王 靜,李玉婷,劉大偉,鄒 銘,劉益源

(襄陽(yáng)市中醫(yī)醫(yī)院,湖北 襄陽(yáng) 441099)

腎臟纖維化(renal fibrosis,RF)是各種慢性腎臟病(chronic kidney disease, CKD)進(jìn)展至終末期腎病的共同途徑,包括腎小球纖維化及腎小管間質(zhì)纖維化。該病由于有效腎單位的丟失,導(dǎo)致代謝產(chǎn)物蓄積、內(nèi)環(huán)境失衡等,引起全身多系統(tǒng)癥狀,最終發(fā)展為終末期腎病,嚴(yán)重影響人們的生活質(zhì)量。目前,關(guān)于中藥延緩RF的各項(xiàng)探索性研究層出不窮,其中對(duì)大黃蒽醌類化合物抗RF的研究是熱點(diǎn)之一。研究[1]表明,大黃蒽醌類化合物在抑制信號(hào)通路傳導(dǎo),調(diào)控細(xì)胞增殖、凋亡和轉(zhuǎn)化,減少細(xì)胞外基質(zhì)(extracellular matrix,ECM)堆積,減輕炎癥反應(yīng),調(diào)節(jié)血流動(dòng)力學(xué),下調(diào)氧化應(yīng)激,清除氧自由基,參與表觀遺傳學(xué)修飾,改善高糖、高脂代謝環(huán)境等方面發(fā)揮重要作用。研究大黃蒽醌類化合物抗RF的作用機(jī)制對(duì)該病的防治有重要意義。筆者對(duì)近年來(lái)關(guān)于大黃蒽醌類主要有效成分抗腎纖維化作用機(jī)制的研究進(jìn)行綜述,以期為該病的預(yù)防、干預(yù)和治療提供新的思路。

1 大黃及其主要有效成分

大黃為蓼科植物掌葉大黃、唐古特大黃或藥用大黃的干燥根莖,具有瀉熱攻積、涼血解毒、逐瘀通經(jīng)、利濕退黃之效[2]。根據(jù)炮制方法不同,該藥又可分為生大黃、酒大黃、熟大黃、大黃炭。大黃最早記載于《神農(nóng)本草經(jīng)》,書(shū)曰:“主下瘀血,血閉,寒熱,破癥瘕積聚,留飲宿食,蕩滌腸胃,推陳致新,通利水谷,調(diào)中化食,安和五臟。”其是瀉下劑的代表藥物。

蒽醌類化合物是大黃最主要的活性成分之一。根據(jù)母核結(jié)構(gòu),其可分為單蒽核類蒽醌和雙蒽核類蒽醌,其中單核類蒽醌又分為游離狀態(tài)蒽醌和結(jié)合狀態(tài)蒽醌。大黃根莖中所含蒽醌類化合物約3%。《中華人民共和國(guó)藥典》以蘆薈大黃素、大黃酸、大黃素、大黃酚和大黃素甲醚5類蒽醌類化合物為含量測(cè)定的指標(biāo)性成分[2]。因其瀉下作用主要與結(jié)合類蒽醌含量有關(guān),故生大黃宜后下,保留其結(jié)合類蒽醌成分,方能凸顯瀉下攻積之效。結(jié)合類蒽醌在煎煮時(shí)間過(guò)久及溫度過(guò)高等條件影響下易分解成游離類蒽醌。研究顯示,炮制后熟大黃的游離類蒽醌含量較生大黃升高。因游離類蒽醌有抑菌抗炎的作用,與清熱解毒關(guān)系密切,故熟大黃瀉下力緩,更善清火熱瘡瘍之毒邪。酒大黃尤善清上焦血分熱毒,常用于暴眼赤痛、咽腫齒衄的治療。大黃炭瀉下作用微弱,炭化后大黃結(jié)合類蒽醌含量少,與結(jié)合類蒽醌對(duì)熱不穩(wěn)定有關(guān),故專于止血。

2 大黃蒽醌類成分抗RF的機(jī)制

2.1 干預(yù)信號(hào)通路傳導(dǎo)

