基于Notch信号通路探讨中药治疗支气管哮喘的实验研究进展

焦丽媛，李 珍，张才擎

(1. 山东中医药大学，山东 济南 250014；2. 山东省第二人民医院，山东 济南 250022)

支气管哮喘(简称哮喘)是一种慢性气道炎症性疾病，其产生与多种信号通路和细胞因子密切相关。流行病学调查表明，我国哮喘患病率呈逐年上升趋势，成人哮喘患病率高于老年人和儿童，所以寻找更佳的治疗方法刻不容缓。近年来，越来越多研究发现Notch信号通路与哮喘的发生、发展密切相关，Notch通路能够精确调节肺细胞的发育，并且对气道高反应性、气道炎症、气道重塑具有双向调节作用[1-2]。中医治疗哮喘具有个体化、整体调节、不良反应少、预后佳等优势。并且，相关研究表明，中医药能够干预Notch通路，在治疗哮喘过程中发挥重要的作用。通过评估 Notch信号在哮喘发病机制中的作用，并基于现代分子生物学探讨中药的潜在应用，对中医药治疗哮喘具有临床指导意义。

1 Notch信号通路的组成及分子行为

在1914年，John.S.Dexter首次在苍蝇中发现跨膜蛋白，将其命名为Notch[3]。Notch信号通路是一条高度保守的信号通路，参与免疫细胞的发育。Notch信号通路由表面受体、配体和DNA结合蛋白组成，在哺乳动物中，现发现有4种Notch蛋白受体(Notch1-4)，5个配体(Jag1、Jag2、Dll1、Dll3、Dll4)。Notch通路通过细胞内效应分子活化，参与影响多种系统中细胞的分化、凋亡与增殖[4-5]，从而调节组织的发育。Notch激活转录的基因组位点因细胞而异，从而在Notch信号通路上产生双向性的作用[6]。

2 Notch通路与哮喘的关系

Notch信号在免疫系统疾病中起着重要作用[7]，其中在哮喘的发生发展过程中最为重要。越来越多的研究证实Notch信号通路参与嗜酸性粒细胞、T细胞的发育、分化和激活[8-9]，调节炎性因子和嗜酸性粒细胞的迁移[10]，介导Th2细胞的分化[11]，下调Th1/Th2比值[12-14]，提高信号转导和转录激活因子STAT3磷酸化水平[15]，从而改善气道炎症。并且Notch通路可以通过激活 PI3K/Akt 通路，同时上调Jagged1配体激活气道上皮细胞中的JAK2/STAT3通路来抑制炎症。综上所述，Notch通路已成为治疗炎症性疾病的新途径。

Notch1受体蛋白同时能够通过诱导α-SMA表达增加，来参与气道重塑过程中的上皮间质转化，间接调节EMT[16-18]，影响气道组织重塑的进程[19-20]。此外，在气道高反应进展中，抑制Notch1可以缓解Th17相关的气道高反应性。上述研究提示Notch信号通路参与了哮喘的发生过程，能够通过影响气道炎症、气道重塑结构和气道高反应的影响哮喘的形成和发展。

3 Notch通路与中医药

3.1单味中药及其提取物

3.1.1姜黄素 姜黄素(CUR)是从姜黄类植物的根茎中分离得到的植物多酚，具有抗炎、抗氧化、抗纤维化等功效。崇蕾等[21]用姜黄素治疗OVA致敏小鼠，发现姜黄素组和布地奈德组均可以降低支气管肺泡灌洗液的淋巴细胞、嗜酸性粒细胞和中性粒细胞，从而减轻过敏性气道炎症[22]，抑制Notch1-GA TA3、Notch2信号通路，改善哮喘气道炎症,但是研究发现姜黄素对Notch 4种受体影响不同，Notch1受体和Notch2受体蛋白和基因水平明显降低，但Notch2受体的表达低于Notch1受体，Notch3受体不表达，Notch4受体蛋白治疗后没有差异[23]。证实姜黄素可以影响Notch1、Notch2受体蛋白来抑制哮喘小鼠气道炎症，减轻肺组织损伤。

