中药通过调控miR-122防治非酒精性脂肪性肝病的作用*

汪 涛 周志佳 刘嘉璐 游丽萍 郑 超 朱晓俊 郑彦希 孙学华△

1.上海中医药大学附属曙光医院肝病科 (上海, 201203) 2.上海市嘉定区真新社区卫生服务中心

非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)是一种多系统受累的疾病,通过环境、微生物组、代谢、合并症和遗传风险因素的趋同性及复杂性相互作用致病[1]。据统计,NAFLD全球发病率约为25%。在美国、英国和法国等发达国家,NAFLD已经成为原发性肝癌(PHC)发病的首要原因[2]。有证据表明,中国是全球NAFLD增长速度最快的国家,并且已经取代慢性乙型肝炎,成为中国第一大慢性肝病[3]。近年来,中医辨证论治治疗NAFLD的基础和临床研究不断涌现并显示出良好的应用前景。MicroRNA(miRNA)是小的非编码RNA,通过负调节编码mRNA表达,作为新陈代谢调节器,在肝脏代谢、损伤、纤维化与肿瘤的发生发展中发挥重要作用,并被认为是诊断NAFLD的生物标志物和潜在的治疗靶点。关于miRNA的研究,是近年来的热点,大量研究表明表观遗传机制尤其是miRNA的表达和活性在NAFLD相关的代谢紊乱及非酒精性脂肪性肝炎(NASH)中起重要作用[4,5]。

1 miR-122与NAFLD

miR-122作为肝脏中最丰富的miRNA,占据小鼠和人类整个肝脏miRNA的70%和52%以上,是葡萄糖和脂质代谢的重要调控因素,在调控糖脂代谢、纤维化、细胞增殖和抗肿瘤方面起重要作用[6,7]。

1.1 miR-122可作为诊断NAFLD的血清标志物 众多研究发现,与健康正常人相比,NAFLD患者血清miR-122明显升高,并且与疾病严重程度呈正相关[8,9]。Estep等[10]发现与健康对照人群相比,NASH患者血清miR-122增加了7.2倍,与单纯脂肪变性患者相比增加了3.1倍。Pirola等[11]发现miR-122、miR-192和miR-375在NAFLD患者中明显升高,然而只有miR-122能够区分患者纤维化水平,与ALT、AST和CK-18等血清生物标志物比较,miR-122在预测NASH和纤维化方面诊断价值更高。上述研究表明,血清miR-122可以作为识别NAFLD的敏感性和特异性指标。

1.2 脂质代谢 miR-122已被证明与脂质代谢密切相关。研究发现,使用miR-122抑制剂可降低血清胆固醇25%～35%,从而减少肝脏脂质合成,增强脂肪酸氧化[12]。这可能是miR-122通过调控乙酰辅酶A羧化酶(ACC)、固醇调节元件结合蛋白(SREBPs)、脂肪酸合酶(FAS)等多种脂质水解酶来减少肝脏中甘油三酯(TG)的积累[13],这表明miR-122可能是代谢性疾病的一个潜在的治疗靶点,遗憾的是,miR-122不直接靶向调控参与脂质合成的蛋白表达,因此,miR-122调控其表达机制尚不可知。Esau等[13]研究显示,多肽基因转导系统(MPG)可以作为miRNA-122转导入细胞膜的介质,为miR-122调节胆固醇代谢的临床应用提供了有效的技术支持,使得通过调节miR-122治疗NAFLD成为可能。

1.3 糖代谢 除了参与脂代谢稳态外,miR-122也被证明参与糖代谢过程中。大量研究表明胰岛素抵抗仍然是引起NAFLD的主要原因。在NAFLD合并2型糖尿病患者及糖耐量受损患者血清中,miR-122 均有所升高[14],这可能是miR-122通过负反馈肝细胞核因子(HNF4α),抑制肝脏糖异生,促进葡萄糖的摄取和糖酵解等作用参与机体血糖的调节,维持机体的糖稳态[15]。

1.4 抗炎抗氧化 肝脏持续的炎症反应是各种肝脏疾病中肝损伤和纤维化的关键触发因素。Hu等[16]发现,miR-122抑制剂显著改善了油酸诱导的L02细胞白介素(IL)-6、IL-10、肿瘤坏死因子α(TNFα)等促炎因子的水平。谢景军等[17]对NASH小鼠尾静脉注射miR-122抑制剂后,发现小鼠血清ALT、AST、IL-6、IL-1β、TNFα水平显著降低,这表明下调小鼠体内miR-122表达可能会抑制肝脏炎症反应,从而改善NAFLD。

