基于p38MAPK信号通路中药治疗支气管哮喘的研究进展*

张 瑶，朱振刚

（1.天津中医药大学，天津 301617；2.天津中医药大学第一附属医院呼吸科，天津 300193）

支气管哮喘作为临床常见的呼吸系统疾病之一，以慢性气道炎症、气道高反应以及气道重塑为主要特点，并常伴多变的可逆性气流受限，以喘息、胸闷、咳嗽等症状多见，且病情反复、缠绵难愈。哮喘的发病机理尚未完全明确，但普遍认为哮喘的发作与慢性气道炎症、气道高反应性、气道重构、免疫失衡、遗传等因素相关[1]。而中医认为宿痰伏藏于肺，为哮病发病之夙根。《症因脉治哮病》指出：“哮病之因，痰饮留伏，结成窠臼，潜伏于内，偶有七情之犯，饮食之伤，或外有时令之风寒束其肌表，则哮喘之症作矣。夙根内伏，外遇诱因引触，导致痰气交阻、肺失宣肃而发作为痰鸣气喘疾患。”

p38MAPK是1994年首次被发现的一种分子质量为38 kDa的蛋白激酶[2]，其家族由四种不同基因编码的亚型 p38α、p38β、p38γ 和 p38δ 组成，在不同的组织中，其表达不同。作为促分裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK） 家族中的一员，p38MAPK的激活离不开MAP3Ks→MKKs→MAPK构成的三级级联反应。细胞受到刺激后通过某些中间环节首先使 MAP3Ks激活，如TGF-β激活的激酶 1（TAK1）、凋亡信号调节激酶 1（ASK1）、混合谱系激酶 2（MLK2）或 MLK3，转而激活 MKKs，再由MKKs（主要是 MKK3和 MKK6）磷酸化p38MAPK上的Thr180和Tyr182两个位点，活化的 p38MAPK激活下游的蛋白激酶、转录因子等以实现信号转导，参与基因转录、细胞凋亡、细胞生长、免疫反应等各种病理生理过程[3-4]。

1 p38MAPK信号通路在哮喘中的作用

1.1 参与气道炎症 炎症反应在哮喘的发生发展中发挥着重要作用，被认为是哮喘发病的重要机制之一。哮喘的气道炎症反应是一个复杂的过程，涉及多种炎症细胞、炎症介质和细胞因子的参与。越来越多的证据表明，p38MAPK在炎症反应中扮演着重要角色[5]。激活的p38MAPK由胞质进入细胞核内磷酸化特异性底物，影响靶基因的表达，参与调控炎症反应。在细胞因子产生方面，p38MAPK可直接激活下游激酶MK2，通过增强mRNA的稳定性参与TNF-α及其他细胞因子（如IL-6，IL-10，GM-CSF等）生物合成的调节[6]。促炎因子的产生在慢性炎症发病机制中起着关键作用，特别是TNF-α、IL-6是慢性哮喘发病中的关键参与者。在缺乏蛋白激酶MK2的小鼠模型中，在脂多糖刺激下发现TNF-α和IL-6的产生显著减少，其机制离不开3’UTR ARE的转录后调节[7]，COX-2也涉及到类似的调节[8]。此外，p38MAPK也是Th2依赖性细胞因子IL-4和IL-13的重要调控因子，作用于肺上皮细胞和肥大细胞产生单核细胞趋化蛋白（MCP）-1和 IL-9[9-10]。不仅如此，p38MAPK 通路通过调节转录因子 GATA-3对 Th1细胞因子 IL-12、INF-γ等的产生及细胞间黏附分子（ICAM-1）的表达产生影响[11]。在细胞迁移方面，p38MAPK/MK2信号通路可通过磷酸化低分子热休克蛋白HSP27，促进HSP27复合物的解聚，增加肌动蛋白聚合从而参与中性粒细胞、巨噬细胞等炎症细胞的迁移[12-13]。炎症细胞、炎症介质和细胞因子之间相互作用共同促进哮喘气道炎症的发生。

