随着社会与经济的发展,非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)已成为当代社会的重要慢性疾病。寻找一种安全、有效且经济的治疗方法对于NAFLD的治疗至关重要。葛根素是葛根中的特有成分。近年来,葛根素逐渐成为天然产物领域的研究焦点。本文通过VOSviewer软件和CiteSpace软件对葛根素的研究趋势进行分析,这将有助于深化对葛根素的认识。同时,本文还探讨了葛根素的毒性、药代动力学(PK)和药理活性,以及葛根素治疗NAFLD的机制与研究进展,这也为该领域未来研究提供了有价值的参考。
本文发表于《Food Science》。该文围绕葛根素在非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)中的研究进展展开综述,并结合文献计量学方法,系统梳理了葛根素研究领域的发展态势、毒性特征、药代动力学(PK)属性、广谱药理活性及其在NAFLD中的潜在治疗机制。研究背景在于,NAFLD已成为当代常见的慢性代谢性肝病,其核心病理过程涉及肝细胞脂质沉积、胰岛素抵抗、炎症反应、氧化应激、细胞死亡异常及肠道菌群失衡等多个环节。尽管NAFLD患病负担持续加重,但目前仍亟需兼具安全性、有效性与经济性的干预策略。葛根素作为葛根中的特征性异黄酮类成分,具有较强药理活性,近年来在天然产物与代谢病研究中受到持续关注,因此开展该研究具有明确的理论与应用价值。
论文首先指出,葛根素不仅在神经系统疾病、心血管疾病、肿瘤、骨损伤、糖尿病、结肠炎、自身免疫性甲状腺炎、慢性胰腺炎、肺损伤及肠易激综合征等疾病模型中显示出活性,而且在农业和畜牧业中也具有应用价值。与此同时,现有检测与提取技术虽较成熟,但仍存在耗时、仪器昂贵与实际样本应用受限等问题。此外,葛根素临床转化还受到低溶解度、低渗透性、生物利用度不足及不良反应风险等因素限制。基于此,研究人员一方面借助文献计量学描绘葛根素研究全景,另一方面重点总结其在NAFLD中的作用机制,以期为后续研究与应用提供依据。
在技术方法方面,研究人员于2025年6月1日基于Web of Science Core Collection(WOS SCI-EXPANDED)进行检索,检索式为TS=“puerarin”,限定文献类型为Article或Review Article,发表年份为2004—2024年,共纳入2004篇文献。由2名研究人员独立筛选标题与摘要,分歧由第3名研究人员裁决。随后采用VOSviewer与CiteSpace开展可视化分析、聚类分析、合作网络分析与突现词分析。同时,正文综述部分结合既往细胞实验、动物模型研究及相关药理与毒理研究,对葛根素的毒性、药代动力学、药理活性及其干预NAFLD的机制进行了归纳。
研究结果部分可概括如下。
1 Introduction
引言部分系统介绍了葛根素的来源、理化性质、主要活性成分背景以及提取与检测方法。文中指出,葛根素化学名为8-β-D-葡萄吡喃糖基-4,7-二羟基异黄酮,分子式为C
21 H
20 O
9 ,相对分子质量为416.38。研究人员总结了溶剂提取、超声提取、酶辅助提取及微波辅助提取等主要提取技术,以及液相色谱、高效液相色谱、毛细管电泳和紫外光谱等检测方法,并指出葛根素研究已从基础成分分析逐步拓展到多疾病药理作用评价。
2 Method
方法部分说明了文献计量学分析流程。研究人员以WOS核心数据库为唯一来源,纳入2004篇关于葛根素的论文,通过双人筛选和第三方裁决保证数据可靠性,并使用VOSviewer和CiteSpace进行可视化与聚类分析。该方法为后文作者、机构、国家、期刊及关键词热点的系统分析奠定了基础。
3 Bibliometric Analysis of Literature
该部分展示了葛根素研究领域的整体发展态势。总体发文量在2004—2024年间持续上升,2024年达到峰值209篇,提示葛根素已成为稳定增长的研究热点。作者分析显示,Wang, Lei发文量最多且合作强度最高,反映出该领域已形成较为集中的核心作者群。机构分析表明,北京中医药大学发文量居首,中国科学院大学合作联系最紧密,提示中国科研机构在该领域处于主导地位。国家分析显示,中国无论在发文量还是合作强度上均明显领先,美国和韩国位居其后。期刊分析显示,Journal of ethnopharmacology发文最多,Biomedicine & pharmacotherapy合作关联度最高。关键词分析共识别7901个关键词,形成5个聚类,分别涉及信号通路、葛根、牛血清白蛋白、肠道菌群及高效液相色谱等主题;高频关键词集中于oxidative stress、apoptosis、inflammation、pharmacokinetics等,表明当前研究重点已由分析检测逐渐转向机制阐释和肠-肝轴相关研究。
4 Toxicity
毒性部分总结了葛根素应用中的安全性问题。研究显示,葛根素注射液不良反应多发生于50—79岁患者,且以免疫/血液系统反应为主。溶血是限制其临床应用的重要因素之一,高浓度葛根素诱导的溶血与膜脂及红细胞膜蛋白改变相关。亚微乳等新型制剂可显著降低溶血风险。除溶血外,葛根素还可能存在致畸风险,对小鼠卵母细胞成熟和胚胎发育具有不利影响。另一方面,葛根素可影响细胞色素P450(CYP)酶家族中CYP2B1、CYP2E1、CYP1A2和CYP2D6活性,而对CYP3A4影响较小,提示其存在潜在药物相互作用风险。研究人员据此强调,老年人、妊娠或备孕女性在使用葛根素时应特别谨慎。
