摘要
鱼腥草(Houttuynia cordata Thunb,简称 H. cordata;三白草科)在亚洲地区分布广泛。在传统保健与疾病治疗领域,鱼腥草发挥着重要作用。其地上茎叶在中国有着悠久的药用历史,常被用于肺炎和肺脓肿的治疗。在临床治疗中,鱼腥草通常可与其他药物配伍,用于痢疾、感冒、发热以及腮腺炎的治疗。此外,鱼腥草还是一种可食用植物。本综述对鱼腥草的植物化学成分及药理作用进行了详细总结。我们通过在 PubMed、Web of Science 和 ScienceDirect 数据库中,以“鱼腥草与肺”“鱼腥草与心脏”“鱼腥草与肝脏”以及“鱼腥草与炎症”为关键词进行检索,筛选出了近十年相关性较高的文章,并梳理了这些文章的研究内容、疾病模型以及研究方法,从而为鱼腥草的治疗作用提供了新的视角。鱼腥草含有多种具有药用植物特征的化学成分,这些成分已从鱼腥草中分离出来,包括挥发油、生物碱、黄酮类化合物和酚酸类化合物。其中,黄酮类化合物和挥发油是其主要活性成分。在药理研究方面,鱼腥草展现出器官保护活性,例如可通过减少炎症因子的释放来缓解肺损伤。此外,鱼腥草能够调节免疫功能,增强阴道、口腔和肠道的免疫屏障,结合其提取物的抗菌和抗病毒活性,可有效降低病原体感染风险。而且,体内和体外实验均表明鱼腥草具有显著的抗炎活性,其化学衍生物对类风湿性关节炎具有潜在的治疗作用。抗肿瘤作用也是鱼腥草重要的药理活性之一,研究表明,鱼腥草对肺癌、肝癌、结肠癌和乳腺癌均具有显著疗效。本综述依据现代研究论文,对鱼腥草的生物活性进行了分类,并为其在疾病预防和治疗方面提供了见解。
引言
药用植物含有多种化学成分并具备多种生物活性,能够有效预防和治疗常见的临床疾病。在印度及其他亚洲地区,人们使用天然植物来治疗疾病,这类治疗手段在基础治疗中的占比达 70% – 95%(Drasar 和 Khripach,2020 年)。药用植物的健康功效也引发了广泛关注,从植物中分离出的黄酮类化合物、皂苷、多糖和生物碱等成分展现出有效的抗衰老活性,在抗衰老产品的开发方面具有巨大潜力(Shen 等,2017 年)。研究具有药用价值的植物的活性成分,也是开发药物的一种巧妙途径。从青蒿植物中最初分离出青蒿素就是一个很好的例子(Fu 等,2021 年)。
鱼腥草(Houttuynia cordata,简称 H. cordata)是一种多年生草本植物,属于三白草科,既被广泛用作中药材,也可作为食物。它偏好生长在潮湿的土壤和温暖的环境中。在中国、韩国、日本、印度以及其他亚洲地区都有关于其应用的记载,尤其在中国多个省份(见图 1)均有分布。过去几千年里,当地居民一直将鱼腥草作为食物和药材使用。目前,在印度阿萨姆邦的雅鲁藏布江谷地,人们也会采集鱼腥草用于日常饮食和医疗(Kumar 等,2014 年)。
一般来说,鱼腥草全草均可入药,应用时遵循中医传统理论,可与连翘和木兰配伍,用于治疗病毒感染引发的肺炎(Park 等,2005 年)。此外,众多研究表明鱼腥草具有有效的抗病毒活性,对病毒感染和复制具有显著的抑制作用(Muluye 等,2014 年)。在 2003 年严重急性呼吸综合征(SARS)病毒疫情暴发期间,鱼腥草被列为治疗 SARS 的药物之一(Lau 等,2008 年)。
若缺乏有效的研究,鱼腥草在疾病预防和潜在治疗方面的作用便无法实现。因此,本综述旨在提供一个统一的指导框架,用于指导鱼腥草及其衍生物在体内和体外药理活性的研究。这是通过回顾过去研究中鱼腥草在不同器官、组织和细胞中的治疗活性来实现的。本研究还尝试整合关于鱼腥草针对疾病治疗活性的零散信息来源。
化学成分
鱼腥草(Houttuynia cordata,简称 H. cordata)含有多种化学成分(见表 1),其中生物碱含量最为丰富(Ahn 等,2017 年);然而,挥发油和黄酮类化合物才是发挥药理活性的主要成分。
有趣的是,癸酰乙醛成分具有特殊的鱼腥气味,因此在中国它被称为鱼腥草(传统中药材)(Ma 等,2017 年),同时它也是一种抗菌活性成分,在高温下容易转化为 2 – 十一烷酮(甲基正壬酮),这种转化产物在一定程度上可用于评估鱼腥草油的质量(Chen 等,2014 年)。此外,其水蒸气蒸馏提取物中含有精油,精油成分包括单萜、倍半萜及其氧化物、氧化二萜以及苯丙烯衍生物(Řebíčková 等,2020 年);壬酮(2.10 – 40.36%)、乙酸龙脑酯(0.4 – 8.61%)和β – 月桂烯(2.58 – 18.47%)是精油中的主要成分(Lu 等,2006 年)。有趣的是,地上茎和地下部分的成分含量存在差异,地上部分中 2 – 十一烷酮、月桂烯、癸酸乙酯、十二酸乙酯、2 – 十三烷酮和癸醛的含量高于地下部分;特别是,有 11 种成分仅在叶片中被分离出来,而根部有 7 种成分在叶片中不存在。有趣的是,不同地区的鱼腥草成分似乎也存在差异。研究人员还报告了不同地区鱼腥草抗菌活性的差异,但这些发现仍缺乏足够的支持(Verma 等,2017 年)。
此外,鱼腥草中的黄酮类化合物包括芦丁、金丝桃苷、槲皮素和异槲皮苷,其中大多数以糖苷的形式与鼠李糖结合(Xu 等,2006 年;WU 等,2009 年;Lu 等,2011 年)。Chen 等分离出一种新的鱼腥草素与金丝桃苷的组合物(鱼腥草素 A – E [1 – 5])以及四种新的黄酮类化合物(Chen 等,2012 年;Chen S. D. 等,2013 年),Chou 等则分离出了鱼腥草苷 A 和鱼腥草酰胺 A(Chou 等,2009 年)。然而,酚酸类化合物是鱼腥草中分离出的最多的成分,包括亚麻酸、亚油酸、油酸、棕榈酸、硬脂酸(Bauer 等,1996 年),奎宁酸衍生物、咖啡酸衍生物、新绿原酸、绿原酸、隐绿原酸以及其他成分(Nuengchamnong 等,2009 年)。
