Adenosine Triphosphate

关注并星标CPHI制药在线 小檗碱又称黄连素，是从黄连属植物根茎中提取的一种异喹啉生物碱，目前临床已制成片剂，用于治疗腹泻。小檗碱分子功能主要包括与受体结合、激酶活性、蛋白结合、转录活性、DNA结合及激酶调控因子活性，通过体外研究生物靶点的生化过程进行分类，其中常见的包括信号转导、细胞运动、调控细胞周期、调节免疫及蛋白质代谢过程。此外，小檗碱可作用阿尔兹海默病（AD）早老蛋白和分泌酶途径、血管生成、凋亡信号通路、趋化因子和炎性因子介导的炎性通路、白细胞介素通路和P53通路等。小檗碱对神经系统退行性病变、脑血管病、脑外伤引起的炎症反应等具有治疗作用。 01  AD AD是中老年人群中常见的一种神经退行性疾病，主要临床表现为记忆力减退及认知功能缺失，其典型病理特征为β淀粉样蛋白（amyloid β-protein，Aβ）沉积、神经纤维缠结和神经元细胞死亡等。小檗碱能增强脑内血小板-内皮细胞黏附分子、血管内皮 生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）、人血管生成素-1 等表达，降低 Aβ 积累并抑制神经元凋亡，促进脑微血管形成和脑血流量恢复，改善 AD模型（3×Tg-AD）转基因小鼠的认知功能障碍。 小檗碱还能通过磷酸化细胞外调节蛋白激酶（phosphorylated extracellular regulated protein kinase，p-ERK）/真核翻译启动因子2α（eukaryotic translation initiation factor 2α，eIF2α）/淀粉蛋白前β-分解酶1（β-secretase 1，BACE1）信号通路抑制Aβ42 的产生，增强Aβ自噬清除来缓解 Aβ 产生过程，抑制神经元凋亡，改善神经纤维缠结状态，从而改善 AD 模型大鼠海马区认知学习和记忆保持能力。 此外，AD 的发生进程与淀粉样前体蛋白（amyloid precursor protein， APP）表达相关。研究发现小檗碱不仅能通过显著上调 Aβ25～35 诱导的人神经母细胞瘤 SK-N-SH 细胞中 miR-137 的表达，下调 APP 表达，降低 APP 和 APP C端片段的高度磷酸化来调节APP 过程，还能通过抑制哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin，mTOR）/p70 核糖体蛋白 S6 激酶（p70 ribosomal protein S6 kinase，p70S6K）信号通路活化，降低 Aβ在APP/PS1 小鼠中的表达，抑制内质网应激 pERK/eIF2α 信号转导的 APP 裂解酶水平等多种途径降低细胞凋亡率，发挥其保护作用。 研究报道小檗碱对Aβ25-35诱导的神经元损伤能够发挥显著的神经保护作用，主要表现在细胞色素C的表达以及Bcl-2/Bax和Bcl-xl /Bax比率的恢复导致细胞凋亡率下降。小檗碱处理可显著缓解鱼藤酮诱导的SHSY5Y 细胞活力下降，恢复线粒体跨膜电位，增加Bcl-2 /Bax比值，降低 Caspase-3活化。另有研究显示小檗碱能降低三转基因阿尔茨海默病模型小鼠的Aβ表达，其机制可能与增加海马组织Bcl-2表达以及降低 Bax 表达相关。 02 抑郁和焦虑 抑郁症是一种慢性情绪障碍，其发病机制较复杂，涉及环境、遗传、生理等多种因素。小檗碱能够显著改变 5XFAD 转基因小鼠和去卵巢大鼠在旷场实验、高架十字迷宫实验中的抑郁和焦虑行为学指标。