药用植物中萜类化合物改善胆汁淤积性肝损伤的作用及机制研究进展

2022-07-04 05:59袁若兰张议文沈佳妍王丹陈倩王涛刘梦扬天津中医药大学中医药研究院天津300190
中南药学 2022年4期
关键词:胆汁酸淤积胆汁

袁若兰,张议文,沈佳妍,王丹,陈倩,王涛,刘梦扬(天津中医药大学中医药研究院,天津 300190)

胆汁淤积(cholestasis)是指肝内外各种原因引起胆汁生成、分泌和排泄障碍,导致胆汁不能正常流入十二指肠而逆流回血液循环的一种病理状态。常见病因有遗传性疾病、药物性肝损伤、病毒性或酒精性肝炎、胆管缺失综合征、原发性胆汁性肝硬化(PBC)、原发性硬化性胆管炎(PSC)、胆管系统损伤、肿瘤等[1]。临床表现主要为黄疸、皮肤瘙痒、尿色加深、疲劳乏力等,并伴有血清碱性磷酸酶(ALP)、γ-谷氨酰转移酶(γ-GT)、总胆红素(TBIL)和总胆汁酸(TBA)水平的异常升高。如果不及时治疗,胆汁会淤积在细胞内,损伤肝脏和机体。持续性胆汁淤积可能会发展成肝纤维化、肝硬化,最终导致肝功能衰竭[2]。

生理条件下,肝内胆固醇转化生成初级胆汁酸后,随胆汁流入肠道被肠道菌群代谢为次级胆汁酸,95%以上的胆汁酸被肠道重吸收后通过门静脉重回肝脏,剩下的5%随粪便排出体外,这一代谢过程称为胆汁酸的肠肝循环[3]。当药物、病毒、遗传性疾病、机械性损伤等多种因素刺激肝脏时,胆汁酸肠肝循环中断,胆汁流动受阻,大量毒性胆汁成分(主要为疏水性胆汁酸等)潴留肝内,形成胆汁淤积。胆汁淤积发生后,损伤的肝细胞内ALP、谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)、γ-GT、TBIL等大量外泄,炎性细胞浸润增加,胆管上皮细胞大量增殖、管壁变厚,肝脏细胞和胆管上皮细胞的基本结构破坏、功能受损,引发肝脏大面积坏死[4-5]。

1 胆汁淤积性肝损伤的病理机制及治疗药物

1.1 胆汁淤积性肝损伤的病理机制

目前研究认为,胆汁淤积性肝损伤的发生主要与胆汁酸稳态失衡、炎症反应、氧化应激三个方面密切相关。首先,胆汁酸根据分子内基团的不同性质一般分为亲水性和疏水性两种,亲水性胆汁酸有熊去氧胆酸(UDCA)、牛磺熊去氧胆酸(TUDCA)等,疏水性胆汁酸包括胆酸(CA)、石胆酸(LCA)、鹅脱氧胆酸(CDCA)、脱氧胆酸(DCA)和甘氨鹅脱氧胆酸(GCDCA)等[6]。肝脏胆汁酸合成和转运的整个过程由胆汁酸合成酶胆固醇7α羟化酶(CYP7A1)、胆固醇8β羟化酶(CYP8B1)、胆固醇7β羟化酶(CYP7B1)、胆固醇27α羟化酶(CYP27A1),肝脏基底外侧转运体钠离子-牛磺胆酸共转运多肽(NTCP)、有机阴离子转运多肽(OATPs)、有机溶质转运体-α(OST-α)、有机溶质转运体-β(OST-β)、多药耐药相关蛋白3(MRP3)、多药耐药相关蛋白4(MRP4)、胆管膜转运体胆汁酸盐输出泵(BSEP)、多药耐药相关蛋白2(MRP2)等综合调控。正常情况下,机体内各类胆汁酸含量相对稳定,但多种因素诱导引发肝脏胆汁酸代谢失衡时,会造成肝脏内淤积大量疏水性胆汁酸CA、DCA、LCA等,损伤肝脏和胆管细胞,导致肝脏和胆管内胆汁酸合成、转运蛋白表达异常,正常代谢受阻,胆汁酸稳态失衡,进而加重胆汁淤积肝损伤[7]。

