小檗堿治療炎癥性腸病的作用機(jī)制

李偉，徐偉，李雪頌

（1.內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010000；2.內(nèi)蒙古自治區(qū)人民醫(yī)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010017；3.唐山曹妃甸唐海中醫(yī)醫(yī)院，河北 唐山 063299）

炎癥性腸?。╥nflammatory bowel disease，IBD）是易復(fù)發(fā)的慢性腸道炎性疾病，包括潰瘍性結(jié)腸炎（ulcerative colitis，UC）和克羅恩?。–rohn's disease，CD），病變主要發(fā)生在結(jié)、直腸黏膜層及黏膜下層，甚至累及全消化道［1］。IBD 的發(fā)病機(jī)制尚未完全清楚，目前的研究認(rèn)為其是一種多基因參與的，與免疫功能異常、腸道感染、遺傳因素、腸道菌群等因素有關(guān)，其中免疫功能異常在IBD 的發(fā)病機(jī)制中日益受到關(guān)注［2］。

黃連是毛莨科植物黃連（Coptis chinesisFranch）、三角葉黃連（Coptis deltoideaC.Y.Cheng et Hisao）或云連（Coptis teetaWall）的干燥根莖，具有清熱燥濕、瀉火解毒的功效［3］。黃連的化學(xué)成分中，生物堿類和木脂素類含量最高，如小檗堿（Berbine）、黃連堿（coptisine）、藥根堿（jatrorrhizine）、甲基黃連堿（worenine）等，其中，小檗堿（BBR）是中藥黃連中含量最高的生物堿，分子式（C20H18NO4+）。除此之外還有揮發(fā)油類、黃酮類和一些酸性成分。小檗堿分子量為336.36，熔點(diǎn)204～206 ℃，為黃色針狀結(jié)晶，不溶于乙醚或苯，可溶于熱水或甲醇［4］。中醫(yī)常用其治療濕熱證所致疾病，如濕熱邪氣所致痞滿、嘔吐、瀉痢、黃疸、神昏、心煩不寐、目赤、牙痛、濕疹、濕瘡及疔瘡等［5］。多項(xiàng)臨床研究和臨床前研究也證明了小檗堿對(duì)炎癥、細(xì)菌、病毒感染、慢性損耗性疾病、心血管疾病、消化系統(tǒng)疾病等疾病具有改善作用［6］。

1 小檗堿治療IBD的作用機(jī)制

1.1 抗炎

體內(nèi)抗炎因子與促炎因子紊亂是引起IBD 原因之一。BBR 能通過介導(dǎo)Toll 樣受體（TLR）對(duì)機(jī)體炎癥反應(yīng)發(fā)揮調(diào)節(jié)作用。TLR 既可以識(shí)別來源于微生物的具有保守結(jié)構(gòu)的分子并激活機(jī)體產(chǎn)生免疫反應(yīng)，也可以充當(dāng)特異性免疫和非特異性免疫連接的橋梁。當(dāng)微生物突破物理屏障時(shí)，TLR 可以通過啟動(dòng)細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)影響效應(yīng)分子的表達(dá)和分泌。LI等［7］在報(bào)道中指出，BBR 對(duì)TNBS 誘導(dǎo)的IBD 小鼠有保護(hù)作用，能降低血清中IL－1β、IL－6、IL－17、IFN－γ 以及TNF－α 水平。KAWANO 等［8］研究結(jié)果表明，BBR 是多巴胺D1 和D2 樣受體的拮抗劑，對(duì)結(jié)腸黏膜上皮細(xì)胞和巨噬細(xì)胞內(nèi)COX－2 的表達(dá)具有抑制作用。陳怡等［9］在臨床實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)美沙拉嗪聯(lián)合鹽酸小檗堿保留灌腸，能夠有效降低主要炎癥因子IL－17、IL－23 和TNF－α 水平，尤其是IL－6、IL－17 降低最為明顯。YAN 等［10］在模型試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，小檗堿可顯著降低結(jié)腸組織中TNF、IFN－γ、KC 和IL－17 等促炎細(xì)胞因子水平，且可改善DSS 誘導(dǎo)的結(jié)腸上皮屏障功能障礙和細(xì)胞凋亡。LI 等［11］采用葡聚糖硫酸鈉（DSS）誘導(dǎo)的UC 模型對(duì)小檗堿的改善活性進(jìn)行評(píng)估，結(jié)果表明BBR 抑制了小鼠模型結(jié)腸組織中IL－6和IL－23 的mRNA 表達(dá)以及STAT3 的磷酸化，逆轉(zhuǎn)了DSS 引起的脾臟和CD4+細(xì)胞分泌導(dǎo)致的IL－17 的上調(diào)，首次證明了BBR 能通過抑制Th17 反應(yīng)降低DSS 誘導(dǎo)的結(jié)腸炎的嚴(yán)重程度。

