论文部分内容阅读
[摘要]荷叶碱调节脂质代谢的作用已在各类研究中被报道，关于其药理作用及作用机理的研究也已逐渐展开。荷叶碱在体内外表现出一定抗氧化活性，并可能以此发挥调节脂质代谢作用。在此基础上，结合荷叶碱功能机理研究，探讨了其调节脂质代谢的途径或方式，同时对荷叶碱多途径的降脂机制进行了归纳和总结。
[关键词]荷叶碱;抗氧化;脂质代谢;机制
[中图分类号]R285.5.[文献标识码]A [文章编号12096-5249（2019）03-000-01
脂质代谢在机体内受多种组织或器官的调节，其中含主要代谢器官肝脏。然而肝脏以外的任何因素，包括遗传、神经体液、激素等发生异常都可能引起脂代谢紊乱，从而诱发慢性疾病，如2型糖尿病、肥胖、心血管疾病、代谢综合征等，是对人们的严重威胁。越来越多的证据表明，这些疾病的发病与脂质在体内的积累密不可分，但我们仍对于脂质诱发此类疾病的机制知之甚少。因此，研究代谢综合征相关疾病中脂质代谢异常的影响及机制研究乃至其中的新干预方法显得至关重要。
动物体内摄人与代谢失衡将引起脂肪代谢紊乱，从而导致脂质过度堆积。当机体内活性氧簇生成增多，脂质过氧化作用也会增强。而脂质过氧化作用会明显增加肝脏内源性活性氧（ROS）产生及其毒性，增加肝损伤发生的几率。脂质过氧化不仅损害肝线粒体在内的多种细胞器，阻止肝细胞的自我防御，而且将使肝脏更容易受到外源性过氧化物的毒害。
荷叶碱（Nuciferine，NF），分子式为C19H21N02，结构式见图1。NF系从荷叶（Lotus leaf）中提取的一种的阿朴啡类生物碱。赵昕岚采用体积分数80%的乙醇冷凝回流提取荷叶中NF，得率为2 135mg/g;通过HPD450大孔树脂的动态吸附和动态解析实验得到NF产品的纯度为80.34%。研究表明，NF的药理作用包括调节脂质代谢、抗氧化抗衰老、抑菌等作用，现如今，脂质代谢及抗氧化研究愈发引起研究者的关注，NF作用也越来越受到人们的重视。本文概述了国内外学者对NF调节脂质代谢及抗氧化的作用及机制的研究，希望为进一步研究提供参考。
1抗氧化作用
荷叶碱表现出良好的抗氧化活性，既往国内外研究人员已对其抗氧化作用作出许多的研究探索。陈希平等为了探索荷叶提取物在体外环境下的抗氧化活性，通过测定比较荷叶不同溶剂的提取物DPPH自由基清除能力测定、超氧阴离子自由基清除能力测定、清除羟基自由基能力、抗脂质过氧化活性等，最终结果显示荷叶碱具有体外抗氧化活性，但不同溶剂提取物如醇提、水提在体外环境下的抗氧化作用存在统计学差异。江慎华等通过测试荷叶不同部位抗氧化活性及酸水解对其有效部位抗氧化作用的影响，最终结果显示，荷叶具有一定的抗氧化活性，且酸水解能够提高活性。肖娟等评价了荷叶乙醇提取物（NNLE，主要为荷叶生物碱、黄酮及少量的酚类）的体外活性。通过检测自由基和脂质过氧化的抑制作用，结果显示NNLE对大鼠肝实质器官脂质过氧化有很强的抑制作用。研究结果进一步表明了包括荷叶碱在内的荷叶乙醇提取物有可作为天然抗氧化剂的潜在作用。
2调节脂质代谢的作用
张丽静等将小鼠分为正常饲料组（正常值）、高脂饲料组（模型组）、高脂饲料中添加O.5%NF组（干预组）。10周后干预组与模型对照组对比，小鼠体质量与相关血脂指标均明显降低;且数据显示干预组小鼠在一定程度上降低了肝脏氧化应激。结果显示NF能改善高脂饲料喂养形成的小鼠高脂血症，其具体机制可能与增加了肝脏脂酶活性降低血脂、减少肝脏氧化应激等作用相关。
