中醫(yī)藥通過PPAR相關(guān)通路干預(yù)非酒精性脂肪肝的實驗研究?

黃超原,趙志敏,李 煒,程軼敏,鄭逸遠(yuǎn),劉鳳斌

(1.廣州中醫(yī)藥大學(xué)第二附屬醫(yī)院,廣州 510120;2.廣東省中醫(yī)院,廣州 510120;3.廣州中醫(yī)藥大學(xué),廣州 510405;4.上海市中醫(yī)醫(yī)院,上海 200071;5.廣州中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院,廣州 510405)

非酒精性脂肪肝(non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD)是指除酒精和其他病因之外,明確所致的肝細(xì)胞內(nèi)脂肪過度沉積為主要特征的臨床病理綜合征[1]。隨著社會的發(fā)展和生活水平的不斷提高,NAFLD的發(fā)生率不斷升高[2]。盡管NAFLD的發(fā)生與代謝紊亂疾病如肥胖、2型糖尿病、高血壓等相關(guān),但是仍有約40%的患者為非肥胖人群,甚至20%為瘦型NAFLD,瘦型NAFLD在亞洲中年人群中最為多見[3]?，F(xiàn)代研究認(rèn)為NAFLD的主要發(fā)病機制與肝臟脂質(zhì)積累、胰島素抵抗、血脂異常和炎癥等密切相關(guān)。轉(zhuǎn)錄因子過氧化物酶體增殖劑激活受體(peroxisome proliferator-activated receptor,PPAR)參與調(diào)節(jié)代謝、炎癥、纖維化等決定非酒精性脂肪性肝炎(nonalcoholic steatohepatitis,NASH)發(fā)生發(fā)展的病理進(jìn)程中,且PPAR相關(guān)的激動劑在臨床上可對肝臟組織學(xué)有改善作用,故其有望成為改善NAFLD或阻斷NASH的潛在治療靶點[4]。中醫(yī)藥對NAFLD具有明顯的治療效果,從PPAR相關(guān)通路的角度切入探討中醫(yī)藥干預(yù)手段對NAFLD療效的作用機制的實驗研究也逐漸增多。本文將從PPAR相關(guān)通路的角度,對近年來探討中醫(yī)藥防治NAFLD機制的實驗研究進(jìn)行綜述。

1 PPAR家族分類及其結(jié)構(gòu)功能

PPAR是一種可由脂肪酸樣化合物過氧化物酶體增殖劑激活的能調(diào)節(jié)靶基因表達(dá)的核內(nèi)受體轉(zhuǎn)錄因子超家族成員,主要有α、β、γ三種亞型。其中過氧化物酶體增殖物激活受體(peroxisome proliferator-activated receptor ,PPAR)α由A/B、C、D、E和F五個結(jié)構(gòu)域組成,其調(diào)節(jié)的影響因素主要有壓力、生長激素、糖皮質(zhì)激素、胰島素、瘦素等[5]。過氧化物酶體增殖物激活受體(peroxisome proliferator-activated receptor,PPAR)β/δ由四個主要的功能域組成:n端配體獨立反激活域(A/B域),通常稱為激活函數(shù)(AF)-1;DNA結(jié)合域(DBD或C域);鉸鏈區(qū)域(D域);羧基端E結(jié)構(gòu)域或AF-2,包括配體結(jié)合結(jié)構(gòu)域和依賴配體的轉(zhuǎn)激活結(jié)構(gòu)域[6]。過氧化物酶體增殖物激活受體(peroxisome proliferator-activated receptor,PPAR)γ作為PPAR超家族中的一員,包含A、B、C、D、E和F等6個結(jié)構(gòu)域,含有4個功能區(qū),主要表達(dá)形式為磷酸化修飾,與動脈粥樣硬化、糖尿病、腫瘤等疾病關(guān)系密切[7]。

