龍膽苦苷的藥理作用及分子機制研究進展

李生浩，李俊義，武昆利，徐晶晶，常國楫，王衛群，張燕玲，馬志強，王文林，李樹德

（1）昆明市第三人民醫院肝病綜合科；2）肝病介入科；3）人力資源部，云南昆明 650041；4）昆明醫科大學基礎醫學院病原生物學與免疫學系，云南昆明 650500；5）昆明市第三人民醫院感染性疾病科，云南昆明 650041；6）昆明市第三人民醫院檢驗科，云南昆明 650041；7）昆明醫科大學基礎醫學院分子生物學與生物化學系，云南昆明 650500）

龍膽苦苷（gentiopicroside，GPS）是龍膽科植物中的主要活性成分，又稱龍膽苦甙，屬于裂環環烯醚萜苷類化合物，化學式為C16H20O9，分子量為356.32。口服或靜脈給藥后在體內多個器官廣泛分布，包括肺臟、肝臟、心臟、腦組織等，臨床上主要用于保肝、抗炎、抗病原微生物、健胃利膽等。為拓展其在臨床中的應用思路，現對GPS 的藥理作用及分子機制作一綜述。

1 肝臟疾病

膽汁淤積既是肝損害的主要表現，又是肝損害的常見原因，利膽治療是保肝的重要策略之一。蛋白質組學和代謝組學研究證實，GPS 對異硫氰酸萘酯誘導的膽汁淤積性肝損害具有保護作用[1]，能通過調控組成型雄甾烷受體（constitutive androstane receptor，CAR）和孕烷X受體（pregnane X receptor，PXR）以刺激肝細胞膜轉運蛋白的表達，如多藥耐藥相關蛋白（multidrug resistance-associated protein，MRP）3、MRP4 等，從而產生利膽效應，這種作用甚至強于當前一線利膽藥物熊去氧膽酸[2]；也能上調肝細胞膜膽管膜面膽汁酸轉運蛋白膽鹽輸出泵（bile salt export pump，BSEP）和MRP2 的表達[3]。在Tang[4]等建立的荼基異硫氰酸鹽致小鼠膽汁淤積性肝損傷模型中，GPS 明顯上調轉運相關因子MRP4、多藥耐藥基因（multidrug resistance，MDR）1、有機溶質轉運體（organic solute transporter beta，OST-β）及腸肝循環相關因子頂膜鈉依賴性膽汁酸轉運體（apical sodium-dependent bile acid transporter，ASBT）、纖維母細胞生長因子15（basic fibroblast growth factor，FGF15）的mRNA 合成酶，同時血清和肝臟膽汁酸水平均明顯降低，尿和糞便中膽汁酸水平增加。

炎癥和氧化應激是多種急慢性肝病的始動因素，甚至貫穿于疾病發生發展的始終，因此，抗炎、抗氧化應激是保肝藥物中最常見的藥理機制，如甘草酸制劑、還原性谷胱甘肽、N 乙酰半胱氨酸等。研究證實，GPS 在d 半乳糖胺（Dgalactosamine，d-GalN ）和脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）誘導的爆發性肝損傷小鼠模型中，能降低轉氨酶水平；小鼠注射d-GalN/LPS 后，肝臟谷胱甘肽含量明顯降低，降低程度在使用GPS 后得到緩解，脂質過氧化水平改善[5]；同樣，在膿毒血癥小鼠模型中，GPS 呈劑量依賴性降低血清炎癥因子如腫瘤壞死因子α（tumor necrosis factor，TNF-α）和白介素（interleukin，IL）6、肝組織一氧化氮（nitric oxide，NO）和丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量、及誘導型一氧化氮合酶（induced nitric oxide synthase，iNOS）和髓過氧化物酶（myeloperoxidase，MPO）的活性[6]，說明GPS 的保肝作用與抗炎、抗氧化應激有關。

明確藥物與肝細胞色素P450（cytochrome P450，CYP 450）酶超家族之間的關系，是研究藥理毒理、藥物代謝途徑及相互作用的首要環節，也是新藥研發的重點和熱點問題。肝缺血再灌注損傷后，靜脈注射GPS 可以使清除指數降低，但經CYP 抑制劑SKF-525A 預處理后，曲線下面積（area under curve，AUC）、半量清楚時間、平均停留時間均明顯增加，說明GPS 的體內暴露與CYP密切相關[7]。GPS 在10～1 000 μg/mL 的濃度下對CYP 2A6、2C19 和CYP 2E1 具有抑制作用，導致與其相關的藥物在體內的代謝速率減慢，血藥濃度升高，蓄積增加，毒性增強[8]，但未發現GPS 對CYP1A2 和3A4 有誘導作用[9]。Deng 等[10]的研究發現GPS 對CYP 2A6 的抑制作用呈劑量依賴性，低劑量時為非競爭性抑制，高劑量時為競爭性抑制；低劑量情況下GPS 不能抑制CYP2C9、CYP2D6、CYP1A2、CYP3A4；高劑量情況下，CYP1A2 和CYP3A4 活性明顯增強，但在體外培養的肝細胞中未發現GPS 對CYP1A2、CYP3A4 及CYP2B6 的誘導效應。GPS 還能明顯上調肝臟CYP 8B1 和CYP 27A1 的mRNA 合成酶[4]。總之，GPS 可能通過調節CYP 2A6、CYP 2C19、CYP 2E1、CYP 3A4、CYP 2A6、CYP 8B1 及CYP 27A1 等肝臟CYP 450酶發揮其生物學效應或影響藥物代謝。

