動物膽汁酸在眼病中的應(yīng)用進展

鄒爭榮，李晶，解孝鋒

使用動物膽或膽汁治療眼病有著悠久的歷史，其中熊膽、羊膽、豬膽、蛇膽的應(yīng)用較為多見。在中國最早的中藥古籍《神農(nóng)本草經(jīng)》[1]中有關(guān)于鯉魚膽治青盲的記載；《審視瑤函》[2]記載了熊膽丸治暴盲生翳；《肘后備急方》[3]有羊膽治療眼暗熱病后失明的描述。中醫(yī)學(xué)[4-5]認(rèn)為，膽汁類藥物多性寒、味苦，歸心、肝、膽經(jīng)，其清熱解毒、明目退翳等功效對臨床治療眼病有一定價值。膽汁酸作為膽汁的主要藥理成分，在其中發(fā)揮著關(guān)鍵的作用，現(xiàn)代藥理學(xué)研究[6]也證明，膽汁酸可通過不同方式發(fā)揮抗炎、抗細(xì)胞凋亡等作用，與膽汁藥性基本相同。本文總結(jié)了膽汁酸在眼科應(yīng)用的現(xiàn)狀，包括葡萄膜炎、白內(nèi)障、年齡相關(guān)性黃斑變性（age-related macular degeneration，AMD）、視網(wǎng)膜色素變性（retinitis pigmentosa，RP）、糖尿病視網(wǎng)膜病變（diabetic retinopathy，DR）等，并對藥理作用進行了論述，現(xiàn)報道如下。

1 膽汁酸的合成與代謝

1.1 膽汁酸的合成

膽汁酸（bile acid）由肝臟中的膽固醇合成，是膽汁的重要組成部分，其合成途徑包括經(jīng)典（中性）途徑和替代（酸性）途徑2種，涉及16種以上的酶[7]。經(jīng)典途徑由肝細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的限速酶細(xì)胞色素P4507A1（cytochrome P450family 7 subfamily A member 1，CYP7A1）啟動，膽固醇通過其轉(zhuǎn)化為7α-羥基膽固醇，后被特定的甾體脫氫酶轉(zhuǎn)化為等量的膽酸（cholic acid，CA）和鵝脫氧膽酸（chenodeoxycholic acid，CDCA）[8]。替代途徑以細(xì)胞色素P4507B1（cytochrome P450family 7 subfamily B member 1，CYP7B1）為標(biāo)志物，生成的膽汁酸以CDCA為主[9]。正常生理狀態(tài)下，機體合成的膽汁酸以經(jīng)典途徑為主，約占總膽汁酸的75%[10]。二者的區(qū)別在于，肝臟是特定且唯一的合成經(jīng)典途徑的場所，而替代途徑可在大腦、肝臟、結(jié)腸、腎臟等不同臟器中生成[11]。在一些病理狀態(tài)下，機體需要依靠替代途徑產(chǎn)生的CDCA維持膽汁酸的代謝平衡[12]。

1.2 膽汁酸的代謝

當(dāng)人體攝入食物后，初級膽汁酸經(jīng)膽汁酸轉(zhuǎn)運蛋白-膽鹽輸出泵（bile salt export pump，BSEP）進入膽小管并貯存于膽囊中，膽囊的收縮將膽汁酸分泌至腸道[13]。在腸道微生物的作用下，初級膽汁酸通過水解、脫羥和氧化等反應(yīng)轉(zhuǎn)化為次級膽汁酸，其中CA水解成脫氧膽酸（deoxycholic acid，DCA），CDCA水解為石膽酸（lithochalic acid，LCA），這些反應(yīng)的場所主要在回腸和結(jié)腸上段進行[14]。95%的膽汁酸能通過回腸末端的鈉依賴性膽汁酸轉(zhuǎn)運體（apical sodiumdependent bile acid transporter protein，ASBT）重吸收進入腸上皮細(xì)胞，在回腸膽汁酸結(jié)合蛋白的作用下，膽汁酸通過腸上皮細(xì)胞基底外側(cè)膜上的有機溶質(zhì)轉(zhuǎn)運蛋白（organic solutetransporter α-β，OSTα/β）進入肝門靜脈[15]。肝細(xì)胞基底外側(cè)膜中的鈉離子-?；悄懰峁厕D(zhuǎn)運蛋白、有機陰離子轉(zhuǎn)運蛋白分別參與肝臟對結(jié)合型和游離型膽汁酸的攝取，這些重吸收的膽汁酸將與新合成的膽鹽一起開啟下一輪循環(huán)[16]。

