黄芩苷治疗脂肪性肝病药理作用的研究进展*

程似锦，张程亮

(1.长江职业学院，武汉 430074；2.华中科技大学同济医学院附属同济医院药学部，武汉 430030)

黄芩苷是从双子叶植物唇形科黄芩(ScutellariabaicalensisGeorgi)干燥根中提取得到黄酮类成分，分子式为C21H18O11，化学名为(2S，3S，4S，5R，6S)-6-(5，6-二羟基-4-氧代-2-苯基色烯-7-基)氧-3，4，5-三羟基氧烷-2-羧酸，相对分子质量为446.37，研究表明黄芩苷具有抗肿瘤[1-2]、抗病毒[3-4]、抗炎[5]、保护心肌细胞[6]等药理作用。其制剂临床上主要用于治疗传染性肝炎，对降低肝炎活动期转氨酶有较好疗效。近年来，黄芩苷在肝脏疾病方面的研究越来越多[7-8]，发现其治疗肝脏脂肪病变的机制涉及多个方面[9]，笔者在本文主要对黄芩苷治疗脂肪性肝病研究作一综述。

1 调节脂质作用

人体内沉积的多余脂质能够打乱正常生理细胞功能，从而进一步使肝脏脂肪形成增加，肝脏功能损伤，如果得不到有效治疗，病情将会进展为肝硬化、肝衰竭等。非酒精性脂肪肝病(non-alcoholic fatty liver disease，NAFLD)是排除酒精和其他明确的肝损伤因素所导致肝细胞内脂肪过度沉积为主要特征的临床病例综合征[10]。肝脏细胞脂质沉积是其发病的核心环节。肝脏脂肪生成和血清非酯化脂肪酸增加，导致肝脏脂质过多积聚[11]。因此，脂质的平衡主要涉及到脂质的形成和代谢。黄芩苷通过不同的作用通路抑制脂质形成，同时，加速脂质代谢，减少脂质聚集，发挥抗脂质紊乱功能。

1.1抑制脂质形成 黄芩苷调节脂质生成的作用机制极其复杂，需要综合考虑各种促脂肪形成因子和抗脂肪形成因子的调控作用。有研究表明，黄芩苷通过调控部分调节肝脏脂质合成代谢的重要因子，下调脂肪生成基因，如甾醇调节元件结合蛋白-1C、脂肪酸合成酶和过氧化物酶体增殖物激活受体α，以减少肝脏脂质积聚[11-12]，从而减少脂质沉积。LEE等[13]采用微阵列技术，观察100，200 μmol·L-1黄芩苷处理3T3-L1前体脂肪细胞2，4，7 d，结果表明，黄芩苷主要通过抑制脂肪生成、抑制胆固醇生物合成、焦点粘连通路等调控基因表达。在脂肪生成通路中，黄芩苷显著减少脂肪细胞末分化标志物。不同时期黄芩苷调控脂质合成的核心环节会有不同，在早期，可以上调CCAAT增强子结合蛋白(CCAAT/enhancer binding proteins，C/EBP)-β、C/EBP-δ和Kruppel样因子(KLF)-5。在脂肪细胞分化晚期，黄芩苷可上调KLF-2、C/EBP-γ和C/EBP 同源蛋白，并下调KLF15。下调一些脂肪生成的主要转录因子，如过氧化物酶体增殖物激活受体(peroxisome proliferators-activated receptors，PPAR)γ和C/EBP-α等，也可下调下游分化基因，如脂肪酸结合蛋白4(fatty acid-binding protein 4，FABP4)、葡萄糖转运体4(glucose transporters，GLUT4)和人类脂联素基因(adiponectin gene，ADIPOQ)等表达，最终改善三酰甘油和脂滴形成等[13]。LEE等[14]进一步研究发现，C/EBP-β也证明是脂肪生成前期基因表达的主要转录因子，在前脂肪细胞分化时，C/EBP-α的表达同时受到C/EBP-β的调控。在脂肪形成过程中，C/EBP-β的表达早于PPARγ和C/EBP-α。与LEE等研究发现不同，KWAK等[15]通过观察0，10，50，100，200，300 μg·mL-1作用于不同时期3T3-L1细胞连续8 d。结果表明，在3T3-L1细胞分化早期就完全阻断C/EBP-β的表达，100 μg·mL-1黄芩苷处理细胞4或8 d后，均可显著减少PPARγ与C/EBP-α的转录。3种因子的表达均受到上游细胞外信号调节激酶(extracellular signal-regulated kinase，ERK)1/2 和磷酸肌醇依赖性蛋白激酶1(phosphoinositide-dependent kinase 1，PDK1)/蛋白激酶B(Akt)通路的调节，黄芩苷仅在处理脂肪细胞分化后30 min内抑制ERK1/2磷酸化，且对ERK1/2上游的MEK、Raf和Ras均无影响。然而，黄芩苷通过阻断上游通路PDK1的磷酸化，在不同时间点均可抑制Akt的磷酸化。因此，下调PDK1/Akt通路是黄芩苷抑制脂肪生成的重要机制之一。

