黃芩苷治療脂肪性肝病藥理作用的研究進展*

程似錦，張程亮

(1.長江職業學院，武漢 430074；2.華中科技大學同濟醫學院附屬同濟醫院藥學部，武漢 430030)

黃芩苷是從雙子葉植物唇形科黃芩(ScutellariabaicalensisGeorgi)干燥根中提取得到黃酮類成分，分子式為C21H18O11，化學名為(2S，3S，4S，5R，6S)-6-(5，6-二羥基-4-氧代-2-苯基色烯-7-基)氧-3，4，5-三羥基氧烷-2-羧酸，相對分子質量為446.37，研究表明黃芩苷具有抗腫瘤[1-2]、抗病毒[3-4]、抗炎[5]、保護心肌細胞[6]等藥理作用。其制劑臨床上主要用于治療傳染性肝炎，對降低肝炎活動期轉氨酶有較好療效。近年來，黃芩苷在肝臟疾病方面的研究越來越多[7-8]，發現其治療肝臟脂肪病變的機制涉及多個方面[9]，筆者在本文主要對黃芩苷治療脂肪性肝病研究作一綜述。

1 調節脂質作用

人體內沉積的多余脂質能夠打亂正常生理細胞功能，從而進一步使肝臟脂肪形成增加，肝臟功能損傷，如果得不到有效治療，病情將會進展為肝硬化、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確的肝損傷因素所導致肝細胞內脂肪過度沉積為主要特征的臨床病例綜合征[10]。肝臟細胞脂質沉積是其發病的核心環節。肝臟脂肪生成和血清非酯化脂肪酸增加，導致肝臟脂質過多積聚[11]。因此，脂質的平衡主要涉及到脂質的形成和代謝。黃芩苷通過不同的作用通路抑制脂質形成，同時，加速脂質代謝，減少脂質聚集，發揮抗脂質紊亂功能。

1.1抑制脂質形成 黃芩苷調節脂質生成的作用機制極其復雜，需要綜合考慮各種促脂肪形成因子和抗脂肪形成因子的調控作用。有研究表明，黃芩苷通過調控部分調節肝臟脂質合成代謝的重要因子，下調脂肪生成基因，如甾醇調節元件結合蛋白-1C、脂肪酸合成酶和過氧化物酶體增殖物激活受體α，以減少肝臟脂質積聚[11-12]，從而減少脂質沉積。LEE等[13]采用微陣列技術，觀察100，200 μmol·L-1黃芩苷處理3T3-L1前體脂肪細胞2，4，7 d，結果表明，黃芩苷主要通過抑制脂肪生成、抑制膽固醇生物合成、焦點粘連通路等調控基因表達。在脂肪生成通路中，黃芩苷顯著減少脂肪細胞末分化標志物。不同時期黃芩苷調控脂質合成的核心環節會有不同，在早期，可以上調CCAAT增強子結合蛋白(CCAAT/enhancer binding proteins，C/EBP)-β、C/EBP-δ和Kruppel樣因子(KLF)-5。在脂肪細胞分化晚期，黃芩苷可上調KLF-2、C/EBP-γ和C/EBP 同源蛋白，并下調KLF15。下調一些脂肪生成的主要轉錄因子，如過氧化物酶體增殖物激活受體(peroxisome proliferators-activated receptors，PPAR)γ和C/EBP-α等，也可下調下游分化基因，如脂肪酸結合蛋白4(fatty acid-binding protein 4，FABP4)、葡萄糖轉運體4(glucose transporters，GLUT4)和人類脂聯素基因(adiponectin gene，ADIPOQ)等表達，最終改善三酰甘油和脂滴形成等[13]。LEE等[14]進一步研究發現，C/EBP-β也證明是脂肪生成前期基因表達的主要轉錄因子，在前脂肪細胞分化時，C/EBP-α的表達同時受到C/EBP-β的調控。在脂肪形成過程中，C/EBP-β的表達早于PPARγ和C/EBP-α。與LEE等研究發現不同，KWAK等[15]通過觀察0，10，50，100，200，300 μg·mL-1作用于不同時期3T3-L1細胞連續8 d。結果表明，在3T3-L1細胞分化早期就完全阻斷C/EBP-β的表達，100 μg·mL-1黃芩苷處理細胞4或8 d后，均可顯著減少PPARγ與C/EBP-α的轉錄。3種因子的表達均受到上游細胞外信號調節激酶(extracellular signal-regulated kinase，ERK)1/2 和磷酸肌醇依賴性蛋白激酶1(phosphoinositide-dependent kinase 1，PDK1)/蛋白激酶B(Akt)通路的調節，黃芩苷僅在處理脂肪細胞分化后30 min內抑制ERK1/2磷酸化，且對ERK1/2上游的MEK、Raf和Ras均無影響。然而，黃芩苷通過阻斷上游通路PDK1的磷酸化，在不同時間點均可抑制Akt的磷酸化。因此，下調PDK1/Akt通路是黃芩苷抑制脂肪生成的重要機制之一。