另外，小檗碱能缓解抑郁模型小鼠强迫游泳实验不动时间和蔗糖偏好实验中糖水偏爱比的变化水平，减少乳酸和丙酮酸含量，而这些作用可能与促进腺嘌呤核苷三磷酸（adenosine triphosphate，ATP）含量和 5′-单磷酸腺苷激活的蛋白激酶（adenosine 5′-monophosphate-activated protein kinase，AMPK）蛋白表达、促进脑源性神经营养因子（brainderived neurotrophic factor，BDNF）表达从而逆转miR-34b-5p 和 miR-470-5p 对抑郁行为和海马神经元生长的调控有关。 03 神经损伤 神经细胞损伤在一定程度上会引起细胞凋亡，引起神经系统功能损失，该过程受脑内胶质细胞、神经元的成熟度、细胞因子、炎症因子等影响。研究发现小檗碱通过激活 mTOR 磷酸化，抑制内质网应激和自噬过程来提高氧糖剥夺/再灌注肾上腺嗜铬细胞瘤 PC12 细胞的活力，通过上调过氧化物酶体增殖物激活受体 γ（peroxisome proliferatorsactivated receptor γ，PPARγ）、抑制核因子-κB（nuclear factor kappa-B，NF-κB）等因子发挥对大鼠海马神经元体外氧糖剥夺模型的保护作用。 小檗碱还能通过p-ERK//C/EBP同源蛋白（C/EBP homologous protein，CHOP）/半胱氨酸蛋白酶-3（cysteinyl aspartate specific proteinase-3， Caspase-3）、蛋白激酶B（protein kinase B，Akt）/糖原合成酶激酶3β（glycogen synthase kinase 3β，GSK3β）/ERK、磷酸肌醇-3-激酶（phosphoinositide 3-kinase，PI3K）/Akt、沉默调节蛋白1（silent mating type information regulation 2 homolog 1， SIRT1）、 低氧诱导因子-1（hypoxia-inducible factor-1，HIF-1）/p53 等多个信号通路来影响脑神经凋亡相关通路，发挥对脑损伤模型的保护作用。 不仅如此，小檗碱可促进海马CA1-CA3 区中小白蛋白免疫反应神经元和神经纤维数量，调节神经元中 Ca2+水平，从而对抗神经元损伤。 此外，小檗碱能缓解化疗、物理损伤导致的神经损伤。研究发现小檗碱可通过抑制脑组织中胶质纤维酸性蛋白、NF-κB 和 Caspase-3 等蛋白水平，上调过氧化物酶体增殖受体 γ 辅激活因子-1α（peroxisome proliferators-activated receptor γ coactivator-1α， PGC-1α）和锰超氧化物歧化酶来激活 抗氧化和炎症防御，进而减轻阿霉素诱发的病理组织异常、认知障碍和行为缺陷；可通过下调 NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白 3（NOD-like receptor thermal protein domain associated protein 3，NLRP3）炎症小体信号通路，减少炎症因子白细胞介素-1β（interleukin-1β， IL-1β）、肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）释放，降低降钙素基因相关肽表达水平，提高眶下神经缩窄术制备三叉神经痛大鼠神经面部感觉区域的机械痛阈值。 04 帕金森病 帕金森病是世界上第2大神经退行性疾病，且帕金森病炎症过程与 NLR 家族 NLRP3 炎症小体激活密切相关。研究发现小檗碱可增强黑质自噬活性，降低 NLRP3 炎性小体水平；可通过调节长链非编码 RNALINC00943/微小 RNA-142-5p/KPNA4/NF-κB 和激活单磷酸腺苷、AMPK，降低α突触核蛋白、微管相关蛋白 1 轻链 3I（I microtubule-associated protein 1 light chain 3II，LC3II） 水平等来抑制炎症和凋亡，保护 1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶诱导帕金森病小鼠和1-甲基-4-苯基吡啶离子诱导小鼠小胶质瘤 BV2 细胞的神经元退化和损伤。 