中藥生物堿類(lèi)化合物治療糖尿病腎病實(shí)驗(yàn)的研究進(jìn)展

趙 隆，吉金山，李寶莉，曹 凈，鄧飛龍，席 遼，張 欣

(1. 延安大學(xué)醫(yī)學(xué)院本科生，陜西 延安 716000；2. 延安大學(xué)醫(yī)學(xué)院預(yù)防教研室，陜西 延安 716000；3. 延安大學(xué)醫(yī)學(xué)院藥理教研室，陜西 延安 716000)

糖尿病腎病(diabetic nephropathy，DN)是糖尿病(diabetes mellitus，DM)常見(jiàn)的慢性并發(fā)癥之一，在糖尿病人群中的發(fā)病率約為20%～40%[1]。臨床多采用西醫(yī)療法對(duì)患者進(jìn)行治療，有一定的效果，但也存在一定的局限性，主要不足在于藥效的患者個(gè)體差異較大。另外，藥物的長(zhǎng)期使用將導(dǎo)致患者出現(xiàn)多種并發(fā)癥、不良反應(yīng)以及不同程度的耐藥性[2]。而中醫(yī)藥在治療DN方面具有效果顯著，毒副作用小等優(yōu)勢(shì)，因此為了尋求更好的治療方法，專(zhuān)家學(xué)者們對(duì)各類(lèi)中藥活性成分進(jìn)行了深入的研究。近年來(lái)研究的代表性中藥活性成分包括生物堿類(lèi)、黃酮類(lèi)、皂苷類(lèi)、多糖類(lèi)、苷類(lèi)和醌類(lèi)等，其中對(duì)于生物堿類(lèi)的研究日益增多。生物堿是自然界中廣泛存在的一類(lèi)含氮堿性有機(jī)物，其最常用的分類(lèi)方法是按照化學(xué)結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行分類(lèi)。據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道目前結(jié)構(gòu)已經(jīng)研究清楚的生物堿可分為以下類(lèi)型[3-4]。(1)吡啶衍生物類(lèi)，如煙堿、金雀花堿、檳榔堿、半邊蓮堿、苦參堿等。(2)吡咯啶衍生物類(lèi)，如紅古豆堿、野百合堿等。(3)莨菪烷衍生物類(lèi)，如阿托品、莨菪堿、古柯堿等。(4)異喹啉衍生物類(lèi)，如小檗堿、罌粟堿、嗎啡等。(5)菲啶衍生物類(lèi)，如白屈菜堿，石蒜堿等。(6)吲哚衍生物類(lèi)，如長(zhǎng)春花堿、麥角新堿、利血平等。(7)吡嗪衍生物類(lèi)，如川芎堿等。(8)喹唑酮衍生物類(lèi)，如常山堿等。(9)嘌呤衍生物類(lèi)，如咖啡堿等。(10)喹啉衍生物類(lèi)，如茵宇堿、藍(lán)刺頭堿、奎寧、喜樹(shù)堿等。(11)咪唑衍生物類(lèi)，如毛果蕓香堿等。(12)有機(jī)胺類(lèi)，如麻黃堿、秋水仙堿、益母草堿等。(13)甾體生物堿，如藜蘆堿、茄堿、貝母堿等。(14)萜類(lèi)生物堿，如獼猴桃堿、石斛堿、關(guān)附甲素、烏頭堿等。(15)大環(huán)生物堿，如美登木堿、番木瓜堿等。(16)其他，如哈林通堿等。現(xiàn)將有關(guān)生物堿類(lèi)化合物治療實(shí)驗(yàn)動(dòng)物DN的研究進(jìn)展綜述如下。

