熊果酸對代謝綜合征的作用研究進展＊

馬素麗，劉 冉，王繼紅

（平頂山學院醫學院 平頂山 467000）

代謝綜合征是一類成因及表現復雜的代謝障礙疾病，以胰島素抵抗為主，包括血脂異常、高血壓、高血粘、葡萄糖穩態失調等為主要表現的癥候群，并伴隨罹患冠心病、動脈粥樣硬化以及2 型糖尿病等嚴重威脅人類健康和生命等疾病的風險增加[1]。隨著經濟水平的不斷提高，患代謝綜合征的人群逐年增多，發病率越來越年輕化，已經成為嚴重的世界性健康問題。目前防治代謝綜合征的基本措施主要是合理飲食、鍛煉身體、減肥以及戒煙，臨床上廣泛使用各種降糖降脂藥物也取得一定效果，但會導致嚴重的藥物不良反應。因此，基于天然活性物質的臨床藥物開發研究具有重要的意義。

熊果酸又稱烏索酸，是一種在自然界分布較廣的五環三萜類化合物，是眾多植物如枇杷葉、女貞子、山楂、車前草、熊果等的重要功效成分，在植物中以游離或與糖結合成甙的形式存在。熊果酸的分子式為C30H48O3，相對分子量為456.68，可溶于甲醇、丙酮和吡啶，但不溶于水和石油醚。研究發現，熊果酸及其衍生物具有抗炎、抗氧化、抗菌、抗癌、抗糖尿病等多種生物學效應[2-4]。近年來，大量的研究發現熊果酸的多種生物學效應可以改善代謝綜合征的一系列癥狀及并發癥[5，6]。本文綜述熊果酸對代謝綜合征的作用及機制的最新研究進展，為進一步深入研究熊果酸抗代謝綜合征的基礎研究及臨床實踐提供參考。

1 熊果酸對脂代謝異常的作用

脂代謝異常是指血漿中膽固醇和/或甘油三酯異常增高，表現為高脂血癥與高脂蛋白血癥，是直接引起嚴重危害人體健康疾病如動脈粥樣硬化、冠心病等的罪魁禍首。近年來，熊果酸在預防和治療肥胖及相關心血管疾病和代謝綜合征風險方面取得了一系列研究成果，預示其可能是一種潛在的抗肥胖天然化合物。Junghyun Kim 等從軟棗獼猴桃的根部分離得到的熊果酸，發現其可預防口服脂質乳劑2h后導致的大鼠血漿甘油三酯水平的升高，抑制了磷酸二酯酶的活性，并促進離體脂肪細胞的脂解作用[7]。Vietla S.Rao等評估了熊果酸對高脂飲食小鼠血糖血脂和腹部脂肪沉積的影響，結果顯示，與對照組相比，飲水中添加50mg·L-1熊果酸的小鼠體重、內臟脂肪、血糖和血脂水平明顯下降，且血漿瘦素水平顯著增加，而胃饑餓素及淀粉酶和脂肪酶的活性均下降，表明熊果酸通過調節代謝靶點改善小鼠的腹部肥胖[8]。另一項類似的研究也發現，熊果酸可以減輕羅格列酮治療代謝綜合征小鼠過程中產生的體重增加[9]。在前人研究的基礎上，研究人員開始進一步探索熊果酸抗脂代謝異常的機制。Imran Kazmi 等用脂肪乳劑耐受實驗研究一種熊果酸衍生物UASG（ursolic acid stearoyl glucoside）的降血脂作用，發現2.5mg·mL-1的UASG 可以顯著抑制胰脂肪酶的活性[10]。Yaoyao Jia 等對高脂飲食小鼠口服熊果酸8周，與對照組相比，熊果酸降低了肝臟和脂肪組織的重量，減少了脂肪細胞的體積，使血漿瘦素、甘油三酯和低密度脂蛋白膽固醇的濃度下降，同時升高了高密度脂蛋白膽固醇和脂聯素的含量，深入研究發現，熊果酸誘導高脂飲食小鼠肝臟PPARα表達水平升高，并誘導其下游介導脂肪酸攝取的FATP4、介導脂肪酸 β 氧化的 ACS1、CPT1 和 ACOX1 靶基因表達上調；而介導脂肪生成的SREBP1c 及其下游靶基因FAS和SCD1 表達下調，表明熊果酸對脂代謝的影響與PPARα 通路和 SREBP1c 通路有關[11]。與青年大鼠相比，熊果酸還可以逆轉自然衰老大鼠血漿甘油三酯、胰島素及HOMA-IR 指數的升高，改善肝臟脂質沉積，并導致自噬相關蛋白LC3B/3A、Beclin1 和線粒體質量控制蛋白PGC-1α、Drp1 的表達顯著升高[12]。楊曉龍研究發現，在高脂飼料喂養結合腹腔注射VD3方法建立早期動脈粥樣硬化大鼠模型中同步干預熊果酸12 周，與模型組相比，發現熊果酸干預組大鼠心臟指數降低，全血黏度（高切、中切、低切）、血漿黏度、血細胞比容和血小板粘附率均顯著降低，心室內壓最大上升率升高，達峰時間縮短，表明熊果酸對動脈粥樣硬化的發展具有一定的防治作用[13]。Huynh Nga Nguyen等合成了一種熊果酸衍生物23-OHUA（23-hydroxy ursolic acid），通過趨化實驗發現23-OHUA 可以抑制血液單核細胞THP-1 的priming 和功能障礙；在高脂飲食誘導的LDLR-/-動脈粥樣硬化模型小鼠中給予23-OHUA 可減少其體重的增加（11%）及動脈硬化斑塊面積（40%），并減少募集到基底膜的巨噬細胞的數量，增加了血液單核細胞的MKP-1 蛋白的活性，表明23-OHUA 可能通過保護單核細胞免受代謝應激引發priming 并趨化轉變為巨噬細胞最后泡沫化參與形成動脈硬化斑塊，可能是預防和治療肥胖和動脈硬化的一種新型治療方法[14]。

