蜂胶免疫调节作用的研究进展

摘 要:蜂胶富含多种生物活性物质,具有广泛的药理学活性与保健功能。其中,免疫调节活性是蜂胶发挥多种生物学功能的基础,越来越受到人们的关注。在总结国内外相关研究的基础上,对蜂胶及其两种重要单体成分-CAPE和 Artepillin C的免疫学活性进行综述;重点介绍了巴西绿蜂胶对人淋巴细胞的免疫调节作用,并提出了蜂胶在免疫调节研究中存在的问题,旨在为探明蜂胶免疫调节的作用机制以及建立蜂胶的化学标准化提供依据。

申小阁,胡福良   浙江大学动物科学学院, 浙江

关键词:蜂胶;免疫调节;咖啡酸苯乙酯;阿替匹林C

蜂胶作为一种天然的蜂产品,自古以来就被人们广泛使用。古埃及人利用蜂胶制作木乃伊,古希腊和古罗马的内科医生将蜂胶用作防腐剂,而印加人将蜂胶用作退热药。近些年来,随着人们对蜂胶研究的不断深入,蜂胶又被应用于抗病毒 、 抗细菌、抗真菌、抗炎、护肝、抗肿瘤以及调节血脂血糖等众多领域。大量的科学研究结果表明,蜂胶的免疫调节作用是其具有多种生理药理活性的基础。

1 蜂胶的一般免疫学活性

蜂胶在体内外的免疫调节作用已经得以证实。李淑华等用单克隆抗体技术检测实验小鼠药物处理前后T细胞总数及亚群变化,发现蜂胶乙醇提取液能促进伴刀豆球蛋白A诱导的淋巴细胞增殖,增加T细胞总数并调整T细胞亚群紊乱,蜂胶乙醇提取液对免 疫功能低下小鼠具有免疫刺激和调节作用;Banskotao等用不同溶剂提取的巴西蜂胶处理体外培养的小鼠结肠26-L5癌细胞和人类HT-1080纤维肉瘤细胞,发现蜂胶可以通过活化巨噬细胞间接对恶性肿瘤细胞株产生毒性;此外,蜂胶还可以通过抑制多种免疫刺激性细胞因子的释放从而抑制过度的免疫反应,起到抗炎及促进伤口愈合作用。

蜂胶的抗菌作用与其免疫调节活性也密切相关。2005年,Orsi等用鼠沙门氏菌感染经蜂胶处理后的人巨噬细胞,结果发现蜂胶可以通过刺激巨噬细胞释放H2O2和NO,间接增强了其抗菌活性;随后,Sforcin也报道了蜂胶与之相类似的抗真菌作用。

总之,不同蜂胶的免疫学活性主要依赖于其直接的免疫增强及免疫抑制作用,但目前关于蜂胶免疫调节作用精确的潜在机制还尚在研究之中。

2 影响蜂胶免疫调节作用的因素

蜂胶是由蜜蜂采集到的植物树脂及其自身分泌物混合而成,其成分及生物学活性受蜂种、植物来源、地理位置及采胶季节等因素的影响,其中,植物来源和地理位置是影响蜂胶免疫学活性的主要因素。God frey等检测了巴西、新西兰、中国和塔斯曼尼亚四个不同地区蜂胶醇提物对人休眠性外周单核血细胞的免疫学活性影响,结果显示,除了巴西绿蜂胶外,其余三种蜂胶都没有表现出对该细胞明显的增殖作用。不过,有趣的是,巴西绿蜂胶适度的刺激作用是通过增强细胞内线粒体的活性而完成的。而新西兰、中国和塔斯曼尼亚蜂胶却表现出以剂量和时间依赖性方式诱导细胞死亡,这一抑制作用源于蜂胶的细胞毒性。这一结果证实了不同地区的蜂胶具有不同的生物学活性。巴西绿蜂胶和其他三种蜂胶提取物的唯一不 同就在于他们成分上的差异。巴西绿蜂胶是产自热带地区的蜂胶,其主要的植物来源是酒神菊属植物;而新西兰、中国和塔斯曼尼亚蜂胶均来自温带地区。Bankova曾报道来自温带地区的不同蜂胶含有相似的化学成分,大多属于杨树型蜂胶。此外,提取方法也是影响蜂胶活性的一个重要因素。薛晓丽等比较了乙醇提取、索氏提取、超声波提取、超临界流体提取等四种提取工艺的粗提取物中总黄酮含量,结果表明,不同提取工艺对蜂胶中黄酮类物质的提取有较大的影响。超声波提取法所得的粗提物中黄酮类物质含量最高,具有更强的生物学活性。