3.1.2四氢姜黄素 四氢姜黄素(tetrahydroeurcumin，THC)是姜黄素在代谢过程中最主要的代谢产物[24-25]。研究表明，THC在抑制组织嗜酸性粒细胞增多、黏液生成和IL-4α/Jak 1/STAT 6途径活性方面比Cur更有效。并且，THC可以抑制外周嗜酸性粒细胞水平、Th2细胞因子(IL-4和IL-5)和Th2细胞亚群，并增强抗氧化酶(谷胱甘肽)[26]。说明THC通过抑制Notch信号通路来降低哮喘小鼠气道炎症和抑制气道黏液高分泌。

3.1.3大豆肽 大豆肽(soybean peptide,SP)属于多肽混合物，是从大豆中分离提取到的中药单体，具有调节免疫、抗氧化、抗疲劳等功效。张玲等[27]研究发现，大豆肽可以显著降低哮喘大鼠BALF的中性粒细胞、淋巴细胞和嗜酸性粒细胞水平，减轻气道炎症反应和炎性浸润，减缓大鼠气道组织损伤，大豆肽组哮喘大鼠肺组织中的Notch 1、Jagged 1、Hes 1及NF-κB mRNA和蛋白表达均低于哮喘模型组。提示大豆肽通过下调Notch 1、Jagged 1、Hes 1信号通路来发挥抗炎作用，缓解哮喘发作。

3.1.4川贝母 川贝母(fritillariae cirrhosae bulbus,FCB)是百合科植物川贝母的干燥鳞茎，从川贝母分离出的生物碱、内酯、核苷、甾醇和多糖、挥发油等多种成分，具有镇咳、祛痰、平喘、镇静镇痛、抗炎抗菌、抗氧化等作用[28]。临床上常用于治疗哮喘痰热壅肺证、风痰阻肺证、肺肾气虚证等，具有润肺化痰、清热止咳的功效。有研究发现川贝母可以降低OVA诱导哮喘小鼠血清中IL-8、TNF-α等炎性因子和炎性细胞的浸润，减轻气道阻力，并且使NF-κB的含量下降，下调Notch2的蛋白表达[29]。说明川贝母通过下调Notch2通路来缓解哮喘模型小鼠的肺组织中的相关炎症和气道阻力。

3.2中药复方

3.2.1补气健脾类 加味六安煎由法半夏、橘红、茯苓、杏仁、白芥子、海浮石、葶苈子、瓜蒌、胆南星、炒莱菔组成,具有补肺健脾、益气化痰平喘的功效，多用于咳嗽变异性哮喘。徐方蔚等[30]研究发现，加味六安煎和孟鲁司特钠有相似的作用，均能够明显抑制OVA致敏小鼠BAIL中Jagged1、Notch1、NICD蛋白数量，增加Delta1蛋白的表达,降低气道阻力和气道高反应，并且能够缓解肺组织病理炎症,提示加味六安煎通过降低Notch1和Jagged1蛋白数量来改善咳嗽变异性哮喘小鼠气道症状。 哮喘平冲剂由山药、蛤蚧、炒白术、炙麻黄、木蝴蝶、紫苏子、炙甘草等组成，具有健脾化痰、补肺益肾的功效，刘丹丽[31]发现，哮喘平冲剂能减低OVA致敏小鼠Notch1、Notch2的活性，从而减少T细胞的分化和激活，减少IL-17的生成，抑制炎症反应，提示哮喘平冲剂能够通过下调Notch通路而减缓哮喘小鼠的气道重塑。

