白藜蘆醇治療糖尿病腎病的研究進展

陳 銀(綜述)，魏軍平(審校)

(1.中國中醫(yī)科學院廣安門醫(yī)院內分泌科，北京100053;2.北京中醫(yī)藥大學中醫(yī)內科學，北京100029)

糖尿病腎病(diabetic nephropathy，DN)，即毛細血管性腎小球硬化癥，是指由于糖尿病糖代謝異常為主要原因所致的腎小球硬化，是導致糖尿病患者死亡的主要原因［1］。DN早期表現為腎小球內高壓力、高灌注、高濾過，進而出現腎小球毛細血管袢基膜增厚和系膜基質增多，最后發(fā)生腎小球硬化，腎臟廣泛纖維化和萎縮［2］。DN的發(fā)病機制十分復雜，目前尚未完全闡明?，F在普遍認為，除遺傳和環(huán)境因素外，高血糖及相關的糖代謝紊亂和血流動力學的改變是DN發(fā)生、發(fā)展的重要因素。

白藜蘆醇(3，4，5-三羥基二苯乙烯)是一種植物多酚類化合物，主要來源于葡萄、虎杖、花生、桑葚等植物。白藜蘆醇因其具有獨特的生物活性，已越來越受到醫(yī)學領域的青睞。隨后研究證實，白藜蘆醇具有保護心血管、抗腫瘤、抗感染、抗氧化等多種藥理作用［3-6］。近年來的研究發(fā)現，白藜蘆醇還具有調節(jié)血糖代謝的作用［7-9］?，F就白藜蘆醇在防治DN方面的研究進展予以綜述。

1 白藜蘆醇的抗氧化作用

DN的主要病因是由高血糖誘導的氧化應激反應［10］。氧化應激是指機體在遭受各種有害刺激時，體內高活性分子，如活性氧類(reactive oxygen species，ROS)的生成過多，氧化程度超出氧化物的清除，氧化系統(tǒng)和抗氧化系統(tǒng)失衡，致使ROS在體內大量蓄積并導致組織和細胞損傷的過程［11］。氧化應激水平的升高和ROS、非酶糖基化蛋白和葡萄糖的自身氧化增加，誘導機體產生更多的ROS并損傷抗氧化機制，從而使糖基化終末產物的產生多于清除，造成糖基化終產物在體內聚積，刺激細胞外基質(如Ⅳ型膠原蛋白、纖連蛋白、層黏連蛋白及蛋白多糖)的增生。長期高血糖導致ROS產生增多，從而激活蛋白激酶C、轉化生長因子 β(transforming growth factor-β，TGF-β)和腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)，進一步使氧化應激水平升高，反過來這些因子又促使ROS產生，參與信號轉導通路，發(fā)揮信號放大劑的作用，最終導致腎臟損傷［12］。

1.1 白藜蘆醇降低氧化應激水平 白藜蘆醇屬于多酚類物質，不僅可以直接清除ROS，還可以通過抑制還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(nicotinamide adenine dinucleotide phosphate，NADPH)氧化酶的活性，從而抑制由高糖誘導的腎小球系膜細胞的增殖和纖維連接蛋白的表達［10］。此外，白藜蘆醇還可以通過誘導氧化性轉錄因子Yap1p靶基因的表達，使Yap1p被磷酸化，導致由Yap1p介導的氧化途徑被阻斷，ROS的產生減少，從而增強細胞的抗氧化能力，提高細胞壽命［13］。在高糖的誘導下，腎小球系膜細胞線粒體復合物Ⅲ活性的降低被認為是線粒體氧化應激的主要原因。白藜蘆醇可以顯著地逆轉這種改變，并且迅速恢復線粒體膜電位的超極化，增加ATP的產生，從而維護線粒體功能，并且有效地降低腎小球系膜細胞的氧化應激水平［14］。

