基于SREBPs、PPARs及PCSK9途徑調(diào)節(jié)脂代謝的實驗研究進(jìn)展

李來，李嫻，方鈺發(fā)，周艷凱，馬琛婧?

（1.云南中醫(yī)藥大學(xué)，云南 昆明 650000；2.中國林業(yè)科學(xué)研究院高原林業(yè)研究所，云南 昆明 650000；3.重慶市開州區(qū)中醫(yī)院，重慶 405400）

隨著人們物質(zhì)生活水平的提高，高脂飲食攝入過量，導(dǎo)致越來越多的人出現(xiàn)脂質(zhì)代謝紊亂，進(jìn)而引起動脈粥樣硬化（AS）、冠狀動脈粥樣硬化性心臟?。–HD）等一系列心血管疾病（CVD）［1-2］。因此，調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝紊亂對于預(yù)防和治療CVD 具有重要意義。目前，臨床上主要使用他汀類、貝特類、前蛋白轉(zhuǎn)化酶枯草溶菌素/kexin9 型抑制劑等藥物來調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝紊亂［3］，這些藥物主要通過膽固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白（SREBPs）、過氧化物酶體增殖物激活受體（PPARs）、前蛋白轉(zhuǎn)化酶枯草溶菌素/kexin9 型（PCSK9）三大信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑來調(diào)節(jié)，這些信號通路也是目前調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝紊亂研究的熱點。研究發(fā)現(xiàn)，生物堿類、萜類、多酚類、多糖類、黃酮類、皂苷類、菲醌類等天然產(chǎn)物具有調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝紊亂的作用［4］，但其相關(guān)機(jī)制并未完全明確。本文通過總結(jié)和歸納SREBPs、PPARs及PCSK9信號通路相關(guān)的中藥及天然產(chǎn)物，為尋找和開發(fā)具有調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝紊亂作用的有效成分提供參考。

1 膽固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白途徑

SREBPs 家族是一類主要參與總膽固醇（TC）和低密度脂蛋白受體（LDL-R）合成，含有堿基螺旋-環(huán)-螺旋-亮氨酸拉鏈結(jié)構(gòu)的核轉(zhuǎn)錄因子。SREBPs 主要由SREBF-1 和SREBF-2 基因編碼產(chǎn)生的SREBP-1a、SREBP-1c 和SREBP-2 組合而成，它們在各組織中的基因表達(dá)各異，這3種形式的SREBPs共同調(diào)節(jié)脂類的生成和輸出［5］。細(xì)胞脂質(zhì)代謝和穩(wěn)態(tài)由SREBPs控制，它激活基因參與合成和運輸TC 和其他脂質(zhì)，是維持脂質(zhì)穩(wěn)態(tài)的關(guān)鍵。當(dāng)肝細(xì)胞內(nèi)TC 含量下降時，SREBPs 裂解并釋放，作為轉(zhuǎn)運因子與LDL-R 或3-羥基-3-甲基戊二酸CoA 還原酶（HMGCR）的基因操縱子結(jié)合，增強LDL-R 在細(xì)胞膜表面的表達(dá)并促進(jìn)低密度脂蛋白（LDL）由血漿向胞內(nèi)轉(zhuǎn)運，升高肝細(xì)胞內(nèi)TC 水平同時降低血漿LDL 含量，從而上調(diào)HMGCR含量促進(jìn)TC的生物合成［6-8］。因此，抑制HMGCR 的表達(dá)是降低TC的直接作用靶點。

臨床上常用的HMGCR 還原酶抑制劑是他汀類藥物，比較有代表性的是第三代他汀類如阿托伐他汀和瑞舒伐他汀，其中阿托伐他汀通過降低HMGCR 的表達(dá)，來降低高血脂患者的TC；瑞舒伐他汀則通過下調(diào)TC 逆轉(zhuǎn)運相關(guān)基因ABCA1 mRNA 的表達(dá)，從而上調(diào)細(xì)胞內(nèi)TC 合成相關(guān)基因SREBP-2 mRNA 的表達(dá)，進(jìn)而發(fā)揮降脂作用［9］。他汀類藥物雖然效果顯著，但是部分患者服用后會引起疲勞、抽筋、肌痛等癥狀，而且聯(lián)合抗感染類藥物如CYP3A4 抑制劑用藥后會增加患者發(fā)生肌肉毒性的幾率，還會導(dǎo)致肌酸激酶（CK）顯著升高，增加CVD的患病風(fēng)險［10-12］。

