陳婷 肖慧榮 蔡弘 肖亞婧

（1江西中醫(yī)藥大學(xué)2020級碩士研究生 南昌 330004；2江西中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院 南昌 330006）

潰瘍性結(jié)腸炎（Ulcerative Colitis,UC）是一種全球性、難治性炎癥性腸道疾病。UC的確切病因尚不明確，但隨著研究的深入，人們已經(jīng)充分認(rèn)識到其發(fā)病是由異常免疫反應(yīng)介導(dǎo)，其特征是免疫細(xì)胞的強(qiáng)大激活、炎癥級聯(lián)和黏附分子的產(chǎn)生，造成腸道上皮受損及功能紊亂[1]。近來眾多研究表明，腸道上皮細(xì)胞（Intestinal Epithelial Cells,IEC）的異常凋亡在UC發(fā)病中有著重要作用。IEC過度凋亡使腸上皮通透性增高、黏膜屏障損傷，繼而在多因素作用下激發(fā)過度的免疫應(yīng)答，最終引起失控的炎癥反應(yīng)和黏膜的持續(xù)性損傷[2]。因此，有效抑制IEC過度凋亡對UC的臨床治療具有關(guān)鍵意義。本文就中藥及提取物抗腸上皮細(xì)胞凋亡的途徑進(jìn)行綜述，以期闡明其抗腸上皮細(xì)胞凋亡的作用機(jī)制，同時(shí)希望啟發(fā)新的治療策略。現(xiàn)報(bào)道如下：

1 腸上皮細(xì)胞凋亡與UC關(guān)系

腸上皮屏障是一個(gè)由緊密連接的上皮細(xì)胞組成的虛擬壁，分泌黏液、蛋白酶、激素和免疫介質(zhì)，它限制了微生物組和免疫系統(tǒng)之間的相互作用，在抵御腸道異常免疫應(yīng)答中起著重要作用[3]。IEC不僅控制消化過程，而且形成一個(gè)物理屏障來保護(hù)宿主。位于營養(yǎng)物質(zhì)和復(fù)雜的微生物生態(tài)系統(tǒng)的界面上，IEC有效阻擋了腔內(nèi)抗原的吸收及黏膜微生物的入侵，對維持腸黏膜屏障功能穩(wěn)定性至關(guān)重要[4]。腸道黏膜結(jié)構(gòu)是由上皮細(xì)胞的增殖和凋亡這兩者間的生理平衡來維持的。在應(yīng)對微生物入侵時(shí)，IEC發(fā)生死亡以維持腸上皮功能，并保持持續(xù)更新和組織穩(wěn)態(tài)。當(dāng)這個(gè)生理平衡被打破時(shí)，細(xì)胞凋亡的速度遠(yuǎn)快于代償性增殖，就會導(dǎo)致緊密連接上皮層的缺失，破壞腸道黏膜屏障[5]。此時(shí)，腸腔內(nèi)各類抗原將過度暴露于黏膜固有層，通過激活相關(guān)炎癥細(xì)胞通路，增加促炎因子釋放，產(chǎn)生級聯(lián)炎癥反應(yīng)和持續(xù)性黏膜損傷[3]。

