基于Toll樣受體4/核因子-κB信號通路中醫(yī)藥干預(yù)潰瘍性結(jié)腸炎作用機制的研究進展

賈福運 高望

隨著近年來在潰瘍性結(jié)腸炎(ulcerative colitis，UC)領(lǐng)域的研究不斷深入，誘發(fā)UC的分子信號通路已被熟知，其中以Toll樣受體4(Toll-like receptor 4，TLR4)及核因子-κB(nuclear factor-kappa B，NF-κB)密切相關(guān)[1]，TLR4可通過與脂多糖等融合從而誘發(fā)炎癥反應(yīng)來調(diào)節(jié)機體自身免疫[2]，由TLR4介導(dǎo)的髓樣分化因子88(myeloid differentiation factor88，MyD88)依賴性途徑能誘導(dǎo)NF-κB抑制蛋白激酶IKK的磷酸化，最終激活NF-κB信號通路[3]。NF-κB作為一種核轉(zhuǎn)錄因子具有高度保守性，其廣泛存在于人體各類組織中，它能特異性結(jié)合κB在多種細胞基因啟動子和增強子中的轉(zhuǎn)錄序列位，且參與機體內(nèi)免疫、炎癥反應(yīng)、細胞增長、病毒感染等[4]。當(dāng)機體處于非激活狀態(tài)下，NF-κB以非活性形式存在于胞漿中，即NF-κB與其抑制蛋白(inhibitor of NF-κB，I-κB)家族形成復(fù)合物，NF-κB只有在離開I-κB進入細胞核調(diào)控轉(zhuǎn)錄時才被激活，因此活化后的TLR4/NF-κB信號通路能調(diào)節(jié)腸粘膜損傷治療UC。本文基于TLR4/NF-κB信號通路，尋求中醫(yī)藥在調(diào)節(jié)炎癥因子、調(diào)控巨噬細胞移動抑制因子(macrophage migration inhibitory factor，MIF)、抗氧化、下調(diào)環(huán)氧化酶-2(cyclooxygenase-2，COX-2)及修復(fù)腸黏膜屏障治療UC作用機制方面進行綜述，旨在為臨床提供理論參考。

1 中醫(yī)藥通過干預(yù)TLR4/NF-κB信號通路調(diào)節(jié)炎癥因子

1.1 調(diào)節(jié)炎癥因子的平衡

炎癥反應(yīng)在UC病理機制中處于核心位置，其中細胞因子能在炎癥介質(zhì)中調(diào)節(jié)結(jié)腸黏膜的病理性損傷[5]。調(diào)節(jié)炎癥因子之間的平衡[6]及T細胞活化[7]在UC的發(fā)生進展中有重要作用。當(dāng)促炎因子過度表達時能加速介導(dǎo)UC的進展。腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor α，TNF-α)是由活化的對巨噬細胞所產(chǎn)生，能促使腸道黏膜在局部的炎性改變，而且能促進白細胞介素(interleukin，IL)-1及IL-6的分泌，共同作用于細胞因子的炎癥反應(yīng)[8]。IL-8是被細胞因子TNF-α和IL-6所促進生成，主要是通過對嗜堿性粒細胞和對T細胞的趨化作用以及加速中性粒細胞的粘附與活化[9]，并且與UC的疾病活動指數(shù)水平呈正相關(guān)性[10]。IL-17是由輔助性T細胞17分泌，既能誘導(dǎo)內(nèi)皮和上皮細胞促使IL-6和IL-8等炎癥因子的產(chǎn)生，同時還能修復(fù)腸道黏膜的通透性[11]。

