王瑞潔 段行武 黃敏 張潤田 姜文琦 高玥璇 陳曦
摘要 纖維化是指器官組織出現(xiàn)纖維結(jié)締組織增多,實質(zhì)細(xì)胞減少的現(xiàn)象。纖維化可發(fā)生于肺、心、肝、腎、皮膚等多處器官和組織,長期纖維化可導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)、功能的破壞和減退,嚴(yán)重時導(dǎo)致功能衰竭。研究表明,細(xì)胞自噬與纖維化疾病的發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)歸過程有相關(guān)性,中醫(yī)藥治療纖維化疾病療效確切,其作用機制與細(xì)胞自噬及其相關(guān)因子或通路密切相關(guān)?,F(xiàn)從對中醫(yī)藥通過干預(yù)細(xì)胞自噬過程,進而對維化疾病發(fā)揮治療作用進行綜述,以期深入挖掘中醫(yī)藥治療纖維化疾病機制研究的新方向。
關(guān)鍵詞 中醫(yī)藥;纖維化;細(xì)胞自噬;中藥復(fù)方;中藥單體;益氣活血;病理機制;研究進展
Abstract Fibrosis refers to the increase of fibrous connective tissue and decrease of parenchymal cells in organ tissues,which occur in lungs,heart,liver,kidney,skin and other organs and tissues.Continuous progressive fibrosis can lead to structural damage and functional decline,or even functional failure.Studies show that autophagy is related to the occurrence,development and outcome of fibrotic diseases.The therapeutic effect of Traditional Chinese medicine(TCM) on fibrotic diseases is definite,and its mechanism is related to autophagy or pathway.The paper reviewed the treatment of fibrosis by autophagy with TCM,in order to exploring the new direction of TCM in the treatment of fibrotic diseases.
Keywords Traditional Chinese medicine; Fibrosis; Autophagy; Chinese medicine compound; Chinese medicine monomer; Supplement qi and activate blood circulation; Pathological mechanism; Research progress
中圖分類號:R259文獻標(biāo)識碼:Adoi:10.3969/j.issn.1673-7202.2021.20.026
纖維化是指器官組織內(nèi)功能細(xì)胞在某些因素刺激下向成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)變,并分泌大量的細(xì)胞外基質(zhì),導(dǎo)致細(xì)胞外基質(zhì)的沉積,從而出現(xiàn)纖維化結(jié)締組織增多,實質(zhì)細(xì)胞減少的現(xiàn)象。纖維化可發(fā)生于肺、心、肝、腎、皮膚等多處器官和組織,長期纖維化可導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)、功能的破壞和減退,嚴(yán)重時導(dǎo)致功能衰竭。近年越來越多的研究顯示,細(xì)胞自噬與纖維化疾病的發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)歸過程相關(guān),具體表現(xiàn)為自噬可以抑制纖維化疾病的發(fā)生,而過度的自噬會加重纖維化[1]。中醫(yī)藥治療纖維化疾病療效確切,其作用機制與自噬及其相關(guān)通路、因子密切相關(guān)。在此,我們對中醫(yī)藥通過干預(yù)細(xì)胞自噬過程,進而對維化疾病發(fā)揮治療作用的相關(guān)研究進行綜述,以期深入挖掘中醫(yī)藥治療纖維化疾病的機制研究的新方向。
1 細(xì)胞自噬及相關(guān)通路
