汪 濤,周志佳,游麗萍,鄭 超,朱曉俊,孫學華
(上海中醫藥大學附屬曙光醫院肝病科,上海 201203)
非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD) 已成為全球慢性肝病的最主要病因,疾病譜包括單純性脂肪肝、非酒精性脂肪性肝炎 (non-alcoholic steatohepatitis,NASH)、NASH 相關性肝硬化和肝細胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)。據流行病學調查,NAFLD 影響全世界30% 人口,其中多達25% 的人發展為NASH[1],而在NASH 患者中,HCC 的年發病率在0.5% ~2.6%之間[2]。在發達國家,NAFLD 甚至成為HCC 增長最主要的原因。有證據表明,我國是全球NAFLD 增長速度最快的國家,并且NAFLD 已取代慢性乙型肝炎,成為我國第一大慢性肝?。?-4]。雖然有關NAFLD 的生理病理機制被不斷挖掘,然而目前在臨床中可供醫生選擇的治療方案仍有限,生活方式干預仍是眾多指南和醫生推薦的一線療法。腺苷酸活化蛋白激酶 (AMP-activated protein kinase,AMPK) 作為能量調節器,在能量代謝失衡的NAFLD 中至關重要。眾多文獻表明中醫藥通過激活AMPK 通路改善NAFLD[5]。因此,本文對通過AMPK 通路改善NAFLD 的中醫藥進行總結和歸納,為豐富中醫理論的科學內涵、促進中醫藥治療NAFLD 奠定基礎。
1.1 AMPK-SREBP-1c-FAS 降脂 固醇調節元件結合蛋白-1c (SREBP-1c) 主要調控脂肪從頭合成,并且可提高乙酰輔酶A 羧化酶(ACC) 和脂肪酸合成酶(FASN) 活性,而高表達的ACC 和FASN 蛋白是脂肪沉積的關鍵。因此,SREBP-1c 被稱為“脂毒性的門衛”,與肥胖、2 型糖尿病、NAFLD 等多種代謝性疾病密切相關[6]。研究報道,磷酸化的AMPK 負反饋調節SREBP-1c,降低FASN 表達,從而抑制脂質生成[7]。
1.2 AMPK-ACC-CPT-1A 增加脂肪酸β 氧化 NAFLD 患者特征性病理改變是肝細胞內甘油三酯脂滴形成,而甘油三酯脂滴形成主要歸因于乙酰輔酶A 或肝細胞通過脂肪從頭合成途徑使合成的脂肪酸增加。AMPK 激活直接作用于其下游的靶點ACC,使其失活,降低丙二酰輔酶A 活性,增強肉堿棕櫚酰轉移酶1A (CPT-1A) 活性,最終增加脂肪酸β 氧化、抑制脂質合成,達到改善肝脂肪變性目的[6]。
1.3 AMPK-PGC-1α 促進線粒體合成 研究表明,NAFLD發病的重要原因是肝臟中過氧化物酶增殖物激活受體-γ 共激活因子-1α (PGC-1α) 蛋白及mRNA 表達減少[8]。AMPK-PGC-1α 是生物細胞能量代謝調控的重要信號,AMPK 通過直接磷酸化PGC-1α 的Ser538 和Thr177 殘基感知細胞能量狀態,調節線粒體生物發生和功能[9]。所以激活AMPK 可以促進線粒體合成,增加線粒體數量,從而促進脂肪酸β 氧化,減少氧化應激,達到緩解NAFLD目的[10]。
1.4 AMPK-mTOR 促進自噬 有證據表明,與正常人相比,NASH 患者的肝臟內皮細胞自噬減少。研究發現,線粒體自噬受損可能導致NAFLD 期間的肝損傷并導致巨大線粒體形成。哺乳動物雷帕霉素靶蛋白(mTOR) 是細胞生長和代謝的主要調節分子,在自噬中發揮重要作用,而AMPK 作為上游蛋白,當磷酸化水平升高時,可以抑制mTOR 表達,從而增強自噬作用[11]。
1.5 AMPK-Nrf2 抗氧化 氧化應激是公認的NAFLD 損傷因素之一。核因子-E2 相關因子2 (Nrf2) 是氧化還原的重要調節因子,有證據表明Nrf2 缺乏會導致NAFLD 向NASH甚至HCC 發展[12],而AMPK 激活下游信號促進Nrf2 的核表達,以減輕細胞氧化應激[13]。
