小檗碱调控炎症的研究进展*

2018-02-14何馨怡综述帅世全党万太李梦兰银小双审校

西部医学 2018年11期

何馨怡综述帅世全党万太李梦兰银小双审校

(1.川北医学院第二临床医学院·南充市中心医院风湿免疫科，四川南充63700； 2.成都医学院第一附属医院风湿免疫科,四川成都610500)

小檗碱(Berberine),又称为黄连素，是一种从毛茛科植物黄连中提取的异喹啉生物碱，在黄连及其衍生物中，小檗碱应用最广，是黄连活性成份中最有价值的单体[1]。小檗碱常被用于治疗肠炎、胃溃疡、胃炎、菌痢，但具体机制不明确[2]。近年来，国内外发表了大量小檗碱与糖尿病、癌症、心血管疾病、高脂血症、高血压、腹泻、炎症、骨质疏松症等有关文献[3]。而炎症是由一组蛋白复合体围绕几种蛋白质(LRP3、NLRC4，AIM2与NLRP6)，识别病原相关分子模式(PAMPs)和损伤相关分子模式(DAMPs)，通过机械应力和损伤诱导分泌强效的促炎症细胞因子而导致细胞死亡引起的一类疾病[4-5]。在越来越多的动物模型实验及其他试验系统中都发现小檗碱有较强的抗炎、镇痛、解热的作用。小檗碱可以通过抑制各种炎症介质的产生与表达，以及抑制炎症通路的激活抑制炎症反应。本文就近年来小檗碱调控炎症性疾病的进展做一综述。

1 小檗碱与类风湿关节炎(RA)

类风湿关节炎(RA)是一种以滑膜炎、血管炎为病理基础的侵蚀性、对称性多关节炎。研究发现，在小鼠和大鼠炎症动物模型中，小檗碱能够减轻5-羟色胺诱导的小鼠足肿胀模型临床症状，减轻佐剂诱导(FCA)关节炎大鼠的临床症状等[6]。Wang等[7]人进一步在类风湿性关节炎典型的临床前实验模型(佐剂性关节炎模型)中来评价小檗碱的抗关节炎作用，研究结果表明，小檗碱减轻了小鼠第二足趾肿胀度、关节炎指数、胸腺脾脏指数及关节炎组织病理学改变。小檗碱可能通过减少IL-17和IL-6水平，同时增加血清IL-10和TGF-β水平改善关节炎严重程度。有研究发现，活动性类风湿关节炎的成纤维样滑膜细胞(FLSs)在类风湿关节炎起病及病程中发挥主要作用，包括血管翳形成、促炎因子的分泌、新生血管生成和软骨退化[8]。有学者在做小檗碱对体外培养的人类风湿关节炎成纤维样滑膜细胞(RA-FLSs)的作用时，首次发现小檗碱能够抑制RA-FLSs的增殖，其机制主要是小檗碱可以诱导RA-FLSs周期阻滞在G0/G1期以及诱导RA-FLSs细胞死亡，这对RA的治疗具有重要的理论价值和潜在的临床应用价值[9]。血管生成在RA血管翳形成过程中起重要作用，而有研究通过免疫组化染色评估表明，小檗碱能够降低血管内皮因子(VEGF)在胶原诱导性关节炎(CIA)大鼠滑膜的表达，这说明小檗碱可抑制CIA大鼠滑膜组织血管生成，从而改善RA的临床症状[10]。有研究发现，小檗碱选择性诱导树突状细胞(DC)，并显著抑制其对II型胶原的免疫反应(CII)和有效改善疾病小鼠的CIA，这阐述了小檗碱抗炎和免疫抑制作用的新的细胞机制，还表明它具有抗炎作用。而RA是一种自身免疫性炎性疾病，小檗碱对RA的治疗有很大的潜能[11]。

王汉伟等[12]在临床研究中发现，甲氨蝶呤(MTX)联合小檗碱治疗RA有良好的疗效，且不良反应(胃肠道反应、肝功能损害、白细胞低下等)较对照组少，其机制可能与小檗碱能够显著抑制肝组织中的NO形成，显著上调抗凋亡基因BCL-2的表达，通过抗肝细胞凋亡，保护高脂饮食所致的肝损伤相关[13]。可见MTX联合小檗碱不但疗效上取得满意的效果，同时还能减轻相关毒副反应。

2 小檗碱与痛风(Gout)