Guo等将雄性金黄仓鼠随机分为正常组，高脂饮食（HFD）组，以及高脂饮食辅以NF（10和15mg/kg/d）。经过8周时间喂养后，检测结果显示经NF干预的两组血清TC，TG，低密度脂蛋白（LDL-C），及游离脂肪酸（FFA）均有不同程度的下降，同时炎症减轻。RT-PCR和Westernblot结果显示，高脂饮食喂养的仓鼠与脂肪合成相关的基因表达上调。此外，细胞色素P4502E1和肿瘤坏死因子-a在HFD组仓鼠体内的基因表达也出现增加。NF显著调节了脂质代谢相关基因的表达。
范婷婷等，万进等及刘晓琴等检测了不同浓度荷叶总生物碱及NF对3T3-LI前脂肪细胞增殖的影响。结果显示：荷叶总生物碱以及NF对于3T3-Ll前脂肪细胞增殖的抑制作用呈时间和浓度依赖。陈希平等使用了1mg/mL荷叶提取物，N-降荷叶碱，NF以及0-降荷叶碱作用于脂肪酶，实验发现上述四种生物碱对于脂肪酶的抑制作用分别为11.25%，21.37%，25.77%和24.63%。结果显示几种生物碱中，NF对于脂肪酶的抑制作用最为显著。
3NF通过抗氧化改善脂质代谢的相关机制
3.I改善胰岛素抵抗蒲鹏等发现NF可以改善肥胖小鼠胰岛素抵抗情况。在肥胖小鼠葡萄糖耐量实验中，高脂饮食喂养后的小鼠对于葡萄糖的耐受能力明显低于对照组小鼠;而经NF干预的肥胖小鼠，糖耐受能力显著提高。具体表现为各时问点血糖水平均低于实验组，曲线下面积（AUC）较实验组降低了34.4%。HOMA-IR与血糖钳夹实验有高度一致的准确性;与实验组相比，NF改善了胰岛素抵抗状况，干预组小鼠胰岛素水平及HOMA-IR指数分别降低了60.2%和66.8%。除此之外还通过Real-timePCR验证了NF对胰岛素信号通路及糖异生基因的影响。此外，NF也逆转了高脂饮食导致的胰岛素敏感性相关靶基因的变化。
3_2抑制甘油三酯合成脂联素、AMPK、SREBP-lc、ACC、PPARct等是脂质代謝的重要信号通路。AMPK是一种异源三聚体蛋白激酶，通过脂肪酸和生物合成途径在脂肪酸代谢中起重要作用。曾璐采用lmM油酸和棕榈酸（2：1）的混合物与HepG2细胞共孵育24h建立肝细胞脂肪变性细胞模型。在此基础上加用NF后观察其作用。结果显示NF能上调肝脂变性HepG2细胞的脂联素mRNA、AMPK mRNA、PPARomRNA和脂联素、P-AMPK、PPARtt的蛋白表达，下调SREBP-lc mRNA、ACC mRNA和SREBP-1、P-ACC的蛋白表达水平。AMPKa是AMPK最主要的亚单位。AMPKu的磷酸化通过下调转录因子SREBP-lc的表达而抑制参与甘油三酯合成和积累的脂肪生成基因如ACC的表达。AMPK激活后增加脂肪酸氧化可能是通过激活PPARct而起作用。脂联素被TNF-a、IL-6、抵抗素（resistln）、胰岛素等抑制，从而达到预防肝脂肪变性的效果。 激素在一定程度上可以影响甘油三酯的合成速度。如胰岛素在正常情况下可促进糖转变为TG。但当机体胰岛素分泌不足时，如在某些代谢疾病中，机体不仅不能充分利用葡萄糖，而且脂肪酸的合成也将受到影响。
