王鑫喆 沈夢(mèng)婷 閆鵬舉 趙宏 蘇瑾
摘 要 目的:了解黃連生物堿類活性成分與腸道菌群相互作用的研究進(jìn)展,為后續(xù)進(jìn)一步研究提供參考。方法:以“黃連”“腸道菌群”“相互作用”“生物堿”“調(diào)控腸道菌群”“藥效學(xué)”“Coptis chinensis”“Intestinal flora”“Interaction”“Alkaloids”“Regulation of Enterobacteria”“Pharmacodynamics”等為關(guān)鍵詞,在中國(guó)知網(wǎng)、萬(wàn)方數(shù)據(jù)庫(kù)、維普、PubMed、GeenMedical等數(shù)據(jù)庫(kù)中組合查詢于2009年1月-2020年4月發(fā)表的相關(guān)文獻(xiàn),對(duì)黃連生物堿成分或其配伍復(fù)方與腸道菌群的相互作用,以及基于這種作用產(chǎn)生的藥物代謝轉(zhuǎn)化和藥效進(jìn)行綜述。結(jié)果與結(jié)論:黃連系常見苦寒中藥,其主要含有生物堿類及阿魏酸、黃柏酮、黃柏內(nèi)酯、綠原酸等成分,其生物堿類主要包含小檗堿、黃連堿、巴馬汀、藥根堿、木蘭花堿等;其中含量較高的主要抑菌活性成分是小檗堿。黃連生物堿及其配伍復(fù)方與腸道菌群之間的作用是雙向的:一方面腸道菌群對(duì)黃連生物堿具有代謝作用,其代謝產(chǎn)物極性變大,脂水分配系數(shù)發(fā)生變化,易于吸收入血,能增加藥效;另一方面,黃連生物堿能夠調(diào)控腸道菌群的構(gòu)成,改善腸道菌群失調(diào),恢復(fù)腸道屏障完整性,不僅對(duì)腸道局部疾病有治療作用,還可能通過腸-腦軸、腸-心軸及腸-肝軸或其他途徑對(duì)2型糖尿病、高脂血癥及神經(jīng)系統(tǒng)疾病等發(fā)揮治療作用。目前,黃連生物堿及其配伍復(fù)方影響腸道菌群結(jié)構(gòu)的研究多數(shù)停留在雙歧桿菌、大腸埃希菌等菌群數(shù)量以及腸菌豐度和多樣性的改變方面,難以歸納總結(jié)出一定規(guī)律,研究方法也比較局限;未來(lái)應(yīng)將研究重點(diǎn)從現(xiàn)象觀察轉(zhuǎn)移至作用機(jī)制的闡明。
關(guān)鍵詞 黃連;生物堿;腸道菌群;相互作用;調(diào)控腸菌;代謝;藥效
腸道菌群是腸道微生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,對(duì)腸道分泌功能、腸道通透性、物質(zhì)代謝和能量吸收有重要影響,對(duì)人體健康發(fā)揮著重要作用[1]。近年來(lái)研究表明,腸道菌群紊亂會(huì)導(dǎo)致腸道致病菌增加,其變化與結(jié)腸炎、2型糖尿病、肥胖、心腦血管疾病等多種疾病的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)[2]。由此可見,腸道菌群已成為一個(gè)新的藥物作用靶點(diǎn),將為疾病預(yù)防及治療提供新思路。
黃連是我國(guó)傳統(tǒng)中藥,現(xiàn)代研究表明,黃連中主要含有小檗堿、黃連堿、巴馬汀、藥根堿等生物堿類活性成分,由于該類成分吸收差、血藥濃度低、生物利用度低,僅從藥物口服吸收的角度無(wú)法闡明其發(fā)揮藥效的作用機(jī)制[3]。黃連多以提取物或配伍復(fù)方使用,給藥途徑多為口服,主要通過胃腸道發(fā)揮療效,不可避免地會(huì)與腸道菌群發(fā)生接觸從而發(fā)生相互作用[4],深入了解這種作用有助于黃連活性成分的新藥研發(fā)及闡明其藥效物質(zhì)基礎(chǔ)。