白藜芦醇治疗糖尿病肾病的研究进展

陈 银(综述)，魏军平(审校)

(1.中国中医科学院广安门医院内分泌科，北京100053;2.北京中医药大学中医内科学，北京100029)

糖尿病肾病(diabetic nephropathy，DN)，即毛细血管性肾小球硬化症，是指由于糖尿病糖代谢异常为主要原因所致的肾小球硬化，是导致糖尿病患者死亡的主要原因［1］。DN早期表现为肾小球内高压力、高灌注、高滤过，进而出现肾小球毛细血管袢基膜增厚和系膜基质增多，最后发生肾小球硬化，肾脏广泛纤维化和萎缩［2］。DN的发病机制十分复杂，目前尚未完全阐明。现在普遍认为，除遗传和环境因素外，高血糖及相关的糖代谢紊乱和血流动力学的改变是DN发生、发展的重要因素。

白藜芦醇(3，4，5-三羟基二苯乙烯)是一种植物多酚类化合物，主要来源于葡萄、虎杖、花生、桑葚等植物。白藜芦醇因其具有独特的生物活性，已越来越受到医学领域的青睐。随后研究证实，白藜芦醇具有保护心血管、抗肿瘤、抗感染、抗氧化等多种药理作用［3-6］。近年来的研究发现，白藜芦醇还具有调节血糖代谢的作用［7-9］。现就白藜芦醇在防治DN方面的研究进展予以综述。

1 白藜芦醇的抗氧化作用

DN的主要病因是由高血糖诱导的氧化应激反应［10］。氧化应激是指机体在遭受各种有害刺激时，体内高活性分子，如活性氧类(reactive oxygen species，ROS)的生成过多，氧化程度超出氧化物的清除，氧化系统和抗氧化系统失衡，致使ROS在体内大量蓄积并导致组织和细胞损伤的过程［11］。氧化应激水平的升高和ROS、非酶糖基化蛋白和葡萄糖的自身氧化增加，诱导机体产生更多的ROS并损伤抗氧化机制，从而使糖基化终末产物的产生多于清除，造成糖基化终产物在体内聚积，刺激细胞外基质(如Ⅳ型胶原蛋白、纤连蛋白、层黏连蛋白及蛋白多糖)的增生。长期高血糖导致ROS产生增多，从而激活蛋白激酶C、转化生长因子 β(transforming growth factor-β，TGF-β)和肾素-血管紧张素-醛固酮系统，进一步使氧化应激水平升高，反过来这些因子又促使ROS产生，参与信号转导通路，发挥信号放大剂的作用，最终导致肾脏损伤［12］。

1.1 白藜芦醇降低氧化应激水平 白藜芦醇属于多酚类物质，不仅可以直接清除ROS，还可以通过抑制还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(nicotinamide adenine dinucleotide phosphate，NADPH)氧化酶的活性，从而抑制由高糖诱导的肾小球系膜细胞的增殖和纤维连接蛋白的表达［10］。此外，白藜芦醇还可以通过诱导氧化性转录因子Yap1p靶基因的表达，使Yap1p被磷酸化，导致由Yap1p介导的氧化途径被阻断，ROS的产生减少，从而增强细胞的抗氧化能力，提高细胞寿命［13］。在高糖的诱导下，肾小球系膜细胞线粒体复合物Ⅲ活性的降低被认为是线粒体氧化应激的主要原因。白藜芦醇可以显著地逆转这种改变，并且迅速恢复线粒体膜电位的超极化，增加ATP的产生，从而维护线粒体功能，并且有效地降低肾小球系膜细胞的氧化应激水平［14］。

1.2 白藜芦醇调节抗氧化相关酶活性 白藜芦醇通过显著改善超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶、谷胱甘肽-S-转移酶、谷胱甘肽还原酶的活性及还原型谷胱甘肽的水平，同时抑制氧化应激标志物，如超氧阴离子、过氧化氢、羟自由基及谷胱甘肽的活性，有效地防止糖尿病大鼠肾脏免受氧化应激的损伤［15］。此外，国外研究还发现，白藜芦醇可显著降低糖尿病大鼠体内血糖、血肌酐、24 h尿蛋白定量和丙二醛的水平，增加还原型谷胱甘肽和总超氧化物歧化酶的活性，改善肾脏的病理变化［16］。白藜芦醇作为一种抗氧化剂，已被证明可通过增强超氧化物歧化酶的活性，从而保护肾小球系膜细胞免受氧化低密度脂蛋白诱导的损伤［17］。

1.3 白藜芦醇激活沉默信息调节因子1(silent information regulator 1，SIRT1)SIRT1是依赖于烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的组蛋白去乙酰化酶，研究认为它参与了糖代谢和胰岛素的分泌过程，特别是在促进胰岛素的分泌、外周脂肪组织动员、葡萄糖代谢方面发挥重要调节作用［18］。研究发现，在产生胰岛素抵抗的细胞与组织中SIRT1的表达下调，而敲除或者抑制SIRT1的表达可诱导胰岛素抵抗［19］。进一步的研究则发现，在胰岛素信号通路中，叉头转录因子可以介导其下游过程［20］，而白藜芦醇作为已被证实的SIRT1的体外激活剂，可以通过激活SIRT1使叉头转录因子1活性升高，减少MDA的生成，增加超氧化物歧化酶的活性，并且抑制Ⅳ型胶原和纤维连接蛋白的表达［21］。有实验研究表明，白藜芦醇还可以通过上调SIRTl的表达，使与糖尿病发病密切相关的前脂肪细胞凋亡的数量增加，可以避免高脂诱导的氧化应激损伤，从而在糖尿病及其慢性并发症的防治中起重要作用［22］。

