周鴻緣，王 萌，李春亭，趙 欣，葛冰潔，桑 銳，李海濤，張雪梅*

(1.延邊大學農(nóng)學院，吉林延吉 133002；2.中國農(nóng)業(yè)科學院特產(chǎn)研究所，吉林長春 130112)

天然熊膽是從黑熊、棕熊或其他熊科動物膽囊中提取的膽汁干燥而成，主要由膽汁酸、磷脂、膽固醇、膽汁色素、蛋白質和無機鹽組成，具有廣泛的藥理作用，在我國傳統(tǒng)的中醫(yī)組方中就有數(shù)百種含有熊膽成分的方劑[1]。?；切苋パ跄懰?TUDCA)是熊膽汁中主要有效成分，化學名為3α，7β-二羥基-5β-膽烷酰-N-牛磺酸，是由熊去氧膽酸(ursodeoxycholic acid，UDCA)通過C24位羧基與?；撬岬陌被s水結合形成的結合型膽汁酸，而且TDUCA與UDCA等其他膽汁酸相比，離子化程度較高，親水性較強，在腸肝循環(huán)中生物利用率更高[2]。TUDCA具有保肝、利膽、溶石、抑制內質網(wǎng)應激、抗凋亡等多種藥理活性，在大多數(shù)情況下對生物體的毒性較低并且可穿過血腦屏障，口服、皮下和靜脈注射途徑均可施用。近年來，TUDCA不僅用于肝膽疾病的臨床治療和基礎研究，而且在非肝膽疾病的體內外模型中也有良好的療效，如糖尿病、視網(wǎng)膜疾病和神經(jīng)退行性疾病等。

1 TUDCA對肝膽疾病的作用

1.1 利膽溶石

膽汁的缺乏或紊亂，特別是膽汁酸和膽汁鹽的缺乏，會引起消化問題和嚴重的肝膽疾病。目前，膽汁成分的外源性給藥是膽汁淤積癥的合理治療及預后方法[3]。TUDCA可降低實驗性膽汁淤積大鼠血清中丙氨酸轉氨酶、天冬氨酸轉氨酶、谷氨酰轉移酶、總膽紅素和總膽汁酸的異常分泌，對膽汁淤積性肝損傷具有保護作用[4]。鈣離子信號的丟失是膽管疾病最后階段的主要特征之一，而TUDCA可以刺激鈣離子信號的激活以促進慢性膽汁淤積和膽管缺失大鼠膽管上皮細胞的生長并維持其功能[5]。膽石病是全世界范圍內常見的消化系統(tǒng)疾病之一，發(fā)病率也在逐年上升，超過90%的膽結石由膽固醇組成，并在膽囊內形成。腺苷三磷酸結合盒轉運體G5和腺苷三磷酸結合盒轉運體G8是肝臟膽小管側膜分泌膽汁膽固醇的關鍵轉運蛋白，經(jīng)治療后，小鼠肝臟中上述2種轉運蛋白表達水平顯著降低，表明TUDCA對于降低膽汁膽固醇飽和指數(shù)具有重要作用[6]。TUDCA可以影響體內膽固醇代謝，改變腸道菌群豐度與分布，進而降低成石率[7]。

1.2 抑制內質網(wǎng)應激介導的肝細胞凋亡

內質網(wǎng)應激(endoplasmic reticulum stress,ERS)已被證明是各種肝臟疾病中最重要的致病機制，強烈和持續(xù)的ERS最終會導致細胞凋亡。因此，抑制肝細胞ERS的靶向治療一直是相關疾病的研究熱點。慢性間歇性缺氧會加重肝損傷，抑制肝細胞再生，促進肝纖維化、肝硬化乃至肝癌的發(fā)生。研究發(fā)現(xiàn)TUDCA可減輕慢性間歇性缺氧模型小鼠肝臟的病理變化，降低丙氨酸轉氨酶和天冬氨酸轉氨酶水平，證實了TUDCA的肝臟保護作用，并且這種保護機制是通過抑制ERS及其介導的細胞凋亡途徑來實現(xiàn)的[8]。四氯化碳(CCl4)誘導的小鼠肝損傷模型是一種廣泛使用的急性、慢性肝損傷動物模型,可以用來評價藥物對肝損傷的保護作用及其機制。通過CCl4誘導急性肝損傷動物模型探討TUDCA對小鼠急性肝損傷的保護機制，發(fā)現(xiàn)TUDCA能顯著抑制CCl4所致特異性免疫球蛋白重鏈結合蛋白與肌醇需求酶1 mRNA及蛋白的過度表達，證明了TUDCA通過抑制ERS改善了CCl4中毒所導致的肝損傷[9]。