此外,生物碱是含鱼腥草草药发挥药理作用的关键成分,其中大多数为菲并吲哚里西啶类化合物,如马兜铃内酰胺和胡椒内酰胺(Probstle 和 Bauer,1992 年;Ma 等,2017 年)。上述化合物的结构式如图 2 所示。
药理活性
肺保护
肺部疾病病因多样,常见症状为肺部炎症,常伴有急性肺损伤(ALI)。鱼腥草的抗炎活性在缓解肺部疾病方面发挥着不可或缺的作用,这可能与其所含的黄酮类化合物、鱼腥草素钠和多糖有关。在脂多糖(LPS)诱导的模型中,口服 100 mg/ml 的鱼腥草异槲皮苷可显著降低促炎细胞因子(IL-6)和一氧化氮(NO)的产生(Lee 等,2015 年)。有趣的是,在 LPS 联合香烟烟雾诱导 4 周的慢性阻塞性肺疾病(COPD)模型中,24.3 mg/kg 的鱼腥草素钠可降低 TLR4、MyD88 和 NF-κB p65 的 mRNA 水平(Wu 等,2017 年)。然而,考虑到人类和大鼠对香烟烟雾适应性的差异,该研究仍需进一步深入。无论如何,高分子量多糖通过减轻肺水肿和降低支气管肺泡灌洗液中的蛋白渗出,有助于缓解肺损伤(Lu 等,2018 年)。细胞移植联合鱼腥草也被用于治疗肺组织损伤。通过尾静脉注射 50 mg/g 的提取物,可下调炎症反应,降低诱导型一氧化氮合酶(iNOS)和内皮素-1(ET-1)的表达,从而增强内皮祖细胞对 LPS 诱导的大鼠急性肺损伤的治疗效果(Cai 等,2013 年)。此外,在 H1N1 病毒感染引起的急性肺组织损伤模型中,与 100 mg/kg 的利巴韦林相比,使用 50、100 和 200 mg/kg 的鱼腥草黄酮苷提取物,14 天内体重减轻和肺指数降低的情况更少。通过抑制 H1N1 神经氨酸酶活性和 Toll 样受体(TLRs)的表达,实现了抗菌和抗炎活性(Ling 等,2020 年)。多糖对肠道黏膜相关淋巴组织(GALT)的调节可能是缓解甲型流感病毒引起的急性肺损伤的机制,因为它下调 Th17 细胞分化,上调 Treg 细胞分化,从而恢复 GALT 到肺部的 Th17/Treg 平衡,减少 IL-17A,增加 IL-10,以减轻肺黏膜损伤(Shi 等,2020 年)。
以往研究已证实,肺纤维化与肺部氧化损伤有关。在博来霉素诱导的大鼠肺纤维化模型中,鱼腥草水提物显著降低了超氧化物歧化酶、丙二醛和羟脯氨酸的浓度,显示出比维生素 E 更强的抗氧化活性。此外,鱼腥草可缓解博来霉素引起的肺组织病理变化(Ng 等,2007 年),增加干扰素-γ(IFN-γ)水平和抑制转化生长因子-β1(TGF-β1)/Smad 信号通路可能是其重要机制。同时,体内 3.5 – 16.5 mg/kg 剂量下,4-萜品醇、α-萜品醇、L-龙脑乙酸酯和甲基正壬酮的含量呈剂量依赖性显著降低。体外实验中,TGF-β1 的表达也呈剂量依赖性受到抑制,NIH/3T3 细胞中的 IFN-γ 水平上调,从而缓解了 LPS 诱导的肺纤维化(Du 等,2012 年)。
总体而言,上述研究表明,鱼腥草的保护作用与其抗炎活性成分有关,主要包括黄酮类化合物、多糖和鱼腥草素钠,尽管主要活性成分尚未见报道。小鼠在某些呼吸系统疾病症状上与人类相似,但免疫系统存在显著差异(Shilovskiy 等,2021 年),因此很难判断上述研究结果在人类中是否通过相同机制发挥作用。
消化系统保护
减轻肠道损伤
肠道存在黏膜屏障以避免损伤,一般包括机械屏障、化学屏障、免疫屏障和生物屏障。此外,肠道菌群在保护肠道方面发挥着重要作用(Lu 等,2019 年)。近期研究发现,鱼腥草中的多糖和鱼腥草素钠可保护肠道菌群。粗多糖提取物显著减少肠道杯状细胞,上调肠道中分泌型免疫球蛋白 A(sIgA)和紧密连接蛋白(ZO-1)的表达,以加强肠道机械屏障和免疫屏障(Zhu 等,2018 年)。在鼠伤寒沙门氏菌引起的肠道炎症小鼠模型中,Zhang 等证明鱼腥草素钠通过调节紧密连接蛋白的组织分布来恢复肠道屏障,并通过抑制 NF-κB 信号通路减轻炎症(Zhang 等,2020 年)。然而,这种增强屏障功能的活性缺乏有效对照。此外,还涉及对细菌的调节,由葡萄糖(Glc)、半乳糖(Gal)、阿拉伯糖(Ara)和鼠李糖(Rha)组成的多糖在 40 mg/kg 剂量下,大大降低了致病菌弧菌和芽孢杆菌的相对丰度,并缓解了 H1N1 感染引起的肠道损伤(CHEN 等,2019 年)。这些发现表明,鱼腥草多糖和鱼腥草素钠通过调节肠道菌群和抑制 NF-κB 信号通路以加强肠道屏障,从而发挥肠道保护活性。
减轻肝脏损伤