細(xì)胞自噬是指細(xì)胞利用溶酶體降解自身受損的細(xì)胞器和蛋白質(zhì)。自噬是一個重要的、保守的細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)過程,在營養(yǎng)缺乏、氧化應(yīng)激、慢性刺激等壓力狀態(tài)下從物質(zhì)代謝、循環(huán)和能量平衡兩方面維持細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài),通過調(diào)節(jié)蛋白、細(xì)胞器的降解以及物質(zhì)循環(huán)利用,清除有害蛋白,并為細(xì)胞提供部分能量;自噬出現(xiàn)異常、過度激活時,則會表現(xiàn)出細(xì)胞損傷乃至自噬性細(xì)胞死亡,反之若自噬減弱則體現(xiàn)為組織的異常增生。目前根據(jù)底物轉(zhuǎn)運方式及種類的不同將自噬分為巨自噬、微自噬和分子伴侶介導(dǎo)的自噬三類。巨自噬是最為經(jīng)典和常見的一類,其過程包括誘導(dǎo)和成核、膜的延伸與閉合,自噬溶酶體形成以及降解包裹的內(nèi)容物[2]。
目前認(rèn)為細(xì)胞自噬信號通路調(diào)節(jié)機制主要包括[3]:1)自噬相關(guān)基因(ATG):ATG共有30余種,參與自噬的各個環(huán)節(jié)。其中ATG-6(又名芐氯素Beclin1)是最早發(fā)現(xiàn)的自噬調(diào)控因子,在自噬過程中起重要作用,ATG-8(又名微管相關(guān)蛋白LC3)可以特異性和自噬體膜結(jié)合,因而LC3Ⅱ蛋白水平可反映自噬泡的數(shù)量,二者是常用的自噬標(biāo)志物。2)哺乳動物西羅莫司靶蛋白(mTOR):是調(diào)節(jié)細(xì)胞自噬的關(guān)鍵蛋白,它可以接受細(xì)胞的多種變化信號,營養(yǎng)信號(如生長因子或氨基酸)、能量信號(如胞內(nèi)一磷酸腺苷/三磷酸腺苷比值)和壓力信號(如氧化應(yīng)激或DNA損傷)等細(xì)胞信號,可直接或間接通過mTOR整合,從而增加或減少自噬的發(fā)生[4]。3)磷酸腺苷活化蛋白激酶(AMPK):通過磷酸化TSC1/2復(fù)合體抑制mTOR激酶活性,激活自噬[5]。4)磷脂酰肌3-激酶(PI3K)/蛋白激酶B(PKB,又稱AKT)通路:激活PI3K及其下游AKT,進而抑制TSC1/2復(fù)合體并激活mTOR,抑制自噬[6]。5)p53通路:在營養(yǎng)缺乏或細(xì)胞毒性等刺激下,p53被磷酸化,進而激活A(yù)MPK、抑制mTOR并激活自噬[7]。6)p62:自噬小體形成過程中p62作為鏈接LC3和泛素化蛋白之間的橋梁,通過泛素信號途徑將異常蛋白作為受體轉(zhuǎn)運到自噬小體中并將其降解。自噬過程受阻可導(dǎo)致大量p62聚集,因此,p62常作為自噬流的測定指標(biāo)。
2 中醫(yī)藥干預(yù)自噬治療肝纖維化
肝纖維化是肝細(xì)胞在各種急性、慢性損害下出現(xiàn)炎癥反應(yīng)、免疫反應(yīng)等,導(dǎo)致細(xì)胞外基質(zhì)合成分泌增多或降解不足,進而導(dǎo)致肝內(nèi)結(jié)締組織異常增生的現(xiàn)象,表現(xiàn)出肝臟變硬及肝功能異常等一系列并發(fā)癥。如果肝纖維化過程持續(xù)進行,最終會發(fā)展為肝硬化、肝癌。肝星狀細(xì)胞(HSC)是肝纖維化中過度合成細(xì)胞外基質(zhì)的主要細(xì)胞來源,HSC被各種因素激活后分化為成纖維母細(xì)胞,進而合成、分泌大量細(xì)胞外基質(zhì)。研究表明HSC自噬的過度激活能加劇肝纖維化,抑制異常自噬能延緩肝纖維化。
2.1 中藥復(fù)方及制劑
徐渴陽等[8]觀察扶正化瘀膠囊(由丹參、蟲草菌粉、桃仁、絞股藍(lán)、松花粉和五味子組成)對氣虛血瘀型肝纖維化模型大鼠的作用,研究顯示扶正化瘀膠囊可下調(diào)細(xì)胞自噬蛋白LC3Ⅱ,上調(diào)p62,可抑制肝細(xì)胞自噬水平并改善肝纖維化程度。黃蘭蔚[9]也發(fā)現(xiàn)扶正化瘀方能對抗雷帕霉素促進肝纖維化動物模型HSC自噬的作用,提示扶正化瘀方抑制肝纖維化的作用機制部分與自噬有關(guān)。
王寶玉等[10]對比觀察益氣活血方(由黃芪、丹參、云苓、郁金、白豆蔻等組成)與扶正化瘀復(fù)方治療四氯化碳誘導(dǎo)的肝纖維化動物模型的作用及機制,結(jié)果顯示與模型組比較,益氣活血方組和扶正化瘀復(fù)方組大鼠肝纖維組織增生病理分級降低,HSC活化標(biāo)志蛋白α-SMA、Ⅰ型膠原蛋白(COL-Ⅰ)及ATG7、LC3Ⅱ的mRNA及蛋白相對表達量均顯著減低,p62表達明顯增高。提示益氣活血方和扶正化瘀復(fù)方均可通過下調(diào)肝臟細(xì)胞自噬,抑制HSC活化及膠原沉積,阻止或逆轉(zhuǎn)肝纖維化。
姜輝等[11]觀察疏肝健脾方(由茵陳、柴胡、黃芪、白芍、枳殼、白術(shù)、豬苓、茯苓、澤蘭、薏苡仁、板藍(lán)根組成)對四氯化碳誘導(dǎo)肝纖維化大鼠模型的影響,結(jié)果顯示疏肝健脾方可顯著下調(diào)肝組織中COL-Ⅰ、α-SMA及Beclin1、LC3Ⅱ蛋白表達水平,膠原纖維沉積減少,提示疏肝健脾方的抗纖維化作用與減少細(xì)胞自噬,抑制HSC活化有關(guān)。