因此,筆者以“黃連”“腸道菌群”“相互作用”“生物堿”“調(diào)控腸道菌群”“藥效學(xué)”“Coptis chinensis”“Intestinal flora”“Interaction”“Alkaloids”“Regulation of Enterobacteria”“Pharmacodynamics”等為關(guān)鍵詞,在中國(guó)知網(wǎng)、萬(wàn)方數(shù)據(jù)庫(kù)、維普、PubMed、GeenMedical等數(shù)據(jù)庫(kù)中組合查詢于2009年1月-2020年4月發(fā)表的相關(guān)文獻(xiàn),就黃連生物堿成分或其配伍復(fù)方與腸道菌群的相互作用,以及基于這種作用產(chǎn)生的藥物代謝轉(zhuǎn)化和藥效進(jìn)行綜述,為后續(xù)進(jìn)一步研究提供參考價(jià)值。
1 黃連及其生物堿成分
黃連是毛茛科多年生草本植物黃連Coptis chinensis Franch.的干燥根莖,在我國(guó)分布于湖南、四川、貴州、陜西南部等地區(qū),始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》,為常見苦寒中藥,主要功效為清熱燥濕、瀉火解毒[5]。現(xiàn)代研究證明,黃連具有抗菌、抗病毒、改善糖尿病、抗氧化、抗炎、抗腫瘤等廣泛的藥理作用,尤其對(duì)治療細(xì)菌感染性疾病效果顯著[6]。黃連在臨床上常用于腹瀉、糖尿病及其并發(fā)癥等疾病的治療,療效顯著。中醫(yī)在臨床上常將黃連與黃芩、黃柏、大黃、吳茱萸、甘草等進(jìn)行配伍使用,相關(guān)經(jīng)典方劑和驗(yàn)方的研究報(bào)道很多,療效可靠[7]。
黃連主要含有生物堿類及阿魏酸、黃柏酮、黃柏內(nèi)酯、綠原酸等成分,其生物堿類主要包含小檗堿、黃連堿、巴馬汀、藥根堿、木蘭花堿等,到目前為止,黃連中發(fā)現(xiàn)的生物堿約有34種,均屬于異喹啉類生物堿,它們的結(jié)構(gòu)差異極小,理化性質(zhì)也較為相似[8]。黃連生物堿中含量較高的主要抑菌活性成分是小檗堿,又稱黃連素,其具有多靶點(diǎn)作用、不易產(chǎn)生耐藥性的特點(diǎn),對(duì)大腸埃希菌和痢疾桿菌引起的腸道感染有良好的效果,對(duì)于腸道菌群失調(diào)具有調(diào)節(jié)作用[9]。黃連生物堿的口服生物利用度較低,均不足5%,體內(nèi)分布和胃腸道分布不同,具有血漿藥動(dòng)學(xué)和胃腸道內(nèi)藥動(dòng)學(xué)雙重動(dòng)力學(xué)特征,相關(guān)體內(nèi)藥動(dòng)學(xué)、體內(nèi)外代謝及藥效機(jī)制已成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)[10]。
2 腸道菌群對(duì)黃連生物堿的作用
在腸道內(nèi),腸道菌群可將黃連生物堿成分代謝為去甲氧基和氫化產(chǎn)物,其代謝產(chǎn)物具有更好的水溶性,更易被吸收[9]。黃連生物堿成分常見的代謝產(chǎn)物及化學(xué)分子式見表1。
