劉曉燕　劉　劍　高　宇

(承德醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院內(nèi)分泌科，河北　承德　067000)

?

小檗堿調(diào)節(jié)糖脂代謝機(jī)制研究進(jìn)展

劉曉燕劉劍1高宇

(承德醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院內(nèi)分泌科，河北承德067000)

小檗堿；糖尿?。灰葝u素抵抗；血脂異常

2型糖尿病(T2DM)占DM 90%以上。對于T2DM的治療除飲食和運(yùn)動之外，還包括口服降糖藥物和皮下注射胰島素。通過降糖治療可有效減少DM并發(fā)癥，但臨床用藥的副作用，如二甲雙胍和阿卡波糖的胃腸道反應(yīng)、噻唑烷二酮類增加心血管疾病的風(fēng)險等限制其臨床應(yīng)用。傳統(tǒng)中藥具有多方位、多環(huán)節(jié)、多靶點(diǎn)的特點(diǎn)，在DM治療中歷史悠久，其中，黃連及其組成小檗堿在糖脂代謝方面有廣泛的應(yīng)用前景。本文就近年國內(nèi)外針對小檗堿降糖、調(diào)脂機(jī)制的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1　小檗堿的來源及化學(xué)特性

小檗堿是植物季銨鹽，屬于異喹啉類生物堿組，集中在大多數(shù)植物的根、莖、干部位，如黃連、北美黃連、金印草根(白毛莨)、冬青葉小蘗(奧勒岡葡萄根)、歐洲伏牛(伏?；?、歐洲小檗、心葉青牛膽、古山龍屬等。小檗堿作為抗菌藥已應(yīng)用多年，臨床上長期用于解熱、解毒、抗腸道細(xì)菌感染?，F(xiàn)代藥理研究發(fā)現(xiàn)它還有抗心律失常、擴(kuò)張冠狀血管、降血糖、調(diào)血脂、抗腫瘤等作用，被廣泛應(yīng)用于心律失常、心力衰竭、DM、高脂血癥等疾病的治療中。小檗堿的化學(xué)結(jié)構(gòu)含有季堿，它以鹽的形式比如鹽酸小檗堿或硫酸小檗堿進(jìn)行商品化應(yīng)用于臨床。

2　小檗堿改善胰島素抵抗(IR)和降糖的機(jī)制

多項基礎(chǔ)和臨床證據(jù)〔1〕顯示小檗堿通過多種機(jī)制參與葡萄糖代謝。在培養(yǎng)的人肝細(xì)胞和大鼠骨骼肌細(xì)胞中，小檗堿通過蛋白激酶C增加胰島素受體mRNA的表達(dá)。自從小檗堿作為胰島素增敏劑被觀察以來，它的藥效與二甲雙胍不同。實驗動物模型研究〔2〕表明，在T2DM小鼠模型中，小檗堿通過一種涉及視黃醇結(jié)合蛋白(RBP)-4和葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)因子(GLUT)-4機(jī)制，顯示出比二甲雙胍更好的空腹血糖值及降低低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)且改善IR。

小檗堿降糖機(jī)制不僅簡單地表現(xiàn)在胰島素增敏劑的功能上，它還有可能直接作用于胃腸道，在高脂飲食和鏈脲佐菌素誘導(dǎo)的T2DM大鼠中，給予大鼠小檗堿100 mg·kg-1·d-1的劑量2 w，發(fā)現(xiàn)小檗堿與血漿及腸道胰高血糖素樣肽2水平上升，高胰島素血癥和IR改善有關(guān)聯(lián)〔3〕。

證據(jù)〔4〕表明小檗堿的降糖機(jī)制也可能表現(xiàn)促泌劑功能，給予DM大鼠小檗堿，并與磺酰脲類格列本脲藥物進(jìn)行比較，觀察促分泌作用，發(fā)現(xiàn)劑量依賴的小檗堿增強(qiáng)了葡萄糖刺激胰島素分泌的作用，增加肝細(xì)胞核因子(HNF)-4α的mRNA的翻譯和葡萄糖激酶活性，從而表現(xiàn)出一種不同于磺脲類藥物的促胰島素效應(yīng)。有研究〔5〕卻觀察到小檗堿抑制小鼠胰島素瘤細(xì)胞胰島素分泌。然而，胰島細(xì)胞瘤是一種特殊的條件，胰島素分泌在胰島瘤細(xì)胞水平上會發(fā)生改變，因此出現(xiàn)不同結(jié)果。

