Wnt/β-catenin 信號通路在肺纖維化中的作用及中醫(yī)藥調(diào)控研究進(jìn)展*

李鑫，劉銳，蒙建華，羅珍貞，潘玲

1 廣西中醫(yī)藥大學(xué) 廣西南寧 530000

2 廣西中醫(yī)藥大學(xué)附屬瑞康醫(yī)院 廣西南寧 530001

肺纖維化（Pulmonary fibrosis，PF）是一種慢性、進(jìn)行性的間質(zhì)性肺疾病，以肺泡上皮細(xì)胞損傷及異常修復(fù)、成纖維細(xì)胞增殖、細(xì)胞外基質(zhì)過度沉積等為病理特征，最終引起肺組織結(jié)構(gòu)破壞[1]。調(diào)查顯示，PF患病率及病死率呈逐年上升趨勢，確診后存活期極短，預(yù)后較差，給人類生命健康帶來嚴(yán)重危害[2]。目前，PF 患者臨床治療選擇受限，以吡非尼酮和尼達(dá)尼布抗肺纖維化藥物、糖皮質(zhì)激素及免疫抑制劑等藥物為主[3]，然而這些藥物治療過程通常出現(xiàn)不良反應(yīng)多、療效欠佳、價(jià)格昂貴等問題。因此，探索PF 潛在發(fā)病機(jī)制，尋求新的治療手段，保護(hù)PF 患者肺組織結(jié)構(gòu)，已成為PF 臨床治療迫切解決的現(xiàn)實(shí)問題。研究發(fā)現(xiàn)，Wnt/β-catenin 信號通路在PF 發(fā)生發(fā)展過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用，通過調(diào)控細(xì)胞增殖、炎癥細(xì)胞浸潤、肺組織血管新生及上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT）等途徑參與PF 進(jìn)程，中醫(yī)藥能夠靶向調(diào)節(jié)Wnt/β-catenin 信號通路，在防治PF 方面具有獨(dú)特優(yōu)勢和顯著療效。

Wnt/β-catenin 信號通路

Wnt 是一種涉及細(xì)胞增殖、分化、再生的關(guān)鍵基因，其蛋白家族成員分泌的糖蛋白主要參與細(xì)胞信號傳導(dǎo)級聯(lián)反應(yīng)[4]。Wnt 信號通路分為經(jīng)典通路和非經(jīng)典通路，前者通過調(diào)控下游關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子β-連環(huán)蛋白（β-catenin）以激活Wnt/β-catenin 信號通路，隨后Wnt 配體蛋白Wnt3α 與卷曲蛋白（Frz）受體、中密度脂蛋白（ldl）相關(guān)蛋白5/6 共受體結(jié)合以激活散亂的CK1 蛋白，促進(jìn)GSK3β 相關(guān)調(diào)節(jié)蛋白（GBP）釋放，并招募結(jié)構(gòu)域蛋白（PDZ）和蓬亂蛋白（DvL）形成蛋白復(fù)合體[5-6]，促使Dsh 蛋白和Axin 蛋白磷酸化以抑制GSK3β 活化，β-catenin 缺乏GSK3β 蛋白降解后在細(xì)胞質(zhì)中過度積累并發(fā)生核轉(zhuǎn)移[7-8]，隨后與細(xì)胞核內(nèi)相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子T 細(xì)胞因子（TCF）和淋巴增強(qiáng)因子（LEF）共同作用，啟動(dòng)Wnt/β-catenin 下游靶基因和蛋白轉(zhuǎn)錄[9]。后者獨(dú)立于β-catenin/ TCF/LEF 信號軸，而是通過Wnt/Ca2+通道和非典型的平面細(xì)胞極性途徑發(fā)揮神經(jīng)炎性和極化作用[10-11]。