2 TUDCA對神經(jīng)退行性疾病的作用

2.1 抑制神經(jīng)細胞凋亡

研究大鼠急性脊髓損傷后TUDCA對神經(jīng)元的保護作用及其機制，發(fā)現(xiàn)TUDCA可以通過激活蛋白激酶B(AKT)信號通路，增加Beclin-1和Bcl-2的表達，并抑制Bax、caspase-3的表達，通過抑制神經(jīng)細胞凋亡顯著改善了急性脊髓損傷大鼠的神經(jīng)損傷[10]。淀粉樣蛋白β肽(Amyloid β-peptide，Aβ)是在阿爾茲海默癥患者大腦中淀粉樣斑的主要成分。TUDCA可以穩(wěn)定線粒體膜，防止Aβ誘導的大鼠原代神經(jīng)元發(fā)生細胞凋亡。通過調控E2F-1/p53/Bax途徑，特異性抑制Aβ誘導的PC12細胞凋亡，體現(xiàn)了TUDCA對阿爾茲海默癥的潛在治療[11]。

2.2 抑制活性氧自由基介導的氧化應激

嚴重的氧化應激反應和細胞特征性死亡與帕金森病(Parkinson disease,PD)有緊密聯(lián)系。在不同的PD模型中，TUDCA是一種限制活性氧自由基(reactive oxygen species,ROS)介導神經(jīng)損傷的藥物。TUDCA還可增強小鼠中腦和紋狀體核因子相關因子2(Nrf2)及其穩(wěn)定劑DJ-1的蛋白表達量，提高谷胱甘肽過氧化物酶活性，抑制ROS生成，體外和體內試驗結果均表明TUDCA可通過Nrf2途徑為PD提供一個藥物治療靶點[12]。此外，中腦黑質致密部多巴胺能神經(jīng)元的死亡是PD最主要的病理變化，C-Jun氨基末端激酶(JNK)在該病變過程中起著重要的作用。用TUDCA進行預處理可防止1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氫吡啶誘導的小鼠中腦和紋狀體發(fā)生JNK磷酸化，抑制ROS的產(chǎn)生，證明TUDCA具有抗氧化和神經(jīng)保護作用[13]。

2.3 抑制神經(jīng)炎癥

神經(jīng)退行性疾病的發(fā)生與神經(jīng)炎癥密切相關。小鼠小膠質細胞(BV2)作為中樞神經(jīng)系統(tǒng)內的免疫細胞，可在致炎因子的作用下激活為反應性BV2。膜聯(lián)蛋白是一種抗炎蛋白，主要表達大腦中的BV2。TUDCA可增加膜聯(lián)蛋白的分泌水平發(fā)揮其抗炎作用[14]。G蛋白偶聯(lián)膽汁酸受體1/Takeda G蛋白偶聯(lián)受體5(GPBAR1/TGR5)是一種膜結合型膽汁酸受體,在能量平衡和糖代謝調節(jié)中發(fā)揮作用，同時也參與炎癥反應的發(fā)展。TUDCA可以通過激活GPBAR1/TGR5增加BV2內cAMP水平，提高神經(jīng)系統(tǒng)應激性損傷后的神經(jīng)保護作用，減輕脂多糖介導的神經(jīng)細胞炎癥反應[15]。

3 TUDCA對視網(wǎng)膜疾病的作用

3.1 抑制感光細胞凋亡

色素性視網(wǎng)膜炎(retinitis pigmentosa，RP)可引起視網(wǎng)膜功能退化。RP在病因上有所不同，但最終都會導致感光細胞即視錐細胞和視桿細胞發(fā)生凋亡。建立RP大鼠模型研究發(fā)現(xiàn)，TUDCA能夠維持視錐細胞和視桿細胞的結構和功能以及它們與突觸后神經(jīng)元的正常接觸，有助于延緩RP所致的視網(wǎng)膜變性[16]。光感受器的物理分離常見于各種視網(wǎng)膜疾病，包括視網(wǎng)膜病變、老年性黃斑變性和糖尿病視網(wǎng)膜病變等。研究發(fā)現(xiàn)，動物模型實驗性視網(wǎng)膜脫離后，光感受器開始退化并隨著時間的推移而死亡，經(jīng)TUDCA給藥治療后，可在一定程度上保留感光細胞，降低caspase-2、caspase-3和caspase-9的表達，表明TUDCA可通過抑制caspase介導的細胞凋亡發(fā)揮其細胞保護作用，可作為用于治療以光感受器脫離為特征的眼部疾病的新型藥物[17]。

3.2 減少視網(wǎng)膜小膠質細胞的數(shù)量及遷移

在神經(jīng)性視網(wǎng)膜病變中，小膠質細胞活化是一種常見的現(xiàn)象，然而這些被激活的小膠質細胞可能釋放一氧化氮等毒性因子，甚至殺死鄰近的感光細胞，小膠質細胞還會隨著年齡的增長引起慢性激活，從而影響視網(wǎng)膜組織的健康。TUDCA可降低RP模型大鼠小膠質細胞數(shù)量和活性，經(jīng)TUDCA處理后的大鼠視網(wǎng)膜小膠質細胞更多的分布于視網(wǎng)膜內層，與正常SD大鼠視網(wǎng)膜小膠質細胞分布相似，表明TUDCA對RP模型大鼠的療效與小膠質細胞遷移能力的降低有關[18]。TUDCA對小膠質細胞的影響可能通過干擾其呼吸代謝這一關鍵步驟影響遷移行為[19]。

