小檗堿抗動脈粥樣硬化機制的研究進展

郭會敏 綜述 欒天竹 梁兆光 審校

(哈爾濱醫科大學附屬第一醫院心內科，黑龍江 哈爾濱 150000)

小檗堿(berberine,BBR)又名黃連素，是廣泛存在于罌粟科、蕓香科及毛莨科植物中的一種異喹啉類生物堿。BBR在中國作為一種消炎藥而被廣泛應用，近年來國內外學者發現BBR可通過多種機制發揮抗動脈粥樣硬化(atherosclerosis，AS)作用。

1 調節血脂代謝

血脂異常與AS之間存在密切關系，因此對于血脂的管理程度密切關系到AS的發生和發展過程。研究[1]發現血漿中膽固醇、三酰甘油 (TG)、低密度脂蛋白(LDL)可被BBR顯著降低，但對于高密度脂蛋白作用目前沒有明確的定論，有待進一步研究。Sun等[2]發現BBR可通過激活腸道法尼基衍生物X受體,降低脂肪酸轉位酶CD36的表達同時降低膽鹽水解酶的活性，增加膽汁酸的排泄，抑制TG在腸道的吸收，降低血脂水平。Wang等[3]發現黃連素提取物非洲防己堿可通過誘導肝細胞核因子4α表達激活膽固醇7-α羥化酶，加速肝臟膽固醇向膽汁酸的轉化，加速膽汁酸排泄，從而降低血漿脂質水平。

Jin等[4]測試了BBR在高糖介導的細胞損傷的作用，結果發現BBR可顯著促進腺苷一磷酸激活的蛋白激酶(AMPK)的活化，進而加速其磷酸化，抑制脂肪酸的合成。過氧化物酶體增殖物激活受體γ是一類由配體激活的核因子，具有脂肪組織特異性，被脂肪酸以及外源性過氧化物酶體增殖劑激活，而參與調控某些脂質代謝的酶的表達[5]。.BBR可通過激活過氧化物酶體增殖物激活受體γ的表達降低自噬相關基因7活性、其對應的泛素活化酶的活性以及脂肪細胞分化因子蛋白表達水平，從而抑制脂肪細胞的合成，達到降脂效果[5]。此外過氧化物酶體增殖物激活受體γ還可抑制巨噬細胞聚集抑制因子的表達，有效抑制脂肪細胞的合成,降低血漿膽固醇和TG的含量[5]。在肝臟組織，磷脂磷酸水解酶是脂質代謝途徑尤其是TG和磷脂代謝的關鍵酶，催化磷脂酸磷酸化形成無機磷酸和1，2二酰甘油產品。Heidarian等[6]發現BBR可降低磷脂磷酸水解酶活性，減少脂質合成。

LDL受體(low-destiny lipoprotein receptor,LDLR)是一種在動脈壁平滑肌細胞、血管內皮細胞的細胞膜上廣泛分布并介導LDL代謝的糖蛋白。Zhou等[7]發現BBR及其代謝產物可上調LDL-mRNA及LDLR水平，并且呈劑量依賴型，進而加速LDL向肝內轉移代謝，加速血脂的清除。前蛋白轉化酶枯草溶菌素9是一種新發現的人血清蛋白，屬于前蛋白轉化酶，與血脂的清除密切相關，其表達的蛋白可使LDLR穿梭至溶酶體降解，導致LDL的分解障礙。Xiao等[8]發現BBR可通過抑制肝臟的前蛋白轉化酶枯草溶菌素9的表達加速血脂分解，降低血漿膽固醇、TG、LDL，增加高密度脂蛋白和LDLR的水平。腺苷單磷酸AMPK通路通過抑制能量消耗通路和激活能量再生通路，在能量動態平衡調控中起關鍵性作用。激素敏感脂肪酶和脂肪TG酯酶均通過AMPK磷酸化。BBR可通過AMPK途徑增強激素敏感脂肪酶和脂肪TG酯酶的活性，加速脂質降解[9]。