2 熊果酸對糖尿病及其并發癥的作用

糖尿病是一種慢性疾病，以胰島素抵抗和胰島β細胞功能失常導致的血糖升高為主要特點[15]。它是威脅全球人類健康最嚴重的非傳染性疾病之一，能夠導致失明、腎功能衰竭、心腦血管疾病、神經系統疾病等多種病變。糖尿病可分為1 型糖尿病、2 型糖尿病、妊娠糖尿病以及其他類型糖尿病（包括胰島β 細胞功能遺傳缺陷、胰島素作用遺傳性缺陷、胰腺外分泌疾病、內分泌疾病、藥物或化學品導致）。其中，以2 型糖尿病占大多數（90%-95%）。研究表明，糖尿病的主要發病機制涉及胰島β 細胞功能障礙和外周胰島素抵抗，且糖脂代謝、氧化應激、糖基化、腸道微生態與糖尿病的發生發展密切相關[16]。由于公共衛生資源的限制及疾病發展特性，糖尿病的預防應采取高危人群優先干預策略。但目前預防糖尿病的西藥雖然能控制疾病發展，但極易產生不良反應。尋找能夠有效預防和控制糖尿病發生發展的天然無毒藥物，是研究的熱點問題。

Jang 等研究表明，單次注射鏈脲霉素（STZ）造模1型糖尿病的小鼠給予熊果酸后胰島β細胞胰島素染色程度顯著高于糖尿病對照組，同時熊果酸升高了血糖水平，血清胰島素和C-肽濃度也顯著增加，表明熊果酸可能通過保護胰島β細胞和調節血糖水平發揮抗糖尿病作用[17]。該團隊隨后研究發現，熊果酸可顯著提高STZ誘導的糖尿病小鼠山梨醇脫氫酶和醛糖還原酶的活性，而血糖水平與山梨醇脫氫酶的活性呈正相關（r=0.39，P＜0.05）；與糖尿病對照組相比，熊果酸給藥后顯著提高了小鼠肝臟葡萄糖激酶活性和肝糖原含量，同時降低了葡萄糖-6-磷酸酶的活性；熊果酸組明顯降低了血漿總膽固醇、游離脂肪酸和甘油三酯的濃度，且肝脂肪酸合成酶活性明顯降低[18]。用不同濃度的熊果酸處理誘導3T3-L1 前脂肪細胞分化，NBD-熒光葡萄糖示蹤測定葡萄糖的消耗，Western blotting 測定參與葡萄糖轉運的蛋白表達，結果發現，熊果酸（2.5 mM、5 mM 和10 mM）劑量依賴性的增加了葡萄糖的攝取（17%、29%和35%），且這種作用被PI3K 抑制劑wortmannin 完全阻斷，卻不能被MAPK 抑制劑SB203580和AMPK 抑制劑compound C阻斷，進一步研究發現胰島素刺激下熊果酸可以增加PI3K 下游蛋白PDK 和AKT 的活性，表明熊果酸可能通過PI3K 通路增加葡萄糖的攝取[19]。Shih-Hsiang Lo 等研究了調節葡萄糖代謝的兩種內源性受體TGR5（Takeda G-protein-coupled receptor 5）和 GPBAR1（G-proteincoupled bile acid receptor 1），發現熊果酸可以濃度依賴性增加過表達TGR5 的CHO-K1（Chinese hamster ovary）細胞中葡萄糖的攝取[20]。這些研究都表明熊果酸可能通過激活體內多條信號通路，從而改善糖代謝和胰島素抵抗，進而治療糖尿病，是一種潛在的抗糖尿病的天然藥物。