3.3调控胆固醇合成代谢张丽静等通过使用高脂饮食喂养小鼠成功复制了高脂血症小鼠模型。模型小鼠体质量、脂肪指数增加，血清脂质指标TC、TG、LDL-C、HDL-C及FFA均出现了显著升高。而加用NF干预后的组别中，小鼠各项指标对于模型组均出现了逆转，然而TG变化不明显。结果提示NF的降脂效果可能是通过降低胆固醇实现。
血浆中的胆固醇主要来源于低密度脂蛋白（LDL）中，而91%的LDL是通过肝脏低密度脂蛋白受体（LDLR）途径进行清除;HMG-CoA还原酶是限制胆固醇生成速度的一种酶，游离胆固醇同时影响其活性;酰基辅酶A胆固醇酰基转移酶（ACAT）是胆固醇代谢中的关键酶之一，ACAT还存在两种同工酶-ACATl和ACAT2。韩晓等发现，无血清培养基饥饿bel-7402细胞24.h后，NF各剂量组均能明显升高LDLR、HMGCOAR基因表达及蛋白水平，且表达随剂量增加而增加，同时降低了细胞内ACAT基因表达及蛋白含量。
细胞膜的不饱和脂肪酸在氧自由基的影响下氧化生成醛类及其最终的降解产物丙二醛（MDA），一定程度上反应了生物体受到活性氧自由基攻击的损害程度。这也说明了，当多不饱和脂肪酸水平高，却又缺少抗氧化剂的保护，产生高胆固醇，那么脂质代谢发生紊乱的几率就高。
3.4PASK相关信号通路PASK作为一个新被发现的糖脂代谢调节器，在调节代谢综合征如心血管疾病、2型糖尿病中起着重要作用。Zhang等使用40gM的油酸单用与HepG2细胞共孵育后，细胞内TG含量明显增加，油红染色显示细胞内有大量脂滴，成功复制了体外肝细胞脂肪变性模型。相比于单用油酸诱导的细胞，10gM、250M、50rtM的NF作用细胞后分别降低了细胞内18.66%，39%和44.01%的FFA，沉默PASK的细胞降低了42.81%，提示NF和沉默PASK在减少脂质的堆积中起重要作用。NF还下调了PASK及与其相关的脂质合成基因、蛋白的表达，如PPARa，PPAR7，SREBP-Ic，FAS，ACC和SCDl，上调了AMPK的表达来改善线粒体功能及脂质代谢。通过沉默PASK得到了同样的结果，提示PASK可能是一个改善肝脏脂质代谢的潜在作用靶点。此外，由于NF能下调PASK及其相关基因的表达，NF改善脂质代谢很可能是通过PASK防止脂质的堆积，改善脂质代谢。
通过检测脂质过氧化相关指标GSH，T-AOC及SOD，模型细胞GSH均明显下降，加用NF后，下降更甚;模型细胞的T-AOC和SOD明显下降，而加用NF后逆转了这一变化;氧化应激相关指标MDA在模型细胞中升高，各剂量组分别降低了33.57%，34.07%和34.12%。提示NF的抗氧化作用主要是通过下调SOD，T-AOC，而不是GSH。
4结语
NF的降脂减肥作用不仅在体外脂肪堆积模型、脂肪细胞上有所体现，在体内的小鼠、仓鼠实验同样被证实。虽然上文列举了一些NF降脂的机理，然而NF降脂减肥作用机制是多方面的。相比传统降脂物质而言，NF在內的生物碱类化合物对于肥胖治疗有很大的潜力。NF可以同时影响脂肪细胞生成、凋亡、分解等多个信号通路，然而现阶段对NF对于脂质代谢作用特别是机理的研究仍不够透彻。