由于小檗堿結(jié)構(gòu)中的2個(gè)甲氧基和亞甲基相對(duì)不穩(wěn)定,腸道菌群對(duì)其代謝反應(yīng)主要是去甲氧基和還原反應(yīng),生成去甲氧基小檗堿和氫化小檗堿[11]。腸道菌群對(duì)黃連堿的代謝反應(yīng)也為去甲氧基和還原反應(yīng),黃連堿在腸道菌群的代謝下生成去氫化黃連堿,以及還原后生成甲氧基黃連堿,后者為黃連堿在腸道菌群中的主要代謝產(chǎn)物[11]。腸道菌群對(duì)巴馬汀的代謝反應(yīng)為去甲氧基化,產(chǎn)生去甲氧基巴馬汀[11]。小檗堿、黃連堿和巴馬汀在腸道中的代謝途徑見圖1~圖3。腸道菌群通過影響黃連生物堿在腸道內(nèi)的代謝,可對(duì)其藥效發(fā)揮起到重要作用,如氫化小檗堿的極性大于小檗堿,而腸道對(duì)氫化小檗堿的吸收更快。有研究表明,氫化小檗堿中的極性結(jié)構(gòu)區(qū)域是其降血糖的特征結(jié)構(gòu),有效成分與其代謝產(chǎn)物間可共同發(fā)揮藥效[12]。
3 黃連生物堿對(duì)腸道菌群的作用
腸道菌群對(duì)黃連活性成分進(jìn)行代謝轉(zhuǎn)化的同時(shí),黃連生物堿也可對(duì)腸道菌群的構(gòu)成發(fā)揮影響[9]。一方面,在臨床應(yīng)用上,以小檗堿為代表的黃連生物堿活性成分或其配伍復(fù)方,可通過抗菌、抗炎、調(diào)控腸道菌群構(gòu)成來(lái)恢復(fù)疾病引起的腸道菌群紊亂,進(jìn)而治療胃腸道疾病;另一方面,還可通過腸-腦軸、腸-心軸、腸-肝軸或其他途徑對(duì)2型糖尿病、高血脂癥及神經(jīng)系統(tǒng)疾病[如抑郁癥、睡眠障礙、阿爾茨海默?。ˋD)等]發(fā)揮治療作用[13-15]。
3.1 治療胃腸道疾病
3.1.1 治療腹瀉 腹瀉是消化系統(tǒng)常見疾病之一,病情加重可引發(fā)脫水及體內(nèi)電解質(zhì)紊亂,嚴(yán)重者甚至可發(fā)生休克[16]。葛根芩連湯是由葛根、黃連等組成的中藥方劑,被廣泛用于治療病毒性腹瀉等傳染性胃腸道疾病[17]。蔡學(xué)寧等[18]使用鹽酸小檗堿聯(lián)合雙歧桿菌四聯(lián)活菌治療小兒感染性腹瀉,取得了良好的療效。任婷婷等[19]采用小檗堿聯(lián)合益生菌治療因二甲雙胍導(dǎo)致的腹瀉等胃腸道不良反應(yīng)。研究表明,小檗堿主要通過對(duì)腸道致病菌如大腸埃希菌和霍亂弧菌的抑制作用來(lái)治療腹瀉[18]。但是,由于不同人群的腸道菌群存在差異,因此對(duì)小檗堿的代謝程度不同;而同時(shí),小檗堿通過重塑腸道微生物結(jié)構(gòu)也會(huì)導(dǎo)致多種細(xì)菌豐度變化,可能會(huì)伴隨出現(xiàn)輕度腹瀉[20]。因此,在使用小檗堿進(jìn)行治療時(shí)應(yīng)謹(jǐn)慎考慮不良反應(yīng)或不耐受的情況。
3.1.2 治療腸易激綜合征 腸易激綜合征是消化系統(tǒng)常見的慢性腸道功能紊亂性疾病,主要表現(xiàn)為反復(fù)腹痛、腹脹、腹瀉、便秘等癥狀[21]。研究表明,在腸易激綜合征的免疫應(yīng)答中,可通過核因子-κB(NF-κB)信號(hào)通路來(lái)調(diào)節(jié)炎癥和疼痛相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄,激活炎癥因子的轉(zhuǎn)錄,導(dǎo)致腹痛[22]。黃連生物堿可抑制腸易激綜合征模型大鼠腸道NF-κB信號(hào)通路,抑制炎性細(xì)胞因子的活化,增強(qiáng)抗炎細(xì)胞因子的表達(dá),減輕腸黏膜炎癥;同時(shí),還可降低腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子及其受體的表達(dá),調(diào)節(jié)膽囊收縮素(CCK)從而對(duì)胃腸道功能進(jìn)行調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)5-羥色胺(5-HT)從而緩解腸易激綜合征引起的疼痛,進(jìn)而產(chǎn)生治療作用[22]。
