天然產(chǎn)物中生物堿類成分調(diào)血脂作用機(jī)制研究進(jìn)展

周 昶，黃 蓉，蔡 園，楊樂怡，董世芬, ，姜艷艷, *

1.北京中醫(yī)藥大學(xué)中藥學(xué)院，北京 102488

2.國(guó)家中醫(yī)藥管理局“中藥經(jīng)典名方有效物質(zhì)發(fā)現(xiàn)”重點(diǎn)研究室，北京 102488

高脂血癥指由于機(jī)體脂質(zhì)代謝紊亂或轉(zhuǎn)運(yùn)異常而引起血漿中一種或多種脂質(zhì)結(jié)構(gòu)失衡的代謝性疾病的統(tǒng)稱[1]。主要臨床表現(xiàn)為血漿總膽固醇、低密度脂蛋白膽固醇（low density lipoprotein cholesterol，LDL-C）、三酰甘油水平升高，或高密度脂蛋白膽固醇（high density lipoprotein cholesterol，HDL-C）水平降低[2-3]?；谝陨现鞍椎呐R床表現(xiàn)可以分為4 類：總膽固醇升高的高膽固醇血癥，三酰甘油升高的高甘油三酯血癥，總膽固醇、三酰甘油皆升高的混合型高脂血癥，HDL-C 降低的高密度脂蛋白血癥[4]。高脂血癥影響著人類健康，我國(guó)血脂異常人數(shù)已超過4 億人。對(duì)于腦血管疾病而言，高脂血癥已成為僅次于高血壓和高鈉飲食的第3 大危險(xiǎn)因素[5]。

近年來，大量研究表明中藥復(fù)方、中藥提取物及單體具有良好的調(diào)血脂活性[6-11]。中藥單體因結(jié)構(gòu)清晰、療效確切、作用機(jī)制明確等優(yōu)勢(shì)而備受關(guān)注。天然產(chǎn)物中單體成分生物堿是一類含氮有機(jī)化合物，具有多種顯著的生物活性，已成為研究熱點(diǎn)[12-15]。根據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)的不同，生物堿類成分主要分為異喹啉類、有機(jī)胺類、哌啶類、吡咯烷類、萜類、吡啶類、吲哚類等[16]。文獻(xiàn)報(bào)道，小檗堿、荷葉堿、胡椒堿、吳茱萸堿、辣椒素等多個(gè)生物堿類成分顯示出良好的調(diào)血脂作用，并已廣泛用于高脂血癥的臨床治療。本文通過查閱近10 年國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)，對(duì)天然產(chǎn)物中生物堿類化合物調(diào)血脂作用機(jī)制進(jìn)行系統(tǒng)綜述，其機(jī)制主要包括促進(jìn)肝臟膽固醇攝取、抑制肝臟膽固醇合成、促進(jìn)膽固醇轉(zhuǎn)化、抑制腸道膽固醇吸收、促進(jìn)脂肪酸氧化、抑制脂肪生成、促進(jìn)脂肪水解、調(diào)節(jié)膽汁酸代謝、調(diào)節(jié)腸道菌群、抗脂質(zhì)過氧化、減輕胰島素抵抗等，為進(jìn)一步研究及開發(fā)天然產(chǎn)物中生物堿類調(diào)血脂新藥提供幫助。

1 調(diào)節(jié)膽固醇代謝

膽固醇代謝平衡對(duì)維持細(xì)胞和機(jī)體的生命活動(dòng)至關(guān)重要，其代謝異常與心腦血管疾病、神經(jīng)退行性疾病及腫瘤等發(fā)生密切相關(guān)[17]。血漿膽固醇水平升高是高脂血癥發(fā)生的主要原因，天然產(chǎn)物中生物堿類成分調(diào)節(jié)血漿總膽固醇水平主要表現(xiàn)在以下3個(gè)方面：（1）促進(jìn)肝臟膽固醇攝??；（2）抑制肝臟膽固醇合成；（3）抑制腸道膽固醇吸收。

1.1 促進(jìn)肝臟膽固醇攝取

1.1.1 上調(diào)LDL 受體轉(zhuǎn)錄表達(dá) LDL 受體是一種廣泛分布于肝細(xì)胞表面的多結(jié)構(gòu)域跨膜糖蛋白[18]，在維持體內(nèi)膽固醇代謝平衡方面處于核心地位。肝細(xì)胞表面LDL 受體與攜帶外源性膽固醇的LDL 顆粒結(jié)合，細(xì)胞通過LDL 受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用攝取LDL-LDL 受體復(fù)合物，然后LDL 從受體解離，內(nèi)化的LDL 顆粒被轉(zhuǎn)運(yùn)到溶酶體中降解為游離膽固醇，促進(jìn)肝臟膽固醇攝取，進(jìn)而導(dǎo)致血漿中膽固醇含量降低。因此，上調(diào)LDL 受體轉(zhuǎn)錄表達(dá)對(duì)調(diào)控血漿膽固醇穩(wěn)態(tài)至關(guān)重要。

