小檗碱抗炎机制的研究进展

李红枚++党万太++杨小红

[摘要] 小檗碱是异喹啉生物碱，最初作为广谱抗菌药应用于临床治疗假膜性肠炎、慢性胃炎、消化性溃疡、肺炎等疾病，近年来随着对小檗碱药理作用的深入研究，其抗炎机制逐渐成为研究的热点。本文就近年来国内外小檗碱的临床抗炎机制及研究现状作一简要综述，为小檗碱抗炎机制提供理论依据。

[关键词] 小檗碱；炎症；信号通路；作用机制

[中图分类号] R967 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210（2017）11（c）-0031-04

Advances in anti-inflammatory mechanism of berberine

LI Hongmei1 DANG Wantai2，3 YANG Xiaohong1

1.Department of Microbiology and Immunology， North Sichuan Medical College， Sichuan Province， Nanchong 637000， China； 2.Institute of Rheumatology and Immunology， Affiliated Hospital of North Sichuan Medical College， Sichuan Province， Nanchong 637000， China； 3.Department of Rheumatology， Second Clinical Medical College， North Sichuan Medical College， Sichuan Province， Nanchong 637000， China

[Abstract] Berberine is an isoquinoline alkaloid. It was used as a broad-spectrum antimicrobial agent in the clinical treatment of pseudomembranous enteritis， chronic gastritis， peptic ulcer and pneumonia. In recent years， with the pharmacological effects of berberine research， its anti-inflammatory mechanism has gradually become a hot research. In this paper， the clinical anti-inflammatory mechanism and research status of berberine in recent years were briefly reviewed， which provided the theoretical basis for the anti-inflammatory mechanism of berberine.

[Key words] Berberine； Inflammation； Signaling Pathway； Mechanism

小檗堿又称黄连素，是一种季铵生物碱，它存在于小檗科等四个科十个属的许多植物中，在黄连、黄柏等植物中含量较高[1]。研究发现，小檗碱具有降糖、调脂、抗心力衰竭、抗肿瘤等药理作用。其抗炎作用已通过大量实验得到证实[2-3]，但其机制尚未明确，本文就小檗碱抗炎研究进行简要综述。

1 小檗碱抗炎功效在2型糖尿病中的治疗作用

1.1 炎症对2型糖尿病发生发展的影响

2型糖尿病又称非胰岛素依赖型糖尿病，是在遗传和环境因素共同作用下，以胰岛β细胞缺陷和胰岛素抵抗为发病机制的一种代谢性疾病。近年研究发现2型糖尿病患者体内炎性因子表达活跃并参与胰岛素抵抗发展，提示2型糖尿病是一种炎症性疾病[4-5]。炎性途径的激活不仅与糖尿病发展有关，似乎在其晚期并发症中也发挥重要作用[6]。

1.2 小檗碱治疗2型糖尿病的抗炎分子机制

2型糖尿病的发生发展与炎性因子的关系复杂，有研究表明，这可能与2型糖尿病中炎性因子的表达增加，干扰其细胞炎症信号通路有关。核转录因子kappa B（NF-кB）是哺乳动物体内重要的炎症信号转导通路。Xie等[7]通过对高糖诱导的糖尿病大鼠肾脏的检测发现，小檗碱通过提高超氧化物歧化酶的活性，减少血清丙二醛的含量，抑制高糖诱导的活性氧的生成，从而减轻氧化应激有效抑制Ras同源基因A/Rho相关螺旋卷曲蛋白激酶（RhoA/ROCK）信号转导；研究还显示用小檗碱干预后，Ⅳ型胶原蛋白和纤连蛋白的表达均被抑制，从而有效减轻了在细胞外基质的蓄积，延缓糖尿病肾病肾脏纤维化进展。小檗碱作为抗炎药物治的分子机制，可能与抑制巨噬细胞对脂多糖导致的炎性反应相关，其中p38 MAPK和细胞氧化应激反应中的关键因子（Nrf2）起重要作用[8]。p38 MAPK介导细胞炎症、凋亡等，因而小檗碱对其的抗炎抑制作用可能成为开发治疗2型糖尿病药物的另一个方向。