胆汁淤积时,源于肠道的革兰氏阴性菌释放的磷脂多糖(LPS)刺激肝脏细胞、胆管细胞等释放白介素6(IL-6)、白介素8(IL-8)、单核细胞趋化蛋白1(MCP-1)等细胞因子。此外,LPS能够结合到LPS结合蛋白(LBP)上,与分化抗原簇14(CD14)和髓样分化蛋白2(MD2)形成复合物,再与肝细胞膜上的Toll样受体4(TLR4)结合,进一步激活核转录因子κB(NFκB)、c-Jun氨基末端激酶(JNK)等炎症通路,促进肝脏炎性损伤[6]。此外,胆汁淤积状态下疏水性胆汁酸在肝内大量累积,也能直接激活炎症信号通路及多种促炎介质,损伤肝脏细胞。DCA和CDCA可以通过激活表皮生长因子受体(EGFR)增加小鼠肝脏内早期生长反应因子(Egr-1)的表达,进一步上调细胞间黏附分子-1(ICAM-1)和巨噬细胞炎症蛋白2(MIP-2)、肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白介素10(IL-10)、白介素1β(IL-1β)的表达,并加速中性粒细胞等免疫细胞的激活与聚集,加重肝脏病理性炎症损伤[4,8-9]。

正常情况下,机体内活性氧(ROS)的生成和清除处于动态平衡。当机体处于病理状态时,ROS生成过多导致体内氧化和抗氧化作用失衡,最终引起氧化应激。胆汁淤积时肝脏内累积大量疏水性胆汁酸,导致肝脏线粒体功能障碍,产生大量ROS。同时显著抑制超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物(GSH-Px)等抗氧化酶的活性,过量的ROS会破坏肝细胞的基本结构和功能,进一步加重肝脏氧化损伤[6,9-10]。

1.2 胆汁淤积性肝病的治疗药物

目前,西医临床上用于治疗胆汁淤积的药物主要有UDCA、奥贝胆酸(OCA)、贝特类(非诺贝特、苯扎贝特等)。UDCA属于亲水性胆汁酸,是国际批准用于治疗胆汁淤积的唯一的一线药物,但对40%左右的PBC患者不应答或应答较差。OCA是CDCA的衍生物,能激活胆汁酸受体FXR,改善应答不佳的PBC症状,但使用时常伴有瘙痒等多种不良反应。贝特类药物属于过氧化物酶体增殖物激活受体(PPARs)激动剂,能有效改善PBC患者生化指标和远期预后,但存在肾毒性、肝毒性等风险[11]。近年来,中医药治疗胆汁淤积性肝病成效显著。多数保肝利胆的中药里都含有非常丰富的萜类化合物,且生物活性强、毒性低。因此,萜类化合物在治疗胆汁淤积性肝病方面有很大的潜力和研发前景。

萜类化合物是指由1个或1个以上异戊二烯单位(C5单位)为基本骨架构成的化合物,按照其分子中的异戊二烯单位的多少可以分为单萜、倍半萜、二萜、三萜等。萜类化合物广泛存在于唇形科、伞形科、樟科、五加科、桔梗科等植物中。萜类化合物能通过抗炎、抗氧化、抗凋亡和调节胆汁酸代谢等多种途径改善胆汁淤积性肝损伤。本文对近年来天然萜类化合物治疗胆汁淤积性肝损伤的研究进展进行综述,以期为基于萜类化合物治疗胆汁淤积性肝病相关药物的研发和临床应用提供参考。

2 单萜

2.1 环烯醚萜类

2.1.1 胡黄连苷Ⅱ 胡黄连苷Ⅱ是从玄参科植物胡黄连中提取的环烯醚萜类化合物,具有抗炎、抗氧化、抗凋亡等多种药理作用,在胆汁淤积、肝脏损伤、器质性缺血再灌注损伤等疾病的防治中有很好的效果[12]。Li等[13-14]采用α-萘异硫氰酸酯(ANIT)构建体内胆汁淤积模型,并给予小鼠胡黄连苷Ⅱ进行治疗,结果ANIT小鼠血清中TBIL、TBA、AST、ALT、γ-GT异常升高,小鼠肝脏出现局部坏死、炎性因子浸润等组织学明显改变;胡黄连苷Ⅱ治疗组能显著抑制ANIT引起的血清生化指标的异常升高,改善肝脏组织学损伤,且呈剂量依赖性;进一步研究发现,胡黄连苷Ⅱ通过诱导法尼醇X受体(FXR)激活,从而抑制胆汁酸合成酶CYP7A1、CYP8B1的表达,上调胆汁酸转运体BSEP、NTCP和胆汁酸代谢酶尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶1A1(UGT1A1)、胆盐硫酸基转移酶2A1(SULT2A1)的表达水平,进而调节胆汁酸稳态;机制为胡黄连苷Ⅱ通过抑制ERK1/2-LKB1-AMPK磷酸化,调节FXR及其他胆汁酸代谢相关基因,减轻胆汁淤积性肝损伤。Piao等[12]研究表明,胡黄连苷Ⅱ还能通过影响FXR和JAK-STAT3信号通路,降低机体氧化应激、炎症和细胞凋亡水平,缓解肝损伤。