異喹啉類生物堿小檗堿具有良好的調(diào)血脂生物活性[19]。Li 等[20]發(fā)現(xiàn)小檗堿可促進(jìn)腺苷酸活化蛋白激酶（adenosine phosphate activated protein kinase，AMPK）磷酸化，進(jìn)而上調(diào)LDL 受體表達(dá)。Lee 等[21]研究發(fā)現(xiàn)，小檗堿刺激c-Jun 氨基末端激酶（c-JunN-terminal kinase，JNK）信號(hào)，間接上調(diào)肝細(xì)胞表面LDL 受體啟動(dòng)子轉(zhuǎn)錄活性，從而降低LDL 水平。Abidi 等[22]研究顯示，細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶（extracellular signal-regulated kinase，ERK）主要被小檗堿用于延長(zhǎng)LDL 受體mRNA 半衰期，進(jìn)而增加LDL受體的穩(wěn)定性。也有報(bào)道稱小檗堿體內(nèi)代謝物小檗紅堿及其結(jié)構(gòu)修飾類似物調(diào)節(jié)LDL 受體和前蛋白轉(zhuǎn)化酶枯草溶菌素 9（proprotein convertase subtilisin/kexin type 9，PCSK9）的表達(dá)主要由ERK信號(hào)通路介導(dǎo)，發(fā)揮降膽固醇作用[23]。PCSK9 作為一種肝源性分泌型絲氨酸蛋白酶，可與LDL 受體結(jié)合形成LDL 受體-PCSK9 復(fù)合物，后經(jīng)溶酶體途徑降解使肝臟表面LDL 受體數(shù)量減少，最終導(dǎo)致血清LDL-C 水平升高[24]。小檗堿還可通過泛素-蛋白酶體途徑拮抗肝細(xì)胞核因子1α（hepatocyte nuclear factor 1α，HNF1α）的表達(dá)，在轉(zhuǎn)錄水平上抑制PCSK9的合成[25]。闊葉烏檀中的吲哚類生物堿3,14-二氫牛眼馬錢托林堿通過抑制PCSK9 蛋白表達(dá)促進(jìn)人肝癌HepG2 細(xì)胞攝取LDL[26]。脂肪從頭合成相關(guān)蛋白固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白-2（sterol regulatory element-binding protein-2，SREBP-2）在調(diào)控LDL 受體表達(dá)方面效果顯著[27]。鄒莉芳[28]研究發(fā)現(xiàn)，自桑葉中分離得到的羥基生物堿1-脫氧野尻霉素（1-deoxynojirimycin，DNJ）可誘導(dǎo)高脂飲食雌昆明種小鼠體內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子SREBP-2 表達(dá)水平，促進(jìn)LDL受體表達(dá)，顯著降低血清LDL-C。酰胺類生物堿辣椒素既能通過激活轉(zhuǎn)錄因子SREBP-2 增加LDL 受體的蛋白表達(dá)水平，亦能通過拮抗HNF1α 降低PCSK9 蛋白的表達(dá)[29]。荷葉堿[30]、吳茱萸堿[31]、蓽茇寧[32]、巴馬汀[33]可直接提高LDL 受體基因轉(zhuǎn)錄水平，進(jìn)而影響肝臟膽固醇攝取。

1.1.2 上調(diào)HDL 介導(dǎo)的逆向轉(zhuǎn)運(yùn) HDL 主要由載脂蛋白A1（apolipoprotein A1，ApoA1）、磷脂和游離膽固醇組成，屬于血漿脂蛋白。HDL 作為載體將肝外細(xì)胞中過剩的膽固醇轉(zhuǎn)運(yùn)至肝臟，降解為膽汁酸鹽排出體外，避免膽固醇在血液中積累，調(diào)節(jié)血脂代謝，這一過程稱為膽固醇逆向轉(zhuǎn)運(yùn)（cholesterol reverse transport，RCT）[34]。在RCT 過程中，ATP結(jié)合盒轉(zhuǎn)運(yùn)子A1（ATP-binding cassette transporter A1，ABCA1）介導(dǎo)血管內(nèi)皮下巨噬細(xì)胞中游離膽固醇及磷脂外流至ApoA1，初步形成圓盤狀pre-β-HDL。而后經(jīng)卵磷脂膽固醇?；D(zhuǎn)移酶（lecithincholesterol acyltransferase，LCAT）及相關(guān)蛋白酯化為成熟HDL2 顆粒。肝細(xì)胞表面B 族I 型清道夫受體（scavenger receptor BI，SR-BI）選擇性攝取一部分HDL2 中的膽固醇至肝臟中分解代謝。另一部分成熟的HDL2 在膽固醇酯轉(zhuǎn)移蛋白（cholesteryl ester transfer protein，CETP）的作用下，使膽固醇酯轉(zhuǎn)移至LDL 等，從而降低血漿HDL 水平。ABCG1 雖不參與盤狀HDL 的生成，但可將肝外細(xì)胞中多余膽固醇轉(zhuǎn)運(yùn)至成熟HDL 中。因此，改善RCT 過程中相關(guān)蛋白表達(dá)有助于調(diào)節(jié)機(jī)體血脂異常。