3.1.3 治療結(jié)腸炎 潰瘍性結(jié)腸炎是一種慢性胃腸道炎癥性疾病,具有易復(fù)發(fā)、病因復(fù)雜等特點(diǎn),其病原學(xué)、遺傳傾向、免疫反應(yīng)及腸道菌群失調(diào)是發(fā)病的關(guān)鍵影響因素。Zhang XJ等[23]采用巴馬汀治療右旋糖酐硫酸鈉誘導(dǎo)的結(jié)腸炎模型小鼠,結(jié)果表明,巴馬汀可使小鼠腸道中類桿菌和硬壁菌的相對(duì)豐度增加,抑制血漿中色氨酸的分解代謝,并降低結(jié)腸組織中吲哚胺2,3-雙加氧酶1(即色氨酸分解代謝的限速酶)蛋白的表達(dá)水平,從而減輕結(jié)腸損傷、抑制上皮細(xì)胞凋亡、保護(hù)腸黏膜。黃連生物堿還能夠抑制右旋糖酐硫酸鈉誘導(dǎo)的潰瘍性結(jié)腸炎模型大鼠結(jié)腸組織中轉(zhuǎn)錄活化蛋白3(STAT3)和NF-κB p65的磷酸化,有效抑制白細(xì)胞介素6(IL-6)/STAT3/NF-κB的活化,抑制促炎性細(xì)胞因子的產(chǎn)生,阻斷IL-6/STAT3/NF-κB信號(hào)通路,從而減輕炎癥反應(yīng)[24];同時(shí),可促進(jìn)短鏈脂肪酸合成,增強(qiáng)IL-10的表達(dá),激活Treg細(xì)胞,從而改善結(jié)腸炎癥狀[25]。研究還發(fā)現(xiàn),小檗堿可緩解結(jié)腸炎癥狀,保護(hù)機(jī)體,并通過抑制腸道干細(xì)胞標(biāo)志物和緊密連接蛋白的破壞,使咬合蛋白的表達(dá)水平上調(diào),達(dá)到維持腸黏膜機(jī)械屏障的穩(wěn)態(tài)、修復(fù)腸道完整性的目的,在維持健康的腸道微生物系統(tǒng)方面具有顯著作用[25-26]。
3.2 基于腸-腦軸等相關(guān)途徑的疾病治療
3.2.1 治療2型糖尿病 中醫(yī)學(xué)認(rèn)為糖尿病屬于“消渴癥”的范疇,中藥治療具有悠久的歷史[27]。在糖尿病患者中,多數(shù)為2型糖尿病,其病理機(jī)制存在“痰”“瘀”“熱”“氣”的特點(diǎn)[28]。采用黃連溫膽湯治療2型糖尿病,可調(diào)節(jié)腸道菌群、提高胰島素水平,從而降低患者的血糖水平[29]。此外,還有許多黃連配伍的復(fù)方,如芪箭合劑(由黃芪、黃連等組成),可調(diào)節(jié)氨基酸和碳水化合物代謝,通過腫瘤抑制蛋白P53基因(TP53)、蘇氨酸蛋白激酶1(AKT1)和過氧化物增殖劑活化受體α(PPARA)蛋白發(fā)揮作用,改變腸道菌群結(jié)構(gòu),有效調(diào)節(jié)血糖水平,從而治療2型糖尿病[30]。
目前認(rèn)為,胰島素分泌缺陷和胰島素抵抗是2型糖尿病發(fā)病機(jī)制的兩個(gè)基本環(huán)節(jié)[31]。高糖飲食可引起腸道中雙歧桿菌以及產(chǎn)丁酸細(xì)菌的減少,而丁酸鹽可降低血脂血糖水平,因此高糖飲食會(huì)導(dǎo)致胰島素抵抗?fàn)顟B(tài)下腸道中丁酸水平降低;黃連生物堿可改善腸道菌群結(jié)構(gòu),修復(fù)腸促胰酶素的分泌,進(jìn)而減輕胰島素抵抗或減少2型糖尿病代謝性疾病的發(fā)生,同時(shí)能改善腸道菌群降解酶系統(tǒng),利用宿主腸道內(nèi)不能被消化吸收的多糖,將其轉(zhuǎn)化為短鏈脂肪酸[32]。在短鏈脂肪酸合成中,黃連生物堿能對(duì)短鏈脂肪酸合成酶起調(diào)節(jié)作用,并通過與脂肪細(xì)胞膜上G蛋白偶聯(lián)的脂肪酸受體結(jié)合,促進(jìn)游離脂肪酸和葡萄糖的吸收,從而改善胰島素抵抗?fàn)顟B(tài)[33]。