2 膽汁酸的分類和成分

2.1 膽汁酸的分類

膽汁酸按其結(jié)構(gòu)可分為游離型膽汁酸和結(jié)合型膽汁酸，前者主要包括CA、DCA、CDCA、LCA及熊去氧膽酸（ursodesoxycholic acid，UDCA）；后者主要為甘氨酸、牛磺酸與游離型膽汁酸的結(jié)合物，包括甘氨膽酸（glycocholic acid，GCA）、甘氨鵝去氧膽酸（glycochenodeoxycholic acid，GCDCA）、?；悄懰幔╰aurocholic acid，TCA）、?；蛆Z去氧膽酸（taurochenodeoxycholic acid，TCDCA）、?；侨パ跄懰幔╰aurodeoxycholic acid，TDCA）、?；切苋パ跄懰幔╰auroursodeoxycholic acid，TUDCA）等。按其來源又可分為初級膽汁酸和次級膽汁酸：肝臟中合成的初級膽汁酸，包含CA、CDCA及甘氨酸型、?；撬嵝徒Y(jié)合膽汁酸；腸道微生物水解脫氫形成的次級膽汁酸，包括DCA、LCA及其結(jié)合物[17]。

2.2 膽汁酸的成分

不同的動物品種，其膽汁中膽汁酸的種類、成分和含量也不盡相同。臨床上對熊、羊、豬、蛇等動物的膽汁酸進行了鑒定，發(fā)現(xiàn)?；墙Y(jié)合型膽汁酸是羊膽汁的主要成分，其中以TDCA、TCA含量最高，此外還包含CA、GCA、GDCA、GCDCA、TCDCA和TLCA[18]。TUDCA、TCDCA為熊膽汁中主要膽汁酸成分，約占41%～59%，此外還有少量的CA、TCA、UDCA、CDCA[19]。而UDCA、CDCA、TUDCA和TCDCA是熊膽粉與其他膽類中藥主要不同的成分[20]。豬膽汁中共有14種膽汁酸[21]，其中甘氨豬去氧膽酸（glycohyodeoxycholic acid，GHDCA）、GCDCA含量最高，豬去氧膽酸（hyodeoxycholic acid，HDCA）是其特有成分[22]。蛇膽汁中膽汁酸類成分種類較多，約57種，其中?；撬嵝湍懼岣哌_(dá)30多種，以TCA含量最高，此外還含有GCA、GCDCA、GDCA等甘氨酸型膽汁酸11余種[23]。

3 膽汁酸在眼病中的研究

3.1 葡萄膜炎

葡萄膜炎是一種眼內(nèi)炎癥性疾病，約占全球視力受損性疾病的5%～10%，其中高達(dá)35%的患者視力受到了嚴(yán)重的損害，甚至是致盲[24]。HU J等[25]發(fā)現(xiàn)，在實驗性自身免疫性葡萄膜炎（experimental autoimmune uveitis，EAU）小鼠模型中，LCA能通過抑制樹突狀細(xì)胞（dendritic cell，DC）中的氧化損傷來下調(diào)核因子κB（nuclear factor-κB，NF-κB）的表達(dá)，同時阻斷其下游絲裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）的激活，發(fā)揮其抗炎、抗氧化損傷的作用。研究[26]發(fā)現(xiàn)，腸道微生物相關(guān)的膽汁酸代謝異常與多種炎癥性自身免疫性疾病有關(guān)，膽汁酸在肝臟中產(chǎn)生，由腸道細(xì)菌產(chǎn)生的酶代謝，并被證明參與免疫系統(tǒng)的調(diào)控[27]。HU J等[28]研究發(fā)現(xiàn)，在EAU小鼠模型中，EAU組糞便中次級膽汁酸的含量較正常組低，予次級膽汁酸喂食后其EAU的嚴(yán)重程度能被顯著抑制，其可能是通過抑制DC中NF-κB通路中的白細(xì)胞介素-1β（interleukin-1β，IL-1β）、白細(xì)胞介素-6（interleukin-6，IL-6）和腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）的釋放，控制葡萄膜炎的發(fā)展。因此，次級膽汁酸的抗炎作用可為今后臨床葡萄膜炎的治療提供新的希望。

