小檗堿調(diào)節(jié)糖脂代謝機(jī)制研究進(jìn)展

劉曉燕　劉　劍　高　宇

(承德醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院內(nèi)分泌科，河北　承德　067000)

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小檗堿調(diào)節(jié)糖脂代謝機(jī)制研究進(jìn)展

劉曉燕劉劍1高宇

(承德醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院內(nèi)分泌科，河北承德067000)

小檗堿；糖尿??；胰島素抵抗；血脂異常

2型糖尿病(T2DM)占DM 90%以上。對(duì)于T2DM的治療除飲食和運(yùn)動(dòng)之外，還包括口服降糖藥物和皮下注射胰島素。通過(guò)降糖治療可有效減少DM并發(fā)癥，但臨床用藥的副作用，如二甲雙胍和阿卡波糖的胃腸道反應(yīng)、噻唑烷二酮類(lèi)增加心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)等限制其臨床應(yīng)用。傳統(tǒng)中藥具有多方位、多環(huán)節(jié)、多靶點(diǎn)的特點(diǎn)，在DM治療中歷史悠久，其中，黃連及其組成小檗堿在糖脂代謝方面有廣泛的應(yīng)用前景。本文就近年國(guó)內(nèi)外針對(duì)小檗堿降糖、調(diào)脂機(jī)制的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1　小檗堿的來(lái)源及化學(xué)特性

小檗堿是植物季銨鹽，屬于異喹啉類(lèi)生物堿組，集中在大多數(shù)植物的根、莖、干部位，如黃連、北美黃連、金印草根(白毛莨)、冬青葉小蘗(奧勒岡葡萄根)、歐洲伏牛(伏牛花)、歐洲小檗、心葉青牛膽、古山龍屬等。小檗堿作為抗菌藥已應(yīng)用多年，臨床上長(zhǎng)期用于解熱、解毒、抗腸道細(xì)菌感染?，F(xiàn)代藥理研究發(fā)現(xiàn)它還有抗心律失常、擴(kuò)張冠狀血管、降血糖、調(diào)血脂、抗腫瘤等作用，被廣泛應(yīng)用于心律失常、心力衰竭、DM、高脂血癥等疾病的治療中。小檗堿的化學(xué)結(jié)構(gòu)含有季堿，它以鹽的形式比如鹽酸小檗堿或硫酸小檗堿進(jìn)行商品化應(yīng)用于臨床。

2　小檗堿改善胰島素抵抗(IR)和降糖的機(jī)制

多項(xiàng)基礎(chǔ)和臨床證據(jù)〔1〕顯示小檗堿通過(guò)多種機(jī)制參與葡萄糖代謝。在培養(yǎng)的人肝細(xì)胞和大鼠骨骼肌細(xì)胞中，小檗堿通過(guò)蛋白激酶C增加胰島素受體mRNA的表達(dá)。自從小檗堿作為胰島素增敏劑被觀察以來(lái)，它的藥效與二甲雙胍不同。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型研究〔2〕表明，在T2DM小鼠模型中，小檗堿通過(guò)一種涉及視黃醇結(jié)合蛋白(RBP)-4和葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)因子(GLUT)-4機(jī)制，顯示出比二甲雙胍更好的空腹血糖值及降低低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)且改善IR。

小檗堿降糖機(jī)制不僅簡(jiǎn)單地表現(xiàn)在胰島素增敏劑的功能上，它還有可能直接作用于胃腸道，在高脂飲食和鏈脲佐菌素誘導(dǎo)的T2DM大鼠中，給予大鼠小檗堿100 mg·kg-1·d-1的劑量2 w，發(fā)現(xiàn)小檗堿與血漿及腸道胰高血糖素樣肽2水平上升，高胰島素血癥和IR改善有關(guān)聯(lián)〔3〕。

