中醫(yī)藥調(diào)控TGF-β1/Smad 信號通路防治肝纖維化的研究概況

周會霞，盧雨蓓

1 甘肅中醫(yī)藥大學 甘肅蘭州 730000

2 甘肅省中醫(yī)院 甘肅蘭州 730050

肝纖維化是由急性或慢性肝損傷引發(fā)的可逆?zhèn)谟戏磻?yīng)[1]，持續(xù)的肝損傷會促使肝纖維化進展為不可逆的肝硬化和肝癌[2]。據(jù)統(tǒng)計，我國死于肝病的人數(shù)約占全球肝病死亡人數(shù)的45%[3]。肝纖維化以細胞外基質(zhì)沉積（extracellular matrix，ECM）為特征，ECM 主要來源于活化的肝星狀細胞（hepatic stellate cell，HSC）[4]，此外，活化的HSC 分泌多種促纖維化細胞因子，這也加劇了肝纖維化的發(fā)展[5]。由此研究者普遍認為，HSC 的激活是肝纖維化的核心驅(qū)動因素[6-8]。轉(zhuǎn)化生長因子-β1（transforming growth factor-β1，TGF-β1）是促肝纖維化的關(guān)鍵因子，可通過調(diào)控Smads 蛋白表達，激活HSC 分泌ECM，促進肝纖維化的發(fā)生發(fā)展，因此，通過阻斷TGF-β1/Smad通路抑制肝纖維化的發(fā)生發(fā)展是關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一[9]。中醫(yī)藥可有效抑制TGF-β1/Smad 信號通路轉(zhuǎn)導，故本綜述主要圍繞中醫(yī)藥調(diào)控TGF-β1/Smad 信號通路防治肝纖維化的研究進展展開探討。

TGF-β1/Smad 信號通路與肝纖維化

TGF-β1 介導的TGF-β1/Smad 信號通路是HSC 活化和肝纖維化形成的核心通路，主要由細胞膜外TGF-β1、膜上TβR 受體與膜內(nèi)Smads 組成。在各種損傷因子作用下，肝臟內(nèi)TGF-β1 表達大量增加，TGF-β1 先后通過與成纖維細胞等細胞膜上的受體Ⅱ（TβR-Ⅱ）和受體I（TβR-Ⅰ）結(jié)合并激活受體，誘導Smad2/3 發(fā)生磷酸化，并與Smad4 蛋白形成復(fù)合物被轉(zhuǎn)運到細胞核，調(diào)控多個轉(zhuǎn)錄靶基因促進HSC 活化增殖，最終導致大量ECM 產(chǎn)生，形成肝纖維化。與此同時，活化的HSC 能合成并分泌TGF-β1，通過正反饋調(diào)節(jié)進一步加速HSC 激活、轉(zhuǎn)化及合成膠原，ECM 大量沉積，促使肝纖維化進行性加重[10]。而Smad7 作為Smad3 的負反饋調(diào)節(jié)因子可以調(diào)節(jié)TGF-β1，阻止Smad2、Smad3 磷酸化，繼而阻斷信號的后續(xù)轉(zhuǎn)導，使TGF-β1/Smad 信號通路恢復(fù)平衡狀態(tài)，從而抑制肝纖維化的發(fā)生發(fā)展[11]。

中醫(yī)對肝纖維化的認識

中醫(yī)雖無“肝纖維化”的病名記載，但常根據(jù)其不同的癥狀表現(xiàn)，如乏力、納差、脅下脹痛、脅下積塊等將其劃歸于“脅痛”“積聚”“臌脹”“肝著”“黃疸”“癥瘕”等范疇。近年來，中醫(yī)界對肝纖維化有了逐漸深入的了解。肖志鴻等[12]認為肝纖維化的基本病機為本虛標實，“本虛”為以脾虛為主的肝脾腎、氣血虧虛；“標實”為濕熱毒瘀互結(jié)，據(jù)此確立了以扶正祛邪為主，解毒、補虛、活血為輔的肝纖維化治則。楊粵戈等[13]認為，肝纖維化本質(zhì)上是肝臟受損，肝失疏泄，氣血不利，從而出現(xiàn)一系列癥狀，故治療本病以疏肝健脾為主，輔以清熱、祛濕、溫陽等法。魯軍等[14]從肝肺、肝脾、肝腎的角度認為肝陽不足易致五臟發(fā)生病變，從而形成肝纖維化，故主張溫肝暖陽法逆轉(zhuǎn)慢性肝病肝纖維化。延國威等[15]對2014 年到2018 年中醫(yī)藥治療肝纖維化的方藥規(guī)律分析得出：組方高頻藥物主要是活血化瘀藥，其次是健脾理氣、升陽、滋陰的補虛藥，再次是清熱藥，最后為祛濕的利水滲濕藥。曹婷婷等[16]研究表明益氣活血（益氣與活血藥物等劑量配比）聯(lián)合清化瘀毒法通過干預(yù)TGF-β1/Smad 通路對肝纖維化大鼠的肝功能指標、肝纖指標及氧化應(yīng)激指標均有較好療效。劉定等[17]基于“五臟相關(guān)”理論，主張肝纖維化病位主要在肝，易傳變他臟，且他臟功能失調(diào)亦可影響本臟，故不可見肝只治肝。曹正民等[18]認為，氣血失調(diào)、肝脾不和乃肝纖維化的病機，因而針對肝纖維化施以調(diào)和氣血為本，肝脾同調(diào)為輔的治則。綜上所述，肝纖維化乃機體素虛，濕熱疫毒侵襲，肝絡(luò)受損，氣血不利，逐漸演變而成。病因較為復(fù)雜且相互影響，致本病纏綿難愈，病機可概括為“虛損生積，正虛血瘀”，病位在肝，與脾腎關(guān)系密切，“益氣養(yǎng)陰，活血祛瘀”為基本治則。在基本治法的基礎(chǔ)上，尚需諸診合參，辨證論治，隨癥加減，靈活運用。

