基于HIF-α轴双靶向策略的黄连-黄芩药对协同改善肥胖相关胰岛素抵抗机制研究

本研究针对肥胖诱导脂肪缺氧激活HIF-α信号轴导致胰岛素抵抗（IR）的临床难题，通过构建双荧光素酶报告系统筛选黄连-黄芩药对活性成分，发现小檗碱（BBR）和汉黄芩素（WOG）以3:1比例协同调控HIF-1α抑制/HIF-2α激活，显著改善脂肪炎症和糖脂代谢紊乱，为代谢性疾病的中药配伍机制提供创新性靶向治疗策略。

　　

在全球肥胖流行病肆虐的背景下，胰岛素抵抗（IR）已成为2型糖尿病（T2DM）和心血管疾病的核心病理环节。肥胖状态下脂肪组织过度扩张导致局部缺氧，激活缺氧诱导因子（HIF）信号轴——其中HIF-1α和HIF-2α表现出功能拮抗：HIF-1α通过诱导型一氧化氮合酶（iNOS）途径加剧炎症和胰岛素抵抗，而HIF-2α则通过精氨酸酶-1（ARG1）上调发挥保护作用。这种生物学 dichotomy 为双重靶向治疗（抑制HIF-1α/激活HIF-2α）提供了理论依据。传统中药黄连-黄芩药对作为治疗湿热型肥胖的经典配伍，虽临床疗效明确，但其协同成分及作用机制尚未阐明。

为破解这一难题，周子涵等研究人员在《Chinese Medicine》发表的最新研究中，通过创新性构建双荧光素酶报告基因系统，从28种化学成分中筛选出关键活性成分，并采用Loewe模型确定最佳协同比例，结合体内外实验验证其改善代谢紊乱的效果。研究首次揭示黄连主要生物碱小檗碱（BBR）和黄芩主要黄酮汉黄芩素（WOG）通过协同调控HIF-α轴，显著改善肥胖相关胰岛素抵抗的作用机制。

研究团队采用四大关键技术方法：1）构建HRE-Luc/iNOS-Luc/ARG1-Luc双荧光素酶报告系统进行高通量成分筛选；2）应用Loewe相加模型计算药物相互作用指数确定最佳配比；3）通过棕榈酸（PA）和脂多糖（LPS）诱导的RAW264.7巨噬细胞炎症模型评估抗炎效应；4）利用高脂饮食诱导的肥胖（DIO）小鼠模型进行体内药效评价（动物实验经中国药科大学伦理委员会批准，批准号2021-12-010），包括口服葡萄糖耐量试验（OGTT）、胰岛素耐量试验（ITT）和代谢笼能量代谢检测。

Establishment of dual luciferase reporter system for synergistic component identification in coptidis

研究人员成功建立双荧光素酶报告基因筛选体系，发现BBR可显著抑制HIF-1α转录活性（P<0.001），而WOG特异性激活HIF-2α信号通路。在氯化钴（COCl₂）模拟缺氧条件下，BBR使iNOS启动子活性降低42.3%，WOG使ARG1启动子活性提高2.1倍，证实二者分别靶向HIF-α的不同亚型。

Synergistic amelioration of insulin resistance in mice by BBR-WOG combination therapy

体内实验表明，3:1 BBR-WOG组合使DIO小鼠体重降低21.3%，白色脂肪组织重量减少38.7%，效果与阳性药二甲双胍相当。OGTT和ITT曲线下面积分别改善44.5%和51.2%，空腹血糖（FBG）从15.6 mM降至8.2 mM（P<0.01），胰岛素敏感性显著提升。

Enhanced control of macrophage infiltration and chronic inflammation by BBR-WOG combination

免疫组化显示3:1组合使脂肪组织巨噬标记物F4/80⁺、CD11b⁺和CD11c⁺细胞浸润减少62.4%，血清炎症因子IL-6、TNF-α和MCP-1水平下降53.7-68.9%。qPCR分析证实eWAT中M1型巨噬细胞相关基因表达显著下调（P<0.001），而抗炎因子IL-10和TGF-β1表达上调。

Regulation of lipid metabolism and improvement of liver function in mice by the BBR-WOG combination

脂代谢分析显示3:1组合使血清总胆固醇（TC）、甘油三酯（TG）和游离脂肪酸（FFA）分别降低37.2%、41.5%和33.8%，肝脏脂质沉积减少64.3%。肝功能指标AST和ALT恢复正常水平，肝细胞损伤得到明显改善。

该研究通过多维度实验证实，黄连-黄芩药对的关键活性成分BBR和WOG以3:1比例产生协同效应，通过双重调控HIF-α信号轴——抑制HIF-1α/iNOS炎症通路同时激活HIF-2α/ARG1保护通路，有效逆转肥胖相关的脂肪组织炎症、巨噬细胞浸润和胰岛素抵抗。这不仅阐明了经典中药药对"黄连-黄芩"治疗代谢性疾病的现代药理学机制，更创新性地提出了基于HIF-α轴双靶向调控的协同治疗策略，为开发抗肥胖及相关代谢性疾病的新型中药复方制剂提供了重要理论依据和实践指导。研究建立的双荧光素酶报告基因筛选模型也为中药配伍机制的现代化研究提供了可推广的方法学范式。