杜蘇蘇 李曉南

南京醫(yī)科大學(xué)附屬兒童醫(yī)院兒童保健科 210008

迄今為止，尚無被批準(zhǔn)的可用于非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)的治療藥物，臨床管理策略主要依賴于調(diào)整飲食、改變生活方式及糾正NAFLD相關(guān)的代謝紊亂，如胰島素抵抗和高脂血癥等。近年來，營(yíng)養(yǎng)素對(duì)于NAFLD的調(diào)控作用受到越來越多的關(guān)注。姜黃素是一種從姜黃中提取的多酚類物質(zhì)，大量研究顯示其具有抗炎、抗氧化、調(diào)脂等作用，有望成為NAFLD治療的一種新手段。本文主要就姜黃素對(duì)NAFLD的調(diào)控作用和機(jī)制作一綜述。

1 姜黃素概述

姜黃素是一種從姜黃根中提取的天然多酚類物質(zhì)，生長(zhǎng)于熱帶、亞熱帶地區(qū)，常用作香料、食用色素和傳統(tǒng)草藥。目前，姜黃素已被美國食品和藥物管理局認(rèn)定為安全、可耐受的物質(zhì)，每日最高劑量可達(dá)12 g[1]。因具有抗炎、抗氧化、抗腫瘤等作用，姜黃素已在多種疾病如腫瘤、免疫系統(tǒng)疾病及炎性疾病等中得到應(yīng)用。姜黃素主要在肝臟中代謝，通過還原和結(jié)合反應(yīng)進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化：NAPDH依賴性還原酶、醇脫氫酶和微粒體酶等作用于姜黃素的雙鍵結(jié)構(gòu)產(chǎn)生二氫姜黃素、四氫姜黃素、六氫姜黃素和八氫姜黃素，進(jìn)一步與葡萄糖醛酸及硫酸結(jié)合，以共軛物(姜黃素葡糖苷和硫酸姜黃素)的形式存在體內(nèi)[2]。

2 姜黃素對(duì)NAFLD的影響

2.1 姜黃素與脂代謝 肝臟是機(jī)體進(jìn)行脂代謝的重要場(chǎng)所。脂肪酸流入(攝入、合成)與流出(氧化、輸出)失衡，可造成肝組織中甘油三酯的堆積。動(dòng)物研究顯示，姜黃素可下調(diào)肝組織中脂肪攝入及合成相關(guān)基因如人類白細(xì)胞分化抗原36(CD36)、固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白-1c(SREBP-1c)及脂肪酸合成酶(FAS)表達(dá)，減輕高脂高糖喂養(yǎng)小鼠的肝臟脂肪變性，改善血脂、肝功能[3]。在宮內(nèi)生長(zhǎng)受限模型大鼠研究中，生后6周齡給予姜黃素干預(yù)，可促進(jìn)肝臟脂肪分解氧化，改善肝臟脂代謝[4]。體外實(shí)驗(yàn)亦顯示，姜黃素可降低肝細(xì)胞中甘油三酯含量，下調(diào)脂肪從頭合成調(diào)控基因蛋白表達(dá)[5]。姜黃素誘導(dǎo)組織中cAMP水平上調(diào)可能是其改善脂代謝的基礎(chǔ)，cAMP/蛋白激酶A通過增加脂解及脂肪酸β氧化作用，在調(diào)節(jié)脂質(zhì)穩(wěn)態(tài)、能量消耗和產(chǎn)熱中起著重要作用[6]。此外，AMP活化蛋白激酶(AMPK)是細(xì)胞能量代謝和脂肪酸氧化的關(guān)鍵轉(zhuǎn)換器，姜黃素亦可通過激活A(yù)MPK，改善肝臟脂肪變性[7]。姜黃素也可調(diào)控過氧化物酶體增殖物活化受體α(PPARα)的甲基化，增加其表達(dá)水平，促進(jìn)脂肪酸氧化[8]。因此，姜黃素可通過抑制脂質(zhì)生成，促進(jìn)分解氧化，降低肝細(xì)胞中脂質(zhì)堆積。

