基于水通道蛋白的大黄延缓慢性肾脏病进展的作用机制研究概况※

陈 鑫 何 涛 刘 娇 陈 明

(成都中医药大学附属医院肾病一科，四川 成都 610072)

慢性肾脏病(chronic kidney disease，CKD)是指各种原因引起的肾脏结构或功能异常，临床上包括血液及尿液检查异常、病理及影像学异常或肾小球滤过率(GFR)<60 mL/(min·1.73 m2)持续3个月以上。CKD具有患病率高、知晓率低等特点，在中国CKD总患病率为11.5%，而患者对疾病诊断的知晓率仅为8.7%，只有4.9%的患者接受了正规治疗[1]。

中医学将CKD归为肾劳、水肿、关格、溺毒等范畴。赵振昌教授认为，CKD虚损为本，浊毒为标，其病本在肾，其中以脾肾亏虚为主，脾肾气血阴阳衰惫，气机升降失常，当升不升，当降不降，当藏不藏，当泻不泻，三焦气化不利，则水湿之邪滞留，邪浊壅滞三焦而发为本病[2]。而黄春林、谢桂权、李佃贵教授认为，浊毒内蕴是CKD的根本病机，通腑泄浊、化浊解毒是CKD的治疗大法[3-5]。通腑泄浊代表药物大黄可通过调控水通道蛋白(AQP)而延缓CKD进展。兹将大黄作用于AQP以延缓CKD进展的机制研究综述如下。

1 大黄的作用

大黄最早记载于《神农本草经》，其味苦、性寒，入脾、胃、大肠、肝、心包经等，“主下瘀血、血闭、破癥积，留饮宿食，荡涤肠胃，推陈出新，通利水谷，调中化食，助肠胃运化之力，安和五脏，滋润达下，为驱逐停滞之良药”[6-7]。汉代医家张仲景在《伤寒论》及《金匮要略》中运用大黄组方共31方，将大黄的功效进一步发挥，主要在泻痞、止血、退黄等方面有了全新认识，而最具代表性的方剂如大承气汤、小承气汤、泻心汤、大柴胡汤至今仍广泛应用[8]。《本草正义》中称大黄“直达下焦，深入血分，无坚不摧，荡涤积垢”，指出大黄有通腑泄浊、破血消瘀作用。而中医学认为CKD会导致水湿停滞，浊毒内蕴，瘀血阻滞。大黄活血化瘀，荡涤浊毒，化气行水，走而不守，有效治疗CKD[9-10]。

大黄主要成分是蒽醌类衍生物，大体可分为蒽醌类、多糖类与鞣质类[11]。大黄蒽醌有明显的抗菌及抗病毒作用。芦荟大黄素对疱疹病毒及流感病毒有确切的灭活作用，调节免疫，还能抑制T淋巴细胞增殖，以免过度激活巨噬细胞。儿茶素、大黄酚可改善血管功能，增加血小板及纤维蛋白原的数量，从而达到凝血的作用，此外还有降低胆固醇、改善胃肠功能等作用[12-13]。李孜等[14]将18篇文献中1 322例患者纳入，系统评价大黄治疗CKD的疗效和安全性，认为大黄在降低血肌酐(Cr)、尿素氮(BUN)，以及减轻症状、纠正贫血与营养不良方面均有一定疗效。

2 AQP在肠道、肾脏中的分布

AQP是生物膜上一种特异性转运水的整合蛋白，分为13个亚型(AQP 0～12)。在人体泌尿、消化、呼吸及中枢神经系统均有分布及表达，尤其在与液体分泌、循环、吸收有关的上皮细胞及内皮细胞中表达更多见，其主要生理功能是介导自由水被跨生物膜转运，对保持细胞内外环境的稳态起重要作用。

AQP在肠道上皮分布广泛，它们参与肠道水液代谢，正常人体消化过程中水液的分泌、吸收，以及细胞内外水平衡的调节。AQP的表达部位、表达量及其活性的改变与肠道紊乱和肠道疾病的发生密切相关[15]。肠道上主要分布有AQP3、AQP4、AQP8，在肠道吸收和分泌、药物通便等水液代谢中起枢纽作用[16]。AQP3大量分布于结肠黏膜上皮细胞的底部和底侧部质膜上，是结肠吸收水分的重要通道[17]。AQP4在肠道主要定位于小肠隐窝细胞和结肠上皮细胞的基底外侧膜上，主要调节肠道水的转运[18]。Umberto Laforenza等[19]研究使用AQP8抑制剂阻断AQP8通道后，阻断了水分吸收，导致大鼠近端结肠肠腔内水分重吸收不足，从而引起腹泻。