1 黃連素

黃連素(berberine, [C20H18NO4]+)可從黃連、黃柏、三顆針等植物中提取，又名小檗堿(BBR)、鹽酸小檗堿，是一種重要的異喹啉類(lèi)生物堿。相關(guān)研究表明黃連素可以有效降低KKAy小鼠空腹血糖(FBG)，改善胰島素敏感性，以及調(diào)節(jié)脂代謝[5]。近年來(lái)的相關(guān)研究表明黃連素治療DN的機(jī)制與調(diào)節(jié)S1P受體的表達(dá)、抗腎纖維化、調(diào)節(jié)氧化應(yīng)激、調(diào)控NF-КB信號(hào)通路等有關(guān)。劉慰華等[6]通過(guò)隨機(jī)對(duì)照實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)黃連素可通過(guò) S1P2-MAPK信號(hào)通路抗DN腎的纖維化，改善四氧嘧啶(alloxan)誘導(dǎo)的DN小鼠血糖、腎臟肥大指數(shù)(腎重/體重)、尿素氮、血肌酐、24 h尿蛋白等腎功能相關(guān)指標(biāo)，得出減少S1P2受體表達(dá)，抑制S1P2-MAPK(主要是ERK1/2和p38MAPK)通路介導(dǎo)的FN表達(dá)增加是黃連素抗糖尿病腎纖維化可能的作用機(jī)制之一。Tang LQ等[7]通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)BBR可通過(guò)介導(dǎo)G蛋白-AC-cAMP信號(hào)通路，增加cAMP水平來(lái)抑制腎小球系膜細(xì)胞(MCs)的異常增殖從而減輕DN大鼠腎臟損傷。盛冬琴[8]通過(guò)對(duì)DN小鼠灌胃給予二甲雙弧和不同劑量的黃連素8周后發(fā)現(xiàn)黃連素可顯著降低DN小鼠血糖、增加胰島素分泌、降低24 h尿蛋白、血清尿素氮和肌酐、上調(diào)SOD和Nrf2水平、下調(diào)ROS、Keap1及NOX4水平，由此得出黃連素具有改善小鼠DN的作用，且中、高劑量作用較優(yōu)，其相關(guān)機(jī)制可能與調(diào)控Keap1-Nrf2/ARE信號(hào)通路，從而改善氧化應(yīng)激有關(guān)。黃連素還可通過(guò)調(diào)節(jié)EP-G蛋白-cAMP信號(hào)通路中E-前列腺素受體(EPs)的蛋白表達(dá)，在高脂飲食和鏈脲佐菌素(STZ)誘導(dǎo)的DN大鼠中發(fā)揮腎臟保護(hù)作用[9]。范曉琳等[10]將78例早期DN患者按照隨機(jī)數(shù)字表法分為對(duì)照組和治療組，對(duì)治療組運(yùn)用黃連素聯(lián)合纈沙坦后發(fā)現(xiàn)治療組前后糖化血紅蛋白(HbAlc)、胰島素抵抗指數(shù)(HOMA-IR)、一氧化氮(NO)、內(nèi)皮素-1(ET-1)、血管性血友病因子(vWF)、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)水平較治療前均有明顯好轉(zhuǎn)，發(fā)現(xiàn)黃連素聯(lián)合纈沙坦可以明顯改善早期DN患者血管內(nèi)皮功能，其作用可能與黃連素降糖、降低糖基化終末產(chǎn)物(AGEs)的含量、抑制氧化應(yīng)激反應(yīng)及改善胰島素抵抗等有關(guān)。黃連素也可以通過(guò)抑制NF-КB介導(dǎo)的炎癥，抑制TGFβ/Smad介導(dǎo)的纖維化，以及改善膽固醇的攝入與流出平衡發(fā)揮對(duì)2型DN大鼠的腎臟保護(hù)作用[11]，與此同時(shí)Zhu等[12]也發(fā)現(xiàn)BBR可通過(guò)阻斷TLR4、NF-КB通路，減輕STZ引起的腎臟損傷以及炎癥反應(yīng)和高糖(HG)誘導(dǎo)的足細(xì)胞凋亡起到改善DN的作用。Sun等[13]發(fā)現(xiàn)BBR能抑制轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β/Smad 3信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，抑制腎纖維化，包括纖維連接蛋白、Ⅰ型膠原和Ⅳ型膠原的表達(dá)。黃連素還可以改善糖尿病小鼠腎臟肥大，減少細(xì)胞外基質(zhì)TGF-β1、FN和膠原Ⅳ的生成，該作用與其減少SphK1表達(dá)及活性，減少S1P生成相關(guān)[14]。除此之外有研究顯示BBR也能通過(guò)調(diào)控大鼠腎臟中β-arrestin的表達(dá)水平、ICAM-1及VCAM-1的水平、抑制IV-C的表達(dá)以及通過(guò)Smad信號(hào)通路維持腎組織TGF-β1/SnoN表達(dá)的動(dòng)態(tài)平衡，從而發(fā)揮對(duì)DN大鼠腎臟的保護(hù)作用[15-17]。

