中药活性成分干预肝纤维化分子信号通路的研究进展

禤传凤，罗伟生， 陈国忠，彭卓嵛，康 毅，黄 瑞，张扬武

(广西中医药大学 1. 第一临床医学院、2. 第一附属医院脾胃科，广西 南宁 530001)

肝纤维化(hepatic fibrosis, HF)是慢性病毒性肝炎、脂肪肝等逐步进展为肝硬化或肝癌的前期病理过程, 肝炎病毒、酒精、瘀积胆汁等各种内、外因素长期刺激肝脏细胞是HF形成的重要原因。肝星状细胞(hepatic stellate cell, HSC)正常情况下表现为富含VitA脂滴的静止型[1]，与HF无关。然而，静息态的HSC持续受到各种刺激时会转变为激活态的HSC[2]。被激活的HSC快速转变为成肌纤维细胞(myofibroblast, MFB)，从而合成大量的细胞外基质(extracellular matrix, ECM)[3]，异常大量合成的ECM打破了本身的合成与降解的平衡系统，ECM大量聚集，从而引发HF[4]。HSC合成胶原的量是肝细胞的10多倍，是窦状隙内皮细胞(hepatic sinusoidal endothelial cells, HSEC)的20多倍。HSC一旦激活将引起HF的一系列级联反应。因此，抑制HSC激活是阻止HF发生的关键要点。抑制HSC活化增殖、促进其凋亡和衰老以及静息恢复等过程中所涉及的关键分子和信号通路，均可提供HF治疗的潜在靶点[5-6]。因此，HSC是抗HF治疗的首要目标。HSC通过多条信号通路如p38MAPK、PI3K/Akt、TGF-β/Smad、Notch、Ras/ERK、Wnt、Hedgehog等，参与HF的形成发展。中药活性成分是当前抗纤维化候选药物的重要来源，本文对中药活性成分干预HF分子信号通路的研究进行综述。

1 p38MAPK信号通路与HF及中药干预

p38是MAPK信号通路家族的一个亚族组成。国内有学者认为[7],p38 MAPK的活化与HF有密切关系。细胞因子是由免疫细胞、纤维母细胞产生的，其在HF的形成过程中起着重要作用。HF形成的过程中，细胞因子可分为HF作用因子和抗HF作用因子两类。细胞因子网络在正常生理情况下处于一种平衡状态, 当遭到各种损伤因素刺激后平衡被打破, 体内细胞因子的合成分泌逐渐发生变化,HF作用因子就会发挥其瀑布式连锁反应，并且抗HF作用因子效应渐渐减弱, 最终导致ECM代谢失衡而过度沉积, 引起HF。已有研究证实，肝损伤时，静止状态的HSC活化转变成具有增殖、迁移、收缩、促进炎症和纤维生成活性的MFB，MFB生成与消除速度的不平衡会造成MFB数量的增加，因而产生大量的ECM沉积, 促进HF的形成。p38MAPK可以降低静息HSC相关蛋白表达,并可调节其细胞周期, 改变HF的进程[7-9]。羟基红花黄色素A (hydroxysafflor yellow A，HSYA)是具有单查尔酮苷类结构的化合物，为菊科二年生草本红花的有效药理部位。刘强等[10]报道，以四氯化碳联合高脂饮食诱导的小鼠HF，发现HSYA组TGF-β1、组织金属蛋白酶抑制剂1 (tissue inhibitor of metalloproteinase 1, TIMP-1)、TNF-α蛋白表达明显下降，提示HSYA能减少促HF因子的表达，其能通过调节PPAR-γ/p38MAPK信号通路，抑制HF形成。

2 TGF-β/Smad信号通路与HF及中药干预

在HF形成中，TGF-β是占据主导作用的促纤维化细胞因子, 其可通过TGF-β/Smad通路促进HF的形成[11]。Smad是 TGF-β下游信号分子，TGF-β信号在从细胞表面受体传导至细胞核的过程中，Smad起到关键作用，为目前所知唯一的TGF-β I型受体胞内底物。HSC一旦激活将引起HF的一系列级联反应，在此过程中，TGF-β是TGF-β/Smad通路的启动因子。TGF-β能磷酸化Smad2、3/Smad4，并转移至细胞核内，Smad2、3/Smad4相互作用且与 DNA 复合物反应，从而使致纤因子如TIMP、胶原纤维等表达增加。在ECM降解的级联蛋白水解过程中，基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase，MMP)起着关键作用，MMP可降解各种ECM。TGF-β通过诱导HSC合成TIMP，抑制MMPs的活性和表达，从而抑制ECM的降解，影响HF的形成。熊果酸是存在于蔷薇科常绿小乔木枇杷干燥叶中的一种三萜类化合物，张扬武等[12]在熊果酸对大鼠HSC增殖抑制作用及对TGF-β1表达的影响的研究中发现，熊果酸能够使 HSC中TGF-β1 基因和蛋白的表达下调，并且存在剂量依赖性，这可能是熊果酸抗肝纤维的分子机制之一。喻勤等[13]研究发现，中药无患子科荔枝核提取物荔枝核总黄酮抑制TGF-β1、Smad3 mRNA的表达，上调 Smad7 mRNA的表达，减轻实验性大鼠肝损伤及改善HF程度。熊振芳[14]在研究湖北道地药材蕲艾的提取液对HF大鼠TGF-β/Smad 信号转导通路的影响中发现，蕲艾提取液能抑制 TGF-β1、Smad3、4 mRNA及蛋白的表达水平，上调 Smad7 mRNA及蛋白的表达水平，减少胶原纤维间隔，降低肝细胞坏死、变性，减轻肝纤维组织增生。