2.1.2 龙胆苦苷 龙胆苦苷属于环烯醚萜类化合物,广泛存在于龙胆、秦艽等龙胆属植物中,有清热利湿、保肝利胆等功效[15]。研究发现,龙胆苦苷对肝胆系统保护作用显著。在胆管结扎(BDL)诱导的大鼠胆汁淤积模型中,龙胆苦苷通过激活雄甾烷受体(CAR)进一步调控膜转运蛋白MRP3、MRP4的表达,保护肝脏功能[16]。高宇[17]的实验显示,川西獐芽菜及其主要成分龙胆苦苷能够通过上调肝细胞毛细胆管膜面的胆汁酸转运蛋白BSEP、MRP2,增加肝内胆汁酸和毒素外排,减缓胆汁淤积,进而保护肝脏。Tang等[18]发现,龙胆苦苷能通过调控CYP7A1、CYP27A1、MRP3、顶端钠依赖性胆盐转运体(ASBT)等基因的表达水平,缓解ANIT导致的小鼠胆汁酸代谢失调。同样,Han等[19]通过蛋白质组学和代谢组学分析ANIT大鼠的血清、肝脏等样本发现,龙胆苦苷治疗能抑制大鼠胆汁酸代谢物的异常升高,恢复大鼠肝脏内抗氧化及胆汁酸转运相关蛋白的表达、减少疏水性胆汁酸的累积,缓解胆汁淤积性肝损伤。因此,龙胆苦苷的保肝作用可能与其通过FXR调控胆汁酸合成、转运相关基因有关。

2.1.3 獐芽菜苷 獐芽菜苷是环烯醚萜类化合物,广泛存在于獐芽菜、秦艽等药用植物中。研究发现,獐芽菜苷具有抗炎杀菌、保护肝脏等多种药理活性,在胆汁淤积、肝炎等一系列肝胆疾病中疗效显著[20-22]。Yang等[20]研究发现,獐芽菜苷能显著抑制模型组小鼠血清中ALT、AST、TBA、TBIL的异常升高,降低肝内β-鼠胆酸(β-MCA)、CA等胆汁酸的含量,并调节MRP2、OST-β、NTCP、有机阴离子转运多肽1A1(OATP1A1)等胆汁酸转运相关基因,恢复被破坏的胆汁酸稳态。此外,獐芽菜苷还显著下调了肝脏促炎因子TNF-α、IL-6、小鼠角化细胞衍生因子(mKC)、MIP-2和ICAM-1的表达。因此,獐芽菜苷能够通过调控胆汁酸循环、抑制炎症反应,缓解ANIT诱导的小鼠胆汁淤积性肝损伤。

2.1.4 獐芽菜苦苷 獐芽菜苦苷大多存在于獐芽菜、青叶胆等龙胆科植物中,是环氧环烯醚萜苷类化合物。据报道,獐芽菜苦苷能通过抗炎、抗氧化、调节脂质代谢等药理活性防治肝炎、脂肪肝等一系列肝脏疾病[23]。此外,獐芽菜苦苷对胆汁淤积也有良好的保护作用。Feng等[24]发现,给予大鼠獐芽菜苦苷后,血清中结合型胆汁酸TCA和TDCA含量升高、游离型胆汁酸α-MCA含量减少,肝损伤指标ALP显著下调。肝脏中与胆汁酸代谢相关的基因CYP8B1、多药耐药基因1(MDR1)、MRP3、尿苷二磷酸-葡萄糖醛酸转移酶2B(UGT2B)和谷胱甘肽S转移酶A1(GSTA1)等的表达水平明显升高。因此,獐芽菜苦苷能够通过调控胆汁酸合成、外排等相关基因,增加疏水性胆汁酸的水溶性,促进共轭胆汁酸的清除,降低细胞毒性,进而缓解胆汁淤积。

2.1.5 京尼平苷和京尼平 京尼平苷是从栀子、牛膝等植物中提取的一种环烯醚萜类化合物,生物活性广泛,常被用于治疗胆汁淤积等多种肝胆疾病。京尼平苷是大黄-栀子联合用药或者茵栀黄注射液的主要成分,能显著缓解胆汁淤积,保护肝脏[25-26]。Wang等[27]的研究显示,京尼平苷在调控胆汁酸代谢相关基因,抑制胆汁酸合成和摄取的同时增加外排,使肝内累积的毒性胆汁酸明显减少,进而缓解ANIT诱导的大鼠胆汁淤积。此外,Tan等[28]发现,京尼平苷显著抑制了ANIT小鼠血清生化指标的异常升高,并调节胆汁酸代谢相关基因OATP1、OATP2、NTCP等的表达水平,减轻了炎症和肝脏的病理损伤,抗炎机制可能是通过抑制STAT3和NF-κB信号通路实现的。京尼平是京尼平苷经肠道细菌源酶β-D-糖苷酶水解后的苷元,研究表明,京尼平对胆汁淤积的保护作用也同样显著,其作用机制主要是通过上调肝脏MRP2的表达实现的[29-30]。