相關(guān)研究證實(shí)抑制醛糖還原酶(AR)可導(dǎo)致糖尿病患者的腎小球毛細(xì)血管細(xì)胞基膜增厚和腎小球系膜細(xì)胞、細(xì)胞外基質(zhì)的積聚，從而引發(fā)腎臟相關(guān)結(jié)構(gòu)和功能的改變，進(jìn)一步促進(jìn)DN的形成[18]。劉長(zhǎng)山等[19]發(fā)現(xiàn)黃連素可通過(guò)抑制AR活性，降低UAER、尿β2微球蛋白、血β2微球蛋白水平的方式明顯改善DN患者和糖尿病大鼠的腎臟病理變化。還有實(shí)驗(yàn)表明黃連素可通過(guò)其它途徑治療DN，余娜等[20]發(fā)現(xiàn)BBR可顯著升高早期DN大鼠腎組織BMP-7蛋白及mRNA的表達(dá)，改善早期DN大鼠腎功能病變，延緩DN發(fā)展。王良君等[21]研究發(fā)現(xiàn)小檗堿有良好的降血糖、降血脂以及對(duì)2型糖尿病大鼠腎臟有明顯保護(hù)作用，其保護(hù)機(jī)制可能與其下調(diào)GLUT1的表達(dá)，調(diào)節(jié)細(xì)胞外基質(zhì)的生成與降解，延緩腎臟纖維化進(jìn)程有關(guān)。閻文柱等[22]報(bào)道BBR可延緩T2DM大鼠腎小管的病理變化進(jìn)程，其機(jī)制可能與其提高腎小管GLUT4的表達(dá)水平有關(guān)。

2 川芎嗪

川芎嗪是中藥川芎的有效成分四甲基吡嗪，其具有典型的“Ca2+拮抗劑”的特性，有很強(qiáng)的擴(kuò)張微血管、改善微循環(huán)、降低血粘度、改善血液流變學(xué)、降低毛細(xì)血管通透性、調(diào)節(jié)血小板功能和抗凝等作用[23]。翁孝剛等[24]證實(shí)川芎嗪對(duì)早期DN及臨床DN腎功能正常者療效較好，特別是對(duì)于早期DN顯效率最高，而對(duì)于臨床DN腎功能衰竭者基本無(wú)效。Wang等[25]通過(guò)Meta分析發(fā)現(xiàn)川芎嗪注射對(duì)改善腎功能[血尿素氮和血清肌酐及降低尿蛋白(24 h尿蛋白、尿微量白蛋白和尿白蛋白排泄率)]有顯著療效。

博永錦等[26-29]通過(guò)對(duì)STZ誘導(dǎo)的2型糖尿病大鼠使用川芎嗪后發(fā)現(xiàn)川芎嗪對(duì)STZ誘導(dǎo)的2型糖尿病大鼠腎臟具有保護(hù)作用，其機(jī)制可能與下調(diào)TLR4的表達(dá)、干預(yù)高血糖癥、血脂代謝障礙和氧化應(yīng)激反應(yīng)、拮抗胰島素抵抗、以及下調(diào)腎素-血管緊張素、P-選擇素、和HMGB1的表達(dá)作用、降低RAGEs作用以及誘導(dǎo)nephrin、podocin表達(dá)增加有關(guān)。同時(shí)譚明珠等[30]發(fā)現(xiàn)川芎嗪能通過(guò)抑制AR活性，調(diào)控凋亡相關(guān)基因Bcl-2及Bax的表達(dá)而抑制細(xì)胞凋亡，明顯改善STZ誘導(dǎo)的糖尿病大鼠腎臟結(jié)構(gòu)和功能，并可減少尿蛋白，延緩DN的發(fā)生和發(fā)展。還有研究表明川芎嗪治療后患者24 h尿白蛋白排泄率(VAER)，血β2-微球蛋白、血清肌酐、尿素氮及C-反應(yīng)蛋白均較治療前明顯下降(P<0.01或P<0.05)，其對(duì)早期DN患者腎臟病變有部分保護(hù)作用[31]。

糖尿病腎小球硬化和腎臟纖維化的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中TGF-β1、ɑ-SMA、FN在DN腎組織中的表達(dá)含量明顯增多。姚俊成[32]的相關(guān)研究表明川芎嗪能有效地延緩腎小球硬化和腎臟纖維化的過(guò)程，對(duì)腎臟有較好的保護(hù)作用，研究過(guò)程中通過(guò)免疫組化和WB檢測(cè)分析發(fā)現(xiàn)川芎嗪能有效抑制TGF-β1以及ɑ-SMA、FN因子的表達(dá)，表明川芎嗪是通過(guò)影響腎臟纖維化來(lái)實(shí)現(xiàn)DN的腎臟保護(hù)作用。

