熊果酸对代谢综合征的作用研究进展＊

马素丽，刘 冉，王继红

（平顶山学院医学院 平顶山 467000）

代谢综合征是一类成因及表现复杂的代谢障碍疾病，以胰岛素抵抗为主，包括血脂异常、高血压、高血粘、葡萄糖稳态失调等为主要表现的症候群，并伴随罹患冠心病、动脉粥样硬化以及2 型糖尿病等严重威胁人类健康和生命等疾病的风险增加[1]。随着经济水平的不断提高，患代谢综合征的人群逐年增多，发病率越来越年轻化，已经成为严重的世界性健康问题。目前防治代谢综合征的基本措施主要是合理饮食、锻炼身体、减肥以及戒烟，临床上广泛使用各种降糖降脂药物也取得一定效果，但会导致严重的药物不良反应。因此，基于天然活性物质的临床药物开发研究具有重要的意义。

熊果酸又称乌索酸，是一种在自然界分布较广的五环三萜类化合物，是众多植物如枇杷叶、女贞子、山楂、车前草、熊果等的重要功效成分，在植物中以游离或与糖结合成甙的形式存在。熊果酸的分子式为C30H48O3，相对分子量为456.68，可溶于甲醇、丙酮和吡啶，但不溶于水和石油醚。研究发现，熊果酸及其衍生物具有抗炎、抗氧化、抗菌、抗癌、抗糖尿病等多种生物学效应[2-4]。近年来，大量的研究发现熊果酸的多种生物学效应可以改善代谢综合征的一系列症状及并发症[5，6]。本文综述熊果酸对代谢综合征的作用及机制的最新研究进展，为进一步深入研究熊果酸抗代谢综合征的基础研究及临床实践提供参考。

1 熊果酸对脂代谢异常的作用

脂代谢异常是指血浆中胆固醇和/或甘油三酯异常增高，表现为高脂血症与高脂蛋白血症，是直接引起严重危害人体健康疾病如动脉粥样硬化、冠心病等的罪魁祸首。近年来，熊果酸在预防和治疗肥胖及相关心血管疾病和代谢综合征风险方面取得了一系列研究成果，预示其可能是一种潜在的抗肥胖天然化合物。Junghyun Kim 等从软枣猕猴桃的根部分离得到的熊果酸，发现其可预防口服脂质乳剂2h后导致的大鼠血浆甘油三酯水平的升高，抑制了磷酸二酯酶的活性，并促进离体脂肪细胞的脂解作用[7]。Vietla S.Rao等评估了熊果酸对高脂饮食小鼠血糖血脂和腹部脂肪沉积的影响，结果显示，与对照组相比，饮水中添加50mg·L-1熊果酸的小鼠体重、内脏脂肪、血糖和血脂水平明显下降，且血浆瘦素水平显著增加，而胃饥饿素及淀粉酶和脂肪酶的活性均下降，表明熊果酸通过调节代谢靶点改善小鼠的腹部肥胖[8]。另一项类似的研究也发现，熊果酸可以减轻罗格列酮治疗代谢综合征小鼠过程中产生的体重增加[9]。在前人研究的基础上，研究人员开始进一步探索熊果酸抗脂代谢异常的机制。Imran Kazmi 等用脂肪乳剂耐受实验研究一种熊果酸衍生物UASG（ursolic acid stearoyl glucoside）的降血脂作用，发现2.5mg·mL-1的UASG 可以显著抑制胰脂肪酶的活性[10]。Yaoyao Jia 等对高脂饮食小鼠口服熊果酸8周，与对照组相比，熊果酸降低了肝脏和脂肪组织的重量，减少了脂肪细胞的体积，使血浆瘦素、甘油三酯和低密度脂蛋白胆固醇的浓度下降，同时升高了高密度脂蛋白胆固醇和脂联素的含量，深入研究发现，熊果酸诱导高脂饮食小鼠肝脏PPARα表达水平升高，并诱导其下游介导脂肪酸摄取的FATP4、介导脂肪酸 β 氧化的 ACS1、CPT1 和 ACOX1 靶基因表达上调；而介导脂肪生成的SREBP1c 及其下游靶基因FAS和SCD1 表达下调，表明熊果酸对脂代谢的影响与PPARα 通路和 SREBP1c 通路有关[11]。与青年大鼠相比，熊果酸还可以逆转自然衰老大鼠血浆甘油三酯、胰岛素及HOMA-IR 指数的升高，改善肝脏脂质沉积，并导致自噬相关蛋白LC3B/3A、Beclin1 和线粒体质量控制蛋白PGC-1α、Drp1 的表达显著升高[12]。杨晓龙研究发现，在高脂饲料喂养结合腹腔注射VD3方法建立早期动脉粥样硬化大鼠模型中同步干预熊果酸12 周，与模型组相比，发现熊果酸干预组大鼠心脏指数降低，全血黏度（高切、中切、低切）、血浆黏度、血细胞比容和血小板粘附率均显著降低，心室内压最大上升率升高，达峰时间缩短，表明熊果酸对动脉粥样硬化的发展具有一定的防治作用[13]。Huynh Nga Nguyen等合成了一种熊果酸衍生物23-OHUA（23-hydroxy ursolic acid），通过趋化实验发现23-OHUA 可以抑制血液单核细胞THP-1 的priming 和功能障碍；在高脂饮食诱导的LDLR-/-动脉粥样硬化模型小鼠中给予23-OHUA 可减少其体重的增加（11%）及动脉硬化斑块面积（40%），并减少募集到基底膜的巨噬细胞的数量，增加了血液单核细胞的MKP-1 蛋白的活性，表明23-OHUA 可能通过保护单核细胞免受代谢应激引发priming 并趋化转变为巨噬细胞最后泡沫化参与形成动脉硬化斑块，可能是预防和治疗肥胖和动脉硬化的一种新型治疗方法[14]。