證據(jù)〔4〕表明小檗堿的降糖機(jī)制也可能表現(xiàn)促泌劑功能，給予DM大鼠小檗堿，并與磺酰脲類(lèi)格列本脲藥物進(jìn)行比較，觀察促分泌作用，發(fā)現(xiàn)劑量依賴的小檗堿增強(qiáng)了葡萄糖刺激胰島素分泌的作用，增加肝細(xì)胞核因子(HNF)-4α的mRNA的翻譯和葡萄糖激酶活性，從而表現(xiàn)出一種不同于磺脲類(lèi)藥物的促胰島素效應(yīng)。有研究〔5〕卻觀察到小檗堿抑制小鼠胰島素瘤細(xì)胞胰島素分泌。然而，胰島細(xì)胞瘤是一種特殊的條件，胰島素分泌在胰島瘤細(xì)胞水平上會(huì)發(fā)生改變，因此出現(xiàn)不同結(jié)果。

在具有IR的小鼠胚胎成纖維(3T3-L1)脂肪細(xì)胞模型中的，小檗堿逆轉(zhuǎn)胰島素受體底物(IRS)-1 Ser307的磷酸化、提高胰島素刺激葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)及逆轉(zhuǎn)游離脂肪酸誘導(dǎo)的IR。在非酒精性脂肪肝的小鼠肝臟里，小檗堿通過(guò)上調(diào)IRS-2 mRNA的表達(dá)減輕IR〔6〕。在對(duì)3T3-L1脂肪細(xì)胞研究〔7〕中，小檗堿沒(méi)有增強(qiáng)IRS-1和胰島素受體酪氨酸磷酸化，而是提高了細(xì)胞GLUT-4水平及腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)活性，這與GLUT-1介導(dǎo)的葡萄糖攝取有關(guān)。

研究表明小檗堿的全身生物利用度相對(duì)較低，但是它憑借對(duì)某些細(xì)菌的顯著抗菌作用來(lái)調(diào)節(jié)腸道菌群，同時(shí)可發(fā)揮降糖作用〔8〕。在動(dòng)物模型中，小檗堿明顯減少硬壁菌門(mén)和擬桿菌門(mén)占菌落總數(shù)的比例，這可能抑制膳食中多糖的降解，降低潛在卡路里攝入，而且激活禁食誘導(dǎo)脂肪因子(FIAF，由腸內(nèi)微生物負(fù)性調(diào)控的一種關(guān)鍵蛋白)及在內(nèi)臟脂肪組織中的線粒體能量代謝的相關(guān)表達(dá)〔9〕。因此，小檗堿似乎能抑制腸道黏膜雙糖酶，下調(diào)蔗糖-異麥芽糖酶的活性，進(jìn)而改善實(shí)驗(yàn)動(dòng)物乙二醇耐受，作用原理類(lèi)似于阿卡波糖。

3　小檗堿降脂作用機(jī)制

多項(xiàng)研究〔10〕發(fā)現(xiàn)，小檗堿的降脂效應(yīng)主要是通過(guò)細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶(ERK)依賴方式調(diào)節(jié)肝低密度脂蛋白受體(LDL-R)含量及通過(guò)c-Jun氨基末端激酶(JNK)通路增加LDL-R啟動(dòng)子轉(zhuǎn)錄活性，促進(jìn)LDL-R表達(dá)。肝細(xì)胞表面LDL-R代償性增加或活性增強(qiáng)，使血漿LDL降低，繼而導(dǎo)致極低密度脂蛋白(VLDL)代謝加快，再加上肝合成及釋放VLDL減少，也導(dǎo)致VLDL及甘油三酯相應(yīng)下降。此外，小檗堿誘導(dǎo)降低枯草溶菌素轉(zhuǎn)化酶(PCSK)9基因的轉(zhuǎn)錄水平，通過(guò)與細(xì)胞表面受體的表皮生長(zhǎng)因子A結(jié)合及穿梭于LDL-R的溶酶體降解，PCSK9基因轉(zhuǎn)錄后下調(diào)LDL-R。Li 等〔11〕也報(bào)道過(guò)PCSK9 的抑制機(jī)制與肝細(xì)胞核因子HNF-1α下調(diào)有關(guān)。