安禎祥等[12]觀察扶脾柔肝方(由黃芪、白術(shù)、苡仁、丹參、當(dāng)歸、牛膝、莪術(shù)、蒼術(shù)、枳殼組成)含藥血清對大鼠原代HSC上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化及自噬的影響,結(jié)果顯示扶脾柔肝方含藥血清可降低大鼠HSC自噬水平,增加細(xì)胞脂質(zhì),降低Beclin1、LC3Ⅱ、α-SMA的mRNA及蛋白表達,升高鈣黏附蛋白E(E-cadherin)表達,具有逆轉(zhuǎn)HSC上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化與抑制細(xì)胞自噬的功效。
2.2 中藥單體
有研究分別觀察了中藥單體丹參酚酸B、青蒿琥酯治療肝纖維化模型的機制與自噬的相關(guān)性。潘圓未[13]應(yīng)用青蒿琥酯干預(yù)人HSC細(xì)胞株(LX-2),結(jié)果促進了細(xì)胞凋亡,LC3Ⅱ表達顯著增加,ATG5、ATG7的mRNA和蛋白表達明顯增加、Beclin1的mRNA表達增加、p62蛋白表達明顯降低,均表明青蒿琥酯促進LX-2自噬進而影響其凋亡。黃蘭蔚[9]通過動物實驗表明丹參酚酸B能對抗雷帕霉素促進肝纖維化小鼠模型HSC自噬的作用,張晶[14]應(yīng)用丹參酚酸B處理TGF-β1刺激活化的小鼠HSC,結(jié)果顯示丹參酚酸B可通過抑制自噬從而抑制HSC活化,達到抗纖維化的作用。
孔德松等[15]應(yīng)用姜黃素干預(yù)TGF-β1處理的小鼠胚胎肝細(xì)胞BNL CL.2,結(jié)果顯示姜黃素能抑制肝細(xì)胞波形蛋白(Vimentin)及α-SMA的表達,增加自噬相關(guān)基因與蛋白BECN1、LC3的表達,提高細(xì)胞自噬水平,并抑制肝細(xì)胞的上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化進程。干擾自噬相關(guān)基因BECN1后,姜黃素不再抑制肝細(xì)胞上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化。表明姜黃素通過提高肝細(xì)胞自噬水平,抑制肝細(xì)胞上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化進程,進而抑制肝纖維化的發(fā)生與發(fā)展。而宋慧東等[16]的研究則顯示肝纖維化模型大鼠肝組織Beclin1、ATG5表達增多,姜黃素組中Beclin1、ATG5表達較模型組減弱。提示姜黃素降低自噬水平,抑制HSC活化及纖維化。
馬子華等[17]探討氧化苦參堿干預(yù)砷致LX-2細(xì)胞活化過程中細(xì)胞自噬的變化,結(jié)果顯示模型組LX-2細(xì)胞活力明顯增強,α-SMA、ATG12、ATG5和LC3Ⅱ蛋白表達上調(diào);氧化苦參堿干預(yù)可抑制LX-2細(xì)胞的活力,且使LX-2細(xì)胞α-SMA、ATG12、ATG5和LC3Ⅱ蛋白表達水平顯著下調(diào),說明自噬參與砷致肝纖維化過程中HSC的活化,且氧化苦參堿可通過抑制細(xì)胞自噬,減少HSC活化,減輕肝纖維化。
3 中醫(yī)藥干預(yù)自噬治療肺纖維化
肺纖維化是各種原因?qū)е路尾垦装Y反應(yīng)、免疫反應(yīng)等,刺激成纖維細(xì)胞增殖,細(xì)胞外基質(zhì)過多合成、沉淀的現(xiàn)象,纖維化伴隨彌漫性肺泡炎、肺泡結(jié)構(gòu)紊亂、肺組織順應(yīng)性降低等結(jié)構(gòu)、功能改變,進而出現(xiàn)慢性進行性通氣功能障礙和缺氧血癥等臨床表現(xiàn)。研究發(fā)現(xiàn),肺纖維化組織中自噬水平降低,促進肌成纖維細(xì)胞形成及細(xì)胞外基質(zhì)沉淀,是肺纖維化發(fā)生的重要原因之一。
3.1 中藥復(fù)方及制劑
楊長福等[18]通過補肺湯(由丹參、黃芪、黨參、補骨脂、桑白皮、百部組成)對肺纖維化小鼠進行干預(yù),干預(yù)后模型小鼠肺組織炎癥及膠原表達評分顯著降低,且下調(diào)Cat-D蛋白、Smad3,上調(diào)Beclin1蛋白、ATG5及p62表達。表明補肺湯可能通過調(diào)節(jié)細(xì)胞自噬對肺纖維化起到干預(yù)作用。
張川鋒[19]、潘怡等[20]、王明杰[21]、王麗娟[22]的系列研究觀察了補陽還五湯(由生黃芪、當(dāng)歸尾、赤芍、川芎、桃仁、紅花、地龍組成)對肺纖維化小鼠模型的作用,結(jié)果顯示補陽還五湯可改善肺纖維化小鼠肺組織纖維化程度,下調(diào)p-mTOR、Bcl2、α-SMA、p56蛋白表達,上調(diào)Beclin1、LC3Ⅱ、ULK1、Caspases3蛋白表達,促進肺組織的凋亡與自噬。體外細(xì)胞實驗顯示補陽還五湯可有效抑制人胚肺成纖維細(xì)胞中α-SMA、p56表達,激活PTEN、ULK1表達。表明補陽還五湯可能通過阻斷mTOR信號通路激活細(xì)胞自噬,減少細(xì)胞外基質(zhì)產(chǎn)生,發(fā)揮抗肺纖維化作用。