痛风是单钠尿酸盐(monosodium urate, MSU)沉积于骨关节、肾脏和皮下等部位引发的急慢性炎症和组织损伤，与嘌呤代谢紊乱和尿酸排泄减少所致的高尿酸血症直接相关。近年来，越来越多研究发现，黄连、黄柏有抗痛风的作用，沈德凤等[14]发现，黄连、黄柏各剂量均能在一定程度上降低高尿酸血症小鼠血清尿酸水平，对小鼠肝脏黄嘌呤氧化酶活性也具有一定的抑制作用；且发现黄连联合黄柏使用时同等剂量优于单独使用。而黄柏的主要成分是小檗碱、黄柏碱、木兰花碱等多种生物碱，小檗碱是黄连活性成分中最有价值的单体[1]，这表明小檗碱可能在黄柏降低小鼠血清尿酸水平中起重要作用。Dinesh等[15]研究发现，小檗碱对于接受MSU刺激的小鼠巨噬细胞的抗炎及抗氧化作用可能通过激活Nrf2通路实现，体内研究也证实了小檗碱减少了MSU晶体诱导的大鼠的肿胀、疼痛评分、促炎性细胞因子水平与关节弹性蛋白酶的活性。最近研究发现，TXNIP介导的NLRP3炎性小体的激活在MSU晶体沉积引起的免疫反应中起重要作用，Nrf2抗氧化通路降低NLRP3炎性小体活化激活并对NLRP3引起的炎症启动过程有负调控作用[16-19]。Liu等[20]发现，不同浓度小檗碱通过NLRP3炎性小体和下游信号分子调节mRNA、NLRP3和IL-1的蛋白表达，进而抑制下游信号分子白细胞介素 1(IL-1)而治疗痛风性关节炎。刘等将小檗碱在9-位、12-位和13-位进行结构修饰，合成了20个小檗碱衍生物，研究表明，小檗碱及其衍生物可以抑制黄嘌呤氧化酶的活性。20个衍生物中体外黄嘌呤抑制活性较好的有4个化合物BBR-7、BBR-15、BBR-16和BBR-17。其中抗炎、镇痛作用最优的是BBR-7，在小鼠体内活性较好的是BBR-17，BBR-17能显著降低小鼠血清尿酸水平和抑制肝脏黄嘌呤氧化酶活性，这使小檗碱有可能成为新的非嘌呤类黄嘌呤氧化酶抑制剂用于痛风的治疗[21]。

吴林根等[22]在研究中发现，黄连素(小檗碱)可用于治疗高尿酸血症。这可能与小檗碱可扩张血管、抗血小板聚集、降低血压、干预动脉粥样硬化的形成过程，从而降低肾小球毛细血管的高灌注、高压力、高滤过，延缓肾损害有关；小檗碱还可以通过改善胰岛素抵抗降低高尿酸血症的危险因素。总之，小檗碱有降尿酸和改善MSU晶体沉积引起的炎症反应的作用，有很大的潜能成为治疗痛风的新型药。

3 小檗碱与骨关节炎(osteoarthritis，OA)

骨关节炎(osteoarthritis OA)是一种好发于中老年人的以关节软骨损害为主，并累及整个关节组织的退行性变风湿病，它包括软骨细胞的丢失和细胞外基质的降解。Dean等[23]发现，基质金属蛋白酶(MMPs)在OA引起的关节软骨损害中有着显著作用。HU等[24]在体外研究中发现，小檗碱在25μM、 50μM、100μM减少MMP-1、MMP-3、MMP-13表达，增加组织金属蛋白酶抑制剂(TIMP-1)表达，且100μM为最佳浓度。此外，大剂量小檗碱也可抑制IL-1β诱导糖胺聚糖(GAG)释放和NO的产生，从而减少炎症介质的产生。Zhao等[25]在IL-1β诱导的关节软骨细胞和大鼠OA模型中研究发现，一定浓度的小檗碱能够减弱IL-1β对细胞活力和增殖细胞核抗原表达的抑制，小檗碱可诱导Akt活化，作用机制可能与触发Akt / p70S6K/S6通路相关，从而促进IL-1β诱导的大鼠软骨细胞蛋白质、细胞基质的合成和细胞的存活；一定剂量内的小檗碱，尤其是中剂量小檗碱，可能对软骨损伤具有明显的保护作用。骨关节炎成纤维滑膜细胞(OASFs)可促进炎症、新生血管和软骨降解，从而导致关节软骨破坏；结缔组织生长因子(CCN2)在骨关节炎中大量表达且诱导IL-1β的产生，从而增加炎症反应。Liu S C等[26]研究发现,小檗碱下调成纤维滑膜细胞中ROS介导的ASK1、p38、JNK、NF-κB、κ信号通路,从而抑制CCN2产生IL-1β。总之，小檗碱有效地减少了IL-1β的产生，从而减少炎症反应，抑制软骨损伤。Zhou等[27]研究发现，小檗碱可抑制IL-1β诱导NO、PGE2、iNOS、COX-2、MMP-3和MMP-13的表达，通过抑制炎症介质的表达而减少软骨细胞中的炎症反应。

