中医药对肝纤维化TGF-β1／Smads信号转导通路的调控作用※

王伟芹 孙建光 高占华 宋洪泉 张 永

（山东中医药大学附属医院肝病科，济南250011）

中医药对肝纤维化TGF-β1／Smads信号转导通路的调控作用※

王伟芹 孙建光 高占华 宋洪泉 张 永

（山东中医药大学附属医院肝病科，济南250011）

目的 研究中医药对肝纤维化TGF-β1／Smads信号转导通路的作用。方法 查阅近年文献资料，汇总中医药抗肝纤维化的作用机制，阐述TGF-β1／Smads信号转导通路在肝纤维化中的作用及中医药对其调控。结果 TGF-β1／Smads信号转导通路是肝纤维化发生发展的重要机制，中医药对其有调控作用。结论 中医药抗肝纤维化的作用机制之一为其对TGF-β1／Smads信号转导通路的调控。关键词：中医药；肝纤维化；TGF-β1／Smads

肝纤维化是慢性肝病的病理特征，也是肝硬化形成的病理基础。肝纤维化的形成是一个缓慢的动态过程，涉及到包括细胞-细胞因子-细胞外基质等构成的复杂网络结构，最终导致细胞外基质 （ECM）过度沉积，降解相对不足。目前认为肝星状细胞 （HSC）激活是肝纤维化形成的关键步骤，而HSC的活化受多种细胞因子的调节，其中转化生长因子-β1（transforming growth factor beta，TGF-β1）是目前已知的致肝纤维化最重要的细胞因子［1］。TGF-β1不仅调节作为组织损伤正常反应部分的细胞外基质的沉积，而且调节病理性纤维化［2］，其突出作用是增加细胞外基质合成的同时减少其蛋白降解，改变ECM合成和降解的正常平衡，最终导致肝纤维化。目前中医药防治肝纤维化已取得了较好的成绩，随着近年来Smads蛋白家族的发现，对肝纤维化发生机制的探讨已进入细胞内信号转导、细胞因子水平。因此，对肝纤维化TGF-β1／Smads跨膜信号转导通路的研究，为中医药防治肝纤维化机制的探讨具有重要的意义。

1 TGF-β1

目前已知TGF-β存在5种形式，分别为TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3、TGF-β4、TGF-β5，哺乳动物体内主要存在TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3三种形式，并分别有各自相应的受体，在肝脏中含量最高具有生物活性的是TGF-β1。

1.1 TGF-β1与肝脏细胞 TGF-β1在肝脏主要由枯否细胞、窦内皮细胞合成分泌。在TGF-β1作用下，HSC被激活或转化为肌成纤维细胞。激活的HSC自身也合成、分泌TGF-β1，HSC在自分泌和旁分泌TGF-β1的作用下大量活化，这种分泌的反馈调节是肝纤维化得以发展的重要环节［3］。

潘海波等［4］利用细胞生物法测定TGF-β1在肝纤维化形成中的变化，发现TGF-β1在肝纤维化中逐步升高，与肝纤维化组织羟脯氨酸的相关性较好 （r=0.71），提示TGF-β1参与肝纤维化发生的细胞因子网络的调节。卢清等［5］体外培养了正常及CCL4损伤肝库普弗细胞（KC），发现急性损伤肝KC对HSC的增殖有促进作用，

1.2 TGF-β1与胶原组织 肝星状细胞被激活，活化的HSC产生大量的间质胶原 （Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ型）和其他ECM成分，沉积于狄氏间隙，在肝内引起肝纤维化［10］。TGF-β1不仅提高Ⅰ型前胶原的含量，也提高Ⅲ、Ⅳ型前胶原的含量［11］。

李中华等［12］观察半枝莲水煎液对肝纤维化大鼠肝组织Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ型胶原和TGF-β1的影响，结果发现，半枝莲水煎液有良好的抗肝纤维化作用，其高、中、低剂量均可以明显减轻肝纤维化模型大鼠肝脏内胶原纤维增生沉积 （P＜0.05），抑制Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ型胶原蛋白及TGF-β1的合成表达 （P＜0.05）。曾文勇等［13］从mRNA水平观察三七总皂苷对四氯化碳复合因素诱导的肝纤维化大鼠Ⅰ型前胶原mRNA及TGF-β1mRNA的影响，发现三七总皂苷与秋水仙碱均能抑制肝纤维化大鼠Ⅰ型前胶原及TGF-β1的合成表达，减轻肝纤维化程度。周大桥等［14］复制免疫性肝纤维化动物模型，采用Rennard方法检测大鼠血清TGF-β1和Ⅰ、Ⅲ型胶原水平及肝脏组织羟脯氨酸含量。结果发现，中药软肝冲剂 （黄芪、穿山甲、三七、丹参、桃仁等）和秋水仙碱能明显降低模型大鼠血清TGF-β1和Ⅰ、Ⅲ型胶原水平及肝脏组织羟脯氨酸含量 （P＜0.05或P＜0.01），且中药高剂量组优于中药低剂量组和西药秋水仙碱组 （P＜0.05或P＜0.01）。