2 小檗碱抗炎功效在动脉粥样硬化中的治疗作用

2.1 炎症对动脉粥样硬化发生发展的影响

冠心病的发生与冠状动脉粥样硬化导致的狭窄程度有密切关系，冠状动脉粥样硬化发生机制包括脂质沉积学说和炎性反应学说等。

2.2 小檗碱治疗动脉粥样硬化的抗炎分子机制

随着近年对小檗碱的研究不断深入，发现其抗动脉粥样硬化的作用不仅可以通过调脂和抗内皮损伤发挥，还可以利用其抗炎的药理作用来发挥[9]。巨噬细胞的自噬在控制动脉粥样硬化发生的炎症机制中起重要作用，其中氧化低密度脂蛋白（ox-LDL）可诱导巨噬细胞泡沫样变，在动脉粥样硬化的发生中起着重要作用。已知的NF-кB信号通路的激活也参与许多动脉粥样硬化的炎性因子的转录和表达。已有研究以ox-LDL诱导J774A.1巨噬细胞发生泡沫样变，与小檗碱干预前对比，发现自噬相关分子（LC3Ⅱ/LC3Ⅰ）和细胞自噬蛋白（SQSTM1/p62）的比例均升高，说明小檗碱能诱导细胞自噬；该实验进一步观察到，在小檗碱存在或不存在的情况下，分别利用mTOR抑制剂雷帕霉素（RAP）或激动剂亮氨酸（LEU）处理巨噬细胞，结果显示RAP组p-mTOR/mTOR表达高于RAP与BBR联用组，LEU组p-mTOR/mTOR表达高于LEU与BBR联用组；另外，有研究表明小檗碱能通过抑制经典的NF-κB炎症信号通路，阻碍IkB-a磷酸化和p65蛋白的核转位来发挥其抗炎效应[10]。为了深入探讨小檗碱抗动脉粥样硬化的炎症机制，Li等[11]研究结果显示，小檗碱可以上调过氧化物酶体增殖物激活受体γ（PPARγ）信号通路，活化后的PPARγ能抑制内皮细胞的氧化应激，减低血清NO的水平，起到稳定动脉粥样斑块的作用。动脉粥样硬化和再狭窄发生机制中的另一个重要因子锌指转录因子（Egr-1）在血管内皮和血管平滑肌细胞（SMC）呈高表达状态，Egr-1能编码与血管损伤有关的转录反应，作用于肿瘤坏死因子α（TNF-α）、单核细胞趋化因子蛋白1（MCP-1）和细胞间黏附因子-1（ICAM-1）等促炎因子，促进早期动脉粥样硬化的形成和动脉损伤后的再狭窄。Egr-1的表达是通过不同亚组的MAPK介导的，包括细胞外信号调节蛋白激酶1和2（ERK 1/2），p38 MAPK和c-Jun氨基末端激酶（JNK）又被称为应激活化蛋白激酶（SAPK）等信号途径[12]。小檗碱也可通过下调MEK/ERK依赖途径（MAPK信号通路）的磷酸化活化，降低机械损伤后SMC诱导的Egr-1表达，下调细胞周期蛋白D1和血小板衍生生长因子-A的表达，从而影响SMC的分化和迁移，减少损伤后的SMC的再生长和增殖，减轻炎性反应，以减缓动脉粥样硬化的发生和再狭窄[13]。endprint

3 小檗碱抗炎功效在溃疡性结肠炎中的治疗作用

3.1 炎症对溃疡性结肠炎发生发展的影响

溃疡性结肠炎（UC）是一种发病机制不明的反复发作的慢性非特异性炎性肠病。小檗碱的药理作用自被发现以来，就已经作为抗菌药物治疗UC。随着对小檗碱认识的逐渐深入，发现其抗炎作用对UC的治疗具有重要意义。

