中藥干預(yù)TGF-β1/Smads信號通路對酒精性肝纖維化的調(diào)控作用研究進(jìn)展*

田珺瑩，唐嘉利，黃 蘭，沈月桐，潘立軍

(貴州中醫(yī)藥大學(xué)，貴州 貴陽 550000)

酒精性肝纖維化，是由各類致病因子所引起的肝細(xì)胞內(nèi)結(jié)締組織非正常增生，造成了肝細(xì)胞內(nèi)彌漫性細(xì)胞外基質(zhì)(extracellular matrix，ECM)過度沉積，為酒精性肝硬化早期發(fā)展階段[1]。目前的相關(guān)臨床觀察和實(shí)驗(yàn)研究已經(jīng)證明，肝纖維化在早期尚可逆轉(zhuǎn)，但如果在此期加以合理干擾，有望遏制或改變肝纖維化演變?yōu)楦巫冇驳陌l(fā)展趨勢[2]。作為肝纖維化重要的始動(dòng)因子，轉(zhuǎn)生長因子β1(transforming growth factor beta，TGF-β1)可促活HSC，并促進(jìn)ECM表達(dá)，而其促肝纖維化是主要利用TGF-β1/Smad的信號傳導(dǎo)通道進(jìn)行的。其中Smad蛋白家族為TGF-β1最下游的信號分子，而smad7對酒精性肝纖維化具有正向調(diào)控的功能，所以它在酒精性肝纖維化的發(fā)展在形成中也起到了很大的影響[3]。因此，通過調(diào)控TGF-β1/Smad信號通道，是診斷肝纖維化的重要途徑。

酒精性肝纖維化的病變復(fù)雜且無確切治法。目前西醫(yī)療法大多集中于減少肝臟內(nèi)星狀細(xì)胞的活性以及提高肝組織再生水平，進(jìn)而控制ECM的形成與積累，起到了促進(jìn)與推遲肝纖維化的出現(xiàn)以及健康發(fā)展的作用[4]，但其治療整體效果與預(yù)后大多不理想。雖然相關(guān)醫(yī)學(xué)研究早已證明，肝纖維化是一種雙向的、動(dòng)態(tài)的過程，但是在西醫(yī)研究領(lǐng)域中，關(guān)于肝纖維化的更安全性、高效的診治方法尚有待進(jìn)一步完善[5]。經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)研究，許多學(xué)者發(fā)現(xiàn)中藥能多靶點(diǎn)調(diào)控TGF-β1/Smad信號通路的異常傳導(dǎo)，并在治療ALF方面取得了一些成效。因此，文章概括了近五年內(nèi)基于TGF-β1/Smad信號通路中藥提取物以及中藥復(fù)方抗肝纖維化的研究進(jìn)展情況，為中藥在防治該病癥作用機(jī)制的深入研究和進(jìn)一步發(fā)展提供參考。

