小檗堿改善糖尿病腎病的分子作用機制研究進展*

朱 珩 嚴 峰 錢學深 尚文斌

糖尿病腎病(DN)為糖尿病(DM)患者最易罹患的微血管并發癥，根據中國DKD患病率統計：目前該病的總體集中流行率為21%，以西部地區人口最多[1]。研究表明：血糖、血脂、血壓的代謝異常，血流動力學的改變，氧化應激的參與導致了DN的發生[2]。鑒于DN發病機制的復雜性，目前尚未獲得有效手段來控制持續增長的發病率。

小檗堿又稱黃連素，歸屬于生物堿范疇，是清熱解毒類要藥—黃連的主要活性成分。大量研究數據顯示小檗堿可以通過降低血糖、膽固醇、C反應蛋白，改善腎小球濾過率及血管損傷來治療DN[3]。本文將近年來關于小檗堿治療DN的作用機制作一綜述。

1 改善代謝紊亂

1.1 抑制多元醇通路醛糖還原酶(AR)是催化葡萄糖還原為山梨醇的控制酶，山梨醇積累和肌醇耗竭引起的損傷是導致腎臟損師的主因，AR抑制劑可降低DM小鼠的蛋白尿，逆轉足細胞融合、腎間質纖維化，對腎臟具有保護作用[4]。高糖誘發多元醇通路的激活，增多山梨醇而加重腎臟損傷，因此抑制該通路的活化可保護腎臟。劉慰華等[5]給予DN大鼠小檗堿灌胃，可改善腎臟肥大，減少腎臟AR的活性以抑制多元醇通路的激活，延緩腎病的進展。任妍林等[6]認為小檗堿可削弱多元醇信號通路的活化，降低氧化作用來減緩腎小球硬化及腎纖維化。

1.2 抑制晚期糖基化終末產物DM患者體內的晚期糖基化終產物(AGEs)普遍高于健康人，并隨DN的進展而遞增。AGEs會引起DM大鼠腎小球系膜擴張及基底膜增厚，AGEs抑制劑通過降低Cr和24 h UAE來改善腎功能[7]。研究證實：AGEs在DM腎小球中累積，促進細胞外基質(ECM)積累和肌成纖維細胞遷移，導致腎小球硬化及系膜纖維化，促進DKD的發展[8]。李芮等[9]發現小檗堿可抑制高糖及AGE作用下的腎小管上皮細胞肥大，改善腎小管上皮轉分化，延緩腎纖維化進展。該學者還發現持續的高糖和AGE會引起足細胞骨架蛋白的重構，誘導足細胞凋亡，而小檗堿可以保護足細胞骨架蛋白，抑制足細胞凋亡[10]。

1.3 調節脂代謝異常DN患者易出現脂代謝障礙，進而血管栓塞性疾病風險增加。高糖合并血脂異常會引起足細胞凋亡，致腎小球中的巨噬細胞浸潤過度及ECM生成旺盛，另外，脂質不斷積聚在腎臟中，直接導致腎臟損傷[11]。游離脂肪酸(FFA)的增多導致脂質過氧化、足細胞損傷和腎小球疾病，小檗堿可抑制FFA攝取和減輕脂質積累,保護腎小球中的裂隙隔膜蛋白(SDs)并維持足細胞結構，改善DM腎小球病變[12]。研究發現，棕櫚酸鹽(PA)可誘導TEC中脂質沉積，小檗堿通過降低PA誘導的過量細胞內脂質積聚,減少腎臟的脂毒性[13]。

2 減輕炎癥反應

炎癥反應貫穿于DN的始終，越來越多的流行病學與臨床前證據表明炎癥反應與DN關系密切[14]。研究表明DN患者和小鼠血清中IL-6、TNF-α和MCP-1水平較高，麥角甾醇(ERG)通過降低NF-κB信號通路，減輕腎臟損傷[15]。動物實驗中發現在DN的小鼠體內，腎臟中膜聯蛋白A1(Anxa1)的上調可促進炎癥消退，改善腎損傷[16]。多種實驗驗證了炎癥在DN中的致病性，為預防及治療DDN提供了理論依據及研究思路。田鶴等[17]在DDN小鼠中驗證了小檗堿可抑制NLRP3炎癥小體的活化，減輕炎癥反應及細胞凋亡損傷，從而改善DDN的癥狀。小檗堿可抑制NF-κB信號通路的激活，增加足細胞膜蛋白(PDPN)的表達，降低DM小鼠的血糖，發揮腎臟保護作用[18]。

