藤茶的历史
藤茶的历史可追溯到东晋时期(公元420-589年),最早的传统用法包括清热解毒、平肝降压、活血通络。藤茶自古以来一直被视为药物,元代的《饮食膳要》详细记载了藤茶的药用属性,指出其性味为甘苦,微寒,有清热和解渴的功效。清朝时期,刘善述的《草木便方》也记载了藤茶的多种药用属性,包括生津止渴、利小便、消食、下气、醒神、消瞌睡等功效。
藤茶的民间用途
藤茶在中国的西南和沿海地区(包括华南和华东)得到广泛应用,具体的用途因地域而异。在气候湿润炎热的沿海地区,如福建、广西、广东,藤茶主要用于治疗中暑、口疮、失音、牙痛、皮肤瘙痒、湿疹、皮炎和牛皮癣等疾病。相比之下,在西南内陆地区,如陕西、贵州、江西,藤茶主要用于清热解毒、平肝降压、活血通络,治疗痢疾、泄泻、黄疸、风热感冒、咽喉肿痛和痈肿等疾病。
显齿蛇葡萄的植物活性成分
显齿蛇葡萄叶因其丰富的黄酮类化合物而被誉为“黄酮之王”。黄酮类化合物是显齿蛇葡萄叶中最丰富的生物活性化合物,占有机提取物总干重的43.4%至44.0%。其中,D黄酮是最主要的黄酮类化合物,占显齿蛇葡萄叶干粉的16.42%至21.67%。这种高含量的化合物在植物界中相当罕见。此外,显齿蛇葡萄叶中还富含多酚类化合物,含量约占20%。
显齿蛇葡萄的药理活性
关于显齿蛇葡萄的药理作用研究主要集中在其中最丰富的黄酮类成分,即D黄酮。抗氧化和抗炎作用被认为是藤茶和D黄酮的两个主要作用。研究主要集中在显齿蛇葡萄叶中的黄酮类成分,尤其是D黄酮。这些研究显示出显齿蛇葡萄和其主要成分D黄酮具有出色的抗氧化和抗炎特性。
神经保护作用
近年来,D黄酮引起了全球范围内对其神经保护作用的极大关注,特别是在阿尔茨海默病(AD)和帕金森病(PD)的潜在预防和治疗方面。除了传统的藤茶用途,现代医学也发现了很多有希望的结果。
在研究中,D黄酮被发现对β-淀粉样蛋白(Aβ40)的聚集有抑制作用,从而阻碍了有毒纤维的形成并延缓了Aβ40的构象变化。在阿尔茨海默病的动物模型中,D黄酮通过阻止NLRP3炎性小体的形成,从而抑制了由小胶质细胞介导的神经炎症。在其他具有阿尔茨海默病病理特征的动物模型中,D黄酮可降低β-淀粉样蛋白(Aβ)水平,恢复桥尾蛋白(gephyrin)水平,促进GABA能传递和功能性突触的恢复(详见:《南加州大学:D黄酮改善焦虑,恢复抑制性神经传递和桥尾蛋白水平》)。
对于帕金森病(PD),D黄酮也显示出了潜在的益处,可以抑制α-突触核蛋白(α-SN)的聚集,防止预先形成的纤维的形成,并促进多巴胺能神经元的生存。在帕金森病的动物模型中,D黄酮减少了多巴胺神经元的损失并改善了运动障碍。
氧化应激在神经退行性疾病发病机制中扮演着关键角色。研究发现,D黄酮可以减少老年小鼠大脑中的氧化应激反应,减缓海马神经元的老化。此外,在3-硝基丙酸诱导的行为缺陷和纹状体损伤的大鼠模型中,D黄酮显示出强大的抗氧化和抗凋亡作用。在全身性炎症模型中,D黄酮通过抑制IκB/NF-κB炎性通路的激活和降低JAK2-STAT3及STAT3核内定位的磷酸化水平,保护了炎症引起的小胶质细胞损伤。
