基于转化生长因子-β1靶点的中医药治疗糖尿病肾病的研究进展

李敏州综述 武忠审校



综 述

基于转化生长因子-β1靶点的中医药治疗糖尿病肾病的研究进展

李敏州综述 武忠审校

转化生长因子-β1；肾病，糖尿病；中医药治疗

糖尿病肾病(diabetic nephropathy，DN)是糖尿病(diabetes mellitus，DM)患者临床常见而难治的微血管并发症，是导致终末期肾病的首位病因(约占35%)[1]，因此也是导致糖尿病患者死亡的主要原因。目前研究认为本病的发病与代谢紊乱、循环障碍、细胞因子的异常表达，遗传易感性等因素相关，但其发病机制尚未完全阐明。近年来越来越多的研究发现，转化生长因子-β1(transforming growth factor-β1，TGF-β1)是在DN的发生发展过程中起着关键作用的细胞因子，并且大量的研究发现，中医药针对TGF-β1为靶点进行治疗，取得了较好的疗效，现综述如下。

1 现代医学对TGF-β1的认识

1978年，De Larco与Todaro在小鼠肉瘤病毒转化的细胞株中鉴定出肉瘤生长因子(sarcoma growth factor，SGF)，因其具有转化细胞特性，又被称为转化生长因子(transforming growth factor，TGF)[2]。TGF家族包括结构相似而功能不同的5个多肽成员，有激动剂、抑制剂和苗勒管抑制物质等[3]。其中，转化生长因子(transforming growth factor-beta，TGF-β)在TGF家族中扮演者重要的角色，可由多种细胞分泌，参与调节多种生物学进程[4，5]。在其3种异构体中(TGF-β1、TGF-β2和TGF-β3)，TGF-β1对DN有最主要的调节作用，无论在糖尿病患者还是糖尿病模型动物中，均可检测到肾脏TGF-β1基因表达及蛋白质分泌增加[6]。

TGF-β1在肾脏的各种细胞中合成，分泌TGF-β1前体与TGF-β前体绑定蛋白(latent TGF-β binding proteins，LTBP)相结合[7]。TGF-β1激活时，通过蛋白水解、活性氧簇等方式，与前体相关蛋白(latency associated peptide，LAP)及LTBP相裂解[8]。激活后的TGF-β1与其受体相结合，通过自分泌与旁分泌的方式，经Smad或非Smad信号转导途径，发挥其生理功能及病理作用[9]。TGF-β1通过与TGF-β受体(TβR)结合而发挥作用[10]。TGF-β1受体有3种亚型：I型受体不能直接与配体结合，II型受体具有较高的亲和性，能直接与游离的TGF-β1结合，III型受体能呈递活化的TGF-β于β型受体并使之绑定，起到调节TGF-β信号转导途径的作用[11]。

2 TGF-β1与糖尿病肾病的关系

TGF-β1在DN的发生发展过程中，有以下生物学特性。(1)促进肾脏细胞肥大：TGF-β1的增加促进了蛋白依赖激酶(cyclin-dependent kinase，CDK) 抑制剂的表达，降低CDK复合体的活性，使系膜细胞的细胞周期停滞于G1期，最终致DM肾脏肥大[12]。(2)促进细胞外基质(ECM)的生成并抑制其降解：首先，TGF-β1可明显增加ECM成分(如Col-I、II、III及FN等)的蛋白表达[13]；其次，通过下调基质金属蛋白酶-9 (MMP-9)，上调金属蛋白酶组织抑制因子-1 (TIMP-1)，使MMP-9/TIMP-1比例失调，ECM降解减少[14]；再次，经自分泌诱导其自身生成，并加强其生物活性[15]。(3)促进肾间质纤维化(renal interstitial fibrosis，RIF)：许多动物实验及人体试验表明，TGF-β1是RIF发病机制中起关键作用的调节因素，可促使肾脏疾病发展至纤维化[7，16]。研究发现，DN肾间质中的肌成纤维细胞内TGF-β1表达较正常者明显升高[17]。TGF-β1可通过Smad或非Smad信号转导通路，增加肌成纤维细胞表型相关基因的转录，促发肾小管上皮细胞转分化，导致肾间质纤维化[18]。

3 中医对糖尿病肾病的认识

祖国医学文献中并无与DN相对应的病名，但历代医家根据DN的临床表现，将本病归为“水肿”“尿浊”“肾消”“关格”等疾病中论述。吕仁和等[19]认为本病应命名为“消渴病肾病”，因消渴病合并水肿、尿浊、肾消、关格等肾病，病位始终在肾，且继发于消渴病。现代医家根据其对DN病机的认识不同，采用不同的治疗方法。有学者认为DN以气阴两虚为基本病机，渐次发展至瘀血及浊毒内阻，故以益气养阴，化瘀解毒为治则组方治疗DN疗效显著[20，21]。还有学者主张脾肾亏虚为DN病机之本，痰浊、水湿、瘀血为DN的病理产物，临床采用健脾益肾，化痰、利湿、活血法治疗，取得了较好的疗效[22，23]。吕仁和等提出了“微型癥瘕”理论，认为消渴病病久伤阴耗气，痰热郁瘀相互胶结于肾之络脉，形成肾络微型癥瘕[24，25]。止消通脉宁即是以“微型癥瘕”理论为指导的代表方剂，临床研究表明，本方不仅可使80%的早期DN患者尿蛋白恢复正常，而且对临床DN患者具有减少尿蛋白，改善肾功能，延缓肾衰的作用。有学者提出了DN的病机核心是“毒损肾络”[26～28]。治疗中应注重气阴两虚、肾失封藏、毒损肾络的病机，并确立以补肾解毒通络为主要治法的解毒通络保肾散。