1.2 抗菌

IBD 的發(fā)病與細(xì)菌或病毒感染有關(guān)，故預(yù)防和治療IBD 的關(guān)鍵在于抗菌、抗病毒［12］。ZHOU 等［13］在對(duì)BBR 和抗生素進(jìn)行研究時(shí)發(fā)現(xiàn)BBR 對(duì)多種微生物具有抗菌活性，對(duì)多種耐藥菌具有抑制作用，可以用于治療和預(yù)防耐藥性炎癥。CHAE 等［14］發(fā)現(xiàn)，BBR 的抗菌作用具有特異性，對(duì)人腸道的有害菌（腐敗梭菌等）抑制作用較強(qiáng)，對(duì)有益菌（乳酸菌等）抑制作用較弱。LV 等［15］研究發(fā)現(xiàn)，予艱難梭菌感染（CDI）誘發(fā)結(jié)腸炎的小鼠灌服BBR，能有效促進(jìn)腸道微生物群的恢復(fù)，調(diào)整腸道菌群，降低CDI 小鼠模型的死亡率。從上述角度解析，BBR可以通過抗菌作用調(diào)整腸道菌群、改善腸上皮屏障功能，從而發(fā)揮對(duì)IBD的治療和預(yù)防作用。

1.3 鎮(zhèn)痛

疼痛是IBD 的常見癥狀。因此在治療IBD 時(shí)，緩解患者的疼痛尤為重要。有研究表明［16］，小檗堿的鎮(zhèn)痛和抗抑郁作用在IBD 的治療中尤為重要。CHEN等［17］在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，小檗堿的作用是由mu－（MOR）和delta－（DOR）阿片受體介導(dǎo)的，小檗堿可以通過MOR 和DOR 依賴性作用逆轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)過度、分泌過多和傷害感受，從而可以達(dá)到減輕疼痛感受的目的。TANG 等［18］通過評(píng)估BBR 給藥的保護(hù)作用發(fā)現(xiàn)，BBR 可通過介導(dǎo)NO 對(duì)內(nèi)臟超敏反應(yīng)產(chǎn)生的疼痛發(fā)揮鎮(zhèn)痛作用。KIM［19］在大鼠模型中研究發(fā)現(xiàn)，BBR 對(duì)于坐骨神經(jīng)慢性收縮性損傷所導(dǎo)致的異常機(jī)械性疼痛具有較好的緩解作用。JIANG 等［20］在臨床實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，BBR 能明顯降低復(fù)發(fā)性口瘡（RAS）患者潰瘍疼痛評(píng)分，且潰瘍大小、紅斑、滲出水平與BBR 的治療關(guān)系密切。YANG 等［21］發(fā)現(xiàn)小檗堿給藥能逆轉(zhuǎn)周圍神經(jīng)損傷后背根神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元中TRPV1 的mRNA 和蛋白質(zhì)表達(dá)；對(duì)辣椒素引起的疼痛行為有顯著抑制作用。HASHEMZAEI 等［22］發(fā)現(xiàn)BBR 具有抗氧化和抗炎特性，能下調(diào)TRPV1、抑制NF－κB 通路以及調(diào)節(jié)μ和δ 阿片受體，可在各種疼痛和/或炎癥模型中發(fā)揮作用。