1 TGF-β1/Smads信號通路的概述

1.1 TGF-β1概述 TGF-β超家族在控制細(xì)胞增殖和創(chuàng)面炎癥產(chǎn)生及免疫系統(tǒng)中的作用是多種多樣的，如骨骼疾病，纖維化疾病、癌癥等[6]。而TGF-β1是TGF-β家族三種最主要亞型中數(shù)量較為豐富、生理學(xué)化學(xué)效應(yīng)最為突出的一種。它在生物學(xué)上的功能比其他亞型更為廣泛，在提高機(jī)體的膠原分泌、纖維化和細(xì)胞的生長，以及改善蛋白質(zhì)酶抑制劑的水平、ECM沉積能力等方面都更為突出[7]。相關(guān)研究結(jié)果表明TGF-β1在纖維化的發(fā)展過程中有著至關(guān)重要的作用[8]。TGF-β1由靶細(xì)胞膜的特異性受體所介導(dǎo)，至少有5種不同類型受體(Ⅰ-Ⅴ型)，而Smad蛋白則是目前所知惟一的Ⅰ型受體特異性底物，介導(dǎo)了TGF-β1的細(xì)胞內(nèi)信號傳導(dǎo)[9]。TGF-β信號的轉(zhuǎn)導(dǎo)，主要通過啟動(dòng)TGF-β家族的成員，使之在Ⅰ型與II型受體的異源性復(fù)合體中同時(shí)發(fā)出信號，通過啟動(dòng)由配體所誘導(dǎo)的具有固有絲氨酸/蘇氨酸激酶活力的受體，從而引發(fā)R-Smads細(xì)胞磷酸化過程，并通過激動(dòng)素Ⅰ型受體Smad1/5/8或Smad2/3被TGF-β磷酸化后，使活性的由R-Smads和CO-Smads共同構(gòu)成的一個(gè)異源性復(fù)合體高效地從蛋白質(zhì)中傳遞到人體的細(xì)胞核中，進(jìn)而和其他轉(zhuǎn)錄因子、共激活因子和共加壓因子進(jìn)行協(xié)同地調(diào)控靶基因的轉(zhuǎn)錄，再次作用于BMPⅠ型受體下游[10-11]。

1.2 Smads蛋白 Smads蛋白是TGF-β家族成員的下游細(xì)胞因子，直接參與了TGF-β超家族的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，并影響著肝纖維化進(jìn)展。它通過將多種Smad分子緊密調(diào)配，共同實(shí)現(xiàn)了TGF-β的生物學(xué)效應(yīng)。通過蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)和功能特性的不同，Smad家族大致可分成受體調(diào)節(jié)類 Smad(R-Smad)、通用類 Smad(Co-Smad)、抑制類 Smad(Ⅰ-Smad)3個(gè)類型，共8位 smad 成員[12]。其中，R-Smad型在TGF-β1/smads的信號通道中起正向調(diào)節(jié)作用，其成員包括Smad2、3；而在肝纖維化的研究發(fā)展中，Co-Smad型成員smad4是信號通路傳導(dǎo)的關(guān)鍵，它能夠與磷酸化的受體調(diào)節(jié)型Smad形成異聚體，輔助TGF-β1/smads信號通路來實(shí)現(xiàn)胞內(nèi)的轉(zhuǎn)導(dǎo)；而Ⅰ-Smad型成員Smad6、Smad7，在TGF-β1/Smads信號通路中產(chǎn)生負(fù)調(diào)控的功能從而作用于TGF-β1，抑制其信號傳導(dǎo)[13]。

1.3 TGF-β1/smads信號通路的激活對ALF的影響 TGF-β1/smads信號通道主要由位于細(xì)胞膜外部的TGF-β1、膜上的TβR載體受體、以及內(nèi)膜中的smads傳導(dǎo)蛋白等所組成。當(dāng)TGF-β1與其受體結(jié)合后，激發(fā)了Smad蛋白，從而啟動(dòng)了TGF-β/Smad的信號通道。

現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究表明：TGF-β1/smads 信號通路通過使用異源復(fù)合物將信號發(fā)出，進(jìn)而誘導(dǎo) TGF-β家族受體被成功地激活，最后與其他轉(zhuǎn)錄因子、共加壓影響因子和共激活影響因子一起來調(diào)控靶基因。廖寶斌等[14]用外源性神經(jīng)生長因子(NGF)干預(yù)大鼠T6肝星狀細(xì)胞株，比較HSC的細(xì)胞凋亡速率，表明TGF-β1-Smads的信號通道可以有效控制肝星狀細(xì)胞(HSC)的凋亡。余曉紅等[15]在大鼠的ALF模式中發(fā)現(xiàn)，肝纖維化形成后Smad7的表達(dá)明顯降低，而TGF-β1、Smad3蛋白則出現(xiàn)了高表達(dá)，說明了在肝纖維化發(fā)病時(shí)TGF-β1/Smads通路的信號分子出現(xiàn)了過度活化。有關(guān)科學(xué)研究證明[16]，在HF模式中，控制TβRⅠ型受體激酶，進(jìn)而控制TβRⅠ型受體，是肝細(xì)胞再生的一種促進(jìn)因素。而Wang等[17]經(jīng)過深入研究，證實(shí)了TGF-β1/smad信號通道，可以很好地降低HCS的生物活性及提高肝組織再生水平，進(jìn)而可以有效控制ECM的產(chǎn)生與積累，可以達(dá)到改善或延緩肝纖維化的發(fā)生，甚至治愈的效果?？傊?，以TGF-β1/Smads信號通路為介入點(diǎn)治療肝臟疾病已成為現(xiàn)代科學(xué)研究的熱點(diǎn)之一。

