中药对肾间质纤维化BMP—7/smads信号通路影响研究概况

袁慧婵等

[摘要] 肾间质纤维化是多种肾脏疾病发展至终末期引起肾衰竭的共同病理变化，内源性拮抗因子骨形态发生蛋白7（ BMP-7）可从多个靶点对肾间质纤维化（RIF）起到明显的抑制作用，其中由smads蛋白介导的BMP-7/smads信号通路是其延缓肾间质纤维化的途径之一。从BMP-7入手研究抗肾间质纤维化的治疗是目前重要的一个突破口。现就中药对BMP-7/smad信号通路转导在RIF的研究进行综述，为临床中医药治疗提供参考。

[关键词] 中药；BMP-7/smads；肾间质纤维化

[中图分类号] R277.5 [文献标识码] A [文章编号] 1674-0742（2015）02（c）-0192-03

肾间质纤维化（renal interstitial fibrosis，RIF）是目前临床上多种慢性进行性肾脏疾病进展至终末期引起肾功能衰竭的共同病理变化。肾间质纤维化的形成涉及细胞、细胞因子等多个因素的作用，最后导致大量细胞外基质（Extracellular Matrixc，ECM）在肾间质内沉积。骨形态发生蛋白（bone-morphorgenetic proteins，BMP）是一种分泌性多功能蛋白，是转化生长因子超家族的成员之一。BMPs家族成员包括20多种蛋白，而其中BMP-7又与骨、肾脏、眼疾病以及其治疗密切相关[1-6]。smad是细胞内的信号传递蛋白，现在发现哺乳动物的smad信号蛋白有8种，将其根据结构和功能的不同分为受体激活型Smads（R-smads），通用型Smads（Co-smads）和抑制性Smads（I-smads）三类。其中Smad1，5，8，4，6，7蛋白又参与骨形态发生蛋白（BMP）和活化素（actinvin）等的信号转导[7]。目前，BMP-7被认为是重要的抗肾纤维化因子，其可以抑制肾小管上皮细胞转分化、抑制细胞外基质的形成、抑制肾脏上皮细胞凋亡、直接抑制TGF-β1表达、影响TGF-β1/ Smads信号通路的转导、调节促炎性因子等而发挥抗纤维化的作用[8-12]。BMP-7作为TGF-β超家族的一员，可以拮抗TGF-β的致纤维化作用，同时BMP-7也是机体内天然的内源性分子，故通过提升BMP-7的表达或者增强BMP-7/smads信号通路转导成为目前治疗肾间质纤维化的新思路。现将中药对肾间质纤维化BMP-7/smads信号通路的干预进行总结。

1 单味中药及有效成分提取物研究

1.1 黄芪

黄芪其性味甘、温，归肺、脾经；具有补气升阳、益气行血、托毒生肌、益卫固表、利水消肿之效。在肾脏治疗中黄芪单方及其复方应用均很广泛。王收宝等人[13]观察黄芪注射液对糖尿病大鼠肾脏骨形成蛋白7（BMP-7）和结缔组织生长因子（CTGF）表达的影响，结果显示CTGF蛋白及mRNA表达明显下调，治疗组肾组织BMP-7蛋白及mRNA表达升高，提示黄芪注射液可通过上调BMP-7蛋白及mRNA表达保护大鼠肾脏。

1.2 白藜芦醇与氨基胍

冯帆等人[14]采用长期给予wister大鼠高脂高糖饮食使其肥胖，小剂量腹腔注射链尿佐菌素（STZ）以建立2型糖尿病（T2DM）模型以研究白藜芦醇与氨基胍对糖尿病大鼠肾脏的保护作用中，发现药物干预组均增强了BMP-7、Smad5 mRNA表达，TGF-β1与Smad5的表达呈负相关，其实验提示了在糖尿病肾病（DN）时BMP-7可能主要通过Smad5发挥拮抗TGF-β1的作用，减少ECM从而减轻肾脏纤维化。

1.3 雷公藤多苷

张燕[15]通过链脲佐菌素腹腔注射建立 DN 大鼠模型后进行药物干预，观察血清肌醉、尿素氮、NAG等生化指标并测定肾组织内 TGF-β1、BMP-7、Gremlin 核酸及蛋白的表达，实验结果证实雷公藤多苷（TW）能减轻模型鼠蛋白尿，改善血清白蛋白，降低血清肌酐、尿素氮，下调模型鼠肾组织内 TGF-β1、Gremlin 的核酸及蛋白表达，上调 BMP-7 的核酸及蛋白表达，从而起到延缓肾间质纤维化的作用。

