性增加,诱发肠道疾病并影响其他系统｡研究[38-39]显示,2022年中国新发结直肠癌病例高达51.71万例,占所有恶性肿瘤的10.7%[37]｡IBD的发病率大致在1.77/10万至3.14/10万,预计到2025年将达到150万;IBS现有统计发病率在1.4%~11.5%,成人慢性便秘的患病率为4.0%~10.0%｡逐年升高的肠道疾病发病率为社会带来了巨大的负担｡

中医学认为,人体是一个有机整体,五脏一体､形神一体､人与自然和社会环境相统一｡基于整体观念和辨证论治的中医药疗法,在治疗多种肠道疾病中发挥了举足轻重的作用｡丹皮酚是一种天然的具有多种生物活性的酚类化合物,主要含有挥发油类(苯乙酮类､酚类､萜类等)､C21甾体类(苷元为孕甾烷或其异构体)､多糖类(葡聚糖､阿拉伯半乳聚糖等)､黄酮类(黄酮苷)等化学成分,具有镇痛､镇静､抗菌､抗炎､抗过敏､降血压､抗肿瘤等作用,广泛应用于风湿､疼痛､皮肤､心脑血管､消化科等疾病治疗｡随着“肠-X轴”的理论提出,其在治疗肠道疾病方面的潜力日益显现｡本文通过系统回顾并梳理近年文献,发现丹皮酚可通过维持肠道菌群平衡､调节代谢物水平､抑制肠道炎症､修复肠道屏障､抗肿瘤及耐药性､增强肠黏膜免疫､降低内脏高敏感等机制,多靶点､多通路治疗多种肠道疾病,展现出显著的药理活性和临床应用潜力｡

同时,我们也发现了目前研究现状的局限｡一方面,现有研究大多聚焦于实验层面,临床应用(尤其多中心RCT)研究不足｡由于丹皮酚快速代谢和口服利用度较低的问题,如何高效提取与纯化,研发安全的药物载体,成为广泛临床应用的前提和关键｡同时,其在长期应用过程中是否存在不良反应仍需进一步观察,研究结果的可靠性和普适性评估有待提高｡此外,随着肠道疾病中医多学科诊疗模式的构建,其在不同系统疾病中“异病同治”的疗效机理亟待发掘｡总之,这也为我们未来精准治疗指明了方向,为新药研发提供思路｡

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基金资助:国家自然科学基金项目(编号:81904128);国家中医药管理局科技司共建科技项目(编号:GZY-KJS-SD-2023-035); 山东省中医药科技项目(编号:面上项目M-2023167); 山东省中医药疗效机理重点实验室项目(编号:PKL2024C23);山东省中医药重点学科中医脾胃病学项目(编号:鲁卫中医药科教字[2022]4号);

文章来源:王伟,路士华,张宏昊,等.丹皮酚治疗肠道疾病作用机制研究进展[J].实用医学杂志,2025,41(10):1597-1602.