近期,植物中的天然产物在肝脏疾病的预防和治疗方面显示出有效活性。研究人员已证实,萜类、生物碱、苷类和香豆素类等天然产物可抑制肝纤维化(Ma 等,2020a 年);此外,芦丁和槲皮素在胆汁淤积方面显示出潜在的治疗活性(Ma 等,2020b 年)。肝细胞对氧化应激敏感,鱼腥草的乙酸乙酯提取物具有肝脏保护作用,在四氯化碳(CCl4)诱导的肝损伤小鼠模型中显示出显著的抗氧化活性。特别是,1000 mg/kg 的提取物显著抑制了谷胱甘肽、超氧化物歧化酶和过氧化氢酶的增加;此外,小鼠血清转氨酶和肝脏丙二醛水平也降低(Tian 等,2012 年)。在乙醇诱导的肝损伤模型中,用鱼腥草水提物和乙醇提取物混合物以 300 mg/kg/天的剂量治疗 7 天后,小鼠的 CYP2E1 活性显著降低,从而降低了 CYP2E1 介导的氧化因子水平,同时抗氧化酶和生脂 mRNA 的表达增加(You 等,2018 年)。总体而言,在肝脏氧化损伤模型中,鱼腥草抑制了谷胱甘肽、超氧化物歧化酶和过氧化氢酶的增加,并调节了 CYP2E1 介导的氧化因子的释放,以缓解氧化损伤。然而,不同模型中使用的剂量并不统一,且高剂量鱼腥草提取物是否具有毒性尚需研究。
心脏保护
鱼腥草的抗氧化成分在心脏重塑和功能衰退过程中显示出干预活性。在糖尿病小鼠中,连续摄入 2% 的鱼腥草水提物 8 周可下调心脏活性氧、蛋白质羰�基、白细胞介素-6 和炎症因子;此外,摄入 1% 和 2% 的鱼腥草水提物可抑制糖尿病引起的心脏中 p47phox、NF-κB p65 和 p-p38 的表达(Hsu 等,2016 年)。进一步研究表明,在异丙肾上腺素诱导的心肌肥厚模型中,鱼腥草素钠也显示出类似活性,用 90 和 180 mg/kg 的鱼腥草素钠治疗 1 周后,结果显示环磷酸腺苷浓度、心脏重量指数、左心室重量指数和血管紧张素 II 同时降低。在 L-甲状腺素诱导的心脏肥厚模型中,羟脯氨酸表达和心肌细胞横截面积下调。这种心肌保护可能与抑制交感神经系统、肾素-血管紧张素系统和内皮素表达有关(Gao 等,2009 年)。此外,鱼腥草素钠在 50 和 100 mg/kg 剂量下可减弱肾素-血管紧张素-醛固酮系统的激活,具有缓解心脏炎症和纤维化的活性;并在大鼠腹主动脉狭窄诱导的心室重塑模型中显示出抑制心室重塑的活性(Gao 等,2010 年)。此外,鱼腥草素钠在心肌梗死后的抗心室重塑机制可能与腺苷单磷酸激活的蛋白激酶(AMPK)激活和 NF-κB 通路抑制有关,且在相同剂量下,心肌炎症因子的释放也减少,从而缓解纤维化过程(Zheng 等,2018 年)。然而,在鱼腥草的抗血管生成研究中,斑马鱼模型中未观察到有效活性(Tu 等,2016 年)。
综上所述,鱼腥草提取物通过减少炎症因子的释放来缓解心肌氧化损伤。鱼腥草素钠成分可影响交感神经系统和肾素-血管紧张素-醛固酮系统,以逆转心肌肥厚和重塑,其分子机制可能与 AMPK 激活被抑制有关。
肾脏保护
肾脏疾病通常由炎症、氧化损伤等因素引起,严重影响机体的水和盐代谢(Gong 等,2020 年)。在糖尿病小鼠肾脏损伤模型中,用 1% 和 2% 的鱼腥草水提物治疗可降低尿素氮水平和肌酸激酶活性,肾脏氧化因子表达也降低。同时,摄入 2% 的提取物似乎可限制晚期糖基化终产物膜锚定受体(RAGE)的表达,该受体可诱导细胞内活性氧生成,并激活丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)和 NF-κB 信号通路,表明其具有肾脏保护活性(Hsu 等,2016 年)。
炎症也是导致肾脏损伤的重要机制。Pan 等的研究表明,鱼腥草素钠在 60 – 120 mg/kg 剂量下可显著剂量依赖性地降低核 NF-κB 和 MCP-1 的表达。进而抑制阳离子牛血清白蛋白诱导的膜性肾小球肾炎,并表现出肾脏保护活性(Pan 等,2010 年)。总之,这些发现表明,鱼腥草提取物和鱼腥草素钠通过糖基化多元醇通路减少肾脏氧化应激损伤和炎症,下调 NF-κB 和 MCP-1 的表达,从而缓解肾脏损伤。
抗肿瘤活性
抗肺癌活性
肺癌通常包括小细胞肺癌(SCLC)和非小细胞肺癌(NSCLC)。一般来说,诱导肿瘤细胞凋亡和抑制肿瘤细胞迁移在肺癌治疗中起着至关重要的作用(Jones 等,2018 年)。研究人员在小鼠苯并(a)芘诱导的肺癌研究中证明了鱼腥草及其活性成分 2 – 十一烷酮的抗肿瘤活性,这可能涉及 Nrf2-HO-1/NQO-1 通路的激活,进而抑制肺细胞 DNA 损伤和炎症。此外,小鼠未出现明显的全身毒性(Lou 等,2019 年)。此外,研究发现鱼腥草中的多糖具有抗肿瘤活性,分离得到的果胶多糖 HCA4S1 经实验证明可通过诱导 A549 肺癌/癌细胞周期阻滞和凋亡来抑制肿瘤细胞增殖。同时,HCA4S1 处理后细胞中切割的 caspase3 和 cyclin B1 活性显著增加(Han 等,2018 年)。Chen 等进一步研究了肺癌细胞的凋亡机制,发现鱼腥草的活性成分通过作用于 A549 细胞的 G0/G1 期来阻断细胞增殖。此外,A549 细胞中 Fas/CD95 蛋白水平上调,caspase-8 和 caspase-3 被激活(Chen Y. F. 等,2013 年)。在另一项关于 NSCLC 迁移的研究中,发现鱼腥草中的鱼腥草素钠可抑制肿瘤细胞迁移,抑制 Linc00668 活性可能是其重要特征,导致由 miR-147a 调节的 Slug mRNA 水平降低。这揭示了 Linc00668/miR-147a/slug 轴在抑制肺癌细胞迁移中的重要作用(Jiang 等,2019 年)。上述研究结果表明,鱼腥草可能通过激活 Nrf2-HO-1/NQO-1 通路减轻 DNA 损伤,通过作用于 G0/G1 期阻断细胞增殖,并调节 lncRNAs 水平以抑制肿瘤细胞迁移。然而,上述发现主要是在体外研究中得出的,仍需更多的体内研究。
抗肝癌活性
