小檗碱治疗炎症性肠病的作用机制

李伟，徐伟，李雪颂

（1.内蒙古医科大学，内蒙古 呼和浩特 010000；2.内蒙古自治区人民医院，内蒙古 呼和浩特 010017；3.唐山曹妃甸唐海中医医院，河北 唐山 063299）

炎症性肠病（inflammatory bowel disease，IBD）是易复发的慢性肠道炎性疾病，包括溃疡性结肠炎（ulcerative colitis，UC）和克罗恩病（Crohn's disease，CD），病变主要发生在结、直肠黏膜层及黏膜下层，甚至累及全消化道［1］。IBD 的发病机制尚未完全清楚，目前的研究认为其是一种多基因参与的，与免疫功能异常、肠道感染、遗传因素、肠道菌群等因素有关，其中免疫功能异常在IBD 的发病机制中日益受到关注［2］。

黄连是毛莨科植物黄连（Coptis chinesisFranch）、三角叶黄连（Coptis deltoideaC.Y.Cheng et Hisao）或云连（Coptis teetaWall）的干燥根茎，具有清热燥湿、泻火解毒的功效［3］。黄连的化学成分中，生物碱类和木脂素类含量最高，如小檗碱（Berbine）、黄连碱（coptisine）、药根碱（jatrorrhizine）、甲基黄连碱（worenine）等，其中，小檗碱（BBR）是中药黄连中含量最高的生物碱，分子式（C20H18NO4+）。除此之外还有挥发油类、黄酮类和一些酸性成分。小檗碱分子量为336.36，熔点204～206 ℃，为黄色针状结晶，不溶于乙醚或苯，可溶于热水或甲醇［4］。中医常用其治疗湿热证所致疾病，如湿热邪气所致痞满、呕吐、泻痢、黄疸、神昏、心烦不寐、目赤、牙痛、湿疹、湿疮及疔疮等［5］。多项临床研究和临床前研究也证明了小檗碱对炎症、细菌、病毒感染、慢性损耗性疾病、心血管疾病、消化系统疾病等疾病具有改善作用［6］。

1 小檗碱治疗IBD的作用机制

1.1 抗炎

体内抗炎因子与促炎因子紊乱是引起IBD 原因之一。BBR 能通过介导Toll 样受体（TLR）对机体炎症反应发挥调节作用。TLR 既可以识别来源于微生物的具有保守结构的分子并激活机体产生免疫反应，也可以充当特异性免疫和非特异性免疫连接的桥梁。当微生物突破物理屏障时，TLR 可以通过启动细胞内信号传导影响效应分子的表达和分泌。LI等［7］在报道中指出，BBR 对TNBS 诱导的IBD 小鼠有保护作用，能降低血清中IL－1β、IL－6、IL－17、IFN－γ 以及TNF－α 水平。KAWANO 等［8］研究结果表明，BBR 是多巴胺D1 和D2 样受体的拮抗剂，对结肠黏膜上皮细胞和巨噬细胞内COX－2 的表达具有抑制作用。陈怡等［9］在临床实践中发现美沙拉嗪联合盐酸小檗碱保留灌肠，能够有效降低主要炎症因子IL－17、IL－23 和TNF－α 水平，尤其是IL－6、IL－17 降低最为明显。YAN 等［10］在模型试验中发现，小檗碱可显著降低结肠组织中TNF、IFN－γ、KC 和IL－17 等促炎细胞因子水平，且可改善DSS 诱导的结肠上皮屏障功能障碍和细胞凋亡。LI 等［11］采用葡聚糖硫酸钠（DSS）诱导的UC 模型对小檗碱的改善活性进行评估，结果表明BBR 抑制了小鼠模型结肠组织中IL－6和IL－23 的mRNA 表达以及STAT3 的磷酸化，逆转了DSS 引起的脾脏和CD4+细胞分泌导致的IL－17 的上调，首次证明了BBR 能通过抑制Th17 反应降低DSS 诱导的结肠炎的严重程度。