3 蜂胶中两种强效免疫因子-CAPE和Artepillin C

目前已经从蜂胶中分离鉴定出了300多种化合物,在这些物质中,CAPE(咖啡酸苯乙酯)几乎存在于所有温带地区的蜂胶中,是一种具有极强生物学活性的化合物。CAPE属于咖啡酸衍生物,首次由Hashimoto等在1988年合成,随后多个科学家展开了对CAPE生物学活性的研究,其免疫调节作用已经被证实。Prak等服不同浓度的CAPE,结果发现小鼠体内相应的抗体含量及免疫调控细胞因子IF-2、IL-4的含量有所升 高,同时也促进了T细胞的增殖作用。而CAPE的抗 炎作用主要是通过抑制刺激性免疫细胞的活性来完成 的,Marquez等用CAPE培养经SAP(葡萄球菌肠毒素B)和PHA(植物血凝素)处理过的人单核外周血细胞,结果发现CAPE通过抑制活化的T细胞内IL-2基因转录及合成从而抑制T细胞的增殖;同时,它也可以抑制T细胞活化的两个关键转录因子NF-KB和NFAT(活化T细胞核因子)的DNA转录及两者间的结合。此外,Wang等先后在2009、2010年研究CAPE对人树突状细胞作用的过程中发现CAPE可以抑制体外经LPS(脂多糖)刺激后该细胞的成熟分化。

蜂胶中另一个重要的活性物质是Artepillin C(3,5-二异戊二烯基-4羟基肉桂酸),一种低分子量的酚类化合物。目前发现Artepillin C只存在于巴西绿蜂胶中,并且是其发挥多种生物学功能的主要活性成分。1988年,Hashimoto等在实验室合成了Artepillin C;1996年,KIMOTO等在巴西绿蜂胶中首次分离得到Artepillin C,随后,该团队在研究白血病细胞模型时发现了其抗癌活性,并证实这一活性是通过对体内外的白血病细胞的诱导性凋亡作用来完成的。然而,奇怪的是,SHIMIZU等在检测蜂胶的抗 氧化作用过程中发现Artepillin C可以保护人肝癌细胞株HEPg2免受氧化损伤。

由于Artepillin C只存在于巴西绿蜂胶中,目前对其免疫学活性的研究还远远少于CPAE。在人与小鼠混合白血病模型实验中,Kimoto等发现Artepillin C主要通过增加体内CD4/CD8及T淋巴细胞的总数进一步增强了T细胞的细胞毒性,从而间接杀伤癌细胞。Paulino等研究Artepillin C在小鼠体内的抗炎效果、吸收作用和生物利用率的过程中发现,Artepillin C可以抑制巨噬细胞NF-KB的活性以及炎性因子PGE2和NO的产生,从而抑制由卡拉胶诱导的大鼠爪子水肿的进一步恶化。Tani等用人工合成的Artepillin C处理鼻炎患者的外周单核细胞,结果发现Artepillin C可以抑制中性粒细胞向炎症区域的游走。同时,多个实验大鼠模型研究结果表明ArtepillinC对生物体没有明显的毒性,因此可以将其用作抗过敏药物。