2 PPAR與NAFLD

肝臟脂質(zhì)沉積是NAFLD發(fā)病機制“二次打擊學(xué)說”中發(fā)生發(fā)展階段的重要一環(huán),飲食、脂解作用、肝臟脂質(zhì)攝取、肝臟脂質(zhì)從頭合成、脂酸氧化、脂酸再酯化、甘油三酯分泌出肝等對肝臟脂質(zhì)沉積具有重要影響[8]。

PPARα與肝臟脂質(zhì)積聚相關(guān),在肝臟、心臟、腸道黏膜、腎臟、棕色脂肪、骨骼肌中強烈表達(dá),能夠調(diào)節(jié)脂蛋白代謝、脂肪酸氧化、膽固醇分解代謝、生酮和糖異生相關(guān)基因的表達(dá)[9]。石巧娟等發(fā)現(xiàn)PPARα激動劑可增加NAFLD模型大鼠中PPARα的mRNA表達(dá),能降低NAFLD鼠的胰島素抵抗指數(shù),具有胰島素增敏、改善脂質(zhì)代謝紊亂和保肝降酶的作用,對改善NAFLD具有明顯的作用[10]。在肝臟脂肪代謝中,PPARα與脂肪酸氧化程度具有正相關(guān)關(guān)系,PPARα能夠通過調(diào)節(jié)脂肪酸氧化來調(diào)節(jié)肝臟內(nèi)脂肪的代謝。Yang等[11]發(fā)現(xiàn)新的磷脂酰肌醇3-激酶調(diào)節(jié)亞基(phosphoinositide-3-kinase, regulatory subunit 3 gamma,PIK3R3)-肝細(xì)胞核因子(hepatocyte nuclear factor 4 alpha,HNF4α)-PPARα信號通路,可在PIK3R3的誘導(dǎo)下刺激介導(dǎo)PPARα表達(dá)的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子HNF4α,增加PPARα的表達(dá),進(jìn)而增加脂肪酸β氧化和減少肝分裂來改善NAFLD。脂酸氧化是肝臟脂肪酸調(diào)節(jié)的重要一環(huán),其過程主要包括β氧化和ω氧化,脂酸氧化過程與PPARα密切相關(guān),PPARα配體可通過PPARα對肉毒堿棕櫚?；D(zhuǎn)移酶(carnitine palmitoyltransferase,CPT)1α的調(diào)控來調(diào)節(jié)脂酸氧化[8]。PPARα與Krüppel樣轉(zhuǎn)錄因子(krüppel-like factors,KLF)16的啟動子區(qū)域相綁定,KLF16的過表達(dá)可降低脂質(zhì)沉積,改善胰島素抵抗,加速脂肪酸氧化,改善NAFLD[12]。脫氫樅酸作為一種雙PPARα/γ和PPARγ部分激動劑,可以與PPARγ和PPARα的配體結(jié)合域可形成穩(wěn)定的氫鍵,對高脂飼料小鼠起到緩解葡萄糖耐受不良、降低肝脂肪變性和脂質(zhì)積累、改善胰島素抵抗和脂質(zhì)代謝、抑制炎性因子的mRNA表達(dá)的作用[13]。

PPARβ/δ可通過其作為轉(zhuǎn)錄因子的活性,調(diào)節(jié)特定靶基因的表達(dá)的機制調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝、葡萄糖穩(wěn)態(tài)及炎癥反應(yīng)[14]。PPARδ在NAFLD修復(fù)過程中的作用仍有爭議,有研究發(fā)現(xiàn)PPARδ激活可通過調(diào)節(jié)多條平行通路來減少肝臟炎癥、脂肪毒性和胰島素抵抗,從而能增強胰島素的敏感性并起到改善肝臟脂肪沉積的作用[15-16],但是也有研究表明PPARδ過表達(dá)可激活脂肪新生和隨后的脂質(zhì)沉積[17],因此,PPARβ/δ在脂肪代謝中的作用需進(jìn)一步的研究來證明。Barroso等[18]發(fā)現(xiàn)PPARβ/δ激活劑GW501516的激活會通過恢復(fù)腺苷酸活化蛋白激酶(adenosine monophosphate-activate dprotein kinase,AMPK)活性增加PPARα-過氧化物酶體增殖物激活受體γ輔激活因子(peroxlsome proliferator-activated receptor-γ coactlvator,PGC)1α的表達(dá),促進(jìn)其降低甘油三酯作用。