此外，小檗碱可以穿透血脑屏障，实现在线粒体中积累，进而抑制患帕金森病斑马鱼大脑六羟基多巴损伤细胞抑癌基因诱导的假定激酶 1（PTEN induced putative kinase 1， PINK1）蛋白积累和 LC3 蛋白过表达，进而缓解斑马鱼多巴胺能神经元的损失。 肠道菌群可能也是小檗碱多功能作用的靶点。苯基丙氨酸-酪氨酸-多巴胺通路能向大脑提供多巴胺，而酪氨酸羟化酶（tyrosine 3-monooxygenase，TH） 以四氢生物蝶呤（tetrahydrobiopterin， BH4）为辅酶，是羟化酪氨酸并生成左旋多巴的限速酶。临床研究发现小檗碱通过细菌产生的二氢小檗碱供应硝基还原酶，促进二氢小檗碱产生BH4，进而增强 TH 的活性来加速肠道细菌产生左旋多巴，且粪肠或屎肠球菌移植与小檗碱联用更能显著增加帕金森病小鼠的脑多巴胺水平，改善帕金森病症状。 此外，帕金森动物模型中会出现加速细胞凋亡性神经元死亡的现象，小檗碱能增强 Bcl-2表达并降低Bax表达，降低Bax与Bcl-2的比率，抑制海马细胞凋亡，进一步改善短期记忆障碍。 05 癫痫 癫痫是脑部神经元高度同步化异常放电引起的感觉、运动、意识、精神、行为等异常，约30%患者应用抗癫痫药物难以控制病情，严重影响生活质量。颞叶癫痫是最常见类型，目前认为海马结构改变是癫痫重要病理基础。利用不同浓度小檗碱对红藻氨酸诱导的颞叶癫痫大鼠模型进行处理，观察其对癫痫发作的影响，结果显示小檗碱可明显减少大鼠癫痫发作次数，通过对氧化应激标志物丙二醛、亚硝酸盐和超氧化物歧化酶进行测定，结果显示丙二醛和亚硝酸盐水平降低，超氧化物歧化酶水平无明显变化，提示小檗碱可通过降低丙二醛和亚硝酸盐水平抑制氧化应激反应以减少癫痫发作。 对小檗碱（黄连素）在毛果芸香碱诱导的大鼠癫痫模型中抗抽搐和减轻记忆损害作用的研究显示，在癫痫大鼠模型中注入25mg/kg小檗碱后，可明显推迟首次抽搐发作时间，且注入50、100mg/kg时延迟时间更长，说明小檗碱抗癫痫作用具有浓度依赖性；此外，过氧化氢酶、谷胱甘肽和超氧化物歧化酶作为大脑中重要的抗氧化成分，癫痫发作24h后，海马中过氧化氢酶水平增高，经小檗碱处理后过氧化氢酶和谷胱甘肽水平均明显升高，而超氧化物歧化酶水平与处理前无明显变化，说明小檗碱可通过提高过氧化氢酶和谷胱甘肽水平来抑制氧化应激反应，而对超氧化物歧化酶无影响。另外，该实验提示小檗碱可改善癫痫模型鼠的记忆障碍，但对无癫痫发作的对照组大鼠记忆功能无影响，因此小檗碱可抑制抽搐发作，且无记忆力损害等不良反应。此外，另有研究显示，小檗碱可通过阻断海马CA1神经元钾离子通道而抑制细胞凋亡，促进细胞存活。 参考资料： [1]马洪歌,姚丽芬.小檗碱治疗中枢神经系统相关疾病研究进展[J].中华实用诊断与治疗杂志,2017,31(09):929-931. [2]陈美琳,李芝奇,范琦琦,等.小檗碱药理作用及其相关作用机制研究进展[J].中草药,2022,53(18):5861-5872. 作者简介： 小泥沙，食品科技工作者，食品科学硕士，现就职于国内某大型药物研发公司，从事营养食品的开发与研究。 END 【智药研习社近期直播预告】 来源：CPHI制药在线 声明：本文仅代表作者观点，并不代表制药在线立场。本网站内容仅出于传递更多信息之目的。如需转载，请务必注明文章来源和作者。 投稿邮箱：Kelly.Xiao@imsinoexpo.com ▼更多制药资讯，请关注CPHI制药在线▼ 点击阅读原文，进入智药研习社~