此外,D黄酮在多个认知功能下降模型中表现出积极效果。在炎症模型中,D黄酮通过抑制过度活化的磷酸化AMPK来正常化葡萄糖转运蛋白GLUT4在细胞膜和细胞内区域之间的转运,从而纠正了细胞葡萄糖吸收的异常。在一种II型糖尿病诱导的认知障碍动物模型中,D黄酮可以抑制氧化应激,增强海马中神经营养因子的表达。对于铅诱导的认知功能障碍动物模型,D黄酮通过抑制AMPK的激活,部分减少了氧化应激、凋亡和炎症。另外,D黄酮还通过减轻氧化应激反应并促进突触可塑性的恢复,改善了急性睡眠剥夺动物的学习和记忆能力。
在新冠疫情期间,南加州大学、加州大学洛杉矶分校和西密歇根大学进行的一项临床实验显示,D黄酮可以改善失眠、焦虑和抑郁。相对于服用安慰剂的志愿者,服用D黄酮复方草药制剂的志愿者在压力水平、睡眠时间、手机依赖、清晨情绪和焦虑/抑郁症状方面都有显著改善。这一研究揭示了D黄酮复方草药制剂在治疗失眠症方面的潜在价值,以及其对整体心理健康和福祉的积极影响。(参见:《南加州大学目前进行的D黄酮临床实验》、《Research Outreach: D黄酮有望治疗焦虑症》)。
抗肿瘤效应
显齿蛇葡萄也被广泛研究其抗肿瘤效应,而主要活性成分D黄酮已被证实在抑制多种癌症的标志性通路中发挥着重要作用,表明其在显齿蛇葡萄的整体抗肿瘤作用中具有重要地位。
D黄酮被发现可以抑制肝细胞癌(HCC)的迁移和侵袭,逆转卵巢癌细胞的耐药性,以及降低其侵袭能力。多种潜在机制已经被提出,包括通过抑制mTOR激活和调控上游信号通路,阻止Akt/Bad和NF-κB/Snail通路的活化,减少活性氧生成,通过下调TGF-β/Smad3信号通路引导氧化应激,降低Notch1表达从而诱导凋亡。同时,D黄酮可以抑制胆管癌的增殖、迁移和侵袭,同时促进凋亡,这是通过上调miR-455-3p和miR-21的表达来实现的。此外,D黄酮还可以通过调节Wnt/β-catenin信号通路,同时下调ERK1/2信号通路来抑制鼻咽癌细胞的迁移和侵袭,该信号通路可以降低迁移所需的分子MMP-2的表达。
D黄酮还能够在多种癌症细胞中诱导线粒体介导的凋亡,包括抑制骨肉瘤细胞、肺癌中的成纤维细胞和黑色素瘤细胞的增殖。这些效应通过不同的信号通路介导,取决于细胞类型。在骨肉瘤中,D黄酮通过阻断ERK、SP-1和NF-κB的激活来抑制其迁移,同时通过激活P38(MAPK)和AMPKα-GSK3β-Sox2信号通路来抑制其生长,通过激活Erk1/2和Akt并抑制ROS-NF-κB依赖性自噬来抑制其增殖。在非小细胞肺癌细胞中,D黄酮通过破坏线粒体膜电位来诱导凋亡。在鳞状细胞癌中,D黄酮通过诱导过度自噬来诱导皮肤鳞状细胞死亡,这一效应是通过MALAT1-TFEB通路介导的。此外,D黄酮还能够增加ROS生成和JNK激活,导致G1和S期阻滞,引发凋亡和自噬,从而抑制人脑胶质瘤的增殖,并通过抑制Sema4D依赖的氧化应激和炎症来抑制结肠癌的增殖。
此外,最近的研究发现,D黄酮也是治疗卵巢癌和白血病的潜在候选药物。这一发现基于以下潜在机制,包括下调AKT和NF-κB信号通路、抑制GRASP65表达、以及激活JNK/ERK通路。此外,它还可以降低白血病干细胞标志物的表达水平,如Oct4、Sox2、CD44和CD133。
在人乳腺癌中,D黄酮可以预防癌细胞的发生,通过Akt-mTOR通路引发内质网应激和自噬,进一步增强其抗乳腺癌效应。
值得注意的是,来自显齿蛇葡萄叶提取的总黄酮已被发现可以通过捕捉苯乙醛的方式来抑制油炸食品中杂环芳香胺的生成,从而减少食品加工中的致癌或致突变物质的产生。这突显了显齿蛇葡萄叶作为一种健康食品在抗肿瘤方面的潜力。
