左歸丸調(diào)控PI3K/AKT信號(hào)通路的研究進(jìn)展*

葉凡,張舒怡,劉佳樂,李馮銳

1.包頭醫(yī)學(xué)院,內(nèi)蒙古 包頭 014000; 2.山東第二醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院,山東 濰坊 261000

左歸丸出自明代張景岳的《景岳全書·新方八陣》卷五十一,是滋陰補(bǔ)腎的代表方劑,此方由熟地黃、山藥、枸杞子、山茱萸、川牛膝、菟絲子、鹿角膠及龜板膠組成,八藥合用共奏滋陰補(bǔ)腎、填精益髓之功,主治真陰腎水不足,肝腎陰虧、精血不足、腦髓不充之證。左歸丸作為經(jīng)典古方近年來在神經(jīng)系統(tǒng)疾病、生殖系統(tǒng)疾病、內(nèi)分泌系統(tǒng)疾病及骨科疾病等方面的基礎(chǔ)研究不斷深入,其藥理作用和對(duì)信號(hào)通路的調(diào)控及分子機(jī)制的研究亦取得一定進(jìn)展。本文聚焦左歸丸調(diào)控PI3K/AKT信號(hào)通路對(duì)疾病發(fā)揮防治作用的實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)行綜述,以期為左歸丸的基礎(chǔ)研究提供思路及參考,并挖掘其潛在臨床應(yīng)用價(jià)值。

1 PI3K/AKT信號(hào)通路

PI3K/AKT信號(hào)通路存在于多種生物中,主要由磷脂酰肌醇-3-激酶(phosphatidylinositol-3-kinase,PI3K)、蛋白激酶B(proteinkinase B,PKB)及其下游分子組成[1]。PI3K是一種胞內(nèi)磷脂酰肌醇激酶,為p110催化亞基及p85調(diào)節(jié)亞基所組成的異源二聚體,具有SH2結(jié)構(gòu)域,可因結(jié)合多種細(xì)胞因子磷酸化胞內(nèi)段酪氨酸殘基從而被激活[2]。在膜脂代謝中,具有磷脂酰肌醇激酶活性的PI3K催化PI-4-P(PIP)生成PI-3,4-P2(PIP2),再催化后者生成PI-3,4,5-P3(PIP3)。這些產(chǎn)物都是細(xì)胞內(nèi)重要的第二信使,作用于PI3K/AKT通路,在細(xì)胞的增殖、凋亡、代謝等過程中起重要的作用[3-4]。PKB 又稱AKT,是一種絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶,也是PI3K信號(hào)通路的主要下游靶點(diǎn)。目前發(fā)現(xiàn),在哺乳動(dòng)物中AKT有三種亞型AKTl(PKBα)、AKT2(PKBβ)和AKT3(PKBγ)。AKT1主要參與調(diào)節(jié)細(xì)胞生長和分裂,AKT2在細(xì)胞能量和代謝中發(fā)揮重要作用,AKT3被認(rèn)為對(duì)大腦發(fā)育和惡性膠質(zhì)瘤細(xì)胞的存活至關(guān)重要[5]。在靜息狀態(tài)下,AKT以非活性狀態(tài)存在于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中。

當(dāng)細(xì)胞受到內(nèi)外源性刺激后,PI3K激活可導(dǎo)致幾乎所有細(xì)胞和組織中的AKT活化,完全活化的AKT從細(xì)胞膜上解離下來,進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和細(xì)胞核,通過磷酸化AKT不同位點(diǎn)精準(zhǔn)調(diào)控其下游靶蛋白,發(fā)揮不同的生物效應(yīng),主要包括調(diào)節(jié)細(xì)胞周期,促進(jìn)細(xì)胞代謝、生長及增殖,抑制細(xì)胞凋亡,調(diào)節(jié)氧化應(yīng)激、炎癥反應(yīng)及能量代謝等多種生物學(xué)過程[6-7]。