2 中藥及其提取物對TGF-β1/smads信號通路的干預(yù)作用

2.1 中藥提取物靶向調(diào)節(jié)TGF-β1/smads信號通路

2.1.1 白首烏C-21甾體總苷 白首烏C-21甾體總苷(TCSG)為中藥白首烏中主要活性成分，具有明顯的保肝功效[18]。張婷等[19]用TCSG對TGF-β1聯(lián)合LPS共同誘導(dǎo)的體外肝纖維化模型進(jìn)行干預(yù)，發(fā)現(xiàn)在TCSG的作用下，LX-2細(xì)胞上TGF-β1、NF-κB、α-SMA、p-Smad2/Smad2和p-Smad3/Smad3蛋白相對表達(dá)明顯降低，而IκB-α蛋白相對表達(dá)量升高(P<0.05)，說明TCSG可能是通過調(diào)節(jié)TGF-β1/Smad信號通路抑制LX-2細(xì)胞活化發(fā)揮抗肝纖維化作用。

2.1.2 莪術(shù)醇 莪術(shù)醇為中藥莪術(shù)的重要活性成分，有耐病毒、抗炎、抑制癌細(xì)胞等藥理作用[20]。而據(jù)相關(guān)研究證實(shí)，莪術(shù)醇還具有確切的抗肝纖維化的作用效果[21]。在40%CCl4花生油混合液誘導(dǎo)的肝纖維化小鼠模型中，莪術(shù)醇能夠顯著下調(diào)TGF-β1/Smad信號通路上TGF-β1和Smad2/3蛋白和基因的表達(dá)，從而阻止其信號轉(zhuǎn)導(dǎo)[22]，進(jìn)而抑制肝纖維化的進(jìn)展。

2.1.3 夏枯草硫酸多糖 夏枯草硫酸多糖(PSSP)為夏枯草多糖類的重要生物學(xué)活性成分，有抗炎、抗氧化物、抗惡性腫瘤等功效[23]。血清ALT和AST是反映肝臟損害程度的主要指標(biāo)，而夏枯草的硫酸多糖對四氯化碳(CCl4)誘導(dǎo)的大鼠急性HF新鮮血清中的HA，LN，PC-Ⅲ和C-Ⅳ含量具有顯著降低作用，不僅如此，PSSP還能調(diào)控TGF-β1/Smads信號通路，進(jìn)而抑制膠原的合成，減少ECM生成及促進(jìn)其降解[24，25]，改善ALF。

2.1.4 藤茶雙氫楊梅素 藤茶是一款富有保健功效而廣受歡迎的民間食用茶葉。二氫楊梅素是藤茶的主要有效成分之一，是一種黃酮類物質(zhì)，又被稱雙氫楊梅樹皮素、白蘞素。經(jīng)現(xiàn)代的科學(xué)研究證實(shí)，它有抑腫瘤、抗氧化、對心血管的防護(hù)、保肝、對腎臟的防護(hù)、降血脂、清咽抗炎以及止痛等諸多藥理作用[26-28]。梁冰潔等[29]通過給予肝纖維化小鼠模型二氫楊梅素，發(fā)現(xiàn)該制劑可明顯減少肝纖維化小鼠AST、ALT活性水平和肝臟組織中COL Ⅰ、COL Ⅲ的濃度，并降低了模型組TGF-β一/Smad信號通道中TGF-β1、Smad2、Smad4、α-SMA mRNA及蛋白質(zhì)的表達(dá)，顯著上調(diào)了Smad7 mRNA蛋白質(zhì)表現(xiàn)，明顯改善了肝纖維化小鼠肝臟組織的病理變化。