除抗炎、抗氧化應激、促進膽汁排泄、調節多種細胞色素P450 酶外，GPS 還調控脂肪形成相關基因的表達，如過氧化物酶體增殖劑激活受體（peroxisome proliferators-activated receptor γ，PPARγ）、CCAAT增強子結合蛋白α（CCAAT/enhancer binding protein α，C/EBP α），膽固醇調節元件結合蛋白1c（sterol-regulatory element binding proteins 1c，SREBP-1c）、脂蛋白脂肪酶（lipoprotein lipase，LPL）、脂肪酸結合蛋白4（fatty acid-binding protein 4，FABP4）、二酯酰甘油酰基轉移酶2（diacylgycerol acyltransferase 2，DGAT2）、脂肪酸合成酶（fatty acid synthase，FAS）、硬脂酰輔酶A 去飽和酶1（stearoyl-CoA desaturase 1，SCD1），從而降低體質量和內臟脂肪含量，起到減肥效應[11]，并調控AKT-FOXO1 信號通路抑制肝臟糖異生，降低血糖[12]；在酒精性肝脂肪變模型中，LKB1/AMPK 信號受P2X7 受體-NLRP3 炎性小體的調節也是GPS 治療的重要機制之一[13]。肝細胞凋亡是多種急慢性肝病的常見病理學表現形式，增強含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶（cysteinyl aspartate specific proteinase，Caspase）8和caspase 9活性，抑制細胞色素C、B淋巴細胞瘤-2基因（B-cell lymphoma-2，Bcl-2）和bcl 2相關X蛋白（Bcl-2 assaciated X protein，Bax）的增幅，降低c-Jun 氨基末端激酶和細胞外信號轉導激酶的磷酸化水平，最終減少肝細胞凋亡[5]。

2 胃腸道疾病

GPS 還能治療多種胃腸道疾病。能減輕乙醇誘導的胃粘膜損傷，這既是抗炎、抗氧化應激的效應，也與GPS 上調熱休克蛋白70、促進表皮生長因子和血管內皮生長因子的分泌有關[14]。在右旋糖酐硫酸誘導的大腸炎小鼠模型中，GPS 降低大腸髓過氧化物酶活性，下調TNF-α、IL-1β、IL-6 mRNA 和環氧化酶2（cyclooxygenase 2，COX2）、iNOS 蛋白，緩解消瘦、腹瀉，改善大腸炎癥的組織病理學[15]。

胃腸激素在消化道疾病中起至關重要的作用，很多消化道疾病系由于胃腸激素失調所致。GPS 對胃腸激素的調節作用，為該類疾病提供了新的思路。Ruan 等[16]通過壓力刺激建立胃腸蠕動功能紊亂大鼠動物模型，觀察胃排空和腸蠕動能力，測定血清蠕動素、舒血管腸肽、生長抑素、促胃液素、神經降壓素、P 物質，測定蠕動素受體、舒血管腸肽受體2 和生長抑素受體2 在胃腸道組織的表達水平，結果證實GPS 能明顯促進胃排空和腸蠕動；且血清生長抑素降低，胃泌素增加，胃動素受體在胃竇、十二指腸、空腸、回腸的表達增加，舒血管腸肽受體2 在十二指腸表達降低，推測GPS 的促胃腸動力效應與其對上述因子的調節有關。

3 胰腺疾病

經腹腔注射GPS 可顯著減弱急性胰腺炎大鼠血清淀粉酶、脂肪酶活性，降低血清TNF-α 和IL-1β 濃度、胰腺重量指數和組織含水量，改善胰腺的組織病理學，具有良好的抗急性胰腺炎作用，這與保護胰腺細胞、抑制炎癥介質的激活和釋放[17-18]、降低核因子κB（nuclear factor kappa-B，NF-κB）P65 蛋白表達[18]有關。

4 呼吸系統疾病

GPS 的抗炎、抗氧化應激效應也同樣體現在在呼吸系統疾病中，陳露露等[19]的研究表明，GPS 降低盲腸結扎誘導急性肺損傷大鼠肺泡灌洗液中TNF-α、IL-6 及總蛋白水平，并降低肺組織中MDA、MPO、iNOS、NO 的含量。GPS 也通過抑制炎癥反應，改善博來霉素誘導的肺組織纖維化[20]。