GUO等[16]观察高脂血症模型小鼠，给予80 mg·kg-1黄芩苷16周后，可以显著降低脂质代谢相关基因表达，如降低固醇调节元件结合蛋白(sterol regulatory element-binding protein-1c，SREBP-1c)和脂肪酸合成酶(fatty acid synthetase，FAS)活性等，黄芩苷作用于脂质合成的重要靶点主要有腺苷酸活化蛋白激酶(adenosine 5′- monophosphate activated protein kinase，AMPK)-α及其调控乙酰辅酶A羧化酶(acetyl-CoA carboxylase，ACC)通路。

XI等[17]研究发现AMPK-α是肝脏钙离子(Ca2+)/钙调素依赖性蛋白激酶激酶β(CaMKKβ)的底物，200，400 mg·kg-1·d-1黄芩苷可增加CaMKKβ的磷酸化水平，400 mg·kg-1·d-1黄芩苷处理后，CaMKKβ磷酸化恢复到正常动物水平，表明CaMKKβ/AMPK /ACC通路是黄芩苷作用于脂质合成的又一关键通路。

1.2调节脂质代谢 虽然黄芩苷具有明显抗脂质聚集，抗肥胖作用，但抗脂质聚集作用临床转化过程中，仍有一些基础问题需要解决，如黄芩苷用于肥胖的治疗，需要注意安全性问题，如治疗窗的界定问题。以前的研究主要侧重黄芩苷对肥胖的预防作用，而其对肥胖模型大鼠治疗作用研究不多。XI等[17]建立高脂饮食喂养肥胖小鼠模型，研究100，200，400 mg·kg-1黄芩苷治疗肥胖小鼠安全性，并评价疗效和量效关系。研究发现，当黄芩苷剂量达到400 mg·kg-1时，无明显毒性反应，同时也表明黄芩苷对小鼠体质量、血脂指标、肝脂肪变性等方面具有明显降低作用，并在100～400 mg·kg-1内呈剂量相关性。XI等[18]在后期黄芩苷改善肥胖小鼠胰岛素耐受的研究中进一步证实100～400 mg·kg-1黄芩苷给药14周后，在14周内安全性较好，体质量下降程度与浓度具有相关性。DAI等[19]通过化学蛋白质组学研究显示，黄芩苷激活肝脏肉碱棕榈酰转移酶1 (carnitinepalmitoyltransferase 1，CPT1)，加速脂质流入线粒体进行氧化，从而改善饮食诱导的肥胖和肝脂肪变性，改善全身的其他代谢紊乱。