1.3 TGF-β1与基质金属蛋白酶 研究已证实，TGF-β1还可以调节改变基质降解的蛋白表达。它可以上调蛋白酶抑制因子，尤其是对组织MMPs抑制因子；其次，可促进纤溶酶原抑制因子 （PAI-1）表达，从而减少纤溶酶原向具有降解基质和激活MMPs作用的纤溶酶转变。

赵协慧等［15］通过实验发现，八味护肝胶囊 （西洋参、黄芪、大黄、虎杖、水蛭等）能降低酒精性肝纤维化大鼠模型血清ALT、AST水平 （P＜0.01），且治疗后血清中HA、LN和Ⅳ型胶原以及TGF-β1、TIMP1的含量明显低于模型组 （P＜0.01）。许丹等［16］利用基因芯片技术研究TGF-β1、MMP1及TIMP1在四氯化碳肝损伤模型肝组织中的表达情况，发现保肝复功水煎剂（柴胡、山药、黄芪、枸杞、当归等）在肝组织中具有明显使MMP1表达上调，TIMP1、TGF-β1表达下调的作用，从而促进了胞外基质的降解。赵建学等［17］以水飞蓟素作对照，芍药苷分为小、中、大剂量组，发现芍药苷能够降低四氯化碳诱发肝纤维化大鼠血清TGF-β1、TMP1水平，提高MMP2、MMP9水平 （P＜0.05或P＜0.01），并且量效关系明显。刘中景等［18］将扶正活血方分为扶正活血1号方 （活血化瘀健脾益气：桃红活血汤加黄芪、党参、白术、炙甘草）、2号方 （活血化瘀滋养肝肾：桃红活血汤加熟地、白芍、麦冬、枸杞子15g）、3号方 （活血化瘀温补脾肾：桃红活血汤加附子、干姜、炙甘草、肉苁蓉、菟丝子），并设秋水仙碱作对照，发现扶正活血不同组方对CCL4大鼠肝组织与血清中TGF-β1和TIMP-1表达水平明显低于模型组 （P＜0.05或P＜0.01）和阳性对照组 （P＜0.05或P＜0.01），而1号方和2号方的改善作用较3号方明显。朱冰等［19］从分子水平研究抗纤Ⅰ号方剂 （丹参、当归、莪术、三棱、鳖甲等）治疗肝纤维化作用机理，发现抗纤Ⅰ号具有逆转肝纤维化的作用，其作用机理可能是通过下调TGF-β1mRNA，抑制Ⅰ、Ⅲ型胶原的合成而减轻肝纤维化。

2 TGFβ1／Smads

Smads蛋白家族是新近发现的TGF-β受体复合物下游一类非常重要的信号转导分子家族。它具有独特的结构特点。根据各个因子在TGF-β信号转导中所起的不同作用分为3个亚族［20］：受体限制型Smad（R-Smad），为TGF-β特异Ⅰ型Ser／Thr激酶受体的底物，其中Smad1、5、8是BMPs下游的信号分子，Smad2、3则与TGF-βs和activin的受体相亲合；Smad4属于公共调节型Smad（Co-Smad），能与所有活化的R-Smad蛋白形成异聚复合体，参与和调节TGF-β信号转导；抑制型Smad（ISmad）由Smad6、7组成，可与活化的受体或受体激活的Smads结合，形成无活性的复合物，从而达到抑制转录的作用。

徐珊等［21］发现，TGF-β1／Smad信号转导通路参与了肝纤维化的发生发展，肝纤维化不同证型之间TGF-β1／Smad基因蛋白表达有差异。其中，TGF-β1、TβR-Ⅰ、Smad2／3和Smad7在模型对照组中表达明显增强，以肝纤维化气虚血瘀组最为显著，肝纤维化肝郁脾虚组和单纯肝纤维化组的表达面积和强度相似。各模型组Smad3mRNA呈上调表达 （P＜0.01），以气虚血瘀组升高最明显，单纯肝纤维化组与肝郁脾虚组比较差异无显著性。