PPARγ與脂質(zhì)代謝關(guān)系密切,具有雙向調(diào)節(jié)作用,其在脂肪中的表達(dá)量最高。PPARγ可通過調(diào)控脂肪合成相關(guān)基因脂肪酸合酶(fatty acid synthase,FAS)、硬脂酰輔酶A去飽和酶(stearoyl-coenzyme desaturase, SCD)等的表達(dá)參與脂肪的合成,同時還參與調(diào)控脂肪轉(zhuǎn)運相關(guān)基因脂肪酸轉(zhuǎn)移蛋白(fatty-acid transport protein, FATP)、細(xì)胞型脂肪酸結(jié)合蛋白(adipocyte fatty acid-binding protein, A-FABP)等的表達(dá)促進(jìn)脂肪酸的轉(zhuǎn)運和吸收,以及參與β氧化來調(diào)節(jié)脂肪酸進(jìn)而調(diào)控脂肪代謝[19]。PPARγ對脂質(zhì)代謝具有調(diào)節(jié)作用,棕櫚酸鹽在Huh7細(xì)胞中通過PGC1α上調(diào)PPARγ,并且PGC1α和PPARγ在NAFLD小鼠肝臟中均上調(diào),提示其對脂質(zhì)代謝的影響導(dǎo)致肝內(nèi)甘油三酯積累[20]。KLF6和KLF9蛋白在脂肪變性條件下直接調(diào)控過PPARγ的表達(dá),導(dǎo)致脂肪生成基因表達(dá)程序的激活和脂肪在肝臟中的儲存[21]。此外,在不同條件的作用下,PPARγ的調(diào)節(jié)作用是不同的。在厄貝沙坦的作用下,通過上調(diào)PPARγ的表達(dá),可激活A(yù)MPK/蛋白激酶B(protein kinase B, Akt)/雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)信號通路,進(jìn)而誘導(dǎo)肝臟自噬來改善高脂血癥和肝臟脂肪變性[22]。克羅二氫呋喃A、B、C能夠通過抑制PPARγ的交換活性,調(diào)節(jié)PPARγ信號通路來影響脂肪形成和脂質(zhì)積累[23]。

3 中醫(yī)藥對NAFLD動物PPAR相關(guān)通路的影響

中醫(yī)無“非酒精性脂肪肝”這一病名,但認(rèn)為NAFLD可屬中醫(yī)“脅痛”“肥氣”“癥瘕”“積聚”“肝著”等范疇,多與肝失疏泄、脾失健運、腎精虧虛等導(dǎo)致痰濕內(nèi)蘊、氣滯血瘀、濕濁瘀阻有關(guān)[24]。大量研究證明中醫(yī)藥的中藥單體、中藥復(fù)方、中成藥及中醫(yī)外治法等可以通過調(diào)控PPAR的相關(guān)通路來達(dá)到改善和治療NAFLD的作用。