2.1.6 京尼平苷酸 京尼平苷酸是一种环烯醚萜葡萄糖苷化合物,主要存在于茜草科植物中。京尼平苷酸对胆汁淤积性肝损伤也具有良好的保护作用。研究显示,京尼平苷酸能剂量依赖性地缓解急性肝内胆汁淤积,其机制可能是激活FXR及其靶基因MRP2、BSEP的表达,增加肝脏胆汁酸流出量,减轻肝脏毒性[31]。陈浩等[32]研究也表明,京尼平苷酸能通过激活SIRT1-FXR信号通路,调控胆汁酸代谢基因,恢复完整的胆汁酸肝肠循环。此外,京尼平苷酸还能激活小分子异源二聚体伴侣受体SHP,SHP通过竞争性结合肝同源受体LRH1的位点,进而下调胆汁酸合成限速酶CYP7A1的表达,抑制胆汁酸的过度合成,发挥抗胆汁淤积作用[33]。

2.1.7 梓醇 梓醇是从玄参科植物地黄根部提取的一种环烯醚萜类化合物,是地黄的主要活性成分之一。梓醇具有抗炎、抗氧化、抗细胞凋亡等多种药理活性,在CCL4、BDL等诱导的肝纤维化动物模型中显示出肝脏保护作用[34-35]。Gao等[34]研究发现,梓醇能有效抑制BDL小鼠血清肝损伤相关指标的异常升高,并降低TNF-α、IL-1β、IL-6等炎症因子的表达水平,改善肝细胞损伤和炎性细胞浸润;此外,梓醇治疗组小鼠肝细胞线粒体ATP含量和膜电位显著升高,线粒体损伤得以缓解。研究发现,给予梓醇后小鼠体内ROS生成和丙二醛(MDA)表达明显减少、谷光甘肽(GSH)含量升高,Bcl-2相关X蛋白(BAX)、细胞色素C和半胱氨酸蛋白酶3(caspase 3)表达水平显著下调,抗凋亡蛋白B淋巴细胞瘤-2(Bcl-2)表达水平显著上调[34]。因此,梓醇能够通过恢复线粒体膜电位、抑制氧化应激和炎症反应相关的细胞凋亡来改善BDL诱导的胆汁淤积性肝损伤。

2.2 双环单萜类——芍药苷

芍药苷是赤芍、白芍等药用植物中的一类单萜类化合物,在非酒精性肝病、缺血再灌注性肝损伤等多种肝脏疾病中有广泛的药理功效[36]。报道发现,芍药苷预处理能增加ANIT诱导的胆汁淤积小鼠体内白蛋白含量,保护肝脏。此外,芍药苷治疗组小鼠血清肝损伤指标表达水平降低,肝组织中炎性因子TNF-α、IL-1β、IL-18及炎症小体通路相关蛋白核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白(NLRP3)、凋亡相关斑点样蛋白(ASC)和半胱氨酸蛋白酶1(caspase 1)表达下调,肝脏病理学损伤得到明显改善。进一步研究发现,芍药苷能够通过诱导SIRT1-FXR表达调控胆汁酸代谢,并抑制NF-κB/NLRP3炎症通路造成的炎症损伤,从而缓解胆汁淤积[37]。此外,芍药苷也能通过减少肝脏NF-κB、IL-1β的表达,抑制肝脏胆汁酸转运体NTCP、BSEP以及MRP2的异常表达,减轻ANIT诱导的大鼠胆汁淤积性肝损伤[38]。另一项体内实验发现,芍药苷还能恢复大鼠胆汁流量,并抑制体内NO和MDA生成、增加GSH含量。进一步研究发现,芍药苷是通过抑制NADPH氧化酶-4(NOX4)活性,减轻肝脏氧化应激,从而减轻肝脏损伤[37,39]。Chen等[40]的实验表明,芍药苷还能通过调控PI3K/Akt依赖途径激活核因子E2-相关因子2(Nrf2)表达,促进GSH合成,改善胆汁淤积。综上所述,芍药苷可以通过抗炎、抗氧化、调控胆汁酸代谢等多途径改善胆汁淤积性肝损伤。

