总黄酮类化合物基于TGF-β/Smad信号通路抗肝纤维化的研究进展

归闪华，罗昊翔

(1. 右江民族医学院2019级临床医学专业2班，广西 百色 533000；2. 右江民族医学院，广西 百色 533000)

近年来，TGF-β/Smad信号通路已成为多种疾病的研究热点。肝纤维化是肝损伤修复中的一种代偿性病变，在长期的损伤-修复-损伤过程中，形成肝纤维化甚至发展为肝硬化或肝癌。延迟或逆转肝纤维化发展，及早控制肝纤维化可以降低病变严重程度的发生率。中草药治疗肝纤维化是我国的特色和优势，许多中药去除某些氧自由基和抗氧化剂、促进肝细胞再生，增加肝血流量，改善肝脏微循环、缺血、缺氧情况，这有助于改善和缓解肝纤维化。所以如何通过药物有效防治肝纤维化是亟待解决的问题。总黄酮抑制TGF-β/Smad信号通路的表达影响肝纤维化发展，本文从分子角度综述常见的总黄酮类化合物基于TGF-β/Smad信号通路抗肝纤维化，为其在肝纤维化的基础实验研究中提供理论依据。

1 TGF-β/Smad信号通路与肝纤维化

1.1 TGF-β蛋白超家族与肝纤维化 转化生长因子β(Transforming Growth Factor-β，TGF-β)属多肽超家族，生物学活性广泛复杂，主要调控细胞增殖分化[1]。脊椎动物特有的TGF-β有3种亚型，即TGF-β1、TGF-β2及TGF-β3[2]。转化生长因子β1属强大的纤维化因子[3]，于肝纤维化的过程中发挥重要作用。研究表明，TGF-β1是慢性肝病的中枢调节因子，由肝实质和非实质细胞分泌；TGF-β1是肝再生的负调节因子，抑制肝细胞增殖，当TGF-β1持续高表达，将会抑制肝细胞再生[4]，贯穿于肝脏疾病进展的所有阶段，从早期炎症和纤维化到肝损伤、肝硬化和肝癌[5]。

1.2 Smads蛋白家族与肝纤维化 在TGF-β信号通路中，Smads蛋白是一种Ⅰ型磷酸化受体蛋白，直接对TGF-β产生作用[6]。在脊椎动物中，Smad蛋白可分为：R-Smads(Smad1、Smad2、Smad3、Smad5 and Smad8)、CoSmads(Smads，如Smad4 and Smad10)和I-Smads(Smad6和Smad7)[7]。研究表明[8]，HSC(肝星形细胞)在TGF-β1刺激后，其胞内Smad2、Smad3大量磷酸化，与Smad4形成异聚体复合物并迁移至细胞核，与序列特异的DNA结合，诱导基因转录，激活血纤维蛋白酶原激活剂抑制因子，影响肝星形细胞向肌成纤维细胞的转化，使纤维化不断加剧。TGF-β、TGF-β受体以及Smads分子都是参与肝纤维化发展的信号分子，Smad2是肝纤维化发生的主要信号蛋白，而Smad7根源上阻断了R-Smad蛋白的磷酸化，可在肝纤维化的过程中起调节作用[9]。

1.3 TGF-β/Smad信号通路与肝纤维化的关系 肝脏中细胞外基质(ECM)生成和降解不均衡导致纤维蛋白异常沉积致并致肝纤维化[10]。肝纤维化的细胞学基础表现在，肝星形细胞被子TGF-β1的激活后，再分泌TGF-β1，反复循环使TGF-β1增加以致更多的HSC被激活[11]。国内外实验研究表明，抑制肝组织中的TGF-β1 /Smads信号通路的表达，对肝星形细胞和肝纤维化有一定的影响作用，并最终影响肝纤维化的发生。TGF-β的生物学作用需要激活 Smad2 和 Smad3 蛋白，TGF-β通路经转录因子介导受体激活并完成膜核信号传导。TGF-β与丝氨酸/苏氨酸跨膜蛋白激酶结合使Smads蛋白激活和磷酸化。TGF-β/Smads通路有两种状态[12]：①基础状态，配体不存在或作为潜因子存在，Smads蛋白通过核孔在细胞质和细胞核之间转运和传递信号。②激活状态，配体存在且与TGFβR-Ⅰ和TGFβR-Ⅱ受体直接结合，或当共受体存与受体结合，TGFβR-Ⅱ激酶磷酸化TGFβR-Ⅰ的GS域，TGFβR-Ⅰ特异性识別R-Smad蛋白受体磷酸化并激活下游信号分子后，磷酸化的R-Smad与Smad4形成三聚体复合物穿梭入细胞核[13]，激活的Smads复合物受系统发育转录因子的信号驱动，与数百个相互作用的因子转录，并与基因座结合，调控基因转录。综上所述，TGFβR-Ⅰ特异性识別磷酸化的R-Smad蛋白并在肝纤维化中发挥重要作用。