Wnt/β-catenin 信號通路在PF 中的作用

Wnt/β-catenin 信號通路廣泛參與氣道內(nèi)皮細(xì)胞與上皮細(xì)胞的損傷及異常修復(fù)過程，并且促使間質(zhì)纖維細(xì)胞激活和重構(gòu)，進(jìn)一步調(diào)節(jié)EMT、肺組織血管新生、肺成纖維細(xì)胞增殖、肌成纖維細(xì)胞分化等過程，進(jìn)而誘導(dǎo)PF 發(fā)生[12-13]。目前認(rèn)為，Wnt 作為β-catenin上游調(diào)節(jié)因子能夠直接激活其表達(dá)，β-catenin 是EMT 的重要標(biāo)志蛋白，對于調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖與分化起關(guān)鍵作用[14]。在病理狀態(tài)下，Wnt/β-catenin 信號通路異常激活，β-catenin 在細(xì)胞質(zhì)中不斷積累并完成核轉(zhuǎn)移，II 型肺泡上皮細(xì)胞介導(dǎo)的EMT 推動(dòng)肺成纖維細(xì)胞過度增殖，其中細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）產(chǎn)生與堆積主要依賴于成纖維細(xì)胞分泌釋放[15-16]；同時(shí)EMT 上皮細(xì)胞向間質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化過程中分化成較多的病理性肌成纖維細(xì)胞，并抑制上皮細(xì)胞標(biāo)志物E 鈣粘蛋白（E-cadherin）脫落，釋放間質(zhì)標(biāo)志物波形蛋白（Vimentin）和α-SMA 蛋白，而肌纖維母細(xì)胞被認(rèn)為是產(chǎn)生ECM 的另一重要途徑[17]；重要的是，EMT、肺成纖維細(xì)胞增殖、肌成纖維細(xì)胞分化最終結(jié)果都會(huì)引起肺組織膠原沉積，形成肺纖維化灶。在使用Wnt/β-catenin 信號通路抑制劑DKK1 后發(fā)現(xiàn)，Wnt 相關(guān)配體蛋白得到阻斷，LRP-5/6 共受體通過競爭性結(jié)合阻斷Wnt/β-catenin 信號傳導(dǎo)，減輕肺組織中I 型膠原（Collagen I）、Vimentin 和α-SMA 蛋白，而E-cadherin 蛋白得到恢復(fù)，逆轉(zhuǎn)EMT、肺成纖維細(xì)胞過度增殖和肌成纖維細(xì)胞分化以促進(jìn)肺組織修復(fù)，從而發(fā)揮改善PF 作用[18-19]。

中醫(yī)藥調(diào)控Wnt/β-catenin 信號通路治療PF 的研究現(xiàn)狀

1 中醫(yī)對PF 的認(rèn)識(shí)

根據(jù)PF 臨床特點(diǎn)及表現(xiàn)，近代眾多中醫(yī)大家將其歸于中醫(yī)學(xué)中“肺萎”和“肺痹”范疇。“肺萎”一詞首次提及于張仲景的《金匱要略》，“問曰：肺萎之病，何從得知？師曰：或從汗出，或從嘔吐，或從消渴，小便利數(shù)，或從便難，又被快藥下利，重亡津液，故得之”，復(fù)問“其人咳，口中反有濁唾涎沫者何？師曰：為肺萎之病”?！梆粽呶?，如草木之枯而不榮”解釋了肺葉痿弱不用是其主要特征，同時(shí)也是肺臟中的慢性虛損性疾病[20]。本病病位在肺，與脾、腎相關(guān)，多由痰、瘀、虛等多重因素引起，病機(jī)為虛實(shí)夾雜，外感邪氣入內(nèi)，痰濕內(nèi)生，肺氣宣發(fā)肅降失調(diào)則發(fā)為咳喘，病情遷延不愈傷及臟腑，久病成虛無力濡養(yǎng)肺葉，痰濁、氣郁、淤血等實(shí)邪聚于肺絡(luò)，絡(luò)脈不通、痿痹不用則發(fā)為此病[21]?！皻馓撗觥必灤㏄F 發(fā)生發(fā)展的始終，因此治療上應(yīng)秉持“扶正驅(qū)邪”總體原則，對疾病發(fā)展過程的各個(gè)階段辨證論治。Wnt/β-catenin 信號通路是調(diào)節(jié)PF 形成的關(guān)鍵介質(zhì)，中醫(yī)藥通過調(diào)控該途徑發(fā)揮改善肺功能、延緩PF 進(jìn)程重要作用。

2 中藥復(fù)方靶向干預(yù)Wnt/β-catenin 信號通路防治PF

2.1 養(yǎng)陰益氣方 養(yǎng)陰益氣方由生黃芪、浙貝母、黨參、川芎、玄參、烏梅、北沙參、天花粉、黃精、紫草、陳皮組成。一項(xiàng)關(guān)于養(yǎng)陰益氣方治療氣管內(nèi)注入博來霉素（BLM）誘導(dǎo)的PF 大鼠模型研究中[22]，經(jīng)不同劑量養(yǎng)陰益氣方（11g/kg、22 g/kg、44 g/kg）治療PF 大鼠28d 后發(fā)現(xiàn)，大鼠肺組織出現(xiàn)的炎癥浸潤及纖維化改變均明顯得到改善，同時(shí)提高Wnt 抑制因子1（WIF1）含量，抑制Wnt3a、β-catenin、GSK-3β、Collagen I和低密度脂蛋白相關(guān)受體蛋白（LRP）mRNA 和蛋白表達(dá)，修復(fù)大鼠肺臟病理損傷，提示養(yǎng)陰益氣方對PF大鼠治療作用可能是通過抑制Wnt/β-catenin 信號通路實(shí)現(xiàn)的。