圖1 肝纖維化病因病機演變

中藥調(diào)控實驗研究

1 單味藥及有效成分

目前臨床研究較多的單味中藥及有效成分可分為活血類（阿魏酸、姜黃素、三七總皂苷、莪術(shù)醇、丹參酮IIA、丹酚酸A）、理氣類（橙皮素、和厚樸酚）、補虛類（黃芪甲苷、甘草素）、溫里類（吳茱萸堿、胡椒堿）、利濕類（垂盆草總黃酮）、清熱類（桑葉生物堿）等。阿魏酸在當歸、川芎等中藥材的含量較高，通過體外和體內(nèi)實驗研究發(fā)現(xiàn)，阿魏酸通過抑制TGF-β1/Smad 通路減弱TGF-β1 誘導的人肝星狀細胞（LX-2）肝纖維化和四氯化碳（CCl4）誘導的大鼠肝纖維化[19]；姜黃素以劑量依賴性下調(diào)TGF-β1/Smad2 信號通路抑制LX-2細胞增殖，改善CCl4誘導的肝纖維化小鼠的肝組織和肝功能損傷[20]；皮下注射三七總皂苷降低TGF-β1和Smad3 的表達，改善CCl4誘導的肝纖維化小鼠的一般狀態(tài)、血脂紊亂和肝纖維化病理情況[21]；RT-PCR和WB 檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與模型組相比，莪術(shù)醇各組對TGF-β1、Smad2/3 基因和蛋白的表達均具有抑制作用，可以改善CCl4誘導的肝纖維化小鼠紊亂的肝組織結(jié)構(gòu)和肝功能[22]；丹參酮IIA 通過調(diào)節(jié)TGF-β1/Smad 信號通路降低纖維化相關(guān)血清標志物水平，顯著改善非酒精性脂肪性肝炎相關(guān)纖維化大鼠的肝臟脂肪浸潤、炎癥及肝功能[23]；丹酚酸A 可通過減少TGFβ1 信號、關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子Smad3 表達及α-平滑肌肌動蛋白（α-SMA）延緩大鼠肝纖維化進展[24]；體外研究證實，橙皮素通過抑制TGF-β1/Smad 信號通路介導的ECM 和細胞凋亡來抑制膽管結(jié)扎誘導的肝纖維化進展[25]；體內(nèi)和體外實驗均表明和厚樸酚通過下調(diào)TGF-β1/Smad 信號通路和自噬降低HSC 活化和膠原蛋白表達，發(fā)揮抗肝纖維化作用[26]；黃芪甲苷通過調(diào)控TGF-β1/Smad 信號通路抑制HSC 活化，促進細胞凋亡，此外還可調(diào)節(jié)基質(zhì)金屬蛋白酶-2（MMP-2）和基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑-2（TIMP-2）的表達促進ECM 的降解[27]；CCl4誘導的纖維化小鼠和LX-2細胞實驗均表明，甘草素通過抑制TGF-β1/Smad 通路顯著抑制HSC 激活，肝退變區(qū)域、炎癥細胞浸潤和α-SMA 染色強度減少[28]；吳茱萸堿可下調(diào)TGF-β1、α-SMA 以及Smad2/3 磷酸化水平，降低體外造血干細胞增殖和膠原代謝，改善CCl4誘導的大鼠臟組織病理異常和肝纖維化[29]；胡椒堿提高Smad7 表達水平，進一步抑制活化的HSC 和和肝細胞中的膠原沉積，發(fā)揮對硫代乙酰胺誘導的小鼠肝纖維化保肝作用[30]；垂盆草總黃酮通過干預(yù)Smads 通路抑制HSC 活化，降低肝纖維化指標，改善肝功能[31]；桑葉生物堿調(diào)控TGF-β1/Smad 信號通路抑制HSC 活化，減少ECM 生成，并下調(diào)基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑-1（TIMP-1）、上調(diào)基質(zhì)金屬蛋白酶-13（MMP-13）促進ECM 降解，治療CCl4聯(lián)合高脂飲食誘導的小鼠肝纖維化[32]。

