雷公藤紅素治療非酒精性脂肪性肝病的研究進(jìn)展

王四園 王 帆 孫 鑫 劉成海,,3 陶艷艷,,3△

1.上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬曙光醫(yī)院肝病研究所 (上海, 201203) 2.上海市中醫(yī)臨床重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 3.肝腎疾病病證教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(上海中醫(yī)藥大學(xué))

雷公藤紅素又名南蛇藤素,為雷公藤根莖的提取物——去甲基木栓烷型三萜類化合物。據(jù)報(bào)道雷公藤紅素有一定肝毒性[1],而更多研究證實(shí)其對(duì)肝臟具有保護(hù)作用,可減輕肝臟炎癥[2]、肝損傷[3]和肝纖維化[4],尤其對(duì)非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)具有治療作用。NAFLD指除酒精和其他明確肝損害因素外,以肝細(xì)胞脂肪變性為主要特征的臨床病理綜合征,可分為單純性肝脂肪變和非酒精性脂肪性肝炎(NASH)[5],其發(fā)病關(guān)鍵在于高碳水化合物和脂肪酸在代謝過(guò)程中產(chǎn)生的脂毒性物質(zhì)超過(guò)肝細(xì)胞處理能力,引起肝細(xì)胞應(yīng)激、損傷和/或死亡,出現(xiàn)肝損傷、肝硬化甚至是肝癌[6]。有研究證實(shí)雷公藤紅素可直接影響脂質(zhì)合成、炎癥或間接改善肥胖和胰島素抵抗而發(fā)揮治療NAFLD作用。本文綜述雷公藤紅素對(duì)NAFLD治療作用進(jìn)展,以期為雷公藤紅素治療NAFLD藥物研發(fā)提供可能思路。

1 NAFLD發(fā)病機(jī)制

1.1 參與脂質(zhì)合成 NAFLD肝組織沉積脂質(zhì)主要以甘油三酯形式存在,其合成原料59%來(lái)源于脂肪組織的脂解作用,26%來(lái)源于脂質(zhì)新生,15%則直接來(lái)自于食物[7],其中脂質(zhì)新生主要受固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白1c(SREBP-1c)調(diào)控。SREBP-1c可控制脂質(zhì)生成基因的表達(dá),參與肝臟中脂肪酸和甘油三酯的合成[8];合成的甘油三酯以脂滴形式儲(chǔ)存于肝細(xì)胞內(nèi)或以極低密度脂蛋白形式向肝外輸出,而當(dāng)脂滴合成過(guò)多或輸出障礙時(shí)便會(huì)導(dǎo)致脂質(zhì)蓄積。研究證實(shí)雷公藤紅素在肝臟和原代肝細(xì)胞中均可通過(guò)增加沉默交配型信息調(diào)節(jié)因子2同源蛋白1(SIRT1)表達(dá),而使SREBP-1c及乙酰輔酶A羧化酶水平降低,以改善肝細(xì)胞脂滴堆積和氣球樣變[9]。但是有研究表明雷公藤紅素可通過(guò)降低轉(zhuǎn)錄因子過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體γ2(PPARγ2)及CCAAT增強(qiáng)子結(jié)合蛋白α(C/EBPα)表達(dá)而抑制脂肪細(xì)胞分化,增加脂解[10],而脂解無(wú)疑會(huì)增加甘油三酯合成。

1.2 抑制未折疊蛋白反應(yīng) 游離脂肪酸(FFA)增加與NAFLD發(fā)病密切相關(guān),FFA可經(jīng)線粒體β氧化消耗或酯化為甘油三酯以脂滴形式儲(chǔ)存于肝細(xì)胞,脂滴則可再脂解為脂肪酸釋放回肝細(xì)胞的游離脂肪酸池。反復(fù)進(jìn)行的線粒體β氧化和再脂解使脂毒性物質(zhì)積累,引起內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激,激活未折疊蛋白反應(yīng)(UPR),以維持肝細(xì)胞正常生理活動(dòng),但當(dāng)持續(xù)刺激超過(guò)代償后便會(huì)誘導(dǎo)炎癥和細(xì)胞死亡,使NAFLD加重[11]。UPR激活主要涉及需肌醇酶1(IRE1)、活化轉(zhuǎn)錄因子6(ATF6)和蛋白激酶R樣內(nèi)質(zhì)網(wǎng)激酶(PERK)3條通路,在非應(yīng)激條件下IRE1、ATF6及PERK與葡萄糖調(diào)節(jié)蛋白78(GRP78)結(jié)合而呈失活狀態(tài)[12],可見(jiàn)GRP78是UPR的關(guān)鍵分子。研究證實(shí)雷公藤紅素可有效降低高脂肪飲食誘導(dǎo)肥胖小鼠的體重,其機(jī)制可能是雷公藤紅素維持了GRP78與IRE1及ATF6的結(jié)合,從而抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激[13]。

