小檗碱改善糖尿病肾病的分子作用机制研究进展*

朱 珩 严 峰 钱学深 尚文斌

糖尿病肾病(DN)为糖尿病(DM)患者最易罹患的微血管并发症，根据中国DKD患病率统计：目前该病的总体集中流行率为21%，以西部地区人口最多[1]。研究表明：血糖、血脂、血压的代谢异常，血流动力学的改变，氧化应激的参与导致了DN的发生[2]。鉴于DN发病机制的复杂性，目前尚未获得有效手段来控制持续增长的发病率。

小檗碱又称黄连素，归属于生物碱范畴，是清热解毒类要药—黄连的主要活性成分。大量研究数据显示小檗碱可以通过降低血糖、胆固醇、C反应蛋白，改善肾小球滤过率及血管损伤来治疗DN[3]。本文将近年来关于小檗碱治疗DN的作用机制作一综述。

1 改善代谢紊乱

1.1 抑制多元醇通路醛糖还原酶(AR)是催化葡萄糖还原为山梨醇的控制酶，山梨醇积累和肌醇耗竭引起的损伤是导致肾脏损师的主因，AR抑制剂可降低DM小鼠的蛋白尿，逆转足细胞融合、肾间质纤维化，对肾脏具有保护作用[4]。高糖诱发多元醇通路的激活，增多山梨醇而加重肾脏损伤，因此抑制该通路的活化可保护肾脏。刘慰华等[5]给予DN大鼠小檗碱灌胃，可改善肾脏肥大，减少肾脏AR的活性以抑制多元醇通路的激活，延缓肾病的进展。任妍林等[6]认为小檗碱可削弱多元醇信号通路的活化，降低氧化作用来减缓肾小球硬化及肾纤维化。

1.2 抑制晚期糖基化终末产物DM患者体内的晚期糖基化终产物(AGEs)普遍高于健康人，并随DN的进展而递增。AGEs会引起DM大鼠肾小球系膜扩张及基底膜增厚，AGEs抑制剂通过降低Cr和24 h UAE来改善肾功能[7]。研究证实：AGEs在DM肾小球中累积，促进细胞外基质(ECM)积累和肌成纤维细胞迁移，导致肾小球硬化及系膜纤维化，促进DKD的发展[8]。李芮等[9]发现小檗碱可抑制高糖及AGE作用下的肾小管上皮细胞肥大，改善肾小管上皮转分化，延缓肾纤维化进展。该学者还发现持续的高糖和AGE会引起足细胞骨架蛋白的重构，诱导足细胞凋亡，而小檗碱可以保护足细胞骨架蛋白，抑制足细胞凋亡[10]。

1.3 调节脂代谢异常DN患者易出现脂代谢障碍，进而血管栓塞性疾病风险增加。高糖合并血脂异常会引起足细胞凋亡，致肾小球中的巨噬细胞浸润过度及ECM生成旺盛，另外，脂质不断积聚在肾脏中，直接导致肾脏损伤[11]。游离脂肪酸(FFA)的增多导致脂质过氧化、足细胞损伤和肾小球疾病，小檗碱可抑制FFA摄取和减轻脂质积累,保护肾小球中的裂隙隔膜蛋白(SDs)并维持足细胞结构，改善DM肾小球病变[12]。研究发现，棕榈酸盐(PA)可诱导TEC中脂质沉积，小檗碱通过降低PA诱导的过量细胞内脂质积聚,减少肾脏的脂毒性[13]。

2 减轻炎症反应

炎症反应贯穿于DN的始终，越来越多的流行病学与临床前证据表明炎症反应与DN关系密切[14]。研究表明DN患者和小鼠血清中IL-6、TNF-α和MCP-1水平较高，麦角甾醇(ERG)通过降低NF-κB信号通路，减轻肾脏损伤[15]。动物实验中发现在DN的小鼠体内，肾脏中膜联蛋白A1(Anxa1)的上调可促进炎症消退，改善肾损伤[16]。多种实验验证了炎症在DN中的致病性，为预防及治疗DDN提供了理论依据及研究思路。田鹤等[17]在DDN小鼠中验证了小檗碱可抑制NLRP3炎症小体的活化，减轻炎症反应及细胞凋亡损伤，从而改善DDN的症状。小檗碱可抑制NF-κB信号通路的激活，增加足细胞膜蛋白(PDPN)的表达，降低DM小鼠的血糖，发挥肾脏保护作用[18]。