GUO等[16]觀察高脂血癥模型小鼠，給予80 mg·kg-1黃芩苷16周后，可以顯著降低脂質代謝相關基因表達，如降低固醇調節元件結合蛋白(sterol regulatory element-binding protein-1c，SREBP-1c)和脂肪酸合成酶(fatty acid synthetase，FAS)活性等，黃芩苷作用于脂質合成的重要靶點主要有腺苷酸活化蛋白激酶(adenosine 5′- monophosphate activated protein kinase，AMPK)-α及其調控乙酰輔酶A羧化酶(acetyl-CoA carboxylase，ACC)通路。

XI等[17]研究發現AMPK-α是肝臟鈣離子(Ca2+)/鈣調素依賴性蛋白激酶激酶β(CaMKKβ)的底物，200，400 mg·kg-1·d-1黃芩苷可增加CaMKKβ的磷酸化水平，400 mg·kg-1·d-1黃芩苷處理后，CaMKKβ磷酸化恢復到正常動物水平，表明CaMKKβ/AMPK /ACC通路是黃芩苷作用于脂質合成的又一關鍵通路。

1.2調節脂質代謝 雖然黃芩苷具有明顯抗脂質聚集，抗肥胖作用，但抗脂質聚集作用臨床轉化過程中，仍有一些基礎問題需要解決，如黃芩苷用于肥胖的治療，需要注意安全性問題，如治療窗的界定問題。以前的研究主要側重黃芩苷對肥胖的預防作用，而其對肥胖模型大鼠治療作用研究不多。XI等[17]建立高脂飲食喂養肥胖小鼠模型，研究100，200，400 mg·kg-1黃芩苷治療肥胖小鼠安全性，并評價療效和量效關系。研究發現，當黃芩苷劑量達到400 mg·kg-1時，無明顯毒性反應，同時也表明黃芩苷對小鼠體質量、血脂指標、肝脂肪變性等方面具有明顯降低作用，并在100～400 mg·kg-1內呈劑量相關性。XI等[18]在后期黃芩苷改善肥胖小鼠胰島素耐受的研究中進一步證實100～400 mg·kg-1黃芩苷給藥14周后，在14周內安全性較好，體質量下降程度與濃度具有相關性。DAI等[19]通過化學蛋白質組學研究顯示，黃芩苷激活肝臟肉堿棕櫚酰轉移酶1 (carnitinepalmitoyltransferase 1，CPT1)，加速脂質流入線粒體進行氧化，從而改善飲食誘導的肥胖和肝脂肪變性，改善全身的其他代謝紊亂。