1.6 AMPK-Adiponectin 維持胰島素穩態 AMPK 激活后可促進脂聯素(adiponectin) 分泌,促進肝臟脂肪酸β 氧化、抑制肝糖原合成和輸出、降低血糖,同時提高胰島素敏感性,對代謝紊亂的良性調控起重要作用[14]。
澤瀉Alismaplantago-aquaticaLinn.為澤瀉科植物,多以干燥塊莖入藥。澤瀉醇A (Alisol A) 是澤瀉提取物的主要成分,現代研究表明其具有降脂降糖、抗炎和抗腫瘤作用。Ho 等[15]使用澤瀉醇A (100 mg/kg) 干預高脂飲食誘導的小鼠4 周后發現,其通過上調磷酸化AMPK 蛋白表達、降低SREBP-1c、使ACC 失活,改善了NAFLD 小鼠體質量及血清ALT、AST、TG、TC、FABP4 水平,同時降低了NAFLD 小鼠附睪白色脂肪組織巨噬細胞浸潤和促炎因子(TNF-α、IL-6 和IL-1β) mRNA 表達,表明澤瀉醇A 通過調控AMPK-ACC-SREBP-1c 改善NAFLD 肝臟炎癥、糖脂代謝及胰島素抵抗。
薏苡仁Coixlacryma-jobiL.var.mayuen(Roma.) Stapf是禾本科的干燥成熟果實。張建民等[16]使用薏苡仁提取物(5、10、20 g/kg) 干預高脂飲食誘導的大鼠3 周后發現,其降低大鼠體質量,肝臟質量和血清ALT、AST、TC、游離脂肪酸(FFA) 水平,進一步研究發現,薏苡仁提取物可能通過激活AMPK,使乙酰輔酶A 羧化酶活性下降,促進脂肪分解,從而達到改善NAFLD 的作用。
天麻GastrodiaelataBl.是蘭科植物的干燥塊莖。天麻素(gastrodin) 是天麻根莖中的主要成分,具有抗氧化、抗細胞凋亡等作用。Wan 等[17]發現,天麻素通過上調磷酸化AMPK 蛋白表達,改善NAFLD 小鼠肝臟和血清ALT、AST、TG 和TC 水平,同時顯著降低了FASN、SREBP-1c等脂肪因子表達。
3.1 酚類 白藜蘆醇(resveratorl) 是天然的AMPK 激動劑,存在于虎杖、決明子、何首烏等多種草藥中。臨床實驗發現白藜蘆醇可抗炎、改善NAFLD 患者糖脂代謝和胰島素抵抗。Teng 等[18]通過肝內氧化淀粉酶納米載體,將白藜蘆醇靶向進入高脂飲食誘導的小鼠肝臟后發現,其通過上調肝組織磷酸化AMPK 蛋白表達,降低SERBP-1c 和胰島素受體底物-1 (IRS-1) 蛋白及mRNA 表達,有效改善了脂質沉積和胰島素抵抗。
丹酚酸A (salvianolic acid A) 是從丹參中提取的化合物,Lai 等[19]使用丹酚酸A (20、40 mg/kg) 給高脂飲食誘導的小鼠腹腔注射13 周后發現,其顯著降低了小鼠附睪白色脂肪組織含量,并進一步研究發現其通過激活AMPK,促進了去乙?;? (SIRT-1) 表達,繼而上調了解偶聯蛋白(UCP-1) 表達,促進了白色脂肪褐色化,有效的改善異位脂肪沉積。
3.2 三萜皂苷 人參皂苷Rg1 (ginsenoside Rgl) 是人參的主要成分,被多項研究證明對人體有益。Liu 等[20]使用20 mg/(kg·d)人參皂苷Rg1 喂養高脂飲食誘導的小鼠4 周后發現,其通過顯著提高附睪脂肪組織AMPK 磷酸化水平,抑制脂肪合成因子 (ACC、FASN、FABP4 和PLIN)表達,同時促進脂肪分解因子(HSL) 表達,從而加速脂肪分解并減少脂肪合成。
黃芪甲苷(astragaloside A) 是黃芪的主要成分,研究表明其通過激活AMPK 從而負反饋SREBP-1c,改善脂質堆積和減少胰島素抵抗[21]。
雷公藤紅素(celastrol) 來源于中藥雷公藤根莖,研究表明其可以通過激活AMPK 從而抑制脂肪合成因子(SREBP-1c、FASN) 和促炎因子(TNF-α、IL-6 和IL-1β)表達,改善脂肪酸氧化[22]。
3.3 生物堿 氧化苦參堿(oxymatrine) 是從苦參干燥根中分離出來的一種生物堿,具有抗炎、抗氧化和護肝作用。Xu 等[23]使用100 mg/(kg·d)氧化苦參堿干預高脂高蔗糖飲食(HFHSD) 誘導的脂肪變性大鼠,通過蛋白質組學分析發現,其通過激活AMPK 下調大鼠肝臟中脂肪酸結合蛋白(L-FABP)、脂肪分化相關蛋白(PlIN2)、FASN 和硬脂酰輔酶A 去飽和酶-1 (SCD-1) 的表達,從而改善大鼠體質量、肝臟質量、血清及肝臟TC 和TG 水平,有效緩解了肝脂肪變性。