2 腸上皮細(xì)胞凋亡途徑及中藥和提取物的干預(yù)作用

2.1 死亡受體介導(dǎo)途徑 死亡受體通路是細(xì)胞凋亡的外在途徑。死亡受體（Death Receptor,DR）是一類細(xì)胞表面表達(dá)的Ⅰ型跨膜受體，構(gòu)成了腫瘤壞死因子受體超家族的一部分，對于免疫調(diào)節(jié)、細(xì)胞增殖、凋亡和形態(tài)發(fā)生等至關(guān)重要[6]。這類受體包括腫瘤 壞 死 因 子 受 體1（TNFR1）、CD95（又 稱Fas/APO-1）、腫瘤壞死因子（TNF）相關(guān)的細(xì)胞凋亡誘導(dǎo)配體（TRAIL）-R1（又稱DR4）、TRAIL-R2（又稱DR5/APO-2）以及DR3（TRAMP）等[7]。死亡受體-配體系統(tǒng)誘導(dǎo)細(xì)胞的程序性死亡-細(xì)胞凋亡。同源受配體結(jié)合可以招募Fas相關(guān)死亡結(jié)構(gòu)域蛋白（FADD）、腫瘤壞死因子受體相關(guān)死亡結(jié)構(gòu)域蛋白（TRADD），形成復(fù)雜的死亡誘導(dǎo)信號復(fù)合物，進(jìn)而作用于下游效應(yīng)分子-半胱天冬氨酸蛋白酶家族中的Caspase-8，通過活化的Caspase-8啟動(dòng)關(guān)鍵的細(xì)胞凋亡執(zhí)行者Caspase-3，酶解結(jié)構(gòu)蛋白并裂解DNA相關(guān)修復(fù)分子等，導(dǎo)致DNA片段切割和凋亡小體形成這一凋亡反應(yīng)級聯(lián)[8]。主要通過TNF-TNFR1、Fas-FasL和TRAIL-TRAILR1/2這3條信號途徑介導(dǎo)細(xì)胞凋亡。其中Fas-FasL介導(dǎo)途徑與腸上皮細(xì)胞凋亡密切相關(guān)，且UC黏膜Fas及FasL的高表達(dá)與疾病活動(dòng)性成正相關(guān)[9]。

大量研究證實(shí)中藥及中藥的提取物能有效阻斷Fas-FasL途徑誘導(dǎo)的IEC過度凋亡，改善腸黏膜潰瘍和炎癥損傷，可能通過下調(diào)FADD、Fas-FasL和Caspase-3來實(shí)現(xiàn)。雷公藤的有效成分雷公藤多苷是具有抗炎、抗免疫的天然提取物。楊強(qiáng)等[9]通過Real-time PCR檢測Fas/FasL，證實(shí)雷公藤多苷能抑制UC大鼠結(jié)腸黏膜的Fas、FasL蛋白表達(dá)，同時(shí)調(diào)控p38 MAPK信號通路，通過抑制腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、白細(xì)胞介素-1β（IL-1β）等致炎因子釋放，改善UC炎癥和黏膜損傷。閆曙光等[10]研究表明烏梅丸方通過降低結(jié)腸上皮Fas、FasL mRNA以及Caspase-3的表達(dá)來抑制IEC過度凋亡。曹思齊等[11]研究發(fā)現(xiàn)芍藥湯對濕熱型UC大鼠結(jié)腸黏膜表達(dá)FADD、Caspase-8 mRNA及蛋白有明顯抑制作用，可延緩IEC的凋亡。

2.2 線粒體介導(dǎo)途徑 線粒體介導(dǎo)途徑是內(nèi)在凋亡通路。線粒體的功能和代謝決定和調(diào)節(jié)IEC特性，如分化狀態(tài)、增殖和凋亡。不同刺激引起線粒體膜電位降低，致使膜通透性增加。線粒體膜通透性增加引起細(xì)胞質(zhì)內(nèi)細(xì)胞色素C（Cytochrome C,Cyt-C）的釋放，是該途徑中的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。Cyt-C通過與凋亡蛋白酶激活因子-1（Apaf-1）結(jié)合，并利用ATP/dATP介導(dǎo)的前體蛋白Procaspase-9誘導(dǎo)形成Caspase-9，隨后啟動(dòng)劊子手Caspase-3引起細(xì)胞凋亡[12]。線粒體跨膜電位的改變由線粒體膜上的復(fù)合通道-線粒體通透性轉(zhuǎn)變孔（MPTP）的開放和作用于線粒體膜磷脂的B細(xì)胞淋巴瘤（Bcl）-2基因家族調(diào)控線粒體膜通透性決定。具體體現(xiàn)在兩方面：一是MPTP持續(xù)開放導(dǎo)致的跨膜電位消失；二是Bcl-2家族抗凋亡和促凋亡蛋白之間的平衡失調(diào)，使得線粒體膜通透性升高，跨膜電位降低。Bcl-2家族促凋亡蛋白，包括Bid、Bax、Bak、Bad、Bim，作用于線粒體膜增加其通透性，抗凋亡蛋白包括Bcl-2、Bcl-xL則拮抗促凋亡蛋白，起到穩(wěn)定線粒體膜作用[13]。另外，有研究顯示線粒體自噬可清除線粒體損傷帶來的黏膜傷害。線粒體損傷后，活性氧（Reactive Oxygen Species,ROS）被釋放，過量的ROS激活炎性小體NLRP3，進(jìn)一步刺激促炎因子IL-1β、白細(xì)胞介素-18（IL-18）分泌并發(fā)生由Caspase-1誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡[14]。線粒體自噬途徑則可清除發(fā)生功能障礙的線粒體，調(diào)控NLRP3介導(dǎo)的炎性反應(yīng)和上皮損傷，其主要通過PINK1-Parkin、BNIP3-NIX和FUNDC1介導(dǎo)的經(jīng)典信號通路實(shí)現(xiàn)[15]。