3.2 白內(nèi)障

白內(nèi)障是導(dǎo)致全球失明的主要原因之一，影響全球超過3,500萬人，約2,000萬人失明[29]。人晶狀體上皮細(xì)胞（human lens epithelial cell，HLEC）的過度增殖和分化可導(dǎo)致白內(nèi)障，和上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial-to-mesenchymal transition，EMT）與HLEC向肌成纖維細(xì)胞的轉(zhuǎn)化有關(guān)。ZHOU S等[30]發(fā)現(xiàn)，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激是HLEC中EMT的重要調(diào)節(jié)因子，TUDCA能抑制HLEC到成纖維細(xì)胞的形態(tài)變化，下調(diào)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激引起的EMT標(biāo)記物纖維連接蛋白、波形蛋白、α平滑肌肌動蛋白和神經(jīng)鈣黏蛋白的表達(dá)，減輕白內(nèi)障引起的纖維化混濁。ABDEL-GHAFFAR等[31]發(fā)現(xiàn)，在果糖/鏈脲菌素誘導(dǎo)的糖尿病性白內(nèi)障大鼠中，UDCA通過維持機體的抗氧化狀態(tài)、降低內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激、抑制晶狀體可溶性蛋白的結(jié)構(gòu)變化，降低了糖尿病性白內(nèi)障的發(fā)生率。以上研究結(jié)果表明，TUDCA、UDCA在實驗室階段可通過抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，減緩白內(nèi)障的形成與發(fā)展。

3.3 AMD

AMD是視力損害和嚴(yán)重視力喪失的主要原因之一，影響全球約8.7%的中老年患者，隨著老齡化程度的加劇，其發(fā)病率可能會進一步上升[32]。視網(wǎng)膜色素上皮（retinal pigment epithelium，RPE）層功能損傷和脈絡(luò)膜新生血管是晚期濕性AMD的特征之一，當(dāng)病變累及黃斑中央凹時，會導(dǎo)致嚴(yán)重的視力喪失[33]。氧化應(yīng)激可誘導(dǎo)RPE的損傷及新生血管的形成，線粒體中過量活性氧（reactive oxygen species，ROS）的產(chǎn)生是導(dǎo)致氧化應(yīng)激最主要原因，ROS的過度堆積會造成生物毒性，引起細(xì)胞死亡[34]。ALHASANI RH等[35]發(fā)現(xiàn)，TUDCA可通過降低ROS的生成，上調(diào)抗氧化基因的表達(dá)，使RPE細(xì)胞免受炎癥和氧化損傷的影響，從而抑制黃斑區(qū)色素上皮的損傷。WOO SJ等[36]發(fā)現(xiàn)，將UDCA、TUDCA腹腔注射到激光誘導(dǎo)脈絡(luò)膜新生血管模型大鼠中，可有效抑制視網(wǎng)膜早期血管內(nèi)皮生長因子的表達(dá)，減少脈絡(luò)膜新生血管。MAHARJAN P等[37]予濕性AMD動物模型UDCA口服，結(jié)果顯示，125 mg/kg的UDCA能有效通過血—視網(wǎng)膜屏障進入眼內(nèi)，對脈絡(luò)膜新生血管的形成具有抑制作用。WARDEN C等[38]發(fā)現(xiàn)，甘氨結(jié)合型膽汁酸GCA、GDCA、GUDCA均能通過保護RPE緊密連接，減輕氧化損傷，但在抑制新生血管方面，GCA、GUDCA的效果明顯優(yōu)于GDCA。以上研究表明，UDCA、TUDCA及甘氨結(jié)合型膽汁酸可通過抑制RPE層的氧化應(yīng)激及脈絡(luò)膜新生血管形成，控制AMD的發(fā)展，為臨床藥物研發(fā)提供新的方向。

