青藤碱在肝脏疾病治疗中作用的研究进展▲

2021-03-26 05:57胡有宁李兆波
广西医学 2021年19期
关键词:青藤肝移植肝细胞

胡有宁 李 倩 李兆波

(1 西安文理学院生物与环境工程学院,陕西省西安市 710065,电子邮箱:huyouning@163.com; 2 陕西中医药大学医学科研实验中心,咸阳市 712046)

【提要】 青藤碱是从传统中药青风藤中提取的一种活性物质。近年来,青藤碱在肝脏疾病治疗方面受到广泛关注。本文通过查阅国内外最新相关研究报告,对青藤碱在肝损伤及肝移植术后中的肝保护、促进肝再生、减缓肝纤维化和抗肝癌方面的功效进行综述,旨在为进一步研究青藤碱治疗肝病提供参考,也为青藤碱的新药开发与临床应用提供理论依据。

作为人体最主要的代谢器官,肝脏容易受到各种因素侵扰而出现损伤。肝损伤诱发的炎症反应是导致肝硬化甚至肝癌的直接病因[1-2]。全球每年约有200万人死于肝硬化和肝癌,占全球死亡人数的3.5%,由此可见,肝脏疾病已对全球公共卫生构成巨大威胁[3]。近年来,有研究人员发现一些植物的活性成分具有很好的肝脏保护作用[4-7]。 青藤碱是从防己科植物青藤和毛青藤的干燥根茎中提取的一种生物碱,属于异喹啉类生物碱,分子式为C19H23NO4,分子量为329.39,其结构与吗啡类似,药用形式以盐酸盐居多[8-9]。国内外现有的研究结果证实青藤碱具有广泛的生物学效应,如具有调节机体免疫应答、抗病毒、保肝、降血压、消肿、利尿、抗心律失常、抗药物依赖、抗血管新生、治疗颅脑损伤及类风湿性关节炎、镇咳镇静、戒毒和抗肿瘤等功效[5,8-10]。本文对青藤碱在肝脏疾病治疗中作用的研究进展进行综述。

1 通过抗氧化应激和炎症反应发挥肝保护作用

肝脏是人体最主要的代谢器官,在有毒有害物质侵犯及代谢过程中易发生氧化应激反应,随后启动细胞膜脂质过氧化,肝细胞的结构和功能受到破坏,导致细胞损伤和死亡,严重者会引发肝硬化甚至肝癌[2,11]。大量研究表明青藤碱可通过多种途径发挥保护肝脏的作用[11-12]。(1)抗氧化应激:刘刚等[13]发现,青藤碱作为一种天然的抗氧化剂,可有效清除细胞代谢过程中产生的过量超氧阴离子自由基和羟自由基,从而可抑制大鼠肝匀浆自氧化及维生素C-Fe2+系统诱导的脂质过氧化,对肝细胞线粒体有保护作用。王效蕊等[11]采用过氧化氢损伤人肝细胞系HLO2细胞建立氧化应激细胞模型,并给予不同浓度青藤碱进行干预,结果提示青藤碱能够显著提高受损肝细胞活力,抑制细胞凋亡,并具有剂量依赖效应。(2)抑制炎症相关信号通路和炎症因子:吴刚等[14]采用胆总管结扎法建立Wistar大鼠梗阻性黄疸模型,发现高剂量(80 mg/kg)、低剂量(40 mg/kg)的青藤碱均可减轻梗阻性黄疸大鼠的肝组织病变,并可降低其血清中总胆红素、直接胆红素、AST、ALT水平,具有显著的保肝护肝作用;同时,青藤碱还可下调梗阻性黄疸大鼠肝脏组织转化生长因子β1(transforming growth factor β1,TGF-β1)的表达,说明青藤碱可能是通过抑制TGF-β1的表达来发挥保肝作用。Chen等[12]也认为青藤碱对肝脏的保护作用是多靶点的,青藤碱不仅可以减轻急性肝损伤模型小鼠肝脏微环境的氧化应激反应,还可以通过TGF-β/Smad信号通路调节肝脏免疫反应以达到保肝护肝的效果。除此之外,张家薇等[15]使用阿奇霉素诱导大鼠急性肝损伤后给予青藤碱治疗,发现青藤碱可明显改善急性肝损伤大鼠肝脏组织病变,认为其通过抑制p38 信号通路活化,进而抑制促炎因子过度产生、降低肝细胞凋亡率,从而发挥保护肝脏细胞的作用。朱昱豪等[16]用刀豆蛋白A建立大鼠急性免疫性肝损伤模型,观察青藤碱的治疗作用及其机制,结果显示青藤碱通过抑制细胞因子白细胞介素(interleukin,IL)-2的产生、促进细胞因子IL-10的产生以及保护细胞膜等多种途径减轻肝损伤发挥肝保护的作用。