研究發(fā)現(xiàn)，通過SREBPs 途徑調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝的有效成分主要包括多酚類、黃酮類、萜類成分等。多酚類成分如大黃酚、肉桂多酚等分別通過調(diào)節(jié)Huh-7肝細(xì)胞SREBP 及靶基因的表達(dá)和HepG2 細(xì)胞模型的SIRTI/AMPK/ACC 通路降低細(xì)胞內(nèi)TC、甘油三酯（TG）的含量［13-14］；黃酮類成分大豆異黃酮、二氫楊梅素分別通過降低HepG2 細(xì)胞模型SREBP-2 和HMGCR 蛋白及mRNA水平、SIRTI信號通路相關(guān)的基因轉(zhuǎn)錄和蛋白表達(dá)，降低TC 合成，改善肝細(xì)胞脂肪變性［15-16］；萜類成分青葉膽通過調(diào)節(jié)HepG2細(xì)胞模型的AMPK/SIRT-1/SREBP-1c、AMPK/ACC/CPT-1 以及AMPK/ATGL 通路相關(guān)的基因轉(zhuǎn)錄和蛋白表達(dá)，減少脂肪合成［17］。另有研究表明，中藥復(fù)方黃芪散通過抑制HepG2 細(xì)胞胰島素抵抗模型中SREBP-1c 基因的表達(dá)，減少脂質(zhì)合成［18］；在動物實驗中，右歸丸、十味調(diào)脂湯通過下調(diào)高脂大鼠模型的SREBP-1c mRNA 表達(dá)水平以及CETP、FAS 蛋白和mRNA 的表達(dá)，降低模型大鼠血液中脂類物質(zhì)的含量［19-20］；逍遙散通過下調(diào)肝郁脾虛型抑郁癥脂代謝紊亂大鼠SREBP-1c、FAS mRNA 表達(dá)水平，激活其防治抑郁癥的機(jī)制［21］。天然產(chǎn)物方面，以HepG2 細(xì)胞和C57BL 小鼠為模型，發(fā)現(xiàn)高級烷醇能通過激活A(yù)MPK 和肝臟自噬，抑制SREBP-2，降低TC，改善肝臟脂肪變性［22-24］。綜上，通過細(xì)胞水平和動物整體水平的研究均表明，部分中藥及天然產(chǎn)物具有通過SREBPs 途徑調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝的作用，鑒于他汀類藥物不能與抗感染類藥物如CYP3A4 抑制劑聯(lián)用，這也許是通過SREBPs 途徑調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝的中藥及天然產(chǎn)物有效成分未來研究的一個切入點。

2 過氧化物酶體增殖物激活受體途徑

PPARs 是一種脂質(zhì)激活的轉(zhuǎn)錄因子，包括PPAR-α、PPAR-β 和PPAR-γ 等3 種亞型。其中PPAR-α和PPAR-γ均在巨噬細(xì)胞中表達(dá)，發(fā)揮抗炎作用，此外，他們通過激活A(yù)BCA1介導(dǎo)的TC外流在TC逆向運輸途徑中的調(diào)節(jié)作用［25］。PPAR-γ 基因在脂肪組織高表達(dá)，主要通過調(diào)控脂肪細(xì)胞脂肪酸結(jié)合蛋白（A-FABP）和一些促脂肪生成蛋白質(zhì)的合成來調(diào)節(jié)脂肪的儲存。研究表明，有效的PPAR-α 激動劑治療可使代謝綜合征患者的TC流出能力增強，提高HDL的轉(zhuǎn)運能力［26］；而PPAR-γ 促進(jìn)巨噬細(xì)胞的脂質(zhì)攝取和外流，因此PPARs 及其配體也可能成為減輕炎癥和減緩AS進(jìn)展的治療靶點［27］。

