小檗堿調控炎癥的研究進展*

何馨怡 綜述 帥世全 黨萬太 李夢蘭 銀小雙 審校

(1.川北醫學院第二臨床醫學院·南充市中心醫院風濕免疫科，四川 南充63700； 2.成都醫學院第一附屬醫院風濕免疫科,四川 成都610500)

小檗堿(Berberine),又稱為黃連素，是一種從毛茛科植物黃連中提取的異喹啉生物堿，在黃連及其衍生物中，小檗堿應用最廣，是黃連活性成份中最有價值的單體[1]。小檗堿常被用于治療腸炎、胃潰瘍、胃炎、菌痢，但具體機制不明確[2]。近年來，國內外發表了大量小檗堿與糖尿病、癌癥、心血管疾病、高脂血癥、高血壓、腹瀉、炎癥、骨質疏松癥等有關文獻[3]。而炎癥是由一組蛋白復合體圍繞幾種蛋白質(LRP3、NLRC4，AIM2與NLRP6)，識別病原相關分子模式(PAMPs)和損傷相關分子模式(DAMPs)，通過機械應力和 損傷誘導分泌強效的促炎癥細胞因子而導致細胞死亡引起的一類疾病[4-5]。在越來越多的動物模型實驗及其他試驗系統中都發現小檗堿有較強的抗炎、鎮痛、解熱的作用。小檗堿可以通過抑制各種炎癥介質的產生與表達，以及抑制炎癥通路的激活抑制炎癥反應。本文就近年來小檗堿調控炎癥性疾病的進展做一綜述。

1 小檗堿與類風濕關節炎(RA)

類風濕關節炎(RA)是一種以滑膜炎、血管炎為病理基礎的侵蝕性、對稱性多關節炎。研究發現，在小鼠和大鼠炎癥動物模型中，小檗堿能夠減輕5-羥色胺誘導的小鼠足腫脹模型臨床癥狀，減輕佐劑誘導(FCA)關節炎大鼠的臨床癥狀等[6]。Wang等[7]人進一步在類風濕性關節炎典型的臨床前實驗模型(佐劑性關節炎模型)中來評價小檗堿的抗關節炎作用，研究結果表明，小檗堿減輕了小鼠第二足趾腫脹度、關節炎指數、胸腺脾臟指數及關節炎組織病理學改變。小檗堿可能通過減少IL-17和IL-6水平，同時增加血清IL-10和TGF-β水平改善關節炎嚴重程度。有研究發現，活動性類風濕關節炎的成纖維樣滑膜細胞(FLSs)在類風濕關節炎起病及病程中發揮主要作用，包括血管翳形成、促炎因子的分泌、新生血管生成和軟骨退化[8]。有學者在做小檗堿對體外培養的人類風濕關節炎成纖維樣滑膜細胞(RA-FLSs)的作用時，首次發現小檗堿能夠抑制RA-FLSs的增殖，其機制主要是小檗堿可以誘導RA-FLSs周期阻滯在G0/G1期以及誘導RA-FLSs細胞死亡，這對RA的治療具有重要的理論價值和潛在的臨床應用價值[9]。血管生成在RA血管翳形成過程中起重要作用，而有研究通過免疫組化染色評估表明，小檗堿能夠降低血管內皮因子(VEGF)在膠原誘導性關節炎(CIA)大鼠滑膜的表達，這說明小檗堿可抑制CIA大鼠滑膜組織血管生成，從而改善RA的臨床癥狀[10]。有研究發現，小檗堿選擇性誘導樹突狀細胞(DC)，并顯著抑制其對II型膠原的免疫反應(CII)和有效改善疾病小鼠的CIA，這闡述了小檗堿抗炎和免疫抑制作用的新的細胞機制，還表明它具有抗炎作用。而RA是一種自身免疫性炎性疾病，小檗堿對RA的治療有很大的潛能[11]。

王漢偉等[12]在臨床研究中發現，甲氨蝶呤(MTX)聯合小檗堿治療RA有良好的療效，且不良反應(胃腸道反應、肝功能損害、白細胞低下等)較對照組少，其機制可能與小檗堿能夠顯著抑制肝組織中的NO形成，顯著上調抗凋亡基因BCL-2的表達，通過抗肝細胞凋亡，保護高脂飲食所致的肝損傷相關[13]。可見MTX聯合小檗堿不但療效上取得滿意的效果，同時還能減輕相關毒副反應。

2 小檗堿與痛風(Gout)

