劉 宏

(南京中醫(yī)藥大學(xué)，江蘇 南京 210023)

熊果酸(Ursolic acid，UA)是一種五環(huán)三萜類化合物，存在于多種植物的葉子、花和果實(shí)中，是一種具有廣泛藥用特性和治療作用的中草藥[1]。它能介導(dǎo)許多信號(hào)通路的改變，進(jìn)而阻止慢性疾病的進(jìn)展，表現(xiàn)出抗炎，抗氧化，抗癌，抗糖尿病，神經(jīng)保護(hù)的作用[2]。UA可有效治療多種炎癥性疾病，包括帕金森病和糖尿病[3-4]。此外，UA還與神經(jīng)退行性疾病和精神疾病有關(guān)[5]。作為一種口服抗炎和神經(jīng)修復(fù)藥物，它具有相當(dāng)大的潛力，由于其抗氧化和抗炎特性，可以減輕動(dòng)物模型的神經(jīng)病理性疼痛[6]。UA發(fā)揮這些有益結(jié)果的機(jī)制可能涉及調(diào)節(jié)骨骼肌的代謝和萎縮途徑、脂肪組織的胰島素途徑、腫瘤細(xì)胞的凋亡和NF-κB途徑。本文介紹了熊果酸的生化特性，并詳細(xì)概述了其藥理作用，為進(jìn)一步推動(dòng)該藥物的探究與開發(fā)提供基礎(chǔ)。

1 熊果酸的結(jié)構(gòu)和生物化學(xué)特性

熊果酸是一種五環(huán)三萜類，分子量為456.71 g/mol，化學(xué)式為C30H48O3。三萜類化合物為次生代謝物，已報(bào)道的化合物超過(guò)20 000種，與許多生物機(jī)制活性相關(guān)[1]。UA最早記錄于1920年，可溶于熱冰醋酸和酒精氫氧化鈉。UA是由達(dá)瑪烯基陽(yáng)離子通過(guò)角鯊烯折疊和環(huán)化合成，通過(guò)環(huán)加成形成UA的第五環(huán)，在過(guò)渡金屬原子中有三個(gè)氧原子，植物中的UA生物合成來(lái)源于循環(huán)(3S)-氧化角鯊烯循環(huán)。

UA的生物利用度和溶解度不高，并且代謝快速，為了提高UA的療效、治療潛力和溶解度，有研究嘗試合成化學(xué)仿制UA[5]，口服給藥后，在小鼠血清中檢測(cè)UA，其在胃腸道中也被很好的吸收，然而，給藥1 h后，在大鼠大腦中檢測(cè)到了UA，這表明UA具有穿越血腦屏障的能力。因此，一些臨床前試驗(yàn)表明，UA對(duì)神經(jīng)退行性疾病和精神疾病有很好的療效。

2 熊果酸的藥理作用

2.1 抗糖尿病作用

糖尿病是一種慢性疾病，由于胰島素缺乏或胰島素抵抗所引起，目前有研究表明[7]，UA能降低蛋白酪氨酸磷酸酶1B，促進(jìn)誘導(dǎo)葡萄糖吸收的胰島素受體磷酸化，對(duì)降低血糖濃度和治療糖尿病相關(guān)并發(fā)癥有幫助作用。

肥胖和糖尿病的治療是通過(guò)抑制胰腺α-淀粉酶，來(lái)降低體外和體內(nèi)的血糖水平。目前一項(xiàng)研究中，患者早餐前攝入150 mg熊果酸持續(xù)12～20周，在患者樣本中檢測(cè)到血糖水平、體質(zhì)指數(shù)和體重的下降，表明熊果酸能增強(qiáng)胰島素敏感性[8]。Chu等[9]采用高脂飲食造出肥胖大鼠模型，再給予0.5%熊果酸飲食治療6周后，小鼠體重和游離脂肪酸減少[10]。因此，UA能降低肥胖小鼠胰島素抵抗和體重增加，可能是通過(guò)上調(diào)PPAR-α表達(dá)，從而減少脂肪酸合成和增強(qiáng)肝細(xì)胞中脂肪酸氧化來(lái)降低膽固醇和甘油三酯水平。

UA能提高高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖大鼠的高密度脂蛋白膽固醇、胰島素敏感性、棕色脂肪組織和β-氧化，從而改善能量消耗[11]。研究表明，UA通過(guò)保護(hù)糖尿病小鼠的胰腺β細(xì)胞來(lái)阻斷胰島素抵抗和葡萄糖耐受不良[12]。因此，UA是糖尿病血糖水平的主要控制因素，通過(guò)阻斷肝酶B1調(diào)節(jié)AMPK水平對(duì)糖尿病和肥胖癥的治療至關(guān)重要。