5 神經精神疾病

GPS 可抑制NF-κB/MAPK 信號緩解星形膠質細胞調節的炎癥性神經元損傷[21]，并通過調控色氨酸降解信號通路改善LPS 誘導的抑郁樣行為[22]。在新生大鼠氧糖剝奪再灌注損傷動物模型中，Gent降低了海馬神經元凋亡率，可能與上調Bcl-2 表達，抑制Caspase-3、Bax 表達有關[23]。并通過調控PPAR-γ/AMPK/ACC 信號緩解糖尿病性周圍神經病[24]。

疼痛可刺激增強前扣帶回皮層的突觸傳遞、誘導N-甲基-D-天冬氨酸（N-Methyl-D-aspartic acid，NMDA）受體NR2B 亞型的表達，在小鼠持續性炎癥慢性期的過程中，Gent 逆轉NR2B 受體過表達，減弱前扣帶回皮層NR2B 受體的突觸后電位，證實Gent 通過下調NR2B 受體的表達對持續炎癥性疼痛起鎮痛作用[25]。對于利血平誘導疼痛/抑郁綜合征，GPS 逆轉了利血平所致的生物胺（去甲腎上腺素、多巴胺、5-羥色胺）、Caspase 3 及GluN2B NMDA 受體的變化，同時，GPS 的抗氧化應激作用能被 GluN2B NMDA 受體拮抗劑Ro25-6981 阻斷，說明Gent 對利血平誘導的疼痛/抑郁綜合征的治療作用是通過下調GluN2B NMDA受體實現的[26]。通過對小鼠行為學參數和電生理參數的研究證實[27]，GPS 能恢復神經傳導，緩解慢性壓迫性損害所致的坐骨神經痛。

GPS 對腹核GluN2B NMDA 受體的下調作用也能抑制嗎啡成癮性[28]：GPS 全身給藥減輕嗎啡所致的條件性位置偏好，在嗎啡撤藥后第1 周，GPS 顯著逆轉腹核GluN2B NMDA 受體和D2 受體過表達，同時明顯減低腹核NMDA 受體-調解的興奮性突觸后電位。

6 骨與關節疾病

GPS 對軟骨細胞有一定的保護作用，能通過抑制了絲裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinases，MAPKs）途徑中P38、細胞外調節蛋白激酶（extracellular regulated protein kinase，ERK）、c-Jun 氨基末端激酶（c-Jun N-terminal kinase，JNK）的磷酸化，降低COX-2 的表達，減少前列腺素E2（prostaglandin E2，PGE2）的產生，使基質金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）1、MMP-3、MMP-13 的表達降低，達到抑制2 型膠原降解的目的[29]。小鼠關節軟骨的IL-1β信號轉導通路也能被GPS 抑制（包括：p38，ERK和JNK 等），使得IL-1 誘導的MMPs 釋放降低，而II 型膠原蛋白（Collgen Type II，Col-2）表達增加[30]。通過調控NF-κB 和JNK 信號通路抑制核因子κ-B 配體受體致活劑（receptor activator ofnuclear factor kappa-B ligand，RANKL）誘導的破骨細胞生成[31]。GPS 能降低丙二醛和蛋白羰基含量，下調TNF-α、IL-6 和IL-17 誘導的MMPs 釋放，從而緩解藥物誘導的關節炎，提示在關節炎中的這種治療效應也與抗炎、抗氧化應激有關[32]。

7 其他

在主動脈縮窄術動物模型中，GPS 不僅降低心肌中心房鈉尿肽、腦鈉尿肽、β 肌球蛋白重鏈的表達水平，還顯著降低心指數及心肌細胞平均橫截面積，最終逆轉壓力負荷誘導的心肌肥厚[33]。腫瘤方面，GPS 可誘導SKOV3 癌細胞珠的細胞周期停滯、防止細胞遷移或浸潤[34]，并抑制體外培養的人肝癌HepG2 細胞生長[35]；GPS 也具有抗皮膚癬菌[36]和抗流感病毒[37]等病原微生物活性。

綜上所述，針對GPS 開發利用的研究近年較為廣泛，包括肝臟疾病、胰腺疾病、胃腸道疾病、神經精神疾病、關節疾病等領域，在心血管疾病、腫瘤、抗原微生物等方面也有不少新進展。GPS 主要通過抑制炎癥反應、抗氧化應激、促進膽汁代謝、調節肝臟CYP 450 酶、調節胃腸激素、抑制細胞凋亡等機制發揮其藥理學效應。在消化系統疾病中，尤其是肝臟相關疾病，如酒精性/非酒精性脂肪肝、藥物性/中毒性肝損害、爆發性肝炎等方面，值得進一步深入研究。