2 植物总黄酮对TGF-β/Smads信号通路作用在肝纤维化的影响

总黄酮以C6-C3-C6结构为基本母核的天然衍生物，治疗肝纤维化具有重要作用，作用靶点主要是抑制TGF-β1/Smad3信号通路。在植物中，总黄酮主要以糖苷衍生物的形式存在，糖基化位点通常是C-3和 C-7，糖苷类包括葡萄糖苷、槲皮素、鼠李糖、半乳糖等，其中葡萄糖苷、槲皮素最为常见[14]。本文着重论述沙苑子、鬼针草、垂盆草、藤茶等类黄酮对肝纤维化的作用。

2.1 沙苑子总黄酮 沙苑子对小鼠急性肝损伤有保护作用[15]，改善肝纤维化，与抑制肝星形细胞活化及细胞因子TGF-β1表达有关，TGF-β1刺激HSCs-T6磷酸化Smad3、Smad7蛋白表达，沙苑子总黄酮通过抑制Smad3蛋白磷酸化，提高Smad7蛋白水平，通过此机制改善和逆转肝纤维化。李红侠等[16]在此基础上更进一步发现沙苑子总黄酮保护肝组织可能与其抗氧化、抑制炎症细胞浸润活化、减少胶原生成及调控TGF-β/Smad信号通路有关。沙苑子总黄酮类有沙苑苷 A(complanatoside A)和沙苑苷 B(complanatoside B)、沙苑子新苷(neocomplanoside)和沙苑子杨梅苷(myricomplanoside)等[17]，此类中药的黄酮类结构主要是鼠李糖，沙苑苷A与沙苑苷B均对抗肝纤维化有作用。

2.2 鬼针草总黄酮 鬼针草总黄酮(TFB)主要包括金丝桃苷、槲皮素、槲皮素-7-O-鼠李糖、木犀草素等[18]。研究发现[19]鬼针草总黄酮降低大鼠血清中的ALT、AST、HA、PCⅢ、CⅣ、TNF-α、IL-1β的含量，改善肝组织Hyp、MDA、SOD、GSH-Px等活性，明显改善大鼠肝纤维化。相关研究报道TFB控制TGF-β1 /Smad信号通路，肝组织中TGF-β1表达下降，同时Smad2和Smad3蛋白表达减少，最终影响肝纤维化的发生与转归[20]。在鬼针草总黄酮类中，发挥抗肝纤维化药效主要是槲皮素。

2.3 垂盆草总黄酮 垂盆草总黄酮(SSTF)，抑制细胞因子的表达及降低小鼠血清谷氨转氨酶和天冬氨酸转氨酶的浓度，对肝脏有明显的保护作用[21-23]。林远灿等[24-25]实验表明，SSTF抑制Smads蛋白表达、激活肝星形细胞改善大鼠肝纤维化；在前者实验的基础上，大鼠肝纤维化模型中的SSTF抑制TGF-β1 mRNA的表达，并增加Smad7蛋白mRNA的表达，减轻四氯化碳诱导大鼠肝纤维化的程度，达到控制其发展的效果。结果表明，SSTF可干扰 TGF-β1/Smad信号通路改善肝纤维化。LIN Y C等[26]认为垂盆草总黄酮抑制TGF-βR-Smad信号通路活性及上皮间质细胞转化，调控信号通路和细胞控制肝纤维化。综上所述，SSTF抑制TGF-β/TGF-βR/Smad信号通路和抑制肝星状细胞的活化，抗肝纤维化有显著疗效。木犀草素、山柰素、槲皮素等是垂盆草主要黄酮类化合物，发挥药效的结构为垂盆草苷、金丝桃苷、槲皮素、葡萄糖苷等[27-28]。