2 中药调控miR-122对NAFLD的干预作用

2.1 中药单体成分调控miR-122对NAFLD的干预作用 白藜芦醇(Resveratrol)来源于百合科毛叶藜芦的根中,也存在于虎杖、决明子、何首乌等中草药中,已被多项研究证明对NAFLD有效。杨庆宇等[18]对高脂高胆固醇饲料喂养的C57BL/6J小鼠给予不同浓度白藜芦醇治疗4周后,发现小鼠肝脏脂肪浸润、肝细胞神经酰胺水平和丝氨酸棕榈酰转移酶(STP)水平均下降,进一步研究发现白藜芦醇可能通过调控miR-122、下调STP蛋白从而减少肝细胞神经酰胺水平,进而改善NAFLD。也有研究表明白藜芦醇通过调控miR-122,进一步调节FAS表达,从而加速肝脏脂质分解[19]。白藜芦醇作为纯天然抗氧化剂,口服利用度较差,经口腔粘膜吸收较好,如何利用现代药物制备方法提高白藜芦醇利用率是亟待解决的问题。

玫瑰茄提取物(Roselle extract)来源于锦葵科植物玫瑰茄的花,具有消炎降脂抗炎等作用[20]。Joven等[21]发现玫瑰茄提取物治疗高脂饲料喂养的小鼠10周,可抑制miR-122水平,进而促进AMPK磷酸化,降低FAS蛋白表达,提高多不饱和脂肪酸与单不饱和脂肪酸构成比例,进而改善NAFLD脂代谢紊乱。然而,关于玫瑰茄提取物治疗NAFLD疾病的研究甚少,还需进一步研究。

柑橘皮黄酮提取物(Citrus peel flavonoid extracts),主要存在于中药柑橘属植物果实的外皮中,具有抗癌和降胆固醇的功效[22]。Su等[23]采用柑橘皮黄酮提取物处理油酸诱导的HepG2细胞后,发现其通过抑制miR-122水平显著提高肉碱棕榈酰转移酶1(CPT)1α活性,同时下调FASN酶活性。这表明柑橘皮黄酮提取物通过抑制miR-122,一方面增加脂肪酸β氧化,另一方面减少脂质合成,从而改善细胞脂肪变性。

芹菜素(Apigenin)来源于伞形科植物旱芹的叶中,也存在于中药车前子、络石藤中,具有抗肿瘤、抗炎抑菌等作用。Ohno等[24]发现芹菜素可以改善人肝癌细胞胰岛素水平,并进一步在miR103转基因小鼠中发现芹菜素通过调节miR-122水平,从而改善胰岛素抵抗。然而,目前关于芹菜素体内代谢和吸收机制尚不明确,因此,芹菜素的药物利用度和吸收率可能是今后研究的一个重点。

葡萄籽原花青素(Grape seed proanthocyanidin)是存在于葡萄中一种天然多酚类物质。有研究表明原青花素抗氧化、清除氧自由基能力是维生素E的50倍[25],并被证明可以减轻总胆固醇(TC)、TG水平同时增加HDL-C水平[26]。Lu等[27]发现葡萄籽原花青素显著降低了高脂饮食诱导的草鱼肝脏促炎因子如IL-6、IL-10、TNFα水平,增加了抗炎因子如IL-10和转化生长因子β1水平,并进一步发现了葡萄籽原花青素通过调节miR-122水平,降低了SREBP-1c、FAS和ACC等关键脂肪合成酶活性。

荔枝果肉多酚(Lychee pulp phenotion)来源于无患子科荔枝的果实,具有抗氧化作用。Su等[28]在高脂喂养的小鼠中发现荔枝果肉多酚通过降低TG和TC水平、抑制miR-122水平,上调CPT1α和三磷酸腺苷结合盒转运体A1(ABCA1)mRNA和蛋白表达,同时下调FASN蛋白水平,这表明荔枝果肉多酚通过抑制miR-122水平从而调节脂肪酸β氧化和脂质代谢相关酶发挥作用。

柿单宁(Persimmon tannin)是中药柿的主要活性成分,目前在抗癌中研究较多。邹波[29]采用柿单宁干预油酸诱导的人正常肝细胞L02细胞,发现柿单宁通过抑制miR-122表达从而抑制下游基因主要脂代谢酶SREBP和FASN的表达,从而改善脂肪变性。然而,目前尚没有关于柿单宁的体内研究,因此,仍需进一步研究明确柿单宁治疗NAFLD的疗效及机制。

