小檗堿調節糖脂代謝機制研究進展

劉曉燕　劉　劍　高　宇

(承德醫學院附屬醫院內分泌科，河北　承德　067000)

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小檗堿調節糖脂代謝機制研究進展

劉曉燕劉劍1高宇

(承德醫學院附屬醫院內分泌科，河北承德067000)

小檗堿；糖尿病；胰島素抵抗；血脂異常

2型糖尿病(T2DM)占DM 90%以上。對于T2DM的治療除飲食和運動之外，還包括口服降糖藥物和皮下注射胰島素。通過降糖治療可有效減少DM并發癥，但臨床用藥的副作用，如二甲雙胍和阿卡波糖的胃腸道反應、噻唑烷二酮類增加心血管疾病的風險等限制其臨床應用。傳統中藥具有多方位、多環節、多靶點的特點，在DM治療中歷史悠久，其中，黃連及其組成小檗堿在糖脂代謝方面有廣泛的應用前景。本文就近年國內外針對小檗堿降糖、調脂機制的研究進展進行綜述。

1　小檗堿的來源及化學特性

小檗堿是植物季銨鹽，屬于異喹啉類生物堿組，集中在大多數植物的根、莖、干部位，如黃連、北美黃連、金印草根(白毛莨)、冬青葉小蘗(奧勒岡葡萄根)、歐洲伏牛(伏牛花)、歐洲小檗、心葉青牛膽、古山龍屬等。小檗堿作為抗菌藥已應用多年，臨床上長期用于解熱、解毒、抗腸道細菌感染。現代藥理研究發現它還有抗心律失常、擴張冠狀血管、降血糖、調血脂、抗腫瘤等作用，被廣泛應用于心律失常、心力衰竭、DM、高脂血癥等疾病的治療中。小檗堿的化學結構含有季堿，它以鹽的形式比如鹽酸小檗堿或硫酸小檗堿進行商品化應用于臨床。

2　小檗堿改善胰島素抵抗(IR)和降糖的機制

多項基礎和臨床證據〔1〕顯示小檗堿通過多種機制參與葡萄糖代謝。在培養的人肝細胞和大鼠骨骼肌細胞中，小檗堿通過蛋白激酶C增加胰島素受體mRNA的表達。自從小檗堿作為胰島素增敏劑被觀察以來，它的藥效與二甲雙胍不同。實驗動物模型研究〔2〕表明，在T2DM小鼠模型中，小檗堿通過一種涉及視黃醇結合蛋白(RBP)-4和葡萄糖轉運因子(GLUT)-4機制，顯示出比二甲雙胍更好的空腹血糖值及降低低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)且改善IR。

小檗堿降糖機制不僅簡單地表現在胰島素增敏劑的功能上，它還有可能直接作用于胃腸道，在高脂飲食和鏈脲佐菌素誘導的T2DM大鼠中，給予大鼠小檗堿100 mg·kg-1·d-1的劑量2 w，發現小檗堿與血漿及腸道胰高血糖素樣肽2水平上升，高胰島素血癥和IR改善有關聯〔3〕。

證據〔4〕表明小檗堿的降糖機制也可能表現促泌劑功能，給予DM大鼠小檗堿，并與磺酰脲類格列本脲藥物進行比較，觀察促分泌作用，發現劑量依賴的小檗堿增強了葡萄糖刺激胰島素分泌的作用，增加肝細胞核因子(HNF)-4α的mRNA的翻譯和葡萄糖激酶活性，從而表現出一種不同于磺脲類藥物的促胰島素效應。有研究〔5〕卻觀察到小檗堿抑制小鼠胰島素瘤細胞胰島素分泌。然而，胰島細胞瘤是一種特殊的條件，胰島素分泌在胰島瘤細胞水平上會發生改變，因此出現不同結果。

在具有IR的小鼠胚胎成纖維(3T3-L1)脂肪細胞模型中的，小檗堿逆轉胰島素受體底物(IRS)-1 Ser307的磷酸化、提高胰島素刺激葡萄糖轉運及逆轉游離脂肪酸誘導的IR。在非酒精性脂肪肝的小鼠肝臟里，小檗堿通過上調IRS-2 mRNA的表達減輕IR〔6〕。在對3T3-L1脂肪細胞研究〔7〕中，小檗堿沒有增強IRS-1和胰島素受體酪氨酸磷酸化，而是提高了細胞GLUT-4水平及腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)活性，這與GLUT-1介導的葡萄糖攝取有關。