2.2 神經(jīng)保護(hù)作用

神經(jīng)系統(tǒng)疾病包括焦慮、卒中、抑郁、帕金森病和阿爾茨海默病等[13]。治療蛛網(wǎng)膜下腔出血可以減少腦血管痙攣的發(fā)生，但可能不會(huì)產(chǎn)生長(zhǎng)期的神經(jīng)學(xué)效應(yīng)。早期腦損傷被認(rèn)為是蛛網(wǎng)膜下腔出血患者不良反應(yīng)的主要原因。

UA是一種重要的抗氧化試劑，它對(duì)缺血性卒中具有防御作用。據(jù)報(bào)道，氧化應(yīng)激是蛛網(wǎng)膜下腔出血后神經(jīng)元死亡的復(fù)雜原因之一[14]，氧化還原敏感的Nrf2激活在獲得更好的內(nèi)源性保護(hù)過(guò)程中具有中心地位，通過(guò)該過(guò)程，大腦可以保護(hù)自己免受缺血性損傷，UA降低大鼠早期腦損傷的效果可能是通過(guò)抑制氧化應(yīng)激實(shí)現(xiàn)神經(jīng)保護(hù)的作用。因此，UA可能是神經(jīng)系統(tǒng)疾病的潛在治療藥物。

帕金森是一種以運(yùn)動(dòng)和非運(yùn)動(dòng)癥狀為特征的慢性進(jìn)行性神經(jīng)退行性疾病。運(yùn)動(dòng)能力日益加重的退行性改變對(duì)照顧者、家庭和患者都有重要的臨床影響[15-16]。與年齡相關(guān)的神經(jīng)退行性疾病中，它是僅次于阿爾茨海默病的以多巴胺能神經(jīng)元減少和神經(jīng)炎癥為主要特征的第二常見(jiàn)疾病。UA對(duì)1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氫吡啶(MPTP)誘導(dǎo)的帕金森小鼠模型有神經(jīng)保護(hù)作用，研究證明[17]，熊果酸能增強(qiáng)認(rèn)知缺陷，修復(fù)改變的多巴胺水平，并保護(hù)MPTP中毒小鼠的多巴胺能神經(jīng)元。

氧化應(yīng)激和興奮性毒性是兩種被不斷證明與廣泛的腦和神經(jīng)系統(tǒng)疾病有關(guān)的機(jī)制，可導(dǎo)致腦損傷和認(rèn)知功能下降。Shih等[18]首次對(duì)UA對(duì)神經(jīng)元的保護(hù)作用進(jìn)行了研究，研究顯示UA能顯著降低和抑制自由基的產(chǎn)生，對(duì)半乳糖介導(dǎo)的小鼠腦損傷具有保護(hù)作用。Wang等[19]研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)UA抑制NF-κB可減輕認(rèn)知缺陷和避免腦損傷。這些脂多糖損傷小鼠大腦造成的腦缺血模型，說(shuō)明了參與UA神經(jīng)保護(hù)活性的細(xì)胞內(nèi)通路。在軟骨藻酸介導(dǎo)的小鼠中，UA可能觸發(fā)PI3K/Akt通路并抑制fox01活性，在興奮性毒性模型中，PI3K/Akt活化似乎激發(fā)了UA的效果[20]。UA能夠通過(guò)激活海馬中p70 S6激酶α和S6核糖體蛋白誘導(dǎo)的mTOR通路，恢復(fù)知識(shí)和記憶相關(guān)蛋白的水平[21]，這些結(jié)果會(huì)誘導(dǎo)PI3K和mTOR通路的激活。因此，UA對(duì)MPTP誘導(dǎo)的帕金森模型，神經(jīng)化學(xué)和行為改變具有保護(hù)作用。

氧化應(yīng)激和興奮性毒性通常導(dǎo)致輕度至重度神經(jīng)系統(tǒng)缺陷[22]。細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)的不平衡可能會(huì)永久降低認(rèn)知功能，造成腦損傷，導(dǎo)致多種腦部疾病[23]。UA能通過(guò)阻斷氧化應(yīng)激和興奮性毒性對(duì)腦部疾病中發(fā)揮保護(hù)作用[18]。Wang等[24]證實(shí)了在腦缺血再灌注損傷大鼠模型中，熊果酸能抑制MMP-2和MMP-9的活性，從而對(duì)大腦的幾種炎癥具有防御作用。在腦缺血再灌注損傷中，TLRs通過(guò)誘導(dǎo)ILs和TNF-α等炎癥介質(zhì)的產(chǎn)生發(fā)揮關(guān)鍵作用[25]。UA調(diào)控TLR通路，具有突出的抗炎功能[26]。UA可能通過(guò)HMGB1/TLR4/NF-κB通路減少炎癥細(xì)胞因子的生成，保護(hù)腦免受腦缺血再灌注損傷。因此，UA可能是缺血性腦損傷再灌注前治療的有效輔助手段。