丹參醇是來源于中藥丹參的一種天然產(chǎn)物，研究證實(shí)其可明顯降低Bax及Caspase-3、Caspase-9在大腸黏膜系的表達(dá)，同時(shí)降低促炎因子白細(xì)胞介素-6（IL-6）、TNF-α等的濃度，減輕IEC凋亡和炎癥反應(yīng)[16]。中藥復(fù)方左金丸通過上調(diào)Bcl-2、下調(diào)Bax和Caspase-3蛋白表達(dá)抑制腸上皮的過度凋亡，并調(diào)節(jié)輔助性T細(xì)胞與調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的平衡，進(jìn)一步減輕炎癥反應(yīng)和黏膜損傷[17]。此外，中藥調(diào)控線粒體自噬途徑治療UC也取得不錯(cuò)療效。劉宇等[18]研究發(fā)現(xiàn)彝藥翻白草可提高急性UC小鼠線粒體自噬基因轉(zhuǎn)錄因子核因子（Nuclear Factor-kappa B,NF-κB）、p62、parkin的表達(dá)，促進(jìn)IEC線粒體自噬途徑及下調(diào)炎性細(xì)胞因子，從而抑制NLRP3的活化，發(fā)揮修復(fù)腸黏膜的作用。苗金雪等[19]通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)黃芩湯可調(diào)控PINK1-Parkin通路激活線粒體自噬，從而緩解腸道炎癥損害。

2.3 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激介導(dǎo)途徑 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是加工和轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白質(zhì)的主要細(xì)胞器。不同細(xì)胞應(yīng)激狀態(tài)可導(dǎo)致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)蛋白質(zhì)無法折疊或錯(cuò)誤折疊，積累一定量后會產(chǎn)生內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激（Endoplasmic Reticulum Stress,ERS），并觸發(fā)一種適應(yīng)性的保護(hù)反應(yīng)-未折疊蛋白反應(yīng)（Unfolded Protein Response,UPR）。UPR通過減少未折疊或錯(cuò)誤折疊蛋白的積累，恢復(fù)正常的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)功能，從而維持細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)。這一代償機(jī)制可通過上調(diào)ERS激發(fā)的標(biāo)志蛋白-葡萄糖調(diào)節(jié)蛋白78（GRP78，又稱Bip）的表達(dá)，觸發(fā)下游三條信號通路-肌醇需求酶1α-X框結(jié)合蛋白1（IRE1α-XBP1）、蛋白激酶R樣內(nèi)質(zhì)網(wǎng)激酶-真核細(xì)胞翻譯起始因子2α（PERK-eIF2α）和活化轉(zhuǎn)錄因子6（ATF6）途徑來實(shí)現(xiàn)[20]。然而過量UPR引發(fā)劇烈的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，觸發(fā)細(xì)胞凋亡?？赡芡ㄟ^以下途徑實(shí)現(xiàn)[21]：（1）PERK-eIF2α-ATF4-CHOP途徑。ERS發(fā)生使PERK與GRP78分離，進(jìn)入PERK-eIF2α途徑意圖減少未折疊和錯(cuò)誤折疊蛋白，再通過活化轉(zhuǎn)錄因子ATF4進(jìn)一步轉(zhuǎn)錄形成C/EBP同源蛋白（CHOP）調(diào)控凋亡相關(guān)通路-死亡受體通路和線粒體通路觸發(fā)細(xì)胞凋亡。（2）IRElα-TRAF2-ASK1-JNK途徑。長時(shí)間、過量的ERS活化IRE1α并與TNF受體相關(guān)因子2（TRAF2）特異性結(jié)合，激活凋亡信號調(diào)節(jié)激酶1（ASK1）使得c-Jun氨基末端激酶（JNK）磷酸化，繼而促進(jìn)線粒體促凋亡蛋白Bax、Bid、Bim的增加以及觸發(fā)死亡受體途徑，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。（3）Caspase-12途徑。前體蛋白Procaspase-12預(yù)先位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的細(xì)胞質(zhì)側(cè)，可在ERS的作用下被裂解活化成Caspase-12，進(jìn)一步激活Caspase-9和Caspase-7，最后由Caspase-3執(zhí)行細(xì)胞凋亡。