2.2 姜黃素與胰島素抵抗 胰島素抵抗被認(rèn)為是NAFLD發(fā)生的第一次打擊，與NAFLD發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。動(dòng)物研究發(fā)現(xiàn)，姜黃素可通過降低胰島素受體底物1磷酸化水平，抑制糖原分解、促進(jìn)肝糖原合成，降低大鼠的血糖、胰島素水平[4]。在糖尿病大鼠模型中，姜黃素通過上調(diào)葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白4(GLUT4)的基因表達(dá)，增加肝臟及肌肉中糖原含量，改善胰島素抵抗[9]。在姜黃素干預(yù)胰島素抵抗肝細(xì)胞模型中也得到類似的結(jié)果[10]。同時(shí)，姜黃素可恢復(fù)肥胖小鼠肝組織中胰島素降解酶活性，提高胰島素清除率，降低胰島素水平；并可維持胰島正常的大小和表型，降低α細(xì)胞/β細(xì)胞的比例，改善β細(xì)胞穩(wěn)態(tài)[11]。有研究顯示，姜黃素可能是通過抑制蛋白酶體，促進(jìn)胰島β細(xì)胞的增殖，并增強(qiáng)其功能。蛋白酶體與標(biāo)記蛋白泛素協(xié)同形成的泛素-蛋白酶體途徑，是真核生物的主要蛋白水解途徑，可以控制多種蛋白的胞內(nèi)水平[12]。因此，姜黃素具有改善NAFLD患者胰島素敏感性的作用。

2.3 姜黃素與線粒體 線粒體在機(jī)體各器官代謝中發(fā)揮著核心作用，包括產(chǎn)生能量(ATP)、調(diào)節(jié)脂代謝、維持機(jī)體氧化還原平衡及調(diào)控細(xì)胞凋亡等。越來越多的研究表明，線粒體功能障礙是NAFLD發(fā)生、發(fā)展的重要機(jī)制。

2.3.1 氧化應(yīng)激 線粒體氧化應(yīng)激和脂質(zhì)過氧化的增加是NAFLD的重要特征，姜黃素因具有較強(qiáng)的抗氧化性能，有助于改善肝臟損傷。研究顯示，姜黃素可降低NAFLD大鼠肝臟丙二醛水平，增強(qiáng)抗氧化酶如超氧化物歧化酶及谷胱甘肽過氧化物酶活性，恢復(fù)機(jī)體氧化還原平衡[13]。丙二醛是脂質(zhì)過氧化的重要產(chǎn)物之一，其在體內(nèi)積累會(huì)對(duì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能造成損傷；谷胱甘肽過氧化物酶和超氧化物歧化酶是機(jī)體重要的抗氧化劑和自由基清除劑，能減輕機(jī)體氧化損傷、阻止自由基連鎖反應(yīng)的作用。激活Kelch樣環(huán)氧氯丙烷相關(guān)蛋白-1(KEAP1)-核因子E2相關(guān)因子2(Nrf2)-抗氧化反應(yīng)元件(ARE)通路，可能是姜黃素抑制氧化應(yīng)激的重要途徑。姜黃素通過巰基與KEAP1結(jié)合，KEAP1發(fā)生構(gòu)像變化，從而使KEAP1與Nrf2之間斷裂，磷酸化的Nrf2釋放并易位至核，上調(diào)抗氧化酶的水平，誘導(dǎo)抗氧化反應(yīng)[14]。此外，姜黃素可通過AMPK/過氧化物酶體增殖物活化受體γ協(xié)同刺激因子1(PGC-1α)軸，增加超氧化物歧化酶2的轉(zhuǎn)錄及活性[15]。亦有研究顯示，姜黃素通過阻斷己糖胺途徑，抑制O-乙酰氨基葡萄糖修飾，發(fā)揮抗氧化作用，降低肝組織的活性氧水平[16]。

氧化應(yīng)激會(huì)損傷線粒體DNA，降低線粒體生物合成及數(shù)目。姜黃素干預(yù)可上調(diào)肥胖小鼠肝組織中線粒體DNA、核呼吸因子1及線粒體轉(zhuǎn)錄因子A 等多種線粒體生物合成基因的表達(dá)；同時(shí)恢復(fù)線粒體呼吸鏈復(fù)合物Ⅰ活性并增加ATP水平[17]。細(xì)胞實(shí)驗(yàn)亦顯示，姜黃素可抑制游離脂肪酸誘導(dǎo)的原代肝細(xì)胞中活性氧生成、恢復(fù)線粒體膜電位水平，同時(shí)上調(diào)線粒體生物合成[5]。