4 巴西蜂胶对人单核淋巴细胞的作用

人外周单核细胞主要包括单核细胞、T细胞、B细胞和自然杀伤细胞等多种细胞。Godfrey等用巴西绿蜂胶处理上述这些细胞,结果发现,它主要作用于活化的CD14+单核细胞,在这个过程中CD3+CD4+T淋巴细胞的数量也有所增加。然而,由于个体间免疫水平的差异,蜂胶对这些细胞的增殖作用也有所不同。此外,之前的一些研究表明蜂胶也可以活化休眠的巨噬细胞,一种源于单核细胞的细胞类型。

巴西绿蜂胶可以刺激CD14+单核细胞,同时提高这些单核细胞的存活。而据Landmann等报道,体外条件下LPS也可以刺激单核细胞的增殖和存活。因此,Godfrey等又检测了巴西绿蜂胶样中LPS的含 量,结果发现上述样品中只有极少量的LPS,因此排除了蜂胶被LPS污染的可能性,同时也证实了蜂胶 对单核细胞的刺激作用。

对于巴西绿蜂胶的抗细胞凋亡作用,Godfrey等进一步研究了经其刺激后单核细胞的变化,结果发现,在它诱导下单核细胞分化为CD14 LOW hla-DRhigh型单核细胞 。 而之前Ansorge等及Blonska等报道称,巴西绿蜂胶的抗细胞凋亡作用可能归因于它对多种细胞因子产生的累加抑制效果。不过,Pagliarone等在2009年用蜂胶处理应激小鼠时发现,它可以刺激促炎细胞因子的产生,因此,对蜂胶的这一作用机制还存在有争议。

奇怪的是,Godfrey等在巴西绿蜂胶抗细胞凋亡作用中还发现该过程没有单细胞刺激因子TNFα的参与。随后,Godfrey等又发现单独使用巴西绿蜂胶 不能引起单核细胞产生TNFα ,但经LPS刺激后再用巴西绿蜂胶处理单核细胞,可以发现TNFα的产量有所上升。这暗示着巴西绿蜂胶的免疫调节作用是 由细菌内毒素刺激后敏感性的单核细胞间接诱导的。而对于TNFα含量的增加是否归因于经LPS及巴西绿蜂胶处理后促炎单核细胞存活率及分化率的上升还需要进一步的研究。

到目前为止,还没有关于影响体内促炎单核细胞分化因素的报道。而对于巴西绿蜂胶在促炎单核细胞分化作用上的进一步研究有助于我们了解其对单核细胞系免疫调节的作用,也有助于我们开发新的免疫增强剂。

5 巴西绿蜂胶和Artepillin C对活化的T细胞和白血病细胞的抑制作用

T细胞是外周单核血细胞的一种主要类型,在免疫防御中起着重要的作用。免疫系统在人体抵抗外界病原菌感染中起着关键作用,其中存在着一些微妙的平衡体系,可以有效地防止机体免疫防御对自身抗原的进攻。然而,对自身抗原的缺陷性免疫耐受作用会 导致有害的自身免疫性疾病。机体的免疫细胞识别自 我与非我的能力能够有效地清除外源性抗原。但这种自我保护特性在异体间骨髓移植就会成为一种障碍,通常由受体的T细胞活化引起。

Godfrey等发现巴西绿蜂胶主要通过刺激CD14+单核细胞从而对人体休眠性外周单核血细胞进行免疫调节。T细胞也是受其影响的一种主要的外周单核血 细胞。Cheung等在混合白细胞反应模型中发现,巴西绿蜂胶在该反应过程中抑制了T细胞的增殖和活化。Godfrey等进一步研究了Artepillin C,结果证明了它是巴西绿蜂胶起免疫作用的主要活性成分。

在上述混合白细胞反应模型中,Godfrey等还发现巴西绿蜂胶以剂量依赖性方式抑制了外周血淋巴细胞的增殖,而对T细胞没有表现出明显的刺激作用。这一结果表明巴西绿蜂胶对休眠性和活化后的T细胞可能有着不同的作用。此外,巴西绿蜂胶对T细胞的免疫抑制作用也暗示了其潜在的抗炎活性。