研究显示其药理作用广泛，其中降脂减肥作用明显，使荷叶在传统中药运用于临床医学中有着深远意义。随着国际生物技术的快速发展，对于荷叶内主要活性成分之一——NF的研究和运用将会更加广泛，对NF降脂作用的进一步了解将有利于为NF作为一种降脂保健品乃至降脂药物提供更多的理论依据。
[关键词]荷叶碱;抗氧化;脂质代谢;机制
[中图分类号]R285.5.[文献标识码]A [文章编号12096-5249（2019）03-000-01
脂质代谢在机体内受多种组织或器官的调节，其中含主要代谢器官肝脏。然而肝脏以外的任何因素，包括遗传、神经体液、激素等发生异常都可能引起脂代谢紊乱，从而诱发慢性疾病，如2型糖尿病、肥胖、心血管疾病、代谢综合征等，是对人们的严重威胁。越来越多的证据表明，这些疾病的发病与脂质在体内的积累密不可分，但我们仍对于脂质诱发此类疾病的机制知之甚少。因此，研究代谢综合征相关疾病中脂质代谢异常的影响及机制研究乃至其中的新干预方法显得至关重要。
动物体内摄人与代谢失衡将引起脂肪代谢紊乱，从而导致脂质过度堆积。当机体内活性氧簇生成增多，脂质过氧化作用也会增强。而脂质过氧化作用会明显增加肝脏内源性活性氧（ROS）产生及其毒性，增加肝损伤发生的几率。脂质过氧化不仅损害肝线粒体在内的多种细胞器，阻止肝细胞的自我防御，而且将使肝脏更容易受到外源性过氧化物的毒害。
荷叶碱（Nuciferine，NF），分子式为C19H21N02，结构式见图1。NF系从荷叶（Lotus leaf）中提取的一种的阿朴啡类生物碱。赵昕岚采用体积分数80%的乙醇冷凝回流提取荷叶中NF，得率为2 135mg/g;通过HPD450大孔树脂的动态吸附和动态解析实验得到NF产品的纯度为80.34%。研究表明，NF的药理作用包括调节脂质代谢、抗氧化抗衰老、抑菌等作用，现如今，脂质代谢及抗氧化研究愈发引起研究者的关注，NF作用也越来越受到人们的重视。本文概述了国内外学者对NF调节脂质代谢及抗氧化的作用及机制的研究，希望为进一步研究提供参考。
1抗氧化作用
荷叶碱表现出良好的抗氧化活性，既往国内外研究人员已对其抗氧化作用作出许多的研究探索。陈希平等为了探索荷叶提取物在体外环境下的抗氧化活性，通过测定比较荷叶不同溶剂的提取物DPPH自由基清除能力测定、超氧阴离子自由基清除能力测定、清除羟基自由基能力、抗脂质过氧化活性等，最终结果显示荷叶碱具有体外抗氧化活性，但不同溶剂提取物如醇提、水提在体外环境下的抗氧化作用存在统计学差异。江慎华等通过测试荷叶不同部位抗氧化活性及酸水解对其有效部位抗氧化作用的影响，最终结果显示，荷叶具有一定的抗氧化活性，且酸水解能够提高活性。肖娟等评价了荷叶乙醇提取物（NNLE，主要为荷叶生物碱、黄酮及少量的酚类）的体外活性。通过检测自由基和脂质过氧化的抑制作用，结果显示NNLE对大鼠肝实质器官脂质过氧化有很强的抑制作用。研究结果进一步表明了包括荷叶碱在内的荷叶乙醇提取物有可作为天然抗氧化剂的潜在作用。
2调节脂质代谢的作用
张丽静等将小鼠分为正常饲料组（正常值）、高脂饲料组（模型组）、高脂饲料中添加O.5%NF组（干预组）。10周后干预组与模型对照组对比，小鼠体质量与相关血脂指标均明显降低;且数据显示干预组小鼠在一定程度上降低了肝脏氧化应激。结果显示NF能改善高脂饲料喂养形成的小鼠高脂血症，其具体机制可能与增加了肝脏脂酶活性降低血脂、减少肝脏氧化应激等作用相关。