吕沐瀚等［22］采用舒肝颗粒作用于体外培养的大鼠肝星状细胞，发现TGF-β1能刺激smad3和smad7的基因表达，使R-Smads／I-Smads之间的反馈调节机制重新达到平衡；而舒肝颗粒可能通过对HSC增殖的抑制，上调smad7的表达，抑制TGF-β／smad信号转导途径而起到抗肝纤维化的作用。袁丽萍等［23］采用CollagenaseⅣ胶原酶原位肝灌注法分离HSC，发现TGF-β1明显促进HSC增殖、自分泌TGF-β1和产生胶原，促进HSC对smad2、Ⅰ型胶原mRNA及smad2蛋白的表达，明显抑制smad7mRNA表达；而鬼针草总黄酮作用于HSC后，TGF-β1刺激的HSC中smads2mRNA、蛋白和Ⅰ型胶原mRNA表达受到抑制，smad7mRNA表达明显上调。

熊章鄂等［24］研究发现CCL4诱导的大鼠肝纤维化模型TGFβ1、TβRI，TβRⅡ、Smad3、Colla2表达明显增强，Smad7表达明显下降，经肝炎平 （黄芪、丹参、虎杖等）治疗后TGFβ1及其受体TβRI，TβRⅡ表达均比模型组减弱。闰颖等［25］研究发现，三甲散加减方 （鳖甲、龟板、穿山甲、僵蚕、蝉蜕等）影响CCL4肝纤维化大鼠TGF-β1／Smdas信号转导通路，能显著降低TGF-β1和Smad2／3的表达，明显增高Smda7的表达，且效果优于秋水仙碱。白静丽等［26］以化瘀通络解毒颗粒 （丹参、三七、虎杖、大黄、鳖甲等）作用于CCL4诱导的肝纤维化大鼠，发现其能明显降低纤维化大鼠肝组织中的胶原含量，减少TGF-β1、Smad3的表达，其机制可能与化瘀通络解毒颗粒具有促进肝脏胶原降解和抑制TGF-βl及其下游信号Smad3的表达，进而阻断其信号传导通路有关。刘益平等［27］采用四氯化碳和二甲基亚硝胺致的两种肝纤维化大鼠模型为基础，用软肝抗纤方 （丹参、莪术、炒鳖甲、黄芪、猪苓等）治疗肝纤维化，中药预防组与中药治疗组较之两组模型组，在肝脏羟脯氨酸含量，TGF-β1、Smad3、Smad7和SARA蛋白的表达，TGF-β1、Smad3、Smad7mRNA含量等指标上具有显著差异 （P＜0.05）。

3 小结

近年来的研究已表明，中医药抗肝纤维化取得了可喜的成果，随着现代医学的飞速发展，中医药抗肝纤维化的作用机制亦不断得到阐明。在肝纤维化的发生机制中，TGF-β1／Smads信号转导通路发挥的作用已越来越得到重视，这也成为抗肝纤维化治疗的靶点之一。中医药抗肝纤维化的作用机制不断从分子水平得到阐明，这为临床治疗及实验研究的深入起到了良好的指导作用。

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山东省中医药科技发展项目［No：2009-33］而氧化苦参碱可抑制KC对HSC增殖的促进作用，并可抑制活化KC分泌的TGF-β1，提示氧化苦参碱可通过抑制旁分泌途径抑制HSC活化及活化KC分泌的TGF-β1。李晓荟等［6］建立免疫性肝纤维化大鼠模型，发现化浊软坚汤 （田基黄、垂盆草、白花蛇舌草、半边莲、黄连等）有抗肝纤维化作用，可使模型大鼠肝组织TGF-β1阳性细胞表达数减低，并优于复方鳖甲软肝片组。在临床治疗中，缪京翔［7］将48例乙肝后肝纤维化患者随机分为2组，在对照组西药常规治疗的基础上，治疗组口服鳖甲煎丸 （醋鳖甲、干姜、酒大黄、桂枝等）。60d后发现，治疗组血清TGF-β1、PDGF、IL-1水平比治疗前均有明显下降 （P＜0.05），但对照组下降不明显 （P＞0.05），且治疗后治疗组血清TGF-β1水平明显低于对照组 （P＜0.05）。徐邵华等［8］采用荧光定量逆转录聚合酶链反应（FQ-RT-PCR）方法检测慢性肝病患者PBMC中TGF-β1mRNA含量，采用ELISA方法检测血浆中TGF-β1含量，结果发现，慢性乙型肝炎中重度患者及患有肝炎的肝纤维化患者PBMC中TGF-β1含量及血浆TGF-β1水平均显著高于正常水平，且与HA、LN、CIV、PCⅢ四项肝纤维化诊断指标呈正相关。王曙强等［9］检测非酒精性脂肪性肝炎 （NASH）患者血清TGF-β1及透明质酸（HA）、板层素 （LN）、Ⅲ型前胶原肽 （PCⅢ）水平等，发现NASH患者血清TGF-β1水平明显高于单纯性脂肪肝及健康人群，并且NASH患者血清TGF-β1水平以及肝纤维化指标之间呈正相关。

杨 杰 本文校对：尹常健

2013-12-19）