2 减缓肝纤维化的作用

肝纤维化是多种慢性肝脏疾病发展为肝硬化及肝癌的必经病理过程,其本质为肝脏持续受损导致肝实质细胞变性、坏死,肝脏微环境发生改变,引起肝星状细胞过度活化,从而表达α-平滑肌肌动蛋白,合成Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ型胶原蛋白和层粘连蛋白;与此同时,基质金属蛋白酶/基质金属蛋白酶组织抑制剂的平衡失调,导致细胞外基质分泌增加、降解减少而出现大量沉积,最终导致肝纤维化[1-2]。

研究表明,肝纤维化可以发生逆转,但肝纤维化往往症状隐匿,随着肝纤维化程度的逐渐加重会引起肝脏结构改变、功能丧失并最终导致肝硬化,进一步发展可引起肝癌;病情一旦发展到肝硬化、肝癌阶段,治疗困难,预后更差[17]。阻止或减缓肝纤维化的发生,是治愈大多数慢性肝病患者的核心要素。解建中[18]使用不同浓度的青藤碱溶液处理人肝星状细胞系LX-2细胞,结果表明青藤碱可抑制肝星状细胞的增殖并诱导其凋亡;其还应用四氯化碳诱导雄性C57BL/6小鼠建立肝纤维化模型,并给予青藤碱干预,发现给予青藤碱灌胃治疗可下调肝纤维化小鼠肝组织中TGF-β的表达、降低胶原生成、减少肝星状细胞活化并诱导其凋亡。这表明青藤碱可减缓小鼠肝组织纤维化进程,但具体作用机制仍需进一步阐明。

3 抗肿瘤作用

肝癌是一种临床上十分常见的恶性肿瘤,2020年全球患病率位居第6,死亡率位居第3位[19],而中国是肝癌新增病例最多的国家[3]。诸多研究表明,青藤碱能通过调控多种信号通路、影响肿瘤微环境从而抑制肿瘤细胞的增殖、促进细胞凋亡,对肝癌、肺癌、胃癌、乳腺癌、宫颈癌和前列腺癌等多种肿瘤细胞增殖均具有显著的抑制作用;同时其可抑制肿瘤的侵袭及转移,并可降低肿瘤细胞的耐药性等[9,20-21]。

青藤碱可通过多种途径抑制肝癌细胞增殖:(1)青藤碱可以促进肝癌肿瘤细胞系HepG2细胞中Apo2.7的表达、诱导线粒体内凋亡因子释放,下调抑凋亡基因B细胞淋巴瘤-2基因的表达,上调促凋亡基因Fas的表达,从而引发人肝癌细胞的凋亡[22]。(2)0.125~2.5 mmol/L 的青藤碱可以抑制HepG2细胞内基质金属蛋白酶9、CD44的表达,从而抑制肝癌细胞体外增殖、侵袭和转移[23]。(3)盐酸青藤碱可显著抑制HepG2细胞中血管内皮生长因子及环氧化酶2的表达,其与抗转铁蛋白受体单克隆抗体联合使用能产生正协同效应,从而提升药物的抗肿瘤效应[26]。还有学者发现,青藤碱可抑制IL-1β、肿瘤坏死因子α及CCAAT/增强子结合蛋白 β的表达,推测青藤碱可能通过抑制Ras信号通路传导从而抑制下游靶分子(环氧化酶2)的表达,进而调控炎症因子的表达,使肿瘤细胞所处的组织微环境发生改变,诱导肝癌细胞凋亡[27]。(4)青藤碱能够诱导多种肝癌细胞系(Hep3B、SMMC-7721、MHCC97H、MHCC97L、HHCC、BEL-7402系细胞)的细胞周期阻滞于G1期,并上调细胞中p21表达水平、激活半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶(cysteinyl aspartate specific proteinase,Caspase)细胞凋亡途径,最终达到抑制肿瘤细胞增殖的作用[26]。而其他学者对HepG2、Huh7细胞进行实验也获得相似的结果[27-28]。(5)青藤碱还可上调肝癌细胞SMMC-7721内死亡受体DR4、DR5的表达从而抑制肝癌细胞增殖并促使其凋亡[29]。(6)王高峰等[30]认为青藤碱不仅可以调控Caspase-3、Caspase-9、内凹陷蛋白1和SOX2的表达进而抑制肝癌细胞的增殖、侵袭和转移,而且青藤碱还是一种高效的逆转录酶抑制剂,可以抑制或阻断肝癌细胞内DNA的复制,以达到抑制肿瘤细胞生长的目的。

4 肝移植术后的保护作用

肝病一旦发展到肝硬化、肝癌阶段,治疗十分困难,目前临床上最为有效的治疗措施就是进行肝移植[3]。肝移植过程中最常见的问题之一就是肝脏缺血再灌注引发组织损伤,约10%的移植器官因此发生功能衰竭。而减轻缺血再灌注损伤有助于促进肝移植患者术后的恢复。林峰等[31]采用Kamada法建立大鼠原位肝移植模型,并给予青藤碱干预,发现青藤碱能够抑制肝细胞凋亡,减轻肝细胞和肝窦内皮细胞损伤,降低血清ALT水平,显著提高肝移植大鼠1周存活率,具有修复肝移植缺血再灌注损伤的效果。