在具有IR的小鼠胚胎成纖維(3T3-L1)脂肪細(xì)胞模型中的，小檗堿逆轉(zhuǎn)胰島素受體底物(IRS)-1 Ser307的磷酸化、提高胰島素刺激葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)及逆轉(zhuǎn)游離脂肪酸誘導(dǎo)的IR。在非酒精性脂肪肝的小鼠肝臟里，小檗堿通過上調(diào)IRS-2 mRNA的表達(dá)減輕IR〔6〕。在對3T3-L1脂肪細(xì)胞研究〔7〕中，小檗堿沒有增強(qiáng)IRS-1和胰島素受體酪氨酸磷酸化，而是提高了細(xì)胞GLUT-4水平及腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)活性，這與GLUT-1介導(dǎo)的葡萄糖攝取有關(guān)。

研究表明小檗堿的全身生物利用度相對較低，但是它憑借對某些細(xì)菌的顯著抗菌作用來調(diào)節(jié)腸道菌群，同時可發(fā)揮降糖作用〔8〕。在動物模型中，小檗堿明顯減少硬壁菌門和擬桿菌門占菌落總數(shù)的比例，這可能抑制膳食中多糖的降解，降低潛在卡路里攝入，而且激活禁食誘導(dǎo)脂肪因子(FIAF，由腸內(nèi)微生物負(fù)性調(diào)控的一種關(guān)鍵蛋白)及在內(nèi)臟脂肪組織中的線粒體能量代謝的相關(guān)表達(dá)〔9〕。因此，小檗堿似乎能抑制腸道黏膜雙糖酶，下調(diào)蔗糖-異麥芽糖酶的活性，進(jìn)而改善實驗動物乙二醇耐受，作用原理類似于阿卡波糖。

3　小檗堿降脂作用機(jī)制

多項研究〔10〕發(fā)現(xiàn)，小檗堿的降脂效應(yīng)主要是通過細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶(ERK)依賴方式調(diào)節(jié)肝低密度脂蛋白受體(LDL-R)含量及通過c-Jun氨基末端激酶(JNK)通路增加LDL-R啟動子轉(zhuǎn)錄活性，促進(jìn)LDL-R表達(dá)。肝細(xì)胞表面LDL-R代償性增加或活性增強(qiáng)，使血漿LDL降低，繼而導(dǎo)致極低密度脂蛋白(VLDL)代謝加快，再加上肝合成及釋放VLDL減少，也導(dǎo)致VLDL及甘油三酯相應(yīng)下降。此外，小檗堿誘導(dǎo)降低枯草溶菌素轉(zhuǎn)化酶(PCSK)9基因的轉(zhuǎn)錄水平，通過與細(xì)胞表面受體的表皮生長因子A結(jié)合及穿梭于LDL-R的溶酶體降解，PCSK9基因轉(zhuǎn)錄后下調(diào)LDL-R。Li 等〔11〕也報道過PCSK9 的抑制機(jī)制與肝細(xì)胞核因子HNF-1α下調(diào)有關(guān)。