鄒瑾等[35]通過觀察荷葉堿對(duì)巨噬細(xì)胞源性泡沫細(xì)胞ABCA1 表達(dá)的影響，發(fā)現(xiàn)荷葉堿通過激活過氧化物酶體增殖物激活受體 γ（peroxisome proliferator-activated receptor γ，PPARγ）/肝臟X 受體α（liver X receptor，LXRα）信號(hào)通路，顯著上調(diào)ABCA1 的表達(dá)，有助于膽固醇流出。吲哚類生物堿吳茱萸堿具有抗肥胖、抗糖尿病、抗癌、調(diào)血脂等生物活性[36-37]。吳茱萸堿干預(yù)高脂飲食誘導(dǎo)的高脂血癥小鼠模型后，刺激PPARγ 表達(dá)，進(jìn)而增加小鼠肝臟中ABCG1mRNA 及蛋白表達(dá)，介導(dǎo)巨噬細(xì)胞膽固醇及膽固醇酯向ApoA1 和HDL 轉(zhuǎn)移，改善RCT 顯著預(yù)防高脂血癥后[38]。DNJ 既能通過上調(diào)LCAT 的表達(dá)，促進(jìn)游離膽固醇酯化及HDL 成熟；又可下調(diào)膽固醇酯轉(zhuǎn)移蛋白CETP 的表達(dá)，抑制HDL 轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)DL，使血清HDL-C 含量升高[28]。胡椒堿衍生物蓽茇寧可顯著上調(diào)LCATmRNA 和蛋白表達(dá)，催化游離膽固醇酯化[39]。馮亮[40]觀察布渣葉生物堿對(duì)高脂血癥大鼠動(dòng)物模型的影響發(fā)現(xiàn)，其能提高ApoA1 的水平且激活LCAT 的表達(dá)，促進(jìn)成熟HDL 合成，有助于調(diào)節(jié)血脂異常。

1.2 抑制肝臟膽固醇合成

膽固醇的內(nèi)源性合成主要受膽固醇合成限速酶羥甲基戊二酸單酰輔酶A 還原酶（3-hydroxy-3-methylglutarylcoen-zyme A reductase，HMGCR）及轉(zhuǎn)錄因子SREBP-2 調(diào)控。HMGCR 催化3-羥基-3-甲基戊二酰輔酶A 轉(zhuǎn)化為膽固醇前體物甲羥戊酸[41]；而SREBP-2 可在轉(zhuǎn)錄水平上調(diào)控肝臟中膽固醇穩(wěn)態(tài)相關(guān)基因即膽固醇合成基因的表達(dá)[42]。因此，抑制內(nèi)源性膽固醇合成可有效改善血漿膽固醇升高引起的高脂血癥。

Zheng 等[43]發(fā)現(xiàn)異喹啉類生物堿石蒜堿可改善高脂飲食高脂飲食誘導(dǎo)的高脂血癥。石蒜堿通過螯合體1 介導(dǎo)的自噬非依賴性溶酶體降解途徑加速SREBP 裂解激活蛋白降解，進(jìn)一步抑制SREBPs 活性和蛋白表達(dá)，從而阻礙SREBPs 對(duì)肝臟內(nèi)源性膽固醇合成的轉(zhuǎn)錄調(diào)控作用。Zhang 等[44]研究表明，辣椒素可呈劑量相關(guān)性降低肝臟HMGCRmRNA 水平，從而抑制肝臟膽固醇合成來預(yù)防卵巢激素缺乏引起的高膽固醇血癥。荷葉堿能夠顯著下調(diào)小鼠肝臟組織細(xì)胞中影響膽固醇合成代謝相關(guān)蛋白HMGCR及SREBP-2的基因表達(dá)，進(jìn)而達(dá)到降低血清總膽固醇的效果[45]。黃連中含多種生物堿，具有相似的異喹啉結(jié)構(gòu)，其中常以鹽酸鹽形式存在的小檗堿含量最高，其次為黃連堿、巴馬汀、藥根堿、表小檗堿等[46]。研究表明，黃連生物堿單體及其5種單體復(fù)合物均可抑制HMGCR 的蛋白表達(dá)，減少膽固醇合成，調(diào)節(jié)血脂代謝。

1.3 抑制腸道膽固醇吸收

膳食膽固醇經(jīng)小腸黏膜刷狀緣上的膽固醇轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白1（niemann-pick c1-like 1，NPC1L1）吸收進(jìn)入小腸上皮細(xì)胞，然后被內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的酰基膽固醇?；D(zhuǎn)移酶2（acyl-cholesterol acyl transferase 2，ACAT2）酯化為膽固醇酯，之后與三酰甘油、磷脂及游離膽固醇裝配成乳糜微粒被運(yùn)送至高爾基體，分泌到淋巴系統(tǒng)，最終進(jìn)入血液循環(huán)[47]。此外，腸道ABCG5/8可將來自血液脂蛋白中的膽固醇排入至腸腔[48]。因此，調(diào)控腸道膽固醇吸收過程中相關(guān)蛋白表達(dá)有助于維持體內(nèi)脂質(zhì)平衡。藥理研究表明，酰胺類生物堿胡椒堿可內(nèi)化膽固醇轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白NPC1L1 的表達(dá)，抑制人結(jié)直腸腺癌Caco-2 細(xì)胞對(duì)膽固醇的再攝取，調(diào)節(jié)血脂異常[49]。小檗堿也可通過下調(diào)NPC1L1 的表達(dá)發(fā)揮降膽固醇作用[50]。杜紅巖[51]通過研究膳食辣椒素對(duì)腸道膽固醇吸收的影響機(jī)制，發(fā)現(xiàn)辣椒素通過激活瞬時(shí)受體電位香草醛亞家族1 通路，不僅能下調(diào)ACAT2 蛋白表達(dá)，抑制膽固醇酯化；而且還可上調(diào)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白ABCG5/8 的表達(dá)，促進(jìn)腸道膽固醇外向轉(zhuǎn)運(yùn)，降低血清膽固醇水平。海洋生物堿manzamine A 是一種β-卡賓生物堿，主要通過抑制ACAT 活性改善ApoE缺陷小鼠的高脂血癥[52]。