其次,肝脏移植后CD4+T淋巴细胞被进一步激活,其亚群Th1、Th17细胞大量增殖,激发免疫效应细胞产生大量IL(IL-2、IL-17等),启动、加剧移植器官的免疫应答,造成移植器官损伤[32],此时若使用药物控制过度的免疫应答,阻断抗原递呈,减少IL的表达,可有效减缓急性排斥反应[33]。越来越多的研究表明,合理应用青藤碱可明显减轻肝移植器官排斥反应,有效延长移植动物生存时间[31,34]。蔡振刚等[35]使用“二袖套”法建立大鼠原位肝移植模型,分别选用环孢素A、青藤碱和两者联合进行干预,观察其对肝移植术后排斥反应的干预效果,结果显示环孢素A虽然具备较好的免疫抑制作用,但它会过度抑制IL-2的表达,进而降低肝脏内淋巴细胞的凋亡率,此外,肝脏内环境缺乏IL-2会影响调节性T细胞的产生和功能状态;而联合用药后,青藤碱不但可以减少环孢素A的使用剂量,还可以促进肝内淋巴细胞凋亡,维持促炎、抑炎因子的动态平衡,减轻肝脏损伤。邓卫平等[32]建立大鼠巨细胞病毒性肝炎模型后进行肝脏移植,使用青藤碱缓释胶囊灌胃干预,结果表明青藤碱可抑制CD4+T淋巴细胞分化成Th1、Th17细胞,抑制肝组织中TGF-β1、肿瘤坏死因子α、IL-2和IL-17的表达,能有效抑制巨细胞病毒性肝炎大鼠肝移植术后急性排斥反应。王欣玲等[36]建立大鼠肝细胞癌模型,观察青藤碱对肝细胞癌大鼠肝移植术后免疫应答的影响,发现青藤碱可以显著降低肝细胞癌大鼠肝脏组织中IL-2、IL-6 、肿瘤坏死因子α、TGF-β1和趋化因子-10的水平、降低肝细胞癌大鼠静脉血中Treg和CD4+T细胞的百分率,说明青藤碱可抑制肝细胞癌大鼠肝移植术后细胞免疫,而这有利于减轻肝移植术后的肝损伤。

5 促进肝再生

肝脏作为人体内重要的消化器官,具有很强的再生能力。但肝再生过程复杂,易受到多种因素的影响,确切的机制有待进一步阐明。近年来,中医药调控肝再生能力治疗急慢性肝病的作用和机制正成为新的研究热点。王品[37]通过左肝叶切除术建立大鼠肝损伤模型,并给予静脉注射青藤碱治疗,结果显示青藤碱无明显的肾毒性,且可以提高肝损伤大鼠的肝再生指数,降低血清ALT、AST水平和肝组织中TGF-β1的表达水平,提示青藤碱具有促进肝再生的作用,而这主要通过抑制肝组织中的TGF-β1表达来实现。

6 小结与展望

青藤碱在肝病治疗中的作用机制研究目前已成为热点,综合现有的研究结果,青藤碱对肝损伤的保护、对肝移植术后保护和抗肝癌方面研究报告较多,而对于促进肝再生、减缓肝纤维化的研究还比较薄弱。目前,虽然已经在多方面开展了青藤碱治疗肝病的研究,揭示了青藤碱保护肝脏和抗肝癌的部分机制,但大部分研究仍然停留在体外试验和动物实验;此外,青藤碱对肿瘤细胞的抑制作用与作用时间、浓度有着密切关系,但大部分实验只分析干预后数小时或数天内的结果,缺乏长期的定性与定量研究,这也在很大程度上限制了青藤碱的使用范围。因此,应进一步深入研究青藤碱治疗肝脏疾病的分子生物学机制,全面评估药用效果与临床应用价值。

青风藤种类繁多,现已将其提取物制成多种制剂,如盐酸青藤碱注射剂、毛青藤碱片、正清风痛宁胶囊等[38],均具有广阔的应用与推广前景。然而目前对青藤碱药用效果的评价并不一致。部分研究表明青藤碱生物半衰期短,在体内代谢较快,用药剂量大,毒副作用较大,容易引起过敏性休克、皮疹、白细胞减少及胃肠道反应等毒副作用[31,39-40]。但也有学者发现青风藤毒性低,不良反应小[41],在促进肝再生的过程中没有明显肾毒性[37];叶木荣等[42]还发现,采用青藤碱以较高剂量、较长时间对大鼠进行腹腔注射,青藤碱在大鼠肝脏的分布浓度最高,且有短暂的蓄积性,但对肝功能影响不大;此外,蔡振刚等[35]发现青藤碱和其他药物配合使用还可减缓其他药物对肾脏等器官的损伤。在研究青藤碱药用机制与临床应用时,要将其毒副作用研究作为重点之一,以积极推动我国中医药在国际上的竞争力,全面开发利用我国的青藤资源。

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