戴晨[23]觀察益肺散結(jié)方(由黃芪、防風(fēng)、白術(shù)、浙貝母、白芥子、桑白皮、三七、莪術(shù)組成)干預(yù)肺纖維化小鼠模型顯示:益肺散結(jié)方通過降低PI3K、AKT、mTOR磷酸化水平,上調(diào)LC3Ⅱ、Beclin1蛋白表達,激活自噬,降低肺組織羥脯氨酸含量及TGF-β1、COL-Ⅰ、COL-Ⅲ表達,進而干預(yù)肺纖維化疾病進程。
3.2 中藥單體
Cho等[24]應(yīng)用黃芪甲苷處理H2O2刺激的支氣管纖維化小鼠模型,結(jié)果顯示黃芪甲苷可下調(diào)小鼠氣道上皮Beclin1和LC3Ⅰ/Ⅱ表達,抑制自噬體形成,有效的減輕ROS促進的支氣管纖維化。徐昌君等[25]在小鼠博來霉素致肺纖維化模型中應(yīng)用黃芪甲苷干預(yù),結(jié)果顯示其提高LC3Ⅰ/Ⅱ和Beclin1表達,減少p62積累,抑制PI3K、AKT、mTOR磷酸化水平,同時抑制肺組織炎癥反應(yīng),下調(diào)TGF-β1表達,表明黃芪甲苷可通過抑制PI3K/AKT/mTOR信號通路,激活肺組織自噬,從而抑制纖維化發(fā)展。王鵬飛等[26]實驗證實黃芪甲苷能顯著提高模型鼠肺組織LC3Ⅱ蛋白表達,抑制p62蛋白積累,降低Caspase-1,IL-1β和IL-18蛋白表達。表明黃芪甲苷抑制肺纖維化的作用與促進細(xì)胞自噬有關(guān)。
李晨曦[27]觀察莪術(shù)主要成分莪術(shù)醇、姜黃素及三七主要成分三七總皂苷對小鼠肺纖維化的干預(yù)情況,結(jié)果顯示莪術(shù)醇、姜黃素、三七總皂苷下調(diào)致纖維化相關(guān)因子TGF-β1、α-SMA、COL-Ⅲ的表達,上調(diào)LC3Ⅱ、Beclin1的表達,抑制了PI3K/AKT/mTOR信號通路。劉洋[28]通過細(xì)胞實驗表明姜黃素、莪術(shù)醇能減少人肺成纖維細(xì)胞膠原合成,增加自噬小體形成,提高Beclin1、ATG7、LC3Ⅱ表達。表明莪術(shù)、三七對肺纖維化的治療作用與激活細(xì)胞自噬相關(guān)。
杜思曈[29]應(yīng)用薯蕷皂苷干預(yù)矽肺小鼠模型,結(jié)果顯示薯蕷皂苷上調(diào)小鼠肺泡巨噬細(xì)胞中LC3Ⅱ、BECN1表達,下調(diào)p62表達及AKT/mTOR通路磷酸化水平,促進細(xì)胞自噬流,促進線粒體自噬相關(guān)蛋白PINK1和Parkin的表達,限制線粒體凋亡關(guān)鍵蛋白細(xì)胞色素酶C分布,降低線粒體ROS高表達及凋亡蛋白Caspase 3/7活性,降低細(xì)胞分泌IL-1β、IL-6和MCP-1水平及COL-Ⅰ、COL-Ⅲ的mRNA、蛋白表達。表明薯蕷皂苷通過促進肺泡巨噬細(xì)胞自噬,增強對胞內(nèi)受損線粒體清除,從而減輕線粒體介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡及炎癥介質(zhì)、促纖維化因子表達,達到緩解硅沉著病的炎癥及纖維化進程。
4 中醫(yī)藥干預(yù)自噬治療心肌纖維化
心肌纖維化是細(xì)胞壞死、炎癥反應(yīng)等因素刺激導(dǎo)致成纖維細(xì)胞增殖、細(xì)胞外基質(zhì)合成增加、降解不足,使細(xì)胞外基質(zhì)過度沉積的現(xiàn)象,纖維化會導(dǎo)致心臟功能異常和心電異常。研究表明自噬對心肌纖維化有著促進和抑制雙重作用。一方面心肌細(xì)胞的自噬性細(xì)胞死亡可以減少心肌纖維化,延緩心臟重塑,另一方面在缺血、缺氧環(huán)境下過度的自噬對心肌纖維化有一定的促進作用,進而影響心臟重塑,導(dǎo)致心臟功能下降[30]。
4.1 中藥復(fù)方及制劑
閆翠等[31]觀察養(yǎng)心康片對慢性心力衰竭小鼠心肌纖維化的影響,結(jié)果顯示養(yǎng)心康片可下調(diào)α-SMA,COL-Ⅰ、COL-Ⅲ,LAMP,LC3,Beclin1表達,改善心肌纖維化程度。表明養(yǎng)心康片可通過下調(diào)自噬減緩慢性心力衰竭小鼠心肌纖維化,改善心功能。
黃小樓[32]觀察益氣活血藥(由生黃芪、人參、當(dāng)歸、川芍、三七組成)對心肌梗死動物模型的心肌重塑作用,結(jié)果顯示術(shù)后7 d益氣活血藥下調(diào)mTOR及其下游蛋白質(zhì)合成相關(guān)通路4EBP1,上調(diào)Beclin1、LC3Ⅱ、p62蛋白表達,提高自噬流,上調(diào)自噬溶酶體蛋白Cathepsin D表達,加速自噬的更新及蛋白質(zhì)降解,改善心肌細(xì)胞肥大及纖維化程度,術(shù)后28 d益氣活血藥組自噬恢復(fù)基礎(chǔ)水平,p-mTOR/mTOR及p-4EBP1/4EBP1通路表達增強,蛋白質(zhì)合成活躍。表明益氣活血藥可能通過mTOR途徑干預(yù)自噬,進而調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)合成與降解,使得心肌梗死后心室重塑向良性方向發(fā)展,改善纖維化程度。