PI3K/AKT通路作為酶聯(lián)受體介導(dǎo)的重要信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,主要依賴于下游B細(xì)胞淋巴瘤-2(B-cell lymphoma-2,Bcl-2)[8]、B細(xì)胞淋巴瘤-2相關(guān)X蛋白(Bcl-2 associated X protein,Bax)[9]、半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶-3(Cysteinyl aspartate-specific proteinase-3,Caspase-3)[10]、糖原合成酶激酶3β (glycogen synthase kinase 3β,GSK3β)[11]、哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)[12]、叉頭轉(zhuǎn)錄蛋白O(forkhead box O,FOXO)[13]等靶蛋白發(fā)揮生物學(xué)功能。

Bcl-2蛋白家族是一種主要存在于線粒體外膜上的完整膜蛋白[14],通過調(diào)控線粒體凋亡影響細(xì)胞存活與凋亡,Caspase-3具有蛋白失活和切割作用,激活后可促進(jìn)細(xì)胞凋亡[10]。激活PI3K/AKT信號(hào)通路可上調(diào)Bcl-2蛋白表達(dá)、下調(diào)Bax蛋白表達(dá),磷酸化Caspase-3抑制其活性,發(fā)揮抗細(xì)胞凋亡作用[15];GSK3β是由軸蛋白(axis protein,Axin)、β-連環(huán)蛋白和腺瘤性結(jié)腸息肉病蛋白組成的絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶,可磷酸化多種內(nèi)源性蛋白和轉(zhuǎn)錄因子,參與糖穩(wěn)態(tài)調(diào)控、細(xì)胞生長發(fā)育、腫瘤發(fā)生等過程[16],激活PI3K/AKT信號(hào)通路可抑制GSK3β蛋白表達(dá)并提升細(xì)胞活性,同時(shí)激活的AKT可磷酸化GSK3使其失活,減弱其對(duì)糖原合成酶的抑制作用從而促進(jìn)糖原合成、促進(jìn)細(xì)胞對(duì)葡萄糖的利用,降低血糖水平[17];mTOR是屬于磷脂酰肌醇激酶相關(guān)激酶 (PIKK)家族[18],在細(xì)胞生存、生長、增殖及運(yùn)動(dòng)中扮演著重要角色,并參與轉(zhuǎn)錄與蛋白質(zhì)合成,激活PI3K/AKT信號(hào)通路,上調(diào)mTOR磷酸化水平,促進(jìn)細(xì)胞的生長、增殖,被激活的mTOR可升高血管內(nèi)皮生長因子的表達(dá),促進(jìn)血管生成[19];FoxO家族成員可調(diào)控氧化應(yīng)激、細(xì)胞增殖、凋亡及分化[20],FoxO1作為轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子,與糖脂代謝密切相關(guān),激活PI3K/AKT通路,活化的AKT可磷酸化FoxO1,調(diào)控磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶和葡萄糖-6-磷酸酶基因的表達(dá),抑制糖異生,促進(jìn)糖酵解[17]。

2 左歸丸基于PI3K/AKT信號(hào)通路對(duì)疾病的防治作用

2.1 神經(jīng)系統(tǒng)疾病中醫(yī)學(xué)理論提到腎為先天之本,《醫(yī)學(xué)正傳》曰：“腎元盛則壽延,腎元衰則壽夭?！蹦I藏精,而腎精化生髓通于腦,即腎之精氣充滿,則生髓足,腦髓得以滋養(yǎng),腦的發(fā)育就會(huì)正常;反之,若腎精虧虛,則腦髓失養(yǎng),會(huì)導(dǎo)致腦發(fā)育障礙[21]。腎對(duì)大腦功能的影響尤為重要,按照中醫(yī)學(xué)理論對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)疾病的防治可從補(bǔ)腎生精、填精益髓入手。