Guo等将雄性金黄仓鼠随机分为正常组，高脂饮食（HFD）组，以及高脂饮食辅以NF（10和15mg/kg/d）。经过8周时间喂养后，检测结果显示经NF干预的两组血清TC，TG，低密度脂蛋白（LDL-C），及游离脂肪酸（FFA）均有不同程度的下降，同时炎症减轻。RT-PCR和Westernblot结果显示，高脂饮食喂养的仓鼠与脂肪合成相关的基因表达上调。此外，细胞色素P4502E1和肿瘤坏死因子-a在HFD组仓鼠体内的基因表达也出现增加。NF显著调节了脂质代谢相关基因的表达。
范婷婷等，万进等及刘晓琴等检测了不同浓度荷叶总生物碱及NF对3T3-LI前脂肪细胞增殖的影响。结果显示：荷叶总生物碱以及NF对于3T3-Ll前脂肪细胞增殖的抑制作用呈时间和浓度依赖。陈希平等使用了1mg/mL荷叶提取物，N-降荷叶碱，NF以及0-降荷叶碱作用于脂肪酶，实验发现上述四种生物碱对于脂肪酶的抑制作用分别为11.25%，21.37%，25.77%和24.63%。结果显示几种生物碱中，NF对于脂肪酶的抑制作用最为显著。
3NF通过抗氧化改善脂质代谢的相关机制
3.I改善胰岛素抵抗蒲鹏等发现NF可以改善肥胖小鼠胰岛素抵抗情况。在肥胖小鼠葡萄糖耐量实验中，高脂饮食喂养后的小鼠对于葡萄糖的耐受能力明显低于对照组小鼠;而经NF干预的肥胖小鼠，糖耐受能力显著提高。具体表现为各时问点血糖水平均低于实验组，曲线下面积（AUC）较实验组降低了34.4%。HOMA-IR与血糖钳夹实验有高度一致的准确性;与实验组相比，NF改善了胰岛素抵抗状况，干预组小鼠胰岛素水平及HOMA-IR指数分别降低了60.2%和66.8%。除此之外还通过Real-timePCR验证了NF对胰岛素信号通路及糖异生基因的影响。此外，NF也逆转了高脂饮食导致的胰岛素敏感性相关靶基因的变化。
3_2抑制甘油三酯合成脂联素、AMPK、SREBP-lc、ACC、PPARct等是脂质代謝的重要信号通路。AMPK是一种异源三聚体蛋白激酶，通过脂肪酸和生物合成途径在脂肪酸代谢中起重要作用。曾璐采用lmM油酸和棕榈酸（2：1）的混合物与HepG2细胞共孵育24h建立肝细胞脂肪变性细胞模型。在此基础上加用NF后观察其作用。结果显示NF能上调肝脂变性HepG2细胞的脂联素mRNA、AMPK mRNA、PPARomRNA和脂联素、P-AMPK、PPARtt的蛋白表达，下调SREBP-lc mRNA、ACC mRNA和SREBP-1、P-ACC的蛋白表达水平。AMPKa是AMPK最主要的亚单位。AMPKu的磷酸化通过下调转录因子SREBP-lc的表达而抑制参与甘油三酯合成和积累的脂肪生成基因如ACC的表达。AMPK激活后增加脂肪酸氧化可能是通过激活PPARct而起作用。脂联素被TNF-a、IL-6、抵抗素（resistln）、胰岛素等抑制，从而达到预防肝脂肪变性的效果。 激素在一定程度上可以影响甘油三酯的合成速度。如胰岛素在正常情况下可促进糖转变为TG。但当机体胰岛素分泌不足时，如在某些代谢疾病中，机体不仅不能充分利用葡萄糖，而且脂肪酸的合成也将受到影响。
