龙胆苦苷的药理作用及分子机制研究进展

李生浩，李俊义，武昆利，徐晶晶，常国楫，王卫群，张燕玲，马志强，王文林，李树德

（1）昆明市第三人民医院肝病综合科；2）肝病介入科；3）人力资源部，云南昆明 650041；4）昆明医科大学基础医学院病原生物学与免疫学系，云南昆明 650500；5）昆明市第三人民医院感染性疾病科，云南昆明 650041；6）昆明市第三人民医院检验科，云南昆明 650041；7）昆明医科大学基础医学院分子生物学与生物化学系，云南昆明 650500）

龙胆苦苷（gentiopicroside，GPS）是龙胆科植物中的主要活性成分，又称龙胆苦甙，属于裂环环烯醚萜苷类化合物，化学式为C16H20O9，分子量为356.32。口服或静脉给药后在体内多个器官广泛分布，包括肺脏、肝脏、心脏、脑组织等，临床上主要用于保肝、抗炎、抗病原微生物、健胃利胆等。为拓展其在临床中的应用思路，现对GPS 的药理作用及分子机制作一综述。

1 肝脏疾病

胆汁淤积既是肝损害的主要表现，又是肝损害的常见原因，利胆治疗是保肝的重要策略之一。蛋白质组学和代谢组学研究证实，GPS 对异硫氰酸萘酯诱导的胆汁淤积性肝损害具有保护作用[1]，能通过调控组成型雄甾烷受体（constitutive androstane receptor，CAR）和孕烷X受体（pregnane X receptor，PXR）以刺激肝细胞膜转运蛋白的表达，如多药耐药相关蛋白（multidrug resistance-associated protein，MRP）3、MRP4 等，从而产生利胆效应，这种作用甚至强于当前一线利胆药物熊去氧胆酸[2]；也能上调肝细胞膜胆管膜面胆汁酸转运蛋白胆盐输出泵（bile salt export pump，BSEP）和MRP2 的表达[3]。在Tang[4]等建立的荼基异硫氰酸盐致小鼠胆汁淤积性肝损伤模型中，GPS 明显上调转运相关因子MRP4、多药耐药基因（multidrug resistance，MDR）1、有机溶质转运体（organic solute transporter beta，OST-β）及肠肝循环相关因子顶膜钠依赖性胆汁酸转运体（apical sodium-dependent bile acid transporter，ASBT）、纤维母细胞生长因子15（basic fibroblast growth factor，FGF15）的mRNA 合成酶，同时血清和肝脏胆汁酸水平均明显降低，尿和粪便中胆汁酸水平增加。

炎症和氧化应激是多种急慢性肝病的始动因素，甚至贯穿于疾病发生发展的始终，因此，抗炎、抗氧化应激是保肝药物中最常见的药理机制，如甘草酸制剂、还原性谷胱甘肽、N 乙酰半胱氨酸等。研究证实，GPS 在d 半乳糖胺（Dgalactosamine，d-GalN ）和脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）诱导的爆发性肝损伤小鼠模型中，能降低转氨酶水平；小鼠注射d-GalN/LPS 后，肝脏谷胱甘肽含量明显降低，降低程度在使用GPS 后得到缓解，脂质过氧化水平改善[5]；同样，在脓毒血症小鼠模型中，GPS 呈剂量依赖性降低血清炎症因子如肿瘤坏死因子α（tumor necrosis factor，TNF-α）和白介素（interleukin，IL）6、肝组织一氧化氮（nitric oxide，NO）和丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量、及诱导型一氧化氮合酶（induced nitric oxide synthase，iNOS）和髓过氧化物酶（myeloperoxidase，MPO）的活性[6]，说明GPS 的保肝作用与抗炎、抗氧化应激有关。

明确药物与肝细胞色素P450（cytochrome P450，CYP 450）酶超家族之间的关系，是研究药理毒理、药物代谢途径及相互作用的首要环节，也是新药研发的重点和热点问题。肝缺血再灌注损伤后，静脉注射GPS 可以使清除指数降低，但经CYP 抑制剂SKF-525A 预处理后，曲线下面积（area under curve，AUC）、半量清楚时间、平均停留时间均明显增加，说明GPS 的体内暴露与CYP密切相关[7]。GPS 在10～1 000 μg/mL 的浓度下对CYP 2A6、2C19 和CYP 2E1 具有抑制作用，导致与其相关的药物在体内的代谢速率减慢，血药浓度升高，蓄积增加，毒性增强[8]，但未发现GPS 对CYP1A2 和3A4 有诱导作用[9]。Deng 等[10]的研究发现GPS 对CYP 2A6 的抑制作用呈剂量依赖性，低剂量时为非竞争性抑制，高剂量时为竞争性抑制；低剂量情况下GPS 不能抑制CYP2C9、CYP2D6、CYP1A2、CYP3A4；高剂量情况下，CYP1A2 和CYP3A4 活性明显增强，但在体外培养的肝细胞中未发现GPS 对CYP1A2、CYP3A4 及CYP2B6 的诱导效应。GPS 还能明显上调肝脏CYP 8B1 和CYP 27A1 的mRNA 合成酶[4]。总之，GPS 可能通过调节CYP 2A6、CYP 2C19、CYP 2E1、CYP 3A4、CYP 2A6、CYP 8B1 及CYP 27A1 等肝脏CYP 450酶发挥其生物学效应或影响药物代谢。