抑炎癥因子IL-2是由Th1所分泌出的一種抑炎因子，能調(diào)節(jié)NK細胞活化且增加巨噬細胞的殺傷作用，有研究顯示與健康人相比，UC患者體重的血清IL-2水平與疾病的進展呈負相關(guān)[12]。主要由Th2及單核巨噬細胞所產(chǎn)生的IL-10能夠調(diào)控細胞的增殖與分化，參與免疫反應(yīng)過程[13]，且研究發(fā)現(xiàn)，腸上皮細胞應(yīng)激反應(yīng)能在體內(nèi)缺少IL-10的小鼠中所產(chǎn)生，從而進展為炎癥性腸病[14]。而IL-13作為一種雙重調(diào)節(jié)的細胞因子，既能損傷上皮細胞屏障功能[15]，又可增加腸黏膜固有層細胞分泌[16]。

研究發(fā)現(xiàn)[17]，在五味子甲素誘導(dǎo)下的大鼠尿液中乳果糖、L/M比值明顯降低，尿液中甘露醇水平提升，說明其可減少大鼠結(jié)腸黏膜的通透性，且上調(diào)血清轉(zhuǎn)化生長因子(transforming growth factor，TGF)-β1和IL-10表達，下調(diào)血清IL-6和TNF-α水平，表明五味子甲素可通過干預(yù)TLR4/NF-κB信號通路干預(yù)UC大鼠模型，調(diào)節(jié)促炎和抑炎因子之間的平衡。馬克龍等[18]研究發(fā)現(xiàn)，肉桂醛能明顯改善白念珠菌誘導(dǎo)下UC小鼠結(jié)腸黏膜中的狀態(tài)，減少血清及結(jié)腸組織中細胞因子TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-8的含量，促進抗炎因子IL-10的表達，同時下調(diào)結(jié)腸組織樹突狀細胞相關(guān)性C型植物血凝素1、TLR2、TLR4和NF-κB的蛋白表達水平，表明肉桂醛可能是通過抑制白念珠菌的增殖，調(diào)節(jié)TLR4/NF-κB信號傳導(dǎo)途徑以調(diào)節(jié)UC中的炎癥因子。田先翔等[19]研究發(fā)現(xiàn)，板黨多糖能下調(diào)4,6-三硝基苯磺酸(trinitro-benzene-sulfonic acid，TNBS)誘導(dǎo)下UC大鼠結(jié)腸粘膜中TLR4、IL-6、NF-κB、TNF-α mRNA的表達，上調(diào)IL-10的mRNA的表達，表明板黨治療UC可能是通過抑制TLR4/NF-κB信號傳導(dǎo)途徑，調(diào)節(jié)抗促炎癥因子表達水平從而改善UC的進展。蔣曉梅等[20]發(fā)現(xiàn)通過黃連總生物堿干預(yù)后的腸粘膜組織中IL-6、TNF-α水平明顯下調(diào)，IL-10水平升高，磷酸化絲裂原活化蛋白激酶p38抗體和NF-κB蛋白表達水平及NF-κB蛋白表達陽性率顯著降低，表明黃連總生物堿能緩解腸粘膜炎癥損傷，抑制NF-κB通路，從而調(diào)節(jié)UC中的炎癥因子。崔娜娟等[21]研究發(fā)現(xiàn)，柴芍六君湯能通過抑制TLR4/MyD88/NF-κB信號通路過度激活，下調(diào)促炎因子IL-17水平，上調(diào)抗炎因子IL-4和IL-10蛋白表達，從而治療UC，減輕腸道炎癥反應(yīng)。研究采用TNBS法制備UC大鼠模型，發(fā)現(xiàn)黃芩苷能明顯改善結(jié)腸大體形態(tài)，且與抑制炎癥反應(yīng)的分泌呈劑量相關(guān)性，高劑量的黃芩苷可下調(diào)結(jié)腸組織中TNF-α、IL-8和IL-1的表達水平，降低NF-κB的蛋白水平，上調(diào)I-κBα表達水平[22]。Feng等人[23]采用不同的造模及檢測方法發(fā)現(xiàn)，與美沙拉嗪對照組相比，用黃芩苷灌胃后UC小鼠結(jié)腸黏膜中NF-κB p65和TLR4的表達降低，且黃芩苷能夠明顯調(diào)節(jié)結(jié)腸組織中促炎(TNF-α、IL-6和IL-13)和抗炎(IL-10)細胞因子的mRNA表達，而美沙拉嗪只能調(diào)節(jié)促炎(TNF-α、IL-6和IL-13)的mRNA表達。以上研究可表明黃芩苷能有效干預(yù)NF-κB活化以達到調(diào)節(jié)炎癥因子的作用。