此外，研究發現，熊果酸對糖尿病的多種并發癥也具有重要的作用。一項研究探索了熊果酸和齊墩果酸對糖尿病小鼠腎臟醛糖還原酶和糖化產物的作用，發現0.1%或0.2%的熊果酸或齊墩果酸的攝取劑量依賴性降低血糖、HbA1c、腎N?-（羧甲基）賴氨酸、尿糖化白蛋白和尿白蛋白的水平，增加血清胰島素水平和腎肌酐清除率，而且還降低了腎山梨醇和果糖的濃度；還可以降低腎醛糖還原酶（AR）活性且濃度依賴性下調 AR 的 mRNA 表達水平[21]。Xu 等研究發現，熊果酸可以明顯降低STZ 造模糖尿病大鼠的空腹血糖、腎臟重量/體重比重、血尿素氮、血清肌酐和丙二醛的水平，且熊果酸可減弱糖尿病大鼠的腎結構異常程度并降低其 TNF-α、MCP-1 和 IL-1β 的水平，表明熊果酸可以通過抗氧化和抗炎作用來保護糖尿病腎功能障礙[22]。楊張良等利用高脂飼料結合小劑量鏈脲佐菌素誘導糖尿病小鼠心肌損傷模型，與模型組相比，給予熊果酸明顯改善了小鼠心肌損傷病理改變，可能與抑制NLRP-3 炎癥小體活化，減少IL-1β 生成，減輕心肌組織炎性損傷有關[23]。龔祎等研究發現，熊果酸干預可明顯減輕糖尿病小鼠視網膜病變程度[24]。Yu 等研究了熊果酸衍生物（UAD）對糖尿病小鼠骨功能的影響，檢測了血清和尿液中生物標志物，用tibias 法檢測基因和蛋白的表達，結果顯示，UAD 治療后小鼠骨鈣、BMD、FGF-23 和 OCN 顯著增加，PTH 和 CTX 顯著降低；UAD 逆轉了STZ 誘導的骨小梁損傷并刺激了骨重建[25]。糖尿病心肌病是糖尿病最主要的一種嚴重的心血管并發癥。Wang 等研究發現，STZ 誘導的糖尿病SD大鼠經過熊果酸治療8周后，HWI、FBG、CK和LDH水平顯著降低，并通過保護心肌氧化損傷并調節TNF-α、MCP-1、TGF-β 和MMP-2 改善糖尿病心肌病大鼠的心臟結構和功能[26]。

3 熊果酸改善胰島素抵抗的作用

胰島素抵抗是指胰島素作用的靶器官（脂肪組織、骨骼肌和肝臟等）對胰島素作用的敏感性下降，即正常劑量的胰島素產生低于正常生物學效應的一種狀態。目前，胰島素抵抗被認為是代謝綜合征發生發展的中心環節，與心血管疾病、慢性腎臟病等多種疾病的進展均有關聯，嚴重的胰島素抵抗則會發展為2型糖尿病。Arjunan Sundaresan 等研究熊果酸和羅格列酮對高脂飲食小鼠模型的作用，穩態模型評估結果顯示，聯合使用熊果酸和羅格列酮改善了高脂飲食誘導的葡萄糖耐受不良以及胰島素抵抗，且聯合用藥明顯刺激 IRS、PI3K、Akt 和 GLUT4 的表達，聯合用藥作用明顯比單獨使用熊果酸或羅格列酮更顯著[27]。一項納入24 例未經治療代謝綜合征患者的隨機雙盲臨床試驗報道，實驗組口服熊果酸150mg·d-1持續12 周，與安慰劑組相比，熊果酸顯著減少了患者體重（75.7±11.5 vs. 71±11kg，P=0.002）、體質指數（29.9±3.6 vs.24.9±1.2kg·m-2，P=0.049）、腰圍（93±8.9 vs. 83±8.6cm，P=0.008），降低空腹血糖（6.0±0.5 vs.4.7±0.4 mmol·L-1,P= 0.002）并增加胰島素敏感性（3.1±1.1 vs.4.2 ±1.2，P=0.003）[6]。Ashish Mourya 等發現，在長期暴露于慢性束縛應激環境破壞了小鼠的胰島素信號，導致皮質酮水平升高，表現為高血糖、高胰島素血癥、高脂血癥、低脂連素血癥，糖基化血紅蛋白增加以及胰島素抵抗指數（胰島素抵抗穩態模型，HOMA-IR）升高，還引起腦內氧化應激顯著增加，進而產生認知障礙，熊果酸、二甲雙胍、格列齊特及其聯合用藥30天后，除了應激小鼠的行為和生化指標變化（血糖、血清皮質酮、TNF-α、脂聯素）外，還顯著改善了胰島素敏感性，且聯合用藥對胰島素敏感性和認知功能損害的改善效果優于單獨用藥，可能是抗炎和抗氧化機制的共同作用[28]。