3.3调控胆固醇合成代谢张丽静等通过使用高脂饮食喂养小鼠成功复制了高脂血症小鼠模型。模型小鼠体质量、脂肪指数增加，血清脂质指标TC、TG、LDL-C、HDL-C及FFA均出现了显著升高。而加用NF干预后的组别中，小鼠各项指标对于模型组均出现了逆转，然而TG变化不明显。结果提示NF的降脂效果可能是通过降低胆固醇实现。
血浆中的胆固醇主要来源于低密度脂蛋白（LDL）中，而91%的LDL是通过肝脏低密度脂蛋白受体（LDLR）途径进行清除;HMG-CoA还原酶是限制胆固醇生成速度的一种酶，游离胆固醇同时影响其活性;酰基辅酶A胆固醇酰基转移酶（ACAT）是胆固醇代谢中的关键酶之一，ACAT还存在两种同工酶-ACATl和ACAT2。韩晓等发现，无血清培养基饥饿bel-7402细胞24.h后，NF各剂量组均能明显升高LDLR、HMGCOAR基因表达及蛋白水平，且表达随剂量增加而增加，同时降低了细胞内ACAT基因表达及蛋白含量。
细胞膜的不饱和脂肪酸在氧自由基的影响下氧化生成醛类及其最终的降解产物丙二醛（MDA），一定程度上反应了生物体受到活性氧自由基攻击的损害程度。这也说明了，当多不饱和脂肪酸水平高，却又缺少抗氧化剂的保护，产生高胆固醇，那么脂质代谢发生紊乱的几率就高。
3.4PASK相关信号通路PASK作为一个新被发现的糖脂代谢调节器，在调节代谢综合征如心血管疾病、2型糖尿病中起着重要作用。Zhang等使用40gM的油酸单用与HepG2细胞共孵育后，细胞内TG含量明显增加，油红染色显示细胞内有大量脂滴，成功复制了体外肝细胞脂肪变性模型。相比于单用油酸诱导的细胞，10gM、250M、50rtM的NF作用细胞后分别降低了细胞内18.66%，39%和44.01%的FFA，沉默PASK的细胞降低了42.81%，提示NF和沉默PASK在减少脂质的堆积中起重要作用。NF还下调了PASK及与其相关的脂质合成基因、蛋白的表达，如PPARa，PPAR7，SREBP-Ic，FAS，ACC和SCDl，上调了AMPK的表达来改善线粒体功能及脂质代谢。通过沉默PASK得到了同样的结果，提示PASK可能是一个改善肝脏脂质代谢的潜在作用靶点。此外，由于NF能下调PASK及其相关基因的表达，NF改善脂质代谢很可能是通过PASK防止脂质的堆积，改善脂质代谢。
通过检测脂质过氧化相关指标GSH，T-AOC及SOD，模型细胞GSH均明显下降，加用NF后，下降更甚;模型细胞的T-AOC和SOD明显下降，而加用NF后逆转了这一变化;氧化应激相关指标MDA在模型细胞中升高，各剂量组分别降低了33.57%，34.07%和34.12%。提示NF的抗氧化作用主要是通过下调SOD，T-AOC，而不是GSH。
4结语
NF的降脂减肥作用不仅在体外脂肪堆积模型、脂肪细胞上有所体现，在体内的小鼠、仓鼠实验同样被证实。虽然上文列举了一些NF降脂的机理，然而NF降脂减肥作用机制是多方面的。相比传统降脂物质而言，NF在內的生物碱类化合物对于肥胖治疗有很大的潜力。NF可以同时影响脂肪细胞生成、凋亡、分解等多个信号通路，然而现阶段对NF对于脂质代谢作用特别是机理的研究仍不够透彻。
研究显示其药理作用广泛，其中降脂减肥作用明显，使荷叶在传统中药运用于临床医学中有着深远意义。随着国际生物技术的快速发展，对于荷叶内主要活性成分之一——NF的研究和运用将会更加广泛，对NF降脂作用的进一步了解将有利于为NF作为一种降脂保健品乃至降脂药物提供更多的理论依据。