4.2 中藥單體
趙明等[33]觀察姜黃素干預(yù)血管緊張素Ⅱ(AngⅡ)誘導(dǎo)的鼠心肌纖維化疾病模型,結(jié)果顯示姜黃素下調(diào)COL-Ⅲ表達,減輕心肌纖維化,并呈劑量依賴性激活心肌LC3和p62活化,應(yīng)用自噬抑制劑氯喹干預(yù)后姜黃素對心肌纖維化的作用受到明顯拮抗。表明姜黃素通過激活心肌組織自噬活化對抗AngⅡ誘導(dǎo)的小鼠心肌纖維化發(fā)生。
杜琎等[34]觀察丹參酚酸B減輕大鼠心肌纖維化的機制,結(jié)果顯示丹參酚酸B組較模型組中心重指數(shù)、左心室重指數(shù)和心肌中COL-Ⅰ、COL-Ⅲ水平明顯降低,PI3K、AKT、p-AKT、mTOR表達降低,Beclin1、LC3Ⅱ表達明顯升高。表明丹參酚酸B能夠抑制的大鼠心肌纖維化,其機制與抑制PI3K/AKT/mTOR傳導(dǎo)通路促進細(xì)胞自噬密切相關(guān)。
5 中醫(yī)藥干預(yù)自噬治療腎纖維化
腎纖維化是各種腎臟疾病持續(xù)進展至終末期的共同結(jié)果,炎癥反應(yīng)等刺激因素刺激腎小管上皮細(xì)胞分泌過多的細(xì)胞外基質(zhì)并沉積于腎間質(zhì)或腎小球,纖維化伴隨腎功能受損,持續(xù)發(fā)展可致腎衰竭。近年來,自噬與腎纖維化的關(guān)系日漸受到廣泛關(guān)注與重視,研究表明,自噬可以延緩腎纖維化現(xiàn)象的發(fā)生,但過度激活的自噬也會加重纖維化[35]。
5.1 中藥復(fù)方及制劑
劉芳[36]、趙明明等[37]分別觀察了六味地黃丸(由熟地黃、山茱萸、山藥、澤瀉、牡丹皮、茯苓組成)和蟬蘇地黃湯(由蟬蛻、川芎、蘇葉、熟地黃、山藥、山萸肉、白花蛇舌草等組成)對大鼠腎臟纖維化動物模型的影響,結(jié)果均顯示:模型組腎組織中LC3、Beclin1表達水平顯著升高;與模型組比較,中藥組LC3、Beclin1表達水平顯著降低,纖維化水平降低。表明蟬蘇地黃湯和六味地黃丸均可能通過抑制腎臟過度自噬從而緩解腎纖維化,改善腎功能。
李劉生等[38]觀察益氣祛風(fēng)通絡(luò)飲(由生黃芪、僵蠶、青風(fēng)藤、白花蛇舌草、丹參等組成)對阿奇霉素腎臟纖維化大鼠模型的作用,結(jié)果顯示:模型組腎組織中LC3、Beclin1表達水平顯著升高,益氣祛風(fēng)通絡(luò)飲組腎組織中纖維粘連蛋白(FN)和層粘連蛋白(LN)、LC3、Beclin1表達水平顯著降低,表明益氣祛風(fēng)通絡(luò)飲其對腎纖維化的改善作用,可能是通過抑制過度自噬從而下調(diào)纖維蛋白表達,減輕纖維化。
5.2 中藥單體
竇芳等[39-42]觀察了大黃組分大黃素及蘆薈大黃素干預(yù)小鼠單側(cè)輸尿管梗阻所致腎纖維化模型的影響,結(jié)果顯示二者均可抑制腎纖維化,降低腎損傷,恢復(fù)腎功能,PI3K、p-AKT、mTOR蛋白的表達降低,LC3、LC3Ⅱ/LC3Ⅰ和Beclin1的表達水平增加,同時,二者分別作用于TGF-β1誘導(dǎo)的細(xì)胞模型亦使LC3、LC3Ⅱ/LC3Ⅰ和Beclin1的表達水平增加,PI3K、p-AKT、mTOR蛋白的表達降低。分別從體內(nèi)外實驗闡述大黃組分可以抑制PI3K/AKT/mTOR通路,激活細(xì)胞自噬,進而發(fā)揮抗腎纖維化作用,減輕腎損傷。
賀雨[43]、黃小娟等[44]觀察丹參酚酸B對腎纖維化模型大鼠腎臟的保護作用,結(jié)果顯示丹參酚酸B可降低小鼠血肌酐和尿素氮水平、腎組織病理損傷,減少膠原纖維沉積,下調(diào)Vimentin、α-SMA、mTOR,上調(diào)LC3Ⅱ、Beclin1表達。體外細(xì)胞實驗顯示丹參酚酸B可上調(diào)腎組織LC3Ⅱ/LC3Ⅰ比值、Beclin1的表達、Sirt1蛋白的表達、降低腎組織mTOR和p62的表達。表明丹參酚酸B能夠通過誘導(dǎo)Sirt1激活自噬并改善TGF-β1誘導(dǎo)細(xì)胞纖維化。
6 中醫(yī)藥干預(yù)自噬治療其他纖維化疾病
6.1 增生性瘢痕
病理性瘢痕是一種真皮纖維化疾病,是創(chuàng)傷后皮膚結(jié)締組織異常修復(fù)的結(jié)果,其組織病理學(xué)特點為成纖維細(xì)胞的過度增殖及凋亡受抑制,細(xì)胞外基質(zhì)過度沉積及各類膠原纖維排列紊亂,病理性瘢痕形成機制尚不明確。近年來研究表明,增生性瘢痕中存在自噬水平增高,自噬可通過調(diào)控細(xì)胞外基質(zhì)的合成與降解,成纖維細(xì)胞凋亡、細(xì)胞因子分泌及炎癥介質(zhì)等從而參與病理性瘢痕的發(fā)生發(fā)展。
許志榮[45]觀察芍藥苷干預(yù)增生性瘢痕成纖維細(xì)胞,結(jié)果顯示:芍藥苷處理后細(xì)胞胞質(zhì)內(nèi)可見明顯的自噬體和自噬溶酶體,增生性瘢痕成纖維細(xì)胞中LC3Ⅱ/LC3Ⅰ比值以及P38MAPK和p-ERK1/2表達均上調(diào)。表明芍藥苷能誘導(dǎo)增生性瘢痕成纖維細(xì)胞自噬的發(fā)P38MAPK生。