1.2 参与气道重塑 作为哮喘的另一重要特征，气道重构主要表现为气道上皮黏液细胞增生、上皮下胶原沉积和纤维化、气道平滑肌细胞肥大、血管增生等，其中涉及到多种炎症介质的参与，如转化生长因子TGF-β[14]、基质金属蛋白酶 MMP-9[15]、血管内皮生长因子（VEGF）[16]等。任志涛等[17]用不同浓度 TGF-β1诱导人胚肺成纤维细胞（MRC-5细胞）发现，在一定范围内，随着TGF-β1浓度变化，成纤维细胞转分化表征蛋白 α-SMA和细胞外基质FN的表达量呈依赖性上调。TGF-β1的促纤维化作用通过促进细胞外基质沉积影响气道重塑，该过程离不开p38MAPK通路的协调作用。不仅如此，TGF-β诱导p38MAPK磷酸化促进上皮细胞凋亡，引起上皮损伤，参与气道重塑过程[18]。有研究发现，在大鼠哮喘气道重塑模型中，气道重塑组的黏液细胞大量增殖且气道上皮细胞中p38MAPK磷酸化水平升高，两者存在相关性[19]。另外，p38MAPK还能调控气道平滑肌细胞（ASMC）引起的气道炎症和气道重构[20]。有研究发现，在香烟提取物刺激下，气道平滑肌细胞中p38MAPK活化明显，而抑制其活化则导致气道平滑肌细胞增生减弱[21]。

2 中药对哮喘p38MAPK信号通路的影响

2.1 中药单体 紫草，始载于《神农本草经》性味咸寒，入心、肝经，属于临床常用药物。紫草提取物——紫草素，具有抗病毒、抗氧化、抗炎等功效[22]。一项研究发现，紫草素显著降低了TGF-β诱导的成纤维细胞中α-SMA、纤维连接蛋白以及Ⅰ、Ⅲ型胶原的基因表达，肺成纤维细胞中p38MAPK的磷酸化水平下降，表明紫草素可能通过下调p38MAPK信号通路抑制TGF-β诱导的细胞外基质样基因的产生[23]。

中国传统名贵药材——冬虫夏草，性味甘平，入肺肾经，历部《中华人民共和国药典》记载其功效为：“补肺益肾，止血化痰。用于久咳虚喘，劳嗽咯血，阳痿遗精，腰膝酸痛。”从冬虫夏草中分离出的主要生物活性成分——冬虫夏草素（3’-脱氧腺苷）具有抗缺氧、抗炎免疫调节和抗肝纤维化等多种药理活性。有研究显示，虫草素（COR）可降低支气管肺泡灌洗液（BALF）中的炎症细胞、细胞因子水平以及血清总IgE水平。此外，COR显著阻断OVA激发的哮喘小鼠的p38MAPK信号通路激活。提示虫草素可能通过抑制p38MAPK信号通路的激活来调节炎症反应，抑制哮喘的气道重塑[24]。

染料木黄酮是一种植物多酚类中药单体，在自然界分布广泛。很多研究资料表明，染料木黄酮能显著抑制哮喘，其治疗哮喘的作用机制也涉及到多种途径[25]。其中，Kalhan等[26]研究表明，染料木黄酮抑制嗜酸细胞白三烯C4（LTC4）合成，通过阻断p38MAPK和MK2的磷酸化来减少5-脂氧合酶（5-LO）的核易位并降低活化。实验中哮喘患者在添加大豆异黄酮4周后，体内外嗜酸性粒细胞LTC4合成下降33%，FeNO下降18%。

黄芩苷是传统中药黄芩中的黄酮类化合物，具有抗哮喘作用。有研究证明黄芩苷通过抑制包括p38MAPK在内的MAPK信号通路，对血小板衍生生长因子（PDGF）诱导的大鼠气道平滑肌细胞（RASM）的增殖、细胞周期进程和细胞迁移产生抑制作用[27]。韩超等[28]用黄芩苷干预哮喘模型大鼠，肺和气道组织中p38MAPK磷酸化水平降低，提示黄芩苷可能通过抑制p38MAPK通路减轻哮喘炎症反应。