Sharma 等[24]發現,5 μmol/L 小檗堿(berberine) 干預油酸誘導的HepG2 細胞脂肪變性后,顯著增加了HepG2 肝細胞中超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶和還原型谷胱甘肽(GSH) 活性,同時降低促炎因子(TNF-α 和IL-6)水平,加入AMPK 抑制劑后可大大削弱其抗炎、抗氧化作用,進一步證實了其通過激活AMPK 發揮抗炎、抗氧化作用。Li 等[25]發現,小檗堿作為AMPK 激動劑,可促進3T3-L1 脂肪細胞中脂聯素高聚體組裝、減少脂質堆積和維持胰島素穩態。
3.4 黃酮類 楊嫻等[26]用雞血蓮黃酮(100、200 mg/kg)干預NAFLD 小鼠4 周后發現,其顯著降低肝細胞炎癥浸潤、IL-6、IL-1β 和TNF-α 水平,可能通過上調肝組織AMPK 及Stir1 表達、下調NF-κB 表達發揮抗炎作用,從而緩解肝臟炎癥及脂代謝紊亂。
葛根素(puerarin) 是從葛根中分離的主要黃酮類成分,研究發現其通過抑制FASN 并激活AMPK 表達,從而抑制SREBP-1c 表達,最終減少脂質合成,并增加脂肪酸氧化[27]。
淫羊藿苷(lcaritin) 是淫羊藿的主要活性成分。宋正偉等[28]使用淫羊藿苷(20、40、70 mg/kg) 干預高脂飲食誘導的大鼠1 個月后發現,給藥組大鼠血清TC、TG 和LDL-C 水平均降低,而HDL-C 水平升高; 肝組織SOD 活性及AMPK、PGC-1α 及CPT-1A 蛋白表達升高,而MDA 活性、TNF-α 和IL-6 水平降低,表明其可能通過激活AMPK、提升其下游PGC-1α 表達,從而發揮對NAFLD 肝保護作用。
康泰旨顆粒由葛根、薯蕷、槐牡蠣、桑葉、玉竹、桑葉和木瓜組成?,F有研究[29]表明康泰旨顆??梢愿纳芅AFLD 患者肝功能、血脂和影像學水平。Zhang 等[30]研究發現不同劑量的康泰旨顆粒(0.75、1.5、3 g/kg) 均顯著提高了高脂飲食大鼠肝組織中AMPK 磷酸化水平,降低了mTOR 表達,從而緩解肝細胞脂肪變性和纖維化水平,并降低了脂質相關蛋白的表達,如SREBP-1c、FASN,同時用AMPK 和mTOR 抑制劑進一步確認其通過AMPK/mTOR通路調節自噬改善NAFLD。
八寶丹主要由牛黃、蛇膽、羚羊角、珍珠、三七、麝香等組成,具有清熱利濕、活血解毒等功效。Sheng 等[31]建立高脂小鼠模型,給藥八寶丹(25 mg/kg,3 d 1 次,持續8 周) 后發現,其通過上調小鼠肝組織AMPK 表達,增加CPT-1A 酶活性,下調相關脂質因子表達,如SREBP-1c、ACC、SCD-1、肝臟X 受體,降低脂肪酸轉位酶活性,同時減少肝臟和血清促炎因子如IL-6 和TNF-α 水平緩解NAFLD。值得注意的是,這是首篇八寶丹在肥胖及代謝綜合征中的報道[31]。
糖腎方由黃芪、三七、衛矛、生地黃、枳殼、山茱萸和大黃組成。Wang 等[32]發現,不同質量濃度(25、50、100 μg/mL) 糖腎方均可緩解糖棕櫚酸誘導的HepG2 細胞脂肪變性,為100 μg/mL 時無任何毒副作用。同時,Wang等[32]使用糖腎方2.4 g/(kg·d)干預高脂飲食誘導的小鼠16 周、蛋氨酸及膽堿缺乏飲食(MCDD) 誘導的小鼠4 周后,發現其減輕了NAFLD 及NASH 小鼠肝臟小葉炎癥,并緩解了肝臟ALT 和AST 水平,進一步研究發現其通過激活AMPK、增加sirt1 表達,從而上調自噬蛋白LC3B-II 表達和LC3B-II/LC3B-I 的比值,同時降低p62 蛋白表達介導的自噬,改善了脂質堆積和肝纖維化。