羅敏等[22]通過TNBS灌腸法造模UC小鼠，發(fā)現(xiàn)模型小鼠p-PERK蛋白及p-PERK mRNA表達(dá)明顯高于空白組，說明TNBS刺激會引發(fā)ERS誘導(dǎo)其高表達(dá)。而在持續(xù)給予芍藥湯灌胃14 d后發(fā)現(xiàn)大鼠結(jié)腸組織表達(dá)p-PERK蛋白及其mRNA降低，疾病活動(dòng)指數(shù)也顯著降低，說明芍藥湯可能通過抑制ERS中由PERK介導(dǎo)的凋亡通路改善UC。青蒿琥酯作為一種青蒿素衍生物，可抑制ERS過度激活，通過降低GRP78、CHOP、Cleaved-Caspase-3以及上調(diào)Bcl-2/Bax來抑制IEC凋亡，具體與抑制PERK-eIF2α-ATF4-CHOP和IRE1α-XBP1信 號 通路相關(guān)[23]。沈雁等[24]采用過氧化氫（H2O2）刺激法造模ERS小鼠，再用DSS法造模成UC小鼠，其結(jié)腸組織表達(dá)GRP78、Caspase-12和Caspase-3較正常組高，甘草酸苷干預(yù)后以上凋亡蛋白均降低，結(jié)腸上皮細(xì)胞凋亡率下降，有效緩解了黏膜炎癥損傷。綜上說明ERS介導(dǎo)的凋亡途徑是不錯(cuò)的干預(yù)靶點(diǎn)。

2.4 MAPK介導(dǎo)途徑 絲裂原活化蛋白激酶（Mitogen-Activated Protein Kinases,MAPK）的經(jīng)典家族成員包括細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶1/2（ERK1/2）、p38MAPK、c-Jun氨基末端激酶（JNK1/2/3）和ERK5信號通路，它們在將細(xì)胞外刺激轉(zhuǎn)化為廣泛的細(xì)胞反應(yīng)中發(fā)揮重要作用，如細(xì)胞增殖和分化、衰老和凋亡[25]。其導(dǎo)致細(xì)胞增殖還是凋亡取決于應(yīng)激刺激和參與這種激活的細(xì)胞類型。在一些轉(zhuǎn)錄因子如激活蛋白1（AP-1）以及p53腫瘤抑制蛋白的作用下，應(yīng)激激活的JNK和p38MAPK信號途徑均介導(dǎo)促凋亡過程，主要通過線粒體途徑進(jìn)行凋亡級聯(lián)調(diào)控：影響B(tài)cl-2家族蛋白在轉(zhuǎn)錄和/或轉(zhuǎn)錄后水平，繼而級聯(lián)激活Caspase家族引起細(xì)胞凋亡[26]。ERK1/2通路則可以通過轉(zhuǎn)錄和翻譯后機(jī)制調(diào)控Bcl-2家族蛋白來實(shí)現(xiàn)抗凋亡，但也有報(bào)道其有促凋亡作用。