小檗堿所具有的穩(wěn)定LDL-R mRNA的效應(yīng)是通過(guò)減少LDL-R mRNA 3′端的非編碼區(qū)，此編碼區(qū)結(jié)合了不均一核糖核蛋白Ⅰ和KH型剪接調(diào)控蛋白(KSRP)，KSRP是LDL-R mRNA穩(wěn)定性的關(guān)鍵的調(diào)制器。除LDL-R表達(dá)上調(diào)外，人們也提出了一些其他機(jī)制。在3T3-L1細(xì)胞里，通過(guò)小檗堿治療，瘦素、 轉(zhuǎn)錄因子像固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白(SREBP)-1C和CCAAT增強(qiáng)子結(jié)合蛋白(C/EBP)-α，氧化物酶體增殖物激活受體(PPAR)-γ、脂肪酸合成酶、乙酰輔酶A羧化酶、 脂酰輔酶A合成酶及脂蛋白脂肪酶都會(huì)減少。小檗堿激活A(yù)MPK同時(shí)阻斷絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)/ERK信號(hào)通路，從而抑制脂質(zhì)的合成及小檗堿對(duì)AMPK的作用被分裂原活化(MEK)抑制劑所阻斷，這提示在這兩種途徑之間有聯(lián)系?？傮w而言，小檗堿抗高脂血癥效果不直接與劑量相關(guān)。

給予高脂飲食喂養(yǎng)SD大鼠胃管內(nèi)灌入小檗堿200 mg·kg-1·d-116 w，與對(duì)照組相比，小檗堿治療組體重下降，血同型半胱氨酸、總膽固醇和LDL-C下降，分子機(jī)制涉及上調(diào)LDL-R mRNA水平，抑制3-羥基3-甲基戊二酰輔酶A還原酶(HMGR)基因表達(dá)，肝臟載脂蛋白(Apo)E mRNA表達(dá)增加，但ApoA1和清道夫受體(SR)mRNA沒(méi)有改變，該實(shí)驗(yàn)中小檗堿治療組中血管未見(jiàn)動(dòng)脈粥樣硬化性改變〔12〕。Cao等〔13〕研究發(fā)現(xiàn)，小檗堿通過(guò)激活A(yù)MPK途徑降低甘油三酯水平，部分是由于上調(diào)脂肪分解有關(guān)基因、抑制脂肪合成的基因表達(dá)。口服小檗堿后其代謝產(chǎn)物的活性形式有可能成為降脂功能的候選藥物之一。

4　小檗堿在臨床實(shí)踐的應(yīng)用

大規(guī)模人體糖脂代謝研究數(shù)據(jù)較少。在亞洲T2DM患者給予小檗堿500 mg，3次/d，與對(duì)照組比較減少糖化糖化血紅蛋白(-2%)，空腹血糖(-44%)，餐后血糖 (-45%)，空腹血漿胰島素(-28%)和IR指數(shù)(HOMA-IR)(-44.7%)〔14〕。36例初發(fā)T2DM患者隨機(jī)分配到小檗堿治療組和二甲雙胍治療組(500 mg/d)3個(gè)月，發(fā)現(xiàn)小檗堿的降糖作用與二甲雙胍類(lèi)似〔15〕。小檗堿治療組，明顯降低糖化血紅蛋白〔從(9.5±0.5)%降至(7.5±0.4)%，P<0.01〕、空腹血糖〔從(10.6±0.9)降至(6.9±0.5)mmol/L，P<0.01〕、餐后血糖〔從(19.8±1.7)降至(11.1±0.9)mmol/L，P<0.01〕、血漿甘油三酯〔從(1.13±0.13)降至(0.89±0.03)mmol/L，P<0.05〕。此外，與安慰劑相比，T2DM患者在接受小檗堿治療前后，游離脂肪酸發(fā)生顯著變化，C13脂肪酸濃度顯著減少〔16〕。