2.1.1 癡呆及認(rèn)知功能障礙相關(guān)疾病左歸丸可抑制神經(jīng)細(xì)胞凋亡并促進(jìn)其生長發(fā)育,改善認(rèn)知功能,提高學(xué)習(xí)記憶能力。張濤濤等[22]采用大鼠小腦顆粒神經(jīng)元去極化建立細(xì)胞凋亡模型,觀察左歸丸水提液對(duì)細(xì)胞存活率、胞核形態(tài)學(xué)變化、DNA斷裂特性的影響并探討其改善癡呆癥的分子機(jī)理,發(fā)現(xiàn)左歸丸對(duì)低鉀所致的神經(jīng)元凋亡具有保護(hù)作用,此種保護(hù)作用可被PI3K抑制劑LY294002阻斷,推斷左歸丸可通過調(diào)控PI3K/AKT信號(hào)通路而發(fā)揮抗神經(jīng)元凋亡作用。在探究左歸丸保護(hù)睡眠剝奪所致認(rèn)知障礙的研究中,張穎等[23]發(fā)現(xiàn)左歸丸治療組大鼠海馬組織中磷酸化PI3K(phosphorylated-PI3K,p-PI3K)、磷酸化AKT(phosphorylated-AKT,p-AKT)、Bcl-2表達(dá)均高于模型組,Bax、Caspase-3表達(dá)低于模型組,PI3K抑制劑可阻斷左歸丸上述作用,提示左歸丸可激活PI3K/AKT信號(hào)通路,上調(diào)Bcl-2/Bax并抑制Caspase-3蛋白表達(dá),減少睡眠剝奪所致的神經(jīng)細(xì)胞凋亡,對(duì)認(rèn)知功能損傷發(fā)揮保護(hù)作用。

在腎虛所致神經(jīng)元功能異常的研究中,有研究者發(fā)現(xiàn)左歸丸發(fā)揮抗凋亡、促進(jìn)神經(jīng)細(xì)胞活性的保護(hù)作用。Liu等[24]體外培養(yǎng)新生大鼠海馬神經(jīng)干細(xì)胞,采用左旋單鈉谷氨酸模擬腎陰虛證模型,發(fā)現(xiàn)模型組神經(jīng)干細(xì)胞增殖分化異常和細(xì)胞凋亡,進(jìn)行左歸丸干預(yù)后,總AKT、p-AKT(Ser473)及p-AKT(Thr308)水平高于模型組,GSK3β(Ser9)表達(dá)降低,PI3K抑制劑可反轉(zhuǎn)上述改變,PI3K激動(dòng)劑可增強(qiáng)上述變化,證實(shí)左歸丸通過激活PI3K/AKT通路,抑制下游靶蛋白GSK3β表達(dá),促進(jìn)細(xì)胞存活,發(fā)揮對(duì)海馬神經(jīng)干細(xì)胞的抗凋亡作用。張小艷[25]以先天腎虛仔鼠模型為研究對(duì)象,在孕期行左歸丸填補(bǔ)母鼠腎精,發(fā)現(xiàn)左歸丸可間接升高仔鼠大腦皮質(zhì)PI3K等相關(guān)因子表達(dá),從而促進(jìn)腦皮質(zhì)發(fā)育并緩解仔鼠生長發(fā)育和學(xué)習(xí)記憶能力低下,左歸丸主要通過影響ADAMTS-4剪切調(diào)控Reelin蛋白,進(jìn)而調(diào)控PI3K/AKT信號(hào)通路來實(shí)現(xiàn)。

2.1.2 腦缺血再灌注損傷腦缺血再灌注損傷是一種嚴(yán)重的腦血管疾病,常伴有缺血性腦卒中、腦梗死[26]。左歸丸通過抗細(xì)胞凋亡、緩解氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)發(fā)揮對(duì)腦缺血再灌注損傷的保護(hù)作用。Liu等[27]分離大鼠神經(jīng)干細(xì)胞并行氧糖剝奪及恢復(fù)誘導(dǎo)實(shí)驗(yàn),分析左歸丸對(duì)細(xì)胞活力和凋亡的影響,具體實(shí)驗(yàn)方法為,采用大腦中動(dòng)脈閉塞再灌注法建立大鼠腦缺血再灌注模型,評(píng)估左歸丸對(duì)神經(jīng)功能、腦梗死面積和認(rèn)知障礙的影響,發(fā)現(xiàn)左歸丸可減弱氧糖剝奪和恢復(fù)所致的細(xì)胞活力下降和細(xì)胞凋亡,可減少大鼠神經(jīng)損傷和梗死面積并提升認(rèn)知能力。劉家峰等[28]研究發(fā)現(xiàn),左歸丸對(duì)腦缺血再灌注大鼠具有保護(hù)作用,并發(fā)現(xiàn)左歸丸可升高PI3K及AKT的磷酸化水平,上調(diào)下游蛋白Bcl-2的表達(dá)水平、下調(diào)Bax和Caspase-3的表達(dá)水平,而抑制劑可顯著削弱上述效應(yīng),證明左歸丸可調(diào)控PI3K/AKT信號(hào)通路及下游Bcl-2/Bax、Caspase-3蛋白表達(dá),發(fā)揮抗神經(jīng)細(xì)胞凋亡作用。相關(guān)細(xì)胞學(xué)實(shí)驗(yàn)研究同樣揭示了左歸丸發(fā)揮神經(jīng)細(xì)胞保護(hù)作用的機(jī)制。劉家峰等[29]對(duì)原代大鼠海馬神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞的混合細(xì)胞給予氧糖剝奪并加左歸丸含藥血清,發(fā)現(xiàn)含藥血清組細(xì)胞存活率明顯上升,部分細(xì)胞氧化應(yīng)激標(biāo)志物和炎癥因子水平下降,p-PI3K、p-AKT、Bcl-2/Bax蛋白表達(dá)明顯上調(diào),Caspase-3則明顯下調(diào),抑制劑可顯著減弱上述改變,表明左歸丸可通過調(diào)控PI3K/AKT信號(hào)通路有效減弱氧糖剝奪引發(fā)的氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)。