3 倍半萜——青蒿素及其衍生物

青蒿素是从蒿属药用植物黄花蒿中提取分离的一种倍半萜内酯类化合物,具有多种药理活性,因优异的抗疟特性备受关注[41]。青蒿素及其衍生物可通过抗炎、抗氧化途径治疗多种肝脏疾病[42]。青蒿素对胆汁淤积性肝损伤具有明显的保护作用。Alkhedaide等[43]研究发现,青蒿素处理后小鼠血清AST、ALP、TBIL等的表达水平明显低于石胆酸(LCA)诱导的模型组小鼠,肝脏病理损伤程度明显减轻:一方面,青蒿素能够增加抗氧化物质GSH的表达,减轻肝脏氧化应激;另一方面,青蒿素能显著激活FXR和CAR,上调MRP4、OATP2、OATP4等胆汁酸转运体的表达。恢复胆汁酸代谢,减轻肝毒性。因此,青蒿素可通过抗氧化应激和调控胆汁酸稳态,缓解LCA诱导的小鼠胆汁淤积性肝损伤。

4 二萜

4.1 二萜醌类——丹参酮ⅡA

丹参酮ⅡA是从唇形科植物丹参根部提取的二萜醌类成分,有抗炎、抗纤维化等多种药理活性。近年来,丹参酮ⅡA在药物性肝损伤、胆汁淤积性肝损伤等一系列肝脏疾病中防治效果显著[44-45]。研究表明,丹参酮ⅡA能显著降低小鼠血清肝损伤相关指标的水平,通过激活孕烷X受体(PXR)进而调控LCA代谢相关酶细胞色素P450 3A11(CYP3A11)、细胞色素P450 3A13(CYP3A13)和MDR1的表达水平,剂量依赖性地缓解胆汁淤积性肝损伤[46]。Yang等[45]研究发现,利福平会抑制胆汁酸转运体NTCP的正常表达,造成胆汁淤积性肝损伤。利福平处理的同时给予丹参酮ⅡA治疗,NTCP水平显著增加,胆汁酸转运增强,肝损伤减轻。此外,丹参酮ⅡA还能通过减少氧化应激、抑制JNK活化,在体外抑制甘氨鹅去氧胆酸(GCDC)引起的大鼠原代肝细胞凋亡[44]。另有研究证实,丹参酮ⅡA还可通过激活HOTAIR-Nrf2-MRP2/4信号通路,增加MRP2和MRP4的表达,进而保护肝脏[47]。

4.2 双环二萜类——穿心莲内酯和脱水穿心莲内酯

穿心莲内酯是中药穿心莲的主要活性成分,是一类典型的二环双萜类内酯,对多种胆汁淤积模型有明显的保护作用。穿心莲内酯预处理能剂量依赖性地抑制ANIT小鼠体内NF-κB/COX-2信号通路激活,减轻炎症反应。此外,穿心莲内酯还能通过上调肝脏中沉默信息调控因子1(SIRT1)和Nrf2的表达,调控下游靶点,改善氧化应激[48]。Wang等[49]研究发现,穿心莲内酯能显著降低ANIT诱导的小鼠血清肝损伤指标和炎性因子的水平,减少肝脏环氧合酶-2(COX-2)和NF-κB的表达,上调肝脏SOD、GSH和GSH-Px的同时减少MDA的积累,通过抗炎和抗氧化缓解小鼠胆汁淤积性肝损伤。此外,ANIT大鼠经穿心莲内酯治疗后,纤维化相关α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)阳性细胞和门静脉区增殖细胞核抗原(PCNA)阳性细胞数量显著减少。大鼠肝内胆汁酸合成限速酶CYP7A1、基底外侧外排转运蛋白ATP结合盒转运蛋白C3(ABCC3)和ATP结合盒转运蛋白C4(ABCC4)表达水平下调,而PXR和细胞色素P450 3A2(CYP3A2)的表达增加,胆汁酸代谢和毒性胆汁成分清除能力增强[50]。此外,薛莲芳等[51]用苯甲酸雌二醇诱导孕鼠发生妊娠期肝内胆汁淤积(ICP),给予穿心莲内酯治疗后,孕鼠胆汁酸代谢和肝功能损伤得到显著改善,子代生存率明显提升。

脱水穿心莲内酯是穿心莲的另一种二萜内酯类成分,对BDL引起的胆汁淤积也具有保护作用。Weng等[52]给BDL小鼠回盲肠部位静脉注射脱水穿心莲内酯,模拟胆道梗阻引起的更严重的胆汁淤积性肝损伤,结果显示,脱水穿心莲内酯能限制LPS和TLR4结合并进一步抑制NF-κB信号通路的调控作用,降低模型组小鼠肝脏炎性因子表达水平,减少胆管增生及胆道坏死,显著缓解胆汁淤积性肝损伤。另有研究发现,在BDL小鼠和人肝星状细胞(LX-2)中,脱水穿心莲内酯也能通过抑制肝星状细胞(HSC)激活并阻断转化生长因子-β(TGF-β)促纤维化通路,减少BDL诱导的胆汁淤积性肝纤维化的形成[53]。