痛風是單鈉尿酸鹽(monosodium urate, MSU)沉積于骨關節、腎臟和皮下等部位引發的急慢性炎癥和組織損傷，與嘌呤代謝紊亂和尿酸排泄減少所致的高尿酸血癥直接相關。近年來，越來越多研究發現，黃連、黃柏有抗痛風的作用，沈德鳳等[14]發現，黃連、黃柏各劑量均能在一定程度上降低高尿酸血癥小鼠血清尿酸水平，對小鼠肝臟黃嘌呤氧化酶活性也具有一定的抑制作用；且發現黃連聯合黃柏使用時同等劑量優于單獨使用。而黃柏的主要成分是小檗堿、黃柏堿、木蘭花堿等多種生物堿，小檗堿是黃連活性成分中最有價值的單體[1]，這表明小檗堿可能在黃柏降低小鼠血清尿酸水平中起重要作用。Dinesh等[15]研究發現，小檗堿對于接受MSU刺激的小鼠巨噬細胞的抗炎及抗氧化作用可能通過激活Nrf2通路實現，體內研究也證實了小檗堿減少了MSU晶體誘導的大鼠的腫脹、疼痛評分、促炎性細胞因子水平與關節彈性蛋白酶的活性。最近研究發現，TXNIP介導的NLRP3炎性小體的激活在MSU晶體沉積引起的免疫反應中起重要作用，Nrf2抗氧化通路降低NLRP3炎性小體活化激活并對NLRP3引起的炎癥啟動過程有負調控作用[16-19]。Liu等[20]發現，不同濃度小檗堿通過NLRP3炎性小體和下游信號分子調節mRNA、NLRP3和IL-1的蛋白表達，進而抑制下游信號分子白細胞介素 1(IL-1)而治療痛風性關節炎。劉等將小檗堿在9-位、12-位和13-位進行結構修飾，合成了20個小檗堿衍生物，研究表明，小檗堿及其衍生物可以抑制黃嘌呤氧化酶的活性。20個衍生物中體外黃嘌呤抑制活性較好的有4個化合物BBR-7、BBR-15、BBR-16和BBR-17。其中抗炎、鎮痛作用最優的是BBR-7，在小鼠體內活性較好的是BBR-17，BBR-17能顯著降低小鼠血清尿酸水平和抑制肝臟黃嘌呤氧化酶活性，這使小檗堿有可能成為新的非嘌呤類黃嘌呤氧化酶抑制劑用于痛風的治療[21]。

吳林根等[22]在研究中發現，黃連素(小檗堿)可用于治療高尿酸血癥。這可能與小檗堿可擴張血管、抗血小板聚集、降低血壓、干預動脈粥樣硬化的形成過程，從而降低腎小球毛細血管的高灌注、高壓力、高濾過，延緩腎損害有關；小檗堿還可以通過改善胰島素抵抗降低高尿酸血癥的危險因素。總之，小檗堿有降尿酸和改善MSU晶體沉積引起的炎癥反應的作用，有很大的潛能成為治療痛風的新型藥。

3 小檗堿與骨關節炎(osteoarthritis，OA)

骨關節炎(osteoarthritis OA)是一種好發于中老年人的以關節軟骨損害為主，并累及整個關節組織的退行性變風濕病，它包括軟骨細胞的丟失和細胞外基質的降解。Dean等[23]發現，基質金屬蛋白酶(MMPs)在OA引起的關節軟骨損害中有著顯著作用。HU等[24]在體外研究中發現，小檗堿在25μM、 50μM、100μM減少MMP-1、MMP-3、MMP-13表達，增加組織金屬蛋白酶抑制劑(TIMP-1)表達，且100μM為最佳濃度。此外，大劑量小檗堿也可抑制IL-1β誘導糖胺聚糖(GAG)釋放和NO的產生，從而減少炎癥介質的產生。Zhao等[25]在IL-1β誘導的關節軟骨細胞和大鼠OA模型中研究發現，一定濃度的小檗堿能夠減弱IL-1β對細胞活力和增殖細胞核抗原表達的抑制，小檗堿可誘導Akt活化，作用機制可能與觸發Akt / p70S6K/S6通路相關，從而促進IL-1β誘導的大鼠軟骨細胞蛋白質、細胞基質的合成和細胞的存活；一定劑量內的小檗堿，尤其是中劑量小檗堿，可能對軟骨損傷具有明顯的保護作用。骨關節炎成纖維滑膜細胞(OASFs)可促進炎癥、新生血管和軟骨降解，從而導致關節軟骨破壞；結締組織生長因子(CCN2)在骨關節炎中大量表達且誘導IL-1β的產生，從而增加炎癥反應。Liu S C等[26]研究發現,小檗堿下調成纖維滑膜細胞中ROS介導的ASK1、p38、JNK、NF-κB、κ信號通路,從而抑制CCN2產生IL-1β。總之，小檗堿有效地減少了IL-1β的產生，從而減少炎癥反應，抑制軟骨損傷。Zhou等[27]研究發現，小檗堿可抑制IL-1β誘導NO、PGE2、iNOS、COX-2、MMP-3和MMP-13的表達，通過抑制炎癥介質的表達而減少軟骨細胞中的炎癥反應。

