中藥防治肺纖維化分子水平的研究進(jìn)展

薛 娟，劉未華，段 斐，孫曉芳，李少春，郭永慶，李 健，李曉青

（河北大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，河北 保定 071000 )

中藥防治肺纖維化分子水平的研究進(jìn)展

薛 娟，劉未華，段 斐，孫曉芳，李少春，郭永慶，李 健，李曉青

（河北大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，河北 保定 071000 )

多種單味中藥可用于防治肺纖維化，文中先敘述肺纖維化發(fā)生的細(xì)胞分子機(jī)制，再敘述單味中藥在細(xì)胞分子水平防治肺纖維化的實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)展，期待能找到中藥防治肺纖維化的作用靶點(diǎn)，為臨床治療提供理論依據(jù)。

肺纖維化；細(xì)胞分子基礎(chǔ)；中藥防治

肺纖維化（PF）是多種原因引發(fā)的，肺部多種細(xì)胞、細(xì)胞因子、細(xì)胞外基質(zhì)等因素相互作用導(dǎo)致的，肺部成纖維細(xì)胞（FB）過(guò)度增殖、細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）過(guò)度沉積的肺部損傷?；颊叱３霈F(xiàn)呼吸困難，甚至呼吸衰竭而死亡，生存質(zhì)量差，5年存活率低。目前臨床多用激素治療，毒副作用大。近幾年單味中藥防治肺纖維化在細(xì)胞分子水平的實(shí)驗(yàn)研究大有進(jìn)展，現(xiàn)綜述如下，望為治療肺纖維化提供理論依據(jù)。

1 肺纖維化發(fā)生的細(xì)胞分子機(jī)制

肺纖維化是促炎癥因子、促纖維化因子和抑制纖維化因子共同作用造成的FB過(guò)度增生，并轉(zhuǎn)化為肌成纖維細(xì)胞（MF），產(chǎn)生大量ECM沉積于肺部的不可逆損傷。因此各種細(xì)胞因子在肺纖維化發(fā)病機(jī)制中作用重要,下面總結(jié)近年發(fā)現(xiàn)的一些與肺纖維化相關(guān)的細(xì)胞因子。

1.1 促纖維化的細(xì)胞因子

1.1.1 轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β1（TGF-β1）

TGF-β1由多種細(xì)胞產(chǎn)生，功能復(fù)雜，其促纖維化機(jī)制有:促纖維細(xì)胞分裂增殖和分化成熟；促ECM的合成，抑制其降解；趨化各種炎細(xì)胞合成血小板衍生生長(zhǎng)因子（PDGF）、胰島素生長(zhǎng)因子（IGF）、腫瘤壞死因子（TNF）等重要因子；增加基質(zhì)金屬蛋白酶-12（MMP-12）的分泌或抑制金屬蛋白酶組織抑制物-1（TIMP-1)的分泌?？傊甌GF-β1是最強(qiáng)的致纖維化細(xì)胞因子[1]。

1.1.2 結(jié)締組織生長(zhǎng)因子（CTGF）

CTGF是TGF-β信號(hào)通路下游重要細(xì)胞因子，能協(xié)同TGF-β促進(jìn)FB增殖，MF生成，膠原分泌，促進(jìn)肺纖維化。

1.1.3 PDGF

在纖維化早期、中期可協(xié)調(diào)TGF-β1 間接刺激FB增殖，調(diào)節(jié)膠原、ECM沉積和降解,參與肺纖維化形成過(guò)程。

1.2 抑制纖維化的細(xì)胞因子

1.2.1 干擾素-γ(IFN-γ)

IFN-γ可抑制FB的增殖，促進(jìn)其凋亡；可減少M(fèi)F的數(shù)量；可抑制膠原的合成，加速其降解。同時(shí)IFN-γ可促進(jìn)Ⅱ型肺泡上皮細(xì)胞再生，覆蓋損傷的肺泡壁，阻止激活的FB入侵肺泡，促肺損傷后的組織修復(fù)過(guò)程。

1.2.2 肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子(HGF)