2.3 抗炎作用

炎癥在多種疾病的發(fā)生和發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用，包括神經(jīng)病變、胰島素抵抗和糖尿病、癌癥等。在損傷和微生物攻擊后，炎癥反應(yīng)會(huì)被調(diào)動(dòng)起來(lái)，恢復(fù)組織成分和生理作用之間的穩(wěn)態(tài)平衡，但持續(xù)的炎癥會(huì)對(duì)組織造成傷害，導(dǎo)致組織/器官無(wú)功能[27-28]。炎癥是一種與各種疾病進(jìn)展相關(guān)的因素，為研究UA的抗炎活性，據(jù)報(bào)道，UA能夠減少結(jié)核分枝桿菌感染的A549和RAW 267.4細(xì)胞和Con-A刺激小鼠的脾細(xì)胞中TNF-α的產(chǎn)生，降低激活細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)的COX-2和NO合成酶水平[29]。因此，熊果酸對(duì)細(xì)胞因子水平、免疫調(diào)節(jié)介質(zhì)和一氧化氮釋放具有相當(dāng)大的抑制作用。由于熊果酸在細(xì)胞中的抗炎作用，該化合物可用于結(jié)核病治療和抗生素療法。

有研究表明，UA和蔓越莓提取物對(duì)COX-2有體外抑制作用，表明其具有潛在的抗炎和抗氧化活性，可能通過(guò)抑制COX-2發(fā)揮抗炎作用[30]。因此，UA衍生物顯示出抗炎活性，抑制主要炎癥細(xì)胞因子、iNOS和COX的表達(dá)，抗氧化機(jī)制如Nrf2信號(hào)的激活，可能導(dǎo)致潛在的新型和安全的COX-2抑制劑的開發(fā)和改進(jìn)。

萜類化合物可通過(guò)介導(dǎo)抗氧化防御在體內(nèi)發(fā)揮抗氧化作用，一系列試驗(yàn)顯示其在阿爾茨海默病中具有治療作用[31]。這些化合物通過(guò)一種藥物→多靶點(diǎn)→一種/多種疾病的治療理論來(lái)治療復(fù)雜的疾病。從這個(gè)角度來(lái)看，基于抗炎和抗氧化的作用機(jī)制，UA在幾種中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病中表現(xiàn)出鮮明的治療前景。

2.4 抗癌作用

癌癥是一種復(fù)雜的疾病，由于腫瘤的異質(zhì)性，化學(xué)預(yù)防癌癥存在很大的挑戰(zhàn)。在幾種腫瘤細(xì)胞A-549，THP-1，HCT-116，MCF-7和普通成人上皮細(xì)胞(FR-2)中分析了熊果酸的抗癌效力，檢測(cè)了熊果酸及其衍生物對(duì)這些細(xì)胞的抗癌作用，結(jié)果顯示，UA能引起B(yǎng)cl-2下調(diào)和Bax上調(diào)，并將cyt-c從線粒體釋放到細(xì)胞質(zhì)中[32-33]。因此，UA可能作為一種有前景的化合物用于癌癥的預(yù)防和治療，改變其代謝以抑制轉(zhuǎn)移和血管生成。

另外，UA能促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞的死亡和自噬，通過(guò)刺激Akt活化，增強(qiáng)氧化系統(tǒng)，降低乳腺癌細(xì)胞中的ATP水平、乳酸和糖酵解酶，從而激活A(yù)MPK，抑制癌細(xì)胞的增殖[34]。因此，UA可能是AMPK的潛在控制者，其在體內(nèi)阻斷糖酵解和癌癥存活，抑制腫瘤細(xì)胞的增殖。Yan等[35]發(fā)現(xiàn)熊果酸通過(guò)提高腫瘤細(xì)胞中caspase-3、caspase-8水平和DNA片段化，顯著改善促凋亡結(jié)果。因此，UA對(duì)細(xì)胞代謝、抗腫瘤進(jìn)展的作用機(jī)制，可能是通過(guò)抑制腫瘤細(xì)胞增殖、促進(jìn)細(xì)胞死亡、抑制細(xì)胞周期實(shí)現(xiàn)的。

3 結(jié) 語(yǔ)

UA在細(xì)胞和動(dòng)物模型中均顯示出抗癌、抗糖尿病、神經(jīng)保護(hù)和抗炎的藥理作用，基于UA的藥理功能，其可能是治療癌癥、糖尿病性神經(jīng)病變和炎癥性疾病等的潛在藥物。UA的抗癌和神經(jīng)保護(hù)作用可能與其在體內(nèi)、外刺激神經(jīng)退行性變性和缺血性腦改變的抗氧化防御系統(tǒng)和下調(diào)促炎信號(hào)通路的能力有關(guān)。所有這些試驗(yàn)研究，已經(jīng)證明了UA對(duì)癌癥和糖尿病性神經(jīng)病變疾病的預(yù)防和治療有希望且有積極的效果。因此，UA是一種潛在的治療策略，值得更深入研究，進(jìn)一步推動(dòng)其在醫(yī)藥鄰域的開發(fā)。