MAPK途徑介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡是一個(gè)治療UC的潛在靶點(diǎn)，其中p38MAPK受到廣泛研究。蒲公英甾醇是從蒲公英根提取的一種植物甾醇。車璐[27]通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)其可通過抑制p38MAPK信號通路有效抑制結(jié)腸上皮細(xì)胞凋亡和減輕UC炎癥反應(yīng)，體現(xiàn)在蒲公英甾醇下調(diào)p38MAPK、Bax、Caspase-3，上調(diào)Bcl-2，并抑制NF-κB激活釋放TNF-α、IL-6等致炎因子。白頭翁皂苷B4是從白頭翁中提取的一種生物活性三萜皂苷，被證明可通過抑制p53、Caspase-3和bax的表達(dá)對IEC具有抗凋亡作用[28]。

2.5 NF-κB介導(dǎo)途徑NF-κB調(diào)節(jié)多種基因的轉(zhuǎn)錄和表達(dá)，在細(xì)胞增殖、分化、凋亡以及免疫、炎癥調(diào)控等方面發(fā)揮重要作用。在靜息狀態(tài)下，NF-κB通常以p50和p65形成的異二聚體形式存在，并與抑制性蛋白IκBα結(jié)合成三聚體復(fù)合物被封存在細(xì)胞質(zhì)中；在多種刺激因素如IL-1β、TNF-α、氧自由基及脂多糖等抗原的作用下，IκBα被IKK復(fù)合物催化發(fā)生磷酸化而解離，使得NF-κB異位至細(xì)胞核內(nèi)激活轉(zhuǎn)錄。隨后NF-κB轉(zhuǎn)錄表達(dá)各凋亡蛋白基因，調(diào)節(jié)由外在和內(nèi)在途徑介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡[29]。此外，活化的NF-κB再度激活致炎因子TNF-α、ILs，并通過正反饋使NF-κB活化釋放更多炎癥介質(zhì)，加重炎癥反應(yīng)和黏膜損傷。

IKK/IKB/NF-κB通路是NF-κB活化的經(jīng)典信號通路。相關(guān)研究表明黃芩苷通過調(diào)節(jié)IKK/IKB/NF-κB對TNBS誘導(dǎo)的UC大鼠具有顯著的抗凋亡作用，與下調(diào)Cyt-C、Caspase-3、Caspase-9和Bax等凋亡蛋白表達(dá)相關(guān)[30]。山藥皮提取物6,7-二羥基-2,4-二甲氧基菲可通過抑制ERK1/2、NF-κB p65、pNF-κB、COX-2蛋白表達(dá)，顯著下調(diào)Caspase-3和凋亡率，并可降低結(jié)腸致炎因子的產(chǎn)生，顯著改善DSS誘導(dǎo)的結(jié)腸黏膜損傷[31]。黃連素是黃連的有效活性成分之一，研究證實(shí)其可通過抑制IEC凋亡和炎癥反應(yīng)來維持腸上皮屏障的完整性，表現(xiàn)在抑制IκBα的磷酸化及NF-κB p65的核異位，下調(diào)Bax、Caspase-3、TNF-α等致炎因子和上調(diào)Bcl-2，明顯緩解腸上皮細(xì)胞的凋亡，改善黏膜屏障功能[32]。