HGF可減少ECM過(guò)度產(chǎn)生，加速其降解；抑制TGF-βmRNA的表達(dá)和分泌；通過(guò)促進(jìn)上皮細(xì)胞生長(zhǎng)，加速上皮修復(fù)來(lái)抑制纖維化反應(yīng)。

1.3 促炎細(xì)胞因子

1.3.1 TNF-α

TNF-α可刺激FB的增生和促膠原的合成；能刺激NF-κB活化，其活化后又增加TNF-α的形成，二者相互促進(jìn)；可增加TGF-β1的表達(dá)。

1.3.2 NF-κB

激活的NF-κB引發(fā)各種炎性介質(zhì)大量產(chǎn)生，導(dǎo)致炎癥反應(yīng)。同時(shí)NF-κB能促進(jìn)肺泡巨噬細(xì)胞表達(dá)IL-8、TGF-β1 等細(xì)胞因子，引發(fā)肺纖維化。

以上各種細(xì)胞因子在細(xì)胞內(nèi)通過(guò)各種信號(hào)傳導(dǎo)通路，促進(jìn)或者抑制肺纖維化的發(fā)生發(fā)展，他們是藥物防治肺纖維化的作用靶點(diǎn)。

2 單味中藥防治肺纖維化的實(shí)驗(yàn)研究

2.1 補(bǔ)肺益氣藥

中醫(yī)認(rèn)為肺纖維化基本病機(jī)是肺氣虛弱、絡(luò)氣不足、肺絡(luò)瘀阻等癥候，其中黃芪、枇杷葉等單味中藥有補(bǔ)肺益氣的作用。因此有學(xué)者[2-3]用黃芪及其提取物作用于體外培養(yǎng)的大鼠肺纖維化模型，運(yùn)用MTT、免疫組化等方法發(fā)現(xiàn)肺組織表達(dá)TNF-α、TGF-β的水平降低、表達(dá)HGF、KGF的水平升高，說(shuō)明該藥可抑制FB增殖與活化，促進(jìn)FB凋亡，減少膠原分泌。彭清等[4]將黃芪作用于博萊霉素（BLM）致肺纖維化大鼠，運(yùn)用RT-PCR、免疫組化等方法發(fā)現(xiàn)肺組織中MMP-2和TIMP-1表達(dá)減少。以上實(shí)驗(yàn)說(shuō)明,補(bǔ)氣益肺藥黃芪可能通過(guò)調(diào)整肺組織中某些細(xì)胞因子的表達(dá),起到抗肺纖維化的作用。

同時(shí)有學(xué)者[5]將枇杷葉三萜酸（TAL）作用于鹽酸平陽(yáng)霉素致肺纖維化大鼠，運(yùn)用HE、Masson的研究方法發(fā)現(xiàn)，肺組織TGF-β1、CTGF和Col-I mRNA的表達(dá)下降，可能TAL能抑制TGF-β1/CTGF信號(hào)通路中促纖維化的某些細(xì)胞因子的表達(dá)。楊雅茹等[6]從細(xì)胞水平研究發(fā)現(xiàn)，TAL可抑制TGF-β1刺激后的人胚肺成纖維細(xì)胞（HFL-I）的增殖，可抑制該細(xì)胞表達(dá)膠原蛋白-I（Col-I）、Col-Ⅲ、平滑肌肌動(dòng)蛋白（α-SMA）、CTGF、p-ERK1/2，說(shuō)明TAL可阻斷FB向MF轉(zhuǎn)化；減少ECM的沉積。以上從體內(nèi)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)、體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)都驗(yàn)證了TAL可通過(guò)抑制肺內(nèi)促纖維化因子的生成，增強(qiáng)肺內(nèi)抑纖維化因子的分泌來(lái)防治肺纖維化。