大量研究證實(shí),轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子(transforming growth factor,TGF)-β1是促進(jìn)RF發(fā)生的關(guān)鍵啟動(dòng)因子[3]。TGF-β1可直接激活其下游核心分子Smad蛋白,通過(guò)調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄,從而導(dǎo)致纖維化基因過(guò)度表達(dá)[4]。TGF-β1/Smad信號(hào)通路的激活廣泛參與了RF的發(fā)生發(fā)展,如促進(jìn)系膜細(xì)胞增殖、ECM堆積、誘導(dǎo)足細(xì)胞足突融合、介導(dǎo)上皮細(xì)胞-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化等。體外細(xì)胞研究[5]證實(shí),大黃素能通過(guò)抑制TGF-β1/Smad蛋白及基因表達(dá)來(lái)延緩RF進(jìn)展,且相關(guān)基因的表達(dá)與大黃素的濃度呈一定量效關(guān)系。此外,研究[6]顯示,哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)信號(hào)同樣是TGF-β1下游的重要信號(hào)介質(zhì),參與RF進(jìn)程。一方面,mTOR信號(hào)通過(guò)促進(jìn)成纖維細(xì)胞增殖,使膠原沉積,進(jìn)而使TGF-β1和結(jié)締組織生長(zhǎng)因子(connective tissue growth factor,CTGF)表達(dá)上調(diào);另一方面,mTOR信號(hào)是調(diào)控細(xì)胞自噬關(guān)鍵信號(hào)通路[7],細(xì)胞自噬能啟動(dòng)受損細(xì)胞自我凋亡和降解程序,對(duì)維持細(xì)胞正常功能穩(wěn)態(tài)有重要作用。涂玥等[8]研究發(fā)現(xiàn),大黃酸可以調(diào)控mTOR信號(hào)通路活性,抑制腎小管上皮細(xì)胞自噬,推測(cè)其作用機(jī)制是大黃酸通過(guò)減少上皮細(xì)胞的損傷及凋亡減輕RF。研究[9]證實(shí),大黃酚能上調(diào)磷酸化哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白的表達(dá),可能與其能調(diào)控mTOR信號(hào)通路、抑制自噬過(guò)度激活有關(guān)。除此之外,還有Wnt/β-連環(huán)蛋白信號(hào)通路、p38絲裂原活化蛋白激酶信號(hào)通路、Notch信號(hào)通路、Hippo信號(hào)通路共同參與RF的發(fā)生發(fā)展,各條通路交互作用,存在一定的交叉靶點(diǎn)及反饋調(diào)節(jié)機(jī)制,但仍需更多實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

2.2 抑制炎癥反應(yīng)

研究[10]發(fā)現(xiàn),巨噬細(xì)胞廣泛浸潤(rùn)腎小管、腎小球及腎間質(zhì)是RF特征性表現(xiàn)之一。在腎臟細(xì)胞受損時(shí),可分泌趨化因子及黏附因子介導(dǎo)巨噬細(xì)胞大量聚集,促使巨噬細(xì)胞與血管內(nèi)皮細(xì)胞黏附,血管內(nèi)皮受損,進(jìn)一步導(dǎo)致炎癥介質(zhì)大量釋放,如腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor,TNF)、白細(xì)胞介素(interleukin,IL)-1、IL-6等,加重炎癥反應(yīng)的發(fā)生,最終導(dǎo)致TGF-β1及CTGF大量增殖、ECM蓄積,從而形成纖維化。與此同時(shí),內(nèi)環(huán)境炎癥狀態(tài)下,巨噬細(xì)胞可轉(zhuǎn)化為成纖維細(xì)胞,多方面促使RF進(jìn)展。大量動(dòng)物模型實(shí)驗(yàn)[11-12]證實(shí),減少巨噬細(xì)胞的產(chǎn)生能減輕腎小管間質(zhì)纖維化病變。細(xì)胞實(shí)驗(yàn)[13]顯示,大黃酚能抑制細(xì)胞炎癥反應(yīng)可能與其能下調(diào)Toll樣受體4/核因子-κB信號(hào)通路有關(guān)。小鼠炎癥模型實(shí)驗(yàn)[14]證實(shí),大黃酚能改善脂多糖誘導(dǎo)的小鼠模型炎癥狀態(tài),抑制巨噬細(xì)胞表達(dá)TNF-α。孫祿等[15]對(duì)大鼠腎纖維化模型的實(shí)驗(yàn)研究表明,大黃酸能上調(diào)骨形態(tài)發(fā)生蛋白(bone morphogenetic protein,BMP)-7的表達(dá),而B(niǎo)MP-7能調(diào)控炎癥因子,維持腎上皮細(xì)胞表型,從而起到延緩RF的作用[16]。