2.1.3 多發(fā)性硬化多發(fā)性硬化是一種中樞神經(jīng)系統(tǒng)慢性炎性脫髓鞘自身免疫性疾病[30],樊永平等[31]通過實(shí)驗(yàn)性自身免疫性腦脊髓炎模型模擬多發(fā)性硬化動(dòng)物模型及立體細(xì)胞模型,發(fā)現(xiàn)左歸丸可促進(jìn)神經(jīng)功能康復(fù)的多靶點(diǎn)信號(hào)分子網(wǎng)絡(luò)的調(diào)控模式,其中可通過上調(diào)PI3K/AKT等信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),抑制Bax凋亡信號(hào)分子,激活mTOR,調(diào)節(jié)髓鞘蛋白的轉(zhuǎn)錄和翻譯,促進(jìn)中樞神經(jīng)系統(tǒng)中少突膠質(zhì)細(xì)胞的生長存活[32],減輕多發(fā)性硬化動(dòng)物模型的神經(jīng)元損傷和炎性反應(yīng),促進(jìn)機(jī)體恢復(fù)。

綜上所述,左歸丸對(duì)癡呆及認(rèn)知功能障礙相關(guān)疾病、腦缺血再灌注損傷、多發(fā)性硬化的防治作用,主要通過直接或間接調(diào)控PI3K/AKT信號(hào)通路,增加PI3K、AKT的磷酸化水平,影響下游靶蛋白Bcl-2、Bax、Caspase-3、GSK3β、mTOR的表達(dá),發(fā)揮抑制神經(jīng)元凋亡、促進(jìn)神經(jīng)干細(xì)胞或原代細(xì)胞生長發(fā)育、調(diào)控膠質(zhì)細(xì)胞生長、調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)等保護(hù)作用,從而達(dá)到治療認(rèn)知功能損傷、緩解學(xué)習(xí)記憶能力低下、增強(qiáng)神經(jīng)細(xì)胞對(duì)缺血再灌注的適應(yīng)能力及炎癥損傷的修復(fù)能力等,發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用。

2.2 生殖系統(tǒng)疾病“腎藏精,主生殖”,腎精可直接參與女性的生理活動(dòng),且對(duì)生殖器官及其功能起著重要的調(diào)節(jié)作用[33],提示左歸丸可以通過補(bǔ)腎生精來防治生殖系統(tǒng)疾病。