徐志山等[46-47]觀察苦參堿對瘢痕疙瘩成纖維細(xì)胞的影響,結(jié)果顯示苦參堿可以抑制CDK4、CDK6、Bcl-2和LC3Ⅰ蛋白的表達,促進Bax、LC3Ⅱ和Beclin1的表達,提示苦參堿可以通過促進成纖維細(xì)胞自噬從而抑制纖維化水平。
6.2 腹膜纖維化
腹膜纖維化是腹膜在各種因素刺激下,出現(xiàn)細(xì)胞外基質(zhì)過度分泌或降解受阻,導(dǎo)致細(xì)胞外基質(zhì)過度沉淀的現(xiàn)象,纖維化伴隨腹膜間皮細(xì)胞脫落減少、血管周圍炎癥、細(xì)胞排列紊亂等,并使腹膜出現(xiàn)結(jié)構(gòu)和功能性改變,尤其是超濾及轉(zhuǎn)運功能障礙。腹膜纖維化是腹膜透析的重要并發(fā)癥,同時也是影響腹膜透析患者預(yù)后的重要因素。腹膜纖維化伴隨腹膜間皮細(xì)胞的自噬水平異常。
張倩[48]觀察姜黃素對高糖誘導(dǎo)的腹膜纖維化影響,結(jié)果顯示姜黃素干預(yù)后纖維化指標(biāo)E-cadherin、LC3Ⅱ/LC3Ⅰ比值、Beclin1表達上調(diào)、α-SMA下調(diào)。表明姜黃素可通過誘導(dǎo)自噬改善腹膜纖維化表現(xiàn)。
7 小結(jié)
纖維化的發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)歸都與自噬有一定的關(guān)聯(lián)。通過上述文獻研究,我們可以看出中醫(yī)藥在治療肺、肝、腎、心、腹膜纖維化及增生性瘢痕的過程中,能夠通過對自噬相關(guān)信號通路的調(diào)控干預(yù)細(xì)胞自噬過程進而抑制纖維化的發(fā)生。這也為我們深入挖掘中醫(yī)藥治療纖維化疾病作用機制提供新的思路。
8 討論
纖維化的發(fā)生是由于器官組織在內(nèi)、外各種致病因素刺激后,通過免疫反應(yīng)、炎癥反應(yīng)等進行抵御外來損傷和自我修復(fù),修復(fù)過程過度或失控從而出現(xiàn)組織膠原纖維增生以及實質(zhì)細(xì)胞減少。中醫(yī)認(rèn)為,與纖維結(jié)締組織增生有關(guān)的疾病多具有“瘀”“痰”“虛”的特征。如肺纖維化屬于“肺痿”“肺痹”范疇,其病因多為虛、瘀、痰、毒,出現(xiàn)氣虛血瘀、痰瘀互結(jié)、肺氣虧耗、毒損肺絡(luò)等病理改變所致。氣虛、血瘀尤為其重點病機[49]。肝纖維化屬中醫(yī)“積聚”范疇,主要病理表現(xiàn)為“濕”“熱”“毒”“瘀”“虛”,治療該病的首要任務(wù)就是益氣活血,化瘀祛痰[50]。腎纖維化屬“水腫”“關(guān)格”“虛勞”等范疇,其病機主要是體虛、瘀、痰濕和濁毒,腎臟絡(luò)脈阻滯,瘀血內(nèi)阻,導(dǎo)致脾腎虛弱?!梆觥必灤┘膊〉氖冀K,治療上以活血化瘀為主,消補兼施[51]。心肌纖維化根據(jù)臨床特點屬于中醫(yī)“心悸”“胸痹”等范疇,中醫(yī)總體病機為陽氣虧虛、痰瘀互阻,故益氣溫陽、活血祛痰為抗心肌纖維化的治療大法[52]??梢娎w維化疾病的病機總體呈現(xiàn)“本虛標(biāo)實、久病入絡(luò)”的特點,以氣虛血瘀、痰濕阻滯為主,其中尤以血瘀為纖維化病變過程中的重要病機和病理產(chǎn)物。
細(xì)胞自噬是細(xì)胞利用溶酶體降解自身受損的細(xì)胞器和蛋白質(zhì)的過程,正常情況下從物質(zhì)代謝、循環(huán)和能量平衡兩方面維持細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài),而當(dāng)自噬出現(xiàn)異?;蜻^度激活時,則會表現(xiàn)出細(xì)胞損傷乃至自噬性細(xì)胞死亡,反之若自噬減弱則體現(xiàn)為組織的異常增生。自噬在纖維化疾病的發(fā)生發(fā)展過程中起著雙重調(diào)控的作用,一方面自噬可以抑制纖維化的發(fā)生,另一方面超過正常閾值的自噬也會促進纖維化。可見自噬的異常增強或減弱均會導(dǎo)致體內(nèi)病理產(chǎn)物積聚,因而合理的自噬水平才能發(fā)揮其“去瘀生新”的作用,這也與現(xiàn)有文獻中藥基于調(diào)節(jié)自噬治療纖維化疾病時以益氣、活血為主的治法不謀而合?;钛造铕觯鏆庖陨?,祛瘀是生新的前提,生新是祛瘀的基礎(chǔ)[53]。自噬在纖維化疾病的發(fā)生發(fā)展過程中起著雙重調(diào)控的作用,而中醫(yī)藥對自噬的調(diào)控作用也是多元和雙向性的。正是這種雙向的調(diào)節(jié)作用,使得人體在病理狀態(tài)下所產(chǎn)生的功能失調(diào)得以糾正,而疾病自去。
參考文獻
[1]陶金,孫鈺,王靜成,等.細(xì)胞自噬與纖維化疾病的研究進展[J].江蘇醫(yī)藥,2018,44(4):432-437.
[2]張升,吳友蘋,顧利強,等.細(xì)胞自噬進程的分子信號通路研究進展[J].生命的化學(xué),2018,38(2):213-223.