2.2 化纖湯 化纖湯由黃芪、沙參、金銀花、水蛭、橘絡(luò)、瓜蔞皮、半夏、橘紅、丹參、茯苓、枳殼組成。研究發(fā)現(xiàn)[23]，予10、20、40g/kg 劑量化纖湯對PF 大鼠進(jìn)行28d 干預(yù)后，能夠明顯減少肺組織炎癥破壞及膠原纖維條索，可使Wnt3a、β-catenin 蛋白表達(dá)處于低水平狀態(tài)，同時(shí)肺功能得到恢復(fù)，尤其以高劑量治療效果最佳，認(rèn)為化纖湯通過抑制Wnt/β-catenin 信號通路發(fā)揮改善肺纖維化作用。

2.3 加味補(bǔ)陽還五湯 加味補(bǔ)陽還五湯由生黃芪、仙茅、當(dāng)歸尾、川芎、淫羊藿、赤芍、紅花、地龍、桃仁、川芎藥物組成。研究人員對PF 微血管內(nèi)皮細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)[24]，經(jīng)加味補(bǔ)陽還五湯治療后，Wnt3A、β-catenin 蛋白表達(dá)下調(diào)，微血管內(nèi)皮細(xì)胞中管腔分支數(shù)量明顯減少，血管因子PEDF、ES 含量同步降低，同時(shí)細(xì)胞遷移能力下降，細(xì)胞炎癥因子NF-κB p65、腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、白介素-6（IL-6）均受到抑制，表明加味補(bǔ)陽還五湯能夠抑制Wnt/β-catenin 信號通路，減少肺組織微血管新生，降低炎癥介質(zhì)釋放，從而改善PF 病理進(jìn)程。

2.4 肺纖方 肺纖方是由黃芪、海蛤殼、紅景天、甘遂、炙麻黃、栝樓、冬蟲夏草、白果、水蛭藥物構(gòu)成。董環(huán)等研究發(fā)現(xiàn)[25]，分別予4.95、9.9、19.8g/kg 劑量肺纖方對BLM 誘導(dǎo)的PF 大鼠進(jìn)行28d 灌胃治療，發(fā)現(xiàn)肺纖方能明顯下調(diào)wnt3a、β-catenin 蛋白表達(dá)，同時(shí)降低肺組織中LRP mRNA 含量，而WIF1 蛋白負(fù)向調(diào)節(jié)進(jìn)一步增強(qiáng)，提示肺纖方可能通過Wnt/β-catenin 信號傳導(dǎo)，在一定程度上抑制肺纖維化進(jìn)展。