2.3 抑制氧化應(yīng)激反應(yīng)

氧化應(yīng)激(oxidative stress,OS)反應(yīng)是RF進(jìn)程中的關(guān)鍵樞紐。OS是指在炎癥狀態(tài)、高糖環(huán)境、細(xì)胞缺氧、腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)(renin-angiotensin-aldosterone system,RAAS)激活等一系列病理?xiàng)l件刺激下,活性氧產(chǎn)物激增,導(dǎo)致機(jī)體氧化與抗氧化功能失衡的一種應(yīng)激狀態(tài)。OS可激活多條信號(hào)通路[17],促使纖維化基因過(guò)度表達(dá),產(chǎn)生級(jí)聯(lián)放大效應(yīng),進(jìn)一步加重腎固有細(xì)胞炎癥反應(yīng)及氧化損傷,導(dǎo)致腎小球肥大、腎小管萎縮,最終加速RF進(jìn)展。Lin等[18]實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果顯示,大黃素能夠通過(guò)抑制OS降低腎小管上皮細(xì)胞水腫發(fā)生率,減輕糖尿病腎病小鼠腎損傷,進(jìn)而改善腎功能。大黃酚能通過(guò)對(duì)過(guò)氧化物歧化酶和谷胱甘肽的正向調(diào)控,減輕活性氧介導(dǎo)的細(xì)胞損傷,抑制細(xì)胞內(nèi)OS[19]。

2.4 改善血流動(dòng)力學(xué)

血流動(dòng)力學(xué)的改變與RF的發(fā)生發(fā)展密不可分,而RAAS激活則被認(rèn)為是血流動(dòng)力學(xué)改變的直接因素。RAAS激活可分泌血管緊張素(angiotensin,Ang)Ⅱ并使其活性增強(qiáng),Ang-Ⅱ可選擇性地收縮出球小動(dòng)脈,造成腎小球高內(nèi)壓、高濾過(guò)、高灌注狀態(tài)。長(zhǎng)期高灌注狀態(tài)可誘發(fā)血管內(nèi)皮功能障礙、血液高凝狀態(tài)、組織缺血缺氧等血流動(dòng)力學(xué)改變,促使腎小球基底膜增厚、足細(xì)胞凋亡啟動(dòng)、腎小管萎縮,加速有效腎單位的丟失,導(dǎo)致腎功能進(jìn)行性下降,最終形成RF。既往研究顯示,大黃對(duì)血流動(dòng)力學(xué)有雙向調(diào)節(jié)作用。陳敏遠(yuǎn)等[20]研究證實(shí),大黃素能降低Ang-Ⅰ、Ang-Ⅱ及血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子的表達(dá),且血管生成因子的表達(dá)與大黃素呈一定的劑量依賴。有報(bào)道[21]顯示,大黃素通過(guò)抑制血小板聚集、調(diào)節(jié)微循環(huán)、血栓形成等作用改善腎臟的血流動(dòng)力學(xué),達(dá)到保護(hù)腎臟的作用。陳莉等[22]關(guān)于抗血小板聚集活性成分篩選的實(shí)驗(yàn)顯示,大黃酸抑制血小板聚集的作用較大黃酮差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

2.5 調(diào)控表觀遺傳學(xué)

近年來(lái),表觀遺傳學(xué)在RF進(jìn)展中扮演著十分重要的角色。表觀遺傳學(xué)[23]是指脫氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid,DNA)序列不改變但基因表達(dá)發(fā)生了可遺傳變化,主要包括DNA甲基化、組蛋白修飾、微小核糖核酸(micro ribonucleic acid,miRNA)修飾等方式。Bechtel等[24]研究發(fā)現(xiàn),RASAL基因甲基化是導(dǎo)致成纖維細(xì)胞持續(xù)活化和RF的關(guān)鍵,且高甲基化與RF呈不可逆性相關(guān)。Sun等[25]研究表明,TGF-β1和高糖環(huán)境可促使系膜細(xì)胞(mesangial cell,MC)中基因啟動(dòng)子組蛋白修飾,并誘導(dǎo)ECM蓄積及相關(guān)基因啟動(dòng)子的募集,參與RF發(fā)病機(jī)制,從而抑制相關(guān)組蛋白修飾,有潛在腎臟保護(hù)作用。K?lling等[26]研究證實(shí),miRNA-21拮抗劑能抑制MC肥大、足細(xì)胞凋亡、炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)、間質(zhì)纖維化及尿白蛋白、纖維化和炎癥基因表達(dá),推測(cè)miR-21拮抗劑可能是糖尿病腎病治療的新方案。研究[27]顯示,大黃酸可促使RAS結(jié)構(gòu)相關(guān)家族基因1A等多個(gè)基因去甲基化,是潛在抑制表觀遺傳學(xué)修飾的有希望的藥物。