3.2.2宣肺清热类 咳喘宁口服液是从五虎汤加减而来，由炙麻黄、杏仁、桃仁、大青叶、黄芪、生石膏、细茶和甘草组成，具有清热宣肺、化痰平喘的功效。颜群芳[32]通过卵清蛋白(OVA)致敏做哮喘急性期小鼠模型，发现泼尼松与咳喘宁均可降低小鼠血清中 IL-6、IL-4、IL-8和Notch1蛋白水平，继而下调Th2免疫应答反应，提示咳喘宁口服液可以通过干预Notch1来抑制Th2途径的表达从而达到治疗哮喘的效果。

3.2.3温阳益气类 平喘颗粒(PCG)是刘建秋教授总结治疗哮喘的临床经验而创[33]，由淫羊霍、炙麻黄、太子参、黄芪、五味子、款冬花、地龙、罂粟壳、知母组成，具有温阳化痰、补气平喘的功效[34]，临床多用于治疗哮喘慢性持续期的阳虚痰盛证。近期研究发现，PCG可减少Notch信号通路中Notch1、Notch2、Notch4、Hes、Jagged1、P-S7AT1,3,5,6蛋白及mRNA表达，降低NF-κB、α-SMA、VEGF、Hes，下调IL-4、IFN-γ的水平，上调Notch3 mRNA的表达[35]，并且可以抑制DLL4/Notch通路的激活，从而减轻气道炎症，减缓气道和肺血管重塑[36]。王坤等[37]发现，平喘颗粒可干预Notch通路，加速BMSCs向肺组织归巢，抑制Th2、IFN-7水平。并且降低小鼠肺泡灌洗液(BAIF)黏液细胞、杯状细胞总数。提示平喘颗粒通过抑制Notch信号通路来减缓哮喘的病理反应。

3.2.4活血化痰类 化痰活血方由三子养亲汤和桃红四物汤合方，药物组成为白芥子、莱菔子、苏子、桃仁、红花、当归、川芎、白芍、熟地，全方具有温肺化痰、补血活血的功效。吴赛春[38]采用化痰活血方干预哮喘小鼠发现，高、中剂量组中气道杯状细胞、IL-4、IL-13、IL-17A、RBPJ 蛋白、Notch1均低于哮喘模型组，IFN-γ 水平高于模型组，提示化痰活血方可通过Notch信号通路影响CD4+Th细胞亚群，特别是Th2细胞的活化，从而改善哮喘小鼠的气道炎症情况。

4 小结与展望

支气管哮喘归属于中医“哮病”“喘鸣”“上气”等范畴，中医从痰、瘀、虚论治，统调五脏，中药能够通过多成分、多靶点干预Notch信号通路，影响多种细胞和细胞因子，从而达到抗炎、抗损伤、抗细胞黏附、保护气道、免疫调节等效果，起到预防和治疗哮喘的作用。目前，实验研究多从中药干预支气管哮喘的炎症反应的角度出发，少有研究中药对于气道重塑和气道高反应性的影响，并且尚不明确中医药是如何通过干预Notch通路来影响免疫功能。并且中药对Notch通路中上下游分子和相关通路的影响尚不清楚。

在上述实验研究中也存在研究对象较少，主要集中在中药单体；研究样本量小，可信度低；缺乏更准确的药理作用机制研究，如中药提取物与生物靶点的结合与作用、方药中各成分的协同作用等问题，也没有从网络药理学的角度研究。并且中医的辨证论治的优势没有充分体现，实验研究采用的动物模型相对单纯，对通过干预Notch通路影响各个证型的大鼠哮喘模型的实验研究较少。

中医认为，哮喘的病机主要是由于“夙根”“宿痰”内伏于肺，在西医治疗中，没有“化痰”的作用，而化痰是中药治疗哮喘的优势，然而中药治疗哮喘的研究主要集中在抗炎、抗纤维化，对“化痰”作用少有实验和临床研究。因此，通过分子生物学、网络药理学等现代技术，从中药提取物和复方入手，深入分析中药活性成分与其分子靶点和药理作用机制之间的关系为日后努力和发展的方向，为临床上寻找更经济、更有效的治疗手段提供理论依据。

利益冲突：所有作者均声明不存在利益冲突。