在对人 HepG2 细胞暴露于高葡萄糖的研究中,浓度范围为 0 – 80 μg/ml 的鱼腥草提取物以剂量依赖性方式减少了 HepG2 细胞中的脂质积累。这一机制与抑制 AMPK 信号通路、减少 AMPK 介导的脂质合成以及缓解肝癌细胞增殖有关(Kang 和 Koppula,2014 年)。此外,还研究了鱼腥草的诱导凋亡活性,发现人 HepG2 肝细胞癌细胞中因子(HIF)-1A、叉头框(FOX)O3 和 MEF2A 的水平显著上调。同时,鱼腥草通过 MEF2A 增强了 caspase-3 和 caspase-7 的表达,而 Bax、Bcl-2 和 Bcl-xL 蛋白水平也受到干扰,从而诱导肝癌细胞凋亡(Kim 等,2017 年)。总之,用鱼腥草处理后人 HepG2 细胞中的脂质积累可减少,且 HIF-1A、FOXO3 和 MEF2A 因子被显著激活;然而,仍需研究在肝癌中诱导凋亡的化学物质以及在动物模型中的研究。
抗结肠癌活性
在对结肠癌治疗产品的研究中,Tang 等发现鱼腥草的乙醇提取物对结肠癌细胞系 HT-29 具有抗肿瘤活性。用 450 μg/ml 的提取物处理可显著诱导肿瘤细胞凋亡,增加活性氧水平并降低线粒体膜电位。特别是,通过 Western 印迹和 caspase 活性测定,由于膜电位的变化,细胞色素 c、Apaf-1、前体 caspase-9 和 AIF 从线粒体中释放。这一结果揭示了鱼腥草提取物诱导 HT-29 细胞凋亡的线粒体依赖性机制(Tang 等,2009 年)。此外,对原发性结直肠癌/肿瘤细胞诱导细胞毒性的研究也显示了相同的结果;线粒体依赖性凋亡机制也参与其中,且活性氧的产生增加。用 250 μg/ml 的鱼腥草提取物处理 24 小时后,原发性结直肠癌/肿瘤细胞出现染色体凝聚和凋亡(Lai 等,2010 年)。
总之,鱼腥草提取物细胞毒性的分子机制主要包括降低线粒体膜电位,从而增加细胞色素 c、Apaf-1、caspase-3 和 -9 的水平并诱导癌/肿瘤细胞凋亡,但对结肠细胞的细胞毒性仍缺乏研究。
抗胃癌活性

胃癌是第三大致命肿瘤,也是全球常见的恶性肿瘤,每年报告的新发病例约 1,033,701 例(Bray 等,2018 年)。研究了药食同源植物在胃癌中诱导凋亡和抑制迁移的活性,使用由六种植物(薏苡仁、香菇、芦笋、鱼腥草、蒲公英和灰树花)组成的食物治疗接种 SGC-7901 细胞的裸鼠胃癌;补充 43.22、86.44 和 172.88 g/kg 的食物 30 天后,血清中 MMP-2 和 MMP-9 水平降低,而 TNF-α 显著增加。此外,治疗显著上调了肿瘤组织中 GSK-3β、E-钙黏蛋白、Bax、Caspase-3 和 Caspase-9 的 mRNA 表达水平以及 Bax/Bcl-2 比值,但显著下调了 β-连环蛋白、N-钙黏蛋白、MMP-2、MMP-9、Snail 和 Cyclin D1,尤其是 Ki-67 和 N-钙黏蛋白。潜在的分子机制可能与抑制 Wnt/β-连环蛋白信号通路有关(Chen X. 等,2021 年);这一发现表明鱼腥草可能与其他五种植物协同作用,作为日常食物预防胃癌;然而,尚未研究鱼腥草在其中的具体活性。有趣的是,研究人员通过 DAPI 染色以及检测凋亡和凋亡蛋白水平,分别比较了鱼腥草加热部分和未加热部分的抗胃癌活性,发现随着提取物浓度(0、25、50、100 和 150 ml/L)的增加,SGC-7901、HepG2、NCI-H640 和 HO-8910 细胞的细胞活力降低。此外,在 SGC-7901 细胞中,加热的地上茎比未加热的茎显示出 3 – 15 倍更高的效果,且凋亡的形态学特征、p53 蛋白、促凋亡蛋白 Bax、Bid、Bak、Apaf-1、PARP、caspase9 和 caspase3 的激活也增加,加热的样品似乎比未加热的样品具有更高的活性(Liu 等,2020 年)。上述发现表明鱼腥草在饮食中预防胃癌的潜力。
其他抗肿瘤活性
抗乳腺癌活性
HER2/neu 的过表达已被证明与乳腺细胞癌变有关(Dawood 等,2010 年;de la Cruz-Merino 等,2017 年),这表明它可能是一个抗乳腺癌靶点。在 Zhou 等的研究中,鱼腥草的活性成分鱼腥草素通过添加巯基基团进行修饰,显著减少了肿瘤体积。在 5.52 μg/ml 的浓度下,HER2 磷酸化和 HER2/neu 介导的 ERK1/2 和 AKT 激活被抑制(Zhou 等,2012 年)。此外,研究表明鱼腥草的乙醇提取物可诱导乳腺癌细胞凋亡。在 100 – 500 μg/ml 的浓度下,MCF-7 和 MDA-MB-231 细胞停滞在 G1 期,这可能与低浓度下 cyclin D1 和 CDK4 表达的下调有关。此外,MMP-2 和 MMP-9 的分泌被显著抑制,从而抑制肿瘤细胞的迁移和侵袭(Subhawa 等,2020 年)。总之,鱼腥草及其衍生物似乎通过抑制肿瘤体积、诱导凋亡和抑制迁移来发挥抗乳腺癌活性。还涉及对 HER2/neu 过表达和细胞周期停滞的调节。
抗白血病活性