3 中藥單體及有效成分靶向干預(yù)Wnt/β-catenin 信號通路防治PF

3.1 苷類化合物 延齡草苷是一種來自百合科植物延齡草的皂苷類化合物，具有抗炎、調(diào)節(jié)血脂、抑制腫瘤生長等作用。張秉芬等[26]研究發(fā)現(xiàn)，PF 大鼠經(jīng)延齡草苷治療后，血清炎癥因子、活性氧（ROS）和丙二醛（MDA） 表達(dá)均下調(diào)，肺組織中Wnt3a、β-catenin、TGF-β1、Smad3 及GSK-3β 蛋白顯著降低，同時(shí)纖連蛋白（Fn）、α-SMA 、Collagen Ⅰ等膠原纖維沉積物降解能力提高，表明延齡草苷可能通過調(diào)控Wnt/β-catenin 和TGF-β1/Smad3 信號通路，降低PF 大鼠肺組織炎癥細(xì)胞浸潤、抑制氧化應(yīng)激和纖維組織增生，進(jìn)而拮抗PF，其中以高劑量組效果最為明顯。淫羊藿苷提取自中藥淫羊藿，是一種具有改善心腦血管、提高免疫功能、抑制炎癥等作用的苷類化合物[27]。王培[28]用淫羊藿苷對人胚肺成纖維細(xì)胞（MRC-5）預(yù)處理后發(fā)現(xiàn)，淫羊藿苷能夠明顯降低Wnt 表達(dá)及細(xì)胞核中β-catenin 聚集，同時(shí)提高GSH-PX、CAT、SOD抗氧化物水平，下調(diào)氧化產(chǎn)物MDA 濃度，抑制纖維沉積蛋白產(chǎn)生，提示淫羊藿苷治療機(jī)制可能是通過抑制Wnt/β-catenin 信號傳導(dǎo)，提高機(jī)體抗氧化、抗纖維化能力。牛蒡子苷是從中藥牛蒡子中提取的苷元類活性物質(zhì)，具有抗氧化、抗炎、免疫調(diào)節(jié)等多種藥理作用[29]。Gao[30]等研究發(fā)現(xiàn)，牛蒡子苷可降低PF 小鼠肺組織中wnt3a、β-catenin 蛋白，同時(shí)抑制PF 膠原沉積物Vimentin 和α-SMA，EMT 上皮標(biāo)志物E-cadherin得到恢復(fù)，體外A549 細(xì)胞實(shí)驗(yàn)結(jié)果也認(rèn)為其機(jī)制可能是通過抑制Wnt/β-catenin 信號通路，降低細(xì)胞外基質(zhì)，阻止EMT 進(jìn)展而發(fā)揮作用。五味子苷是從五味子中提取的天然活性成分，具有抗炎、抗氧化、營養(yǎng)神經(jīng)等現(xiàn)代藥理作用[31]。Wang Y 等[32]采用五味子苷干預(yù)PF 小鼠后發(fā)現(xiàn)，五味子苷能夠抑制炎癥因子、SOD、總抗氧化介質(zhì)（T-AOC）、Wnt 及β-catenin 的表達(dá)，且中、高劑量組效果更為明顯，認(rèn)為五味子苷能夠通過抑制Wnt/β-catenin 信號通路，限制炎癥因子釋放，提高抗氧化能力，從而達(dá)到防治PF 的作用。上述證據(jù)表明，延齡草苷、淫羊藿苷、牛蒡子苷、五味子苷等中藥苷類成分能夠通過抑制Wnt/β-catenin 信號通路，改善炎癥反應(yīng)，調(diào)節(jié)氧化應(yīng)激，限制纖維組織過度增生，從而發(fā)揮拮抗PF 的作用。

3.2 黃酮類化合物 甜橙黃酮是一種來源于柑橘植物果實(shí)中的甲氧基黃酮類化合物，具有抗菌消炎、抗過敏、抗氧化等作用[33]。Wan X 等[34]研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)甜橙黃酮治療后，PF 大鼠肺組織中肺泡炎及纖維化灶均明顯改善，同時(shí)降低GSK-3β 及Wnt/β-catenin 通路中關(guān)鍵蛋白，體外實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)，甜橙黃酮能夠抑制成纖維細(xì)胞增殖、活化，并減少ECM 沉積，其機(jī)制可能與抑制Wnt/β-catenin 信號，降低PF 炎癥反應(yīng)程度，限制成纖維細(xì)胞增殖有關(guān)。毛蕊異黃酮主要來源于補(bǔ)氣類中藥黃芪，具有抗炎、護(hù)肝、保護(hù)神經(jīng)等藥理活性[35]。最近一項(xiàng)體內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn)[36]，PF 小鼠在毛蕊異黃酮的干預(yù)下，肺組織中AKT、GSK-3β、Wnt3a 表達(dá)顯著下調(diào)，同時(shí)阻止β-catenin 從細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)移至細(xì)胞核，肺纖維化相關(guān)蛋白α-SMA、vimentin、Fn 得到抑制，提高E-cadherin 蛋白含量，肺組織炎癥損傷及纖維化程度明顯改善，表明毛蕊異黃酮能夠阻止AKT/GSK-3β 磷酸化，使Wnt/β-catenin 信號傳導(dǎo)失活，減輕炎癥及纖維化反應(yīng)，發(fā)揮改善PF 的作用。甘草素提取自傳統(tǒng)中藥甘草，具有抗氧化、護(hù)肝、抗菌消炎等作用[37]。Gao 等[38]研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)BLM 誘導(dǎo)的PF 大鼠在甘草素干預(yù)后，Wnt/β-catenin 信號通路核心蛋白表達(dá)下降，提高上皮標(biāo)志物E-cadherin 表達(dá)進(jìn)而下調(diào)間質(zhì)標(biāo)志物α-SMA，同時(shí)抑制collagen I、collagen III 等膠原沉積物產(chǎn)生，認(rèn)為該藥物活性成分通過抑制Wnt/β-catenin 信號通路，逆轉(zhuǎn)EMT 進(jìn)程。以上研究揭示了，甜橙黃酮、毛蕊異黃酮、甘草素等黃酮類化合物能夠抑制Wnt/β-catenin 信號通路，防止成纖維細(xì)胞增殖、分化，阻止EMT 進(jìn)展，起到良好的抗PF 作用。