目前,關(guān)于小檗堿治療2型糖尿病已有許多報(bào)道,研究表明其會(huì)使患者胰高血糖素水平降低[34-35]。研究發(fā)現(xiàn),小檗堿能通過“菌群-腸-腦”軸調(diào)節(jié)腸道菌群的結(jié)構(gòu)和多樣性,使胰高血糖素樣肽1和神經(jīng)肽Y水平升高,使胰高血糖素樣肽1受體mRNA水平上調(diào)以及下丘腦活性改善,對(duì)高脂飲食誘導(dǎo)的代謝紊亂如胰島素抵抗、肥胖等具有明顯療效[36]。小檗堿還可通過促進(jìn)胰島素的分泌,促進(jìn)胰島β細(xì)胞再生,抑制糖原異生或促進(jìn)糖酵解,從而降低血糖水平[37]。還有研究表明,小檗堿可逆轉(zhuǎn)高脂飲食導(dǎo)致的雙歧桿菌等保護(hù)性細(xì)菌的減少,增加大腸埃希菌數(shù)量,改變腸道菌群的組成,保護(hù)腸道黏膜屏障,降低腸道通透性和提高血漿內(nèi)毒素水平,增加脂多糖釋放入血[38]。小檗堿可調(diào)節(jié)脂多糖誘導(dǎo)的Toll樣受體4(TLR4)/腫瘤壞死因子α(TNF-α)信號(hào)通路,增加肝臟胰島素受體和胰島素受體底物1的表達(dá)來(lái)減輕胰島素抵抗[38]。小檗堿還可增加與氧化應(yīng)激密切相關(guān)的磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)、葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體2(GLUT2)等蛋白的表達(dá),從而促進(jìn)葡萄糖的代謝[39]。
3.2.2 治療高脂血癥 腸道菌群的數(shù)量和結(jié)構(gòu)與肥胖的發(fā)生、發(fā)展具有相關(guān)性[40]。臨床研究表明,黃連解毒湯可以降低高脂血癥患者的血脂水平、影響其膽固醇代謝,使患者各項(xiàng)指標(biāo)都趨向正常,該作用機(jī)制可能是通過改善腸道菌群結(jié)構(gòu)、調(diào)整有益菌和致病菌比例,從而達(dá)到機(jī)體平衡[41]。宋夢(mèng)微[42]研究發(fā)現(xiàn),黃連解毒湯可增加腸道菌群中擬桿菌和雙歧桿菌等有益菌的數(shù)量,促進(jìn)小鼠脂質(zhì)代謝,降低其血脂水平。研究顯示,中藥復(fù)方制劑瀉心湯(含大黃、黃芩、黃連等成分)具有降血脂、降血糖的作用,可增強(qiáng)腸道菌群中關(guān)鍵合成酶如乙酸激酶、乙酸輔酶A轉(zhuǎn)移酶和丁酸激酶等相關(guān)基因的表達(dá)和活性,提高短鏈脂肪酸的合成,并可通過激活過氧化物酶體增殖物激活受體y輔激活因子1α/解偶聯(lián)蛋白2信號(hào)通路,顯著降低肥胖模型大鼠體內(nèi)三磷酸腺苷(ATP)、二磷酸腺苷(ADP)和一磷酸腺苷(AMP)的水平,并通過增加腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)基因的表達(dá),阻斷肥胖模型大鼠雷帕霉素靶蛋白信號(hào)通路靶點(diǎn),從而顯著改善其血脂異常[43]。黃連生物堿還可通過調(diào)節(jié)細(xì)胞外信號(hào),調(diào)節(jié)激酶的活性,提高轉(zhuǎn)錄后低密度脂蛋白受體mRNA的穩(wěn)定性,上調(diào)低密度脂蛋白受體的表達(dá)水平或通過調(diào)節(jié)微生物的腸-腦軸來(lái)改善高脂飲食引起的代謝紊亂[44]。