2.4 藤茶总黄酮 研究表明藤茶总黄酮具有保肝护肝、降酶、抗肝硬化等作用[29]。目前，张文涛等[30]研究不同浓度藤茶总黄酮不同控制程度抑制或者促进肝脏组织中 TGF-G1、Smad2、Smad4、Smad7 蛋白表达，即藤茶总黄酮5 ng/mL TGF-β1能明显促进HSC-T6细胞增殖，但经藤茶总黄酮处理后，HSC-T6细胞的增殖被显著抑制。同时抑制a-平滑激动蛋白(a-SMA)的表达，抑制ColⅠ，加快ECM分解，减少异常组织沉积，改善肝纤维化程度。藤茶总黄酮最主要发挥主要药效成分是二氢杨梅素(dihydromyricetin，DHM)[31]。

2.5 荔枝核总黄酮 李玉凤等[32]认为荔枝核总黄酮对肝脏有保护作用。蒋云霞等[33]在此研究的基础上，设计该植物总黄酮特异性通过调节肝脏组织Smad7 mRNA表达，抑制TGF-β1和Smad3 mRNA表达，抑制HSC活化，减少ECM的沉积，控制大鼠肝纤维化病变过程。黄旭平等[34]发现荔枝核总黄酮抑制TGF-β R表达及肝星状细胞的增殖和活化，并减少胶原含量，对肝纤维化有治疗作用。荔枝核中的黄酮类成分主要有黄酮醇类、花色素类和黄烷酮类及乔松素-7-O-β-D-葡萄糖苷、山柰酚-3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷、金粉蕨素、槲皮素，发挥药效的结构为葡萄糖苷类和槲皮素[35]。

2.6 豹皮樟总黄酮 朱鹏里等[36]发现豹皮樟总黄酮(TFLC)对肝纤维化大鼠有良好的治疗作用。目前研究认为[37]TFLC可预防及抗CCl4诱导的大鼠肝纤维化，模型大鼠肝纤维化致肝内TGF-β1和外周血瘦素、TGF-β受体、Smad3、mRNA蛋白表达增强；在使用TFLC后，实验结果显示TFLC明显抑制肝纤维化大鼠外周血瘦素、TGF-β1、TGF-β受体、Smad3、瘦素受体的表达。TFLC下调瘦素及其受体、抑制TGF-β1/Smad信号通路预防肝纤维化。豹皮樟总黄酮结构类型有山柰酚、槲皮素 -3-O-β-D- 葡萄糖苷及山柰酚 -3-O-β-D- 葡萄糖苷等，发挥药效的是葡萄糖苷及槲皮素[38]。

2.7 玉郎伞总黄酮 我国学者发现玉郎伞有保肝护肝作用，常用于调理肝脏[39]。有学者发现玉郎伞总黄酮(YLSF)对动物实验肝纤维化有逆转作用，能缓解CCl4所致的肝细胞损伤，抑制大鼠肝组织中TGF-β1、TIMP-1、Ⅰ型胶原mRNA表达，通过抑制细胞因子表达控制CCl4所致的肝纤维化，YLSF抑制TGF-β1的表达起抗肝纤维化的作用[40]。玉郎伞黄酮结构类型有cis-2，6-二甲氧基查尔酮(YLSA)和cis-17-甲氧基-7-羟基-苯骈呋喃查尔酮(YLSB)，发挥抗肝纤维化作用。

3 展望

国内外学者基于TGF-β/Smad信号通路对抗肝纤维化已有多项研究，对该机制的研究取得了令人满意的结果。TGF-β因子在肝纤维化发展中扮演重要角色，总黄酮对抗肝纤维化是有显著效果。主要机制是总黄酮抑制肝组织中的TGF-β表达，从而调控Smads的信号传导。本文从分子信号通路角度分析，总黄酮类植物调控TGF-β/Smad信号通路抗肝纤维化的治疗进行了论述。进一步在分子水平探讨了植物提取物总黄酮对TGF-β/Smad信号通路在转导过程中的作用。随着对肝纤维化、肝硬化机制研究的不断深入，中医药对其发病机制的研究有一定进展，中药具有多靶点、疗效好、价格低廉、安全性高等优势，在肝纤维化、肝硬化治疗效果与作用机制的研究方面，具有十分广阔的前景与深入挖掘价值。肝纤维化的病因极其复杂，传统草药对肝纤维化机制的研究取得了一定进展，但仍缺乏多样本、规范化的临床研究。临床上缺乏基于TGF-β1/Smads信号通路从肝组织角度治肝纤维化的中医药研究成果，对于总黄酮基于TGF-β1/Smads信号通路的相关研究较少，是否总黄酮类植物都可以调控TGF-β1/Smads信号转导抗肝纤维化，作用机制尚需进一步研究和阐明。