1.4 葛根素

刘圣等人[16]以链脲佐菌素（STZ）腹腔注射复制早期DN大鼠模型，药物干预5周后免疫组化、RT-PCR检测肾组织BMP-7蛋白及mRNA的表达。结果显示：对比模型组，葛根素（Pue）高、中、低剂量组大鼠FBG、肾/体质量比值（KW/BW）、24 h尿量尿素氮（BUN）、血肌酐（Scr）水平降低，体质量、胰岛素（Ins）水平升高，BMP-7 蛋白及 mRNA 表达增多；Pue 高、中剂量组 24 h 尿量、24 h尿蛋白、24 h尿微量白蛋白显著降低，提示葛根素可以通过升高bmp-7蛋白及其mRNA表达改善早期DN大鼠肾功能病变。

1.5 三七总皂苷

郭兆安等[17]通过UUO模型，运用免疫组化法对各组大鼠肾组织中TGF-β1， Smad7，Smad2， BMP-7的蛋白表达进行检测，研究三七总皂苷抗肾间质纤维化在其中的作用，得到的结果为UUO大鼠肾组织中TGF-β1、Smad2蛋白的表达明显升高，而Smad7， BMP-7的蛋白表达明显减少，肾小管损伤指数（TII）升高，肾功能恶化；经过三七总皂苷（PNS）干预后，TGF-β1、Smad2在肾组中的表达下调，BMP-7 ， Smad7表达上调。提示TGF-β1信号在细胞内转导被PNS通过干预BMP-7 / Smads /TGF-β1信号转导通路抑制了，从而起到抗肾间质纤维化的作用。

2 中药方剂研究

2.1 肾衰泄浊汤

晏子友等人[18]研究表示肾衰泄浊汤（生黄芪 30 g、生大黄 10 g、丹参15 g、巴戟天 20 g、蒲公英 15 g、槐花 10 g、生牡蛎 30 g等常规方法水煎并进行浓缩）可能是通过诱导BMP-7、Smad6蛋白表达，抑制Smad2蛋白表达，调节 BMP-7/TGF-β1/Smads 信号通路，抑制 TGF-β1 蛋白表达，从而抑制细胞外基质（ECM）的过度沉积，延缓肾间质纤维化发展。

2.2 黄芪注射液联合葛根素注射液

李姝玉等人[19]观察黄芪注射液联用葛根素注射液对 2 型糖尿病 KKAy小鼠肾脏TGF-β1、BMP-7表达的影响，实验发现模型组小鼠肾组织 TGF-β1蛋白和 mRNA 表达较正常组明显升高，BMP-7 mRNA 表达下降，而药物干预后小鼠肾组织 BMP-7 mRNA 表达升高，而TGF-β1蛋白及 mRNA 表达明显下调。即提示黄芪注射液联合葛根素注射液可能通过恢复肾组织BMP-7 表达，抑制肾组织 TGF-β1表达从而对 2 型糖尿病 KKAy小鼠肾脏有保护作用。

2.3 丹芪合剂

肖瑛等人[20]用链脲佐菌素复制的DM大鼠模型研究丹芪合剂（自制丹参、黄芪、生地等中药提取物，具有益气生津、活血化瘀的功效）对DM大鼠肾小管上皮细胞BMP-7及蛋白激酶Cα（PKCα）的影响，结果显示丹芪合剂干预组大鼠PKCα mRNA未见表达，FN蛋白较模型组表达减少，同时BMP-7蛋白和mRNA的表达却明显增加。即提示通过下调肾小管上皮细胞PKCα及上调BMP-7来表达丹芪合剂，减少FN的沉积，从而使糖尿病对大鼠肾小管间质损伤的保护作用得到发挥。

2.4 防己黄芪汤

俞东容等人[21]研究防己黄芪汤（汉防己、黄芪、白术、甘草）对单侧输尿管梗阻大鼠肾组织 TGF-β1、BMP-7 的影响，结果显示药物干预组比模型组大鼠肾病理均有改善，且防己黄芪汤中、高剂量组以及蒙诺组BMP-7表达均明显上调，TGF-β1表达下降，肾小管间质急性病变和间质纤维化明显减轻。

2.5 芪蛭降糖胶囊

黄芪、制水蛭、生地、黄精是芪蛭降糖胶囊的主要成分。武帅等[22]在观察芪蛭降糖胶囊对DN大鼠肾组织BMP-7及TGF-β1/Smads信号传导通路影响的实验，结果显示：DN大鼠肾组织中TGF-β、Smad2蛋白的表达上调，而Smad7 ，BMP-7蛋白表达下调，肾小管损伤指数（TII）升高，肾功能下降，经药物治疗后，肾组织TGF-β1、Smad2表达下调，BMP-7 ， Smad7表达上调，改善了大鼠肾功能。提示芪蛭降糖胶囊抑制TGF-β1信号的细胞内转导可能通过干预BMP-7 / Smads /TGF-β1信号转导通路，从而使抗肾间质纤维化得到实现。