2.3.2 凋亡 線粒體調(diào)控的細(xì)胞凋亡參與了NAFLD的進(jìn)展。當(dāng)線粒體受損或誘導(dǎo)線粒體外膜透化時(shí)，細(xì)胞色素C(Cyt-C)被釋放到細(xì)胞質(zhì)，進(jìn)一步激活caspases級(jí)聯(lián)通路并最終導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。研究發(fā)現(xiàn)，姜黃素具有調(diào)控細(xì)胞凋亡的作用。姜黃素可下調(diào)非酒精脂肪性肝炎大鼠肝組織Cyt-C、caspase 3、caspase 8和caspase 9的表達(dá)，上調(diào)Bcl-2表達(dá)[13，18]。姜黃素可降低高游離脂肪酸誘導(dǎo)的肝細(xì)胞凋亡比例，下調(diào)Cyt-C、Bax胞質(zhì)釋放水平[5]。Bax主要存在于正常細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中，可轉(zhuǎn)移至線粒體，促進(jìn)Cyt-C釋放入細(xì)胞質(zhì)；而Bcl-2是一種抗凋亡蛋白，具有穩(wěn)定線粒體膜，阻止線粒體釋放凋亡因子的作用。研究顯示，抑制磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶 B信號(hào)通路，可能是姜黃素調(diào)控細(xì)胞凋亡的重要途徑[19]。

2.4 姜黃素與炎性反應(yīng) 炎性反應(yīng)是推動(dòng)單純性脂肪肝進(jìn)展為脂肪性肝炎的重要因素。循環(huán)高水平游離脂肪酸、胰島素抵抗及線粒體氧化應(yīng)激會(huì)激活炎性反應(yīng)信號(hào)通路，促進(jìn)炎性細(xì)胞分泌趨化因子和細(xì)胞因子。大量研究顯示，姜黃素具有抗炎活性，可下調(diào)炎性相關(guān)因子水平。姜黃素干預(yù)ob/ob鼠8周后，血清中促炎因子水平降低，肝組織巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)明顯減輕，核因子-κB活性降低，腫瘤壞死因子-α、單核細(xì)胞趨化蛋白-1及白細(xì)胞介素-6的mRNA表達(dá)下調(diào)[17]。單核細(xì)胞趨化蛋白-1是一個(gè)關(guān)鍵的趨化因子，最先啟動(dòng)炎性部位單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞的招募。腫瘤壞死因子-α是一種促炎細(xì)胞因子，觸發(fā)細(xì)胞毒性免疫應(yīng)答，可造成肝組織損傷，是非酒精脂肪性肝炎的預(yù)測(cè)指標(biāo)[20]。有研究顯示，Toll樣受體4(TLR4)/核因子-κB介導(dǎo)的炎性信號(hào)通路，可能參與了姜黃素降低肝臟炎性反應(yīng)的過程。TLR4是先天免疫系統(tǒng)的模式識(shí)別受體，在不同飲食誘導(dǎo)下的NAFLD動(dòng)物模型中均可被激活；TLR4與下游分子髓樣分化因子88相互作用，激活核因子-κB，導(dǎo)致促炎細(xì)胞因子的產(chǎn)生[21]。

2.5 姜黃素與細(xì)胞因子

2.5.1 脂肪因子 脂肪組織不僅是機(jī)體儲(chǔ)存脂質(zhì)的器官，而且是一個(gè)內(nèi)分泌器官，可分泌脂源性細(xì)胞因子，調(diào)控機(jī)體代謝，參與NAFLD的發(fā)生、發(fā)展。瘦素由白色脂肪組織分泌，參與調(diào)節(jié)攝食，增加能量消耗。NAFLD患者中瘦素水平升高，表現(xiàn)為瘦素抵抗，且與脂肪變性程度相關(guān)。在高糖飲食誘導(dǎo)代謝綜合征大鼠模型中，姜黃素可降低血清瘦素水平[22]。脂聯(lián)素可改善肝臟和外周胰島素抵抗，減少炎性反應(yīng)[23]。脂聯(lián)素DNA甲基化的水平會(huì)影響其基因的轉(zhuǎn)錄與表達(dá)，而姜黃素可下調(diào)NAFLD大鼠肝組織脂聯(lián)素DNA甲基化水平，增加脂聯(lián)素的表達(dá)[24]。此外，姜黃素可通過降低大鼠肝組織中內(nèi)脂素水平并增加鋅α-2糖蛋白水平，減少肝臟脂質(zhì)含量[25]。其中，內(nèi)脂素由內(nèi)臟脂肪細(xì)胞分泌，可誘導(dǎo)脂肪酸合成酶表達(dá)，并增加活性氧及炎性因子的水平；而鋅α-2糖蛋白可上調(diào)脂氧化，維持脂代謝的平衡。