2.2 活血化瘀藥

中醫(yī)認(rèn)為肺纖維化患者有氣滯、血瘀、痰瘀等癥候，其中三七總皂苷、沙參等中藥具有活血化瘀的功效。因此有學(xué)者[7]運(yùn)用免疫組化、RT-PCR的方法檢測(cè)三七總皂苷干預(yù)BLM致肺纖維化大鼠肺組織，發(fā)現(xiàn)TGF-β1、CTGF含量明顯降低，說(shuō)明該藥可降低肺組織分泌促纖維化的細(xì)胞因子。同時(shí)姚嵐等[8]發(fā)現(xiàn)，沙參也可下調(diào)BLM致肺纖維化大鼠肺組織中TGF-β1 及TNF-α蛋白的表達(dá)。以上通過(guò)體內(nèi)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)說(shuō)明活血化瘀中藥三七總皂苷、沙參有一定防治肺纖維化的作用。

2.3 清熱解毒藥

肺部纖維化與肺部反復(fù)炎性損傷修復(fù)有關(guān)，其中單味中藥姜黃素、葛根素、白藜蘆醇、苦參堿等具有清熱解毒抗炎的作用。因此研究人員[9-10]運(yùn)用RT-PCR、Western blot等方法研究姜黃素作用于BLM致肺纖維化大鼠，發(fā)現(xiàn)肺組織中NF-κB抑制劑、HGF表達(dá)升高，而NF-κB、CTGF、TGF-β1表達(dá)降低；說(shuō)明姜黃素可通過(guò)調(diào)整肺組織中相關(guān)細(xì)胞因子的表達(dá)減輕氧自由基對(duì)肺組織的損傷，減少細(xì)胞外基質(zhì)的過(guò)度沉積。劉瑩[11]運(yùn)用免疫組化的方法研究姜黃素對(duì)百草枯（PQ）中毒致肺纖維化大鼠的作用，發(fā)現(xiàn)肺組織TGF-β1的表達(dá)降低，膠原沉積減少。張會(huì)存、解克芳等[12-13]運(yùn)用MTT、Western blot、RT-PCR等方法研究發(fā)現(xiàn)，姜黃素可抑制TGF-β1誘導(dǎo)的人胚肺成纖維細(xì)胞（MRC-5）P-ERK表達(dá)，進(jìn)而抑制CTGF的生成；可增強(qiáng)細(xì)胞Smad7表達(dá)，降低Smad3表達(dá)，并通過(guò)Smad信號(hào)通路抑制ECM的合成。以上體內(nèi)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)均說(shuō)明姜黃素有抑制肺內(nèi)促纖維化因子的生成，增強(qiáng)肺內(nèi)抑纖維化因子的分泌，來(lái)防治肺纖維化。

陳珍旭等[14]運(yùn)用免疫組化、RT-PCR等方法研究葛根素作用于BLM致肺纖維化大鼠，發(fā)現(xiàn)肺組織表達(dá)TGF-β1mRNA、總膠原纖維、Col-I均下降，說(shuō)明葛根素可通過(guò)抑制肺組織表達(dá)TGF-β1 mRNA，來(lái)抑制FB增殖及膠原的合成。張娟[15]發(fā)現(xiàn)，葛根素作用于PQ誘導(dǎo)的肺纖維化大鼠后，肺組織勻漿HYP、TGF-β1含量減少。孫淵[16]運(yùn)用Western blot、RT-PCR等方法研究發(fā)現(xiàn)，葛根素可抑制TGF-β1刺激后的人胚肺成纖維細(xì)胞（HELF）Col-I、CTGF的mRNA和蛋白的表達(dá)，且呈劑量依賴關(guān)系，表明葛根素可能通過(guò)下調(diào)CTGF的表達(dá)來(lái)影響ECM合成。以上實(shí)驗(yàn)說(shuō)明葛根素可通過(guò)調(diào)整肺內(nèi)纖維化相關(guān)細(xì)胞因子的表達(dá)起到防治肺纖維化的作用。

研究人員[17-18]用Masson染色法、Western blot、PCR等方法將白藜蘆醇（Res）作用于BLM致肺纖維化的大鼠，發(fā)現(xiàn)肺組織NF-κB、TGF-β1表達(dá)減少，解聚蛋白樣金屬蛋白酶-1（ADAMT-1）表達(dá)升高，說(shuō)明Res通過(guò)減少相關(guān)炎癥因子的產(chǎn)生，增強(qiáng)肺內(nèi)Col-I、Col-Ⅲ的降解，產(chǎn)生抗肺纖維化作用。