2.2.1 早發(fā)性卵巢功能不全早發(fā)性卵巢功能不全(premature ovarian insufficiency,POI)是指女性在40歲之前由于遺傳、免疫、環(huán)境等因素出現(xiàn)卵巢功能減退的臨床綜合征[34],左歸丸對(duì)POI有防治作用,并表現(xiàn)出多成分、多基因、多靶點(diǎn)的特點(diǎn)。曾麗華等[35]在基于網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)探討左歸丸治療早發(fā)性卵巢功能不全的機(jī)制研究中,發(fā)現(xiàn)了83個(gè)有效活性成分,通過功能富集分析及京都基因百科全書(kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)通路富集分析發(fā)現(xiàn),顯著性較高的信號(hào)通路包含PI3K/AKT、Cancer等,而Cancer通路中又包含PI3K/AKT等信號(hào)通路,提示左歸丸可能通過PI3K/AKT信號(hào)通路起到治療作用。王雨琦等[36]通過基因表達(dá)綜合(gene expression omnibus,GEO)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行早發(fā)性卵巢功能不全和健康人群的microRNAs差異分析、中藥系統(tǒng)藥理學(xué)數(shù)據(jù)庫及分析平臺(tái)(traditional Chinese medicines systems pharmacology platform,TCMSP)、KEGG富集分析,獲得左歸丸化裁方的65個(gè)交集靶點(diǎn),其中包含了PI3K/AKT等多條信號(hào)通路,并涉及細(xì)胞自噬、細(xì)胞凋亡、炎癥反應(yīng)等多個(gè)病理過程。該課題組采用動(dòng)物模型對(duì)上述生物信息學(xué)分析結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證和深入研究,發(fā)現(xiàn)左歸丸化裁方組的卵巢組織中PI3K、AKT等表達(dá)升高,推測左歸丸化裁方可能通過上調(diào)PI3K并激活A(yù)KT,與一氧化氮合成酶結(jié)合生成一氧化氮,使血管舒張、重塑和生成,同時(shí)激活的PI3K/AKT信號(hào)通路可誘導(dǎo)血管內(nèi)皮生長因子轉(zhuǎn)錄增加,形成正反饋調(diào)控,加速血管新生過程,發(fā)揮治療作用[36]。

左歸丸對(duì)藥物及輻射造成的卵巢功能早衰具有保護(hù)作用。劉小莉[37]、楊靜[38]均采用順鉑誘導(dǎo)卵巢早衰模型,并行左歸丸干預(yù),發(fā)現(xiàn)左歸丸可改善卵巢組織內(nèi)部結(jié)構(gòu),促進(jìn)細(xì)胞增殖與卵泡發(fā)育,增多次級(jí)卵泡數(shù)量,減少閉鎖卵泡數(shù)量,發(fā)揮改善卵巢功能、延緩卵巢衰老的作用。左歸丸主要是通過激活PI3K/AKT/mTOR信號(hào)通路,降低顆粒細(xì)胞自噬水平,降低下游FoxO3a蛋白表達(dá)并促進(jìn)Bcl-2蛋白表達(dá),有效抑制顆粒細(xì)胞受損及凋亡。趙粉琴等[39]對(duì)γ射線輻射造成卵巢功能早衰的大鼠給予左歸丸干預(yù)一段時(shí)間后,同樣發(fā)現(xiàn)了卵母細(xì)胞和顆粒細(xì)胞增殖,顆粒細(xì)胞凋亡則被抑制,其藥理作用主要通過激活PI3K/AKT/mTOR信號(hào)通路、升高Bcl-2/Bax比值實(shí)現(xiàn)。有學(xué)者采用環(huán)磷酰胺建立卵巢早衰大鼠模型,探討左歸丸治療卵巢早衰的療效及機(jī)制,在治療前后測定性激素水平、血清炎癥因子水平、超聲參數(shù)及生長分化因子-9 (growth differentiation factor-9,GDF-9)/Smad2的表達(dá)水平,發(fā)現(xiàn)左歸丸可改善卵巢結(jié)構(gòu)及功能,上調(diào) GDF-9/Smad2表達(dá),而Smad2則可根據(jù)PI3K激活的狀態(tài)調(diào)控細(xì)胞命運(yùn)[40-41]。