2 白藜芦醇的抗感染作用

以往的研究表明，DN的发生、发展与炎性因子密切相关［23］。核因子κB为一个转录因子蛋白家族，是参与机体免疫和炎性因子表达调控的主要转录因子［24］。系膜细胞产生ROS增加，使蛋白激酶C磷酸化而激活，然后激活丝裂原激活蛋白激酶信号转导通路，使核因子κB表达增强，引起一系列炎症反应，导致肾脏肥大、细胞外基质堆积及肾小球基膜增厚，从而启动DN的发生及病情的发展［25］。

2.1 白藜芦醇阻止核因子κB激活 白藜芦醇通过减少DN大鼠肾脏局部的ROS，抑制氧化应激状态，而使下游的核因子κB的活性降低，单核细胞趋化蛋白1的表达减少。阻断核因子κB信号转导通路，减少肿瘤坏死因子α、白细胞介素6、环加氧酶2等炎性因子的表达，从而减轻肾小球细胞的炎症反应和增生反应，使肾小球基膜增厚程度减轻、细胞外基质合成减少，改善肾小球肥大，减轻蛋白尿，对肾脏起到一定的保护作用［26］。

2.2 白藜芦醇抑制丝裂原激活蛋白激酶炎症反应通路 研究表明，白藜芦醇可以抑制丝裂原激活蛋白激酶的活性，丝裂原激活蛋白激酶通路不仅可以促进细胞增殖，而且也与炎症反应密切相关［27］。研究证实，白藜芦醇可以通过抑制胞外信号调节激酶1/2的磷酸化，抑制肿瘤坏死因子α、白细胞介素6、白细胞介素8等炎性因子的表达，并且可以降低DN中纤连蛋白、Ⅳ型胶原等细胞外基质在肾小球内的表达，从而减缓DN早期肾脏的进展［28-29］。

3 白藜芦醇的抗纤维化机制

DN的基本病理特征是肾小球基膜增厚、系膜细胞增生和基质增多以及肾小球硬化［30］。近年来，关于TGF-β及其Smad信号通路的研究成为DN的研究热点，该信号通路在肾小球硬化和肾间质纤维化的进程中发挥了重要作用［31-32］。其中TGF-β1可促进细胞外基质各成分的合成和分泌，抑制降解基质的酶-基质金属蛋白酶的活性和促进蛋白酶抑制剂的合成，减少细胞外基质降解等［33-34］。国外的研究发现TGF-β1通过Smad3蛋白信号转导途径，刺激诱导Smad3蛋白乙酰化和磷酸化，同时上调Ⅳ型胶原和纤连蛋白的mRNA的水平，从而促进DN中肾脏纤维化的形成。而白藜芦醇作为去乙酰化酶SIRT1的活化剂，可以逆转Smad3蛋白的乙酰化，并抑制TGF-β1的活性，从而延缓肾脏纤维化的发生［35］。

4 白藜芦醇参与调节血糖代谢

慢性高血糖是DN发病和进展的决定性因素，可诱导产生氧化应激反应及促炎症反应［36］，并引起脂质代谢紊乱［37］。研究发现，高糖可以激活肾素-血管紧张素-醛固酮系统，使晚期糖基化终末产物和氧化应激产物增多［34］，脂肪酸的合成增加［38］，诱导肾脏内 TGF-的活性增强［39］，最终导致肾脏肥大、肾小球硬化、纤维化。大量动物实验研究证实，白藜芦醇能降低血糖，增加胰岛素敏感性，抑制胰岛素抵抗［26，40-41］。

4.1 白藜芦醇的降血糖作用 治疗糖尿病的关键在于使血糖稳定在生理范围之内，而高血糖是导致DN发生、发展的重要因素。白藜芦醇的抗高血糖作用与其刺激细胞内的糖运输有关。研究显示，在白藜芦醇的干预下，从糖尿病大鼠中分离出来的多种组织细胞的糖吸收增加，甚至在无胰岛素作用下，它也能发挥此种功效，该研究进一步发现白藜芦醇具有这种作用与它增加细胞膜上的葡萄糖转运子(glucose transporter-4，GLUT4)的表达和活性有关。并且在用白藜芦醇治疗链脲佐菌素诱导的糖尿病大鼠2周后，链脲佐菌素(streptozocin，STZ)-糖尿病大鼠体内血浆葡萄糖和三酰甘油水平均较对照组有明显下降［42］。进一步的研究表明，白藜芦醇可以刺激增加肝细胞对于葡萄糖的摄取，使肌糖原和肝糖原的合成增加，减少糖原分解来发挥降血糖作用［43］。

4.2 白藜芦醇提高胰岛素活性 2型糖尿病常随有胰岛素抵抗，即脂肪细胞、肌肉细胞和肝细胞对正常浓度的胰岛素产生反应不足的现象，且胰岛素抵抗的发生与肥胖密切相关。白藜芦醇是已被证实的通过抑制脂肪细胞分化的强效抗肥胖化合物。在实验中发现，白藜芦醇通过抑制小鼠前脂肪细胞分化中的早期阶段，从而减少脂肪的生成，同时对胰岛素受体的活性也具有抑制作用，因此对提高2型糖尿病患者体内胰岛素的活性有益［44］。

5 结语

白藜芦醇作为一种天然药物，对DN的干预作用主要体现在抗氧化、抗感染及抗纤维化、调节血糖等方面，在DN的防治中起重要作用，特别是在糖尿病早期阶段延缓DN的发展，保护肾脏组织。然而，目前对白藜芦醇的研究仅限于动物实验和细胞分子水平，临床应用证据缺乏，期待进一步研究加以证实。但白藜芦醇作为一种植物化合物，具有多种生物活性且不良反应小的特点，随着白藜芦醇对DN干预研究的不断深入，有望为预防和治疗DN提供良好的前景。

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