肾脏作为维持机体水代谢平衡最重要的器官，至少存在9种AQP(AQP 1～8和AQP11)，分布最多的蛋白为AQP1、AQP2。AQP1表达于肾脏近端小管的顶质膜、基底侧膜和髓襻降支细段，参与约90%的肾小球滤过液的重吸收。AQP 2～4仅在连接小管和集合管的主要细胞中表达，它们是调节体内水稳态和尿液浓度的重要蛋白。其中AQP2表达于集合管主细胞管腔侧和靠近管腔侧的囊泡内，是集合管重吸收水的最关键蛋白[20]，也是目前已知的唯一的血管加压素(AVP)敏感的AQP，AVP通过调节AQP2的表达来改变集合管主细胞对水的通透性[21-22]。与其他AQP不同,AQP6只存在于细胞内的囊泡中,其具体的生理功能目前尚不清楚。AQP7在近端小管细胞的刷状边界高度表达。AQP8在大鼠肾小管的近端小管的上皮细胞和收集细胞的主要细胞内及细胞内线粒体内膜中含量较低。AQP11在近端小管的整个节段中表达，并位于内质网(ER)中，近端小管对于水和葡萄糖的重吸收至关重要。有实验证实，AQP11基因敲除的小鼠在断奶前死亡，死亡原因为多囊肾引起晚期的肾衰竭[23]。

3 基于AQP的大黄延缓CKD的作用机制

3.1 抑制结肠AQP2、AQP3、AQP4、AQP8表达，促进尿毒素排除 鲍军强等[24]研究认为，大黄总蒽醌能抑制大鼠远端结肠AQP2的转录与翻译，使结肠肠腔内水分增加，从而起到泻下作用。姜洪波等[25]建立小鼠便秘模型，用大黄酸灌胃治疗。结果：小鼠结肠AQP3平均光密度值及阳性面积表达率均降低，说明大黄酸能有效减少便秘小鼠结肠黏膜AQP3的表达，证实大黄提取物之一大黄酸可改善肠道传输功能，同时也证实了大黄在肠道起作用可能是通过改变AQP表达来实现。张文生等[26]发现大黄总蒽醌在发挥泻下作用同时,能有效下调大鼠近端结肠AQP4的表达，大黄酸、大黄素可抑制体外培养的人结肠癌细胞(LoVo)上AQP4的表达，可能是大黄泻下的作用机制之一。综上可见，大黄及其提取物可减少AQP2、AQP3、AQP4、AQP8在肠道黏膜上的表达，从而使肠腔内水分增加，起到通腑泻下作用，促使尿毒素的排除，这也是对大黄通腑泄浊延缓CKD进展的现代医学研究及解释。

3.2 调节AQP2、AQP8，改善肠道微生态 翟璐等[27]检测脓毒症大鼠结肠AQP2、AQP8，发现大黄还可促进游离菌排泄，减少细菌移位及有毒物质的产生，进而平衡肠道菌群。这与王娴娴等[28]提出“肠—肾轴”理论中通过改善肠道微生态来延缓CKD进展不谋而合，同时也进一步证实大黄可通过改变AQP的表达而达到改善肠道微生态、调节肠道菌群及减少炎症介质等有毒物质产生的作用。

3.3 调节肾脏AQP2、AQP4，延缓CKD进展 宁成等[29]采用免疫组化法对大黄总蒽醌灌胃大鼠结肠和肾脏AQP2、AQP4进行检测，结果：大鼠24 h尿量明显升高，肾脏AQP2、AQP4表达均降低，提示大黄总蒽醌可能直接抑制肾脏AQP2、AQP4的表达，减少肾脏重吸收，促进尿液排泄。刘青等[30]发现大黄总蒽醌含药血清、大黄素、大黄酸、大黄酚能有效抑制大鼠近端肾小管上皮细胞(NRK)上AQP2、AQP4的基因转录和翻译，提示大黄总蒽醌含药血清、大黄素、大黄酸、大黄酚通过抑制肾脏上皮细胞AQP2、AQP4表达，抑制肾脏对水分的重吸收。

4 展 望

CKD患者肾功能减退，排毒作用下降，中医学认为CKD存在浊毒内蕴。大黄主要功效为通腑泄浊，主要通过肠道加速排出血液中的浊毒物质而发挥护肾作用。肠—肾轴核心观点认为，肠道菌群失调可加剧尿毒素蓄积，诱导全身微炎性反应，进而加重肾脏损伤[31]。基于这一理论，我们可发现通过调节肠道微生态、改善肠道黏膜的充血水肿、保护肠道屏障进而抑制CKD的全身炎性状态，延缓CKD进展，是中医通腑泄浊治疗大法的现代理论基础，也可解释非入肾经的中药大黄能起到护肾的作用。不论是口服还是灌肠，大黄均能调节AQP2、AQP8，促进游离菌排泄，减少细菌移位及有毒物质产生，改善肠道微生态，维持肠道菌群平衡，保护肠道上皮屏障，进一步延缓CKD进展。大黄还可直接作用于肾脏AQP2、AQP4，减少重吸收，增加尿量，从而促进尿毒素排出。这一理论也与古代对大黄活血化瘀、荡涤浊毒、走而不守功效的认知不谋而合，为大黄通过通腑泄浊的功效治疗因浊毒内蕴导致的CKD提供了新的现代医学解释。但目前对AQP的研究还很局限，并未完全阐释清楚每一种AQP的作用通路及其作用机制，有待今后进一步研究。