黃連生物堿具有降低血清膽固醇、三酰甘油、低密度脂蛋白膽固醇水平等作用[45]。有文獻(xiàn)報(bào)道,小檗堿在降血脂方面的作用機(jī)制可能與改善腸道菌群失調(diào)、激活內(nèi)臟脂肪組織相關(guān)基因的表達(dá)、影響膽汁酸的合成與代謝、激活A(yù)MPK途徑、改善胰島素抵抗等有關(guān)[45]。黃連生物堿在回腸中可增加膽汁酸轉(zhuǎn)運(yùn)體的表達(dá),使其重吸收增加,促進(jìn)脂質(zhì)消化和腸肝循環(huán),恢復(fù)能量穩(wěn)態(tài)[46]。王楊等[47]研究發(fā)現(xiàn),小檗堿對(duì)肥胖模型小鼠脂肪組織纖維化的減輕,是通過激活A(yù)MPK、抑制TNF-α和TGF-β1等纖維化相關(guān)蛋白的表達(dá)、調(diào)節(jié)腸道菌群失調(diào)、促進(jìn)益生菌增長(zhǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的;同時(shí),AMPK的激活調(diào)控了線粒體功能,加快了ATP的分解代謝。
飲食及能量平衡都是通過腸內(nèi)分泌細(xì)胞和腸道菌群代謝物產(chǎn)生相關(guān)的多肽類物質(zhì)而進(jìn)行調(diào)節(jié)的[48]。黃連生物堿可通過改變腸道菌群的結(jié)構(gòu)來(lái)減輕高脂飲食誘導(dǎo)的動(dòng)脈粥樣硬化[48]。有研究表明,非酒精性脂肪肝患者的腸道菌群與肥胖和胰島素敏感性相關(guān):患者高脂飲食時(shí)血清內(nèi)毒素水平升高,由于腸源性內(nèi)毒素血癥參與了胰島素抵抗的發(fā)生,而小檗堿能通過調(diào)節(jié)腸道菌群,使作用于腸道內(nèi)容物后的腸源性內(nèi)毒素減少,故能夠改善患者胰島素抵抗[49]。小檗堿還能改善患者的腸道微環(huán)境,緩解高脂飲食引起的腸道脂質(zhì)代謝紊亂,降低腸道通透性,提高腸黏膜上皮Occludin蛋白水平的表達(dá),保護(hù)患者的腸道屏障功能并減輕其體質(zhì)量[50]。
3.2.3 抗炎作用 黃連生物堿的抗炎作用在疾病治療中具有重要意義。羅海華等[51]采用黃連解毒湯對(duì)菌群失調(diào)的小鼠進(jìn)行灌胃,結(jié)果表明,低劑量的黃連解毒湯可減少腸球菌和大腸埃希菌等有害菌的數(shù)量,抑制菌株增殖、改變腸道菌群的豐度。有報(bào)道指出,黃連提取物可降低球梭菌和柔嫩梭菌亞群中丁酸產(chǎn)生菌的豐度,減少類桿菌和脫硫弧菌的數(shù)量,減少普氏菌和變形桿菌這2種類型的條件致病菌的數(shù)量[22]。
徐君[11]研究發(fā)現(xiàn),黃芩-黃連藥對(duì)配伍的活性成分在腸道中能代謝為易吸收的成分,可顯著促進(jìn)雙歧桿菌和乳酸桿菌的生長(zhǎng),抑制腸桿菌和腸球菌的生長(zhǎng),并降低血液中炎癥因子的表達(dá)。小檗堿可降低炎性細(xì)胞因子的水平,減輕促炎細(xì)胞因子引起的腸道損傷[52]。牙周炎是以牙齦和牙槽骨損傷為特征的局部炎癥性疾病,可引起IL-17a相關(guān)的免疫異常,而小檗堿可提高產(chǎn)生丁酸菌的豐度,恢復(fù)腸道屏障,降低血清內(nèi)毒素和促炎細(xì)胞因子的水平,從而改善牙周骨質(zhì)的流失[52]。還有研究表明,小檗堿可顯著降低斑塊中炎癥細(xì)胞因子和細(xì)胞因子募集單核細(xì)胞的表達(dá),通過調(diào)節(jié)腸道菌群來(lái)穩(wěn)定動(dòng)脈粥樣硬化斑塊,減輕局部炎癥[53]。