3.2 小檗碱治疗动溃疡性结肠炎的抗炎分子机制

肠上皮选择性渗透屏障完整性的破坏可能是UC病因学因素之一，这种屏障的主要成分是紧密连接蛋白ZO-1复合物。研究证明，在UC中小檗碱处理能阻止该蛋白从顶端紧密连接复合物到结肠上皮细胞的细胞质区室的再分布，并能抑制促炎细胞因子TNF-α通过激活NF-κB通路诱导肠上皮细胞紧密连接通透性增加的作用，促进结肠巨噬细胞凋亡，保护肠上皮完整性，减轻结肠屏障功能破坏；小檗碱对炎性因子的表达有直接抑制作用，小檗碱能降低UC模型大鼠血清中白介素6（IL-6）、IL-8、IL-17、TNF-α、IL-23、角质细胞诱导因子和IL-1β的mRNA表达，从而发挥治疗作用，表明其抗炎机制可能与调节体内免疫反应有关[14]。还有研究利用2.0%的DSS诱导C57BL/6小鼠制造慢性复发性结肠炎模型，给予小檗碱（4.9×10-5mol/L）治疗30 d后评估疾病活动指数（DAI），流式细胞术分析发现小檗碱呈剂量依赖性逆转由DSS引起的脾脏和肠系膜淋巴结CD4（+）细胞的辅助性T细胞17（Th17）细胞相关细胞因子IL-17的上调；并且，小檗碱不仅可以降低Th17细胞表达，对分泌干扰素-γ（IFN-γ）的Th1细胞也有抑制作用，且小檗碱抑制Th17和Th1细胞分化的途径是通过对STAT1、STAT3的磷酸化活化的下调实现的；另外，有研究证明小檗碱能下调ERK 1/2和p38信号通路的活化，抑制促炎因子的产生，上述炎性因子和信号通路相互作用，抑制结肠缩短和结肠组织损伤，显著改善DAI[14-16]。

4 小檗碱抗炎功效在痛风性关节炎中的治疗作用

4.1 炎症对痛风性关节炎发生发展的影响

尿酸是嘌呤分解代谢的产物，痛风是由尿酸盐晶体（MSU）沉积于组织或器官所致的急、慢性炎症和组织损伤，与机体内的嘌呤代谢异常或/和尿酸排泄减少导致的高尿酸血症直接相关。痛风性关节炎发病机制与MSU沉积在关节周围引起的炎性反应有关，与炎症相关信号通路如3条主要的MAPK（ERK l/2、JNK、p38）途径及NF-кB信号转导通路等的活化在痛风性关节炎发病机制中起重要作用，这些信号通路还涉及TNF、IL-1等炎性细胞因子的活化[17-18]。另外，近年有研究提示Th17/调节性T细胞（Treg）比例失衡可能也在痛风免疫炎症机制中发挥重要作用[19]。

4.2 小檗碱治疗痛风性关节炎的抗炎分子机制

研究发现MSU可能是通过激活NOD样受体蛋白3（NLRP3）炎症小体触发IL-1β介导的炎症，并刺激痛风的炎症及其他合并症的发展[20]。有研究利用MSU诱导人单核细胞THP-1细胞炎症和MUS刺激的RAW264.7巨噬细胞实验，经小檗碱干预后，实时荧光定量PCR测量发现NLRP3、TNF-α和IL-1β的mRNA水平以及细胞内活性氧的水平下降；其下调炎性因子的机制可能是通过对Kelch样ECH联合蛋白1/核转录相关因子/抗氧化反应元件信号通路中Nrf2和与之相关的抗氧化酶：血红素加氧酶1等的上调来抑制硫氧还蛋白相互作用蛋白（TXNIP）介导NLRP3炎性体活化，使TXNIP、IL-1β、半胱天冬酶-1、胞质接头蛋白Keap1的mRNA的表达被抑制，从而减轻MSU晶体诱导的大鼠的炎症[21]。小檗碱衍生物BBR-7被证明也能较好地抑制实验动物关节的肿胀。

5 小檗碱抗炎功效在类风湿关节炎中的治疗作用

5.1 炎癥对类风湿关节炎发生发展的影响

类风湿关节炎（RA）是一种以慢性、侵蚀性、对称性、多滑膜关节炎和关节外病变为主要临床表现的系统性自身免疫性疾病。许多细胞因子有助于RA炎症的诱导和维持，如TNF、IL-6、IL-1、IL-17、粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子（GM-CSF）等，在发病机制中发挥关键作用[22]。细胞因子可影响几种信号转导途径，包括JAK/STAT、SAPK/MAPK和磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶-B/雷帕霉素靶蛋白（PI3K/Akt/mTOR）等途径，并和各种信号通路相互作用，从而调节细胞间的应答，促进RA的进展[23]。