小檗堿所具有的穩(wěn)定LDL-R mRNA的效應(yīng)是通過減少LDL-R mRNA 3′端的非編碼區(qū)，此編碼區(qū)結(jié)合了不均一核糖核蛋白Ⅰ和KH型剪接調(diào)控蛋白(KSRP)，KSRP是LDL-R mRNA穩(wěn)定性的關(guān)鍵的調(diào)制器。除LDL-R表達(dá)上調(diào)外，人們也提出了一些其他機(jī)制。在3T3-L1細(xì)胞里，通過小檗堿治療，瘦素、 轉(zhuǎn)錄因子像固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白(SREBP)-1C和CCAAT增強(qiáng)子結(jié)合蛋白(C/EBP)-α，氧化物酶體增殖物激活受體(PPAR)-γ、脂肪酸合成酶、乙酰輔酶A羧化酶、 脂酰輔酶A合成酶及脂蛋白脂肪酶都會減少。小檗堿激活A(yù)MPK同時阻斷絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)/ERK信號通路，從而抑制脂質(zhì)的合成及小檗堿對AMPK的作用被分裂原活化(MEK)抑制劑所阻斷，這提示在這兩種途徑之間有聯(lián)系?？傮w而言，小檗堿抗高脂血癥效果不直接與劑量相關(guān)。

給予高脂飲食喂養(yǎng)SD大鼠胃管內(nèi)灌入小檗堿200 mg·kg-1·d-116 w，與對照組相比，小檗堿治療組體重下降，血同型半胱氨酸、總膽固醇和LDL-C下降，分子機(jī)制涉及上調(diào)LDL-R mRNA水平，抑制3-羥基3-甲基戊二酰輔酶A還原酶(HMGR)基因表達(dá)，肝臟載脂蛋白(Apo)E mRNA表達(dá)增加，但ApoA1和清道夫受體(SR)mRNA沒有改變，該實驗中小檗堿治療組中血管未見動脈粥樣硬化性改變〔12〕。Cao等〔13〕研究發(fā)現(xiàn)，小檗堿通過激活A(yù)MPK途徑降低甘油三酯水平，部分是由于上調(diào)脂肪分解有關(guān)基因、抑制脂肪合成的基因表達(dá)?？诜￠迚A后其代謝產(chǎn)物的活性形式有可能成為降脂功能的候選藥物之一。

4　小檗堿在臨床實踐的應(yīng)用

大規(guī)模人體糖脂代謝研究數(shù)據(jù)較少。在亞洲T2DM患者給予小檗堿500 mg，3次/d，與對照組比較減少糖化糖化血紅蛋白(-2%)，空腹血糖(-44%)，餐后血糖 (-45%)，空腹血漿胰島素(-28%)和IR指數(shù)(HOMA-IR)(-44.7%)〔14〕。36例初發(fā)T2DM患者隨機(jī)分配到小檗堿治療組和二甲雙胍治療組(500 mg/d)3個月，發(fā)現(xiàn)小檗堿的降糖作用與二甲雙胍類似〔15〕。小檗堿治療組，明顯降低糖化血紅蛋白〔從(9.5±0.5)%降至(7.5±0.4)%，P<0.01〕、空腹血糖〔從(10.6±0.9)降至(6.9±0.5)mmol/L，P<0.01〕、餐后血糖〔從(19.8±1.7)降至(11.1±0.9)mmol/L，P<0.01〕、血漿甘油三酯〔從(1.13±0.13)降至(0.89±0.03)mmol/L，P<0.05〕。此外，與安慰劑相比，T2DM患者在接受小檗堿治療前后，游離脂肪酸發(fā)生顯著變化，C13脂肪酸濃度顯著減少〔16〕。