除抗炎、抗氧化应激、促进胆汁排泄、调节多种细胞色素P450 酶外，GPS 还调控脂肪形成相关基因的表达，如过氧化物酶体增殖剂激活受体（peroxisome proliferators-activated receptor γ，PPARγ）、CCAAT增强子结合蛋白α（CCAAT/enhancer binding protein α，C/EBP α），胆固醇调节元件结合蛋白1c（sterol-regulatory element binding proteins 1c，SREBP-1c）、脂蛋白脂肪酶（lipoprotein lipase，LPL）、脂肪酸结合蛋白4（fatty acid-binding protein 4，FABP4）、二酯酰甘油酰基转移酶2（diacylgycerol acyltransferase 2，DGAT2）、脂肪酸合成酶（fatty acid synthase，FAS）、硬脂酰辅酶A 去饱和酶1（stearoyl-CoA desaturase 1，SCD1），从而降低体质量和内脏脂肪含量，起到减肥效应[11]，并调控AKT-FOXO1 信号通路抑制肝脏糖异生，降低血糖[12]；在酒精性肝脂肪变模型中，LKB1/AMPK 信号受P2X7 受体-NLRP3 炎性小体的调节也是GPS 治疗的重要机制之一[13]。肝细胞凋亡是多种急慢性肝病的常见病理学表现形式，增强含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶（cysteinyl aspartate specific proteinase，Caspase）8和caspase 9活性，抑制细胞色素C、B淋巴细胞瘤-2基因（B-cell lymphoma-2，Bcl-2）和bcl 2相关X蛋白（Bcl-2 assaciated X protein，Bax）的增幅，降低c-Jun 氨基末端激酶和细胞外信号转导激酶的磷酸化水平，最终减少肝细胞凋亡[5]。

2 胃肠道疾病

GPS 还能治疗多种胃肠道疾病。能减轻乙醇诱导的胃粘膜损伤，这既是抗炎、抗氧化应激的效应，也与GPS 上调热休克蛋白70、促进表皮生长因子和血管内皮生长因子的分泌有关[14]。在右旋糖酐硫酸诱导的大肠炎小鼠模型中，GPS 降低大肠髓过氧化物酶活性，下调TNF-α、IL-1β、IL-6 mRNA 和环氧化酶2（cyclooxygenase 2，COX2）、iNOS 蛋白，缓解消瘦、腹泻，改善大肠炎症的组织病理学[15]。

胃肠激素在消化道疾病中起至关重要的作用，很多消化道疾病系由于胃肠激素失调所致。GPS 对胃肠激素的调节作用，为该类疾病提供了新的思路。Ruan 等[16]通过压力刺激建立胃肠蠕动功能紊乱大鼠动物模型，观察胃排空和肠蠕动能力，测定血清蠕动素、舒血管肠肽、生长抑素、促胃液素、神经降压素、P 物质，测定蠕动素受体、舒血管肠肽受体2 和生长抑素受体2 在胃肠道组织的表达水平，结果证实GPS 能明显促进胃排空和肠蠕动；且血清生长抑素降低，胃泌素增加，胃动素受体在胃窦、十二指肠、空肠、回肠的表达增加，舒血管肠肽受体2 在十二指肠表达降低，推测GPS 的促胃肠动力效应与其对上述因子的调节有关。

3 胰腺疾病

经腹腔注射GPS 可显著减弱急性胰腺炎大鼠血清淀粉酶、脂肪酶活性，降低血清TNF-α 和IL-1β 浓度、胰腺重量指数和组织含水量，改善胰腺的组织病理学，具有良好的抗急性胰腺炎作用，这与保护胰腺细胞、抑制炎症介质的激活和释放[17-18]、降低核因子κB（nuclear factor kappa-B，NF-κB）P65 蛋白表达[18]有关。

4 呼吸系统疾病

GPS 的抗炎、抗氧化应激效应也同样体现在在呼吸系统疾病中，陈露露等[19]的研究表明，GPS 降低盲肠结扎诱导急性肺损伤大鼠肺泡灌洗液中TNF-α、IL-6 及总蛋白水平，并降低肺组织中MDA、MPO、iNOS、NO 的含量。GPS 也通过抑制炎症反应，改善博来霉素诱导的肺组织纤维化[20]。