1.2 抗菌

IBD 的发病与细菌或病毒感染有关，故预防和治疗IBD 的关键在于抗菌、抗病毒［12］。ZHOU 等［13］在对BBR 和抗生素进行研究时发现BBR 对多种微生物具有抗菌活性，对多种耐药菌具有抑制作用，可以用于治疗和预防耐药性炎症。CHAE 等［14］发现，BBR 的抗菌作用具有特异性，对人肠道的有害菌（腐败梭菌等）抑制作用较强，对有益菌（乳酸菌等）抑制作用较弱。LV 等［15］研究发现，予艰难梭菌感染（CDI）诱发结肠炎的小鼠灌服BBR，能有效促进肠道微生物群的恢复，调整肠道菌群，降低CDI 小鼠模型的死亡率。从上述角度解析，BBR可以通过抗菌作用调整肠道菌群、改善肠上皮屏障功能，从而发挥对IBD的治疗和预防作用。

1.3 镇痛

疼痛是IBD 的常见症状。因此在治疗IBD 时，缓解患者的疼痛尤为重要。有研究表明［16］，小檗碱的镇痛和抗抑郁作用在IBD 的治疗中尤为重要。CHEN等［17］在基础实验发现，小檗碱的作用是由mu－（MOR）和delta－（DOR）阿片受体介导的，小檗碱可以通过MOR 和DOR 依赖性作用逆转运动过度、分泌过多和伤害感受，从而可以达到减轻疼痛感受的目的。TANG 等［18］通过评估BBR 给药的保护作用发现，BBR 可通过介导NO 对内脏超敏反应产生的疼痛发挥镇痛作用。KIM［19］在大鼠模型中研究发现，BBR 对于坐骨神经慢性收缩性损伤所导致的异常机械性疼痛具有较好的缓解作用。JIANG 等［20］在临床实践中发现，BBR 能明显降低复发性口疮（RAS）患者溃疡疼痛评分，且溃疡大小、红斑、渗出水平与BBR 的治疗关系密切。YANG 等［21］发现小檗碱给药能逆转周围神经损伤后背根神经节神经元中TRPV1 的mRNA 和蛋白质表达；对辣椒素引起的疼痛行为有显著抑制作用。HASHEMZAEI 等［22］发现BBR 具有抗氧化和抗炎特性，能下调TRPV1、抑制NF－κB 通路以及调节μ和δ 阿片受体，可在各种疼痛和/或炎症模型中发挥作用。

1.4 保护肠道黏膜上皮屏障

现代医学认为肠黏膜功能异常是腹泻、黏液脓血便的首要原因，因此恢复肠道黏膜上皮屏障功能是治疗IBD 的重要举措。而小檗碱就能抑制炎症反应，介导肠道黏膜康复，从而达到恢复肠道黏膜上皮屏障功能的作用。有研究表明［23］，BBR 能逆转由TNF－α、IFN－γ、H2O2及IL－1β 诱导的肠屏障功能失调，减少炎性渗透，降低细胞通透性，可作为降低IBD 发病率的治疗剂。LI 等［24］发现，BBR 能抑制大鼠体内TNF－α和IL－6 升高的趋势，能减轻大鼠的组织损伤并保护肠黏膜屏障，在大鼠肠黏膜损伤过程中对NL具有双向调节作用。GU等［25］基于实验报道，BBR能有效改善内毒素血症小鼠模型的肠上皮损伤，且能下调肌球蛋白轻链激酶通路，逆转紧密连接蛋白在结肠上皮和膜微域中的重新分布。研究报道［26］，小檗碱通过上调IBS－D 小鼠模型中A20的表达来下调TNF－α－NFκB－MLCK 通路的异常激活，从而保护肠上皮紧密连接并修复IBS－D对肠上皮屏障造成的损伤。