4 TUDCA對糖尿病和肥胖癥的作用

4.1 調節(jié)胰島素分泌

糖尿病是一種以高血糖為特征的代謝性疾病。高血糖則是由于胰島素分泌缺陷或其生物作用受損引起。多項研究表明，TUDCA對于胰島素分泌以及胰島素敏感性具有積極作用。胰島素降解主要由胰島素降解酶調控，TUDCA可通過S1PR2-胰島素信號途徑來增強肝臟中胰島素降解酶的表達，從而提升高脂飲食小鼠的胰島素清除率，重建其血漿胰島素水平[20]。從90日齡雄性小鼠中分離出胰島，通過放射免疫、蛋白質印跡、電生理學等方法分析TUDCA對胰島β細胞葡萄糖刺激性胰島素分泌的影響，結果顯示TUDCA可在刺激性葡萄糖濃度下通過cAMP依賴性蛋白激酶A(PKA)信號途徑劑量依賴性的增加了新鮮胰島中的胰島素分泌，而在低葡萄糖水平下并沒有相關作用[21]。

4.2 維持微量營養(yǎng)素穩(wěn)態(tài)

作為日常飲食攝入的重要組成部分，微量元素的變化可能導致胰島素抵抗，對糖尿病及糖尿病并發(fā)癥的發(fā)展具有重要影響。糖尿病機體中銅和鋅含量的變化已引起廣泛關注，通過酸消解法測定糖尿病模型小鼠組織和血清中銅和鋅的含量并進行電感耦合等離子體質譜分析，證實TUDCA可維持體內銅、鋅含量的平衡，對糖尿病的治療具有積極作用[22]。Mg2+和Ca2+在血糖控制中也起著至關重要的作用，TUDCA同樣可使腎臟和血清中Mg2+和Ca2+水平恢復至正常范圍[23]。

4.3 影響脂肪細胞分化

機體攝入過多能量而消耗不完全便可導致能量失衡，白色脂肪組織過多積累，是肥胖和糖尿病等代謝疾病發(fā)生的主要因素。而米色脂肪細胞作為可以燃燒能量的脂肪細胞，是潛在的治療肥胖的靶細胞。TUDCA能促進體外米色脂肪細胞分化，刺激高脂飲食小鼠腹股溝白色脂肪組織產(chǎn)生褐變，還可減少脂肪組織的質量和脂質積累，有助于脂質代謝，防止過度的能量攝入[24]。TUDCA具有減少小鼠體內脂肪組織的作用，TUDCA可抑制脂肪干細胞分化成脂肪細胞，氧化物酶體增殖劑激活受體(PPARγ)和甘油磷酸脫氫酶這兩種脂肪形成的標志性基因mRNA表達量也有所降低[25]。

5 TUDCA對其他疾病的作用

TUDCA還具有抗腫瘤、抗病毒、調節(jié)腸道菌群等作用。炎癥性腸病的發(fā)展可增加結腸癌的發(fā)病率，TUDCA可通過調控NF-κB信號通路改善小鼠的結腸炎癥，降低結腸癌細胞HCT 116和COLO 205 的細胞活性，可能是結腸炎相關癌癥的潛在治療藥物[26]。M2蛋白是甲型流感病毒上高度保守的跨膜蛋白，其作用主要是引導質子進入病毒內部，使病毒釋放遺傳物質至宿主細胞。研究表明TUDCA能破壞病毒M2的寡聚態(tài)以消除其質子傳導性，從而抑制甲型流感病毒感染[27]。飲食、腸道菌群、膽汁酸代謝之間保持著一種動態(tài)平衡，TUDCA可與膽汁酸信號受體及其靶基因結合，調控腸道菌群的穩(wěn)態(tài)，在代謝、免疫調節(jié)方面發(fā)揮重要作用[28]。

6 展望

TUDCA藥理作用及應用研究取得了長足發(fā)展，尤其是對TUDCA和UDCA兩種膽汁酸間的異同點有了更深入了解。作為一種膽石溶解劑和肝細胞保護劑，TUDCA突顯出高效低毒的優(yōu)勢，因此成為新一代用于肝膽疾病的膽酸類藥物。TUDCA還具有顯著的抗ERS、抗凋亡、降低胰島素抵抗以及保護神經(jīng)細胞等，從而廣泛應用于多種非肝膽疾病的研究。TUDCA主要通過與肝細胞膜表鈉離子-?；悄懰峁厕D運多肽作用而進入胞內，其他細胞類型可能存在TUDCA攝取能力降低的現(xiàn)象。當TUDCA用于某種非肝臟疾病的潛在治療藥物時，對健康肝膽影響的研究也應該被考慮其中。TUDCA的給藥途徑也是決定其有效性的關鍵因素，需要對TUDCA進行徹底的藥代動力學分析，以充分了解其局限性。隨著獸醫(yī)藥理學與毒理學相關研究的不斷發(fā)展，TUDCA的應用及作用機制一定會逐步完善，也必將為天然熊膽作為傳統(tǒng)中藥資源的可持續(xù)利用提供新的研究策略。