大豆異黃酮屬于異黃酮類植物雌激素,具有雌激素雙向調節作用,還具有抗腫瘤、預防骨質疏松、抗氧化、抗真菌、抗溶血與保護心血管等多種生理功能。本文將對大豆異黃酮調控免疫機能方面的研究作一綜述。
1 大豆異黃酮對機體免疫機能的影響
黃酮類化合物對動物免疫功能具有增加、抑制、雙向調節等多方面作用(張宏文等,2007;鄭艷等,2007;Yellayi等,2002、2003)。大豆異黃酮對動物機體免疫機能調控的報道大部分呈現正效果。Yaghoubi等(2007)研究表明,黃酮類化合物能改善幼牛體液免疫和生長性能。楊建英等(2006)報道,大豆黃酮能明顯提高奶牛血清及乳中特異性抗體水平。大豆異黃酮能增加雛雞的免疫器官相對重量,增強T淋巴細胞對植物血凝素的反應性(高峰等,2000),提高艾維茵肉公雞T 淋巴細胞ANAE 陽性率和NDV 抗體效價(郭曉紅等,2005),提高50 周齡海蘭褐產蛋雞的脾臟指數、ND-HI 抗體滴度和E玫瑰花環百分率(谷子林等,2000),提高肉用鵪鶉法氏囊指數及新城疫抗體滴度趨勢(楊曉靜等,2000)。對小鼠飼喂20mg/kg 的大豆黃酮能明顯增加胸腺重,促進腹腔巨噬細胞吞噬功能(Zhang,1997)。Guo等(2005)報道,日糧中補充大豆異黃酮能改善B6C3F1鼠的T細胞和NK細胞活性。王洋等(2011)報道,大豆異黃酮可促進法氏囊和脾臟的發育,并且隨劑量變化更為明顯;T淋巴細胞的EtRFC%形成試驗表明,與對照組相比,給予大豆異黃酮可以增加肉仔公雞的T淋巴細胞數目,使細胞免疫功能加強。該研究顯示大豆異黃酮片可以促進肉仔公雞免疫系統的發育,增強免疫功能。楊景等(2011)研究表明,10mg/kg大豆異黃酮+40mg/kg輔酶Q或20mg/kg大豆異黃酮+20mg/kg輔酶Q能顯著減少心包積液、抑制肉雞右心肥大的發生、降低紅細胞壓積、增加頸動脈血氧分壓,降低了肉雞腹水和猝死的發生率。何學軍等(2008)研究表明,在霉變飼料中添加大豆異黃酮能顯著地降低血清中幾種轉氨酶的活性,提高抗氧化酶活性,從而降低了霉菌毒素對肉雞肝臟的損傷作用。金光明等(2011)研究表明,飼喂大豆異黃酮的試驗組鴨小腸黏膜內淋巴細胞分布較對照組明顯增多,說明大豆異黃酮能顯著提高咔嘰-康貝爾鴨小腸黏膜免疫功能。
2 大豆異黃酮對免疫細胞因子的調控作用
大豆異黃酮調控動物機體免疫機能的作用機理研究報道較多。最近的研究顯示,大豆異黃酮能通過調控特異性細胞信號通路抵抗炎性疾病。Selvaraj等(2005)研究表明,大豆異黃酮通過上調或下調胸腺細胞轉錄、凋亡和細胞周期、信號傳導等相關基因(包括CD4、CD84、IL-2和IL-2R(等)影響胸腺的發育和功能。核因子kappa B(NF-kB)是細胞內一類重要的轉錄因子,NF-kB通過調控編碼細胞因子、黏附分子和細胞凋亡抑制劑等關鍵基因在免疫系統中發揮中心作用。在細胞防御機制啟動期間NF-kB被激活抵抗損傷刺激如輻射、缺氧和傳染性微生物的攻擊。Liang等(1999)在LPS激活的鼠巨噬細胞上研究顯示,異黃酮類化合物顯著抑制環氧化酶-2和NOS的基因表達,同時抑制由LPS誘導的NF-kB激活和抑制劑kB激酶活性。Chen等(2004)研究報道,類黃酮通過NF-kB抑制由TNF-a誘導的細胞間黏附分子-1上調。Ruiz等(2006)研究表明,異黃酮類化合物通過特異性調控NF-kB,干擾素調節因子IRF and Akt 信號通路抑制小鼠腸道上皮細胞前炎性基因(干擾素誘導蛋白)的表達。Nair等(2006)在人外周血單核細胞上研究顯示,類黃酮櫟精通過調控NF-kb1 and Ikb顯著抑制TNF-a 的產生和基因表達(呈劑量性),為櫟精的抗炎效應提供了直接證據。Kang等(2001)報道,大豆異黃酮可能通過抑制NF-kB激活,削弱由LPS誘導的肺臟損傷。Xagorari等(2001)研究表明,毛地黃黃酮能夠抑制鼠巨噬細胞蛋白質酪氨酸磷酸化NF-kB調節基因表達和炎性因子產生。可見,NF-kB在異黃酮調控動物免疫機能過程中發揮著重要作用。