3 抑制氧化應激反應

氧化應激伴隨著DN的進程，拮抗此效應有利于減少腎毒性在體內的蓄積，從而延緩ESRD的發生。外源性短鏈脂肪酸(SCFA)通過GPR43-β-arrestin-2信號轉導的作用，抑制了高糖誘導下小鼠的氧化應激，減少了蛋白尿的排泄，改善了腎功能，同時SCFA的保護作用與抑制ROS和MDA有關[19]。體內外實驗證實吡咯喹啉醌(PQQ)通過激活AMPK/FOXO3a通路，促進了SOD的增加，降低了血漿LDH和MDA的水平，從而改善了DN大鼠腎臟結構和功能[20]。了解氧化應激在DN中的作用，對于尋求新的治療方法提供了方向。

岳薇薇等[21]發現小檗堿可提高DN大鼠腎組織SOD的活性，降低MDA的水平，改善了大鼠的腎臟病理學。研究證實小檗堿可抑制ROS依賴性內質網應激，防止足細胞凋亡，起到減緩慢性腎臟病(CKD)進展的結局[22]。

4 提高自噬水平

自噬及巨自噬的失調是導致DN發病的機制之一，SMAD3可以促進溶酶體耗竭,破壞自噬量可促進TEC損傷并加速DN進展[23]。P2Y2R的缺乏通過增加自噬量和其他自噬相關蛋白的表達，增強了自噬功能，恢復了DN的足細胞數量，減緩了間質纖維化和腎細胞的凋亡，因此增強自噬的活性可以改善腎功能[24]。鄢秀等[25]通過細胞實驗表明：小鼠永生系足細胞(MPC-5)在高糖環境下的存活率降低，小檗堿可誘導MPC-5自噬活性上調，減輕MPC-5的損傷，加強對DN足細胞的保護作用。動物實驗發現：小檗堿對小鼠腎臟顯著上調了自噬相關蛋白LC3 II/LC3 I、PINK 1和Parkin的蛋白表達水平，下調了p62的蛋白表達水平，調節了細胞自噬水平，對腎臟損傷起到保護作用[26]。

5 增強線粒體功能

腎臟需要儲備足夠的能量來維持內環境的穩定，線粒體作為“能量加工廠”，發揮自身的分裂及融合效能來調節腎功能。線粒體在負責細胞呼吸、活性氧生成和產生ATP的所有細胞存活中起著關鍵作用[27]。線粒體內穩態的保存將防止腎損傷，因此，靶向線粒體對DKD起到改善性效果[28]。高糖飲食可誘發腎細胞線粒體融合，而致線粒體形態學變化、動力學失衡及ROS過度生成都會引起DN的發病[29]。經研究發現：動力蛋白相關蛋白1(Drp1)可以促進細胞損傷和凋亡、線粒體功能障礙及斷裂，小檗堿通過抑制Drp1的活性保護足細胞免受線粒體功能障礙，有助于減緩DN的進展[30]。小檗堿可抑制HK-2細胞線粒體呼吸，通過調節lncRNA的表達來維持腎小管細胞的線粒體能量代謝，從而減輕腎損傷[31]。

6 結語與展望

DM的不可根治性，致使對腎臟的損害產生持續效應，何種治療可以延緩DN的進程是目前醫學界的熱點及難點。迄今為止，國內外相關研究認為DKD的發病與代謝紊亂、炎癥反應、氧化應激、自噬水平、線粒體功能障礙有關?；诂F代藥理學通過細胞及動物體內外實驗、中西醫臨床試驗，挖掘出小檗堿的多重藥用價值，發現小檗堿在一定程度上可以改善腎功能，對DN的治療發揮優勢。但基于其發病機制的復雜性，小檗堿在治療該病的作用機制仍需進行不斷深入的研究，特別是通過嚴格的臨床試驗獲得高質量的循證醫學證據，以推廣運用，造福病患。