1.2 干預(yù)促炎癥因子

徐敏等[24]選用50只雌雄各半的Wistar大鼠，以病證相結(jié)合的理論，用辛辣高脂的食物進行喂養(yǎng)后復(fù)制濕熱內(nèi)蘊型UC大鼠模型后發(fā)現(xiàn)，與柳氮磺吡啶組相比，經(jīng)高劑量的芍藥湯干預(yù)后，可顯著下調(diào)大鼠腸黏膜中的TLR4、NF-κB p65的表達水平，降低促炎因子IL-6的基因表達，從而干預(yù)TLR4/NF-κB信號通路過度激活以修復(fù)結(jié)腸黏膜，達到治療UC的目的。同樣祖健等人[25]選用濕熱內(nèi)蘊型大鼠造模后發(fā)現(xiàn)，芍藥湯能明顯降低促炎因子IL-8的含量，加速腸粘膜的修復(fù)。本文認為這可能與實驗的檢測方法不同及培養(yǎng)大鼠模型的周期不同有關(guān)。閆曙光等[26]研究發(fā)現(xiàn)，黃連素與6-姜烯酚聯(lián)合應(yīng)用后，二者能顯著地干預(yù)腸道上皮組織TLR4/NF-κB信號通路的異?；罨?，通過抑制TLR4受體表達從而抑制NF-κB蛋白磷酸化，降低下游炎癥因子TNF-α、IL-1β的含量，最終達到抑制炎癥反應(yīng)的效果。陳天杰等[27]研究選取臨床中慢性復(fù)發(fā)型UC患者106例發(fā)現(xiàn)，參苓白術(shù)散對慢性復(fù)發(fā)型潰瘍性結(jié)腸炎效果顯著，其作用機制可能通過抑制NF-κB活化，促進腸黏膜損傷修復(fù)，降低相關(guān)炎癥因子IL-1β、IL-6、IL-8、TNF-α及低氧誘導(dǎo)因子(hypoxia inducible factor，HIF)-α從而降低復(fù)發(fā)率治療UC。李姿慧等[28]研究選用參苓白術(shù)散對脾虛濕困型UC小鼠進行研究發(fā)現(xiàn)，參苓白術(shù)散通過抑制NF-κB信號通路上游磷酸化，進而阻止NF-κB核移位，下調(diào)大鼠血清中TNF-α、IL-6及IL-1β水平，從而抑制炎癥因子，治療UC。以上三種實驗采用不同的藥物只對促炎因子TNF-α、IL-6、IL-8及IL-1β進行干預(yù)，或許可以考慮當(dāng)前治療UC應(yīng)著重以調(diào)節(jié)這類促炎癥因子為主。

細胞因子的免疫調(diào)節(jié)在潰瘍性結(jié)腸炎的治療中占據(jù)重要地位，本文指出調(diào)節(jié)特定炎癥因子來調(diào)節(jié)蛋白表達水平治療UC。而最近研究證實，IL-17[29]、IL-23[30]亦與UC關(guān)系密切，那么今后是否可從TLR4/NF-κB信號通絡(luò)為切入點，干預(yù)IL-17及IL-23從而治療UC。