白血病是由造血干细胞的恶性克隆引起的一类疾病。在早期研究中,发现鱼腥草的成分咖啡酸可诱导白血病细胞凋亡。在 45 μM 的浓度下,咖啡酸处理 2 天可显著降低 U937 白血病细胞的活性。此外,作为典型的凋亡特征,PARP 和 procaspase-3 的切割被明显激活,且用 100 mM 咖啡酸处理的白血病细胞的凋亡率达到 59.87%(Jang 等,2011 年)。此外,在白血病 Moult-4 细胞中的一项研究揭示了鱼腥草提取物诱导凋亡的分子机制,鱼腥草的酒精提取物降低了线粒体跨膜电位,下调了 Bcl-xl 的表达,并增加了 Smac/Diablo、Bax 和 GRP78 的蛋白水平(Prommaban 等,2012 年)。总之,鱼腥草可增加白血病细胞中 PARP 和 procaspase-3 的裂解,并通过内质网应激途径诱导 Moult-4 细胞凋亡(图 3)。
抗炎作用与免疫调节活性
抗炎作用
炎症的发生与多种细胞有关,如嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞、中性粒细胞、巨噬细胞、单核细胞和肥大细胞(Roe,2021 年)。肥大细胞在介导哮喘和过敏等炎症性疾病中起着至关重要的作用。有趣的是,Kim 等人研究了鱼腥草提取物抑制肥大细胞介导的炎症性疾病的能力;用 10 μg/ml 的鱼腥草乙酸乙酯提取物处理肥大细胞系 HMC-1,可下调趋化指数、炎症因子 TNF-α 和 IL-6 的分泌及 mRNA 水平。此外,干细胞因子介导的 NF-κB 激活也受到抑制(Kim 等,2007 年;Lee 等,2013 年)。此外,在膀胱间质炎症中,不仅促炎因子减少,肥大细胞的增殖和活化也得到有效抑制,这表明鱼腥草在治疗间质性膀胱炎方面具有潜在价值(Li 等,2020 年)。
在 LPS 诱导的 RAW264.7 细胞实验中,从鱼腥草中分离出的 2-甲基壬酮和鱼腥草素钠成分均显示出抗炎活性,肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-1β(IL-1β)和 Toll 样受体 4(TLR4)的表达降低,而白细胞介素-10(IL-10)的水平上调。此外,鱼腥草的超临界提取物通过 TNF-α-NO 和环氧化酶 II-PGE2 通路抑制 RAW 264.7 细胞炎症,口服 200 mg/kg 的提取物可显著减少炎症细胞和白蛋白渗出(Shin 等,2010 年)。此外,其发酵产物也显示出类似活性;促炎因子 PGE2、iNOS、IL-1β、TNF-α 和 IL-6 的表达下调,而对 COX-2 活性的影响较弱(Woranam 等,2020 年)。此外,在 LPS 诱导的腹膜巨噬细胞中,鱼腥草的超临界提取物显示出与非甾体抗炎药(NSAIDs)和 COX-2 抑制剂 NS398 相似的效果;它不仅以剂量依赖性方式降低了 COX-2 酶活性,还下调了 COX-2 mRNA 和蛋白表达(Li 等,2011 年)。同时,鱼腥草显著抑制了 LPS 诱导的肿瘤坏死因子-α(TNF-α)mRNA 表达和 NO 因子水平。
在体内实验中,鱼腥草显著抑制了二甲苯诱导的小鼠耳肿胀和炎症,且鱼腥草素钠的抗炎活性比 2-甲基壬酮更强(Chen 等,2014 年)。此外,鱼腥草的挥发油成分也有效缓解了甲醛和角叉菜胶诱导的小鼠足肿胀(Li 等,2013 年)。有趣的是,鱼腥草乙醇提取物还缓解了人角质形成细胞的炎症,治疗后牙龈卟啉单胞菌引起的白细胞介素-8、CCL20、IP-10 和 GRO-α 的分泌显著减少(图 4)。这些研究结果表明了鱼腥草在口腔感染中的应用潜力(Sekita 等,2017 年)。鱼腥草素钠还显示出对类风湿性关节炎的潜在治疗活性,类风湿性关节炎是由滑膜病理增生引起的关节破坏。通过体外滑膜细胞实验,鱼腥草素钠在 25 μg/ml∼200 μg/ml 范围内以剂量依赖性方式有效抑制了滑膜细胞的增殖(Li 等,2014 年;Li 和 Zhao,2015 年)。
免疫调节活性
免疫细胞,包括中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞和肥大细胞,在确保免疫功能方面发挥着至关重要的作用。免疫活性物质,如免疫球蛋白、干扰素、肿瘤坏死因子和白细胞介素,也起着重要作用(Sattler,2017 年)。过敏是一种常见的免疫功能异常,可引起过敏性休克、微循环障碍和中枢神经系统障碍等严重疾病(Marshall,2018 年)。
鱼腥草中的多酚显示出抗过敏活性。用提取物培养嗜碱性 KU812F 细胞后,FcεRI 水平和 IgE 结合活性显著降低。此外,FcεRI-α 和 γ-链的 mRNA 活性也下调,组胺释放受到限制(Shim 等,2009 年)。在体内,口服鱼腥草提取物可有效缓解小鼠的被动皮肤过敏反应。由抗原如 Syk、Lyn、LAT、Gab2 和 PLCγ2 激活的 FcεRI 信号分子以及下游 Akt 和 MAP 激酶也受到抑制,但肥大细胞中 cAMP 的水平增加,这表明鱼腥草可通过抑制肥大细胞的 FcεRI 依赖性信号传导来改善过敏性疾病(Li 等,2005 年;Han 等,2009 年)。从鱼腥草中分离出的多糖 HCP-2 在 0.1–25 μg/ml 浓度下调节了人外周血单个核细胞中 T 细胞的表达,免疫分子白细胞介素-1β(IL-1β)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和巨噬细胞抑制蛋白-1α 和 -1β 的水平显著增加;因此,机体的免疫力得到有效增强(Cheng 等,2014 年)。