2.2.2 多囊卵巢綜合征多囊卵巢綜合征(polycystic ovary syndrome,PCOS)是以卵巢呈多囊樣改變、卵泡發(fā)育異常、胰島素抵抗和高雄激素血癥為主要臨床特征的一種內(nèi)分泌疾病,是女性不孕的主要原因[42]。左歸丸治療PCOS的臨床效果良好,推測其藥物成分可調(diào)節(jié)子宮-卵巢-垂體性腺軸功能[43]。李臻[44]、莫陽等[45]對(duì)多囊卵巢綜合征大鼠行左歸丸干預(yù)后發(fā)現(xiàn),AKT蛋白表達(dá)增加,磷酸化ERK1(phosphorylated-ERK1,p-ERK1)蛋白表達(dá)下降,鑒于有絲分裂原活化蛋白激酶/細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶(mitogen-activated protein kinase/extracellular signalregulated kinase,MAPK/ERK)和PI3K/AKT兩條通路可相互作用,在生理狀態(tài)下各司其職,病理狀態(tài)下MAPK/ERK通路的異常激活可抑制PI3K/AKT通路,推測左歸丸治療多囊卵巢綜合征的機(jī)制可能是通過抑制MAPK/ERK通路的異常激活并上調(diào)PI3K/AKT通路中重要因子的表達(dá),調(diào)節(jié)信號(hào)通路平衡,進(jìn)而發(fā)揮治療作用。

2.2.3 子宮內(nèi)膜損傷左歸丸可平衡激素水平,促進(jìn)子宮內(nèi)膜細(xì)胞增殖分化,增加子宮內(nèi)膜厚度并對(duì)子宮內(nèi)膜損傷有修復(fù)作用[46]。江春燕[47]研究發(fā)現(xiàn),薄型子宮內(nèi)膜增殖期PI3K及AKT mRNA表達(dá)較正常子宮內(nèi)膜明顯下降,推測PI3K/AKT信號(hào)通路可能參與子宮內(nèi)膜組織的增殖與分化,并對(duì)子宮內(nèi)膜損傷大鼠模型給予左歸丸干預(yù),發(fā)現(xiàn)受損子宮內(nèi)膜有一定程度的修復(fù),如受損子宮內(nèi)膜增厚、腺體個(gè)數(shù)增加、子宮內(nèi)膜纖維化程度減輕,同時(shí)發(fā)現(xiàn)PI3K、AKT蛋白表達(dá)升高,AKT磷酸化水平增強(qiáng),提示上述改變可能與左歸丸激活PI3K/AKT信號(hào)通路有關(guān),活化的AKT可激活血管內(nèi)皮生長因子,促進(jìn)子宮內(nèi)膜血管形成,同時(shí)活化的AKT可促進(jìn)Bcl-2蛋白表達(dá)并抑制Bax蛋白表達(dá),抑制子宮內(nèi)膜細(xì)胞凋亡、促進(jìn)細(xì)胞增殖,從而發(fā)揮子宮內(nèi)膜損傷的修復(fù)作用。

綜上所述,左歸丸對(duì)卵巢結(jié)構(gòu)及功能的保護(hù)作用具有多成分、多基因、多靶點(diǎn)的特點(diǎn)。左歸丸及其化裁方可使卵巢組織中PI3K表達(dá)升高,AKT激活,增加一氧化氮合成酶活性,增加血管內(nèi)皮生長因子轉(zhuǎn)錄,使血管舒張、重塑,加速血管新生。激活的PI3K/AKT信號(hào)通路調(diào)控其下游靶蛋白mTOR、Bcl-2、Bax、FoxO3a、Smad2的表達(dá),促進(jìn)卵母細(xì)胞和顆粒細(xì)胞生長增殖及發(fā)育,抑制細(xì)胞凋亡,調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng),發(fā)揮對(duì)卵巢的保護(hù)作用;左歸丸可激活子宮內(nèi)膜的PI3K/AKT信號(hào)通路,上調(diào)Bcl-2蛋白表達(dá)并抑制Bax蛋白表達(dá),促進(jìn)血管生成,抑制細(xì)胞凋亡,促進(jìn)損傷子宮內(nèi)膜的修復(fù)。

2.3 內(nèi)分泌系統(tǒng)疾病中醫(yī)稱糖尿病為消渴,中醫(yī)認(rèn)為精、氣、血虛衰不僅是萬病之源,也是導(dǎo)致胰腺分泌排放等功能失調(diào)的根本因素。消渴常見的證型有肝腎不足、肝腎虧虛等。腎藏精納氣、主津液代謝[48],故提示治療糖尿病可從補(bǔ)腎益精、溫壯腎陽入手。