2.6 改善糖脂代謝

強(qiáng)化控制CKD患者血糖、血脂、血壓及蛋白尿一直是防治RF進(jìn)展的常規(guī)策略和重要措施。持續(xù)高糖代謝紊亂[28]可促使晚期糖基化終末產(chǎn)物增多、炎癥反應(yīng)和氧化應(yīng)激反應(yīng)增強(qiáng)、促纖維化因子過(guò)度表達(dá),如TGF-β1、CTGF、α-平滑肌肌動(dòng)蛋白及纖維連接蛋白,導(dǎo)致MC、足細(xì)胞、腎小管損傷,啟動(dòng)并加速RF發(fā)生程序。脂質(zhì)代謝異常可誘發(fā)細(xì)胞功能障礙和細(xì)胞凋亡,并擴(kuò)大氧化損傷,對(duì)足細(xì)胞和近端小管有直接脂毒性[29],促使糖尿病腎臟疾病纖維化。研究[30]證實(shí),大黃酸、大黃素、大黃酮能激活糖原合成通路,改善胰島素抵抗。研究[31]顯示,大黃酸可通過(guò)降低血脂、增強(qiáng)胰島素的敏感性、調(diào)控信號(hào)通路傳導(dǎo)等方式改善糖脂代謝紊亂,從而達(dá)到保護(hù)MC、降低蛋白尿、減輕腎組織損傷的作用。

3 大黃蒽醌類藥物肝腎毒性

藥理研究[32]顯示,大黃蒽醌類成分具有肝腎毒性,其效應(yīng)物質(zhì)為體內(nèi)代謝產(chǎn)生的結(jié)合型蒽醌及體外原形游離型蒽醌。有研究[33]觀察大黃酸對(duì)小鼠腎臟的毒性,將30只昆明小鼠隨機(jī)分為空白組、低劑量組、高劑量組,每組10只,雌雄各半,連續(xù)灌胃給藥60 d,結(jié)果顯示,大黃酸長(zhǎng)期大劑量給藥對(duì)小鼠腎臟存在一定毒性,在0.35 g/(kg·d)劑量下毒性作用明顯,且毒性在雄性機(jī)體上更加明顯。此提示臨證用藥者,大黃蒽醌類成分既可延緩RF進(jìn)程,又可加重腎損傷,臨床用藥應(yīng)提高警惕。

4 小 結(jié)

綜上所述,RF發(fā)病機(jī)制十分復(fù)雜,涉及多通路、多靶點(diǎn)、多因素,是一個(gè)動(dòng)態(tài)發(fā)展過(guò)程,包括信號(hào)通路的傳導(dǎo)、成纖維細(xì)胞的增殖和分裂、上皮細(xì)胞向成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化、ECM堆積、氧化應(yīng)激反應(yīng)、炎癥介質(zhì)的參與、RAAS系統(tǒng)的激活、血液高凝狀態(tài)、氧自由基增加、表觀遺傳學(xué)的修飾、脂質(zhì)代謝異常、高糖環(huán)境等。各種因素互為因果,相互作用,共同參與RF的發(fā)生和發(fā)展。研究RF的發(fā)病機(jī)制有利于指導(dǎo)臨床治療及預(yù)后,也為大黃蒽醌類主要成分治療RF的臨床應(yīng)用提供有利依據(jù)。大黃蒽醌類成分能作用于多通路,存在優(yōu)勢(shì),有望為新藥的臨床合理開(kāi)發(fā)提供新的靶點(diǎn)和方向,但具體如何作用,仍需更多實(shí)驗(yàn)探究。