保肝护肝
在中国的传统民间医学中,使用藤茶以改善肝脏健康和降低血压一直有着悠久的历史。因此,众多研究旨在探究显齿蛇葡萄叶对肝脏功能的确切影响。现代医学研究也已经为这一传统治疗效果的分子机制提供了一些见解。
无论是来自显齿蛇葡萄叶提取物的粗提取物,还是D黄酮,均表现出对酒精性脂肪肝或高脂饮食引发的非酒精性脂肪肝(NAFLD)具有良好的保护作用。举例来说,D黄酮能够通过激活SIRT1/TGF-β1/Smad3和自噬通路,同时抑制JNK/TNF-α通路,以减轻肝脏纤维化。D黄酮可以通过抑制NF-κB介导的炎症和TGF-β1介导的PI3K/Akt信号通路,来逆转肝脏纤维化。此外,D黄酮还可以通过改善Keap-1/Nrf2通路介导的p62和自噬之间的相互作用,减轻酒精性肝病的病理过程中的肝脂肪变性和炎症反应。显齿蛇葡萄叶提取物和D黄酮还被证明可以通过减少肝细胞死亡,从而减轻乙酰氨基酚(一种对肝脏有毒性的感冒药成分)引起的肝损伤。这是通过促进p53相关再生和改善脂质稳态实现的。显齿蛇葡萄叶提取物和D黄酮均能减少高脂饮食和饮酒引起的脂肪肝的风险。
显齿蛇葡萄叶多酚可以通过改善脂肪酸氧化、脂肪合成、肝脏氧化应激和肠道菌群的平衡,来减轻非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)。细胞实验结果表明,D黄酮可以通过抑制脂质堆积、氧化应激和凋亡,来减缓由油酸诱导的脂肪肝进展。其潜在机制包括调节PPARγ、AMPK和AKT信号通路。同时,D黄酮可以通过SIRT3依赖的机制,改善高脂饮食处理的动物模型中肝细胞的线粒体呼吸和氧化还原平衡,从而预防NAFLD。D黄酮还可以通过长寿蛋白SIRT1介导的信号级联调节,来减轻NAFLD,这是一种严重的血脂异常模型。值得一提的是,第三军医大学进行的一项涉及60名NAFLD成年患者的D黄酮临床试验已经取得了一些鼓舞人心的成果。
这项第三军医大学的临床试验结果表明,D黄酮可以改善胰岛素敏感性,降低血清TNF-α、角蛋白-18和成纤维细胞生长因子21的水平,并显著减轻非酒精性脂肪性肝病的症状。
抗动脉粥样硬化
D黄酮已经证实具有治疗动脉粥样硬化的潜在前景,其机制包括改善内皮细胞的功能和维持内皮细胞的存活。举例来说,D黄酮能够抑制氧化型低密度脂蛋白(ox-LDL)诱导的人脐静脉内皮细胞凋亡,这一作用至少部分归功于激活Nrf2信号通路。此外,在受氧化应激的血管内皮细胞中,D黄酮激活了多个信号通路,如Akt、ERK1/2和Nrf2/HO-1,以增强抗氧化酶的表达,同时也激活了PI3K/Akt/FoxO3a信号通路,以增加抗凋亡蛋白的表达。D黄酮通过上调miR-21介导的DDAH1-ADMA-NO信号通路,减轻了由TNF-α引发的内皮功能障碍。类似地,D黄酮能够通过提高内皮miR-21的表达,抑制DDAH1-ADMA-eNOS-NO通路,从而改善动脉粥样硬化。D黄酮在改善由高脂饮食引发的多种动脉粥样硬化症状方面发挥作用,它有助于减轻内皮功能障碍、抑制巨噬细胞和泡沫细胞的形成,改善血脂水平,并具备抗炎和抗氧化的特性。在动脉粥样硬化动物模型中,D黄酮通过依赖于长寿蛋白sirt3的机制,抑制了泡沫细胞的形成,减少了氧化应激,改善了线粒体功能,同时减轻了NLRP3的活化。值得注意的是,D黄酮还促进了ApoE-/-小鼠中LXRα-ABCA1/ABCG1的表达,这表明促进胆固醇外流可能是D黄酮减少巨噬细胞泡沫化的关键靶向过程。