1.2 白藜蘆醇調節(jié)抗氧化相關酶活性 白藜蘆醇通過顯著改善超氧化物歧化酶、過氧化氫酶、谷胱甘肽過氧化物酶、谷胱甘肽-S-轉移酶、谷胱甘肽還原酶的活性及還原型谷胱甘肽的水平，同時抑制氧化應激標志物，如超氧陰離子、過氧化氫、羥自由基及谷胱甘肽的活性，有效地防止糖尿病大鼠腎臟免受氧化應激的損傷［15］。此外，國外研究還發(fā)現，白藜蘆醇可顯著降低糖尿病大鼠體內血糖、血肌酐、24 h尿蛋白定量和丙二醛的水平，增加還原型谷胱甘肽和總超氧化物歧化酶的活性，改善腎臟的病理變化［16］。白藜蘆醇作為一種抗氧化劑，已被證明可通過增強超氧化物歧化酶的活性，從而保護腎小球系膜細胞免受氧化低密度脂蛋白誘導的損傷［17］。

1.3 白藜蘆醇激活沉默信息調節(jié)因子1(silent information regulator 1，SIRT1)SIRT1是依賴于煙酰胺腺嘌呤二核苷酸的組蛋白去乙?；福芯空J為它參與了糖代謝和胰島素的分泌過程，特別是在促進胰島素的分泌、外周脂肪組織動員、葡萄糖代謝方面發(fā)揮重要調節(jié)作用［18］。研究發(fā)現，在產生胰島素抵抗的細胞與組織中SIRT1的表達下調，而敲除或者抑制SIRT1的表達可誘導胰島素抵抗［19］。進一步的研究則發(fā)現，在胰島素信號通路中，叉頭轉錄因子可以介導其下游過程［20］，而白藜蘆醇作為已被證實的SIRT1的體外激活劑，可以通過激活SIRT1使叉頭轉錄因子1活性升高，減少MDA的生成，增加超氧化物歧化酶的活性，并且抑制Ⅳ型膠原和纖維連接蛋白的表達［21］。有實驗研究表明，白藜蘆醇還可以通過上調SIRTl的表達，使與糖尿病發(fā)病密切相關的前脂肪細胞凋亡的數量增加，可以避免高脂誘導的氧化應激損傷，從而在糖尿病及其慢性并發(fā)癥的防治中起重要作用［22］。

2 白藜蘆醇的抗感染作用

以往的研究表明，DN的發(fā)生、發(fā)展與炎性因子密切相關［23］。核因子κB為一個轉錄因子蛋白家族，是參與機體免疫和炎性因子表達調控的主要轉錄因子［24］。系膜細胞產生ROS增加，使蛋白激酶C磷酸化而激活，然后激活絲裂原激活蛋白激酶信號轉導通路，使核因子κB表達增強，引起一系列炎癥反應，導致腎臟肥大、細胞外基質堆積及腎小球基膜增厚，從而啟動DN的發(fā)生及病情的發(fā)展［25］。

2.1 白藜蘆醇阻止核因子κB激活 白藜蘆醇通過減少DN大鼠腎臟局部的ROS，抑制氧化應激狀態(tài)，而使下游的核因子κB的活性降低，單核細胞趨化蛋白1的表達減少。阻斷核因子κB信號轉導通路，減少腫瘤壞死因子α、白細胞介素6、環(huán)加氧酶2等炎性因子的表達，從而減輕腎小球細胞的炎癥反應和增生反應，使腎小球基膜增厚程度減輕、細胞外基質合成減少，改善腎小球肥大，減輕蛋白尿，對腎臟起到一定的保護作用［26］。

2.2 白藜蘆醇抑制絲裂原激活蛋白激酶炎癥反應通路 研究表明，白藜蘆醇可以抑制絲裂原激活蛋白激酶的活性，絲裂原激活蛋白激酶通路不僅可以促進細胞增殖，而且也與炎癥反應密切相關［27］。研究證實，白藜蘆醇可以通過抑制胞外信號調節(jié)激酶1/2的磷酸化，抑制腫瘤壞死因子α、白細胞介素6、白細胞介素8等炎性因子的表達，并且可以降低DN中纖連蛋白、Ⅳ型膠原等細胞外基質在腎小球內的表達，從而減緩DN早期腎臟的進展［28-29］。