臨床上常用的PPAR-α 激動劑是貝特類藥物，比較有代表性的是非諾貝特和苯扎貝特，均可通過降低高血脂患者PPAR-α，從而降低TG［28-29］。貝特類藥是臨床常用的降低TG 的藥物，部分患者服用后會引起CK 升高并出現(xiàn)肌痛的現(xiàn)象，其中，腎損傷或腎病綜合征及甲狀腺功能亢進(jìn)的患者，發(fā)生肌痛的概率更高。此外，貝特類藥物聯(lián)合免疫抑制劑用藥后，還可能導(dǎo)致腎功能惡化［30］。

研究發(fā)現(xiàn)，通過PPARs 途徑調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝的有效成分主要包括萜類、多酚類成分等。萜類成分人參皂苷Rg1 通過降低HepG2 細(xì)胞內(nèi)TC、TG，從而下調(diào)PPAR-γ的表達(dá)，降低肝細(xì)胞脂質(zhì)蓄積［31］；多酚類成分杜仲木脂素通過抑制油酸誘導(dǎo)的HepG2 細(xì)胞內(nèi)TG 聚集，其機(jī)制可能與激活PPAR-α 上調(diào)，促進(jìn)脂肪酸氧化有關(guān)［32］，同是多酚類成分的姜黃素則主要通過激活大鼠肝臟調(diào)控脂肪酸β 氧化途徑PPAR-α/CPT-1A的表達(dá)來降低TG［33］。另有研究表明，中藥復(fù)方化濕祛濁方抑制大鼠SREBP1 表達(dá)，減少TG，并通過上調(diào)PPAR-α、激素敏感脂肪酶（HSL）表達(dá)，使TG 的分解增加，從而發(fā)揮調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝紊亂的作用［34］。葛根芩連湯分別以大鼠和HepG2 細(xì)胞為模型，通過下調(diào)PPAR-γ，說明其改善脂肪病變，降低血清轉(zhuǎn)氨酶水平，調(diào)節(jié)血脂代謝紊亂，改善NASH［35］。綜上，通過體外細(xì)胞實驗和體內(nèi)動物實驗研究結(jié)論均表明，萜類、多酚類、中藥復(fù)方具有通過PPAR-γ合成途徑和PPAR-α脂肪酸β 氧化途徑調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝的作用，考慮到現(xiàn)階段臨床上貝特類藥物在使用過程中出現(xiàn)的不良反應(yīng)，研究具有PPAR-γ 合成途徑和PPAR-α 脂肪酸β 氧化途徑相同調(diào)控作用的中藥及天然產(chǎn)物是否具有貝特類相似的不良反應(yīng)也是未來的研究方向，明確其有效性和安全性是未來是否能夠與臨床藥物聯(lián)用的基礎(chǔ)。

3 前蛋白轉(zhuǎn)化酶枯草溶菌素9型

PCSK9 是枯草桿菌蛋白酶家族中的Kexin 樣原蛋白轉(zhuǎn)化酶的第9個成員，該基因位于染色體1p32上，由12 個外顯子組成，編碼含692 個氨基酸的絲氨酸蛋白酶［36］。它可促進(jìn)低密度脂蛋白受體LDL-R 降解，從而使血低密度脂蛋白膽固醇（LDL-C）升高，是目前降脂領(lǐng)域最受關(guān)注且最具有開發(fā)前景的靶點［37-39］。

臨床上常用的PCSK9 抑制劑比較具有代表性的藥物有依洛尤單抗、阿利西尤單抗，其主要通過抑制PCSK9 與LDL-R 結(jié)合，降低高脂血癥患者LCL-C 水平，兩種PCSK9 抑制劑均可與大劑量他汀類藥物聯(lián)用，從而降低LDL-C 升高引起的一系列心腦血管疾病急危重癥，但使用過程中發(fā)現(xiàn)其降低TC效果要優(yōu)于降低TG的效果［40-42］。