3 抑制氧化应激反应

氧化应激伴随着DN的进程，拮抗此效应有利于减少肾毒性在体内的蓄积，从而延缓ESRD的发生。外源性短链脂肪酸(SCFA)通过GPR43-β-arrestin-2信号转导的作用，抑制了高糖诱导下小鼠的氧化应激，减少了蛋白尿的排泄，改善了肾功能，同时SCFA的保护作用与抑制ROS和MDA有关[19]。体内外实验证实吡咯喹啉醌(PQQ)通过激活AMPK/FOXO3a通路，促进了SOD的增加，降低了血浆LDH和MDA的水平，从而改善了DN大鼠肾脏结构和功能[20]。了解氧化应激在DN中的作用，对于寻求新的治疗方法提供了方向。

岳薇薇等[21]发现小檗碱可提高DN大鼠肾组织SOD的活性，降低MDA的水平，改善了大鼠的肾脏病理学。研究证实小檗碱可抑制ROS依赖性内质网应激，防止足细胞凋亡，起到减缓慢性肾脏病(CKD)进展的结局[22]。

4 提高自噬水平

自噬及巨自噬的失调是导致DN发病的机制之一，SMAD3可以促进溶酶体耗竭,破坏自噬量可促进TEC损伤并加速DN进展[23]。P2Y2R的缺乏通过增加自噬量和其他自噬相关蛋白的表达，增强了自噬功能，恢复了DN的足细胞数量，减缓了间质纤维化和肾细胞的凋亡，因此增强自噬的活性可以改善肾功能[24]。鄢秀等[25]通过细胞实验表明：小鼠永生系足细胞(MPC-5)在高糖环境下的存活率降低，小檗碱可诱导MPC-5自噬活性上调，减轻MPC-5的损伤，加强对DN足细胞的保护作用。动物实验发现：小檗碱对小鼠肾脏显著上调了自噬相关蛋白LC3 II/LC3 I、PINK 1和Parkin的蛋白表达水平，下调了p62的蛋白表达水平，调节了细胞自噬水平，对肾脏损伤起到保护作用[26]。

5 增强线粒体功能

肾脏需要储备足够的能量来维持内环境的稳定，线粒体作为“能量加工厂”，发挥自身的分裂及融合效能来调节肾功能。线粒体在负责细胞呼吸、活性氧生成和产生ATP的所有细胞存活中起着关键作用[27]。线粒体内稳态的保存将防止肾损伤，因此，靶向线粒体对DKD起到改善性效果[28]。高糖饮食可诱发肾细胞线粒体融合，而致线粒体形态学变化、动力学失衡及ROS过度生成都会引起DN的发病[29]。经研究发现：动力蛋白相关蛋白1(Drp1)可以促进细胞损伤和凋亡、线粒体功能障碍及断裂，小檗碱通过抑制Drp1的活性保护足细胞免受线粒体功能障碍，有助于减缓DN的进展[30]。小檗碱可抑制HK-2细胞线粒体呼吸，通过调节lncRNA的表达来维持肾小管细胞的线粒体能量代谢，从而减轻肾损伤[31]。

6 结语与展望

DM的不可根治性，致使对肾脏的损害产生持续效应，何种治疗可以延缓DN的进程是目前医学界的热点及难点。迄今为止，国内外相关研究认为DKD的发病与代谢紊乱、炎症反应、氧化应激、自噬水平、线粒体功能障碍有关。基于现代药理学通过细胞及动物体内外实验、中西医临床试验，挖掘出小檗碱的多重药用价值，发现小檗碱在一定程度上可以改善肾功能，对DN的治疗发挥优势。但基于其发病机制的复杂性，小檗碱在治疗该病的作用机制仍需进行不断深入的研究，特别是通过严格的临床试验获得高质量的循证医学证据，以推广运用，造福病患。