甘草酸(glycyrrhizic acid,GA)是甘草中最重要的有效成分之一,其結構式如下圖所示,現代研究表明,甘草酸具有廣泛的抗病毒藥理活性。
甘草酸的結構式(來(lái)源文獻[2])
1、抗呼吸道病毒活性
研究表明,灌胃小鼠甘草酸單銨鹽能明顯抑制H9N2亞型流感病毒鼠肺炎病變。給感染致死劑量A2型流感病毒(H2N2)的小鼠腹腔注射甘草酸,小鼠的平均存活時(shí)間明顯延長(cháng),肺組織的實(shí)變程度和病毒滴度明顯低于對照組。另有研究表明,高遷移率組框蛋白l(HMGB 1)在細胞核內流感病毒復制中起著(zhù)非常重要的作用,HMGB 1與流感病毒核蛋白結合能促進(jìn)病毒生長(cháng)并增強病毒聚合酶的活性,甘草酸通過(guò)抑制其結合,能降低流感病毒聚合酶的活性而抑制流感病毒復制。
甘草酸對SARS-CoV(SARS-coronavims)也有抑制作用。研究報道,1g.L-1的 GA能減少培養液中病毒抗原表達,有效抑制細胞SARS-CoV的復制,4g.L-1的GA能完全阻斷SARS-CoV的復制,并通過(guò)6-氮雜尿苷、利巴韋林、霉酚酸、吡唑霉素和甘草酸對FFM-1和FFM-2兩種冠狀病毒的抗病毒活性測試結果表明,GA是上述化合物中抑制SARS-CoV復制最明顯的化合物。臨床研究也表明洛匹那韋/利托那韋聯(lián)合甘草酸二銨用于COVID-19患者的治療,聯(lián)合用藥組的總有效率、治愈率和顯效率明顯提高。
2、抗肝炎病毒活性
甘草酸具有直接抗乙型肝炎病毒(HBV)的活性,且對宿主細胞沒(méi)有毒性。研究表明,甘草酸能抑制HBV感染細胞乙肝表面抗原(HBsAg)向細胞外分泌,可以抑制肝細胞的破壞,改善慢性乙肝患者肝功能障礙,從而改善對HBV的免疫狀況。臨床上,甘草酸在降低谷氨酰轉肽酶、乙肝病毒等指標上有明顯的療效。甘草酸二銨鹽在臨床上的應用也取得了良好的療效,活性更佳,具有較強的抗炎、保護肝細胞膜和改善肝功能的作用。甘草酸亦有較強的抗丙型肝炎病毒(HCV)作用。在感染HCV的肝細胞使用無(wú)毒劑量的甘草酸,HCV核心基因在mRNA和蛋白質(zhì)水平的表達水平下降,呈劑量依賴(lài)性,且與干擾素有協(xié)同作用。含有甘草酸的制劑SNMC(stronger neo-minophagen C)可保護線(xiàn)粒體免受HCV蛋白誘導的氧化應激損傷,有效降低丙型肝炎患者罹患肝硬化的幾率。
3、抗單純皰疹病毒
研究表明,甘草根水提取物具有抗單純皰疹病毒1( HSV-1)特性,其機制可能是其具有很強的抗粘附性,可直接抑制HSV-1病毒感染的細胞間粘附,它的主要成分之一的甘草酸不但能抑制病毒生長(cháng)而且可使病毒顆粒失活。甘草次酸衍生物甘珀酸鈉(carbenoxolone,CBX)和環(huán)胃酮鈉(cicloxolone,CCX)具有抗HSV-1和HSV-2的作用。其可顯著(zhù)抑制HSV-1和HSV-2的復制,使感染性病毒顆粒的數量減少10000~100000倍。甘草酸對非洲淋巴細胞瘤病毒(EBV)的復制具有抑制活性,并呈劑量依賴(lài)效應,對病毒的IC50值為0.04 mmol·L-1。甘草酸主要在EBV復制循環(huán)的早期發(fā)揮作用,對病毒吸附?jīng)]有影響,也不會(huì )使EBV顆粒失活。甘草酸還對卡波濟氏肉瘤皰疹病毒-8具有抑制活性,抑制其裂解性復制,且能有效清除處于潛伏感染期的皰疹病毒。
4、抗艾滋病病毒
實(shí)驗結果表明,甘草酸能有效抑制艾滋病病毒(HIV)的復制,且具有免疫激活作用。甘草酸抗HIV的機制可能是通過(guò)降低蛋白激酶C的活性從而間接抑制HIV的復制;同時(shí)還具有抑制HIV吸附宿主細胞的作用。在HIV感染者的外周血單核細胞中檢測到甘草酸的抗HIV作用,甘草酸可誘導趨化因子配體CCL4和CCL5的產(chǎn)生。研究結果表明,甘草酸具有通過(guò)誘導β-趨化因子產(chǎn)生從而抑制HIV復制的潛力。另外,甘草酸還可以通過(guò)降低細胞膜的流動(dòng)性以減少細胞間的融合而抑制HIV在細胞間的繁殖和擴散。
甘草酸抗病毒作用機制
GA 可以通過(guò)抑制病毒的附著(zhù)和滲透、抑制病毒的復制、抑制病毒相關(guān)蛋白的表達等直接發(fā)揮抗病毒作用,還可通過(guò)調節人體免疫系統的功能間接發(fā)揮抗病毒作用。
1、抑制病毒附著(zhù)和滲透
病毒顆粒進(jìn)入宿主細胞需要與宿主細胞膜上特定的受體結合。GA可以抑制病毒的附著(zhù)和滲透過(guò)程,從而直接抑制病毒的入侵。GA能通過(guò)降低細胞膜的流動(dòng)性,抑制HIV-1所誘導的細胞間融合。GA 具有很強的抗粘附性,可直接抑制HSV-1病毒感染的細胞粘附,抑制病毒入侵。GA通過(guò)阻斷呼吸道合胞病毒(RSV)吸附細胞抑制RSV的附著(zhù)和滲透。GA還可以抑制甲型流感病毒與細胞膜的相互作用,導致細胞的內吞活性降低,降低病毒的入侵。