1.3 對(duì)抗炎癥 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激伴FFA聚集及細(xì)胞死亡可激活核因子κB(NF-κB),引起炎癥因子釋放,而使NAFLD發(fā)展為NASH[14]。臨床研究顯示,約1/3的NASH患者在初診后5～10年會(huì)發(fā)展為3期或4期肝纖維化[15],因此阻斷甚至消除炎癥對(duì)NASH的治療極為重要。NF-κB家族是溝通炎癥反應(yīng)上下游的重要因子,它們可在內(nèi)、外源性刺激下形成不同形式的二聚體,經(jīng)翻譯后修飾進(jìn)入細(xì)胞核,在核內(nèi)單獨(dú)或聯(lián)合其他轉(zhuǎn)錄因子,誘導(dǎo)靶基因表達(dá),產(chǎn)生多種細(xì)胞因子,發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)[16]。研究證實(shí)雷公藤紅素可抑制NAFLD小鼠SIRT1表達(dá)而使NF-κB及下游炎癥因子水平下調(diào)[9]。另外在高脂飲食聯(lián)合鏈脲佐菌素誘導(dǎo)2型糖尿病的模型中,雷公藤紅素通過(guò)抑制Toll樣受體4(TLR4)/髓樣分化因子88(MyD88)/NF-κB通路及炎癥因子(TNFα、IL-1β)釋放,而改善肝組織的炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)、脂肪變性及纖維化[17]。在HepG2細(xì)胞中也證實(shí)雷公藤紅素可通過(guò)抑制TLR4/MyD88/NF-κB通路而使TNFα和IL-1β表達(dá)下降[18]。見(jiàn)圖1。

圖1 NAFLD發(fā)病機(jī)制及雷公藤紅素作用靶點(diǎn)

2 改善NAFLD相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)因素

2.1 減輕體重 薈萃分析表明肥胖者患NAFLD的風(fēng)險(xiǎn)是正常體重者的3.5倍[19]。人口學(xué)研究顯示在嚴(yán)重肥胖者(BMI≥40 kg/m2)和病態(tài)肥胖者[BMI≥40 kg/m2或≥35 kg/m2和至少一種嚴(yán)重肥胖相關(guān)的醫(yī)療并發(fā)癥(如高血壓、2型糖尿病、睡眠呼吸暫停綜合征等)]中NAFLD發(fā)病率更是高達(dá)88.7%和93%[20,21]。肥胖者脂肪細(xì)胞的功能障礙、脂解加速,導(dǎo)致血液中FFA增加,這時(shí)肝細(xì)胞以甘油三酯的形式儲(chǔ)存增多的脂質(zhì),從而發(fā)生NAFLD[22]。兩項(xiàng)臨床試驗(yàn)證實(shí)成年和兒童NAFLD患者在通過(guò)節(jié)食和鍛煉減肥后,其肝細(xì)胞脂肪變性、炎癥和損傷均得到改善[23,24]。由此可見(jiàn)減輕體重對(duì)肥胖型NAFLD患者而言至關(guān)重要。

2.1.1 改善瘦素抵抗 瘦素是由白色脂肪組織的脂肪細(xì)胞合成和分泌的一種多肽類激素,正常情況下與下丘腦瘦素受體結(jié)合,影響下游阿黑皮素原及神經(jīng)肽Y/刺鼠關(guān)聯(lián)蛋白,減少食物攝入量,增加能量消耗[25]。那么是瘦素缺乏導(dǎo)致了肥胖呢?恰好相反,研究發(fā)現(xiàn)大多數(shù)肥胖者的瘦素循環(huán)水平要高于非肥胖者[26],這表明機(jī)體處于瘦素抵抗?fàn)顟B(tài),若增加瘦素敏感性,從而改善肥胖。有研究證實(shí)雷公藤紅素是一種強(qiáng)效瘦素增敏劑,可增加肥胖及高瘦素血癥小鼠下丘腦中信號(hào)傳導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄激活因子3(STAT3)磷酸化水平,同時(shí)抑制下丘腦內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激,而使小鼠體重下降最多達(dá)45%,但對(duì)瘦小鼠、ob/ob小鼠和db/db小鼠卻無(wú)效[27]。進(jìn)一步對(duì)喂食雷公藤紅素后的肥胖小鼠、瘦小鼠和db/db小鼠的下丘腦轉(zhuǎn)錄組分析表明其提升瘦素敏感性需要白介素-1受體1(IL1R1)參與[28]。另外研究發(fā)現(xiàn)下丘腦弓狀核中的蛋白酪氨酸磷酸酶1B(PTP1B)和T細(xì)胞蛋白酪氨酸磷酸酶(TCPTP)具有負(fù)調(diào)節(jié)瘦素信號(hào)的作用,而雷公藤紅素可通過(guò)抑制PTP1B和TCPTP表達(dá)而發(fā)揮減重效果[29]。