2.1.5 大蒜素 大蒜素(Allicin)由是從蔥科植物大蒜中提煉出的有生物學(xué)活性的高含硫化合物的總稱，具有特殊氣味，具有優(yōu)良的抗菌、降血脂、調(diào)血糖、抗腫瘤等功效。相關(guān)研究表明，該化合物對酒精性肝臟損害有防護(hù)功能[30]。通過研究發(fā)現(xiàn)，給予大蒜素灌胃后，酒精性肝纖維化小鼠ALT和AST的活力均明顯下降，而在肝臟組織學(xué)病理切片中還可見肝細(xì)胞腫大程度減輕，細(xì)胞核正常化。由此可見大蒜素對小鼠肝臟具有保護(hù)作用[31]。

2.1.6 趕黃草總黃酮 趕黃草為虎耳草科扯根菜屬草本植物扯根菜(penthorum chinense Pursh)的干燥地上部分，又稱水澤蘭、水楊柳等。趕黃草總黃酮是趕黃草中的主要活性成分之一，含量較高，可抑制大鼠酒精性肝纖維化的形成。余蕾等[32]利用TGF-β1促進(jìn)LX-2活性構(gòu)建了肝纖維化細(xì)胞模式，進(jìn)一步觀察，當(dāng)開啟TGF-β一/Smads信號通道之后，若再給予趕黃草的類黃酮處理，Smad3、p-Smad2、p-Smad3表現(xiàn)均呈現(xiàn)顯著的下降現(xiàn)象，而Smad7的表現(xiàn)則為明顯增加趨勢，表明趕黃草可能是通過抑制了TGF-β一/Smads信號通道，發(fā)揮抗纖維化作用。

2.2 中藥復(fù)方靶向調(diào)節(jié)TGF-β1/smads信號通路

2.2.1 柔木丹 柔木丹(RMD)是由黃芪、皂刺、鱉甲、枳殼、柴胡、赤芍、丹參、川芎、漢防己等藥材組成的復(fù)方，具有活血柔肝，軟堅(jiān)散結(jié)的功效。李倩等[33]利用CCl4誘導(dǎo)BALB/c雄鼠肝纖維化，在RMD干預(yù)后，實(shí)驗(yàn)小鼠肝臟組織的TGF-β1表達(dá)水平明顯下降，而肝臟Smad4mRNA的表達(dá)陽性范圍明顯減小。由此表明，RMD極有可能是由于控制TGF-β1/Smads通道信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，進(jìn)而控制HSC過度活性和增生，從而降低膠原的形成，減少肝臟中ECM沉淀，有效地降低由四氯化碳所誘導(dǎo)的肝損傷和肝臟纖維進(jìn)程，改善肝臟功能[34]。

2.2.2 參仁活血顆粒 參仁活血顆粒是由西南醫(yī)科大學(xué)附屬中醫(yī)醫(yī)院制劑室研發(fā)而成。其主要組成藥物有丹參、桃仁、赤芍、紫河車、黃芪等13味藥物組成[35]。相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究表明[36]，參仁活血顆粒通過抑制TGF-β1/Smad信號通路激活，減少HSCs的生成，并抑制TGF-β1、Smad3的表達(dá)，上調(diào)Smad7的表達(dá)，從而發(fā)揮使collagenⅠ及collagen Ⅲ等細(xì)胞外基質(zhì)合成減少的作用，具有顯著的抗肝纖維化的療效。