CD4+T细胞的激活启动了免疫应答,同时也启动了T细胞的增殖。在相同的混合白细胞反应模型中,巴西绿蜂胶不仅抑制了CD4+T细胞增殖的启动,而且也抑制了活化的T细胞活性。巴西绿蜂胶对CD4+T细胞的抑制作用部分是由于增殖过程中T细胞的选择性诱导凋亡作用,而不是调节性T细胞的诱导作用。然而,在同样的刺激物重复刺激后,巴西绿蜂胶的这种抑制作用是可逆的。巴西绿蜂胶还能抑制T细胞的活化和细胞因子的产生。

尽管巴西绿蜂胶对T细胞有潜在的抑制作用,但很难将其应用于病人的临床治疗。这是因为蜂胶含有非常复杂的化学成分,并且随着气候和植物来源等多种因素而变化,这就为蜂胶的化学标准化带来了极大 的困难,即便是对于采用标准化提取技术得到的含有稳定化学成分的巴西绿蜂胶也很难标准化。因此,巴西绿蜂胶作为免疫抑制剂应用于治疗移植物抗宿主病,目前仍停留在临床研究阶段。

另一方面,巴西绿蜂胶中起免疫抑制作用的主要活性成分Artepillin C目前在应用上还没有出现过敏现象。在混合白细胞反应模型中,Godfrey等发现Artepillin C和巴西绿蜂胶以相同的作用机制抑制了T细胞的增殖和活化;这两者主要的不同之处在于Artepillin C对细胞因子的抑制作用持续时间相对较短。在该反应模型中,Artepillin C所起的抑制作用是通过T细胞激活早期阶段的细胞毒性来完成的。这一结果与2008年Paulino等的一项研究结果,证明Artepillin C可以抑制巨噬细胞活化是一致的。

移植物抗白血病对造血干细胞移植后清除白血病是机体内一个很重要的免疫反应,但该反应可以被治疗移植物抗宿主病的免疫抑制剂所抑制。因此,有效治疗移植物抗宿主病的免疫抑制剂需要在抑制T细胞活化的同时能够抑制癌细胞 。 而 Godfrey等研究发现Artepillin C在有效抑制T细胞增殖的浓度范围内也能够有效抑制白血病细胞的生长,尤其是T型白血病细胞株;同时对其他正常的血细胞没有影响。因 此,Artepillin C可以作为新型免疫抑制药物治疗移植物抗宿主病。

事实上,Artepillin C的免疫抑制作用是通过混合 淋巴细胞反应表现出来的。而体内移植物抗宿主病反 应过程中细胞与细胞间的相互作用是极其复杂的。Artepillin C对T细胞的活化、分化及其在移植物抗宿主病临床应用中的效应区还有待于进一步的研究。

6 结语

蜂胶化学成分复杂,其复杂的化学成分也是蜂胶发挥其生物学活性的基础。需要注意的是,蜂胶对免疫系统的调节作用具有双向性,既可以通过活化巨噬细胞、刺激单核淋巴细胞的增殖和分化、促进抗体的产生达到免疫增强作用;又可以通过抑制免疫刺激性细胞因子的释放起到免疫抑制作用。

蜂胶在使用上相对安全,无毒副作用,然而,蜂胶的有效成分及含量随着胶源植物、地理位置和提取方法的变化而变化,这将直接影响其免疫调节活性的 强弱,使其在使用上无法达到完全的标准化;另一方面,蜂胶中两种重要的生物活性成分-CAPE和Artepillin C是蜂胶发挥免疫调节作用的关键性成分,也是目前研究得最为深入的,但蜂胶的化学成分极为复杂,不同活性物质的作用机制不尽相同,而且它们之间是否存在协同或拮抗作用不得而知。因此,今后还需要全面系统地研究蜂胶的有效成分对其生物学活性的影响,为探明蜂胶的作用机制,建立蜂胶的化学标准化提供理论依据。

参考文献:(略)

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