3.1 中藥單體

中藥決明子的提取物決明子蒽醌苷對NAFLD的血脂水平具有明顯的改善作用,可以明顯地降低固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白(sterol regulatory element binding protein,SREBP)-1c表達(dá),升高PPARα表達(dá),進(jìn)而降低肝臟甘油三酯合成[25]。虎杖的主要有效成分之一的虎杖苷可以通過增加脂質(zhì)過氧化關(guān)鍵酶PPARα的基因表達(dá)和抑制脂質(zhì)合成關(guān)鍵酶SREBP-1c的mRNA表達(dá)來改善脂肪肝病理學(xué)情況和肝細(xì)胞脂質(zhì)沉積,起到保護肝臟的作用[26]。姜黃素是姜黃的主要提取物之一,可以逆轉(zhuǎn)NAFLD家兔模型的肝臟脂肪變性,這一過程可能正是通過正向調(diào)節(jié)PPARα的表達(dá)水平,進(jìn)而糾正氧化與抗氧化狀態(tài)來減輕脂肪變性程度[27]。張睦清等[28]通過實驗發(fā)現(xiàn)中藥丹參的不同組分丹參總酮和丹參總酚酸對NAFLD均有較大的作用,這些單體能夠降低血清和肝組織中的血清總膽固醇(total cholesterol,TC)、血清總甘油三酯(total triglycerides,TG)、谷氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(alanine aminotransferase,ALT)、天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶(aspartate aminotransferase,AST)的含量,其機制主要是增加肝臟PPARα的表達(dá),進(jìn)而達(dá)到改善NAFLD的作用。竹節(jié)參總皂苷作為竹節(jié)參的主要活性物質(zhì)之一,可明顯改善NAFLD小鼠模型的肝臟組織病理情況,熊海容等通過實驗發(fā)現(xiàn)其發(fā)揮干預(yù)作用的機制可能是通過miR-34a靶向PPARα的信號通路[29]。玉米須總皂苷作為玉米須中提取的一種有效成分,能夠?qū)AFLD的肝功能起到明顯的改善作用,在治療后NAFLD大鼠的空腹血糖(fasting blood glucose,FBG)、游離脂肪酸(free fatty acids FFA)、白介素(interleukin,IL)-6、IL-1、AST、ALT、TG的水平明顯降低,肝臟PPARγ的表達(dá)量明顯升高[30]。富硒靈芝的主要成分富硒靈芝多糖可明顯降低NAFLD大鼠的高密度脂蛋白(high-density lipoprotein cholesterol,HDL-C)、低密度脂蛋白(low-density lipoprotein cholesterol,LDL-C),IL-1α,IL-1β和腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor,TNF)-α,同時明顯升高SCD1和PPARα的mRNA和蛋白表達(dá),具有較好的改善NAFLD的作用[31]。人參皂苷Re通過激活PPARγ通路,直接增加PPARγ及其下游基因的表達(dá),抑制TNF-α的產(chǎn)生,促進(jìn)葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白(glucose transporters,GLUT4)轉(zhuǎn)運,促進(jìn)3T3-L1脂肪細(xì)胞對葡萄糖的攝取和處理,起到降低胰島素抵抗的作用,從而對改善NAFLD起到一定的作用[32]。天然化合物補骨脂二氫黃酮甲醚(bavachinin)可降低小鼠模型的TG和LDL-C水平,具有降低血糖的效果,其可能的機制是與合成的PPARγ和PPARα激動劑發(fā)揮協(xié)同作用進(jìn)而促進(jìn)碳水化合物和脂質(zhì)代謝,但Bavachinin不能與PPARβ/δ激動劑具有協(xié)同效應(yīng)[33]。綜上,多種中藥單體對治療NAFLD具有明顯的作用,且其起效的機制與PPAR相關(guān)通路密切有關(guān)。