左歸丸可調(diào)節(jié)糖酵解/糖異生、丙酮酸代謝、脂質(zhì)代謝,起到預(yù)防糖尿病及相關(guān)代謝性疾病的作用。趙燦[49]基于網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)構(gòu)建左歸丸干預(yù)2型糖尿病活性物質(zhì)——潛在靶點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)并通過KEGG通路富集分析篩選,發(fā)現(xiàn)左歸丸及其拆方后補(bǔ)陰、補(bǔ)陽藥物配伍均主要集中在PI3K/AKT等信號(hào)通路。該課題組采用MKR 2型糖尿病小鼠做進(jìn)一步研究,行左歸丸及拆方后補(bǔ)陰、補(bǔ)陽藥物干預(yù),發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物血糖下降,PI3K、AKT蛋白表達(dá)上升,且左歸丸效果優(yōu)于拆方后補(bǔ)陰、補(bǔ)陽藥物,證實(shí)了左歸丸可通過上調(diào)PI3K、AKT蛋白表達(dá)并抑制下游FoxO1表達(dá),降低糖異生并增加胰島素合成來干預(yù)2型糖尿病。郭亞菲等[50]采用血清化學(xué)實(shí)驗(yàn)聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)探究左歸丸治療糖尿病的機(jī)制,共篩選出左歸丸中的表馬錢苷酸、馬錢苷酸、莫諾苷等9種活性成分,提示其可調(diào)控PI3K/AKT信號(hào)通路促進(jìn)葡萄糖攝取和糖原合成,發(fā)揮治療糖尿病的作用。許凱霞等[51]以ICR小鼠早期胚胎建立高葡萄糖模型并行左歸丸含藥血清體外培養(yǎng),通過iTRAQ方法篩選差異蛋白并分析發(fā)現(xiàn)包含了PI3K/AKT信號(hào)通路在內(nèi)的34個(gè)差異蛋白通路,發(fā)現(xiàn)左歸丸可回調(diào)高濃度葡萄糖導(dǎo)致的PI3K/AKT下調(diào),其具體機(jī)制可能是被激活的AKT直接抑制FoxO1的活性后減少糖異生,而磷酸化GSK3可促進(jìn)糖原合成,降低葡萄糖水平,起到預(yù)防糖尿病及相關(guān)疾病的作用[52-53]。上述研究發(fā)現(xiàn),左歸丸激活PI3K/AKT信號(hào)通路,下調(diào)下游靶蛋白FoxO1表達(dá)抑制糖異生,磷酸化GSK3促進(jìn)糖原合成,降低體內(nèi)葡萄糖水平,發(fā)揮對(duì)糖尿病的防治作用。

2.4 骨科疾病骨質(zhì)疏松癥的主要特征是骨量減少和骨組織微結(jié)構(gòu)退化[54],屬于中醫(yī)學(xué)“骨痹”“骨痿”等范疇,陰陽失衡、腎精虧虛是發(fā)病的關(guān)鍵機(jī)制[55]。腎藏精,精生髓,髓生骨,腎精足則髓足,髓藏于骨內(nèi),髓足則骨強(qiáng),精氣充足,骨髓得以充盈,為骨骼的生長、發(fā)育提供所需的營養(yǎng),骨骼才能強(qiáng)健有力,因此治療骨質(zhì)疏松癥可從補(bǔ)腎生髓入手[56]。