2.1.2 平衡能量代謝 肥胖者能量攝入與能量消耗的失衡導(dǎo)致肝細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)堆積,故增加能量消耗有可能改善肥胖。過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體γ共激活因子1(PGC-1)是線粒體功能和氧化代謝的主要調(diào)節(jié)因子,與體內(nèi)能量代謝關(guān)系密切[30]。研究表明雷公藤紅素可通過(guò)熱休克因子1激活PGC-1α,而誘導(dǎo)腹股溝白色脂肪組織褐變,激活棕色脂肪組織,增加脂肪和肌肉中的線粒體功能,引起能量消耗增加,以此改善小鼠肥胖和肝脂肪變性[31]。甘丙肽是一種神經(jīng)肽,作用于甘丙肽受體后可降低交感系統(tǒng)活性及解耦聯(lián)蛋白1(UCP-1)表達(dá),增加胃腸動(dòng)力,加速肌肉對(duì)碳水化合物的利用,減少能量消耗及產(chǎn)熱,從而引起肥胖[32]。研究表明雷公藤紅素可使肥胖小鼠體重下降,食物攝入量減少,這可能與下調(diào)下丘腦中甘丙肽和甘丙肽受體1、3的表達(dá)有關(guān)[33]。

2.1.3 其他 雷公藤紅素的抗炎作用可能改善肥胖,有研究將雷公藤紅素確定為抗炎蛋白Nur77的配體,其可促進(jìn)Nur77從細(xì)胞核遷移到線粒體內(nèi)被腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子2泛素化;泛素化的Nur77促使功能失調(diào)的線粒體自噬并減輕炎癥,從而顯著減輕高脂飲食誘導(dǎo)肥胖小鼠的體重,并改善肝脂肪變[2]。另外雷公藤紅素還可通過(guò)抑制Toll樣受體3/NOD樣受體熱蛋白結(jié)構(gòu)域相關(guān)蛋白3依賴性炎癥體激活途徑,促進(jìn)棕色脂肪組織產(chǎn)熱,腹股溝白色脂肪組織褐變,改善代謝紊亂,以減輕因高脂飲食誘導(dǎo)肥胖小鼠的體重[34]。見(jiàn)圖2。

圖2 雷公藤紅素改善肥胖機(jī)制

2.2 改善胰島素抵抗 胰島素抵抗時(shí)靶器官對(duì)循環(huán)胰島素缺乏反應(yīng),使抑制脂解能力受損,糖原合成減少,使游離葡萄糖和FFA增多,兩者均可轉(zhuǎn)化為甘油三酯儲(chǔ)存于肝細(xì)胞而發(fā)生脂肪變性,進(jìn)一步引起線粒體功能失調(diào)和脂肪組織釋放細(xì)胞因子,導(dǎo)致非酒精性肝炎的發(fā)生[35]。在NAFLD中,脂毒性物質(zhì)、氧化應(yīng)激及炎癥因子等通過(guò)不同途徑使胰島素受體底物(IRS)絲氨酸磷酸化,抑制下游磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)/蛋白激酶B(AKT)通路,進(jìn)一步加劇胰島素抵抗[36]。研究表明雷公藤紅素可抑制NF-κB通路而改善db/db小鼠的胰島素抵抗[37],這可能與雷公藤紅素干擾脂質(zhì)與髓樣分化蛋白2的結(jié)合而抑制TLR4/NF-κB通路有關(guān)[38]。此外雷公藤紅素可逆轉(zhuǎn)不同細(xì)胞的胰島素抵抗,在肝細(xì)胞中雷公藤紅素通過(guò)抑制NF-κB和c-Jun氨基末端激酶(JNK),恢復(fù)線粒體功能,降低胰島素受體底物絲氨酸磷酸化水平,改善棕櫚酸引起的胰島素抵抗[39]。在HepG2細(xì)胞中雷公藤紅素通過(guò)增加microRNA-223表達(dá),逆轉(zhuǎn)胰島素受體底物的下調(diào),改善棕櫚酸誘導(dǎo)的胰島素抵抗[40]。在骨骼肌細(xì)胞中雷公藤紅素通過(guò)激活PI3K/AKT通路,增加葡萄糖攝取及線粒體活性,改善抗霉素A誘導(dǎo)的胰島素抵抗[41]。見(jiàn)圖3。

圖3 雷公藤紅素改善胰島素抵抗機(jī)制

3 結(jié)論及展望

上述研究提示雷公藤紅素對(duì)NAFLD具有潛在治療效應(yīng),但缺乏相關(guān)臨床研究,且雷公藤紅素治療NAFLD的作用機(jī)制有待深入開(kāi)展。此外,在大鼠中雷公藤紅素的口服生物利用度為17.06%[42],并可能出現(xiàn)生殖毒性[43]和心臟毒性[44]等毒副作用,很大程度限制雷公藤紅素的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用。納米給藥系統(tǒng)的發(fā)展可能為雷公藤紅素應(yīng)用提供解決方法,已有學(xué)者采用雷公藤紅素-白蛋白納米顆粒給藥發(fā)揮出更好的肝臟靶向釋放和NAFLD治療效果[45],這為雷公藤紅素的開(kāi)發(fā)利用提供了可能性。