在機體免疫應答過程中,細胞因子作為免疫調節分子在免疫系統中發揮著重要的調節作用。IL-2 是活化的T 淋巴細胞分泌的一種細胞因子,在機體免疫反應的產生和調節中起著極為重要的作用,其功能主要是維持T 細胞在體外的長期生長,促進B 細胞成熟、分化等。陳正禮等(2011)研究表明,大豆異黃酮對脾臟IL-2 mRNA 的表達具有上調作用,并存在劑量和時間依賴性。
IL-4能夠促進嗜酸性粒細胞的激活和分化,輔助B細胞并提高對應的IgM、IgE 和不激活補體的IgG亞型的產量,并同超敏反應有關。作為一種重要的免疫激動劑,IL-4 能夠刺激同型抗體向IgE的轉化(PARK,2005;SHIMODA,2005)。大豆異黃酮類物質能夠通過上調磷酸酶-1(AP-1)的DNA限制活性來增加IL-4的表達量,且這種使IL-4表達量增加的能力與異黃酮的劑量相關(Han等,2002)。郝振榮等(2010)報道,大豆異黃酮能夠通過對乳腺免疫因子表達量的調控,促進乳腺肥大細胞IL-4和IgG的分泌,提高奶牛泌乳性能,增強奶牛的免疫功能。
TNF-a是炎癥反應的關鍵調控劑。朱志寧等(2011)報道,大豆異黃酮能夠通過增加防御性免疫因子sIgA分泌量,同時降低致炎因子TNF-α的表達量,增強奶牛的乳腺免疫功能。Morimoto等(2009)研究表明,異黃酮劑量依賴性抑制IL-6和IL-8 產生,緩解大腸炎癥和組織損傷,這一保護效應與IFN-γ、IL-6和IL-12 p40分泌降低,IL-10分泌增加和抗原呈遞細胞活性抑制有關。
過氧化物酶體增殖物激活受體(peroxisome proliferator-activated receptor,PPAR) 是一種核轉錄因子,有3 種亞型,PPARα、PPARβ和PPARγ。其中PPARγ是參與調節糖、脂質代謝的重要因子,參與調節炎癥、細胞凋亡等病理過程(Berger和Moller,2002)。資料顯示,T、B 淋巴細胞中表達PPARγ mRNA、PPARγ及其相關配體在免疫及炎癥反應中起重要作用(Clark,2002)。Dang等(2003)報道,大豆異黃酮在濃度高于1μmol/l可以作為PPARγ的配體。Xu等(2003)在高血壓鼠動脈上皮細胞上研究發現,大豆異黃酮需經PPARγ信號通路,在轉錄水平下調NADPH p22phox亞單位和血管緊縮素II型受體表達。Mezei等(2003)研究表明,大豆異黃酮使鼠RAW 264.7細胞中PPARγ表達量增加200%~400%。最近,Chacko等(2007)在血管內皮細胞上研究顯示,異黃酮的抗炎效應需要依靠細胞內PPARγ活性。因而,大豆異黃酮可能通過調節動物機體內PPARγ水平,調控特異性細胞信號通路。
3 大豆異黃酮對病原菌或病原體的抑制效應
Mamani-Matsuda等(2004)試驗發現,櫟精(一種免疫調控黃酮)直接誘導錐蟲凋亡性死亡,降低人巨噬細胞中腫瘤壞死因子-a(TNF-a)和NO水平。大豆異黃酮能抑制葡萄球菌、沙門氏菌等病原菌的生長(Verdrengh等,2004;Dastidar等,2004)。王海濤等(2009)發現,大豆異黃酮可通過抑制菌體的呼吸代謝和核酸的合成,明顯抑制金黃色葡萄球菌的生長。由此可見,大豆異黃酮具有抗菌抗炎作用,能夠改善機體對病原和疫苗的生物學反應性,可以在動物病理期間作為一種營養策略控制疾病的發生或減輕疾病嚴重程度。
4 大豆異黃酮的抗病毒效應