.硝普鈉(SNP)是一種誘導和調節軟骨細胞凋亡的誘導劑。Zhou等[28]用SNP誘導的小鼠模型研究發現，BBR通過激活磷酸活化蛋白激酶(AMPK)信號通路，抑制p38 絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)活性。研究表明，抑制p38 MAPK信號在不同動物模型中對軟骨的降解有保護作用。由于小檗堿水溶性差、生物半衰期短和生物利用率低，Zhou等[29]研究發現，小檗堿殼聚糖納米粒(BBR-load CNs)可延長關節滑膜中小檗堿的作用時間和其生物利用率。Zhou等[30]進一步研究發現，小檗堿殼聚糖微球(BBR-load CMs)可加強小檗堿的生物活性并保持其生物濃度，從而延長小檗堿的軟骨保護效果，這一發現為小檗堿作為OA的治療用藥提供了很大的可能。

4 小檗堿與炎癥性腸病(inflammatory bowel disease， IBD)

炎癥性腸病(inflammatory bowel disease， IBD)是一類由多種病因引起的、異常免疫介導的腸道慢性及復發性炎癥，有終生復發傾向，潰瘍性結腸炎(ulcerative colitis， UC)和克羅恩病(crohn disease， CD)是其主要疾病類型[31]。Zhang M等[32]人研究烏梅丸(FMP)中主要的三種生物堿(小檗堿、次烏頭堿、茵芋堿(BHS)發現，在FMP對3硝基苯磺酸(TNBS)誘導的結腸炎的效應中，小檗堿是其中最強的抗炎物質。Yang F等[33]人在采用葡聚糖硫酸鈉(DSS)誘導的小鼠腸道損傷和結腸炎模型研究中發現，小檗堿能改善DSS誘導的小鼠體重減輕、髓過氧化物酶活性、結腸縮短和炎癥評分。小檗堿可顯著降低結腸組織中的促炎細胞因子水平，包括TNF、IFN-γ、KC和IL-17。小檗堿可改善DSS誘導的結腸上皮屏障功能障礙和細胞凋亡。此外，小檗堿能抑制DSS小鼠的結腸巨噬細胞和上皮細胞產生促炎細胞因子，促進結腸巨噬細胞的凋亡。在相同的動物模型中，Li Y H等[34]也發現小檗堿能夠抑制Th1、Th2、Th17引起的免疫反應，并促進UC的Treg細胞反應，從而改善UC的炎癥反應；小檗堿通過抑制Th17反應降低了DSS誘導的慢性復發性結腸炎的嚴重程度，降低與緊密連接TJ相關的ZO-1蛋白在結腸中的表達。TJ蛋白是阻止胃腸道菌群影響管腔上皮組織內環境的上皮屏障的一種組成成分[35]。這些數據表明，小檗堿抗IBD的治療潛力部分是通過改善IBD引起的腸上皮屏障功能障礙來實現的。腸上皮屏障的破壞可能導致結腸通透性增加，從而導致有毒的親水性物質通過，因此這種屏障破壞可能與UC的發病機制及其臨床癥狀，如腹瀉和大便出血有關[36]。多巴胺通過其對多個受體的作用被認為是引起IBD病理生理改變的主要因素之一[37]。在多巴胺D1和D2樣受體實驗誘導的小鼠結腸炎的發展過程中小檗堿被發現是一種拮抗劑，可改善小鼠結腸炎，小檗堿改善細胞因子水平與多巴胺受體特異性拮抗劑SCH23390及l750667效果一致。這表明小檗堿對IBD的治療可通過對多巴胺引起的免疫炎癥反應的調節來實現[38]。小檗堿通過隨機、安慰劑對照、雙盲試驗對復發性口腔潰瘍是一種常見的口腔黏膜疾病模型。他們的研究清楚地表明，小檗堿可減輕潰瘍疼痛評分。所有可用的數據表明，小檗堿具有鎮痛作用[39]。小檗堿是一種天然的從植物中提取的藥物，對于IBD，小檗堿可以通過其抗菌作用止瀉、改善腸上皮屏障功能障礙、解痙鎮痛、調節特異性T細胞失衡而發揮其作用，改善疾病的發展。未來可以通過大規模臨床試驗和藥物化學指導，提高小檗堿的療效，從而作為一種新興的藥物治療IBD[40]。

5 小結與展望

綜上所述，小檗堿可通過抑制多種炎癥介質，改善疾病引起的組織病理學改變。而小檗堿作為一種天然性異喹啉生物堿有很多藥效，可能會比傳統抗炎藥更安全，有更少的藥物副作用。未來可通過大規模的臨床試驗和藥物化學指導，使小檗堿成為治療炎癥的一種新興藥物，具有較高的臨床價值。