2 中醫(yī)藥通過干預(yù)TLR4/NF-κB信號通路干預(yù)MIF

MIF是由巨噬細胞及T細胞所分泌的細胞因子，且是含有不同生物特性的前炎癥因子。作為一類促炎性細胞因子，MIF在應(yīng)激狀態(tài)下能將炎癥性疾病中的中性粒細胞及巨噬細胞向炎癥灶聚集[31]，抑制巨噬細胞游走。易文等[32]研究發(fā)現(xiàn)，采用TNBS復(fù)制UC小鼠模型后，通過四逆散可減輕炎癥因子對小鼠結(jié)腸內(nèi)膜的損傷，抑制NF-κB活化，下調(diào)IL-1β、IL-6和TNF-α的表達水平，上調(diào)抗炎因子IL-4、IL-10的表達，從而干預(yù)巨噬細胞移動抑制因子MIF及對應(yīng)的受體CD74基因表達。孫娟[33]研究發(fā)現(xiàn)，一定濃度的參苓白術(shù)散能顯著改善UC小鼠的結(jié)腸組織學(xué)病變，抑制促炎因子TNF-α和巨噬細胞移動抑制因子MIF的釋放，上調(diào)抗炎因子IL-10與表皮生長因子的表達，下調(diào)TLR4及NF-κB表達，表明參苓白術(shù)散可通過調(diào)節(jié)TLR4/NF-κB信號通路及糾正細胞因子平衡治療UC。鐘宇等[34]將56只大鼠隨機分成正常組、模型組、美沙拉嗪組及不同劑量的芍藥湯組后，采用紫外光光度法、酶聯(lián)免疫吸附法、免疫組化及蛋白免疫印跡法檢測結(jié)腸組織中相關(guān)蛋白的含量發(fā)現(xiàn)，芍藥湯組能呈劑量依賴性地調(diào)節(jié)TLR4/NF-κB信號通路，降低血清和結(jié)腸組織中髓過氧化物酶(myeloperoxidase，MPO)、P-選擇素、MIF及血小板血栓烷B2的含量，下調(diào)TLR4和NF-κB蛋白表達，進而抑制炎癥反應(yīng)，加快結(jié)腸黏膜修復(fù)治療UC。并且大量研究顯示，在UC疾病的發(fā)生進展中，MIF作為主要細胞因子發(fā)揮了重要作用，其多種炎癥因子能被免疫細胞及巨噬細胞所活化，進而發(fā)揮在免疫與炎癥類疾病中的作用[35]。

當(dāng)前研究領(lǐng)域多在研究單一CD74受體作用于TLR4/NF-κB信號通路，缺乏對抑制MIF中CD44[36]、趨化因子受體4[37]和趨化因子受體7[38]受體的相關(guān)研究。并且聯(lián)合多受體分子共同發(fā)揮協(xié)同作用應(yīng)是未來研究領(lǐng)域的重點，例如MIF與CD44/CD74復(fù)合體共同結(jié)合后，能促使絲氨酸磷酸化，從而觸發(fā)相關(guān)信號通路[39]。