復方貞術調脂方主要由女貞子、丹參、杜仲、白術等組成,具有調肝、啟樞、化濁之功效?,F有研究表明,復方貞術調脂方具有調節糖脂代謝、抗炎和保護內皮功能的作用[33]。Wang 等[34]用復方貞術調脂方1.2 g/(kg·d)干預高脂飲食誘導的NASH 迷你豬22 周后發現,其顯著上調了AMPK 和B 細胞淋巴瘤-2 (Bcl-2) 表達,同時下調了Bcl-2 相關X 蛋白(Bax) 表達,可能通過上調AMPK 水平,從而調節相關肝細胞凋亡蛋白表達,從而達到改善NASH 的作用。
護肝清脂片主要由澤瀉、山楂、蒲黃、荷葉、三七等中藥組成,有研究表明其具有降脂、預防纖維化作用。Yin等[35]發現,10%不同劑量(2.7、5.4、10.8 g/kg) 護肝清脂片含藥血清均顯著改善了游離脂肪酸誘導的HepG2、L02細胞脂肪變性和肝功能,同時顯著降低MDA 活性、增加SOD、GSH、CPT-1A 和脂聯素水平,其機制可能是通過激活APK-ACC-CPT-1A 通路,改善肝損傷、減少氧化應激和調節糖脂代謝穩態。
柴胡理中湯由小柴胡湯和理中湯化裁而來,具有疏肝行氣、溫運中焦的功效。Zhang 等[36]發現,柴胡理中湯可以減輕NAFLD 大鼠和HepG2 細胞的ALT、AST、TG、TC水平,可能通過上調AMPK 磷酸化水平,抑制ACC、降低SREBP 和3-羥基-3-甲基戊二酰輔酶A 還原酶(HMGR) 活性,從而防治NAFLD。
白虎加人參湯由白虎湯加人參組成,出自《傷寒論》,具有清熱、益氣、生津的功效。Liu 等[37]發現,白虎加人參湯可顯著改善棕櫚酸誘導的人原代肝細胞(Hus-E/2)和db/db 小鼠脂質沉積,并且其可通過增強磷酸化AMPK表達和脂肪甘油三酯脂肪酶(ATGL) 活性發揮作用,具有抑制肝臟脂質合成和調節胰島素代謝作用。然而值得注意的是,Liu 等[37]發現,其給藥質量濃度為1 000 μg/mL 時對細胞有明顯毒性,因此采用100、250 μg/mL 質量濃度進行研究。
澤瀉湯由茯苓和澤瀉2 味藥組成,近年來在治療代謝性疾病中的益處日漸凸顯。王夢瑤等[38]發現,不同給藥質量濃度(250、500、1 000 μg/mL) 澤瀉湯均提高了PA 誘導的HepG2 細胞和高脂飲食誘導的小鼠AMPK 磷酸化水平,從而上調PGC-1α 及其靶基因短鏈?;o酶A 脫氫酶(ACADS)、CPT-1A、UCP-1 和長鏈?;o酶A 合成酶1(ACSL1) 的活性,逆轉肝細胞損傷引起的線粒體膜電位下降,最終改善NAFLD。
多項研究表明,針灸在減重和改善胰島素抵抗等方面起顯著作用。Li 等[39]對高脂飲食誘導的大鼠進行2 周針刺足三里和三陰交(0.05 mA,20 min,每天1 次) 后發現,與吡格列酮組相比,電針顯著降低了大鼠肝功能和糖脂水平,可能通過AMPK-ACC 通路改善高脂大鼠脂質代謝、增加胰島素敏感性。Gong 等[40]對高脂飲食誘導的大鼠進行4周針刺足三里和內廷穴(2 mA,15 min,每周4 次) 后發現,針灸通過上調AMPK 和CPT-1A 表達,顯著降低了大鼠體質量及肝臟血清TG、TC 水平,可能通過調控AMPK通路緩解高脂飲食誘導的大鼠肝脂質沉積。
Han 等[41]通過4 周腹部推拿(關元、天樞、氣海和中脘,15 min,每周1 次) 后發現,與白藜蘆醇組相比,腹部推拿可降低高脂大鼠血清TG、TC、IL-6、TNF-α、空腹血糖、空腹胰島素水平。進一步研究發現,腹部推拿可能激活了AMPK-sirt1 通路,從而改善相關脂肪因子、促炎癥相關因子、糖代謝因子水平。
綜上所述,中醫藥通過調控AMPK 通路,抑制肝臟中脂質形成、抗炎、抗氧化、促進糖脂代謝、誘導自噬、維持線粒體穩態等治療NFALD。盡管多種天然藥物經研究發現對NAFLD 多種病理途徑起作用,然而由于水溶性差、口服生物利用度低、代謝和清除速度快的缺點,療效大打折扣[42],同時對于中藥湯劑,目前注冊臨床實驗的中藥方有限。因此,需一方面致力于對療效及安全性確定的中藥單體進行結構改造或開發新劑型,以改善其藥代動力學特征,從而進一步提高臨床療效; 另一方面進行大樣本量、多中心的臨床實驗和研究,這是今后研究者亟待解決的兩大問題。