5 三萜

5.1 四环三萜类

5.1.1 黄芪甲苷 黄芪甲苷属于三萜类皂苷,有抗病毒、抗炎、抗氧化等多种药理作用,是传统中药黄芪的主要活性成分。研究表明,黄芪汤对胆汁淤积性肝病有良好的治疗效果,而其中主要组分黄芪甲苷也具有一定的抗胆汁淤积作用[54]。在BDL大鼠胆汁淤积性肝纤维化模型中,给予黄芪甲苷治疗能够明显抑制胆管细胞的异常增殖、胶原过度沉积和羟脯氨酸(Hyp)含量的异常升高,并显著减少造血干细胞的活化,进而减轻肝脏纤维化程度。作用机制为黄芪甲苷通过增强Smad7表达抑制TGF-β信号通路的激活,显著下调α-SMA、TGF-β1和MCP-1的表达水平,抑制成纤维细胞的激活和募集。进一步的机制研究证实,黄芪甲苷能阻断Notch信号通路,抑制肝脏祖细胞(HPC)向胆道上皮细胞的异常分化,从而有效降低胆道肝纤维化[55]。另有报道称,黄芪甲苷Ⅳ和阿魏酸联合使用,可通过抑制TGF-β信号通路,激活Nrf2途径协同诱导LX-2失活,进而显著降低胆管结扎性肝纤维化[56]。

5.1.2 人参皂苷 人参皂苷是一类广泛存在于人参属药材中的四环三萜类皂苷,有抗炎、抗纤维化等多种药理作用,在CCl4、LPS等引起的多种体外肝细胞或者动物肝脏损伤模型中都具有显著的肝保护作用[57-58]。研究表明,给予ANIT大鼠人参皂苷Rg1治疗后,血清中胆汁淤积和肝损伤标志物的异常升高被抑制,炎性因子的表达水平降低,肝组织病理损伤显著减轻。此外,人参皂苷Rg1还可以恢复ANIT大鼠肝脏代谢酶细胞色素P450 3A4(CYP3A4)、细胞色素P450 2B10(CYP2B10)等的表达水平,调控胆汁酸代谢。进一步研究发现,人参皂苷Rg1通过激活FXR增加其下游靶基因BSEP、MRP2和NTCP的表达,改善胆汁分泌,缓解胆汁淤积性肝损伤[59]。在BDL诱导的小鼠肝纤维化模型中,人参皂苷Rg1治疗可显著降低核内NF-κB蛋白水平,减弱其对可溶性血管细胞黏附分子-1(VCAM-1)的基因表达启动活性,缓解机体炎性损伤,从而减轻胆汁淤积性肝纤维化[57]。Xu等[60]给予大鼠17-乙炔雌二醇诱导肝内胆汁淤积,结果显示,人参皂苷治疗能显著抑制模型组大鼠肝脏炎性因子的表达、增加抗氧化酶SOD的活性,减轻肝脏炎症反应和氧化应激损伤,缓解肝内胆汁淤积。此外,人参皂苷还能调控促凋亡分子Bax和抗凋亡分子BCL-2的表达平衡,抑制胆汁淤积性肝缺血再灌注损伤引起的细胞凋亡,进而保护肝脏[61]。

5.2 五环三萜类

5.2.1 桔梗皂苷D 桔梗皂苷D是从桔梗科药用植物桔梗中提取分离的一种五环三萜皂苷类化合物,具有保肝、抗炎等多种药理活性。研究表明,桔梗皂苷D能剂量依赖性地降低血清ALT、AST、TBIL水平,降低脂质过氧化和氧化应激指标硫代巴比妥酸活性物质(TBARS)、NO的表达水平,抑制胆汁淤积引起的抗氧化酶GSH、SOD的耗竭,机制为抑制NF-κB激活下调一氧化氮合成酶(iNOS)表达,降低肝脏NO水平。因此,桔梗皂苷D通过降低氧化应激,改善肝细胞凋亡和组织纤维化,从而减轻胆汁淤积性肝损伤[62]。