除了D黄酮外,显齿蛇葡萄叶总黄酮还被发现可以通过降低胸主动脉细胞中ACE和Ang的表达,提高eNOS的含量,从而在自发性高血压动物模型中减轻症状。此外,显齿蛇葡萄叶总黄酮还能够通过抑制Wnt/β-catenin介导的TCF/LEF转录激活,来降低c-Myc和cyclin D1的表达,从而预防心血管疾病的发生。
抗菌和抗病毒
随着新冠病毒疫情(COVID-19)的严重传播,科研人员越来越关注具有抗感染活性或能够缓解感染症状的天然来源药物。值得注意的是,显齿蛇葡萄叶传统上被用于清热解毒,这与目前用于治疗新冠病毒感染的临床策略一致。因此,这份研究总结了显齿蛇葡萄叶的抗炎和抗菌特性。
D黄酮已被证实有效地抑制新冠病毒主蛋白酶SARS-CoV-2 Mpro的复制,有望成为治疗新冠病毒感染及其后遗症的潜在候选药物。此外,D黄酮还对流感A型病毒的聚合酶基本2亚单位表现出选择性抑制,从而减轻病毒活性。在宿主方面,D黄酮能够通过抑制TLR3信号通路,减少因免疫反应引起的细胞损伤,为新型抗流感药物的开发提供了可能性。
D黄酮对金黄色葡萄球菌和其他四种食源性细菌表现出理想的抗菌活性,其作用机制包括溶解细胞壁和抑制三羧酸循环(TCA)通路。显齿蛇葡萄叶中的其他类黄酮,如angelioue、cuminatanol、表没食子儿茶素和柚皮素,也表现出中度到显著的抗菌活性。
D黄酮通过限制病毒的产生、阻止病毒斑块的形成和进一步发展,有效抑制了单纯疱疹病毒1型(HSV-1)的感染。此外,D黄酮通过激活肝脏细胞中的NF-κB、MAPK和自噬过程来抑制乙肝病毒的复制。D黄酮能够保护T细胞免受HIV-1病毒的感染(保护率80.2%),同时降低HIV-1抗原P24的表达水平(抑制率63%)。D黄酮在HIV-1感染的多个阶段,包括病毒进入宿主细胞、潜伏期和急性感染期,表现出较强的抑制作用,与其免疫增强作用一致。
缓解糖尿病及其并发症
藤茶已被证明在调节糖代谢和脂代谢方面发挥积极作用,因此已成为受欢迎的功能性饮料,风靡全球。
近年来,显齿蛇葡萄叶中的D黄酮显示出显著的疗效,能够有效缓解肥胖、糖尿病及其并发症。一项由第三军医大学进行的临床试验涉及80名2型糖尿病患者(T2DM),他们每日一次服用970毫克的D黄酮,治疗持续一个月。令人惊讶的是,研究结果表明,与安慰剂组相比,D黄酮组的空腹血糖、糖化白蛋白、胱抑素C和视黄醇结合蛋白4水平显著降低,最终实现了正常的血糖控制,并改善了肾功能。(详见:《第三军医大临床试验:D黄酮改善2型糖尿病患者的血糖》)
机制研究已在代谢综合征的啮齿动物模型中展开,表现出有望的效果。D黄酮的抗糖尿病作用至少部分是通过改善胰岛素抵抗(IR)来实现的。例如,D黄酮可以通过抑制PPARγ的磷酸化来使糖尿病肥胖动物的血糖恢复正常;在db/db小鼠中,D黄酮提高了IRS-1的酪氨酸磷酸化水平,这是胰岛素作用效应分子之一,在胰岛素抵抗后通常减弱。在炎症诱导胰岛素抵抗后,D黄酮可以通过靶向周围组织中的磷脂酶C,激活PLC-CaMKK-AMPK信号通路。在肌肉组织中,D黄酮可以通过激活AMPK/AMPK-PGC-1α-Sirt3信号通路,促进自噬,降低胰岛素抵抗。D黄酮还能够通过抑制慢肌纤维丢失的FLCN-FNIP1-AMPK通路,减少肥胖个体的胰岛素抵抗。