2.2.3 扶肝化纖湯 扶肝化纖湯具有扶正祛毒，理氣化瘀等功效，被證實(shí)有利于改善ALF。方中柴胡、枳實(shí)、白芍、甘草能疏肝理氣；黃芪、白芍發(fā)揮補(bǔ)中益氣健脾之效；黃精、當(dāng)歸、鱉甲等可補(bǔ)益腎精血；絞股藍(lán)可益氣解毒；其中的丹參、三七可活血化瘀消積；甘草調(diào)和諸藥；鱉甲軟堅(jiān)散結(jié)，諸藥合用，起到疏肝理脾、扶正解毒、化瘀消癥等效果[37]。肖政華等[38]經(jīng)過相關(guān)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，扶肝化纖湯能顯著上調(diào)肝纖維化(HF)大鼠Smad7及其mRNA表達(dá)水平，并通過調(diào)控TGF-β1、Smad3、Smad7的表達(dá)來抑制HF，以此達(dá)到治療的效果。

2.2.4 小柴胡湯 小柴胡湯有明顯的抗肝纖維化、防治肝癌的功效，目前已確定小柴胡湯有防治肝纖維化的功效。胡睿等[39]研究發(fā)現(xiàn)，小柴胡湯能降低HSC-T6細(xì)胞存活率，顯著降低了TGF-β的表達(dá)，通過介導(dǎo)肝臟星狀細(xì)胞活性，通過控制Smad2、Smad3的磷酸化，降低HSC活性，進(jìn)而改變了ECM的過度產(chǎn)生，并通過調(diào)控TGF-β的一/Smad信號通道，改善肝纖維化。

2.2.5 柴竭抑肝纖 柴竭抑肝纖是純天然的傳統(tǒng)中醫(yī)復(fù)方藥物，由北柴胡、血竭、白芍、赤芍、當(dāng)歸等十三味中草藥構(gòu)成，有疏肝理氣、活血化瘀的作用[40]。HF大鼠模型灌服柴竭抑肝纖藥劑后，能顯著降低HSC活化的主要標(biāo)志物——α-SMA的表達(dá)、血清HF 4項(xiàng)(LN，HA，Ⅳ-C，PCⅢ)的指標(biāo)等，并且病理組織觀察到肝細(xì)胞變性、纖維組織增生、纖維間隔程度等均有明顯減輕，同時(shí)纖維化的總面積比率也明顯降低[41]。

3 小結(jié)

本文概括總結(jié)了單味中藥以及中藥復(fù)方對轉(zhuǎn)化生長因子-β1、Smad蛋白家族的表達(dá)以及TGF-β1/Smad信號通路信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的作用，闡述了中藥在治療肝臟疾病中能從多方位、多靶點(diǎn)、多途徑的改善肝纖維化患者的生存質(zhì)量。并且近年來，隨著眾多科研人員的不斷深入探索，關(guān)于中藥干預(yù)該信號通路的研究成果也因此與日俱增。

截至目前，絕大多數(shù)TGF-β1/Smad信號通路在中藥干預(yù)下的作用機(jī)制的研究方向還主要瞄向于抑制TGF-β1、Smad2、Smad3、Smad4蛋白表達(dá)，使Smad2/3磷酸化成減少，進(jìn)而減少Smad2/3/4的形成，同時(shí)增加Smad7表達(dá)，但對于通路上是否還存在其他不明因子參與抗纖維化機(jī)制，仍不清楚。因此，可將研發(fā)方向瞄準(zhǔn)到對TGF-β/Smad等信號通道上下游機(jī)制的調(diào)控上，更有利于TGF-β靶向抗肝纖維化新藥的研究[42]。另一方面，雖然中醫(yī)藥具有安全性高、作用靶點(diǎn)廣等優(yōu)勢，但利用中醫(yī)藥干預(yù)肝纖維化的研究，在國內(nèi)外仍多局限于動(dòng)物研究上，反而在臨床方面的研究很少。因此在今后的研究中，應(yīng)多注重把動(dòng)物研究與臨床試驗(yàn)相結(jié)合，并在不斷的試驗(yàn)中總結(jié)出調(diào)節(jié)TGF—β1/Smads信號通路的絕佳方案，進(jìn)一步找尋肝臟疾病發(fā)生發(fā)展治療的有效方法。