5 神经精神疾病

GPS 可抑制NF-κB/MAPK 信号缓解星形胶质细胞调节的炎症性神经元损伤[21]，并通过调控色氨酸降解信号通路改善LPS 诱导的抑郁样行为[22]。在新生大鼠氧糖剥夺再灌注损伤动物模型中，Gent降低了海马神经元凋亡率，可能与上调Bcl-2 表达，抑制Caspase-3、Bax 表达有关[23]。并通过调控PPAR-γ/AMPK/ACC 信号缓解糖尿病性周围神经病[24]。

疼痛可刺激增强前扣带回皮层的突触传递、诱导N-甲基-D-天冬氨酸（N-Methyl-D-aspartic acid，NMDA）受体NR2B 亚型的表达，在小鼠持续性炎症慢性期的过程中，Gent 逆转NR2B 受体过表达，减弱前扣带回皮层NR2B 受体的突触后电位，证实Gent 通过下调NR2B 受体的表达对持续炎症性疼痛起镇痛作用[25]。对于利血平诱导疼痛/抑郁综合征，GPS 逆转了利血平所致的生物胺（去甲肾上腺素、多巴胺、5-羟色胺）、Caspase 3 及GluN2B NMDA 受体的变化，同时，GPS 的抗氧化应激作用能被 GluN2B NMDA 受体拮抗剂Ro25-6981 阻断，说明Gent 对利血平诱导的疼痛/抑郁综合征的治疗作用是通过下调GluN2B NMDA受体实现的[26]。通过对小鼠行为学参数和电生理参数的研究证实[27]，GPS 能恢复神经传导，缓解慢性压迫性损害所致的坐骨神经痛。

GPS 对腹核GluN2B NMDA 受体的下调作用也能抑制吗啡成瘾性[28]：GPS 全身给药减轻吗啡所致的条件性位置偏好，在吗啡撤药后第1 周，GPS 显著逆转腹核GluN2B NMDA 受体和D2 受体过表达，同时明显减低腹核NMDA 受体-调解的兴奋性突触后电位。

6 骨与关节疾病

GPS 对软骨细胞有一定的保护作用，能通过抑制了丝裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinases，MAPKs）途径中P38、细胞外调节蛋白激酶（extracellular regulated protein kinase，ERK）、c-Jun 氨基末端激酶（c-Jun N-terminal kinase，JNK）的磷酸化，降低COX-2 的表达，减少前列腺素E2（prostaglandin E2，PGE2）的产生，使基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）1、MMP-3、MMP-13 的表达降低，达到抑制2 型胶原降解的目的[29]。小鼠关节软骨的IL-1β信号转导通路也能被GPS 抑制（包括：p38，ERK和JNK 等），使得IL-1 诱导的MMPs 释放降低，而II 型胶原蛋白（Collgen Type II，Col-2）表达增加[30]。通过调控NF-κB 和JNK 信号通路抑制核因子κ-B 配体受体致活剂（receptor activator ofnuclear factor kappa-B ligand，RANKL）诱导的破骨细胞生成[31]。GPS 能降低丙二醛和蛋白羰基含量，下调TNF-α、IL-6 和IL-17 诱导的MMPs 释放，从而缓解药物诱导的关节炎，提示在关节炎中的这种治疗效应也与抗炎、抗氧化应激有关[32]。

7 其他

在主动脉缩窄术动物模型中，GPS 不仅降低心肌中心房钠尿肽、脑钠尿肽、β 肌球蛋白重链的表达水平，还显著降低心指数及心肌细胞平均横截面积，最终逆转压力负荷诱导的心肌肥厚[33]。肿瘤方面，GPS 可诱导SKOV3 癌细胞珠的细胞周期停滞、防止细胞迁移或浸润[34]，并抑制体外培养的人肝癌HepG2 细胞生长[35]；GPS 也具有抗皮肤癣菌[36]和抗流感病毒[37]等病原微生物活性。

综上所述，针对GPS 开发利用的研究近年较为广泛，包括肝脏疾病、胰腺疾病、胃肠道疾病、神经精神疾病、关节疾病等领域，在心血管疾病、肿瘤、抗原微生物等方面也有不少新进展。GPS 主要通过抑制炎症反应、抗氧化应激、促进胆汁代谢、调节肝脏CYP 450 酶、调节胃肠激素、抑制细胞凋亡等机制发挥其药理学效应。在消化系统疾病中，尤其是肝脏相关疾病，如酒精性/非酒精性脂肪肝、药物性/中毒性肝损害、爆发性肝炎等方面，值得进一步深入研究。