同时,D黄酮还能够直接作用于周围组织,改善糖尿病并发症的症状。它通过靶向P2X7受体和BDNF/TrkB通路,降低促炎因子水平,从而预防炎症性组织损伤。此外,D黄酮可以直接减少糖尿病引起的神经性疼痛和抑郁,通过降低背根神经节、脊髓和海马中P2X7受体的表达水平。此外,D黄酮可通过调节miR-155-5p/PTEN和PI3K/AKT/mTOR信号通路,促进自噬,减轻了糖尿病患者的肾间质纤维化。此外,它通过降低心肌细胞中miR-34a的表达,改善糖尿病动物的血糖水平和受损的自噬过程,从而减轻了糖尿病并发症。在糖尿病心肌病动物模型中,经D黄酮治疗后,循环炎性因子的减少表明改善了糖尿病视网膜病变,促进了线粒体功能,减少了心肌细胞的凋亡,并促进了心室心肌细胞中的自噬。
最后,D黄酮还被证明通过改善脂代谢来促进机体的代谢。D黄酮通过抑制ERK诱导的PPARγ磷酸化来提高脂肪细胞的葡萄糖摄取。D黄酮还能够通过靶向GRP78,减少脂滴的形成,从而发挥抗肥胖作用,这在3T3-L1细胞中得到了证实,并通过调节FXR介导的胆汁酸代谢途径来实现。
抗氧化
显齿蛇葡萄叶富含自然类黄酮,这些成分具有抵抗氧化和清除自由基的潜力。近年来,研究证实显齿蛇葡萄叶提取物以及其主要成分D黄酮在体内外均表现出显著的抗氧化活性。评估抗氧化状态的常用方法包括DPPH、ABTS+和ROS清除能力。通过使用DPPH-HPLC快速筛选法,研究发现显齿蛇葡萄叶中含有十五种类黄酮,如D黄酮、杨梅素、山奈酚和二氢槲皮素,具有出色的抗氧化活性,其中D黄酮表现出最强的DPPH清除能力。D黄酮能够抑制活性氧物质的生成,有效减少人类红细胞的溶血,并抑制人血浆中脂质过氧化的发生。这些观察结果与在D黄酮处理下抗氧化酶(如超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶、过氧化氢酶)的表达显著增加相关。此外,D黄酮还可还原铁离子并缓解Fe2+的螯合作用,进一步证明其抗氧化效应。
除了D黄酮,其他多酚、类黄酮和多糖也因其不同程度的亚铁离子螯合活性而受到研究。
目前,显齿蛇葡萄叶已经被广泛用于食品工业,作为天然抗氧化剂的来源。通过将显齿蛇葡萄叶进行浸泡和发酵,制备出具有强大抗氧化活性的功能性饮料。此外,D黄酮已在工业化的曲奇烘焙过程中进行了测试,以减少脂质和蛋白质的氧化以及随之产生的毒性物质,从而降低氧化引起的毒性物质的含量。
抗炎
关于显齿蛇葡萄叶的抗炎作用的研究主要侧重于其中的D黄酮成分。已有报告表明,D黄酮能够有效缓解多种疾病,包括关节炎、急性胰腺炎和结肠炎等炎症引起的症状。这些效应主要是通过抑制相互关联的Akt/SIRT1/NLRP-3/NF-κB信号通路实现的。多项研究结果强调了D黄酮治疗关节炎时的明确机制以及卓越疗效。例如,D黄酮通过抑制NF-κB信号通路,预防了骨质吸收细胞的异常生成,从而改善了关节炎大鼠膝关节的受损情况。此外,D黄酮能够激活Nrf2通路,抑制关节炎中促炎细胞因子的产生。同时,D黄酮也可能成为预防类风湿性关节炎和骨质疏松的潜在药物,因为它减少骨质流失,并通过干预RANKL信号通路,抑制骨质吸收细胞的生成和活性。