3.3 萜類化合物 白樺酸是一種從白樺樹萃取的三萜類化合物，具有抗癌、抗炎、抗纖維等作用[39]。Li等[40]通過Wnt3a 將Mlg 和PPF 細(xì)胞誘導(dǎo)成肺成纖維細(xì)胞，經(jīng)白樺酸藥物干預(yù)后，發(fā)現(xiàn)Mlg 和PPF 細(xì)胞中Wnt3a、cyclin D1、LRP6、β-catenin 蛋白及mRNA表達(dá)均受到抑制，同時(shí)觀察發(fā)現(xiàn)成纖維細(xì)胞活力明顯下降，分泌的Fn 和collagen I 水平同步下調(diào)，α-SMA含量明顯降低，表明白樺酸可能通過抑制Wnt/β-catenin 信號通路抑制成纖維細(xì)胞增殖、分化，進(jìn)而抑制ECM 過度產(chǎn)生，有效治療PF。地黃梓醇提取自地黃的塊根，是一種環(huán)烯醚萜苷類化合物，具有抗炎、抗氧化、保護(hù)心腦血管等現(xiàn)代藥理活性[41]。Yang等[42]研究發(fā)現(xiàn)，BLM 誘導(dǎo)的PF 大鼠在地黃梓醇干預(yù)下，肺組織中炎癥因子、Wnt3a、β-catenin、GSK-3β、TGF-β1 和Smad3 顯著下調(diào)，抑制氧化應(yīng)激因子ROS、MDA 表達(dá)，提高M(jìn)DA 抗氧化水平，同時(shí)改善肺組織結(jié)構(gòu)損傷，其中40 mg/kg 劑量的肺組織保護(hù)作用更為明顯，調(diào)節(jié)EMT 標(biāo)志物E-cadherin 和α-SMA，降低纖維膠原蛋白collagen I、collagen III 產(chǎn)生，提示地黃梓醇可能通過抑制Wnt/β-catenin 和TGF-β1/Smad3 信號，降低炎癥反應(yīng)，提高機(jī)體抗氧化能力以抗氧化應(yīng)激，阻止EMT 及ECM 過度沉積，從而拮抗PF。

總結(jié)與問題

PF 作為呼吸系統(tǒng)中的“類腫瘤疾病”，具有較高的增長率和病死率，對人類衛(wèi)生健康共同體構(gòu)成嚴(yán)重威脅。目前該疾病發(fā)病機(jī)制較為復(fù)雜，并無統(tǒng)一定論，但普遍認(rèn)為PF 發(fā)生發(fā)展與肺泡上皮細(xì)胞損傷及異常修復(fù)，成纖維細(xì)胞增殖、分化，ECM 過度沉積等密切相關(guān)。近年來，隨著科研人員對Wnt/β-catenin 信號通路不斷深入研究，中醫(yī)藥被證實(shí)能夠通過調(diào)控該信號通路發(fā)揮抗PF 的作用。本文就近年來關(guān)于中藥復(fù)方、中藥單體或有效成分調(diào)控Wnt/β-catenin 信號通路治療PF的研究進(jìn)行歸納、總結(jié)并分析，發(fā)現(xiàn)以養(yǎng)陰、益氣、活血類中藥使用頻率較高，而中藥單體或有效成分主要集中于苷類、黃酮類、萜類等化合物類型中，在抑制炎癥細(xì)胞浸潤，抗氧化應(yīng)激，調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖、活化等方面具有一定優(yōu)勢。雖然中醫(yī)藥治療PF 的作用取得了一定效果，但仍有不少研究不足之處：①中醫(yī)藥理論講究整體觀念和辨證論治，而PF 動(dòng)物造模則是基于疾病模型，使用中藥復(fù)方時(shí)難以與中醫(yī)理念相契合，無法體現(xiàn)中醫(yī)辯證思維。②目前，中醫(yī)藥調(diào)控Wnt/β-catenin 信號通路治療PF 大部分集中在動(dòng)物與細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中，缺乏臨床客觀數(shù)據(jù)驗(yàn)證，對于藥物作用于人體的療效及不良反應(yīng)有待考證。③PF 的疾病機(jī)制是復(fù)雜多樣的，中醫(yī)藥調(diào)控Wnt/β-catenin 信號通路治療PF 缺乏多個(gè)信號分子、多通路間的串?dāng)_與聯(lián)系，有待進(jìn)一步系統(tǒng)、全面的深入研究，以期為中醫(yī)藥治療提供理論指導(dǎo)和循證依據(jù)。