5 Pharmacokinetics
药代动力学部分指出,葛根素属于生物药剂学分类系统(BCS)IV类药物,即低溶解度、低渗透性药物。大鼠实验表明,其体内过程符合二室开放模型,口服生物利用度约为7%。静脉给药后可广泛分布于心、肺、胃、肝、肾、脾及脑等器官,葡萄糖醛酸结合物为主要代谢产物,并主要经尿液排泄。研究还发现,葛根提取物与纯葛根素在体内暴露参数上存在明显差异,妊娠状态亦可影响其药代行为,且葛根素能够穿过胎盘屏障并在胎鼠血浆中维持较高浓度。此外,甘草酸、维拉帕米、黄芪甲苷IV等药物可改变葛根素的C
max 与AUC,葛根素本身也会影响其他药物的药代动力学。为改善其口服吸收与稳定性,近年来已开发水凝胶、微球、纳米粒和长循环脂质体等新制剂,以及树枝状大分子、微乳和离子液体等递药载体。
6 Pharmacological Activity
药理活性部分指出,葛根素在多种疾病模型中显示保护效应,但其直接分子靶点仍不明确,当前证据仍主要来自细胞与动物实验,缺乏高质量临床试验支持。研究热点早期集中于心血管疾病、神经系统疾病和肿瘤,近年来则转向代谢性疾病、骨损伤及肠道菌群调控。整体上,葛根素药理研究正从表型观察转向围绕信号通路和受体互作的机制研究。
7 Puerarin and NAFLD
这是全文核心部分,系统总结了葛根素干预NAFLD的多重机制。
7.1 Puerarin and Lipid Metabolism Disorders
研究人员指出,葛根素可调控脂肪细胞分化、抑制脂质摄取并改善肥胖模型中的游离脂肪酸、甘油三酯、总胆固醇及低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)水平。在双酚S诱导模型中,葛根素通过下调PPARγ、SREBP1C、FASN并调节Cpt1a、Cpt1b和PPARα,抑制脂质合成并促进脂质代谢。在NAFLD相关研究中,葛根素可通过PPARγ、PPARα、SIRT1、FMO5、AMPK及PARP-1/PI3K/AKT等信号通路改善肝脂肪变性;在NAFLD大鼠中,还可通过调节JAK2/STAT3通路减轻脂肪变和炎症。针对NAFLD的重要病理基础胰岛素抵抗,研究显示葛根素可改善3T3-L1脂肪细胞及高脂饮食诱导大鼠的胰岛素抵抗状态。
7.2 Inflammation
炎症是NAFLD进展的重要驱动因素。多项研究表明,葛根素可降低NAFLD模型中肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素1β(IL-1β)、白细胞介素6(IL-6)和白细胞介素18(IL-18)等炎症因子水平,从而延缓疾病进展。文中重点强调NLRP3炎性小体在NAFLD发生中的关键作用,并指出葛根素在其他疾病与肝损伤模型中已被证实具有抑制NLRP3的作用,因此该炎性小体可能是其干预NAFLD的重要靶点。除NLRP3外,内质网应激(ERS)也参与NAFLD炎症过程,葛根素可通过抑制ERS发挥抗炎效应。
7.3 Other Mechanisms
除脂质代谢紊乱和炎症外,葛根素还可通过抗氧化应激、调控凋亡、自噬、铁死亡以及改善肠道菌群失衡等途径减轻NAFLD。文中指出,NAFLD与活性氧(ROS)积累、线粒体功能障碍密切相关,葛根素在多种肝损伤模型中可通过Keap1/Nrf2或JNK/c-Jun/CYP7A1等通路减轻氧化损伤。研究还表明,葛根素可抑制肝细胞凋亡、恢复自噬活性,并通过SIRT1/Nrf2信号通路抑制铁死亡,从而改善NAFLD。另外,葛根素可纠正肠道菌群紊乱并调节胆汁酸合成与转运,联合水飞蓟素时亦可通过肠道菌群调节改善NAFLD。
7.4 Puerarin and the Classical Signaling Pathways
该小节归纳了葛根素干预NAFLD的经典信号通路,其中AMPK、NF-κB和PI3K/AKT/mTOR最具代表性。AMPK作为能量代谢核心调节因子,其激活可抑制SREBP-1c核转位并下调FAS、ACC表达,从而减轻肝脂肪沉积;葛根素被证明可激活AMPK并降低SREBP-1表达。NF-κB信号通路则广泛参与免疫和炎症调控,葛根素能够抑制IκBα磷酸化和NF-κB p65核转位,减少炎症因子表达。PI3K/AKT/mTOR通路与肝脂代谢及胰岛素抵抗关系密切,研究显示葛根素可通过激活PI3K/AKT通路改善NAFLD进程。
8 Discussion
讨论部分认为,本研究首次从文献计量学角度系统揭示了葛根素研究的全球图景,并将该分析与毒性、药代动力学及NAFLD药理机制相结合,形成了多维综述框架。结果表明,葛根素研究总体呈持续升温态势,中国在该领域占据显著优势。关键词演变提示研究重点已由早期分析方法逐渐转向信号通路与肠道菌群等复杂机制,说明该领域正在由成分表征迈向机制深化。文章同时指出,本研究仅纳入英文文献且仅使用WOS数据库,可能遗漏部分区域性或跨学科研究;此外,VOSviewer和CiteSpace在大数据量处理和缩略显示方面亦存在局限。
结论部分可译为:随着科学的快速发展,葛根素治疗NAFLD的作用已得到明确证实。葛根素资源丰富、价格低廉、药理活性强,具有广阔的临床应用前景。未来,研究人员应重点关注提高其口服生物利用度并减少其不良反应,同时仍需更多研究进一步阐明葛根素治疗NAFLD的作用机制。
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