2 熊果酸对糖尿病及其并发症的作用

糖尿病是一种慢性疾病，以胰岛素抵抗和胰岛β细胞功能失常导致的血糖升高为主要特点[15]。它是威胁全球人类健康最严重的非传染性疾病之一，能够导致失明、肾功能衰竭、心脑血管疾病、神经系统疾病等多种病变。糖尿病可分为1 型糖尿病、2 型糖尿病、妊娠糖尿病以及其他类型糖尿病（包括胰岛β 细胞功能遗传缺陷、胰岛素作用遗传性缺陷、胰腺外分泌疾病、内分泌疾病、药物或化学品导致）。其中，以2 型糖尿病占大多数（90%-95%）。研究表明，糖尿病的主要发病机制涉及胰岛β 细胞功能障碍和外周胰岛素抵抗，且糖脂代谢、氧化应激、糖基化、肠道微生态与糖尿病的发生发展密切相关[16]。由于公共卫生资源的限制及疾病发展特性，糖尿病的预防应采取高危人群优先干预策略。但目前预防糖尿病的西药虽然能控制疾病发展，但极易产生不良反应。寻找能够有效预防和控制糖尿病发生发展的天然无毒药物，是研究的热点问题。

Jang 等研究表明，单次注射链脲霉素（STZ）造模1型糖尿病的小鼠给予熊果酸后胰岛β细胞胰岛素染色程度显著高于糖尿病对照组，同时熊果酸升高了血糖水平，血清胰岛素和C-肽浓度也显著增加，表明熊果酸可能通过保护胰岛β细胞和调节血糖水平发挥抗糖尿病作用[17]。该团队随后研究发现，熊果酸可显著提高STZ诱导的糖尿病小鼠山梨醇脱氢酶和醛糖还原酶的活性，而血糖水平与山梨醇脱氢酶的活性呈正相关（r=0.39，P＜0.05）；与糖尿病对照组相比，熊果酸给药后显著提高了小鼠肝脏葡萄糖激酶活性和肝糖原含量，同时降低了葡萄糖-6-磷酸酶的活性；熊果酸组明显降低了血浆总胆固醇、游离脂肪酸和甘油三酯的浓度，且肝脂肪酸合成酶活性明显降低[18]。用不同浓度的熊果酸处理诱导3T3-L1 前脂肪细胞分化，NBD-荧光葡萄糖示踪测定葡萄糖的消耗，Western blotting 测定参与葡萄糖转运的蛋白表达，结果发现，熊果酸（2.5 mM、5 mM 和10 mM）剂量依赖性的增加了葡萄糖的摄取（17%、29%和35%），且这种作用被PI3K 抑制剂wortmannin 完全阻断，却不能被MAPK 抑制剂SB203580和AMPK 抑制剂compound C阻断，进一步研究发现胰岛素刺激下熊果酸可以增加PI3K 下游蛋白PDK 和AKT 的活性，表明熊果酸可能通过PI3K 通路增加葡萄糖的摄取[19]。Shih-Hsiang Lo 等研究了调节葡萄糖代谢的两种内源性受体TGR5（Takeda G-protein-coupled receptor 5）和 GPBAR1（G-proteincoupled bile acid receptor 1），发现熊果酸可以浓度依赖性增加过表达TGR5 的CHO-K1（Chinese hamster ovary）细胞中葡萄糖的摄取[20]。这些研究都表明熊果酸可能通过激活体内多条信号通路，从而改善糖代谢和胰岛素抵抗，进而治疗糖尿病，是一种潜在的抗糖尿病的天然药物。