2 調(diào)節(jié)三酰甘油代謝

三酰甘油主要由甘油和游離脂肪酸酯化而成，是血脂的重要組成成分。三酰甘油水平升高是機(jī)體血脂異常的重要表現(xiàn)之一。調(diào)控由機(jī)體血清三酰甘油不平衡引發(fā)的高甘油三酯血癥主要通過促進(jìn)脂肪水解、抑制脂肪合成、促進(jìn)脂肪酸β-氧化3 個(gè)方面。

2.1 促進(jìn)脂肪水解

分泌型代謝調(diào)節(jié)糖蛋白血管生成素樣蛋白4（angiopoietin-like 4，ANGPTL4）作為脂蛋白脂酶（lipoprotein lipase，LPL）的抑制劑，主要通過抑制LPL 的活性來阻止三酰甘油水解為游離脂肪酸[53]。阿樸啡型生物堿O-去甲基生物堿可降低ANGPTL4對(duì)LPL 的抑制作用，從而減輕三酰甘油的積累[30]。任祎等[54]通過研究燕麥麩皮中生物堿對(duì)D-半乳糖誘導(dǎo)的衰老小鼠血脂代謝的影響，發(fā)現(xiàn)其可顯著上調(diào)LPLmRNA 的表達(dá)，促進(jìn)脂肪水解，降低血清三酰甘油水平。脂肪三酰甘油脂肪酶（adipose triglyceride lipase，ATGL）和激素敏感性應(yīng)激酶（hormone-sensitive lipase，HSL）是三酰甘油水解的關(guān)鍵酶[55]。小檗堿可通過激活A(yù)MPK 信號(hào)通路刺激成熟脂肪細(xì)胞水解，呈時(shí)間相關(guān)性上調(diào)ATGL 及HSL 的表達(dá)，調(diào)節(jié)三酰甘油代謝[56]。多羥基生物堿DNJ 可增加高脂飲食小鼠血清和肝臟中脂肪分解關(guān)鍵酶LPL 和HSL 的活性，加快三酰甘油分解，減少脂質(zhì)積累[57]。

2.2 抑制脂肪生成

小檗堿及其代謝產(chǎn)物非洲防己堿可促進(jìn)HepG2 細(xì)胞中AMPK 磷酸化，從而降低脂質(zhì)生物合成相關(guān)基因脂肪酸合成酶（fatty acid synthase，F(xiàn)AS）、甘油三磷酸酰基轉(zhuǎn)移酶（glycerol-3-phosphate acyltransferase，GPAT）、乙酰輔酶A 羧化酶（acetyl-CoA carboxylase，ACC）的表達(dá)，降低血清中三酰甘油水平[58]。此外，Huang 等[59]研究表明，小檗堿可抑制與脂肪生成相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子PPARγ 和CCTA增強(qiáng)因子結(jié)合蛋白α（CCAAT enhancer binding protein α，C/EBPα）及其上游調(diào)控因子C/EBPβ的mRNA 和蛋白水平[60]，抑制三酰甘油生物合成。Yang 等[61]在研究鹽酸藥根堿抗高血脂作用機(jī)制中發(fā)現(xiàn)，其可降低高脂飲食致肥胖小鼠模型肝臟中SREBP-1c 及FAS 的蛋白水平，抑制脂肪生成，間接降低血清中三酰甘油水平。胡椒堿可顯著拮抗小鼠胚胎成纖維3T3-L1 細(xì)胞中PPARγ、SREBP-1c、FAS 及C/EBPβ 的蛋白表達(dá)，改善脂質(zhì)代謝[62-63]。蓮子心生物堿包括蓮心堿、甲基蓮心堿、異蓮心堿屬于雙芐基異喹啉型生物堿[64]。馮清強(qiáng)[65]研究蓮子心生物堿對(duì)3T3-L1 細(xì)胞分化的影響，發(fā)現(xiàn)蓮子心生物堿可有效下調(diào)脂肪形成相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子PPARγ和C/EBPβ 蛋白的表達(dá)，降低細(xì)胞內(nèi)三酰甘油含量，抑制脂肪形成。另有文獻(xiàn)報(bào)道，荷葉堿能夠顯著抑制脂肪酸合成代謝蛋白ACC 及SREBP-1c的基因表達(dá)，達(dá)到降低三酰甘油水平的效果[45]。中藥單體成分延胡索乙素（tetrahydropalmatine，THP）可顯著抑制3T3-L1 細(xì)胞內(nèi)三酰甘油的積累，其機(jī)制主要是THP 呈劑量相關(guān)性下調(diào)SREPP-1c 及其靶基因FAS、硬脂酰-輔酶A 去飽和酶1（stearoyl-CoA desaturase 1，SCD1）、GPAT 的表達(dá)，且抑制脂肪形成主要轉(zhuǎn)錄因子PPARγ 及C/EBPα 的表達(dá)[66]。從飛燕草中分離得到的brunodelphinine E、囊距翠雀堿、牛扁堿、囊距翠雀寧、sharwuphinine A 5 種二萜類生物堿，可呈劑量相關(guān)性下調(diào)脂質(zhì)合成轉(zhuǎn)錄因子PPARγ 及SREBP-1c 的表達(dá)，抑制脂肪積累[67]。Do等[68]報(bào)道稱自枯草芽孢桿菌中分離得到的DNJ 通過上調(diào)脂肪形成相關(guān)基因ACC及FAS的mRNA 表達(dá)，達(dá)到調(diào)血脂的功效。