3 白藜蘆醇的抗纖維化機制

DN的基本病理特征是腎小球基膜增厚、系膜細胞增生和基質增多以及腎小球硬化［30］。近年來，關于TGF-β及其Smad信號通路的研究成為DN的研究熱點，該信號通路在腎小球硬化和腎間質纖維化的進程中發(fā)揮了重要作用［31-32］。其中TGF-β1可促進細胞外基質各成分的合成和分泌，抑制降解基質的酶-基質金屬蛋白酶的活性和促進蛋白酶抑制劑的合成，減少細胞外基質降解等［33-34］。國外的研究發(fā)現TGF-β1通過Smad3蛋白信號轉導途徑，刺激誘導Smad3蛋白乙酰化和磷酸化，同時上調Ⅳ型膠原和纖連蛋白的mRNA的水平，從而促進DN中腎臟纖維化的形成。而白藜蘆醇作為去乙酰化酶SIRT1的活化劑，可以逆轉Smad3蛋白的乙酰化，并抑制TGF-β1的活性，從而延緩腎臟纖維化的發(fā)生［35］。

4 白藜蘆醇參與調節(jié)血糖代謝

慢性高血糖是DN發(fā)病和進展的決定性因素，可誘導產生氧化應激反應及促炎癥反應［36］，并引起脂質代謝紊亂［37］。研究發(fā)現，高糖可以激活腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)，使晚期糖基化終末產物和氧化應激產物增多［34］，脂肪酸的合成增加［38］，誘導腎臟內 TGF-的活性增強［39］，最終導致腎臟肥大、腎小球硬化、纖維化。大量動物實驗研究證實，白藜蘆醇能降低血糖，增加胰島素敏感性，抑制胰島素抵抗［26，40-41］。

4.1 白藜蘆醇的降血糖作用 治療糖尿病的關鍵在于使血糖穩(wěn)定在生理范圍之內，而高血糖是導致DN發(fā)生、發(fā)展的重要因素。白藜蘆醇的抗高血糖作用與其刺激細胞內的糖運輸有關。研究顯示，在白藜蘆醇的干預下，從糖尿病大鼠中分離出來的多種組織細胞的糖吸收增加，甚至在無胰島素作用下，它也能發(fā)揮此種功效，該研究進一步發(fā)現白藜蘆醇具有這種作用與它增加細胞膜上的葡萄糖轉運子(glucose transporter-4，GLUT4)的表達和活性有關。并且在用白藜蘆醇治療鏈脲佐菌素誘導的糖尿病大鼠2周后，鏈脲佐菌素(streptozocin，STZ)-糖尿病大鼠體內血漿葡萄糖和三酰甘油水平均較對照組有明顯下降［42］。進一步的研究表明，白藜蘆醇可以刺激增加肝細胞對于葡萄糖的攝取，使肌糖原和肝糖原的合成增加，減少糖原分解來發(fā)揮降血糖作用［43］。

4.2 白藜蘆醇提高胰島素活性 2型糖尿病常隨有胰島素抵抗，即脂肪細胞、肌肉細胞和肝細胞對正常濃度的胰島素產生反應不足的現象，且胰島素抵抗的發(fā)生與肥胖密切相關。白藜蘆醇是已被證實的通過抑制脂肪細胞分化的強效抗肥胖化合物。在實驗中發(fā)現，白藜蘆醇通過抑制小鼠前脂肪細胞分化中的早期階段，從而減少脂肪的生成，同時對胰島素受體的活性也具有抑制作用，因此對提高2型糖尿病患者體內胰島素的活性有益［44］。

5 結語

白藜蘆醇作為一種天然藥物，對DN的干預作用主要體現在抗氧化、抗感染及抗纖維化、調節(jié)血糖等方面，在DN的防治中起重要作用，特別是在糖尿病早期階段延緩DN的發(fā)展，保護腎臟組織。然而，目前對白藜蘆醇的研究僅限于動物實驗和細胞分子水平，臨床應用證據缺乏，期待進一步研究加以證實。但白藜蘆醇作為一種植物化合物，具有多種生物活性且不良反應小的特點，隨著白藜蘆醇對DN干預研究的不斷深入，有望為預防和治療DN提供良好的前景。

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