Affuso 等〔17〕把50例患者隨機(jī)分到機(jī)能性食品組和安慰劑組進(jìn)行6 w實驗。機(jī)能性食品組藥物成分包括500 mg小檗堿、200 mg紅曲米(含有少量洛伐他汀)及10 mg 普利醇。在隨后進(jìn)行為期4 w的擴(kuò)大試驗，所有樣本全部接受機(jī)能性食品組藥物。有關(guān)機(jī)能性食品組的主要結(jié)果指標(biāo)如總膽固醇、血漿甘油三酯、LDL-C的含量下降。在64例患有代謝癥候群患者中，評估安慰劑組及機(jī)能性食品組(有小檗堿、普利醇及紅曲米組成)的效果，18 w后，與安慰劑組相比，有機(jī)能性食品組HOMA-IR明顯降低，總膽固醇與LDL-C也顯著下降，但甘油三酯、高密度脂蛋白膽固醇不受影響。此外在患者食用完標(biāo)準(zhǔn)復(fù)合餐以后，血液中的葡萄糖和胰島素含量明顯減少。與安慰劑組相比，有機(jī)能性食品組的血流介導(dǎo)的內(nèi)皮依賴性血管舒張功能加強(qiáng)且動脈收縮期血壓明顯降低〔18〕。對12名健康受試者接受為期1個月的小檗堿治療，另選11名健康受試者作為對照，研究者對細(xì)胞內(nèi)活性氧(ROS)、一氧化氮(NO)的生成、NADPH氧化酶(NOX)4蛋白表達(dá)分別進(jìn)行檢查。與對照組相比，小檗堿組的血清丙二醛和循環(huán) CD31+/CD42-MPs水平明顯下降，這與血流介導(dǎo)的內(nèi)皮依賴性血管舒張功能的升高有關(guān)。證實小檗堿治療方法通過部分降低血管內(nèi)皮細(xì)胞氧化應(yīng)激來改善血管內(nèi)皮功能〔19〕。近期一項針對患有多囊卵巢綜合征的婦女展開的研究表明接受小檗堿的治療組腰圍和腰臀比、空腹血糖和空腹血漿胰島素、胰島素曲線下面積、HOMA-IR下降，并與接受二甲雙胍的治療方法相比有類似的下降值〔20〕。

5　小檗堿的安全性和不良反應(yīng)

在大多數(shù)臨床試驗中，小檗堿已被證明是安全的。但據(jù)報道〔21〕，小檗堿在一小部分患者中造成惡心、 嘔吐、 便秘、 高血壓、 呼吸衰竭和感覺反常，但是這些不良反應(yīng)的臨床證據(jù)在文獻(xiàn)中并不很多。在小檗堿的使用中，罕見的不良影響包括頭痛、 皮膚過敏、 顏面潮紅、心動過緩。不是任何一種水腫都和小檗堿的使用有關(guān)，小檗堿與許多處方藥之間有潛在藥物的相互作用，因為小檗堿抑制體內(nèi)外p450 氧化酶的活動〔21〕，小檗堿也調(diào)控p450s基因表達(dá)。此外，由于對新生兒潛在的不良反應(yīng)，孕婦和哺乳期婦女禁用小檗堿?？诜￠迚A主要通過肝臟代謝，因此，小檗堿對于腎病患者是安全的〔22〕。

1Kong WJ,Zhang H,Song DQ,etal.Berberine reduces insulin resistance through protein kinase C-dependent up regulation of insulin receptor expression〔J〕.Metabolism,2009;58(1):109-19.

2Zhang W,Xu YC,Guo FJ,etal.Antidiabetic effects of cinnamaldehyde and berberine and their impacts on retinol binding protein 4 expression in rats with type 2 diabetes mellitus〔J〕.Chin Med J,2008;121(21):2124-8.

3Shan CY，Yang JH，Kong Y，etal.Alteration of the intestinal barrier and GLP2 secretion in Berberine-treated type 2 diabetic rats〔J〕.J Endocrinol,2013;218(3):255-62.

4Wang ZQ,Lu FE,Leng SH,etal.Facilitating effects of berberine on rat pancreatic islets through modulating hepatic nuclear factor 4 alpha expression and glucokinase activity〔J〕.World J Gastroenterol,2008;14(39):6004-11.

5Zhou L,Wang X,Shao L,etal.Berberine acutely inhibits insulin secretion from beta-cells through 3′,5′-cyclic adenosine 5′-monophosphate signaling pathway〔J〕.Endocrinology,2008;149(9):4510-8.

6Xing LJ，Zhang L，Liu T，etal.Berberine reducing insulin resistance by up-regulating IRS-2 mRNA expression in nonalcoholic fatty liver disease (NAFLD) rat liver〔J〕.Eur J Pharmacol,2011;668(3):467-71.