2.3 促進(jìn)脂肪酸氧化

脂肪酸β-氧化作為脂肪酸分解代謝的關(guān)鍵步驟，在調(diào)節(jié)血清三酰甘油方面至關(guān)重要。作為代謝性疾病的關(guān)鍵靶點(diǎn)，腺苷酸活化蛋白激酶AMPK 被激活后可促進(jìn)肝臟脂肪酸氧化，調(diào)節(jié)脂代謝的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子PPARα 主要在肝臟中表達(dá)[69]。以上二者均可促進(jìn)脂肪酸氧化限速酶肉堿棕櫚酰轉(zhuǎn)移酶-1（carnitine palmitoyl transferase-1，CPT-1）的表達(dá)，抑制脂肪酸氧化，減少血清三酰甘油合成。研究表明，藥根堿干預(yù)高脂飲食誘導(dǎo)的高脂血癥模型小鼠后，肝臟中PPARα 水平顯著上調(diào)，促進(jìn)CPT-1 的表達(dá)，加速脂肪酸β 氧化，從而減少血清三酰甘油水平[61]。也有報(bào)道稱小檗堿及其代謝物可激活HepG2細(xì)胞中的AMP 活化蛋白激酶，促進(jìn)CPT-1 的表達(dá)，表現(xiàn)出降低三酰甘油的作用[58]。THP 通過激活A(yù)MPK 信號(hào)通路[66]，直接抑制ACC 活性，從而上調(diào)CPT-1 的表達(dá)，促使3T3-L1 細(xì)胞脂肪酸氧化，減少三酰甘油合成。邢毅[45]在研究荷葉提取物調(diào)血脂作用機(jī)制中發(fā)現(xiàn)，荷葉堿可直接降低CPT-1的基因表達(dá)，進(jìn)而降低小鼠血清三酰甘油水平。Tsuduki等[70]研究表明DNJ 能增強(qiáng)血漿脂聯(lián)素表達(dá)水平，激活A(yù)MPK的mRNA 表達(dá)，進(jìn)而促進(jìn)脂肪酸β-氧化抑制肝臟脂質(zhì)蓄積。β-咔啉型生物堿picrasidine C 可誘導(dǎo)PPARα 及CPT-1 的蛋白表達(dá)，在治療代謝性疾病如高脂血癥中具有潛在的應(yīng)用價(jià)值[71]。吳茱萸次堿通過激活A(yù)MPK/ACC2 信號(hào)通路，調(diào)控脂肪酸氧化，進(jìn)而改善脂肪喂養(yǎng)大鼠的高脂血癥[72]。具體機(jī)制見圖1。

圖1 生物堿類成分調(diào)節(jié)三酰甘油水平的相關(guān)機(jī)制Fig.1 Mechanism of regulation of triglyceride alcohol levels by alkaloid components

3 調(diào)節(jié)膽汁酸代謝

膽汁酸主要存在于腸肝系統(tǒng)中，并通過再循環(huán)調(diào)節(jié)機(jī)體脂質(zhì)代謝。由肝臟膽固醇合成的膽汁酸儲(chǔ)存于膽囊中，進(jìn)食后，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)刺激膽囊收縮排出膽汁，膽汁酸隨膽汁進(jìn)入腸腔被重新吸收，最后經(jīng)門靜脈被肝臟細(xì)胞重新攝取。這一過程叫做膽汁酸腸肝循環(huán)[73]。機(jī)體內(nèi)大約有95%的膽汁酸被肝臟重吸收，僅有5%隨糞便排出體外，膽汁酸作為體內(nèi)膽固醇代謝的最終產(chǎn)物，在調(diào)節(jié)機(jī)體脂質(zhì)穩(wěn)態(tài)方面發(fā)揮著重要作用。生物堿調(diào)控膽汁酸的作用機(jī)制具體表現(xiàn)為促進(jìn)膽汁酸生物合成（即膽固醇生物轉(zhuǎn)化）、激活膽汁酸相關(guān)信號(hào)通路、調(diào)節(jié)膽汁酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的表達(dá)3 個(gè)方面。