2.2 中药提取物 中药白鲜皮以芸香科植物白鲜的干燥根皮入药，具有清热解毒、祛风止痒的功效，临床运用广泛[29]。有研究表明，白鲜皮水提物CDAE和乙醇提取物CDE通过下调p38MAPK、Bcl-2和FAK的表达，抑制MMP-2的表达，激活并增加细胞内Ca2+浓度，对气道平滑肌细胞（ASMC）具有抗增殖和抗迁移作用。提示其治疗哮喘的机制是抑制ASMC过度分泌，减少细胞数量以及促进ASMC舒张，减轻气道高反应，该过程离不开p38MAPK通路的参与[30]。

虎杖苷是虎杖中的有效成分，具有止咳平喘的功效。赵雨喆等[31]通过实验研究表明，虎杖苷能明显降低哮喘小鼠炎症水平，减少气道损伤，通过激活p38MAPK/Nrf2信号通路，从而促进血红素加氧酶-1（hemeoxygenase1，HO-1）mRNA的转录，增强HO-1蛋白表达，从抗氧化应激途径改善气道炎症。

羌活，以解表散寒、祛风除湿功效见长的传统中药，味辛、苦，性温，现代研究认为其具有抗炎、抗氧化、抗菌、抗血栓形成，改善血循环，抗心律失常、镇痛等药理作用[32-33]。李良昌等[34]用动物模型研究发现羌活提取物降低BALF中细胞因子IL-4、IL-5、IL-13的水平，使IFN-γ的表达升高，肺部炎症细胞浸润减轻，同时明显减少p38MAPK的磷酸化，提示羌活提取物可能通过抑制p38MAPK的信号转导来调节Th1/Th2平衡，达到治疗哮喘的目的。

2.3 中药复方 《伤寒论》小柴胡汤和《金匮要略》半夏厚朴汤的合方——柴朴汤由柴胡、大枣、甘草、苏叶、生姜、茯苓、黄芩等中药组成。研究发现，柴朴汤有效减少大鼠BALF中炎症细胞数量，降低炎症和炎症评分，减少肺组织中ERK、p38MAPK及其磷酸化水平，提示柴朴汤通过ERK/p38MAPK途径抑制气道炎症[35]。

韩超等[36]研究发现翘芩清肺剂可有效减轻哮喘气道炎症，延缓支气管病理改变，与对照组相比，大鼠血浆 HMGB1含量，肺组织p38MAPK蛋白表达，气道组织 TLR4蛋白及 mRNA的表达均降低，提示翘芩清肺剂可能是通过调节 HMGB1-TLR4-p38MAPK信号传导通路来阻断炎症反应，改善哮喘的发生发展。

中医理论认为“肺与大肠相表里”，《黄帝内经》有云“肺合大肠”，为“从肠治肺”“肺肠合治”的现代治法提供理论依据。大承气汤作为腑病治疗的代表方，在哮喘治疗中起着重要作用。刘茈蕊等[37]以大承气汤干预哮喘小鼠，发现其肺组织炎性损伤得以改善，BALF中炎细胞渗出总数降低，同时肺组织p38MAPK和ERK1/2的磷酸化水平降低，提示大承气汤可能通过抑制p38MAPK信号通路来减轻气道炎症，产生抗哮喘作用。

朝医麻黄定喘汤出自李济马先生的《东医寿世保元》，用麻黄定喘汤干预哮喘小鼠模型，发现麻黄定喘汤显著降低肺组织内MAPKs/NF-κB/VEGF蛋白表达水平，使气道周围胶原纤维沉积，气道壁及气道平滑肌增厚程度亦明显减轻，说明麻黄定喘汤通过抑制MAPKs/NF-κB/VEGF信号通路对哮喘产生作用[38]。

3 结语

p38MAPK信号转导途径是参与哮喘发病的重要信号转导机制，在哮喘气道炎症、气道重塑等过程中发挥复杂作用。中药治疗哮喘的机制研究在不断深入，但仍有不足：首先，对单味中药或中药中某一成分的研究要多于对复方的研究，对其他剂型以及外治法等研究很少。其次，对中药治疗哮喘的机制研究仍然处于基础阶段，中药作用于通路的具体元件仍不清楚。p38MAPK抑制剂在多种炎症性疾病中被广泛研究，但一直未应用于临床[39-40]。因此，深入研究中药作用机制，不断挖掘寻找新的药物作用靶点，具有重要意义。