此外，研究发现，熊果酸对糖尿病的多种并发症也具有重要的作用。一项研究探索了熊果酸和齐墩果酸对糖尿病小鼠肾脏醛糖还原酶和糖化产物的作用，发现0.1%或0.2%的熊果酸或齐墩果酸的摄取剂量依赖性降低血糖、HbA1c、肾Nɛ-（羧甲基）赖氨酸、尿糖化白蛋白和尿白蛋白的水平，增加血清胰岛素水平和肾肌酐清除率，而且还降低了肾山梨醇和果糖的浓度；还可以降低肾醛糖还原酶（AR）活性且浓度依赖性下调 AR 的 mRNA 表达水平[21]。Xu 等研究发现，熊果酸可以明显降低STZ 造模糖尿病大鼠的空腹血糖、肾脏重量/体重比重、血尿素氮、血清肌酐和丙二醛的水平，且熊果酸可减弱糖尿病大鼠的肾结构异常程度并降低其 TNF-α、MCP-1 和 IL-1β 的水平，表明熊果酸可以通过抗氧化和抗炎作用来保护糖尿病肾功能障碍[22]。杨张良等利用高脂饲料结合小剂量链脲佐菌素诱导糖尿病小鼠心肌损伤模型，与模型组相比，给予熊果酸明显改善了小鼠心肌损伤病理改变，可能与抑制NLRP-3 炎症小体活化，减少IL-1β 生成，减轻心肌组织炎性损伤有关[23]。龚祎等研究发现，熊果酸干预可明显减轻糖尿病小鼠视网膜病变程度[24]。Yu 等研究了熊果酸衍生物（UAD）对糖尿病小鼠骨功能的影响，检测了血清和尿液中生物标志物，用tibias 法检测基因和蛋白的表达，结果显示，UAD 治疗后小鼠骨钙、BMD、FGF-23 和 OCN 显著增加，PTH 和 CTX 显著降低；UAD 逆转了STZ 诱导的骨小梁损伤并刺激了骨重建[25]。糖尿病心肌病是糖尿病最主要的一种严重的心血管并发症。Wang 等研究发现，STZ 诱导的糖尿病SD大鼠经过熊果酸治疗8周后，HWI、FBG、CK和LDH水平显著降低，并通过保护心肌氧化损伤并调节TNF-α、MCP-1、TGF-β 和MMP-2 改善糖尿病心肌病大鼠的心脏结构和功能[26]。

3 熊果酸改善胰岛素抵抗的作用

胰岛素抵抗是指胰岛素作用的靶器官（脂肪组织、骨骼肌和肝脏等）对胰岛素作用的敏感性下降，即正常剂量的胰岛素产生低于正常生物学效应的一种状态。目前，胰岛素抵抗被认为是代谢综合征发生发展的中心环节，与心血管疾病、慢性肾脏病等多种疾病的进展均有关联，严重的胰岛素抵抗则会发展为2型糖尿病。Arjunan Sundaresan 等研究熊果酸和罗格列酮对高脂饮食小鼠模型的作用，稳态模型评估结果显示，联合使用熊果酸和罗格列酮改善了高脂饮食诱导的葡萄糖耐受不良以及胰岛素抵抗，且联合用药明显刺激 IRS、PI3K、Akt 和 GLUT4 的表达，联合用药作用明显比单独使用熊果酸或罗格列酮更显著[27]。一项纳入24 例未经治疗代谢综合征患者的随机双盲临床试验报道，实验组口服熊果酸150mg·d-1持续12 周，与安慰剂组相比，熊果酸显著减少了患者体重（75.7±11.5 vs. 71±11kg，P=0.002）、体质指数（29.9±3.6 vs.24.9±1.2kg·m-2，P=0.049）、腰围（93±8.9 vs. 83±8.6cm，P=0.008），降低空腹血糖（6.0±0.5 vs.4.7±0.4 mmol·L-1,P= 0.002）并增加胰岛素敏感性（3.1±1.1 vs.4.2 ±1.2，P=0.003）[6]。Ashish Mourya 等发现，在长期暴露于慢性束缚应激环境破坏了小鼠的胰岛素信号，导致皮质酮水平升高，表现为高血糖、高胰岛素血症、高脂血症、低脂连素血症，糖基化血红蛋白增加以及胰岛素抵抗指数（胰岛素抵抗稳态模型，HOMA-IR）升高，还引起脑内氧化应激显著增加，进而产生认知障碍，熊果酸、二甲双胍、格列齐特及其联合用药30天后，除了应激小鼠的行为和生化指标变化（血糖、血清皮质酮、TNF-α、脂联素）外，还显著改善了胰岛素敏感性，且联合用药对胰岛素敏感性和认知功能损害的改善效果优于单独用药，可能是抗炎和抗氧化机制的共同作用[28]。