3.1 促進(jìn)膽汁酸生物合成

由肝臟中膽固醇合成的初級(jí)膽汁酸主要涉及2條生物合成途徑：（1）膽固醇7α-羥化酶（cholesterol 7α-hydroxylase，CYP7A1）介導(dǎo)的經(jīng)典途徑；（2）CYP27A1 介導(dǎo)的代替途徑。Sun 等[74]研究發(fā)現(xiàn)THP可呈劑量相關(guān)性上調(diào)肝臟中CYP7A1 的表達(dá)，促進(jìn)膽固醇分解代謝及膽汁酸合成，對(duì)高脂飲食誘導(dǎo)的高脂血癥有一定的保護(hù)作用。Gu 等[75]研究口服小檗堿對(duì)高脂飲食誘導(dǎo)高脂血癥倉(cāng)鼠模型中膽汁酸代謝影響，結(jié)果顯示，小檗堿500 ng/mL 可顯著增加CYP7A1 及CYP27A1 的轉(zhuǎn)錄和翻譯水平，促進(jìn)肝臟膽固醇轉(zhuǎn)化為膽汁酸，從而調(diào)節(jié)血脂異常。Ning等[76]研究巴馬汀對(duì)高脂飲食所致大鼠高脂血癥的改善作用，結(jié)果顯示，巴馬汀可激活 PPARα/CYP7A1 通路，進(jìn)而調(diào)節(jié)膽汁酸代謝，對(duì)高脂血癥有保護(hù)作用。邢毅[45]發(fā)現(xiàn)荷葉堿可顯著上調(diào)LXRα和CYP7A1的基因表達(dá)，進(jìn)而降低小鼠血清總膽固醇水平。藥理學(xué)研究表明，黃連中生物堿單體成分可通過調(diào)節(jié)CYP7A1 的表達(dá)改善高脂飲食所致高脂血癥大鼠的血脂，其作用機(jī)制可能與PPAR 的正向調(diào)節(jié)及法尼醇X 受體（farnesoid X receptor，F(xiàn)XR）的負(fù)向調(diào)節(jié)有關(guān)[77]。蓽茇寧及其衍生物可顯著上調(diào)CYP7A1 的表達(dá)，加快膽固醇清除[78]。

3.2 激活膽汁酸相關(guān)信號(hào)通路

激活膽汁酸介導(dǎo)的FXR/小異源二聚體伴侶（small heterodimer partner，SHP）信號(hào)通路可在一定程度上調(diào)節(jié)脂質(zhì)穩(wěn)態(tài)。高濃度膽汁酸經(jīng)負(fù)反饋調(diào)控機(jī)制活化FXR，上調(diào)SHP 分子表達(dá)，進(jìn)而抑制肝受體同源物-1（liver receptor homolog-1，LRH-1），最終拮抗CYP7A1基因表達(dá)。也有研究顯示，膽汁酸活化FXR 后經(jīng)SHP 下調(diào)脂肪合成相關(guān)因子的表達(dá)，降低三酰甘油含量。Huang 等[79]研究顯示，從金釵石斛莖中分離得到的吡咯里西啶類生物堿石斛生物堿（Dendrobiumnobilealkaloids，DNLA）可增強(qiáng)高親水性牛磺鵝去氧膽酸活性，降低與膽固醇吸收呈正相關(guān)的疏水性膽汁酸膽酸/鵝脫氧膽酸的值，有助于膽固醇外排，減少肝臟脂質(zhì)積累。且DNLA 治療組恢復(fù)FXRmRNA 水平，并誘導(dǎo)SHP基因的表達(dá)，可能是DNLA 調(diào)脂的靶點(diǎn)，具體調(diào)控機(jī)制仍有待進(jìn)一步研究。中藥單體成分DNJ 通過調(diào)控膽汁酸前反饋及負(fù)反饋過程中FXR、LXR及CYP7A1的基因表達(dá)，促進(jìn)膽固醇轉(zhuǎn)化為膽汁酸并排出體外，從而達(dá)到調(diào)血脂的效果[28]。

3.3 調(diào)節(jié)膽汁酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的表達(dá)

膽汁酸的回腸再攝取減少會(huì)增加肝臟中的膽汁酸合成，最終導(dǎo)致血漿膽固醇濃度降低。大多數(shù)膽汁酸被回腸末端的鈉依賴性膽鹽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（apical sodium-dependent bile salt transporter，ASBT）有效重吸收，這是膽汁酸循環(huán)的重要生理途徑和全身脂質(zhì)代謝的調(diào)節(jié)。Ning 等[33]研究發(fā)現(xiàn)，黃連巴馬汀可顯著降低高脂飲食誘導(dǎo)的高脂血癥模型小鼠回腸末端ASBTmRNA 及蛋白水平，腸道膽汁酸重吸收減少，促使肝臟膽固醇進(jìn)一步向膽汁酸轉(zhuǎn)化。具體機(jī)制見圖2。

圖2 基于膽汁酸代謝的生物堿類成分防治高脂血癥相關(guān)機(jī)制Fig.2 Mechanisms related to prevention and treatment of hyperlipidemia by alkaloid components based on bile acid metabolism