2 抗氧化作用

肝臟脂質在肝臟細胞內的聚集(第一次打擊)觸發了一系列的細胞毒素事件(第二次打擊)，促使核因子κB(NF-κB)、腫瘤壞死因子(TNF-α)、白細胞介素-6(IL-6)等細胞炎性因子釋放增多，導致肝臟產生一系列氧化應激反應及炎癥反應[20]，研究表明，黃酮類化合物清除自由基活性與酚羥基數量有很大關系，黃芩苷化學結構中含有較多酚羥基，分子中A環存在鄰二酚結構，具有較強的清除自由基活性和抗氧化作用[21]。因此，鑒于黃芩苷的抗氧化能力較強，有望用于治療此類疾病。肝型脂肪酸結合蛋白(liver fatty acid binding protein，L-FABP) 是內源性抗氧化物，艾正琳通過體內實驗灌胃給予NASH大鼠黃芩苷30 mg·kg-1·d-1治療3周，體外實驗給予50 μmol·L-1黃芩苷干預的氧化應激模型。體內實驗結果表明，與正常對照組比較，黃芩苷對L-FABP的mRNA沒有變化，但能提高L-FABP蛋白80%；體外實驗表明，黃芩苷能夠減少L-FABP的降解來提高L-FABP 蛋白，從而增強肝細胞超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽(GSH)活性來清除自由基[22]。艾正琳等[23]后期進一步通過動物實驗研究顯示，大鼠給予高脂飼料建立NASH模型，實驗組大鼠分別給予黃芩苷15，30，60 mg·kg-1。結果顯示，三個劑量組大鼠體質量和肝臟質量均顯著減輕。與模型對照組比較，三個劑量組大鼠肝細胞脂肪變性減輕(P<0.01)，小葉間炎性細胞浸潤減少(P<0.01)，血清丙氨酸氨基轉移酶(ALT)和天冬氨酸氨基轉移酶(AST)減少(均P<0.01)，大鼠肝臟GSH、SOD酶活性增加(P<0.01)，丙二醛(MDA )含量下降(P<0.01)，肝組織TNF-α、IL-1β、IL-6含量均顯著下降(P<0.01)，且隨著黃芩苷濃度變化藥理作用加強，表明呈劑量相關性(P<0.01)。

3 調節胰島素水平和功能

肝臟是糖脂代謝的主要器官，當機體糖脂代謝發生異常，就會出現NAFLD或2型糖尿病。機體代謝過程并非獨立存在，相互影響，胰島素抵抗影響糖代謝，也是肝細胞脂肪堆積的主要原因[24]。AMPK是細胞能量代謝的主開關，不僅在機體脂代謝中發揮重要作用，還對機體糖代謝進行調控[25-26]。 XI等[18]對胰島素抵抗模型小鼠給予黃芩苷100，200和400 mg·kg-1·d-1，結果顯示，黃芩苷顯著降低空腹血糖和空腹血清胰島素水平(P<0.05)，減輕高脂飲食誘導的糖耐量和胰島素耐量(P<0.05)，安全有效地減輕胰島素抵抗和骨骼肌異位脂肪貯積，這些藥理作用主要經過抑制糖原合成酶激酶-3β(glycogen synthase kinase-3β，GSK-3β)通路和AMPK/ACC通路來完成。FANG等[27-29]和郗有麗等[30-31]研究表明黃芩苷抑制胰島素耐受通過Akt/AS160/GLUT4和p38MAPK/PGC1α/GLUT4信號通路，其機制與黃芩苷抑制p-p38、MAPK、p-CREB、FoxO1、PGC-1α、PEPCK和G6Pase的表達有關，黃芩苷主要通過降低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表達而實現。另有研究表明，高血脂和高血脂高血糖模型小鼠給予黃芩苷200 mg·kg-1·d-1進行干預后，能夠明顯降低高血脂和高血脂高血糖模型小鼠血清胰島素水平，與模型組比較差異有統計學意義(P<0.05);表明黃芩苷能改善高胰島素血癥狀態，促進高血脂高血糖模型大鼠胰島素分泌，改善胰島素缺陷狀態[32]。

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

Angptl 6的是血管生成素樣蛋白家族中的一員，分子結構和氨基酸序列與血管生成素極為相似，是由肝臟分泌的肝細胞因子其主要在肝臟中表達。Angptl 6與脂質代謝、葡萄糖代謝和胰島素敏感性密切相關，可抑制糖異生通路，防止脂肪在肝臟沉積，從而調節脂質代謝[33]。Angptl 6通過抑制脂蛋白脂酶與內皮脂肪酶的活性，進而升高三酰甘油和非酯化脂肪酸的水平，因此，被認為是干預抵制肥胖和胰島素抵抗的潛在靶點。馬沛等[34]發現，給予10，20，40 μmol·L-1黃芩苷后，均能使羊肝細胞內Angptl 6 mRNA水平較空白組顯著升高。但其濃度超過20 μmol·L-1后，Angptl 6 mRNA水平表達變化不大，兩組間比較差異無統計學意義。