4 熊果酸对非酒精性脂肪肝的作用

肝脏是糖脂代谢的主要器官。非酒精性脂肪肝（NAFLD）是指患者无过量饮酒史，以弥漫性肝实质细胞脂肪变性、坏死、炎性细胞浸润和脂质储积为特征的临床病理综合征，是多种慢性肝病早期病变的基础。非酒精性脂肪肝发病原因多为与胰岛素抵抗相关的超重、肥胖、2型糖尿病以及高血脂症等代谢紊乱相关，发病机制主要为游离脂肪酸过多导致晚期脂质终末化产物增多进而引起胰岛素抵抗和氧化应激，导致炎症发生，肝细胞损伤和纤维化形成[29]。文献报道，给予8 周高脂饮食的SD 大鼠建立NAFLD 模型后分别用含0.125%、0.25%和0.5%熊果酸的食物治疗连续6周，结果显示，在给予熊果酸治疗后，肝脏组织中被油红O 染色的脂滴体积和数量均显著下降，并具有剂量依赖性，肝脏甘油三酯、游离脂肪酸、净肝重、肝脏体重比、血清AST 以及血清ALT 的含量均呈剂量依赖性下降，表明熊果酸显著逆转了高脂饮食诱导的肝脏脂肪变性和肝脏损伤且这种逆转与PPAR-α 的上调有关[30]。还有研究发现，熊果酸对NAFLD 的保护作用与抑制肝细胞内质网应激有关[31]。T0901317 是一种LXR 激动剂，通过刺激SREBP-1c 进而促进脂肪生成及血脂升高。Lin 等研究发现，熊果酸可以逆转LXRα激动剂T0901317 诱导的LXR 的反式激活及其转录因子SREBP-1c 启动子的活性，并直接减少了T090 诱导LXRα-SREBP1c 通路下游的FAS、ACC、SCD 等一系列脂肪合成酶的mRNA 和蛋白表达水平。在随后的在体实验中研究者还发现，T090诱导C57BL/6J小鼠产生脂肪变性，而HE 染色和油红O 染色显示熊果酸的加入使小鼠肝脏脂肪变性明显减少，脂滴数量和体积明显减少，肝脏中甘油三酯、总胆固醇以及血清ALT的含量下降；分子对接模型计算结果表明熊果酸与T090竞争性的结合LXRα；熊果酸刺激AMPK在肝细胞中的磷酸化，诱导SRC-1 结合到SREBP-1c 的启动子区域并减少SMILE 的结合，从而增加了肠道细胞的脂质排泄[32]。这一系列研究表明，熊果酸的作用在肝脏中具有特异性，显示出治疗非酒精性脂肪肝的潜在可能。

5 总结和展望

综上所述，作为一种天然化合物，熊果酸在治疗代谢综合征的发病过程中表现出良好的效果，可以有效改善糖脂代谢紊乱，提高胰岛素敏感性，调节代谢相关酶类的表达，进而改善肥胖、动脉粥样硬化、糖尿病以及延缓NAFLD进展等，但深入的分子机制仍需要进一步探讨。目前还缺乏熊果酸与代谢综合征其他疾病状态如高血压等方面的研究。但因不溶于水的物理性质，熊果酸的生物利用率低，随着相关研究的不断深入，相信将熊果酸进行结构修饰和改造后的新型制剂必将在代谢综合征的临床治疗中发挥重要的作用。