3.2 中藥復(fù)方

黃明等[34]發(fā)現(xiàn)中藥復(fù)方虎金方(虎杖15 g,郁金15 g,澤瀉15 g,田七5 g,山楂10 g,靈芝10 g)對NAFLD小鼠改善明顯,可明顯降低TG,明顯增加沉默調(diào)節(jié)蛋白(sirtuin,SIRT1)、PGC-1α、PPARα蛋白表達(dá)。趙興旺等[35]研究發(fā)現(xiàn)中藥復(fù)方加味苓桂術(shù)甘湯(茯苓12 g,桂枝9 g,白術(shù)12 g,黨參12 g,法半夏12 g,生山楂30 g,豨薟草15 g,紅花9 g,川芎9 g,制首烏15 g,甘草6 g)能通過升高NAFLD大鼠肝臟組織中脂聯(lián)素受體(adiponectin receptor,adipo R)2和PPARα的表達(dá)改善肝臟脂肪變性。Yang等[9]在探究四君子湯、理中湯、附子理中湯對NAFLD的保護機制時發(fā)現(xiàn),四君子湯、理中湯、附子理中湯對NAFLD的保護作用,不僅可以通過激活PPARα信號和抑制SREBP-1c使肝臟脂質(zhì)積累減少,還可以通過減輕肝臟自噬和調(diào)節(jié)PPARα及其下游靶酶來改善NAFLD癥狀,有效緩解肝臟脂質(zhì)積累和纖維化,從而在NAFLD的治療中發(fā)揮作用。消瘀化痰飲(澤瀉、丹參、海藻、黃芪各15 g,法半夏、大黃、郁金、決明子、山楂、柴胡、麩炒白術(shù)各10 g)可顯著降低NAFLD大鼠的血脂和肝臟脂質(zhì)含量,其具體機制與大鼠肝臟PPARα的mRNA表達(dá)明顯增強有關(guān)[36]。鄧國興在探究越鞠丸對NAFLD大鼠肝臟PPARα的影響時發(fā)現(xiàn)對其能促進(jìn)PPARα的表達(dá),升高脂肪代謝相關(guān)酶的目的基因表達(dá)水平,進(jìn)而使肝內(nèi)脂肪酸氧化能力提高,從而起到改善NAFLD的作用[37]。中藥復(fù)方在臨床中運用最為廣泛,因此探究中藥復(fù)方治療NAFLD的深層機制,可以為中藥復(fù)方更好地運用于臨床提供基礎(chǔ)支持。

3.3 中成藥

付蓉等[38]發(fā)現(xiàn)復(fù)方貞術(shù)調(diào)脂方可通過上調(diào)肝PPARα及其下游基因CPT-1α,促進(jìn)脂肪酸氧化,改善胰島素敏感性來延緩高脂飲食所致的NAFLD的發(fā)生。疏肝消脂Ⅲ方膠囊作用于NAFLD大鼠模型發(fā)現(xiàn)其能夠通過上調(diào)肝組織PPARγ和Adipo R2的表達(dá)來有效改善胰島素抵抗,減少炎癥反應(yīng)發(fā)生,進(jìn)而改善NAFLD[39]。隋曉丹[40]在其研究中發(fā)現(xiàn)肝脂溶顆粒在對NAFLD模型大鼠的作用中能增強肝臟組織PPARα的mRNA表達(dá),影響肝臟脂質(zhì)的合成,調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝,進(jìn)而減輕脂質(zhì)沉積以改善NAFLD。肝纖維化是NAFLD進(jìn)展的一個階段,四氯化碳誘導(dǎo)的肝纖維化大鼠肝組織在運用丹芍化纖膠囊后,其PPARγ表達(dá)升高,TNF-α和核轉(zhuǎn)錄因子(nuclear factor kappa B,NF-κB)的表達(dá)降低[41]。

3.4 針灸等治療方法

楊茜雯等發(fā)現(xiàn)通過穴位埋線可有效降低NAFLD模型大鼠的肝臟TG含量,顯著提高PPARα的mRNA表達(dá)水平,調(diào)節(jié)肝臟脂質(zhì)的合成,改善NAFLD[42]。高磊等通過選取“后三里”“天樞”“脾俞”穴來進(jìn)行電針和穴位埋線,發(fā)現(xiàn)可通過提高脂肪PPARγ的mRNA的表達(dá),降低血清TC和LDL-C水平,從而達(dá)到減肥和調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝紊亂的目的[43]。PPARγ具有調(diào)節(jié)脂肪分泌的作用,針刺白色脂肪組織可抑制抵抗素、瘦素、炎性因子等的分泌,同時促進(jìn)脂聯(lián)素的分泌,改善PPARγ的功能,達(dá)到糾正異常脂肪分泌的作用[44]。電針灸通過對“足三里”和“三陰交”穴位的刺激干預(yù),發(fā)現(xiàn)可誘導(dǎo)表皮脂肪組織中的細(xì)胞因子信號轉(zhuǎn)導(dǎo)抑制蛋白(suppressor of cytokine signaling,SOCS)-3和PPARγ的mRNA表達(dá)的向下調(diào)節(jié),具有減輕單純肥胖小鼠的效果,這為調(diào)節(jié)治療脂肪肝提供了較好的證據(jù)[45]。