此外,研究人员确定了鱼腥草提取物对 Th2 介导的免疫疾病的治疗效果。乙醇提取物不仅抑制了皮肤成纤维细胞 CCD-986sk 细胞中 TARC 的产生,还下调了 Jurkat T 细胞中 TARC 受体 CC 趋化因子受体 4(CCR4)mRNA 的水平,并且 TARC 诱导的 T 细胞迁移也受到限制(Lee 等,2008 年)。此外,鱼腥草提取物调节了先天免疫介质。阴道上皮细胞经提取物处理 18 小时后,人 β-防御素 2 和分泌型白细胞蛋白酶抑制剂的 mRNA 水平显著增加,IL-2 和 IL-6 蛋白分泌增加,而 CCL5 分泌减少(Satthakarn 等,2015b 年)。有趣的是,该提取物对口免疫介质也有类似作用,人 β-防御素 2、分泌型白细胞蛋白酶抑制剂、IL-8 和 CCL20 的表达以剂量依赖性方式受到提取物调节(Satthakarn 等,2015a 年)。
上述结果表明,鱼腥草提取物可上调阴道和口腔免疫介质,这表明鱼腥草在饮食中预防和治疗口腔疾病方面具有潜力。
抗病毒活性
抗疱疹病毒活性
鱼腥草在抑制疱疹病毒方面显示出明显活性,其热水提取物可有效减轻单纯疱疹病毒(HSV)感染,这可能与抑制 NF-κB 通路有关;然而,另一个关键通路 Erk MAPK 的活性并未受到调节。此外,对提取物冻干后粉末的抗感染活性测定表明,在 50 μg/ml 剂量下达到 IC50,当浓度达到 150–450 μg/ml 时,提取物对 HSV-2 的抑制作用超过 3 个对数级(Chen 等,2011 年)。除了抑制 NF-κB 和限制病毒基因表达外,提取物还削弱了 HSV-1、HSV-2 和阿昔洛韦耐药 HSV-1 病毒在感染初期的结合和穿透能力,并减弱了 HSV 的复制过程。进一步研究表明,NF-κB 的抑制活性涉及槲皮素和异槲皮苷成分的贡献,槲皮素抑制了病毒的侵袭能力(Hung 等,2015 年)。
此外,使用猴肾细胞系(Vero 细胞)和猪睾丸细胞(ST)研究了鱼腥草对伪狂犬疱疹病毒(PrV)的抑制活性。在 Vero 细胞模型中,用 2 mg/ml 的鱼腥草提取物处理后,感染率降低了 70%,而在 250 mg/ml 浓度下,病毒的感染性被完全抑制。相比之下,相同浓度的提取物对 ST 细胞的感染抑制活性低于 Vero 细胞;然而,单独使用高剂量鱼腥草提取物显示出诱导凋亡的活性(Ren 等,2011 年)。
此外,从整株鱼腥草植物中分离出了新的黄酮类化合物鱼腥草素 A-E 和鱼腥草素 G-J,这两组化合物均显示出抗疱疹病毒活性。通过 Vero 细胞实验,鱼腥草素 A 和鱼腥草素 G-J 抑制了 HSV-1 感染。鱼腥草素 G-J 的 IC50 值分别为 38.46、14.10、62.00 和 70.76 µM,而鱼腥草素 A 在 β-半乳糖苷酶活性测定中显示出较低的 IC50 值 33.5 μM。此外,鱼腥草素 A 还抑制了单纯疱疹病毒 2 型和水痘-带状疱疹病毒的活性。空斑减少实验和荧光素酶活性测定证明了这一效果(Chen 等,2012 年;Chen S. D. 等,2013 年;Li T. 等,2017 年)。此外,鱼腥草素 M 显示出与鱼腥草素 A 相似的活性,空斑形成实验表明,鱼腥草素 M 在 17.72 μM 的 IC50 值下可抑制 HSV-1 的活性(Li JJ. 等,2017 年)。
抗流感病毒活性
人类流感病毒分为甲、乙、丙三种类型,其中甲型流感病毒是引起人体感冒的病原体(Luo,2012 年)。在神经氨酸酶活性测定中,鱼腥草显示出有效的抗流感病毒活性,在 250 mg/ml 浓度下完全抑制了病毒神经氨酸酶(HAN 等,2016 年)。此外,体内和体外实验均揭示了鱼腥草黄酮类化合物对流感病毒 H1N1 的活性,通过提取物中芦丁、金丝桃苷、异槲皮苷和异槲皮素的联合作用,显著提高了感染 H1N1 小鼠的存活率和生活寿命,50–200 μg/ml 的提取物有效降低了肺组织中的 H1N1 病毒滴度,并且在体内和体外实验中均抑制了神经氨酸酶活性(Ling 等,2020 年)。此外,从鱼腥草中获得的槲皮素-3-鼠李糖苷(Q3R)减弱了甲型流感病毒 A/WS/33 的复制,这与 Q3R 对病毒颗粒的间接作用有关。通过细胞病变效应观察发现,Q3R 显著减少了细胞病变的产生。与奥司他韦相比,Q3R 显示出更强的抗 A/WS/33 病毒活性(Choi 等,2009 年)。上述发现表明,黄酮类化合物可能是针对不同流感病毒起作用的主要成分。
抗冠状病毒活性
冠状病毒是一种广泛分布于自然界中的病毒,它选择性地感染人类和其他脊椎动物。目前,已知有七种冠状病毒对人类具有传染性。其中,新发现的严重急性呼吸综合征冠状病毒 2(SARS-CoV-2)正在全球范围内传播,并已导致数百万人死亡(Adhikari 等,2020 年)。主蛋白酶(Mpro)、木瓜样蛋白酶(PLpro)和 ADP 核糖磷酸酶(ADRP)是 SARS-CoV-2 的三种主要复制蛋白,通过使用 Schrödinger 套件 2020–3 中的 Epic、LigPrep 和 Glide 模块进行分子对接表明,代谢物(配体)6-羟基昂丹司琼与受体 Mpro(PDB ID 6LU7)和 PLpro(PDB ID 7JRN)具有结合亲和力,Glide 评分(G-score)分别为 -7.274 和 -5.672,而异槲皮苷也与 ADRP(PDB ID 6W02)具有结合亲和力,G-score 为 -6.788。此外,这些化合物显示出对 SARS-CoV-2 的 Mpro 和 PLpro 的潜在抑制作用,且不会引起毒性,尽管异槲皮苷的药物样性质较少,但显示出作为 ADRP 抑制剂的潜力,结果表明鱼腥草具有潜在的治疗活性(Das 等,2021 年);然而,这些报告似乎过于理想化,仍需更多研究。