1.5 抑制氧化应激

氧化应激是活性氧自由基产生的一种负作用，与IBD 等疾病密切相关。相关研究报道［27］，小檗碱能通过一种非常复杂的机制对抗氧化应激和炎症，该机制由多种激酶和涉及各种因素的信号通路组成，包括NF－κB（核因子－κB）和AMPK（AMP活化蛋白激酶），此外，MAPK（丝裂原活化蛋白激酶）和Nrf2（核因子erythroid－2 相关因子2）也与氧化应激和炎症有关。也有研究表明［28］，BBR 会在正常细胞内发挥抗氧化作用，而在病变细胞内发挥促氧化作用，对病变细胞内活性分子的生成具有特异性。此外，LI 等［29］的研究结果表明，BBR 能有效抑制t－BHP 诱导的细胞凋亡，这与乳酸脱氢酶（LDH）的泄漏减少和ROS 过量产生有关。此外，BBR 通过优化线粒体膜电位（ΔΨm）状态和ATP产生，显著抑制细胞色素c 表达，上调Bcl－2/Bax 的比率，并改善线粒体功能障碍。DENG 等［30］研究调查发现，小檗碱能通过Nrf2/ARE 信号通路减轻非酒精性脂肪性肝病大鼠的肝脏氧化应激。

1.6 改变肠道原有菌群结构

BBR主要通过改变肠道微生物群来协调微生态平衡，以此来调节粪便代谢物以改善5－Fu 诱导的肠道黏膜炎［31］。ZHANG 等［32］应用BBR 治疗2 型糖尿病13 周后，发现BBR 显著改变了肠道微生物组的共生关系，也证明了BBR 对人体肠道微生物影响显著。LIAO 等［33］予UC 大鼠模型BBR 后发现，BBR 既可以改善DSS 诱导的UC 大鼠的结肠损伤，又能调节肠道菌群，改善氨基酸的代谢和生物合成以及碳水化合物的消化和吸收、提高DNA 复制和修复能力等，证实了BBR 与某些特定细菌的相关性，展现了肠道微生物群作为诊断或（和）治疗UC 靶点的潜力。周霖等［34］实验研究发现，小檗碱可以显著降低IBS 大鼠内脏高敏感性，调节肠道菌群丰度和多样性，改善肠道微炎症，减少IBS 大鼠排便增多症状。陈昺伃［35］研究表明，小檗碱能够显著改善UC 小鼠的大便性状，上调TAS2R38及其下游蛋白的表达，上调紧密连接蛋白的水平，降低促炎因子水平，此外，小檗碱及TAS2R38 激动剂均可上调TAS2R38 及其下游蛋白的表达，促进ZO－1 及E－cadherin的表达，降低炎性因子的分泌。

1.7 调节肠神经胶质细胞与肠上皮免疫细胞

最新的研究表明［36］，中枢神经系统（CNS）和肠神经系统（ENS）可以与肠道微生物群相互作用以调节营养代谢；迷走神经系统在CNS 和ENS 之间进行通信以控制胃肠道功能和进食行为，迷走神经传入神经元还表达肠内分泌细胞（EEC）分泌的肠道肽的受体。作为肠道神经系统的主要组成部分，肠神经胶质细胞（EGCs）已被证明与肠屏障功能的调节和维持密切相关，并且EGCs 的减少和/或功能缺陷导致肠道炎症疾病中的屏障功能障碍。如免疫细胞的激活可以通过细胞因子受体、G 蛋白偶联受体和其他受体调节多种神经元回路和局部肠道感觉神经元的活性，进而导致次级信使、环磷酸腺苷（cAMP）和Ca2þ 的产生，以及蛋白激酶A（PKA）和丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号的激活。马徐民等［37］通过实验发现，小檗碱能抑制C6神经胶质瘤细胞的增殖及克隆；能够抑制神经胶质瘤细胞的迁移能力；能下调C6胶质瘤细胞CDK2蛋白表达水平。

2 小结

IBD 迁延不愈，反复发作，对人危害极大，常规药物治疗根本无法治愈，且停药后又反复发作。从上述角度解析，小檗碱在抗炎、抗菌、镇痛、保护肠黏膜上皮屏障、抑制氧化应激、改善肠道菌群及调控Th 等方面优势明显，能很好地对IBD 起到治疗作用。且BBR 作为一种中药提取物，就安全性、有效性、耐药性以及药物依赖性而言，小檗碱均优于常规西药治疗。但是截至目前为止，小檗碱用于基础试验较多，部分研究还停留在理论上，国内应用BBR治疗IBD的报道相对较少。因此，在下一阶段需要进行大规模的BBR 药物临床研究和应用临床试验，为应用BBR 治疗或者预防IBD 提供新的诊疗策略。