槲皮素(Quercetin)是柴胡、桑叶、旋覆花等多种中药的主要成分,具有抗炎作用。研究者发现槲皮素可以通过调节miR-122,降低高脂小鼠的C反应蛋白、IL-6等炎症因子的表达,从而缓解肝脏炎症[30]。一项关于槲皮素的随机、双盲临床试验表明,NAFLD患者对槲皮素反应良好,无副作用出现[31]。然而,该试验样本量偏少,今后仍需大样本量、多中心的临床试验和研究以明确槲皮素治疗NAFLD的疗效。

黄连素,又称小檗碱(Berberine)是从黄连中分离出来的生物碱。大量研究表明黄连素有抗炎抗氧化、调节肠道菌群、改善糖脂代谢的作用,从而成为治疗NAFLD的潜在候选药物[32]。然而,黄连素口服后肠道吸收差,大大阻碍了其临床应用。有研究制备了黄连素固体分散片,发现其1/4的剂量就可以达到同等剂量黄连素治疗效果,并在体内外研究中发现其通过miR-122显著抑制糖异生关键酶和脂质合成代关键调控因子的蛋白水平表达,并促进CPT1的蛋白表达,从而改善糖脂紊乱[33]。

2.2 中药复方调控miR-122对NAFLD的干预作用 水飞蓟宾胶囊是临床上常用的保肝降酶的中成药,用于治疗各类慢性肝病。Yang等[34]发现高脂诱导的小鼠肝脏和人正常肝细胞miR-122水平明显上升,同时FAS和ACC水平也明显上升,水飞蓟宾胶囊干预8周后,显著下调了miR-122、FAS和ACC的mRNA和蛋白表达水平,从而改善了肝细胞脂肪变性和脂滴聚集;进一步研究发现,用 miR-122 mimic转染技术过表达miR-122后,水飞蓟宾改善脂质功能受到抑制,这说明水飞蓟宾可能是通过降低 miR-122表达改善脂代谢。

复方茵陈脂肝颗粒由茵陈、泽泻、白术、山楂、北柴胡和甘草组成,刘丽雅等[35]给HFD诱导的SD大鼠不同剂量的复方菌陈脂肝颗粒治疗8周后,发现复方茵陈脂肝颗粒通过调控miR-122水平,降低FAS水平,改善SD大鼠肝功能、血脂水平,从而缓解NAFLD。

扶正化瘀片由丹参、虫草菌丝和桃仁等组成,具有软坚散结、益精养肝等功效,多用于慢性肝病纤维化患者。张海丛等[36]发现扶正化瘀片通过降低肝纤维化患者体内miR-122水平,从而降低患者血清肝纤维化四项水平,同时降低IL-10水平,从而缓解患者纤维化。

小柴胡颗粒在中国、韩国和日本广泛用于慢性肝炎和肝硬化的治疗,现代网络药理学研究发现小柴胡汤在抗炎、改善肝功能、促进肝再生和抗肿瘤方面疗效显著[37]。赵锦燕等[38]研究发现小柴胡颗粒通过调控miR-122表达,下调靶基因Bcl-2、cyclinG1和转运蛋白ABCB1,并且上调Bax的表达,从而调节肝癌耐药细胞增殖、凋亡,发挥抗肿瘤作用。

张广玉等[39]给NASH患者服用消脂护肝汤(茯苓、白术、陈皮、泽泻、半夏、瓜蒌、决明子、生山楂、砂仁、益母草、丹参、甘草、生薏苡仁、柴胡、苍术)2个月后,显著降低了患者TC、TG和影像学指标,并通过PCR技术发现消脂护肝汤可能通过降低患者miR-122水平起到修复肝损伤作用。

冠心康由生黄芪、全瓜蒌、薤白、制半夏、益母草和丹参组成,活血化瘀、降脂通阳。陈冉等[40]发现冠心康可以通过降低HepG2细胞中的miR-122水平,提高细胞内低密度脂蛋白受体,从而加速脂肪代谢,并且效果优于辛伐他汀。

4 总结与展望

NAFLD的异质性使得治疗更加困难,虽然目前有多种药物进入2或3期临床试验。然而,尚无批准的治疗NAFLD的西药,因此在探索新的治疗NAFLD药物显得尤为重要。目前治疗NAFLD的中药很多,但是中药与miRNA结合的研究甚少。随着高通量技术成熟、使得在全基因组研究药物的影响成为可能,这为中医药组方研究、作用机制开辟了全新的领域。miRNA这个新兴领域技术不断完善和成熟,中药通过作用miRNA改善相关疾病的机制会被不断挖掘出来,对中医药走向全世界有重要意义。