2.6 PI3K-Akt信號途徑 蛋白激酶B（Protein Kinase B,PKB/Akt）是一種絲氨酸-蘇氨酸激酶，由磷脂酰肌醇-3激酶（Phosphatidylinositol-3-Kinases,PI3K）激活和調(diào)控，PI3K-Akt信號通路通過磷酸化調(diào)控叉頭框O轉(zhuǎn)錄因子（FoxO），調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖和存活[33]。FoxO已經(jīng)成為PI3K/Akt調(diào)控細(xì)胞凋亡的一個(gè)重要效應(yīng)臂，通過驅(qū)動(dòng)多個(gè)凋亡基因表達(dá)的信號傳導(dǎo)：（1）FoxO通過增強(qiáng)FasL和TRAIL等促凋亡因子的轉(zhuǎn)錄，直接調(diào)控外在凋亡通路；（2）FoxO可以上調(diào)Bad、Bim、BNIP3，抑制Bcl-xL，通過內(nèi)在凋亡途徑誘導(dǎo)細(xì)胞死亡。

黃芩苷抑菌抗炎活性顯著，朱磊等[34]研究發(fā)現(xiàn)其可通過PI3K-Akt途徑抑制結(jié)腸組織COX-2、Caspase-9、FasL等蛋白的表達(dá)，從而緩解上皮細(xì)胞凋亡。木香根被證實(shí)是天然抗炎劑，以其為原料的木香根顆粒可抑制UC大鼠的炎癥反應(yīng)和結(jié)腸上皮細(xì)胞凋亡，潛在機(jī)制分析表明可能與其調(diào)控PI3K/Akt信號通路相關(guān)[35]。因此，通過調(diào)控PI3K-Akt信號通路抑制FoxO的表達(dá)對防止IEC過度凋亡有著重要作用。

2.7 其他相關(guān)途徑 除上述介紹的途徑之外，還有一些其他報(bào)道的途徑與抗IEC凋亡相關(guān)。如Janus激酶/信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子3（JAK/STAT3）信號通路，具有信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和調(diào)控轉(zhuǎn)錄的作用，同樣調(diào)控著細(xì)胞凋亡。步楠等[36]研究發(fā)現(xiàn)雷公藤多苷可通過抑制JAK2/STAT3信號通路上調(diào)大鼠結(jié)腸組織Bcl-2、Bcl-xL、下調(diào)Caspase-9和Caspase-3以及炎癥因子的表達(dá)，表現(xiàn)出顯著的抗IEC凋亡作用。此外，藏紅花素可通過上調(diào)Bcl-2/Bax，下調(diào)Caspase-3來緩解結(jié)腸細(xì)胞凋亡，其潛在作用機(jī)制與抑制TLR4/MYD88信號通路的激活相關(guān)[37]。

3 小結(jié)與展望

腸上皮細(xì)胞異常凋亡破壞黏膜屏障的完整性，削弱了腸道的防御功能，是UC發(fā)病發(fā)展過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其中死亡受體（外在）和線粒體（內(nèi)在）介導(dǎo)途徑是關(guān)鍵，其他途徑通過各種信號通路影響，介導(dǎo)外在和/或內(nèi)在凋亡途徑引起IEC凋亡。中藥及提取物可通過多途徑起到良好的抗IEC凋亡作用。在UC期間，抑制炎癥介質(zhì)釋放和維持腸道黏膜屏障的完整性是現(xiàn)有藥物的主要靶點(diǎn)之一。由于已知的不良反應(yīng)和不斷上升的藥物治療成本，植物性抗炎劑在腸道炎癥性疾病中逐漸受到重視。安全有效的中藥及其提取物的開發(fā)利用無疑是治療UC的一種有吸引力的替代方法。未來研究可從以下幾方面深入：（1）中藥及提取物抗細(xì)胞凋亡作用機(jī)理尚不明確，缺乏大量的臨床試驗(yàn)，藥理學(xué)層面的研究尚需深入探討；（2）有些途徑如MAPK介導(dǎo)途徑對細(xì)胞凋亡有雙重調(diào)控作用-促進(jìn)或抑制，這仍需大量試驗(yàn)研究明確個(gè)中機(jī)制；（3）某些藥物如黃芩苷可通過多途徑調(diào)節(jié)腸上皮細(xì)胞凋亡，其與UC核心靶點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的潛在相互作用及串?dāng)_值得進(jìn)一步探索。