[3]魏星,李文星.自噬的相關(guān)研究進展[J].中華臨床醫(yī)師雜志(連續(xù)型電子期刊),2015,9(13):2564-2568.
[4]Wesselborg S,Stork B.Autophagy signal transduction by ATG proteins:from hierarchies to networks[J].Cell Mol Life Sci,2015,72(24):4721-4757.
[5]Lin C,Zhang M,Zhang Y,et al.Helix B surface peptide attenuates diabetic cardiomyopathy via AMPK-dependent autophagy[J].Biochem Biophys Res Commun,2017,482(4):665-671.
[6]Yang L,Liu Y,Wang M,et al.Celastrus orbiculatus extract triggers apoptosis and autophagy via PI3K/Akt/mTOR inhibition in human colorectal cancer cells[J].Oncol Lett,2016,12(5):3771-3778.
[7]陳雅琳,白天鴿,李瑤瑤,等.抑制自噬增強柔紅霉素與姜黃素合用引起人U937白血病細(xì)胞凋亡的機制[J].中國新藥雜志,2020,29(10):1166-1174.
[8]徐渴陽,蘇曉倩,包劍鋒.扶正化瘀膠囊對氣虛血瘀型肝纖維化模型大鼠細(xì)胞自噬基因LC3Ⅱ和p62的干預(yù)作用[J].浙江中西醫(yī)結(jié)合雜志,2019,29(4):281-284,前插3.
[9]黃蘭蔚.扶正化瘀復(fù)方抑制肝星狀細(xì)胞自噬抗肝纖維化的作用機制[D].上海:上海中醫(yī)藥大學(xué),2014.
[10]王寶玉,趙文,牛學(xué)敏,等.益氣活血方調(diào)節(jié)自噬及逆轉(zhuǎn)肝纖維化機制的研究[J].中華肝臟病雜志,2017,25(5):365-370.
[11]姜輝,張家富,高家榮,等.疏肝健脾方對肝纖維化大鼠自噬蛋白Beclin-1和LC3-Ⅱ的影響[J].中國中西醫(yī)結(jié)合雜志,2017,37(8):955-960.
[12]安禎祥,何遠(yuǎn)利,王敏,等.扶脾柔肝方含藥血清對大鼠原代肝星狀細(xì)胞上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化及自噬的影響[J].中藥新藥與臨床藥理,2019,30(4):408-415.
[13]潘圓未.青蒿琥酯誘導(dǎo)活化肝星狀細(xì)胞凋亡和自噬的作用機制研究[D].上海:上海中醫(yī)藥大學(xué),2015.
[14]張晶.丹參酚酸B抑制自噬和白藜蘆誘導(dǎo)自噬抑制HSC活化的機制研究[D].上海:上海中醫(yī)藥大學(xué),2014.
[15]孔德松,張自力,張峰,等.姜黃素通過影響自噬調(diào)控肝細(xì)胞上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化及肝纖維化進程的作用與機制研究[J].中國藥理學(xué)通報,2019,35(10):1388-1393.
[16]宋慧東,潘潔,歐陽鵬,等.姜黃素對肝纖維化大鼠中自噬相關(guān)蛋白作用的觀察[J].新醫(yī)學(xué),2018,49(8):579-582.
[17]馬子華,張景允,楊柳,等.氧化苦參堿干預(yù)砷致肝星狀細(xì)胞活化中細(xì)胞自噬的研究[J].中國病理生理雜志,2019,35(9):1662-1667.
[18]楊長福,劉楊,徐昌君,等.補肺湯對肺纖維化中自噬蛋白Cat-D,beclin-1,p62的影響[J].中國新藥雜志,2017,26(16):1930-1937.
[19]張川鋒.補陽還五湯大鼠含藥血清介導(dǎo)mTOR調(diào)控TGF-β誘導(dǎo)成纖維細(xì)胞自噬機制研究[D].成都:成都中醫(yī)藥大學(xué),2018.
[20]潘怡,王振興,郭靜,等.補陽還五湯對肺纖維化小鼠中介導(dǎo)細(xì)胞自噬的mTOR蛋白的調(diào)控機制探討[J].中國實驗方劑學(xué)雜志,2019,25(6):23-31.
[21]王明杰.補陽還五湯對大鼠特發(fā)性肺纖維化的改善機制與凋亡因子BCL2和自噬的關(guān)系[D].成都:成都中醫(yī)藥大學(xué),2018.
[22]王麗娟.補陽還五湯對特發(fā)性肺纖維化小鼠mTOR/ULK1蛋白表達的影響[D].成都:成都中醫(yī)藥大學(xué),2018.
[23]戴晨.益肺散結(jié)方干預(yù)小鼠肺纖維化作用機理初步研究[D].昆明:云南中醫(yī)學(xué)院,2018.
[24]Cho IH,Choi YJ,Gong JH,et al.Astragalin inhibits autophagy-associated airway epithelial fibrosis[J].Respir Res,2015,16(1):51.
[25]徐昌君,王鵬飛,劉楊,等.黃芪甲苷對特發(fā)性肺纖維化自噬活性作用及PI3K/Akt/mTOR信號調(diào)控的影響[J].中國實驗方劑學(xué)雜志,2017,23(18):75-82.
[26]王鵬飛,林昶,劉楊,等.黃芪甲苷對博來霉素誘導(dǎo)的小鼠特發(fā)性肺纖維化自噬和焦亡的影響[J].中國實驗方劑學(xué)雜志,2018,24(10):144-149.
[27]李晨曦.益肺散結(jié)方部分組分激活自噬干預(yù)小鼠肺纖維化的實驗研究[D].昆明:云南中醫(yī)藥大學(xué),2019.