2 抗氧化作用

肝脏脂质在肝脏细胞内的聚集(第一次打击)触发了一系列的细胞毒素事件(第二次打击)，促使核因子κB(NF-κB)、肿瘤坏死因子(TNF-α)、白细胞介素-6(IL-6)等细胞炎性因子释放增多，导致肝脏产生一系列氧化应激反应及炎症反应[20]，研究表明，黄酮类化合物清除自由基活性与酚羟基数量有很大关系，黄芩苷化学结构中含有较多酚羟基，分子中A环存在邻二酚结构，具有较强的清除自由基活性和抗氧化作用[21]。因此，鉴于黄芩苷的抗氧化能力较强，有望用于治疗此类疾病。肝型脂肪酸结合蛋白(liver fatty acid binding protein，L-FABP) 是内源性抗氧化物，艾正琳通过体内实验灌胃给予NASH大鼠黄芩苷30 mg·kg-1·d-1治疗3周，体外实验给予50 μmol·L-1黄芩苷干预的氧化应激模型。体内实验结果表明，与正常对照组比较，黄芩苷对L-FABP的mRNA没有变化，但能提高L-FABP蛋白80%；体外实验表明，黄芩苷能够减少L-FABP的降解来提高L-FABP 蛋白，从而增强肝细胞超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽(GSH)活性来清除自由基[22]。艾正琳等[23]后期进一步通过动物实验研究显示，大鼠给予高脂饲料建立NASH模型，实验组大鼠分别给予黄芩苷15，30，60 mg·kg-1。结果显示，三个剂量组大鼠体质量和肝脏质量均显著减轻。与模型对照组比较，三个剂量组大鼠肝细胞脂肪变性减轻(P<0.01)，小叶间炎性细胞浸润减少(P<0.01)，血清丙氨酸氨基转移酶(ALT)和天冬氨酸氨基转移酶(AST)减少(均P<0.01)，大鼠肝脏GSH、SOD酶活性增加(P<0.01)，丙二醛(MDA )含量下降(P<0.01)，肝组织TNF-α、IL-1β、IL-6含量均显著下降(P<0.01)，且随着黄芩苷浓度变化药理作用加强，表明呈剂量相关性(P<0.01)。

3 调节胰岛素水平和功能

肝脏是糖脂代谢的主要器官，当机体糖脂代谢发生异常，就会出现NAFLD或2型糖尿病。机体代谢过程并非独立存在，相互影响，胰岛素抵抗影响糖代谢，也是肝细胞脂肪堆积的主要原因[24]。AMPK是细胞能量代谢的主开关，不仅在机体脂代谢中发挥重要作用，还对机体糖代谢进行调控[25-26]。 XI等[18]对胰岛素抵抗模型小鼠给予黄芩苷100，200和400 mg·kg-1·d-1，结果显示，黄芩苷显著降低空腹血糖和空腹血清胰岛素水平(P<0.05)，减轻高脂饮食诱导的糖耐量和胰岛素耐量(P<0.05)，安全有效地减轻胰岛素抵抗和骨骼肌异位脂肪贮积，这些药理作用主要经过抑制糖原合成酶激酶-3β(glycogen synthase kinase-3β，GSK-3β)通路和AMPK/ACC通路来完成。FANG等[27-29]和郗有丽等[30-31]研究表明黄芩苷抑制胰岛素耐受通过Akt/AS160/GLUT4和p38MAPK/PGC1α/GLUT4信号通路，其机制与黄芩苷抑制p-p38、MAPK、p-CREB、FoxO1、PGC-1α、PEPCK和G6Pase的表达有关，黄芩苷主要通过降低HOMA-IR，NT-PGC-1α 水平，提高GLUT4，PGC-1α，p38MAPK，pAKT和pAS160含量，提高GLUT4 mRNA，PGC-1α mRNA，PPARγ mRNA，GLUT1 mRNA表达而实现。另有研究表明，高血脂和高血脂高血糖模型小鼠给予黄芩苷200 mg·kg-1·d-1进行干预后，能够明显降低高血脂和高血脂高血糖模型小鼠血清胰岛素水平，与模型组比较差异有统计学意义(P<0.05);表明黄芩苷能改善高胰岛素血症状态，促进高血脂高血糖模型大鼠胰岛素分泌，改善胰岛素缺陷状态[32]。

4 升高血管生成素样蛋白6(angiopotietin like proteins 6，Angptl 6)

Angptl 6的是血管生成素样蛋白家族中的一员，分子结构和氨基酸序列与血管生成素极为相似，是由肝脏分泌的肝细胞因子其主要在肝脏中表达。Angptl 6与脂质代谢、葡萄糖代谢和胰岛素敏感性密切相关，可抑制糖异生通路，防止脂肪在肝脏沉积，从而调节脂质代谢[33]。Angptl 6通过抑制脂蛋白脂酶与内皮脂肪酶的活性，进而升高三酰甘油和非酯化脂肪酸的水平，因此，被认为是干预抵制肥胖和胰岛素抵抗的潜在靶点。马沛等[34]发现，给予10，20，40 μmol·L-1黄芩苷后，均能使羊肝细胞内Angptl 6 mRNA水平较空白组显著升高。但其浓度超过20 μmol·L-1后，Angptl 6 mRNA水平表达变化不大，两组间比较差异无统计学意义。