通過PCSK9 途徑調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝的中藥有效成分主要包括生物堿類、菲醌類、萜類、多酚類、皂苷類等。生物堿類成分黃連素通過下調(diào)HepG2 細(xì)胞上游因子SREBP-2 及HNF-1α 方式降低PCSK9 表達(dá)，增加LDL-R 表達(dá)，促進(jìn)LDL-R 的攝?。?3］；菲醌類成分丹參酮ⅡA 可以通過下調(diào)LDL-R 水平，從而促進(jìn)LDL攝取，下調(diào)PCSK9 mRNA 和蛋白的表達(dá)［44］；萜類成分齊墩果酸可下調(diào)PCSK9 mRNA 和蛋白水平［45］；多酚類成分姜黃素和白藜蘆醇能通過下調(diào)模型細(xì)胞的PCSK9 mRNA 表達(dá)，提高細(xì)胞LDL-R 水平，促進(jìn)LDL攝取，此外，白藜蘆醇還可下調(diào)高脂血癥小鼠模型血清中miRNA-27a 表達(dá)與PCSK9 蛋白表達(dá)，上調(diào)肝組織中LDL-R 蛋白水平，從而降低血清中LDL-C 水平［46］；皂苷類成分三七總皂苷通過下調(diào)高脂金黃地鼠肝臟中PCSK9蛋白的表達(dá)，減少LDL-R降解，促進(jìn)肝臟對LDL 的攝?。?7］。另有研究表明，中藥復(fù)方血脂康通過降低高血脂癥患者LDL-C 含量，升高PCSK9 水平［48-49］；化濕祛濁方能降低高脂大鼠血清膽固醇水平，使SREBP-2、PCSK9 mRNA 的表達(dá)下調(diào)，LDL-R mRNA 的表達(dá)上調(diào)［50］。天然產(chǎn)物高級烷醇能降低高脂新西蘭兔PCSK9 的水平，降低主動脈鈣化程度，下調(diào)AS患者PCSK9的蛋白表達(dá)，降低LDL-C，其耐受性及安全性良好［51］。PCSK9抑制劑藥物價格昂貴暫未錄入醫(yī)保報銷藥物名列中，其不良反應(yīng)發(fā)生的機(jī)制尚不明確。由于臨床有使用PCSK9 抑制劑與他汀類藥物聯(lián)用的先例，中藥及天然產(chǎn)物具有不良反應(yīng)少、價格低廉的優(yōu)勢，通過總結(jié)HepG2 細(xì)胞實驗和動物實驗結(jié)果顯示，中藥及天然產(chǎn)物通過調(diào)節(jié)PCSK9 途徑表現(xiàn)出較好地降低LDL-C 水平的作用，故進(jìn)一步明確中藥及天然產(chǎn)物調(diào)節(jié)PCSK9 途徑的機(jī)制，保證使用的有效性及安全性情況下，能否與他汀類藥物聯(lián)用，從而預(yù)防CVD的發(fā)生。

4 小結(jié)與展望

近年來，開發(fā)具有調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝紊亂的中藥及天然產(chǎn)物的保健產(chǎn)品是研究的熱點，本綜述總結(jié)近年來通過SREBPs、PPARs、PCSK9 途徑調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝紊亂臨床常用藥、中藥及天然產(chǎn)物實驗研究進(jìn)展，為后續(xù)研究開展具有調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝紊亂藥理活性的中藥及天然產(chǎn)物實驗研究提供理論依據(jù)。

目前中藥及天然產(chǎn)物在調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝紊亂方面的研究主要側(cè)重于動物和細(xì)胞層面，臨床研究報道較少，且因其組成成分復(fù)雜，還缺乏對于單一有效成分降脂作用及機(jī)制的深入研究以及各個成分是否具有不良反應(yīng)的相關(guān)研究。因此，未來的研究方向?qū)⒓杏谥兴幖疤烊划a(chǎn)物調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝紊亂作用機(jī)制的深入研究及單體層面的分子水平的研究，同時應(yīng)該明確其是否具有不良反應(yīng)，在保證安全有效的前提下，研究其與現(xiàn)臨床常用藥協(xié)同治療脂質(zhì)代謝紊亂的可行性，為開發(fā)具有調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝作用的安全有效的中藥新藥、保健品提供參考。