此外川芎嗪還可以下調(diào)血漿ET水平、明顯減少尿蛋白排出、顯著改善腎功能、明顯降低血液黏度、紅細(xì)胞聚集指數(shù)來(lái)改善腎臟局部血液動(dòng)力學(xué)異常，有效降低DN蛋白尿，進(jìn)而延緩病情進(jìn)展[33]。通過(guò)減少DN大鼠尿蛋白，下調(diào)腎小管間質(zhì)組織OPN、CTGF表達(dá)水平，減輕DN腎小管間質(zhì)病變[34]。通過(guò)降低DN大鼠腎臟Ⅲ型前膠原的表達(dá)來(lái)減輕小管間質(zhì)病變以及發(fā)揮保護(hù)腎臟的作用[35]。同時(shí)蘭珍[36]的研究表明丹參川芎嗪能明顯降低血清中IL-6、IL-18、TNF-ɑ水平，提示丹參川芎嗪能降低炎性因子水平，有腎臟保護(hù)作用。

3 甜菜堿

甜菜堿屬于季胺類(lèi)生物堿，廣泛存在于動(dòng)植物中，尤以甜菜糖蜜中含量最髙，是傳統(tǒng)中藥枸杞，肉蓯蓉等的重要活性成分。據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道甜菜堿作為甲基供體，在動(dòng)物代謝中起著重要作用，能促進(jìn)脂肪代謝，具有抗脂肪肝、保護(hù)腎臟、降壓、緩和應(yīng)激等作用[37]。

陳吉?jiǎng)偟萚38]通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)甜菜堿可明顯降低DN小鼠血糖(BG)、血尿素氮(BUN)、24 h尿蛋白排泄率(UAER)、ELISA測(cè)定尿單核細(xì)胞趨化蛋白1(MCP-1)(P<0.05)的水平,以及明顯抑制腎臟的病理變化和GRP78的表達(dá)(P<0.05),表明甜菜堿可能通過(guò)減輕內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激(ERS)及相關(guān)的炎癥反應(yīng)治療DN小鼠。除此之外張猛猛等[39]通過(guò)實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)甜菜堿對(duì)db/db小鼠具有降糖、降脂、改善腎功能的生理作用，能延緩或抑制DN微血管炎癥過(guò)程。與此同時(shí)黃敏[40]也發(fā)現(xiàn)甜菜堿對(duì)糖尿病腎病db/db小鼠有減緩或抑制DN微血管損傷的作用，且甜菜堿的這一作用機(jī)理并不依賴(lài)于降糖或降脂治療。

4 山莨菪堿

山莨菪堿(anisodamine)是從我國(guó)特產(chǎn)茄科植物唐古特莨菪中提取出的一種生物堿。短期靜脈應(yīng)用山莨菪堿治療，對(duì)不同時(shí)期的DN患者均有減少尿蛋白的作用[41]。周智廣等[42]的研究表明山莨菪堿等綜合治療可雙相調(diào)節(jié)腎血漿流量(ERPF)，同時(shí)降低腎小球?yàn)V過(guò)分?jǐn)?shù)(FF)、尿蛋白和尿白蛋白排泄，而對(duì)腎小球?yàn)V過(guò)率無(wú)顯著性影響，故認(rèn)為山莨菪堿能有效改善腎內(nèi)血流動(dòng)力學(xué)異常及腎功能，并提出將其運(yùn)用于糖尿病的常規(guī)治療之中有助于DN的防治。這一結(jié)果與于風(fēng)泉等[43]發(fā)現(xiàn)的山莨菪堿能明顯增加ERPF,降低FF、MAP和全血粘度，同時(shí)能明顯減少尿白蛋白排泄，改善腎臟微循環(huán)和其血流動(dòng)力學(xué)異常，阻止和延緩DN的發(fā)展，對(duì)早期DN有顯著的治療作用可適用于臨床的結(jié)論相一致。

5 桑葉提取物

桑葉是一種優(yōu)良的降糖中藥材，其中所含的生物堿、黃酮和多糖具有重要的降糖活性[44]。桑葉總生物堿中的特有成分1-脫氧野尻霉素(1-DNJ)可改善腎功能，相關(guān)研究表明1-DNJ能夠改善STZ誘導(dǎo)的DN大鼠的空腹和餐后血糖，改善受損的腎功能[45]。