研究表明小檗堿的全身生物利用度相對較低，但是它憑借對某些細菌的顯著抗菌作用來調節腸道菌群，同時可發揮降糖作用〔8〕。在動物模型中，小檗堿明顯減少硬壁菌門和擬桿菌門占菌落總數的比例，這可能抑制膳食中多糖的降解，降低潛在卡路里攝入，而且激活禁食誘導脂肪因子(FIAF，由腸內微生物負性調控的一種關鍵蛋白)及在內臟脂肪組織中的線粒體能量代謝的相關表達〔9〕。因此，小檗堿似乎能抑制腸道黏膜雙糖酶，下調蔗糖-異麥芽糖酶的活性，進而改善實驗動物乙二醇耐受，作用原理類似于阿卡波糖。

3　小檗堿降脂作用機制

多項研究〔10〕發現，小檗堿的降脂效應主要是通過細胞外信號調節激酶(ERK)依賴方式調節肝低密度脂蛋白受體(LDL-R)含量及通過c-Jun氨基末端激酶(JNK)通路增加LDL-R啟動子轉錄活性，促進LDL-R表達。肝細胞表面LDL-R代償性增加或活性增強，使血漿LDL降低，繼而導致極低密度脂蛋白(VLDL)代謝加快，再加上肝合成及釋放VLDL減少，也導致VLDL及甘油三酯相應下降。此外，小檗堿誘導降低枯草溶菌素轉化酶(PCSK)9基因的轉錄水平，通過與細胞表面受體的表皮生長因子A結合及穿梭于LDL-R的溶酶體降解，PCSK9基因轉錄后下調LDL-R。Li 等〔11〕也報道過PCSK9 的抑制機制與肝細胞核因子HNF-1α下調有關。

小檗堿所具有的穩定LDL-R mRNA的效應是通過減少LDL-R mRNA 3′端的非編碼區，此編碼區結合了不均一核糖核蛋白Ⅰ和KH型剪接調控蛋白(KSRP)，KSRP是LDL-R mRNA穩定性的關鍵的調制器。除LDL-R表達上調外，人們也提出了一些其他機制。在3T3-L1細胞里，通過小檗堿治療，瘦素、 轉錄因子像固醇調節元件結合蛋白(SREBP)-1C和CCAAT增強子結合蛋白(C/EBP)-α，氧化物酶體增殖物激活受體(PPAR)-γ、脂肪酸合成酶、乙酰輔酶A羧化酶、 脂酰輔酶A合成酶及脂蛋白脂肪酶都會減少。小檗堿激活AMPK同時阻斷絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)/ERK信號通路，從而抑制脂質的合成及小檗堿對AMPK的作用被分裂原活化(MEK)抑制劑所阻斷，這提示在這兩種途徑之間有聯系。總體而言，小檗堿抗高脂血癥效果不直接與劑量相關。

給予高脂飲食喂養SD大鼠胃管內灌入小檗堿200 mg·kg-1·d-116 w，與對照組相比，小檗堿治療組體重下降，血同型半胱氨酸、總膽固醇和LDL-C下降，分子機制涉及上調LDL-R mRNA水平，抑制3-羥基3-甲基戊二酰輔酶A還原酶(HMGR)基因表達，肝臟載脂蛋白(Apo)E mRNA表達增加，但ApoA1和清道夫受體(SR)mRNA沒有改變，該實驗中小檗堿治療組中血管未見動脈粥樣硬化性改變〔12〕。Cao等〔13〕研究發現，小檗堿通過激活AMPK途徑降低甘油三酯水平，部分是由于上調脂肪分解有關基因、抑制脂肪合成的基因表達。口服小檗堿后其代謝產物的活性形式有可能成為降脂功能的候選藥物之一。