4 討論

目前對NAFLD的治療并沒有相應(yīng)的特效藥,治療的首要目標(biāo)為減肥和改善胰島素抵抗,通過健康飲食和加強鍛煉的生活方式教育是防治NAFLD及其合并癥最為重要的治療措施。中醫(yī)中藥療法作為一種安全有效的傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)治療手段,在NAFLD的防治過程具有良好的協(xié)同作用,大量中醫(yī)研究證實了中藥單體、中藥復(fù)方、中成藥及中醫(yī)外治法等對NAFLD的臨床療效確切。對中醫(yī)藥防治NAFLD發(fā)揮作用的機制有多種角度,如炎癥反應(yīng)、脂質(zhì)代謝、氧化應(yīng)激、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激等,其中經(jīng)由PPAR相關(guān)通路探討中醫(yī)藥防治NAFLD是最為經(jīng)典的角度之一。隨著NAFLD發(fā)病率的升高,對其治療的研究也在不斷增加,尤其是近年來對經(jīng)由PPAR相關(guān)通路的研究,在實驗及臨床中具有較多的研究和應(yīng)用。

中醫(yī)藥基于PPAR相關(guān)通路治療NAFLD,主要通過促進(jìn)脂肪酸氧化分解,其中發(fā)生在線粒體的β氧化在脂酸氧化中占有主導(dǎo)地位,脂酸氧化在調(diào)節(jié)機體能量代謝和脂質(zhì)代謝紊亂中具有重要作用[8]。中醫(yī)理論認(rèn)為脾的作用是“飲入于胃,游溢精氣,上輸于脾,脾氣散精”,通過將精微物質(zhì)經(jīng)由肺、肝等臟腑作用后輸送至全身,這與線粒體脂肪酸氧化過程具有相似之處,同時,脾主肌肉,線粒體脂酸氧化產(chǎn)生的能量為肌肉的運動提供動力[46]。中醫(yī)對NAFLD的病機認(rèn)識主要有肝郁氣滯、濕熱內(nèi)蘊、痰瘀互結(jié)等,故運用疏肝理氣、清熱利濕、化痰祛瘀、滲濕降濁等治法進(jìn)行干預(yù)能改善NAFLD,這些治法在中醫(yī)治療八法里歸屬“消”法、“清”法,與現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中促進(jìn)脂肪酸氧化從而增加脂肪酸去路的思路有相似之處,因此從PPAR相關(guān)通路去闡釋中醫(yī)藥改善NAFLD具有較鮮明的中醫(yī)特色。本研究綜述發(fā)現(xiàn)基于PPAR相關(guān)通路探索中藥單體、中藥復(fù)方防治NAFLD的研究已有豐富可觀的結(jié)果,但中成藥及中醫(yī)外治法的相關(guān)研究頗少。針灸在減肥中的療效確切,而減肥又是治療NAFLD的首要目標(biāo),因此針灸防治NAFLD具有廣闊前景,且針灸減肥中常用“瀉”法,取如“足三里”“豐隆”“陰陵泉”等具有健脾化痰、滲濕泄?jié)峁πУ难ㄎ?因此,從PPAR相關(guān)通路的角度闡明中醫(yī)外治法防治NAFLD的機制具有一定可行性。

總而言之,對PPAR相關(guān)通路的研究仍需進(jìn)一步深入,在PPARβ/δ對脂質(zhì)代謝方面的研究仍存在不同的觀點。中成藥及中醫(yī)外治法對PPAR相關(guān)通路作用的研究仍較少,基于PPAR相關(guān)通路探索針灸改善NAFLD的機制具有鮮明的中醫(yī)特色和良好的可行性。