6 苦參堿

苦參堿是中藥的一種活性成分，具有抗炎、抗心律失常、抗肝細(xì)胞纖維化等作用[46]。除此之外有研究表明苦參堿對(duì)DN也有一定的治療作用，苦參堿在輔助治療DN中，能夠降低尿微量白蛋白的排泄率，升高脂聯(lián)素水平，提高組織對(duì)胰島素的敏感性，這些作用可能與其降低血清TNF-ɑ和IL-6水平有關(guān)[47]?？鄥A注射液可通過(guò)調(diào)節(jié)t-PA/PAI-1的活性、改善血液黏度，減少早期DN尿蛋白的排出，對(duì)腎臟起保護(hù)作用[48]。

丁芳[49]通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)苦參堿可能通過(guò)降低糖尿病大鼠腎組織TGF-β1、FN、ɑ-SMA、Ⅳ型膠原及CTGF的表達(dá)，降低糖尿病大鼠尿液中TGF-β1mRNA的含量，起到腎臟保護(hù)作用，除此之外此研究還證實(shí)苦參堿可以減少糖尿病大鼠尿蛋白的排泄，減輕腎臟肥大，及減輕腎臟病理學(xué)改變，延緩糖尿病大鼠進(jìn)一步腎損傷的發(fā)生發(fā)展，具有腎臟保護(hù)作用。

相關(guān)研究表明苦參堿治療Ⅰ型糖尿病大鼠腎病具有改善腎功能，減少尿蛋白排泄的作用；同時(shí)該研究在光鏡下發(fā)現(xiàn)MT組MGV與未治療組相比有明顯改善；電鏡顯示治療組腎小球基底膜厚度、濾過(guò)膜結(jié)構(gòu)明顯改善，表明苦參堿可改善糖尿病大鼠腎臟的損害[50]。

7 秋水仙堿和益母草堿

秋水仙堿(又名秋水仙素)是從百合科植物秋水仙的球莖和種子中提取的酚酮類(lèi)生物堿，是一種高效的抗痛風(fēng)藥。Li等[51]證實(shí)秋水仙堿不僅可以通過(guò)抑制單核細(xì)胞趨化蛋白-1(MCP-1)和細(xì)胞間黏附分子-1(ICAM-1)的表達(dá)來(lái)抑制炎癥細(xì)胞的浸潤(rùn)，而且還可通過(guò)抑制細(xì)胞外基質(zhì)的積聚來(lái)防止炎癥細(xì)胞在DN大鼠腎臟的浸潤(rùn)，從而起到對(duì)DN大鼠腎臟的保護(hù)作用。這些發(fā)現(xiàn)為秋水仙堿的腎臟保護(hù)作用提供了新的視角。

益母草堿是存在于我國(guó)傳統(tǒng)中藥益母草中的一種生物堿，對(duì)心臟、血管、腎臟均有一定的保護(hù)作用。Huang等[52]通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)益母草堿能部分通過(guò)抑制NF-Kb/IKK通路，改善炎癥狀態(tài)，從而起到改善2型糖尿病小鼠db/db小鼠的糖尿病癥狀，由此可見(jiàn)益母草堿日后可能用于延緩2型糖尿病的發(fā)展過(guò)程。

目前關(guān)于秋水仙堿和益母草堿在治療DN方面的研究相對(duì)較少，這也提示我們可以將秋水仙堿和益母草堿作為研究的對(duì)象，從而去發(fā)現(xiàn)它們?cè)谥委烡N方面的更多作用。

8 小結(jié)與展望

綜上所述，近年來(lái)中藥生物堿類(lèi)化合物在治療DN實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中取得了一定的成績(jī)，運(yùn)用生物堿后DN實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的腎臟病變得到了有效的控制，腎功能得到了有效保護(hù)。隨著人們對(duì)中藥生物堿類(lèi)化合物越來(lái)越深入的研究，人們對(duì)其防治DN的機(jī)制也更加了解，同時(shí)也揭示了生物堿類(lèi)化合物對(duì)DN的治療有潛在價(jià)值。但中藥生物堿類(lèi)化合物的作用機(jī)制十分復(fù)雜，目前有關(guān)生物堿類(lèi)化合物治療DN的研究仍存在一些不足之處。首先關(guān)于生物堿類(lèi)化合物治療DN的臨床研究相對(duì)缺乏，其次人們對(duì)其作用機(jī)制還未完全研究透徹。日后還需要在中醫(yī)藥的理論指導(dǎo)下，合理開(kāi)展相關(guān)的臨床試驗(yàn)研究，以進(jìn)一步提高生物堿類(lèi)化合物在臨床中對(duì)DN的治療效果，從而為DN的治療提供更廣闊的前景。