一些體內和體外試驗還表明異黃酮及其相關的黃酮類化合物具有抗病毒的作用。其中,染料木黃酮是迄今為止在抗病毒感染方面研究得最多的異黃酮種類之一,它能夠抑制有包膜或無包膜病毒、單鏈或雙鏈RNA及DNA病毒的感染。根據生理需要或高于生理需要(3.7~370uM)范圍添加黃酮類化合物(包括染料木黃酮),已被證實能夠降低多數病毒對人和動物的感染。這些病毒包括腺病毒(Li等,2000;Chiang等,2003)、單純皰疹病毒(Yura等,1993;Lyu等,2005;Amoros等,1992;Hayashi等,1997;Arthan等,2002)、人類免疫缺陷病毒(Stantchev等,2007)、豬繁殖與呼吸綜合征病毒(Greiner等,2001)以及輪狀病毒(Andres等,2007)。雖然大量試驗證據表明黃酮類化合物和異黃酮具有抗病毒感染的作用,但是仍應在應用過程中需要針對其濃度和使用劑量做出謹慎的考慮。對異黃酮抗病毒原理的一系列研究發現,異黃酮主要從兩個方面影響病毒對機體的感染:一方面影響病毒的黏附、侵入、復制、蛋白翻譯以及包膜糖蛋白復合物的形成;另一方面影響宿主細胞的一系列信號傳導途徑,其中包括對某些轉錄因子的誘導表達以及細胞因子的分泌。異黃酮的這種調節信號傳導功能或抗炎癥功能可能在宿主抵抗病毒感染的過程中起著關鍵的作用(Andres,2007;Andres等,2009)。另外,由病毒誘導的吞噬細胞活化也與氧化應激相關,因為活化的吞噬細胞不僅可以釋放活性氧((Reactive oxygen species,ROS),而且還可以釋放能促生ROS的細胞因子,如TNF、IL-1,它們通過網狀內皮系統進而促進鐵的吸收。ROS包括超氧自由基、單線氧、過氧化氫和高活性氫氧自由基。雖然大多數ROS僅能擴散幾個fm,而ROS誘導的膜磷脂過氧化產生的脂質過氧化物(如丙二醛),可以穿過細胞膜從而影響膜轉運和線粒體呼吸爆發等細胞基本功能。病毒通過增加細胞內氧化劑( 如鐵、一氧化氮) 含量、抑制抗氧化酶(如SOD)合成來影響宿主細胞的氧化平衡。ROS在病毒致病機理方面具有雙面性,一方面促進機體對病毒的清除,另一方面又會造成機體由于免疫應答誘導的細胞損傷,因此ROS常被認為是造成細胞損傷的病因之一。ROS在理論上是通過改變宿主細胞的氧化還原狀態以及活化能夠促進病毒復制的轉錄因子(如NF-κB)來實現對病毒的影響(Schwarz,1996;Ernst Peterhans,1997)。宿主體內氧化應激狀態的加劇,可能會對病毒RNA產生直接損傷,使病毒產生新的變異,從而引發更為復雜的病理過程(Beck,2001)。與此同時,在由病毒感染引起的機體炎癥反應中,病毒抗原以及促炎癥因子的存在或釋放會進一步促使誘導性一氧化氮合成酶(iNOS)生成大量的一氧化氮(NO),能夠抑制NO合成升高的物質則具有抗炎癥的效應。研究表明,異黃酮具有抑制NF-κB活化的功能,而NF-κB是iNOS激活的一個至關重要的轉錄因子(Hamalainen,2007)。另外,以抗氧化作用為其主要生物學作用的大豆異黃酮已被許多試驗證實具有清除活性氧自由基(Zielonka等,2003;陳芳,2005)和Fe2+(閆祥華等,2000a;陳芳,2005)、提高抗氧化酶活以及降低脂質過氧化產物(Cai等,1996;鄭高利 等,1997;劉英華 等,2003;梁紀偉 等,2004;莊穎 等,2004;劉賀榮 等,2005;Lee等,2006;陳芳,2005)的功能。黃琳等(2011)報道,大豆異黃酮能在一定程度上改善新生仔豬飼喂氧化魚油誘導的氧化應激狀態,從而緩解炎癥的發生,增強機體的抗氧化能力。
因此,大豆異黃酮在調控機體由病毒感染引起的氧化應激和炎癥反應方面可能具有不可忽視的作用。
(參考文獻略)