3 Wnt信号转导通路与HF及中药干预

Wnt信号转导通路主要参与细胞的黏附、迁移、生长、分化、凋亡等，其涉及多种器官纤维化过程，并且对HF、肾脏纤维化、肺纤维化和心肌纤维母细胞增生纤维化的形成具有影响。Wnt信号转导通路参与HF的过程仍与HSC的活化息息相关。Wnt信号转导通路的相关基因 Wnt4、Wnt5、Frizzled2 受体及下游靶基因如 Wisp1、Sox9、fibronectin、Fgf18、Wisp2、Msx1、Pitx2、Folistatin的表达上调可能会影响HSC的活化[15]。杨斌[16]研究发现，从中药景天科红景天块根、块茎中提取的红景天苷能降低大鼠HSC中Wnt信号通路的活性。陈璐[17]在对蔷薇科常绿小乔木枇杷干燥叶中提取物熊果酸的研究中发现，熊果酸能抑制Racl蛋白的表达，下调Hh配体Shh及相关信号通路分子Smo、Gli2的mRNA及Gli2蛋白表达，表明熊果酸可能抑制Racl蛋白的表达，影响Hh信号通路的活化。

4 Ras/ERK信号通路与HF及中药干预

Ras/ERK介导的信号转导是MAPK信号转导通路中的一条重要通路，参与了细胞的增殖、分化、生存、凋亡等生理过程[18]。有研究表明，激活的HSC上调血小板衍生生长因子(platelet-derived growth factor，PDGF) 受体β活性，自身磷酸化和二聚体化的受体激活Ras/ERK信号转导通路，激活后的ERK转位入核，磷酸化转录因子Elk-1并调控基因表达，引起HSC的增殖、趋化、收缩和ECM的沉积[19]。由上可知，激活Ras/ERK信号转导通路，使HSC分泌ECM持续增多，从而促进了HF的发生发展，抑制Ras/ERK信号通路有望干预HF的进展。姜黄素酸性多酚类物质，主链为不饱和脂族及芳香族基团，主要从姜科植物姜黄的根茎中提取，有药理研究表明，其在体外可以通过阻断ERK信号转导通路，抑制HSC的活化[20]。

5 Hedgehog(Hh)信号通路与HF及中药干预

Hedgehog(Hh)信号通路在人类胚胎发育和个体成长过程中能控制细胞分化以及组织、器官生长，是人类进化过程中的一条相对保守的信号转导通路[21]。最近研究发现，激活的Hh信号通路在非酒精性脂肪性HF的发生、发展进程中起着关键作用[22]。HSC是引起非酒精性脂肪性HF ECM产生和沉积的主要来源，也是肝损伤修复的关键细胞。Hh信号通路激活可以促进静止期的HSC(Q-HSC)转化成有功能的成纤维细胞(MF-HSC)，并且使MF-HSC的生存和增殖能力相对增强。相关研究报道，Hh信号通路的抑制剂能使活化的HSC转化为静止状态。另外，HSC内Hh信号通路一旦被激活，可生成大量的MF-HSC，并产生大量以胶原为主的ECM和TGF-β1、PDGF等细胞因子，进一步促进 HSC 的转化，最终导致非酒精性脂肪性HF的发生[23]。连娜琦等[24]从Hh信号通路如何促进肝祖细胞生成、如何激活上皮-间质转化(EMT)的及肝脏血管重塑3个方面，推测 Hh信号通路可作为药物治疗急慢性肝损伤疾病促使肝脏再生性修复反应的作用靶标；在探讨姜黄素抑制HSC Hedgehog信号通路抗HF作用的研究中认为，活化的HSC转变为MFB时,细胞内的能量代谢方式可能依赖于糖酵解途径，并且与其活化存在一定关联，而中药活性成分姜黄素能通过阻断Hh信号通路，抑制HSC内糖酵解的过程[25]。然而，Hh信号通路如何被抑制和激活，相关因素尚未明确。

6 总结与展望

分子信号通路是药物治疗疾病的靶标，本文概述了信号通路与HF形成的机制以及可能有效干预HF分子信号通路的中药活性成分。概述总结HSYA能通过调节PPAR-γ/p38MAPK信号通路抑制HF形成；荔枝核总黄酮以及熊果酸能干预TGF-β-Smad信号转导通路，减少胶原纤维间隔，肝细胞坏死、变性，减轻肝纤维组织增生；熊果酸能抑制Hh信号通路中活性Racl蛋白的表达，影响Hh信号通路的活化；姜黄素不仅能通过阻断ERK信号转导通路，抑制HSC的活化，而且能阻断Hh信号通路，抑制HSC内糖酵解，从而阻止HSC转为MFB。

综上所述，以熊果酸、姜黄素为例，一个中药活性成分可以影响多个信号通路，这提示我们是否可以从这一特点进行由单味中药扩展至中药复方配伍的研究来寻求逆转或延缓HF进程的有效方法。本课题组近年一直致力于荔枝核总黄酮干预HF的研究，分别从荔枝核总黄酮对HSC作用靶点及信号转导通路、TGF-β/Smad-CTGF/PPARγ-c-Ski信号交联介导HF及荔枝核总黄酮的效应机制等方面，探讨荔枝核总黄酮干预HF的药理学作用，以期阐明荔枝核总黄酮抗肝纤维化的作用机制，为开发荔枝核总黄酮资源并指导其抗肝纤维化的临床研究提供理论依据。

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