.硝普钠(SNP)是一种诱导和调节软骨细胞凋亡的诱导剂。Zhou等[28]用SNP诱导的小鼠模型研究发现，BBR通过激活磷酸活化蛋白激酶(AMPK)信号通路，抑制p38 丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)活性。研究表明，抑制p38 MAPK信号在不同动物模型中对软骨的降解有保护作用。由于小檗碱水溶性差、生物半衰期短和生物利用率低，Zhou等[29]研究发现，小檗碱壳聚糖纳米粒(BBR-load CNs)可延长关节滑膜中小檗碱的作用时间和其生物利用率。Zhou等[30]进一步研究发现，小檗碱壳聚糖微球(BBR-load CMs)可加强小檗碱的生物活性并保持其生物浓度，从而延长小檗碱的软骨保护效果，这一发现为小檗碱作为OA的治疗用药提供了很大的可能。

4 小檗碱与炎症性肠病(inflammatory bowel disease， IBD)

炎症性肠病(inflammatory bowel disease， IBD)是一类由多种病因引起的、异常免疫介导的肠道慢性及复发性炎症，有终生复发倾向，溃疡性结肠炎(ulcerative colitis， UC)和克罗恩病(crohn disease， CD)是其主要疾病类型[31]。Zhang M等[32]人研究乌梅丸(FMP)中主要的三种生物碱(小檗碱、次乌头碱、茵芋碱(BHS)发现，在FMP对3硝基苯磺酸(TNBS)诱导的结肠炎的效应中，小檗碱是其中最强的抗炎物质。Yang F等[33]人在采用葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导的小鼠肠道损伤和结肠炎模型研究中发现，小檗碱能改善DSS诱导的小鼠体重减轻、髓过氧化物酶活性、结肠缩短和炎症评分。小檗碱可显著降低结肠组织中的促炎细胞因子水平，包括TNF、IFN-γ、KC和IL-17。小檗碱可改善DSS诱导的结肠上皮屏障功能障碍和细胞凋亡。此外，小檗碱能抑制DSS小鼠的结肠巨噬细胞和上皮细胞产生促炎细胞因子，促进结肠巨噬细胞的凋亡。在相同的动物模型中，Li Y H等[34]也发现小檗碱能够抑制Th1、Th2、Th17引起的免疫反应，并促进UC的Treg细胞反应，从而改善UC的炎症反应；小檗碱通过抑制Th17反应降低了DSS诱导的慢性复发性结肠炎的严重程度，降低与紧密连接TJ相关的ZO-1蛋白在结肠中的表达。TJ蛋白是阻止胃肠道菌群影响管腔上皮组织内环境的上皮屏障的一种组成成分[35]。这些数据表明，小檗碱抗IBD的治疗潜力部分是通过改善IBD引起的肠上皮屏障功能障碍来实现的。肠上皮屏障的破坏可能导致结肠通透性增加，从而导致有毒的亲水性物质通过，因此这种屏障破坏可能与UC的发病机制及其临床症状，如腹泻和大便出血有关[36]。多巴胺通过其对多个受体的作用被认为是引起IBD病理生理改变的主要因素之一[37]。在多巴胺D1和D2样受体实验诱导的小鼠结肠炎的发展过程中小檗碱被发现是一种拮抗剂，可改善小鼠结肠炎，小檗碱改善细胞因子水平与多巴胺受体特异性拮抗剂SCH23390及l750667效果一致。这表明小檗碱对IBD的治疗可通过对多巴胺引起的免疫炎症反应的调节来实现[38]。小檗碱通过随机、安慰剂对照、双盲试验对复发性口腔溃疡是一种常见的口腔黏膜疾病模型。他们的研究清楚地表明，小檗碱可减轻溃疡疼痛评分。所有可用的数据表明，小檗碱具有镇痛作用[39]。小檗碱是一种天然的从植物中提取的药物，对于IBD，小檗碱可以通过其抗菌作用止泻、改善肠上皮屏障功能障碍、解痉镇痛、调节特异性T细胞失衡而发挥其作用，改善疾病的发展。未来可以通过大规模临床试验和药物化学指导，提高小檗碱的疗效，从而作为一种新兴的药物治疗IBD[40]。