2.6 芪参健脾方

芪参健脾方由黄芪、炒白术、茯苓、丹参、泽泻、甘草等组成。刘宇[23]观察芪参健脾方对自发性高血压大鼠（SHR）血压、肾功能、肾组织形态学、TGF-β1，Smad3、5、6基因以及BMP-7蛋白表达的影响，以探讨其对SHR的降压及肾脏保护作用机制。实验结果显示芪参健脾方可以改善肾间质纤维化的病理改变，具有保护肾功能的作用，其肾脏保护的作用靶点可能通过下调Smad6的基因表达，逆转其对BMP-7/Smad5的表达的抑制，从而负向调节TGF-β1/Smad3信号传导通路，抑制病理条件下的肾小管上皮细胞转分化，减少胶原的产生，促进ECM的降解，从而逆转肾间质纤维化的进程。

2.7 益气活血降浊方

益气活血降浊方由黄芪、当归、川芍、白芍、柴胡、黄芩、大黄、茯苓、公英等中药组成，具有益气活血，升清利湿降浊的功效。冯博等[24]人用益气活血降浊方提取液给老鼠灌胃制备大、中、小不同剂量的含药血清，探讨益气活血降浊方对 TGF-β1 诱导人近端肾小管上皮细胞肝细胞生长因子（HGF）、BMP- 7表达的影响，实验发现：益气活血降浊方可促进 TGF-β1 介导的 HGF、BMP- 7 上调，且中剂量浓度时效应最大。

2.8 止消通脉宁

孙文等人[25]将KKAy小鼠随机分为正常组、模型组、厄贝沙坦组、止消通脉宁（ZXTMN）高、中、低剂量组，通过检测α平滑肌肌动蛋白（α-SMA），TGF-β1 ，BMP-7表达以及肾TGF-β1 mRNA，TGF-βRl mRNA和Smad2 mRNA表达以研究其抗DN RIF作用。结果显示ZXTMN治疗组和厄贝沙坦组小鼠肾间质纤维化评分显著性减低，ZXTMN高、中组和厄贝沙坦组α-SMA和TGF-β1蛋白表达显著性减少，BMP-7表达显著性增加，ZXTMN各治疗组TGF-β1 mRNA和Smad2 mRNA显著性减少。提示从BMP-7/smad通路调节TGF-β1/smad抑制肾小管上皮细胞转分化可能是止消通脉宁治疗DN 肾间质纤维化的分子机制之一。

3 讨论与展望

以上实验研究表明，中医药可以通过直接上调BMP-7蛋白的表达或者从基因水平上调BMP-7 mRNA的表达，或通过BMP-7受体的增加以及对smads蛋白的调控而达到抗肾纤维化的目的。BMP-7/smads信号通路在抑制肾间质纤维化的作用已逐渐被大家肯定与重视，但对中药在肾纤维化BMP-7/smads信号通路的干预机制的研究屈指可数，并且仅局限于证明部分中药的有效成分或者中药复方及成方可以提高BMP-7、BMP-7受体、smads蛋白表达的从而延缓RIF的进程。笔者认为由于细胞、细胞因子、各信号通路都能互相影响，RIF的发生发展具有多路径、多层次、多靶点的特点，而中医药尤其复方可以从不同路径、不同靶点，多层次地进行干预治疗。因此还需深一步研究BMP-7/smads信号通路以及中药在RIF治疗中干预此通路的作用机制，以更好地建立理论治疗体系。通过资料研究和整理表明，目前，验之有效的中药多具有益气活血泄浊之功效，符合“气血流通为贵”的治疗观，因而临床治疗肾间质纤维化应当注重调气和血，扶助正气。因此，应充分发挥中医药扶正祛邪理论、辨证体系治疗RIF的优势，并在理论研究、实验研究充分探讨中药干预RIF BMP-7/smads信号通路作用机制基础上，为临床治疗提供更全面、更夯实的理论基础，丰富中药治疗肾间质纤维化的用药选择，从而提高临床疗效。而能否找到或者开发不同路径、多层次、多靶点均卓有疗效的中药或者复方制剂还需要更多研究和拓展。

[参考文献]

[1] 杨洁，李玉坤.骨形态发生蛋白与骨代谢[J].中华骨质疏松和骨矿盐疾病杂志，2013，6（1）：89-94.

[2] Zeisberg M ，Kalluri R. Reversal of experimental renal fibrosis by BMP7 provides insights into novel therapeutic strategies for chronic kidney disease[J]. Pediatric nephrology， 2008，23（9）：1395-1398.

[3] 杜月光，杨明华，柴可夫，等. 骨形成蛋白7在糖尿病大鼠肾脏中的表达及意义[J]. 浙江中医药大学学报，2011，35（4）：559-564.