糖尿病患者血脂異常的機制是胰島素抵抗(IR)，IR與脂肪組織中的慢性炎癥有關，而此炎癥反應與極化的脂肪組織M1巨噬細胞相關。相關研究[10]發現BBR抑制脂肪組織M1巨噬細胞阻止脂肪組織慢性炎癥，從而改善IR。促分裂原活化的絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)通路參與脂肪細胞的分化調節及慢性炎癥反應，研究[11]表明BBR可通過激活MAPK途徑改善脂肪細胞的分化和慢性炎癥反應過程而改善糖尿病患者的IR。

2 抗炎

AS是由多種炎性因子參與的慢性炎癥反應過程，炎癥反應貫穿冠狀動脈粥樣硬化的起始、發展和斑塊破裂的每一個階段。NLRP3炎癥小體是NLRs家族成員之一，近年來備受關注，其能夠調控白介素(IL)-1(IL-18、IL-1β)等多種炎性因子的分泌和成熟，促進炎癥反應的發生和發展[12]。Zhou等[13]發現BBR可顯著抑制飽和脂肪酸棕櫚酸誘導的NLRP3炎性體的激活并抑制IL-1β的表達和增強巨噬細胞的自嗜能力。誘導型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase,iNOS)在炎癥反應中被誘導表達，產生過量的一氧化氮(NO)，引發炎癥級聯反應，從而導致心血管疾病。而Shin等[14]證實BBR可抑制脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)誘導的NO的產生并通過抑制iNOSmRNA的穩定性降低iNOS的表達，進而抑制炎癥反應，控制AS的發生和發展。C-JUN氨基末端轉移酶(JNK)是絲裂原活化MAPK家族中的一員，通過轉錄和非轉錄形式活化下游核轉錄因子，主要介導應激狀態下細胞的改變，成為炎癥、癌癥、糖尿病等疾病臨床研究的靶點[15]。有研究[16]表明BBR可顯著下調JNK活性，抑制炎癥介質的釋放，控制炎癥反應的發展。Qin-Wei等[17]證明BBR可抑制磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B(PI3K/Akt)信號通路抑制IL- 6、IL-1和腫瘤壞死因子-α在血清及心肌組織中的表達，抑制炎癥反應，減輕對心肌細胞的損傷。

最近研究[18]表明BBR濃度依賴性地誘導轉錄激活因子3在其mRNA和蛋白水平的表達，同時抑制LPS誘導的炎性細胞因子(腫瘤壞死因子-α、IL-1β、IL-6)的產生，此外，轉錄激活因子3可阻止LPS誘導的促炎性細胞因子產生，阻止炎癥的發生和發展。研究[19]發現BBR治療不僅抑制核因子κB(nuclear factor-κB,NF-κB)靶向細胞因子和NF-κB表達的磷酸化，而且使核因子紅細胞系統相關因子-2(nuclear factor erythroid-2-related factor-2,Nrf2)靶基因的表達，增加了Nrf2核易位和磷酸化，更重要的是，在Nrf2滅活的巨噬細胞和敲除Nrf2基因的小鼠中，BBR的抗炎作用明顯減弱。予喂養高脂的大白兔100 mg/kg BBR 12周后取其耳緣靜脈血發現其血清膽固醇、TG、LDL明顯低于模型組。同時血清中的炎癥因子氧化型低密度脂蛋白(ox-LDL)、單核細胞趨化蛋白(MCP-1)、人基質金屬蛋白酶9含量也顯著降低[20]。BBR的這一作用是通過改善脂質代謝紊亂，減少血管內膜脂質沉積，同時抑制斑塊處炎癥反應，從而達到減輕AS發展程度、穩定斑塊的作用。有研究[21]表明BBR抑制環氧合酶-2 mRNA的表達，并具有濃度依賴性，同時檢測到細胞外調節激酶活性也受到明顯抑制作用，同樣呈劑量依賴性，表明BBR可能通過抑制細胞外調節激酶蛋白活性抑制環氧合酶-2 mRNA及蛋白的表達，抑制炎癥反應的啟動。