4 調(diào)節(jié)腸道菌群

腸道微生物菌群作為代謝性疾病治療位點(diǎn)，在調(diào)控血脂異常方面效果顯著。天然產(chǎn)物中生物堿類成分通過調(diào)節(jié)腸道菌群的豐度或干預(yù)腸道微生物在體內(nèi)的代謝產(chǎn)物拮抗高脂血癥。研究表明，腸道微生物菌群將小檗堿還原為可吸收形式二氫小檗堿，其在腸道中被吸收后氧化成小檗堿入血液發(fā)揮調(diào)脂作用[80]。而硝基還原酶（nitroreductase，NR）是促進(jìn)小檗堿腸道吸收的關(guān)鍵因素，高脂飲食處理后導(dǎo)致NR 產(chǎn)生菌的豐度和活性增加，從而更好地發(fā)揮調(diào)脂作用[81]。丁酸鹽作為短鏈脂肪酸家族的重要成員，是腸道細(xì)菌發(fā)酵的主要產(chǎn)物，可以維持身體健康并為宿主代謝提供能量，血清丁酸水平與脂質(zhì)生物標(biāo)志物呈負(fù)相關(guān)[82-83]。小檗堿可通過上調(diào)丁酸鹽產(chǎn)生菌的豐度及丁酸合成，促進(jìn)腸道微生物菌群合成丁酸鹽，隨后入血發(fā)揮調(diào)脂作用[84]。也有報(bào)道稱，巴馬汀可減少有害菌變形桿菌、芽孢桿菌豐度，增加優(yōu)勢(shì)菌擬桿菌屬的豐度[76]，發(fā)揮調(diào)脂作用。Yu 等[85]發(fā)現(xiàn)荷葉堿可顯著降低高脂飲食誘導(dǎo)的高脂血模型小鼠血清總膽固醇、三酰甘油水平。其作用機(jī)制主要與腸道微生物菌群結(jié)構(gòu)及豐度有關(guān)，荷葉堿使有益菌Akkermansia及Bacteroides含量升高，且致病菌Lactobacillus含量下降，進(jìn)而發(fā)揮調(diào)脂作用。王遠(yuǎn)微[86]研究辣椒素對(duì)高脂飲食誘導(dǎo)的野生型及基因敲除型小鼠血脂代謝影響，結(jié)果顯示辣椒素2 mg/kg 通過影響小鼠腸道菌群結(jié)構(gòu)、多樣性及豐度，協(xié)同發(fā)揮調(diào)血脂作用。其既能減少幽門螺旋桿菌屬、大腸桿菌屬、薩特氏菌屬和脫硫弧菌屬等條件致病菌菌群的豐度，又能增加艾克曼菌屬、擬桿菌屬、糞便菌屬、普雷沃氏菌、Odoribacter、Allobaculum和S24-7 科等具有調(diào)脂作用的有益菌菌群的數(shù)量，并且還可增加有益菌群介導(dǎo)的乙酸和丙酸的濃度。相關(guān)調(diào)控機(jī)制見圖3。

圖3 基于腸道菌群的生物堿類成分防治高脂血癥相關(guān)機(jī)制Fig.3 Mechanisms related to prevention and treatment of hyperlipidemia by alkaloid components based on intestinal flora

5 其他

此外，藥理學(xué)研究表明，生物堿調(diào)脂作用還與脂質(zhì)過氧化及胰島素抵抗有關(guān)[87-88]。生物堿可保護(hù)血管內(nèi)皮細(xì)胞、抗氧化及清除體內(nèi)多余的氧自由基，顯著改善高脂血癥導(dǎo)致的機(jī)體內(nèi)氧化與抗氧化失衡，進(jìn)而調(diào)控血脂異常[89-90]。超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、谷胱甘肽過氧化物酶（glutathione peroxidase，GSH-Px）及過氧化氫酶（catalase，CAT）作為生物體內(nèi)抗氧化酶系中的重要成分[91-95]，在機(jī)體氧化與抗氧化平衡中具有重要作用，是機(jī)體抗過氧化能力的指標(biāo)。在生物體內(nèi)，自由基作用于脂質(zhì)發(fā)生過氧化反應(yīng)生成終產(chǎn)物丙二醛，具有一定細(xì)胞毒性，可干擾脂肪酸氧化降解，最終導(dǎo)致脂肪在肝內(nèi)蓄積[96]。Lin 等[97]研究表明自木賊草中分離得到的生物堿通過提高機(jī)體SOD 活性，降低丙二醛水平，顯著改善高脂飲食喂養(yǎng)大鼠的HDL-C 水平，降低總膽固醇、三酰甘油、LDLC 水平。胡椒堿及其衍生物可顯著增強(qiáng)高脂血癥大鼠血清和肝臟中SOD、CAT、GSH-Px 活力，降低丙二醛含量，提高機(jī)體抗氧化能力，降低脂質(zhì)過氧化程度，從而促進(jìn)調(diào)脂效果[32,98]。燕麥生物堿（avenanthramide A～C）可提高SOD 及GSH-Px 活性，減少丙二醛含量，降低血清總膽固醇及LDL 水平[99-101]。小檗堿對(duì)高脂血癥大鼠肝組織SOD、丙二醛和GSH-Px 有一定影響[102]，可恢復(fù)機(jī)體氧化及抗氧化系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平衡，進(jìn)而糾正高脂血癥大鼠肝臟指數(shù)。以季銨型芥子堿為代表的萊菔子水溶性生物堿可提升ApoE基因敲除小鼠血清SOD 活性并下調(diào)丙二醛含量，下調(diào)小鼠血清總膽固醇、三酰甘油、LDL-C 水平，同時(shí)升高HDL-C 水平[103-104]。原發(fā)性血脂異常家族性合并高脂血癥主要與胰島素抵抗有關(guān)。胰島素抵抗可導(dǎo)致脂蛋白脂肪酶活性降低，刺激循環(huán)系統(tǒng)中富含三酰甘油的脂蛋白血漿清除減少[105-106]。因此，減輕胰島素抵抗也是改善血脂異常的有效途徑之一。葫蘆巴種子中的活性化合物葫蘆巴堿通過Insig 信號(hào)通路增強(qiáng)胰島素敏感性，改善高脂血癥[107]。吡嗪類生物堿川芎嗪通過抑制信號(hào)傳導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子3 信號(hào)通路降低鐵調(diào)素的表達(dá)來預(yù)防高脂血癥，為治療高脂血癥提供了一種具有前景的新策略[108-109]。