3.2.4 調(diào)節(jié)睡眠 腸道菌群與睡眠障礙之間存在密切聯(lián)系,睡眠障礙會(huì)改變腸道菌群的豐度,破壞腸道微生物的穩(wěn)態(tài),導(dǎo)致腸道菌群失調(diào)[54]。睡眠缺失可導(dǎo)致腸道菌群選擇性改變,伴隨全身和脂肪組織的炎癥變化[55]。王慧等[55]采用小平臺(tái)水環(huán)境法建立大鼠睡眠剝奪模型,予以大鼠口服小檗堿后,檢測(cè)其直腸內(nèi)容物中的細(xì)菌數(shù)量,并使用流式細(xì)胞計(jì)量技術(shù)分析腸道Th17/Treg細(xì)胞的比例。結(jié)果表明,小檗堿可調(diào)節(jié)大鼠Th17細(xì)胞和Treg細(xì)胞的腸道免疫平衡,改善睡眠剝奪模型大鼠的腸道菌群,從而拮抗睡眠剝奪對(duì)大鼠行為能力的影響。
3.2.5 治療抑郁癥 小檗堿對(duì)慢性應(yīng)激和抑郁障礙有顯著的治療作用,如研究發(fā)現(xiàn)高濃度小檗堿可顯著保護(hù)大鼠免受慢性應(yīng)激和減輕抑郁相關(guān)癥狀,逆轉(zhuǎn)胃黏膜內(nèi)因應(yīng)激所帶來(lái)的物理?yè)p傷;經(jīng)小檗堿治療后,大鼠的應(yīng)激行為、組織病理學(xué)和胃腸道菌群特征均等得到顯著改善[56]。
腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子水平的降低意味著海馬神經(jīng)元營(yíng)養(yǎng)缺乏,進(jìn)而損傷神經(jīng)元功能,導(dǎo)致抑郁癥的發(fā)生[57]。Shen JD等[58]的研究表明,長(zhǎng)期使用小檗堿可減輕皮質(zhì)酮誘導(dǎo)的海馬神經(jīng)元腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子的mRNA和蛋白水平的降低,同時(shí)調(diào)節(jié)NF-κB,抑制IL-1β、IL-6和TNF-α在mRNA和蛋白水平上的過度表達(dá),恢復(fù)下丘腦-垂體-腎上腺軸(HPA)的負(fù)反饋調(diào)節(jié),從而治療抑郁癥。
3.2.6 降低肝毒性 腸道菌群的改變對(duì)非酒精性脂肪肝、酒精性肝病和肝硬化等肝病著重要影響[59]。Qin CJ等[60]研究發(fā)現(xiàn),小檗堿可降低藥物治療引起的肝毒性,對(duì)于青霉素或硫酸右旋糖酐鈉誘導(dǎo)腸道菌群失調(diào)導(dǎo)致的慢性肝毒性,小檗堿可通過改善腸道菌群失調(diào)來(lái)顯著減弱這種毒性作用,對(duì)慢性或急性肝損傷模型大鼠的肝毒性都有良好的治療效果,能減輕化學(xué)性慢性肝毒性模型大鼠的肝纖維化和腸黏膜破壞,還能降低腸道菌群失調(diào)所致的肝毒性。
3.2.7 AD治療 張?jiān)讫埖萚61]研究了解毒化瘀湯(即黃連解毒湯加味方)對(duì)AD模型小鼠學(xué)習(xí)、記憶障礙的影響及調(diào)控機(jī)制。該研究通過側(cè)腦室定位注射寡聚化β-淀粉樣肽42(Aβ42)制備AD小鼠模型,以多奈哌齊作為陽(yáng)性對(duì)照,在灌胃給予毒化瘀湯3周后,通過水迷宮、T迷宮、Y迷宮等實(shí)驗(yàn)檢測(cè)小鼠的學(xué)習(xí)、記憶功能。結(jié)果表明,高劑量解毒化瘀湯顯著減輕了模型小鼠的學(xué)習(xí)、記憶障礙。該研究進(jìn)一步采用超高效液相色譜-飛行時(shí)間質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(UPLC-Q-TOF-MS)檢測(cè)不同組別小鼠海馬組織中代謝物質(zhì)的變化。結(jié)果顯示,與黃連解毒湯給藥組比較,解毒化瘀湯給藥組的谷氨酸和天冬氨酸等氨基酸含量更高。