4 中医药在DN中拮抗TGF-β1的作用

4.1 单味中药对TGF-β1表达的影响 董文华等[29]研究证实，芡实能通过下调GLUT1及TGF-β1在STZ诱导的糖尿病肾病大鼠肾组织中的表达水平，起到延缓DN进展的作用。张莉等[30]研究发现，冬虫夏草可以使STZ诱导的糖尿病肾病大鼠尿微量白蛋白排泄率显著减少，肌酐水平降低，肾组织病理改变减轻，肾组织内TGF-β1和CTGF表达下调。郑亚萍等[31]通过实验表明，赤芍能改善糖尿病大鼠早期肾功能，其机制可能与抑制肾脏ET-1表达，继而下调PKC及TGF-β1水平有关。熊智慧[32]通过临床研究发现，大黄能通过降低DN患者血脂及血TGF-β1表达水平，起到保护肾脏的作用。因此，我们发现，单味中药对TGF-β1影响的研究多局限于与某一单一因子的关系，且研究方向多致力于中药的开发研究。

4.2 中药提取物对TGF-β1表达的影响 谭颖[33]研究发现，青蒿琥酯能抑制TGF-β1、CTGF在糖尿病肾病大鼠肾组织的表达，从而起到保护肾脏的作用。罗冬冬等[34]发现，川芎嗪可以降低高糖状态下大鼠肾小球系膜细胞内ROS水平，抑制TGF-β1表达。徐燕[35]通过试验表明，丹参多酚盐酸注射液能通过降低DN患者血清和尿液中的TGF-β1和单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)的表达水平，从而延缓DN的进展。刘星星等[36]研究证实，黄芪注射液可显著减少早期DN患者尿蛋白，并且抑制IL-6、TNF-α、VEGF、TGF-β1的表达可能是其肾脏保护作用的机制。中药提取物对TGF-β1的影响的研究多着眼于中药制作工艺的开发革新上，并以此开发研究中药注射剂等新剂型。

4.3 中药复方对TGF-β1表达的影响 李凤婷等[37]通过对DN模型大鼠给予固本通络汤灌胃后发现，固本通络汤可能通过抑制大鼠肾组织中TGF-β1的表达，调节MMP-9、TIMP-1的平衡，起到保护肾脏的作用。王自润等[38]研究证实，糖克煎剂可以降低DN大鼠的体质量、肾重，减少尿蛋白，并且下调肾脏TGF-β1和Smad4的表达，对早期DN有一定的防治作用。闵存云等[39]研究发现，补肾通络方可以降低DN患者血清及尿液中的TGF-β1、IV型胶原纤维(Col-III)、III型前胶原肽(PIIIP)、纤维连接蛋白(FN)、透明质酸酶(HA)的含量，从而缓解DN患者的肾脏纤维化，最终防治糖尿病肾病。郭亚芳等[40]通过临床试验发现，鹿茸方能减少早期DN患者的尿白蛋白/尿肌酐(ACR)比值及24 h尿蛋白定量，并推测可能与其能降低血TGF-β1水平有关。中药复方对TGF-β1影响的相关文献较多，较其他研究更系统，为中药复方开发研究做基础。

4.4 中成药对TGF-β1表达的影响 郑凝等[41]研究发现，金芪降糖片可以通过降低DN大鼠血脂，减少晚期糖基化终末产物受体(RAGE)、TGF-β1、血管内皮生长因子(VEGF)、结缔组织生长因子(CTGF)的表达，从而减轻糖尿病慢性损伤的程度。毛志敏等[42]通过对单侧肾切除联合2次腹腔注射STZ大鼠给予黄葵胶囊灌胃后发现，黄葵胶囊具有拮抗肾组织氧化应激水平，并通过抑制肾组织磷酸化p38MAPK通路活化，减低致纤维化因子TGF-β1和肿瘤坏死因子-α的表达，从而改善肾脏纤维化。金智生等[43]以2型糖尿病肾病大鼠作为动物模型研究发现，金匮肾气丸可降低大鼠血糖、尿蛋白，并降低DN大鼠血清中CTGF、TGF-β1的表达。中成药对TGF-β1的影响的研究与其他研究相比较少，并且重点多在中成药对各种因子的调节上。

5 展 望

综上所述，虽然针对糖尿病肾病的发病机制研究有糖代谢紊乱、肾脏血流动力学改变等方面，但是细胞因子的参与是近年来越来越多的学者研究的热点。其中，中医药治疗DN以TGF-β1为靶点的研究，更是糖尿病肾病发病机制研究的重中之重，并且显示出了一定的优势。不论是单味中药、中药提取物，还是中药复方和中成药，不论是动物实验，还是临床试验，通过对肾组织或血清中TGF-β1进行检测，我们可以发现，TGF-β1对糖尿病肾病的发生发展起着重要的作用。通过给予中医药治疗干预，可以抑制血清或肾组织内TGF-β1的表达，延缓糖尿病肾病的进展。并且TGF-β1常常与其他因子共同作用，还可以通过激活某种信号转导通路，而促进疾病发生发展。同时也存在许多亟待解决的问题：临床研究科研设计不严谨，严格的大样本、多中心随机对照试验较少；实验研究缺少深入而细致的作用机制研究等；针对TGF-β1的研究多集中在其与某一单一因子的关系，科研思路较简单。因此，对TGF-β1及其相关因子或其介导的信号转导通路进行进一步研究，仍然是目前及今后一段时间内，针对糖尿病肾病发病机制研究的重点。

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