除了与骨骼关节相关的炎症外,D黄酮还能通过抑制TRAF3-p38信号通路的激活,减轻急性胰腺炎,表现出未来治疗的潜力。局部应用D黄酮到对地塞米松产生损害的敏感小鼠耳部区域,能够恢复胸腺功能,该效应通过调节PPARγ介导的脂质代谢实现。在结肠炎动物模型中,D黄酮能改善肠黏膜屏障功能,减轻结肠炎炎症,其机制包括调节紊乱的肠道菌群和胆汁酸代谢。值得注意的是,D黄酮还可能通过干预菌群-胆汁酸-FXR/TGR5信号通路发挥作用,通过抑制IRAK1/TRAF6/NF-κB介导的炎性信号通路,从而对抗溃疡性结肠炎。除了上述讨论的炎症性疾病,还有观点认为炎症与许多其他慢性疾病及其并发症存在关联,包括癌症、动脉粥样硬化、神经退行性疾病(如阿尔茨海默病、帕金森病)、糖尿病、肝脏疾病、肺纤维化等。因此,显齿蛇葡萄叶中的生物活性成分(包括D黄酮)在治疗这些疾病时的部分效应可归因于其抗炎机制。
多领域潜在应用
D黄酮不仅在已提及的领域中展现了积极的治疗潜力,还在其他多个领域也呈现出显著的应用前景。以下是关于其在肌肉萎缩、急性肺损伤和心脏病的应用:
防治肌肉萎缩: 研究表明,D黄酮通过调控Lanine受体,通过Lanine受体-CaMKK-AMPK信号通路,有望减轻由炎症引发的肌肉萎缩。
预防急性肺损伤: D黄酮具有抑制NLRP3炎性小体、焦亡和MAPK信号转导的激活潜力,可望在预防急性肺损伤方面发挥积极作用。此外,它还可以通过减少氧化应激,改善线粒体裂解和融合的平衡,从而保护乳腺上皮细胞免受热应激的不利影响。
改善心脏病: D黄酮在研究中显示出对改善心脏病患者的病情有潜在益处。在脓毒症动物模型中,它通过刺激SIRT1介导的NLRP3炎性小体激活,显著减轻了有害的心脏效应。这一积极作用进一步通过减少氧化应激,有助于正常化过度兴奋的MaxiK和KATP通道。
保护皮肤和抑制黑色素生成
D黄酮展现出了在皮肤护理领域的潜在应用。它通过多种机制保护皮肤免受紫外线辐射(UVA)引起的损伤。首先,D黄酮可以抑制活性氧的产生、降低线粒体膜电位,以及减少组蛋白H2AX的磷酸化,从而有助于预防UVA诱导的皮肤损伤。另一方面,它还与鞣花酸协同作用,激活TGF-β1和Wnt信号通路,进一步保护皮肤免受UVB诱导的损害。此外,D黄酮还表现出对皮肤细胞中黑色素生成的一定抑制作用,这是通过下调PKA、PKC和MAPK信号通路来实现的。因此,D黄酮可能成为开发去色型皮肤护理产品的有力选择。
显齿蛇葡萄研究趋势的变化
尽管藤茶在中国历史悠久,但科学研究对其的兴趣和探索才刚刚起步。自20世纪70年代以来,藤茶逐渐引起了世界范围内的广泛关注,相关的现代科研也不断增加。尤其是D黄酮这一特殊成分,尽管早在之前就被发现,但真正的大规模研究直到2014年至2015年才开始。此后,研究的方向逐渐扩展,包括了肥胖、脂肪肝、抗氧化、脂质代谢等领域,使藤茶及其中的D黄酮备受瞩目。D黄酮之所以引起广泛兴趣,可能是因为它具备保护肝功能、抗癌、抗氧化等特殊功效。
值得关注的是,藤茶中丰富的黄酮类化合物,可以在叶子上干燥后直接观察到大量白色乳霜。这些乳霜被检测为黄酮类化合物,其中D黄酮是主要的成分,占总黄酮的35%以上。然而,目前尚不清楚藤茶的功效是否仅仅依赖于D黄酮,或者还与其他黄酮类化合物协同作用。这也是未来研究的一个重要方向,以更全面地理解藤茶的多功能性。