3 中醫(yī)藥通過干預(yù)TLR4/NF-κB信號通路調(diào)節(jié)氧化

機體在氧化過程中能產(chǎn)生多類高化學(xué)活性氧，如丙二醛(malondialdehyde，MDA)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)、MPO等，而調(diào)節(jié)氧化—抗氧化失衡則是治療腸道黏膜損傷的關(guān)鍵之一[40]。LI等[41]研究發(fā)現(xiàn)，葛根芩連湯能降低TLR4的表達和NF-κB的活化，減輕UC小鼠結(jié)腸氧化應(yīng)激，降低由中性粒細胞所分泌出活性酶MPO[42]及由自由基所引起的脂質(zhì)過氧化反應(yīng)的結(jié)晶MDA[43]表達水平，提高谷胱甘肽含量，同時下調(diào)結(jié)腸TNF-α、IL-6、IL-1β和IL-4等炎癥因子的表達，從而治療UC。劉雪楓等[44]選取50只雄性大鼠隨機分成五組，采用生化法和酶聯(lián)免疫吸附法檢測結(jié)腸組織中的蛋白水平，研究發(fā)現(xiàn)黨參多糖能明顯調(diào)節(jié)結(jié)腸黏膜形態(tài)，抑制NF-κB蛋白表達水平，下調(diào)結(jié)腸黏膜組織中MDA、IL-6、TNF-α水平，上調(diào)IL-10 mRNA表達，表明黨參多糖能夠調(diào)節(jié)抗脂質(zhì)氧化，干預(yù)NF-κB信號通路從而治療UC。宋艷等[45]研究發(fā)現(xiàn)，黃芪多糖能顯著干預(yù)小鼠體內(nèi)炎癥因子的表達，通過抑制NF-κB蛋白水平，下調(diào)血清TNF-α、IL-6水平，且抑制結(jié)腸黏膜組織中MPO活性、MDA、P-選擇素及血小板血栓烷B2水平，激活血清TGF-β1水平及結(jié)腸組織SOD活性，從而改善小鼠體內(nèi)炎癥因子的釋放及組織氧化應(yīng)激損傷。

抗氧化在治療UC中具有不可替代性作用，而當(dāng)前研究多集中在MDA及MPO方面，而SOD是當(dāng)前領(lǐng)域研究新發(fā)現(xiàn)的抗氧化因子，其作用機制能清除自由基，通過抑制脂質(zhì)過氧化反應(yīng)表達，維持細胞膜的穩(wěn)定性進而治療UC[46]。但當(dāng)前對中醫(yī)藥影響SOD的研究頗少，今后應(yīng)增加中醫(yī)藥對多種抗氧化因子的共同協(xié)調(diào)研究，以提高治療UC的多面性。

4 中醫(yī)藥通過干預(yù)TLR4/NF-κB信號通路下調(diào)COX-2

COX-2作為花生四烯酸代謝體系中的關(guān)鍵酶，能增強腸黏膜在機體中的保護性作用，促進腸上皮細胞的修復(fù)[47]。當(dāng)機體被炎癥介質(zhì)、內(nèi)毒素等干預(yù)后，其表達量隨之增加，進而破壞結(jié)腸黏膜，導(dǎo)致UC的進展。CUI等[48]研究采用TNBS法制備UC大鼠模型后發(fā)現(xiàn)，COX-2在體內(nèi)及體外的蛋白表達顯著增加，經(jīng)黃芩苷干預(yù)后能阻斷脂多糖和TNBS誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)，在阻斷脂多糖刺激的NF-κB、p65核轉(zhuǎn)位中起直接作用，且降低了p-NF-κB、p65、p-IκB的蛋白表達，而增加了IκB蛋白的表達，通過抑制TLR4及NF-κB的激活，下調(diào)COX-2、TNF-α、IL-1β及IL-6的表達，從而減少炎癥反應(yīng)，治療UC。李多等[49]采用免疫復(fù)合法制備UC大鼠模型后發(fā)現(xiàn)，經(jīng)復(fù)方黃柏液干預(yù)后的大鼠能明顯抑制抑制NF-κB的激活，進而下調(diào)炎性介質(zhì)TNF-α及IL-6的表達及COX-2蛋白表達，促進結(jié)腸黏膜的修復(fù)。

考慮到COX-2能被多種炎癥遞質(zhì)和細胞因子如IL-1、TNF、表皮生長因子等所誘導(dǎo)，進而催化花生四烯酸合成炎性介質(zhì)前列腺素E2，導(dǎo)致炎細胞因子浸潤?？紤]到當(dāng)前研究領(lǐng)域尚未對此進行相應(yīng)抑制，筆者認為這應(yīng)是未來研究側(cè)重點，且清熱燥濕類藥物是中醫(yī)藥介入TLR4/NF-κB信號通路治療UC的主要方法之一，那么是否考慮臨床上具有同樣藥性的中藥有效成分及復(fù)方在下調(diào)COX-2方面均有顯著的效果？