左歸丸填精益髓,對(duì)防治腎精不足所致的骨質(zhì)疏松癥有效。趙軍等[57]研究證實(shí),左歸丸整方可誘導(dǎo)大鼠骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞分化為成骨細(xì)胞、軟骨細(xì)胞等?；谥嗅t(yī)學(xué)“補(bǔ)腎壯骨”治法的理論基礎(chǔ),黃勝男等[58]及范文斌等[59]運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)構(gòu)建“活性成分-靶標(biāo)-疾病”相互作用網(wǎng)絡(luò)分析具體機(jī)制,發(fā)現(xiàn)左歸丸可能通過包含PI3K/AKT通路在內(nèi)的多靶點(diǎn)調(diào)控骨代謝平衡,并推測其激活A(yù)KT后抑制下游靶蛋白mTOR,誘導(dǎo)破骨細(xì)胞凋亡并抑制骨的吸收,促進(jìn)成骨細(xì)胞增殖并抑制其分化,發(fā)揮對(duì)骨質(zhì)疏松的治療作用。趙旭等[60]建立去卵巢所致骨質(zhì)疏松癥大鼠模型,對(duì)左歸丸防治絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥的分子機(jī)制進(jìn)行探索,利用生物信息學(xué)分析方法觀察骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞基因表達(dá)譜變化,發(fā)現(xiàn)左歸丸通過PI3K/AKT信號(hào)通路對(duì)骨髓微環(huán)境發(fā)揮調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)和免疫功能的作用,是防治該病的潛在靶標(biāo)。Yin等[61]研究左歸丸對(duì)地塞米松誘導(dǎo)的斑馬魚幼體骨質(zhì)疏松癥的保護(hù)作用,發(fā)現(xiàn)左歸丸可提高骨礦物質(zhì)含量、增強(qiáng)骨生物力學(xué)、促進(jìn)骨形成并抑制骨吸收,證明了左歸丸可能通過逆轉(zhuǎn)骨形成/骨吸收的不平衡和激活TGF-β/Smad信號(hào)來預(yù)防骨質(zhì)疏松,而PI3K/AKT信號(hào)通路可通過AKT激酶依賴和獨(dú)立機(jī)制拮抗TGF-β/Smad信號(hào)通路,發(fā)揮預(yù)防骨質(zhì)疏松的作用[41]。

綜上,左歸丸通過激活PI3K/AKT信號(hào)通路,抑制下游靶蛋白mTOR,調(diào)控TGF-β/Smad,促進(jìn)成骨細(xì)胞增殖,誘導(dǎo)破骨細(xì)胞凋亡,調(diào)節(jié)骨形成/骨吸收過程,調(diào)節(jié)炎癥和免疫反應(yīng),發(fā)揮對(duì)骨質(zhì)疏松的防治作用。

3 小結(jié)與展望

左歸丸主要是運(yùn)用中醫(yī)“腎的精氣血虛衰為萬病之源”“腎主精生髓,通于腦”“腎藏精,主生殖”“腎精生髓,髓生骨”等理論將其與現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的神經(jīng)系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)、骨科疾病等聯(lián)系起來,通過滋陰益髓、溫壯腎陽、充補(bǔ)精血,發(fā)揮對(duì)疾病的防治作用?，F(xiàn)階段,諸多學(xué)者對(duì)左歸丸進(jìn)行多途徑、多靶點(diǎn)、多系統(tǒng)的深入研究,從分子水平揭示其藥理作用及對(duì)疾病的防治機(jī)制。在左歸丸基于PI3K/AKT信號(hào)通路防治相關(guān)疾病的分子機(jī)制研究中,多以動(dòng)物及細(xì)胞模型作為主要研究對(duì)象,借助生物信息學(xué)及生命科學(xué)諸多技術(shù),重點(diǎn)聚焦于PI3K/AKT信號(hào)通路下游Bcl-2、Bax、Caspase-3、GSK3β、mTOR、FoxO等靶蛋白,發(fā)現(xiàn)左歸丸主要發(fā)揮調(diào)節(jié)細(xì)胞周期,促進(jìn)細(xì)胞代謝、生長及增殖,抑制細(xì)胞凋亡,調(diào)節(jié)氧化應(yīng)激、炎癥反應(yīng)及能量代謝,調(diào)控腫瘤細(xì)胞發(fā)生等生物學(xué)功能。以上基于信號(hào)通路及下游靶蛋白的深入系統(tǒng)研究,有利于對(duì)關(guān)于左歸丸臨床試驗(yàn)的相關(guān)研究進(jìn)行指導(dǎo),并充分挖掘其臨床價(jià)值。

目前,關(guān)于左歸丸的基礎(chǔ)研究方面,缺乏其對(duì)PI3K/AKT信號(hào)通路上游靶點(diǎn)的調(diào)控作用,及其對(duì)信號(hào)通路關(guān)鍵蛋白AKT l、AKT 2和AKT 3三個(gè)不同亞型的精細(xì)化調(diào)控作用的相關(guān)研究,未來關(guān)于上述問題的深入研究,將有助于進(jìn)一步精準(zhǔn)揭示左歸丸對(duì)相關(guān)疾病防治的藥理作用及分子機(jī)制,以挖掘其更多的臨床使用價(jià)值。