1.4 保護(hù)腸道黏膜上皮屏障

現(xiàn)代醫(yī)學(xué)認(rèn)為腸黏膜功能異常是腹瀉、黏液膿血便的首要原因，因此恢復(fù)腸道黏膜上皮屏障功能是治療IBD 的重要舉措。而小檗堿就能抑制炎癥反應(yīng)，介導(dǎo)腸道黏膜康復(fù)，從而達(dá)到恢復(fù)腸道黏膜上皮屏障功能的作用。有研究表明［23］，BBR 能逆轉(zhuǎn)由TNF－α、IFN－γ、H2O2及IL－1β 誘導(dǎo)的腸屏障功能失調(diào)，減少炎性滲透，降低細(xì)胞通透性，可作為降低IBD 發(fā)病率的治療劑。LI 等［24］發(fā)現(xiàn)，BBR 能抑制大鼠體內(nèi)TNF－α和IL－6 升高的趨勢(shì)，能減輕大鼠的組織損傷并保護(hù)腸黏膜屏障，在大鼠腸黏膜損傷過程中對(duì)NL具有雙向調(diào)節(jié)作用。GU等［25］基于實(shí)驗(yàn)報(bào)道，BBR能有效改善內(nèi)毒素血癥小鼠模型的腸上皮損傷，且能下調(diào)肌球蛋白輕鏈激酶通路，逆轉(zhuǎn)緊密連接蛋白在結(jié)腸上皮和膜微域中的重新分布。研究報(bào)道［26］，小檗堿通過上調(diào)IBS－D 小鼠模型中A20的表達(dá)來下調(diào)TNF－α－NFκB－MLCK 通路的異常激活，從而保護(hù)腸上皮緊密連接并修復(fù)IBS－D對(duì)腸上皮屏障造成的損傷。

1.5 抑制氧化應(yīng)激

氧化應(yīng)激是活性氧自由基產(chǎn)生的一種負(fù)作用，與IBD 等疾病密切相關(guān)。相關(guān)研究報(bào)道［27］，小檗堿能通過一種非常復(fù)雜的機(jī)制對(duì)抗氧化應(yīng)激和炎癥，該機(jī)制由多種激酶和涉及各種因素的信號(hào)通路組成，包括NF－κB（核因子－κB）和AMPK（AMP活化蛋白激酶），此外，MAPK（絲裂原活化蛋白激酶）和Nrf2（核因子erythroid－2 相關(guān)因子2）也與氧化應(yīng)激和炎癥有關(guān)。也有研究表明［28］，BBR 會(huì)在正常細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮抗氧化作用，而在病變細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮促氧化作用，對(duì)病變細(xì)胞內(nèi)活性分子的生成具有特異性。此外，LI 等［29］的研究結(jié)果表明，BBR 能有效抑制t－BHP 誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡，這與乳酸脫氫酶（LDH）的泄漏減少和ROS 過量產(chǎn)生有關(guān)。此外，BBR 通過優(yōu)化線粒體膜電位（ΔΨm）狀態(tài)和ATP產(chǎn)生，顯著抑制細(xì)胞色素c 表達(dá)，上調(diào)Bcl－2/Bax 的比率，并改善線粒體功能障礙。DENG 等［30］研究調(diào)查發(fā)現(xiàn)，小檗堿能通過Nrf2/ARE 信號(hào)通路減輕非酒精性脂肪性肝病大鼠的肝臟氧化應(yīng)激。

1.6 改變腸道原有菌群結(jié)構(gòu)