6 結(jié)語(yǔ)與展望

天然產(chǎn)物中生物堿類數(shù)量豐富且分布廣泛，目前已報(bào)道的具有調(diào)血脂活性的生物堿主要包括異喹啉類、吲哚類、有機(jī)胺類、哌啶類、萜類等。本文通過整理天然產(chǎn)物中生物堿類成分干預(yù)高脂血癥的作用機(jī)制，發(fā)現(xiàn)生物堿主要通過調(diào)控與脂質(zhì)代謝密切相關(guān)的靶基因及蛋白表達(dá)水平和相應(yīng)的信號(hào)通路，直接或間接發(fā)揮調(diào)脂作用（圖4）。其調(diào)脂機(jī)制具體表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：（1）生物堿通過激活LDL 受體轉(zhuǎn)錄表達(dá)及HDL 介導(dǎo)的逆向轉(zhuǎn)運(yùn)促進(jìn)肝臟膽固醇攝取，減少血漿膽固醇積累。（2）生物堿通過上調(diào)HMGCR 介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄調(diào)控及SREBP-2 介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控抑制肝臟膽固醇合成，進(jìn)而調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝。（3）生物堿通過調(diào)控腸道膽固醇吸收過程中相關(guān)蛋白NPC1L1、ACAT2 及ABCG5/8 的表達(dá)，維持體內(nèi)脂質(zhì)平衡。（4）生物堿也可通過下調(diào)FAS、GPAT、ACC、PPARγ、C/EBPα、C/EBPβ、SREBP-1c、SCD1 等的蛋白表達(dá)，提高脂解基因LPL、ATGL、HSL的活性，抑制脂肪酸β 氧化，調(diào)控由機(jī)體血清三酰甘油不平衡引發(fā)的高甘油三酯血癥。（5）生物堿通過調(diào)控膽汁酸腸肝循環(huán)過程中相關(guān)蛋白及信號(hào)通路改善血脂異常。（6）生物堿還可調(diào)節(jié)腸道菌群的豐度或干預(yù)腸道微生物在體內(nèi)的代謝產(chǎn)物拮抗高脂血癥。（7）生物堿可改善高脂血癥導(dǎo)致的機(jī)體內(nèi)氧化與抗氧化失衡。

圖4 天然產(chǎn)物中生物堿類調(diào)血脂機(jī)制Fig.4 Mechanism of hypolipidemic effect of alkaloid components in natural products

藥物作用機(jī)制研究是中藥及天然產(chǎn)物研究領(lǐng)域的關(guān)鍵科學(xué)問題，是闡明其科學(xué)內(nèi)涵的重要途徑，也是開展新藥研發(fā)的前提和基礎(chǔ)。天然產(chǎn)物中有效成分（群）通常表現(xiàn)為多途徑、多靶點(diǎn)的復(fù)雜作用機(jī)制，生物堿類成分在發(fā)揮調(diào)血脂藥效時(shí)也表現(xiàn)為通過多個(gè)基因靶點(diǎn)及通路發(fā)揮作用的特點(diǎn)。然而，目前大多數(shù)關(guān)于作用機(jī)制的研究仍然集中在單一或若干途徑，對(duì)于作用機(jī)制的研究不夠深入系統(tǒng)。因此，在今后的研究中，可結(jié)合蛋白質(zhì)組學(xué)、基因組學(xué)、代謝組學(xué)、生物信息學(xué)、大數(shù)據(jù)挖掘等前沿生物醫(yī)藥科學(xué)技術(shù)，從多角度、多層面深入研究天然產(chǎn)物中生物堿類成分調(diào)血脂活性及作用機(jī)制。同時(shí)，中藥調(diào)血脂作用機(jī)制研究還應(yīng)注重與傳統(tǒng)中醫(yī)藥理論相融合，從中藥功能主治出發(fā)，構(gòu)建符合中藥特點(diǎn)的研究方法及體系。為生物堿類成分治療高脂血癥提供科學(xué)依據(jù)，為植物來源的調(diào)血脂藥物的發(fā)現(xiàn)及開發(fā)奠定基礎(chǔ)。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突