2.5.2 肝臟因子 近年來發(fā)現(xiàn)，肝臟自身可分泌一系列生物活性蛋白，參與NAFLD的病理生理進(jìn)程。研究顯示，肥胖患者血清及肝組織中胎球蛋白A水平上調(diào)，并與肝臟脂質(zhì)堆積有強(qiáng)相關(guān)性[26]。姜黃素可通過激活A(yù)MPK通路，降低高脂飲食誘導(dǎo)NAFLD大鼠肝臟脂質(zhì)和血清中胎球蛋白A水平[27]。成纖維生長(zhǎng)因子(FGF)21可抑制脂質(zhì)分解，改善胰島素敏感性，降低循環(huán)及肝組織脂質(zhì)含量[28]。NAFLD患者血清中FGF21水平明顯升高，呈抵抗?fàn)顟B(tài)。姜黃素干預(yù)可上調(diào)FGF受體1和βKlotho表達(dá)。而βKlotho是一種單次跨膜蛋白，與FGF受體相互作用，可增強(qiáng)FGF21與其受體結(jié)合的能力[29]。

3 臨床應(yīng)用

目前，NAFLD的一線治療方案仍是生活方式干預(yù)，然而研究顯示，僅少數(shù)脂肪肝患者可通過飲食及運(yùn)動(dòng)方式緩解。姜黃素是來源于姜黃的天然多酚類物質(zhì)，目前，已有較多姜黃素應(yīng)用于NAFLD治療的臨床研究，因姜黃素具有較低生物利用度，臨床研究中大多采用姜黃素復(fù)合制劑如姜黃素聚合物奈米顆粒制劑、姜黃素-磷脂復(fù)合物等進(jìn)行干預(yù)。研究顯示，口服含50 mg/d姜黃素的磷脂類制劑12周后，NAFLD患者血脂水平顯著降低，但血糖、胰島素水平無明顯改善[30]。另一含磷脂酰膽堿及胡椒堿的姜黃素-磷脂復(fù)合物干預(yù)研究顯示，NAFLD患者的腰圍、血糖、胰島素、血脂及肝功能均明顯改善[31]?？诜?00 mg/d姜黃素類制劑8周可顯著降低患者NAFLD程度及血清中炎性因子腫瘤壞死因子-α、單核細(xì)胞趨化蛋白-1及表皮生長(zhǎng)因子水平[32]。同時(shí)，姜黃素可降低NAFLD患者血清瘦素水平，提高脂聯(lián)素水平[33]。然而，Saadati等[34]研究發(fā)現(xiàn)，1 500 mg/d姜黃素干預(yù)12周在改善血糖、血脂、胰島素抵抗等方面與單純生活方式干預(yù)無明顯差異。亦有研究顯示，姜黃素干預(yù)對(duì)NAFLD患者的體重、體重指數(shù)及腰圍無明顯影響[35]。這些研究的差異可能與姜黃素的干預(yù)劑量及藥物制劑不一相關(guān)。

綜上所述，大量體內(nèi)外研究顯示，姜黃素可調(diào)節(jié)肝臟糖脂代謝、線粒體功能、炎性反應(yīng)及細(xì)胞因子水平，是NAFLD潛在治療藥物。然而，姜黃素的低生物利用度限制了其臨床應(yīng)用，同時(shí)姜黃素臨床應(yīng)用于NAFLD患者的研究結(jié)果不一。因此，未來將需要尋求提高姜黃素生物利用度的方法并進(jìn)行大樣本臨床試驗(yàn)，研究姜黃素的劑量效應(yīng)及安全性；同時(shí)，深入探討姜黃素作用的分子機(jī)制，為姜黃素應(yīng)用于NAFLD患者的治療提供依據(jù)。