在对抗严重急性呼吸综合征冠状病毒(SARS-CoV)的研究中,酶和免疫调节起着重要作用。0–400 μg/ml 的鱼腥草水提物以剂量依赖性方式有效促进了小鼠脾脏淋巴细胞的增殖,并观察到脾脏淋巴细胞中 IL-2 和 IL-10 的表达增加。CD4+ 和 CD8+ T 细胞的比例也上调,以增强机体的免疫力。此外,3C 样蛋白酶和 RNA 聚合酶的活性对病毒复制至关重要,在 0–1,000 μg/ml 剂量下以剂量依赖性方式受到显著抑制(Lau 等,2008 年)。研究人员使用小鼠肝炎病毒(MHV)作为冠状病毒模型来确定鱼腥草乙酸乙酯提取物的抗感染活性,用提取物溶液处理在病毒感染阶段显著抑制了 MHV 的活性(IC50 = 0.98 mg/ml),而高剂量 2000 mg/kg 未显示出急性细胞毒性(Chiow 等,2016 年);然而,尚未有效研究人体对鱼腥草的耐受性。
此外,鱼腥草对禽传染性支气管炎病毒也表现出抑制活性,该病毒与冠状病毒相似。通过空斑减少和逆转录-聚合酶链反应检测发现,在 Vero 细胞和鸡胚肾细胞中抑制了 90% 的病毒感染,并且超过一半的病毒入侵受到抑制(Yin 等,2011 年)(图 5)。
抗菌活性
抗金黄色葡萄球菌活性
金黄色葡萄球菌是一种经典的革兰氏阳性菌,通常寄生于人类和动物的皮肤、鼻腔、胃肠道等部位,是常见的食源性致病微生物(Lowy, 1998)。鱼腥草钠与乙二胺四乙酸二钠(EDTA-Na₂)联合应用对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)表现出协同抑制活性。未用鱼腥草钠与 EDTA-Na₂联合治疗的感染 MRSA 的小鼠在 12 天内全部死亡。相比之下,经鱼腥草钠与 EDTA-Na₂联合治疗的实验组小鼠在感染 MRSA 28 天后的存活率为 75%,明显高于单独使用鱼腥草钠(50%)和单独使用 EDTA-Na₂(43.75%)治疗的小鼠存活率(Huang et al., 2015)。此外,经修饰的鱼腥草钠与其他抗菌药物联合应用显示出优异的抗菌效果。在研究鱼腥草钠与苯唑西林、头孢菌素、美罗培南和奈替米星联合应用的协同作用时,棋盘法监测的中位分数抑制浓度均在 0.25 至 0.38 之间。然而,时间杀菌实验表明,使用半最小抑菌浓度(MIC)的新鱼腥草钠与苯唑西林和奈替米星联合应用,可使 MIC 低于正常水平,并能显著减少活菌落数(Lu et al., 2013)。此外,随着青霉素和甲氧西林的长期使用,产生了耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA),用乙醇提取的鲜鱼腥草叶比鱼腥草的水提物和煎剂具有更高的抑制活性。通过比较提取物对甲氧西林敏感金黄色葡萄球菌(MSSA)和 MRSA 的最小抑菌浓度(MIC),两者的浓度范围均为 110 μg/ml∼1760 μg/ml,且 MIC 低于 440 μg/ml 的 MSSA 和 MRSA 占 70%。其抑制机制可能与防止细菌生物膜的形成有关(Sekita et al., 2016)。
抗铜绿假单胞菌活性
铜绿假单胞菌(PA)是一种常见的革兰氏阴性菌,容易引起身体受伤部位的感染,导致病情加重(Mielko et al., 2019)。通过逆转录定量聚合酶链反应发现,鱼腥草钠具有抗 PA 活性。检测发现,海藻酸盐是 PA 生物膜形成的重要物质,其生物合成受到抑制,这与鱼腥草钠下调合成相关基因 algD 和 algR 的表达有关。同时,经处理后,扫描电子显微镜观察发现细菌形态发生改变,细菌生物膜中海藻酸盐的含量也降低(Wu et al., 2015)。此外,鱼腥草钠与 EDTA-Na₂联合应用可协同增强抗 PA 活性。小鼠分别单独使用鱼腥草钠和 EDTA-Na₂治疗 28 天后,小鼠的死亡率分别为 75% 和 81.25%,但联合治疗 28 天后,病死率仅为 43.75%(Huang et al., 2015)。有趣的是,Wu 等人证明鱼腥草钠通过群体感应(QS)抑制 PA 活性,群体感应是细菌之间进行信息交流的一种方式,通过传递信号分子来控制种群大小。N-酰基高丝氨酸内酯(AHL)是 PA 种群中的一种信号分子。在之前的研究中,鱼腥草钠有效抑制了 AHL 合成基因 lasl 的表达并降低了其表达水平,同时 AHL 受体和转录调节因子 LasR 也受到抑制,从而下调了绿脓菌素和 LasA 等毒力因子的表达;因此,通过 AHL 介导可以有效控制 PA 种群大小(Wu et al., 2014)。此外,在对鱼腥草钠的治疗效果评估中,发现群体感应系统中起关键作用的 rhll 和 pqsA 基因的表达显著降低,并干扰了绿脓菌素的产生;此外,还监测了生物膜的形成情况,除 lasA 外,LasB、LecA、phzM、pqsA 和 pilG 基因的表达均受到影响,这进一步抑制了 PA 毒力因子的激活和生物膜的形成(Zhao et al., 2020)。这些研究结果为抗 PA 活性提供了新的见解。
毒性