4　小檗堿在臨床實踐的應用

大規模人體糖脂代謝研究數據較少。在亞洲T2DM患者給予小檗堿500 mg，3次/d，與對照組比較減少糖化糖化血紅蛋白(-2%)，空腹血糖(-44%)，餐后血糖 (-45%)，空腹血漿胰島素(-28%)和IR指數(HOMA-IR)(-44.7%)〔14〕。36例初發T2DM患者隨機分配到小檗堿治療組和二甲雙胍治療組(500 mg/d)3個月，發現小檗堿的降糖作用與二甲雙胍類似〔15〕。小檗堿治療組，明顯降低糖化血紅蛋白〔從(9.5±0.5)%降至(7.5±0.4)%，P<0.01〕、空腹血糖〔從(10.6±0.9)降至(6.9±0.5)mmol/L，P<0.01〕、餐后血糖〔從(19.8±1.7)降至(11.1±0.9)mmol/L，P<0.01〕、血漿甘油三酯〔從(1.13±0.13)降至(0.89±0.03)mmol/L，P<0.05〕。此外，與安慰劑相比，T2DM患者在接受小檗堿治療前后，游離脂肪酸發生顯著變化，C13脂肪酸濃度顯著減少〔16〕。

Affuso 等〔17〕把50例患者隨機分到機能性食品組和安慰劑組進行6 w實驗。機能性食品組藥物成分包括500 mg小檗堿、200 mg紅曲米(含有少量洛伐他汀)及10 mg 普利醇。在隨后進行為期4 w的擴大試驗，所有樣本全部接受機能性食品組藥物。有關機能性食品組的主要結果指標如總膽固醇、血漿甘油三酯、LDL-C的含量下降。在64例患有代謝癥候群患者中，評估安慰劑組及機能性食品組(有小檗堿、普利醇及紅曲米組成)的效果，18 w后，與安慰劑組相比，有機能性食品組HOMA-IR明顯降低，總膽固醇與LDL-C也顯著下降，但甘油三酯、高密度脂蛋白膽固醇不受影響。此外在患者食用完標準復合餐以后，血液中的葡萄糖和胰島素含量明顯減少。與安慰劑組相比，有機能性食品組的血流介導的內皮依賴性血管舒張功能加強且動脈收縮期血壓明顯降低〔18〕。對12名健康受試者接受為期1個月的小檗堿治療，另選11名健康受試者作為對照，研究者對細胞內活性氧(ROS)、一氧化氮(NO)的生成、NADPH氧化酶(NOX)4蛋白表達分別進行檢查。與對照組相比，小檗堿組的血清丙二醛和循環 CD31+/CD42-MPs水平明顯下降，這與血流介導的內皮依賴性血管舒張功能的升高有關。證實小檗堿治療方法通過部分降低血管內皮細胞氧化應激來改善血管內皮功能〔19〕。近期一項針對患有多囊卵巢綜合征的婦女展開的研究表明接受小檗堿的治療組腰圍和腰臀比、空腹血糖和空腹血漿胰島素、胰島素曲線下面積、HOMA-IR下降，并與接受二甲雙胍的治療方法相比有類似的下降值〔20〕。

5　小檗堿的安全性和不良反應

在大多數臨床試驗中，小檗堿已被證明是安全的。但據報道〔21〕，小檗堿在一小部分患者中造成惡心、 嘔吐、 便秘、 高血壓、 呼吸衰竭和感覺反常，但是這些不良反應的臨床證據在文獻中并不很多。在小檗堿的使用中，罕見的不良影響包括頭痛、 皮膚過敏、 顏面潮紅、心動過緩。不是任何一種水腫都和小檗堿的使用有關，小檗堿與許多處方藥之間有潛在藥物的相互作用，因為小檗堿抑制體內外p450 氧化酶的活動〔21〕，小檗堿也調控p450s基因表達。此外，由于對新生兒潛在的不良反應，孕婦和哺乳期婦女禁用小檗堿。口服小檗堿主要通過肝臟代謝，因此，小檗堿對于腎病患者是安全的〔22〕。

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〔2015-03-21修回〕

(編輯王一涵)

承德市科技局指導項目(No.200922075)

高宇(1973-)，女，主任醫師，博士，碩士生導師，主要從事糖尿病與脂代謝研究。

劉曉燕(1965-)，女，主任醫師，主要從事內分泌代謝疾病研究。

R587

A

1005-9202(2016)16-4117-03；doi：10.3969/j.issn.1005-9202.2016.16.115

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