5.2 小檗碱治疗类风湿关节炎的抗炎分子机制

由于炎症在RA发病过程中起重要作用，为了解其发病机制，研究者分别利用牛Ⅱ型胶原诱导的关节炎（CIA）和弗罗因德完全佐剂诱导RA大鼠模型进行相关实验，结果发现小檗碱治疗组的大鼠爪肿胀明显减轻，病理组织学显示关节组织中的炎性浸润细胞和滑膜细胞增生明显减少，说明小檗碱治疗能抑制RA模型大鼠的滑膜炎症，预防关节炎进展；在诱导的RA模型的实验中发现小檗碱处理不仅可以影响促炎性细胞因子的表达，还能对部分信号通路的活化产生影响。研究表示小檗碱能显著下调p-ERK、p-p38和p-JNK的活化，减轻炎症细胞对关节组织的破坏，这可部分解释小檗碱的抗RA活性[24]。为了深入研究小檗碱对RA治疗的抗炎机制。此外，免疫组织化学结果显示在踝关节组织中的抗IL-10抗体的量增加，而关节炎大鼠的踝组织中抗IL-17抗体的量减少，表明小檗碱发挥优良的抗关节炎作用和机制可能涉及Treg和Th17细胞之间的平衡，从而为RA提供治疗靶标。

6 小檗碱小檗碱抗炎功效在其他疾病的中的治疗作用

在阿尔兹海默症（AD）的发病机制中β-淀粉样蛋白（Aβ）的异常积累在海马和皮质中引起神经元功能障碍和认知缺陷。有研究明Aβ的异常沉积与大脑自噬活动减弱有关，Ⅲ类PI3K（hVps34）/Beclin-1信号通路是自噬中的重要调节因子。研究者利用小檗碱干预AD三重转基因小鼠模型后检测发现自噬相关指标：beclin-1、hVps34微管相关蛋白1轻链3和组织蛋白酶D的水平增高，P62、B淋巴细胞瘤-2基因的水平降低，结果表明经小檗碱治疗后AD小鼠大脑的Ⅲ类磷酸肌醇3激酶活性明显增加，自噬活动增强；同时检测到β-淀粉样蛋白前体蛋白（APP）和APP限速酶以及Aβ1-42蛋白的水平均降低，表明Aβ沉积减少或Aβ清除增加，小檗碱可通过以上机制部分改善AD小鼠的空间学习能力、认知障碍和记忆力[25]。在小檗碱对眼白塞氏病患者的治疗作用中，部分机制可能是通过抑制STAT3磷酸化继而减轻Th17免疫反应造成的组织损伤实现的[26]。另外，在蛙皮素或L-精氨酸诱导的急性胰腺炎（AP）实验中证明，小檗碱不仅能降低AP胰腺损伤及淀粉酶和脂肪酶的活性，还能使AP中的JNK失活，改善胰腺炎和炎症介质（iNOS等）的表达[27]。endprint

综上所述，小檗碱的抗炎机制在多种疾病中起到积极的治疗作用，其机制可能是通过对NF-κB、MAPK、PPARγ信号等通路的调节，影响免疫细胞Treg和Th17细胞之间的平衡，抑制IL-1β、IL-6、IL-8、IL-17、TNF-α、ICAM-1等炎性因子的分泌和表达，阻碍白细胞与内皮的黏附、迁移，减轻中性粒细胞浸润，促进细胞凋亡，减轻组织损伤等，从而达到其抗炎的治疗作用。当前已初步发现小檗碱在代谢、自身免疫等的炎症中发挥一定的治疗作用[28-29]，通过进一步的深入研究有望为小檗碱抗炎机制提供新的理论依据。

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（收稿日期：2017-08-25 本文編辑：李岳泽）endprint