5 抗炎作用

酒精性脂肪肝模型對于缺血-再灌注損傷更加敏感，主要表現在炎癥反應和肝細胞死亡。唐彬等[35]對高脂-脂肪肝模型大鼠灌胃給予黃芩苷30 mg·kg-1·d-1進行干預，結果表明，黃芩苷治療后，大鼠血清血脂水平、肝組織中脂質含量和肝指數均明顯降低(P<0.05)，肝細胞脂肪變性和炎癥損傷減輕，其機制可能通過抑制炎癥因子TNF-α，IL-6和抑制炎癥調控因子COX-2和iNOS的表達。利用黃芩苷能發揮抗炎和護肝藥理作用，KIM等[36]研究預防給予黃芩苷對酒精性肝損傷模型大鼠缺血-再灌注損傷的保護作用。大鼠缺血60 min，再灌注5 h，黃芩苷組在缺血前24 h和1 h腹腔注射黃芩苷200 mg·kg-1，結果顯示，與模型對照組比較，黃芩苷組血清ALT活性降低(P<0.01)，血清TNF-α和IL-6含量減少(均P<0.01)。這些作用與黃芩苷減弱toll樣受體4(toll-like receptor 4 ，TLR4)和髓樣分化因子88蛋白的增加以及抑制核轉錄因子(nuclear factor kappa B，NF-κB)核轉位有關。黃芩苷也通過阻斷含有gasdermin D信號的NLR-pyrin(Nlrp3)結構域，以及通過抑制NAFLD小鼠TLR4信號，降低血漿轉氨酶、減少肝細胞凋亡及肝脂質堆積，減少促炎因子的釋放 減少炎癥介質的產生[37-39]。袁穎琳等[40-41]觀察NAFLD模型小鼠灌胃給予黃芩苷或黃芩苷納米脂質體50 mg·kg-1·d-1，結果給藥后，肝臟脂肪變性程度顯著減輕(P<0.05)，肝組織中TLR4、NF-κB、p-P65、p-P38蛋白表達下降，表明黃芩苷通過抑制TLR4信號通路，減少炎性細胞浸潤、活化，從而減輕NAFLD模型小鼠癥狀。ZHONG等[9]通過黃芩苷作用于NAFLD模型動物研究發現，黃芩苷通過抑制JNK信號通路從而抑制炎癥和抗氧化作用等。

6 其他藥理機制

目前，研究表明藥物對肝臟脂質代謝的調節作用不僅僅限于肝臟本身的脂質病變，如缺氧所致肝臟疾病是特發性肺纖維化(idiopathic pulmonary fibrosis，IPF)的主要并發癥[42]。治療IPF的主要藥物為糖皮質激素，糖皮質激素主要經肝臟代謝，而且其藥物本身也可引起肝臟脂質和糖代謝發生紊亂[41]。鑒于黃芩苷具有調節脂質代謝作用和護肝效應，HU等[42]采用脂質組學技術，評價黃芩苷治療IPF模型小鼠的效果。結果發現黃芩苷能夠改善IPF小鼠肺部的并發癥，還可以有效改善肝臟脂質代謝紊亂，減少脂肪在肝臟的積聚，促進小鼠主要脂質水平恢復正常。體外實驗顯示，黃芩苷通過抑制TGF-β1/Smad3途徑，降低TGF-β1和Smad3表達(P<0.05)，上調E-鈣粘蛋白(E-cadherin)表達，下調波形蛋白和纖維連接蛋白(P<0.05)，從而逆轉上皮-間充質轉化，防止肝纖維化的發展[43]。

7 結束語

在各種肝臟疾病中，炎癥、氧化應激和脂質蓄積是共有的病理基礎。因此，當前大部分藥理實驗都是從這幾方面進行研究。雖然黃芩苷的抗炎、抗氧化和免疫調節功能等已通過大量實驗證實，作用機制也涉及多種通路，對于肝損傷或肝臟疾病患者來說，由于病情復雜，病因多樣，雖然目前市場上已有黃芩苷制劑，但其對脂肪性肝病的臨床療效還有待進一步證實。