[28]劉洋.莪術(shù)主要成分激活自噬干預(yù)HLF細(xì)胞膠原合成的實驗研究[D].昆明:云南中醫(yī)藥大學(xué),2019.
[29]杜思曈.薯蕷皂苷調(diào)控肺泡巨噬細(xì)胞自噬減輕矽塵所致肺部炎癥和纖維化的機制研究[D].沈陽:中國醫(yī)科大學(xué),2019.
[30]陶金,孫鈺,王靜成,等.細(xì)胞自噬與纖維化疾病的研究進展[J].江蘇醫(yī)藥,2018,44(4):432-437.
[31]閆翠,周政,梁碧榮,等.養(yǎng)心康片調(diào)節(jié)自噬對慢性心力衰竭小鼠心肌纖維化的影響[J].中國實驗方劑學(xué)雜志,2019,25(3):53-58.
[32]黃小樓.益氣活血藥通過調(diào)節(jié)自噬對心梗大鼠心室重塑的研究[D].北京:北京中醫(yī)藥大學(xué),2018.
[33]趙明,陳錦銣,韓秀敏,等.姜黃素激活自噬對抗ANGⅡ誘導(dǎo)的心肌纖維化發(fā)生[J].中國心血管病研究,2017,15(5):470-474,后插2.
[34]杜琎,石開虎,趙揚,等.丹參酚酸B通過抑制PI3K/AKT/mTOR通路促進自噬減輕大鼠心肌纖維化的研究[J].現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)進展,2019,19(20):3812-3817.
[35]吳承,朱少明.自噬及其在腎纖維化中的作用研究進展[J].疑難病雜志,2019,18(5):532-536.
[36]劉芳.六味地黃丸對大鼠腎臟纖維化過程中自噬水平的影響研究[D].南昌:江西中醫(yī)藥大學(xué),2019.
[37]趙明明,楊斌,張昱,等.蟬蘇地黃湯對阿霉素大鼠腎臟纖維化及自噬相關(guān)蛋白LC3和Beclin-1表達的影響[J].世界中西醫(yī)結(jié)合雜志,2017,12(1):57-61.
[38]李劉生,楊斌,張昱,等.益氣祛風(fēng)通絡(luò)飲對阿霉素大鼠腎臟纖維化的拮抗作用和對腎組織細(xì)胞自噬的調(diào)節(jié)作用[J].世界中西醫(yī)結(jié)合雜志,2017,12(7):938-943.
[39]竇芳.基于脂質(zhì)組學(xué)及自噬調(diào)控途徑研究大黃組分抗腎纖維化的作用機制[D].西安:解放軍空軍軍醫(yī)大學(xué),2018.
[40]竇芳,丁一,姚敏娜,等.大黃素通過激活自噬對TGF-β1誘導(dǎo)的HK-2細(xì)胞纖維化因子的影響[J].中國藥理學(xué)通報,2018,34(11):1555-1559.
[41]竇芳,丁一,楚建杰,等.大黃素抑制Akt/mTOR通路抗腎小管上皮細(xì)胞纖維化的作用研究[J].中國藥師,2018,21(10):1707-1711.
[42]竇芳,丁一,李韋韋,等.大黃素通過PI3K/Akt/mTOR信號通路改善單側(cè)輸尿管梗阻模型小鼠腎臟纖維化[J].中華腎臟病雜志,2018,34(5):370-376.
[43]賀雨.Sirt1/自噬在丹酚酸B干預(yù)腎纖維化中的作用及機制[D].廣州:廣州中醫(yī)藥大學(xué),2018.
[44]黃小娟,賀雨,劉碧好,等.丹酚酸B通過調(diào)控自噬改善UUO小鼠腎纖維化[J].中藥材,2018,41(9):2201-2205.
[45]許志榮.芍藥苷誘導(dǎo)增生性瘢痕成纖維細(xì)胞自噬的發(fā)生[D].廣州:暨南大學(xué),2016.
[46]徐志山,張倩,葉萌,等.苦參堿對瘢痕疙瘩成纖維細(xì)胞的生物學(xué)功能及相關(guān)調(diào)控蛋白的影響[J].中國美容整形外科雜志,2019,30(7):397-400.
[47]徐志山,王洪一,鐘黎明,等.苦參堿對瘢痕疙瘩成纖維細(xì)胞生長的抑制作用實驗研究[J].中國美容醫(yī)學(xué),2018,27(10):137-139,143.
[48]張倩.姜黃素調(diào)節(jié)自噬改善高糖誘導(dǎo)的腹膜纖維化[D].青島:青島大學(xué),2019.
[49]王明杰,王麗娟,楊晗,等.益氣活血法治療肺纖維化的方藥淺探[J].云南中醫(yī)中藥雜志,2018,39(5):54-56.
[50]楊廣棟,高志遠(yuǎn),李衛(wèi)民,等.中醫(yī)對肝纖維化的認(rèn)識及論治方法研究現(xiàn)狀[J].國際中醫(yī)中藥雜志,2018,40(1):87-91.
[51]吉晶,何立群.中西醫(yī)防治腎纖維化的研究進展[J].中國實驗方劑學(xué)雜志,2018,24(19):221-228.
[52]王詠,周耀中,杭宇,等.心肌纖維化的信號傳導(dǎo)機制及中醫(yī)藥治療探討[J].中西醫(yī)結(jié)合心腦血管病雜志,2018,16(4):421-424.
[53]王海燕,邱幸凡,張六通,等.“祛瘀生新”內(nèi)涵及機理探討[J].中醫(yī)藥學(xué)刊,2006,24(8):1493-1495.
(2020-02-25收稿 責(zé)任編輯:楊覺雄)
本期責(zé)任編輯:王楊