3 調控血管平滑肌細胞

在AS的發展過程中，血管平滑肌細胞的遷移和增殖是關鍵事件，作為粥樣硬化斑塊中的主要成分，其增殖、向內膜下遷移、攝取脂質成為肌源性細胞是AS的主要病理特征。抑制血管平滑肌細胞的的增殖、遷移及攝取脂質成為肌源性泡沫細胞是抗AS的關鍵步驟。相關研究[22]發現BBR可抑制轉錄因子活化蛋白-1和NF-κB信號通路抑制金屬基質蛋白-2、-9、尿激酶纖溶酶原激活物的表達，從而抑制血管平滑肌細胞的遷移。研究[23]發現ox-LDL可促進平滑肌細胞在損傷血管內膜的增殖，阻塞血管使其更容易黏附在血管壁，加速AS斑塊的形成。Ox-LDL在某些細胞基因的作用下，調節IL-1、MCP-1的表達，MCP-1使單核細胞聚集在血管內皮，加速血管平滑肌的增殖和遷移[24]。而Fan等[25]發現BBR可通過AMPK信號通路上調自噬，抑制ox-LDL誘導的炎癥反應，間接抑制血管平滑肌細胞的增殖和遷移。

Nrf2隸屬于Keap1-Nrf2-AKE通路，該通路在增強線粒體自嗜、清除內皮毒性蛋白表達同樣有著顯著的作用。Zhang等[26]發現BBR可通過PI3K/Akt信號通路激活Nrf2基因，增強BBR保護血管內皮的功能。有研究[27]證明BBR抑制平滑肌細胞增殖和提高飼喂高半胱氨酸硫內酯小鼠的內皮功能，而這一作用是通過增強過氧化物酶體增殖物激活受體γ表達實現的。研究[28]發現BBR可強烈抑制細胞凋亡，增加丙二醛水平及超氧化物歧化酶活性，增加體外經LPS處理的人臍靜脈內皮細胞血管內皮的穩定性。BBR治療還可顯著抑制JNK磷酸化處理的人臍靜脈內皮細胞內毒素的產生。此外，BBR治療增強抗凋亡蛋白髓細胞白血病因子-1的表達、抑制促凋亡蛋白聚腺苷二磷酸一核糖多聚酶的表達，總之BBR保護血管內皮細胞免受損傷。

4 抗氧化應激

高血壓、高血脂、糖尿病、吸煙等易患因素可增加細胞的脂質過氧化損傷，促使AS形成，而BBR可通過多種細胞信號通路抗氧化應激。Lu等[29]發現BBR膳食可減輕高脂飲食肝細胞氧化應激狀態，并發現該作用是BBR通過修復線粒體超微結構損傷，改善呼吸鏈功能實現的。Nrf2是抗氧化轉錄因子，相關研究發現Nrf2是BBR介導抗氧化應激的重要信號分子，BBR通過激活AMPK通路、PI3K/Akt通路和p38通路進一步激活Nrf2，增加超氧化物歧化酶的表達，減少活性氧的產生，減輕氧化應激狀態[30]。炎癥反應刺激下iNOS活性增強，促使大量NO、氧自由基的產生，引發組織結構損傷，加速AS的發生、發展。而BBR可抑制iNOSmRNA的穩定性降低iNOS的表達[13]。AMPK在介導BBR抗氧化應激作用時起重要作用，研究[31]證實BBR可介導AMPK發揮有效抗氧化應激作用，AMPK的激活與其上調超氧化物歧化酶相關。LDL受到氧自由基作用，形成ox-LDL，大量沉積于血管內皮細胞，最終形成AS，ox-LDL可導致血小板聚集，促使大量氧自由基產生，從而加速AS發展。而BBR可通過多種信號通路阻斷ox-LDL上述效應?；钚匝醯闹饕獊碓词菬燉０废汆堰识塑账崃姿嵫趸?，研究發現AMPK的激活可抑制煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶的產生，而BBR可通過激活AMPK，抑制煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶的產生，達到抗氧化應激反應的作用[32]。

5 展望

既往和最新研究均證明BBR抗AS效果顯著，但仍有很多靶向作用機制需進一步研究，并且關于BBR在體內的吸收、分布、代謝、排泄過程及其帶來的不良反應的研究尚未明確。相信不遠的將來對于BBR抗AS的機制研究會更加深入，并作為一種多效抗AS藥物應用于臨床。

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