BBR主要通過改變腸道微生物群來協(xié)調(diào)微生態(tài)平衡，以此來調(diào)節(jié)糞便代謝物以改善5－Fu 誘導(dǎo)的腸道黏膜炎［31］。ZHANG 等［32］應(yīng)用BBR 治療2 型糖尿病13 周后，發(fā)現(xiàn)BBR 顯著改變了腸道微生物組的共生關(guān)系，也證明了BBR 對(duì)人體腸道微生物影響顯著。LIAO 等［33］予UC 大鼠模型BBR 后發(fā)現(xiàn)，BBR 既可以改善DSS 誘導(dǎo)的UC 大鼠的結(jié)腸損傷，又能調(diào)節(jié)腸道菌群，改善氨基酸的代謝和生物合成以及碳水化合物的消化和吸收、提高DNA 復(fù)制和修復(fù)能力等，證實(shí)了BBR 與某些特定細(xì)菌的相關(guān)性，展現(xiàn)了腸道微生物群作為診斷或（和）治療UC 靶點(diǎn)的潛力。周霖等［34］實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，小檗堿可以顯著降低IBS 大鼠內(nèi)臟高敏感性，調(diào)節(jié)腸道菌群豐度和多樣性，改善腸道微炎癥，減少IBS 大鼠排便增多癥狀。陳昺伃［35］研究表明，小檗堿能夠顯著改善UC 小鼠的大便性狀，上調(diào)TAS2R38及其下游蛋白的表達(dá)，上調(diào)緊密連接蛋白的水平，降低促炎因子水平，此外，小檗堿及TAS2R38 激動(dòng)劑均可上調(diào)TAS2R38 及其下游蛋白的表達(dá)，促進(jìn)ZO－1 及E－cadherin的表達(dá)，降低炎性因子的分泌。

1.7 調(diào)節(jié)腸神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞與腸上皮免疫細(xì)胞

最新的研究表明［36］，中樞神經(jīng)系統(tǒng)（CNS）和腸神經(jīng)系統(tǒng)（ENS）可以與腸道微生物群相互作用以調(diào)節(jié)營養(yǎng)代謝；迷走神經(jīng)系統(tǒng)在CNS 和ENS 之間進(jìn)行通信以控制胃腸道功能和進(jìn)食行為，迷走神經(jīng)傳入神經(jīng)元還表達(dá)腸內(nèi)分泌細(xì)胞（EEC）分泌的腸道肽的受體。作為腸道神經(jīng)系統(tǒng)的主要組成部分，腸神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞（EGCs）已被證明與腸屏障功能的調(diào)節(jié)和維持密切相關(guān)，并且EGCs 的減少和/或功能缺陷導(dǎo)致腸道炎癥疾病中的屏障功能障礙。如免疫細(xì)胞的激活可以通過細(xì)胞因子受體、G 蛋白偶聯(lián)受體和其他受體調(diào)節(jié)多種神經(jīng)元回路和局部腸道感覺神經(jīng)元的活性，進(jìn)而導(dǎo)致次級(jí)信使、環(huán)磷酸腺苷（cAMP）和Ca2t 的產(chǎn)生，以及蛋白激酶A（PKA）和絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）信號(hào)的激活。馬徐民等［37］通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，小檗堿能抑制C6神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞的增殖及克??；能夠抑制神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞的遷移能力；能下調(diào)C6膠質(zhì)瘤細(xì)胞CDK2蛋白表達(dá)水平。

2 小結(jié)

IBD 遷延不愈，反復(fù)發(fā)作，對(duì)人危害極大，常規(guī)藥物治療根本無法治愈，且停藥后又反復(fù)發(fā)作。從上述角度解析，小檗堿在抗炎、抗菌、鎮(zhèn)痛、保護(hù)腸黏膜上皮屏障、抑制氧化應(yīng)激、改善腸道菌群及調(diào)控Th 等方面優(yōu)勢(shì)明顯，能很好地對(duì)IBD 起到治療作用。且BBR 作為一種中藥提取物，就安全性、有效性、耐藥性以及藥物依賴性而言，小檗堿均優(yōu)于常規(guī)西藥治療。但是截至目前為止，小檗堿用于基礎(chǔ)試驗(yàn)較多，部分研究還停留在理論上，國內(nèi)應(yīng)用BBR治療IBD的報(bào)道相對(duì)較少。因此，在下一階段需要進(jìn)行大規(guī)模的BBR 藥物臨床研究和應(yīng)用臨床試驗(yàn)，為應(yīng)用BBR 治療或者預(yù)防IBD 提供新的診療策略。