2、抑制病毒DNA的復制
病毒DNA的大量復制是引起宿主細胞壞死和劇烈炎癥的重要原因之一。多項研究表明,GA可通過(guò)有效抑制病毒DNA的復制,從而發(fā)揮抗病毒作用。研究發(fā)現,GA 能抑制蛋白酶SARS-CoV-2(Mpro)從而抑制病毒的復制。網(wǎng)絡(luò )藥理學(xué)與分子對接研究發(fā)現,GA可能是SARS-CoV-2 的3CL水解酶抑制劑。GA對H1N1無(wú)直接滅活作用,也不影響H1N1 吸附和進(jìn)入MDCK細胞,但濃度相關(guān)地抑制進(jìn)入細胞的H1N1病毒的復制。GA 還能抑制高遷移率屬蛋白B1,通過(guò)抑制流感病毒多聚酶活性,阻滯病毒復制。研究表明,GA 能對抗流感病毒H5N1誘導的人巨噬細胞表達趨化因子配體10、趨化因子配體-5和IL-6,有效抑制流感病毒的復制。GA抗HIV的機制研究表明,GA 可能通過(guò)降低蛋白激酶C的活性,誘導β-趨化因子包括趨化因子配體4和趨化因子配體5的產(chǎn)生,有效抑制HIV復制。利用單核細胞源性的巨噬細胞實(shí)驗也證實(shí)GA 能通過(guò)抑制CCL2或白細胞介素-10的產(chǎn)生,從而抑制多形核中性粒細胞依賴(lài)性的R5HIV病毒的復制。GA 能夠改變乙型肝炎相關(guān)抗原的表達和抑制乙肝表面抗原的唾液酸化作用,抑制乙肝表面抗原穿過(guò)細胞的高爾基區運轉,從而抑制乙型肝炎病毒復制。研究表明,甘草甜素可抑制KSHV潛伏蛋白的合成,誘導感染細胞凋亡,阻斷潛伏期病毒的復制。GA 抑制早期病毒復制循環(huán),發(fā)揮抗皰疹病毒的作用。
3、抑制病毒相關(guān)蛋白的表達
研究發(fā)現,GA 能通過(guò)下調LA-NA抗原的表達達到上調病毒細胞周期調節蛋白表達的作用,從而抑制B淋巴細胞中潛伏的KSHV相關(guān)蛋白的轉錄和翻譯。GA 還可以下調KSHV感染潛伏期相關(guān)核抗原的表達,并且上調病毒周期蛋白的表達,從而降低感染。此外,GA以劑量依賴(lài)的方式抑制丙型肝炎全長(cháng)病毒顆粒和核心基因的表達,并與干擾素具有協(xié)同作用。 利用無(wú)毒劑量的 GA 對感染丙型肝炎的肝細胞進(jìn)行實(shí)驗,研究表明,丙型肝炎核心基因在 mRNA和蛋白質(zhì)水平的表達水平下降,且呈劑量依賴(lài)性,并與干擾素有協(xié)同作用。研究表明,GA通過(guò)抑制刺突蛋白合成,破壞SARS-CoV-2受體的結合域與ACE 2之間的相互作用,產(chǎn)生SARS-CoV-2 的抑制作用。
4、間接抗病毒活性機制
體內外實(shí)驗研究發(fā)現,GA 可通過(guò)刺激T細胞產(chǎn)生γ-干擾素而發(fā)揮抗流感病毒活性。對 GA 抗流感病毒作用機制的進(jìn)一步研究表明,GA 可以上調IFN-γ mRNA表達水平,下調炎癥因子TNF-α mRNA表達水平,通過(guò)免疫調節功能,抵抗流感病毒感染,并報道了GA可能是通過(guò)誘導細胞合成一氧化氮(一氧化氮作為宿主防御分子),在天然免疫中發(fā)揮作用,從而抑制冠狀病毒復制。GA 抗肝炎的作用機制發(fā)現,GA 可以通過(guò)抑制MCP-2的表達,從而抑制巨噬細胞、NK細胞向受損肝細胞遷移,并可能通過(guò)調節ENA-78增強抗病毒的療效。 此外,GA 還能夠作用于體內多條與免疫相關(guān)的信號通路,例如阻斷IL-17/STAT3通路,抑制NF-κB和MAPK信號通路,調節炎癥細胞因子和趨化因子-2的表達,抑制細胞內促炎因子如COX-2、IL-6等水平,GA通過(guò)抗炎和免疫調節,提高機體抗病毒活性。
參考資料
[1]楊秀偉.甘草酸的抗病毒作用[J].中國現代中藥,2020,22(04):533-541.
[2]宋艷玲,任萌,周凌竹等.甘草酸及其衍生物抗病毒研究進(jìn)展[J].沈陽(yáng)藥科大學(xué)學(xué)報,2023,40(12):1703-1712.
作者簡(jiǎn)介
小米蟲(chóng),藥品質(zhì)量研究工作者,長(cháng)期致力于藥品質(zhì)量研究及藥品分析方法驗證工作,現就職于國內某大型藥物研發(fā)公司,從事藥品檢驗分析及分析方法驗證。
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