2 復(fù)方及制劑

中藥復(fù)方或相關(guān)制劑治療肝纖維化的方藥以益氣活血、除濕祛毒、疏肝健脾為主，包括小柴胡湯、柴芪益肝方、桂枝茯苓丸、舒肝和絡(luò)醒脾方、柔木丹、鱉甲育肝顆粒、紫七軟肝顆粒等。通過CCK-8 細胞毒性實驗發(fā)現(xiàn)，小柴胡湯（含柴胡、黃芩、半夏、人參、生姜、大棗、炙甘草等）組大鼠肝星狀細胞（HSC-T6）存活率明顯低于對照組，其機制與調(diào)控TGF-β1/Smad信號通路有關(guān)[33]，劉世政等[34]的實驗研究也同樣證實了這一機制；臨床研究表明在降低乙肝表面抗原定量方面，柴芪益肝方加減（含柴胡、黃芪、白芍、丹參、鱉甲、女貞子、虎杖等）聯(lián)合常規(guī)治療優(yōu)于單純常規(guī)治療，動物實驗研究表明，柴芪益肝方可通過調(diào)節(jié)TGF-β1/Smad 抑制HSC 活化、減輕氧化應(yīng)激反應(yīng)和肝臟炎癥，并調(diào)節(jié)基質(zhì)金屬蛋白酶-9（MMP-9）和TIMP-1 活性平衡，促進ECM 降解，從而顯著減輕CCl4誘導的小鼠肝纖維化[35]；動物實驗和細胞實驗均表明桂枝茯苓丸（含桂枝、茯苓、牡丹、桃仁、芍藥等）可通過抑制TGF-β1/Smad2 信號通路，下調(diào)TIMP-1表達，上調(diào)MMP-9 表達，減少HSC-T6 細胞的增殖和肝纖維化相關(guān)生物學標志物表達，改善肝纖維化[36]；舒肝和絡(luò)醒脾方（含柴胡、當歸、黃芪、莪術(shù)、鱉甲等）中、高劑量實驗組可顯著降低TGF-β1、Smad2 在蛋白和分子水平的表達，明顯改善CCl4 誘導的肝纖維化大鼠的一般狀態(tài)、肝細胞變性壞死、炎癥細胞浸潤及纖維化程度[37]；與模型組相比，柔木丹（含黃芪、鱉甲、枳殼、 柴胡、赤芍、丹參、川芎等）治療3 周，小鼠肝組織中TGF-β1、Smad4 和α-SMA 表達均降低，ECM 減少，肝組織病理學改變減輕，肝功能明顯改善[10]；鱉甲育肝顆粒（含鱉甲、山茱萸、柴胡、黃芩）通過抑制TGF-β1/Smad 通路，顯著降低CCl4、乙醇誘導的肝纖維化大鼠肝組織含水量及肝纖四項指標水平，改善肝功能[38]；紫七軟肝顆粒（含紫草、三七、赤芍、虎杖、黃芪等）高劑量組TGF-β1、Smad2 蛋白表達顯著下調(diào)，紫七軟肝顆粒各組對CCl4誘導的大鼠肝纖維化的肝功能、肝纖維化指標及脂質(zhì)過氧化指標的改善能力均高于模型組[39]。

小結(jié)及展望

中醫(yī)藥可通過抑制TGF-β1/Smad 信號通路轉(zhuǎn)導，有效發(fā)揮改善肝臟形態(tài)學結(jié)構(gòu)、減輕肝臟纖維化程度、改善肝功能的作用。主要作用機制如下：一是抑制HSC 活化和增殖，或促進其調(diào)亡、自噬；二是調(diào)控MMPs 和TIMPs 之間的動態(tài)平衡，抑制ECM 的生成，或促進其降解；三是減少促炎細胞因子的釋放，調(diào)控炎癥信號通路，減輕肝臟炎癥反應(yīng)；四是減輕氧化應(yīng)激反應(yīng)，以穩(wěn)定肝臟微環(huán)境，促進創(chuàng)傷愈合。但目前的研究大多集中在動物實驗或細胞實驗，仍缺乏相關(guān)臨床實驗對照；在文獻檢索過程中，發(fā)現(xiàn)近年來通過針灸調(diào)控TGF-β1/Smad 通路防治肝纖維化的研究存在較大空白；肝纖維化的形成過程是一個多細胞因子、多信號通路參與的復(fù)雜病理過程，目前的實驗研究對中醫(yī)藥調(diào)控TGF-β1/Smad 通路防治肝纖維化過程中的協(xié)同效應(yīng)挖掘的不夠深入，值得進一步深入研究探討。