[4] 郝旭，王伟铭，陈 楠.骨形态发生蛋白7在肾脏发育及肾脏疾病中的作用[J].医学综述，2011，17（4）：504-507.

[5] Adams D ， Karolak M， Robertson E， Oxburgh L. Control of kidney， eye and limb expression of Bmp7 by an enhancer element highly conserved between species[J]. Developmental biology，2007，311（2）：679-690.

[6] Tri Q. Nguyen，Roel Goldschmeding. Bone Morphogenetic Protein-7 and Connective Tissue Growth Factor： Novel Targets for Treatment of Renal Fibrosis？[J].Pharmaceutical Research，2008，25（10）：2416-2426.

[7] Miyazono K，Kusanagi K， Inoue H.Divergence and convergence of TGF-beta/BMP signaling[J].J Cell Physiol，2001，187（3）： 265-276.

[8] 邢静萍，陈楠.Smad与肾纤维化[J].中国中西医结合肾病杂志，2005，6（5）：302-304.

[9] Leeuwis JW，Nguyen TQ，Dendooven A，et al.Targeting podocyte-associated diseases[J].Adv Drug Deliv Rev，2010，62（14）：1325-1336.

[10] 郝艳鹏，张悦.逆转肾小管上皮细胞转分化的 Smad 信号转导机制[J].生命科学，2010，22（2）：169-172.

[11] Hruska KA，Guo G，Wozniak M，et al.Osteogenic protein-1 prevents renal fibrogenesis associated with ureteral obstruction[J].Am J Physiol，2000，279（5）：F130-F143.

[12] 陆顺，时照明.BMP-7 / Smads 信号通路在糖尿病肾病纤维化中作用的研究进展[J].中华全科医学，2013，11（2）：282-283.

[13] 王收宝，田林红，孙洁，等.黄芪注射液对糖尿病大鼠肾脏BMP-7和CTGF表达的影响[J].现代中西医结合杂志，2011，20（4）：410-414.

[14] 冯帆.白藜芦醇与氨基胍对糖尿病大鼠肾脏的保护作用[D].兰州：兰州大学，2007.

[15] 张燕，常保超，陈卫东.雷公藤多苷对糖尿病肾病大鼠肾组织转化生长因子β1、骨形成蛋白7及 Gremlin表达的影响[J].肾脏病与透析肾移植杂志，2012，21（3）：237-243.

[16] 刘圣，张小力，余娜，等.葛根素对早期糖尿病肾病大鼠肾组织病理变化与BMP-7蛋白及mRNA表达的影响[J].中国药房，2013，24（3）：196-200.

[17] 郭兆安，马东明，于燕燕，等.三七总皂苷对单侧输尿管梗阻大鼠肾组织BMP-7及TGF-β1 / samds信号传导通路的影响[J].中国中西医结合肾病杂志，2012，13（5）：391-394.

[18] 晏子友，申屠进军，熊芳，等.肾衰泄浊汤对BMP7/TGF-β1/Smads 信号通路的调节作用[J].江西中医学院学报，2012，24（1）： 21-24.

[19] 李姝玉，柴新楼，吴莹，等.黄芪注射液联合葛根素注射液对 2 型糖尿病 KKAy小鼠肾脏 TGF-β1和 BMP-7 表达的影响[J].中国病理生理杂志，2012，28（10）：1802-1806.

[20] 肖瑛，石明隽，桂华珍，等.丹芪合剂对糖尿病大鼠肾小管上皮细胞骨形态发生蛋白-7和蛋白激酶Cα表达的影响[J].中草药，2009，40（S1）：175-179.

[21] 俞东容，杨汝春，李建秋，等.防己黄芪汤对单侧输尿管梗阻大鼠肾组织 TGF-β1、BMP-7的影响[J].中国中西医结合肾病杂志，2011，12 （12）：1041-1043，1137.

[22] 武帅，郭兆安，于春江，等.芪蛭降糖胶囊对糖尿病肾病大鼠肾组织BMP-7及TGF-β/smads信号传导通路的影响[J]中国中西医结合肾病杂志，2014，15（4）：297-301，378.

[23] 刘宇.芪参健脾方对自发性高血压大鼠肾间质纤维化的影响及机制研究[D].辽宁：辽宁中医药大学，2012.

[24] 冯博，刘文军，徐万忠，等.益气活血降浊方对 TGF-β1 诱导人近端肾小管上皮细胞 HGF、BMP-7 表达的影响[J].北京中医药，2012，31（3）：226-228.

[25] 孙文，吴丽丽，皮特，等.止消通脉宁对糖尿病肾病小鼠肾间质纤维化作用机制的研究[J].中华中医药杂志，2013，28（5）：1466-1470.

（收稿日期：2014-10-30）