5 中醫(yī)藥通過干預(yù)TLR4/NF-κB信號通路修復(fù)腸黏膜屏障

腸黏膜屏障包括機械、化學(xué)、免疫及生物屏障四部分，而緊密連接蛋白(tight junction protein，TJP)作為機械屏障的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，在防止有害物質(zhì)和病原體通過腸腔進入粘膜下層方面起著關(guān)鍵作用[50]。肌球蛋白輕鏈激酶(myosin light-chain kinase，MLCK)也是屏障功能障礙的關(guān)鍵效應(yīng)器和潛在的治療靶點，MLCK在腸道炎癥期間參與TJ調(diào)節(jié)[51]，兩者在作用靶點方面都能顯著的抑制炎癥反應(yīng)進而治療UC。Kang等[52]研究構(gòu)建了TNBS誘導(dǎo)的UC大鼠模型，選用補中益氣湯作用于大鼠，并使用柳氮磺吡啶栓藥物進行比對發(fā)現(xiàn)，二者對TNBS誘導(dǎo)的UC大鼠具有相似的治療效果，通過降低TLR4、NF-κB表達，增加UC大鼠中TJP蛋白表達，且補中益氣湯能顯著恢復(fù)腸黏膜結(jié)構(gòu)，減少炎癥浸潤，通過減少促炎細胞因子TNF-α和IL-1β的結(jié)腸產(chǎn)生從而減輕大鼠結(jié)腸炎癥，治療UC。此研究還發(fā)現(xiàn)補中益氣湯同樣可以抑制MLCK，減弱TNF-α誘導(dǎo)的p65核移位和IκB磷酸化，從而改善屏障完整性。

當(dāng)前中醫(yī)藥干預(yù)腸黏膜屏障只停留在修復(fù)腸黏膜機械屏障方面，缺乏對其他領(lǐng)域的研究，且中醫(yī)藥應(yīng)從腸黏膜多靶點、多層面角度修復(fù)腸黏膜結(jié)構(gòu)、降低腸黏膜通透性、調(diào)節(jié)腸道免疫功能及腸道菌群等多方面聯(lián)合治療，發(fā)揮其獨特治療UC的優(yōu)勢。

6 展望

隨著中醫(yī)藥對UC研究領(lǐng)域的不斷深入，已經(jīng)探尋到TLR4/NF-κB信號通路與UC發(fā)生進展密切相關(guān)，中藥單體及有效成分、復(fù)方均可證實通過TLR4/NF-κB信號通路在調(diào)節(jié)炎癥因子的平衡、修復(fù)腸黏膜屏障、下調(diào)COX-2的表達、抗氧化、調(diào)控巨噬細胞移動抑制因子方面療效顯著。

本文認為當(dāng)前在對TLR4/NF-κB信號通路干預(yù)UC作用機制方面存在以下不足：(1)在構(gòu)建UC大小鼠模型方面缺少統(tǒng)一的標準，對不同類型的造模方式提取出的研究重點不盡相同；(2)單味中藥及有效成份干預(yù)TLR4/NF-κB信號通路，是不是脫離了中醫(yī)之道？在今后的研究中，是不是可以把中醫(yī)辨證分型與靶向中藥及有效成份相互結(jié)合，這在一定程度上為研究提供了思路；(3)另外，中藥復(fù)方在干預(yù)TLR4/NF-κB信號通路中，多以標本兼顧、扶正祛邪為主，由多味藥物配伍后組成的復(fù)方在作用機制上尚未明確，且缺乏循證醫(yī)學(xué)證據(jù)及專家指南共識，在臨床療效評估方面也存在標準不統(tǒng)一，從而缺乏療效的可靠性。因此，今后可運用新興研究方法，如網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)、基因組學(xué)等進行整體信息的融合，充分挖掘出更有效的中藥復(fù)方。