16S rDNA腸道菌群檢測(cè)結(jié)果表明,解毒化瘀湯可調(diào)控AD模型小鼠腸道Firmicutes、Bacteroidetes、Proteobacteria等菌屬的多樣性。通過對(duì)代謝組學(xué)和腸道菌群進(jìn)行相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn),解毒化瘀湯的作用機(jī)制是通過調(diào)控N-甲基-D-天門冬氨酸(NMDA)/ATP酶(ATPase)/AMPK信號(hào)通路,上調(diào)AD模型小鼠海馬腺苷和腸道多爾氏菌屬水平,重塑大腦和腸道的溝通。
4 結(jié)語(yǔ)
腸道菌群是人體內(nèi)最復(fù)雜、種群數(shù)量最高的共生微生物生態(tài)系統(tǒng),在其生長(zhǎng)過程中會(huì)產(chǎn)生氧化還原酶、水解酶、裂解酶等多種酶類,可進(jìn)行水解、還原、甲基化、乙?;⒚撎腔纫幌盗猩磻?yīng),從而顯著影響多數(shù)口服藥物的體內(nèi)吸收及生物活性[9]。近年來(lái),腸道菌群影響中藥有效成分代謝已成為研究熱點(diǎn),特別是中藥多為口服,給藥過程中有效成分完全暴露在腸道微環(huán)境下,腸道菌群和中藥的相互作用不僅包括腸菌對(duì)中藥的生物轉(zhuǎn)化,也包括中藥配伍復(fù)方通過調(diào)控腸菌構(gòu)成或恢復(fù)腸道微生態(tài)系統(tǒng)來(lái)治療疾病。
黃連是常見的“苦寒”中藥,一方面其所含生物堿類成分的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是分子較小,具有2個(gè)甲氧基和亞甲基,在腸道菌群作用下易發(fā)生代謝轉(zhuǎn)化;另一方面,大量研究發(fā)現(xiàn),苦寒中藥不僅對(duì)生理性腸道菌群結(jié)構(gòu)有影響,還對(duì)病理性腸道菌群結(jié)構(gòu)有調(diào)節(jié)作用[62]。黃連及其配伍復(fù)方的多種藥理作用與腸道菌群密切相關(guān),前述研究表明,其可通過調(diào)節(jié)多種蛋白質(zhì)與信號(hào)通路的代謝,改變腸道菌群,有效調(diào)節(jié)血糖水平,從而治療2型糖尿病;通過改善腸道菌群失調(diào),可降低肝毒性,并具有調(diào)節(jié)睡眠、改善抑郁癥等活性。黃連生物堿(如小檗堿)與腸道菌群的相互作用研究已成為當(dāng)下研究熱點(diǎn),但其作用機(jī)制尚不十分明確,如參與黃連生物堿代謝的腸道菌種類、腸道菌群參與病征調(diào)控的途徑、基于“腸-腦”軸治療神經(jīng)系統(tǒng)障礙等疾病的作用機(jī)制等。同時(shí),研究黃連生物堿通過腸道菌群治療疾病時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn),其達(dá)到療效的同時(shí)往往會(huì)抑制炎癥因子,因此在抗炎作用下黃連生物堿是否可以達(dá)到更好的治療效果或是具有一定的協(xié)同作用,需要進(jìn)一步研究證實(shí)。目前,黃連及其配伍復(fù)方影響腸道菌群結(jié)構(gòu)的研究多數(shù)停留在雙歧桿菌、大腸埃希菌等菌群數(shù)量以及腸菌豐度和多樣性的改變方面,而難以歸納總結(jié)出一定規(guī)律,研究方法也存在局限,未來(lái)研究的重點(diǎn)應(yīng)從現(xiàn)象觀察轉(zhuǎn)移至作用機(jī)制的闡明。
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(收稿日期:2020-07-10 修回日期:2020-11-27)
(編輯:羅 瑞)