劉濤等[19]研究發(fā)現(xiàn)，高劑量苦參堿可減輕BLM致肺纖維化大鼠肺組織TGF-β1、CTGF、Ⅰ型和Ⅲ型膠原的表達(dá)，從而減少ECM的生成。壽璐[20]發(fā)現(xiàn)，苦參堿可通過(guò)減少肺中CTGF、NF-κB的表達(dá)減輕糖尿病大鼠肺纖維化。說(shuō)明苦參堿可調(diào)整肺內(nèi)纖維化相關(guān)因子的表達(dá)防治肺纖維化。

張敏等[21]用MTT、ELISA等方法研究發(fā)現(xiàn)，丹酚酸B（SAB）能抑制TGF-β1誘導(dǎo)的MRC-5的增殖，減少Col-I、TGF-β1的表達(dá)，表明SAB可阻止或延緩該細(xì)胞纖維化。成文媛等[22]運(yùn)用MTT、Western blot、RT-PCR等方法觀察西紅花酸（CRT）對(duì)血管緊張素Ⅱ（AngⅡ）誘導(dǎo)的大鼠肺成纖維細(xì)胞（LFB）的作用，發(fā)現(xiàn)CRT可抑制TGF-β1- ERKl/2信號(hào)通路的激活,降低TGF-β1的表達(dá)，抑制LFB轉(zhuǎn)化為MF，抑制該細(xì)胞纖維化。蔡斌等[23]運(yùn)用流式細(xì)胞術(shù)、RT-PCR等方法觀察桔梗皂苷-D（PD）對(duì)TGF-β1誘導(dǎo)的LFB纖維化的作用，發(fā)現(xiàn)該細(xì)胞TGF-βⅡ受體、Smad3 蛋白的表達(dá)下降，Smad7 蛋白的表達(dá)增強(qiáng)，說(shuō)明PD有阻斷該細(xì)胞纖維化的作用。

3 小 結(jié)

通過(guò)總結(jié)以上學(xué)者的研究，發(fā)現(xiàn)某些單味中藥可通過(guò)下調(diào)促肺纖維化細(xì)胞因子的表達(dá)，上調(diào)抑肺纖維化細(xì)胞因子的表達(dá)，起到防治肺纖維化的作用。更希望找到這些中藥防治肺纖維化具體的作用靶點(diǎn)，為臨床提供可靠的理論依據(jù)。

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（責(zé)任編輯：劉俊華）

Research progress of Chinese herb prevention and treatment of pulmonary fibrosis at the molecular level

XUE Juan, LIU Weihua, DUAN Fei, SUN Xiaofang, LI Shaochun, GUO Yongqing, LI Jian, LI Xiaoqing
(College of Basic Medical Sciences of Hebei University,Baoding 071000,China)

Some single Chinese herb can be used for the prevention and treatment of pulmonary fibrosis.First of all, this paper describes the mechanism of pulmonary fibrosis in cell and molecular level. Secondly, this paper describes single Chinese herb prevention and treatment of pulmonary fibrosis experiment progress in cell and molecular level to find the prevention and treatment of pulmonary fibrosis drug targets as a theoretical basis for clinical treatment.

pulmonary fibrosis; cell and molecular level; single Chinese herb prevention and treatment

R256.1

A

1674-490X(2014)01-0091-04

2013-12-03

河北省中醫(yī)藥管理局（2011101）

薛娟（1979—），女，河北張家口人，助教，在讀碩士，主要從事藥物抗器官纖維化的研究工作。E-mail: xuejuanbinglixue@163.com

段斐（1958—），女，河南洛陽(yáng)人，教授，博士，博士生導(dǎo)師，主要從事生殖藥理學(xué)及藥物抗器官纖維化的研究工作。E-mail: feiduan9999@sina.com