4 熊果酸對非酒精性脂肪肝的作用

肝臟是糖脂代謝的主要器官。非酒精性脂肪肝（NAFLD）是指患者無過量飲酒史，以彌漫性肝實質細胞脂肪變性、壞死、炎性細胞浸潤和脂質儲積為特征的臨床病理綜合征，是多種慢性肝病早期病變的基礎。非酒精性脂肪肝發病原因多為與胰島素抵抗相關的超重、肥胖、2型糖尿病以及高血脂癥等代謝紊亂相關，發病機制主要為游離脂肪酸過多導致晚期脂質終末化產物增多進而引起胰島素抵抗和氧化應激，導致炎癥發生，肝細胞損傷和纖維化形成[29]。文獻報道，給予8 周高脂飲食的SD 大鼠建立NAFLD 模型后分別用含0.125%、0.25%和0.5%熊果酸的食物治療連續6周，結果顯示，在給予熊果酸治療后，肝臟組織中被油紅O 染色的脂滴體積和數量均顯著下降，并具有劑量依賴性，肝臟甘油三酯、游離脂肪酸、凈肝重、肝臟體重比、血清AST 以及血清ALT 的含量均呈劑量依賴性下降，表明熊果酸顯著逆轉了高脂飲食誘導的肝臟脂肪變性和肝臟損傷且這種逆轉與PPAR-α 的上調有關[30]。還有研究發現，熊果酸對NAFLD 的保護作用與抑制肝細胞內質網應激有關[31]。T0901317 是一種LXR 激動劑，通過刺激SREBP-1c 進而促進脂肪生成及血脂升高。Lin 等研究發現，熊果酸可以逆轉LXRα激動劑T0901317 誘導的LXR 的反式激活及其轉錄因子SREBP-1c 啟動子的活性，并直接減少了T090 誘導LXRα-SREBP1c 通路下游的FAS、ACC、SCD 等一系列脂肪合成酶的mRNA 和蛋白表達水平。在隨后的在體實驗中研究者還發現，T090誘導C57BL/6J小鼠產生脂肪變性，而HE 染色和油紅O 染色顯示熊果酸的加入使小鼠肝臟脂肪變性明顯減少，脂滴數量和體積明顯減少，肝臟中甘油三酯、總膽固醇以及血清ALT的含量下降；分子對接模型計算結果表明熊果酸與T090競爭性的結合LXRα；熊果酸刺激AMPK在肝細胞中的磷酸化，誘導SRC-1 結合到SREBP-1c 的啟動子區域并減少SMILE 的結合，從而增加了腸道細胞的脂質排泄[32]。這一系列研究表明，熊果酸的作用在肝臟中具有特異性，顯示出治療非酒精性脂肪肝的潛在可能。

5 總結和展望

綜上所述，作為一種天然化合物，熊果酸在治療代謝綜合征的發病過程中表現出良好的效果，可以有效改善糖脂代謝紊亂，提高胰島素敏感性，調節代謝相關酶類的表達，進而改善肥胖、動脈粥樣硬化、糖尿病以及延緩NAFLD進展等，但深入的分子機制仍需要進一步探討。目前還缺乏熊果酸與代謝綜合征其他疾病狀態如高血壓等方面的研究。但因不溶于水的物理性質，熊果酸的生物利用率低，隨著相關研究的不斷深入，相信將熊果酸進行結構修飾和改造后的新型制劑必將在代謝綜合征的臨床治療中發揮重要的作用。