5.2.2 甘草酸和甘草次酸 甘草酸是中药甘草的主要有效成分,属于五环三萜类化合物,具有多种生物活性。沈淑娇等[63]发现,甘草水煎液能通过增加胆汁酸代谢和转运酶CYP3A11、UGT1A1等的表达,降低胆汁淤积小鼠的肝内胆汁酸负荷,减轻肝内胆汁淤积。甘草次酸由甘草酸经肠道菌群代谢产生,也是甘草的主要活性成分之一。在ANIT诱导的胆汁淤积性肝损伤模型中,甘草酸和甘草次酸预处理可逆转多种共轭胆汁酸水平的异常改变,胆汁酸转运和代谢蛋白CYP7A1、微粒体三酰甘油转移蛋白(MTTP)、乙酰辅酶A乙酰转移酶2(ACAT2)等的异常表达,恢复胆汁酸循环,减轻肝损伤[64]。此外,甘草酸和甘草次酸还能降低ANIT大鼠血清胆汁淤积相关指标的水平。通过检测酮洛酚葡萄糖醛酸结合物(KPI)的累积排泄发现,甘草酸和甘草次酸能增加胆汁流量,缓解胆管阻塞引起的肝脏损伤[65]。另有研究表明,甘草次酸(β型)能通过诱导SIRT1激活FXR及其下游基因SHP、BSEP的表达,上调Nrf2及其介导的MRP2、MRP3和MRP4水平,改善肝细胞内胆酸稳态失衡,减轻ANIT诱导的大鼠胆汁淤积性肝损伤[66]。Gumpricht等[67]用GCDC诱导离体肝细胞凋亡模型,同时给予甘草酸和甘草次酸(β型)处理。结果发现,两者均能抑制ROS生成,减少线粒体膜通透性转变(MPT)和抑制细胞色素C的释放。而甘草次酸(β型)能显著抑制半胱氨酸蛋白酶10(caspase 10)、caspase 3、聚腺苷二磷酸核糖聚合酶(PARP)和JNK等几种促凋亡信号的激活,减轻细胞凋亡和坏死。另有研究表明,甘草酸能调节胆汁的代谢和排泄、抑制炎症,有效缓解ANIT诱导的急性胆管消失综合征(AVBDS)的初期损伤[68]。此外,甘草酸还能通过PXR上调CYP3A的表达、激活SHP,并竞争性抑制CYP7A1的转录,进而调控胆汁酸的生物合成和代谢,有效抑制LCA导致的肝损伤[69]。Zheng等[70]研究发现,甘草酸衍生物TY501能激活FXR,并上调其介导的BSEP、MRP2和NTCP的表达,在体内或体外模型中缓解LCA引起的胆汁淤积性肝损伤。

5.2.3 雷公藤红素 雷公藤红素是从传统中药雷公藤根皮提取分离的一种五环三萜类化合物,具有广泛的生物活性,在多种胆汁淤积性肝损伤模型中均显示出保护作用。研究表明,雷公藤红素能抑制血清生化指标的异常变化,并通过降低基质金属蛋白酶MMP-2和MMP-9的表达减轻肝脏毒性、恢复胆汁酸的正常流动,进而改善大鼠妊娠期肝内胆汁淤积[71]。另一项实验也显示,雷公藤红素能降低ANIT小鼠血清肝损伤指标的水平,并抑制炎性因子的异常升高,恢复胆汁酸合成和转运相关基因的表达,减轻肝脏炎性细胞浸润和坏死,从而缓解胆汁淤积性肝损伤;此外,雷公藤红素还能下调肝损伤和炎症相关指标的表达,同时调控肝脏胆汁酸代谢相关基因CYP7A1、NTCP、MRP4等的水平,来治疗硫代乙酰胺(TAA)引起的小鼠胆汁淤积性肝损伤;机制研究表明,雷公藤红素可能是通过激活SIRT1-FXR通路,调节SIRT1下游靶基因FXR、NF-κB、P53的表达水平,发挥肝保护作用。相同的调控机制在DCA诱导的小鼠原代肝细胞胆汁淤积模型中也得到了证实[72]。