作为一种可食用植物,鱼腥草的潜在毒性通常被忽视。然而,最近一些研究报道称,肝癌与马兜铃酸和马兜铃内酰胺有关(Ng et al., 2017),对马兜铃酸在微生理系统中毒性机制的研究表明,马兜铃酸在肝细胞中的特异性代谢增加了肾脏近曲小管上皮细胞的细胞毒性(Chang et al., 2017);这使人们开始关注该植物的安全性,因为它含有一些马兜铃内酰胺成分(Ahn et al., 2017)。然而,马兜铃酸 II 因具有致突变性而在体内具有高毒性,但在体外细胞模型中毒性较低,且细胞实验中的毒理学研究很难反映体内的真实代谢情况(Michl et al., 2014)。此外,对鱼腥草 95%乙醇提取物进行的体内实验直接证明了其潜在毒性,大鼠口服单剂量 2000 mg/kg 后 14 天内未观察到病理反应;然而,在连续 28 天口服 500–1000 mg/kg/d 的剂量后,部分大鼠在 15 天后死亡,器官切片的组织病理学分析显示,与口服离子水组相比,1000 mg/kg 组肝脏组织出现空泡样变性和炎性细胞浸润,高剂量组肾脏导致肾上皮细胞灶状坏死,但其他器官未观察到病理迹象(Chen H. et al., 2021)。
尽管上述研究表明鱼腥草具有较弱的潜在毒性,但在中国和印度的一些地区,没有关于其作为蔬菜长期食用或单独作为药材使用的毒性报道,且 2013 年中国国家卫生健康委员会将其列为药食同源植物之一,表明鱼腥草在人体口服时相对安全。因此,需要更充分和可靠的数据来揭示其潜在毒性。
讨论与结论
鱼腥草是一种具有多种生物活性的药用植物。在器官保护活性的研究中,抗氧化应激和抗炎是决定其治疗潜力的重要特性(Shingnaisui et al., 2018),可减轻肺、心、肾和肝的炎症和氧化应激。然而,鱼腥草中的马兜铃酸衍生物似乎表现出肾毒性,这与它的保护作用不一致,不同剂量可能是原因之一。这也表明,对鱼腥草的肾毒性成分和机制的研究还不够充分。同样,在研究减轻肝损伤和抗肝肿瘤活性时,鱼腥草的活性成分尚不明确,对活性成分代谢的研究似乎有助于鱼腥草在饮食中发挥其保肝活性。总体而言,根据已发表的文献,鱼腥草似乎对肺组织具有选择性,可缓解肺炎(Lee et al., 2015)、肺损伤(Shi et al., 2020)、肺纤维化(Ng et al., 2007)和肺肿瘤(Lou et al., 2019)的进程,这可能得到中医药理论的支持。相比之下,鱼腥草在消化系统和心血管疾病的治疗方面存在不足。在脂多糖(LPS)和病毒诱导的体内外炎症研究中,鱼腥草的水提物和乙醇提取物以及分离的黄酮类化合物、挥发油、鱼腥草钠和多糖成分均能有效抑制炎症因子的释放,这可能在减轻炎症、急性肺损伤、心脏重塑和其他组织病理变化中发挥重要作用。此外,核因子-κB(NF-κB)和转化生长因子-β1/Smad(TGB-β1/Smad)信号通路参与其中,但关于鱼腥草是否通过其他信号通路调节炎症反应的研究还很少。在抗肿瘤研究中,诱导细胞凋亡和细胞周期阻滞是鱼腥草对抗肺肿瘤、肝肿瘤、胃癌、结肠肿瘤和乳腺肿瘤的重要特征。然而,我们发现研究中使用的提取物成分尚不明确,也未得到充分表征,这是鱼腥草抗肿瘤活性甚至整个药理学研究中普遍存在的不足。药理学研究实验应精心设计、严格实施、详细记录,并采用适当的模型和准确的测定方法(Heinrich et al., 2020)。因此,我们建议鱼腥草的体内外药理学实验应遵循定性标准,并需要更多关于饮食中疾病预防和治疗的研究。
鱼腥草与其他药物联合应用也显示出潜力。作为一种传统的基础抗病毒和抗菌中药,研究鱼腥草滴眼液与盐酸奥洛他定联合治疗春季角膜结膜炎,揭示了这种联合应用的协同作用(Xu and Cai, 2019)。此外,一项涉及山竹、紫草、蒺藜和鱼腥草提取物治疗轻中度痤疮的临床试验表明,炎症性和非炎症性皮肤病变的数量显著减少(Yang et al., 2021)。更重要的是,鱼腥草的联合应用在缓解糖尿病胰岛素抵抗(Wang et al., 2017)和抗癌疼痛(Wan et al., 2016)、抗菌和辅助细胞移植方面显示出有效活性,这可能是未来鱼腥草治疗活性研究的重要方面。值得注意的是,鱼腥草注射液的不良事件评估表明,在治疗过程中会引起过敏性休克,且与青霉素类、头孢菌素类和大环内酯类药物联合使用会增加过敏反应的风险(Wang et al., 2010)。由于鱼腥草含有多种植物化学成分,其药理活性似乎过于乐观,应仔细研究其潜在风险。采用大孔树脂提取鱼腥草挥发油,然后将其嵌入微乳液以提高其生物活性和安全性的制备技术,为鱼腥草及其衍生物作为药物制剂的未来发展指明了方向(Pang et al., 2017),鱼腥草与药物递送系统的结合有望进一步增强其治疗潜力。
此外,鱼腥草在多种疾病中显示出有效的缓解活性,但其肝毒性和肾毒性不容忽视,这些毒性似乎在高剂量时出现;因此,基于毒理学和药理学的研究仍需加强,以促进其在疾病治疗中的作用。此外,化合物的体外甚至体内药理学研究并不能证明其可以转化为药物发挥治疗作用。基于有效天然成分的结构修饰有望帮助降低毒性并增强治疗活性,例如,温郁金根茎中的β-榄香烯成分已获得中国国家药品监督管理局(CFDA)批准用于治疗多种癌症(Bai et al., 2021)。因此,在研究鱼腥草的生物活性成分时,结构修饰可能是需要注意的一个方面。
总体而言,研究鱼腥草的成分及其药理学和毒理学活性,并提供更多数据以消除潜在风险;此外,合理的联合应用和化合物的结构修饰仍是未来研究的重要课题。