3.4 RP

RP是一種能引起視力進行性損害的遺傳性視網(wǎng)膜疾病，在全球范圍內(nèi)，RP的患病率約為1/4,000，意味著目前有超過100萬人患有RP[39]。大量光感受器的變性和死亡是RP的主要特征，小膠質(zhì)細(xì)胞的活化也與RP的發(fā)病有關(guān)，活化的膠質(zhì)細(xì)胞可誘發(fā)機體炎癥反應(yīng)從而引起器的變性[40]。FERNáNDEZ-SáNCHEZ等[41]發(fā)現(xiàn)，TUDCA治療可增加RP模型大鼠外層視網(wǎng)膜星形膠質(zhì)細(xì)胞的數(shù)量，防止神經(jīng)膠質(zhì)變性，同時能較好地保護大鼠視網(wǎng)膜深層毛細(xì)血管袢，抑制光感受器變性。ZHANG X等[42]同樣發(fā)現(xiàn)，TUDCA可通過抑制視網(wǎng)膜色素變性GTP酶調(diào)節(jié)因子條件性敲除（retinitis pigmentosa GTPase regulator-conditional knockout，Rpgr-cko）小鼠視網(wǎng)膜小膠質(zhì)細(xì)胞活化產(chǎn)生的炎癥反應(yīng)，防止血管層萎縮，保護視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)的完整性。

在保護光感受器方面，TAO Y等[43]發(fā)現(xiàn)，皮下注射TUDCA可有效抑制N -甲基亞硝基脲（N-methyl-Nnitrosourea，MNU）誘導(dǎo)小鼠錐體光感受器的丟失和視覺損傷。ZHANG X等[42]發(fā)現(xiàn)，TUDCA處理后的小鼠視網(wǎng)膜外核層（outer nuclear layer，ONL）厚度較對照組增加，且光感受器數(shù)量更多，分析發(fā)現(xiàn)TUDCA通過抑制感光細(xì)胞凋亡因子半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶（cysteinyl aspartate specific proteinase，Caspase）的表達(dá)，降低光感受器的死亡率。

3.5 DR

隨著糖尿病患病率的不斷增加，DR已成為全球致盲尤其是工齡階群視力障礙的主要原因之一[44]。DR是糖尿病最常見的一種微血管并發(fā)癥，視網(wǎng)膜細(xì)胞長期處于高糖環(huán)境中從而引起一系類眼底改變，如新生血管、視網(wǎng)膜炎癥等。有研究[45]發(fā)現(xiàn)，TUDCA可阻止線粒體中細(xì)胞凋亡誘導(dǎo)因子（apoptosis-inducing factor，AIF）的釋放，一定程度上保護視網(wǎng)膜神經(jīng)細(xì)胞免受長期暴露于高糖環(huán)境引起的細(xì)胞死亡。SHIRAYA T等[46]發(fā)現(xiàn)，經(jīng)UDCA干預(yù)后的糖尿病模型小鼠可保護視網(wǎng)膜血管系統(tǒng)的完整性，減輕黃斑水腫，降低巨噬細(xì)胞和炎癥因子的表達(dá)，維持血管穩(wěn)態(tài)。CHUNG YR等[47]同樣證明，UDCA可通過抑制視網(wǎng)膜周細(xì)胞中的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，減輕糖尿病模型小鼠眼底熒光滲漏，從而維持血視網(wǎng)膜屏障穩(wěn)態(tài)，延緩早期DR發(fā)展。WANG CF等[48]發(fā)現(xiàn)，500 mg/kg劑量的TUDCA可下調(diào)視網(wǎng)膜中血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）的表達(dá)，抑制視網(wǎng)膜微血管內(nèi)皮細(xì)胞的增殖，對增殖期DR干預(yù)效果明顯。綜上，UDCA可通過維持視網(wǎng)膜血管穩(wěn)態(tài)、減輕內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激、降低炎癥因子的表達(dá)，發(fā)揮延緩DR發(fā)展的作用。

4 小結(jié)

膽汁酸已在實驗室階段被證明可通過直接或間接的方式來減輕炎癥，抑制細(xì)胞凋亡和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，保護光感受器來治療眼病。TUDCA、UDCA等膽汁酸由于其較好的親水性和更少的細(xì)胞毒性，被廣泛研究。然而，其他膽汁酸如GCA、GDCA、GUDCA等甘氨結(jié)合型膽汁酸在眼科應(yīng)用中的研究仍非常有限，且相關(guān)作用靶點尚不明確，因此需要進行更全面、更深入地研究。目前常用的動物類膽汁酸如熊膽汁，由于其藥源的稀缺性在臨床使用中受到限制，按照不同物種膽汁酸成分的差異，針對性地提取或人工合成目標(biāo)膽汁酸類成分，有助于保護保護瀕危動物和其他新型藥物的開發(fā)，為后續(xù)研究提供思路和方向。但目前的研究大多都處于實驗室階段，膽汁酸類藥物能否最終應(yīng)用于臨床，還需要研究者們不斷推進。