5.2.4 齐墩果酸 齐墩果酸是广泛存在于青叶胆、女贞子、獐芽菜等植物中的一种五环三萜类化合物,具有抗炎、抗氧化等多种药理作用。齐墩果酸在石胆酸、乙醇等诱导的多种体内体外肝损伤模型中均有良好的肝保护作用[73-74]。研究表明,低剂量齐墩果酸治疗可提高小鼠存活率,降低血清肝损伤指标和肝脏TBA含量,减轻肝坏死;机制研究表明,齐墩果酸可能是通过激活Nrf2,进而上调MRP2、MRP3和MRP4的表达,从而缓解LCA诱导的小鼠胆汁淤积性肝损伤[73]。除此之外,齐墩果酸还能通过拮抗FXR来减轻BDL小鼠的梗阻性胆汁淤积[75]。Chai等[76]研究发现,口服齐墩果酸可显著增加胆汁酸合成酶和肝脏代谢酶的表达,上调肝小管膜膜外排转运蛋白和基底外侧膜转运蛋白的水平,缓解BDL大鼠的炎症和胆汁淤积肝损伤。同样的,在ANIT诱导的肝内胆汁淤积模型中,齐墩果酸能通过激活FXR和Nrf2调控外排转运体的表达,发挥肝脏保护作用[77]。然而,有研究显示,高剂量齐墩果酸反而会加重胆汁淤积,损伤肝脏[73]。因此,未来齐墩果酸的应用需要注意使用剂量,避免其潜在毒性。5.2.5 泽泻醇B23-乙酸乙酯(AB23A) AB23A是从传统中药泽泻中提取分离出来的一种五环三萜类化合物,在药物开发中具有广阔前景。研究表明,在ANIT诱导的胆汁淤积性肝损伤模型中,AB23A能剂量依赖性地降低胆汁酸合成酶CYP7A1和CYP8B1、肝脏摄取转运蛋白NTCP的水平,上调外排转运蛋白BSEP、MRP2和MDR2的表达,减轻肝脏内胆汁酸的过度积累;此外,AB23A还能上调SULT2A1、胆汁酸辅酶A连接酶(BAL)、胆酸辅酶A(BAAT)的基因表达,增加胆汁酸代谢;进一步探究发现,AB23A的肝脏保护作用主要与FXR受体的激活有关[78]。Meng等[79]研究证实,AB23A通过激活FXR上调叉头框蛋白M1B(FOXM1B)、细胞周期蛋白D1(Cyclin D1)和细胞周期蛋白B1(Cyclin B1)的表达水平,调控胆汁酸代谢相关基因,从而促进肝细胞增殖、减轻肝脏毒性。此外,AB23A还能诱导STAT3磷酸化,促进STAT3靶基因Bcl-xl和细胞信号转导抑制因子3(SOCS3)的表达,进而抑制肝细胞凋亡。

6 总结与展望

胆汁淤积可以发生在胆汁酸代谢过程中的任何环节,发病机制复杂,影响因素多样。随着胆汁淤积的加重,多种毒性胆汁成分尤其是疏水性胆汁酸在细胞内过度堆积,损伤肝脏和胆管。如果不及时治疗,胆汁淤积会发展为肝纤维化、肝硬化,甚至导致肝功能衰竭。目前,临床上用于治疗胆汁淤积的药物主要有UDCA、OCA、非诺贝特、S-腺苷蛋氨酸等。这些药物大多疗效欠佳,且存在应答不良、肝移植生存率降低、瘙痒等多种不良反应。因此,寻找和开发治疗胆汁淤积的新药非常有必要。近年来,药用植物中的萜类化合物因在各种肝脏疾病中显示出突出的保护作用而备受关注,也为胆汁淤积相关治疗药物的研发提供了有效潜在的前体药物。胡黄连苷、獐芽菜苦苷、龙胆苦苷、京尼平苷酸、青蒿素、丹参酮ⅡA等主要通过调节胆汁酸代谢相关基因,恢复胆汁酸稳态,减轻肝损伤;獐芽菜苷、雷公藤红素、齐墩果酸、梓醇等则主要够通过抑制炎症相关通路激活和炎性因子释放,缓解胆汁淤积;而穿心莲内酯、桔梗皂苷D、黄芪甲苷等则具有抗炎、抗氧化、调控胆汁酸代谢等多方面、多靶点作用,从而减轻胆汁淤积性肝损伤。目前,萜类化合物改善胆汁淤积肝损伤的具体机制还有待深入的探究。此外,为避免部分萜类化合物的潜在不良反应,保证治疗效果的同时也需要在给药剂量上进一步调整和明确。但鉴于此类化合物有良好的抗胆汁淤积活性,对近年来天然萜类化合物改善胆汁淤积性肝损伤的基础研究进行总结和梳理仍具有重要意义。因此,本文就药用植物中萜类成分(化学结构式见图1)对胆汁淤积性肝损伤的改善作用及相关机制进行归纳(见表1),综述目前防治胆汁淤积性肝损伤药物的研究进展,显示了天然萜类化合物在胆汁淤积性肝病治疗中的广泛应用前景,为其进一步临床应用和新药研发提供参考。

图1 萜类化合物化学结构式Fig 1 Chemical structural formula of terpenoids

表1 药用植物中萜类化合物对胆汁淤积性肝损伤的作用机制及靶点 Tab 1 Mechanism and targets of medicinal plants derived terpenoids for cholestatic liver injury

续表1

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