5 抗炎作用

酒精性脂肪肝模型对于缺血-再灌注损伤更加敏感，主要表现在炎症反应和肝细胞死亡。唐彬等[35]对高脂-脂肪肝模型大鼠灌胃给予黄芩苷30 mg·kg-1·d-1进行干预，结果表明，黄芩苷治疗后，大鼠血清血脂水平、肝组织中脂质含量和肝指数均明显降低(P<0.05)，肝细胞脂肪变性和炎症损伤减轻，其机制可能通过抑制炎症因子TNF-α，IL-6和抑制炎症调控因子COX-2和iNOS的表达。利用黄芩苷能发挥抗炎和护肝药理作用，KIM等[36]研究预防给予黄芩苷对酒精性肝损伤模型大鼠缺血-再灌注损伤的保护作用。大鼠缺血60 min，再灌注5 h，黄芩苷组在缺血前24 h和1 h腹腔注射黄芩苷200 mg·kg-1，结果显示，与模型对照组比较，黄芩苷组血清ALT活性降低(P<0.01)，血清TNF-α和IL-6含量减少(均P<0.01)。这些作用与黄芩苷减弱toll样受体4(toll-like receptor 4 ，TLR4)和髓样分化因子88蛋白的增加以及抑制核转录因子(nuclear factor kappa B，NF-κB)核转位有关。黄芩苷也通过阻断含有gasdermin D信号的NLR-pyrin(Nlrp3)结构域，以及通过抑制NAFLD小鼠TLR4信号，降低血浆转氨酶、减少肝细胞凋亡及肝脂质堆积，减少促炎因子的释放 减少炎症介质的产生[37-39]。袁颖琳等[40-41]观察NAFLD模型小鼠灌胃给予黄芩苷或黄芩苷纳米脂质体50 mg·kg-1·d-1，结果给药后，肝脏脂肪变性程度显著减轻(P<0.05)，肝组织中TLR4、NF-κB、p-P65、p-P38蛋白表达下降，表明黄芩苷通过抑制TLR4信号通路，减少炎性细胞浸润、活化，从而减轻NAFLD模型小鼠症状。ZHONG等[9]通过黄芩苷作用于NAFLD模型动物研究发现，黄芩苷通过抑制JNK信号通路从而抑制炎症和抗氧化作用等。

6 其他药理机制

目前，研究表明药物对肝脏脂质代谢的调节作用不仅仅限于肝脏本身的脂质病变，如缺氧所致肝脏疾病是特发性肺纤维化(idiopathic pulmonary fibrosis，IPF)的主要并发症[42]。治疗IPF的主要药物为糖皮质激素，糖皮质激素主要经肝脏代谢，而且其药物本身也可引起肝脏脂质和糖代谢发生紊乱[41]。鉴于黄芩苷具有调节脂质代谢作用和护肝效应，HU等[42]采用脂质组学技术，评价黄芩苷治疗IPF模型小鼠的效果。结果发现黄芩苷能够改善IPF小鼠肺部的并发症，还可以有效改善肝脏脂质代谢紊乱，减少脂肪在肝脏的积聚，促进小鼠主要脂质水平恢复正常。体外实验显示，黄芩苷通过抑制TGF-β1/Smad3途径，降低TGF-β1和Smad3表达(P<0.05)，上调E-钙粘蛋白(E-cadherin)表达，下调波形蛋白和纤维连接蛋白(P<0.05)，从而逆转上皮-间充质转化，防止肝纤维化的发展[43]。

7 结束语

在各种肝脏疾病中，炎症、氧化应激和脂质蓄积是共有的病理基础。因此，当前大部分药理实验都是从这几方面进行研究。虽然黄芩苷的抗炎、抗氧化和免疫调节功能等已通过大量实验证实，作用机制也涉及多种通路，对于肝损伤或肝脏疾病患者来说，由于病情复杂，病因多样，虽然目前市场上已有黄芩苷制剂，但其对脂肪性肝病的临床疗效还有待进一步证实。