7Kim SH,Shin EJ,Kim ED,etal.Berberine activated GLUT-1-mediated glucose uptake in 3T3-L1adipocytes〔J〕.Biol Pharm Bull,2007;30(11):2120-5.

8Han J，Lin H，Huang W.Modulating gut microbiota as an anti-diabetic mechanism of berberine〔J〕.Med Sci Moni,2011;17(7):RA164-7.

9Xie W，Gu D，Li J，etal.Effects and action mechanisms of berberine and rhizoma coptidis on gut microbes and obesity in high-fat diet-fed C57BL/6J mice〔J〕.PLoS one,2011;6(9):e24520.

10Lee S,Lim HJ,Park JH,etal.Berberine induced LDLR up-regulation involves JNK pathway〔J〕.Biochem Biophys Res Commun,2007;362(4):853-7.

11Li H，Park S，Lee HS，etal.HNF1alpha plays a critical role in pcsk9 gene transcription and regulation by a natural hypocholesterolemic compound berberine〔J〕.J Biol Chem,2009;284(42):28885-95.

12Chang XX，Yan HM，Xu Q，etal.The effects of berberine on hyperhomocysteinemia and hyperlipidemia in rats fed with a long-term high-fat diet〔J〕.Lipids Health Dis,2012;11:86.

13Cao S，Zhou Y，Xu P，etal.Berberine metabolites exhibit triglyceride-lowering effects via activation of AMP-activated protein kinase in Hep G2 cells〔J〕.J Ethnopharmacol,2013;149(2):576-82.

14Liu L，Yu YL，Yang JS，etal.Berberine suppresses intestinal disaccharidases with beneficial metabolic effects in diabetic states，evidences from in vivo and in vitro study〔J〕.Naunyn Schmiedebergs Arch Pharmacol,2010;381(4):371-81.

15Yin J,Xing H,Ye J.Efficacy of berberine in patients with type 2 diabetes mellitus〔J〕.Metabolism,2008;57(5):712-7.

16Gu Y，Zhang Y，Shi X，etal.Effect of traditional Chinese medicine berberine on type 2 diabetes based on comprehensive metabonomics〔J〕.Talanta,2010;81(3):766-72.

17Affuso F，Ruvolo A，Micillo F，etal.Effects of a nutraceutical combination (berberine，red yeast rice and policosanols) on lipid levels and endothelial function randomized，double-blind，placebo-controlled study〔J〕.Nutr Metab Cardiovasc Dis,2010;20(9):656-61.

18Affuso F，Mercurio V，Ruvolo A，etal.A nutraceutical combination improves insulin sensitivity in patients with metabolic syndrome〔J〕.World J Cardiol,2012;4(3):77-83.

19Cheng F，Wang Y，Li J，etal.Berberine improves endothelial function by reducing endothelial microparticles-mediated oxidative stress in humans〔J〕.Int J Cardiol,2013;167(3):936-42.

20Cicero A，Derosa G，Maffioli P，etal.Long-term effects of a berberine based nutraceutical on body weight and insulin-sensitivity in nondiabetic hyperlipidaemic patients〔J〕.J Hypert,2011;29(e-Suppl A):e160.

21Guo Y，Pope C，Cheng X，etal.Dose-response of berberine on hepatic cytochromes P450 mRNA expression and activities in mice〔J〕.J Ethnopharmacol,2011;138(1):111-8.

22Tan XS，Ma JY，F(xiàn)eng R，etal.Tissue distribution of berberine and its metabolites after oral administration in rats〔J〕.PLoS One,2013;8(10):e77969.

〔2015-03-21修回〕

(編輯王一涵)

承德市科技局指導(dǎo)項目(No.200922075)

高宇(1973-)，女，主任醫(yī)師，博士，碩士生導(dǎo)師，主要從事糖尿病與脂代謝研究。

劉曉燕(1965-)，女，主任醫(yī)師，主要從事內(nèi)分泌代謝疾病研究。

R587

A

1005-9202(2016)16-4117-03；doi：10.3969/j.issn.1005-9202.2016.16.115

1承德醫(yī)學(xué)院