Affuso 等〔17〕把50例患者隨機(jī)分到機(jī)能性食品組和安慰劑組進(jìn)行6 w實(shí)驗(yàn)。機(jī)能性食品組藥物成分包括500 mg小檗堿、200 mg紅曲米(含有少量洛伐他汀)及10 mg 普利醇。在隨后進(jìn)行為期4 w的擴(kuò)大試驗(yàn)，所有樣本全部接受機(jī)能性食品組藥物。有關(guān)機(jī)能性食品組的主要結(jié)果指標(biāo)如總膽固醇、血漿甘油三酯、LDL-C的含量下降。在64例患有代謝癥候群患者中，評(píng)估安慰劑組及機(jī)能性食品組(有小檗堿、普利醇及紅曲米組成)的效果，18 w后，與安慰劑組相比，有機(jī)能性食品組HOMA-IR明顯降低，總膽固醇與LDL-C也顯著下降，但甘油三酯、高密度脂蛋白膽固醇不受影響。此外在患者食用完標(biāo)準(zhǔn)復(fù)合餐以后，血液中的葡萄糖和胰島素含量明顯減少。與安慰劑組相比，有機(jī)能性食品組的血流介導(dǎo)的內(nèi)皮依賴性血管舒張功能加強(qiáng)且動(dòng)脈收縮期血壓明顯降低〔18〕。對(duì)12名健康受試者接受為期1個(gè)月的小檗堿治療，另選11名健康受試者作為對(duì)照，研究者對(duì)細(xì)胞內(nèi)活性氧(ROS)、一氧化氮(NO)的生成、NADPH氧化酶(NOX)4蛋白表達(dá)分別進(jìn)行檢查。與對(duì)照組相比，小檗堿組的血清丙二醛和循環(huán) CD31+/CD42-MPs水平明顯下降，這與血流介導(dǎo)的內(nèi)皮依賴性血管舒張功能的升高有關(guān)。證實(shí)小檗堿治療方法通過(guò)部分降低血管內(nèi)皮細(xì)胞氧化應(yīng)激來(lái)改善血管內(nèi)皮功能〔19〕。近期一項(xiàng)針對(duì)患有多囊卵巢綜合征的婦女展開(kāi)的研究表明接受小檗堿的治療組腰圍和腰臀比、空腹血糖和空腹血漿胰島素、胰島素曲線下面積、HOMA-IR下降，并與接受二甲雙胍的治療方法相比有類(lèi)似的下降值〔20〕。

5　小檗堿的安全性和不良反應(yīng)

在大多數(shù)臨床試驗(yàn)中，小檗堿已被證明是安全的。但據(jù)報(bào)道〔21〕，小檗堿在一小部分患者中造成惡心、 嘔吐、 便秘、 高血壓、 呼吸衰竭和感覺(jué)反常，但是這些不良反應(yīng)的臨床證據(jù)在文獻(xiàn)中并不很多。在小檗堿的使用中，罕見(jiàn)的不良影響包括頭痛、 皮膚過(guò)敏、 顏面潮紅、心動(dòng)過(guò)緩。不是任何一種水腫都和小檗堿的使用有關(guān)，小檗堿與許多處方藥之間有潛在藥物的相互作用，因?yàn)樾￠迚A抑制體內(nèi)外p450 氧化酶的活動(dòng)〔21〕，小檗堿也調(diào)控p450s基因表達(dá)。此外，由于對(duì)新生兒潛在的不良反應(yīng)，孕婦和哺乳期婦女禁用小檗堿?？诜￠迚A主要通過(guò)肝臟代謝，因此，小檗堿對(duì)于腎病患者是安全的〔22〕。

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〔2015-03-21修回〕

(編輯王一涵)

承德市科技局指導(dǎo)項(xiàng)目(No.200922075)

高宇(1973-)，女，主任醫(yī)師，博士，碩士生導(dǎo)師，主要從事糖尿病與脂代謝研究。

劉曉燕(1965-)，女，主任醫(yī)師，主要從事內(nèi)分泌代謝疾病研究。

R587

A

1005-9202(2016)16-4117-03；doi：10.3969/j.issn.1005-9202.2016.16.115

1承德醫(yī)學(xué)院