毛瓊 鄭凱

潰瘍性結(jié)腸炎(ulcerative colitis,UC)是一種多因素、難治性和復(fù)發(fā)性腸道免疫性疾病,以反復(fù)發(fā)作的里急后重、腹痛、黏液膿血便為主要特征。目前使用的5-氨基水楊酸(5-aminosalicylic acid,5-ASA)、糖皮質(zhì)激素、生物制劑等西藥可以用于UC的緩解,然而這些藥物的副作用、高昂的成本、個(gè)體化的療效和耐藥性限制了它們?cè)谂R床上的應(yīng)用。近年來(lái)從中醫(yī)藥角度出發(fā)對(duì)UC的防治在醫(yī)學(xué)界愈來(lái)愈受歡迎,中藥的活性成分被深度研究,其中黃芩、金銀花、姜黃、甘草、淫羊藿等中草藥中黃酮類單體成分具有代表性。

黃酮類物質(zhì)常見(jiàn)分子式是C15H10O2,分子量一般在200～500之間,以C6-C3-C6為基本碳架,由兩個(gè)苯環(huán)及三個(gè)碳原子組成。根據(jù)中央三碳的氧化程度、是否成環(huán)、B環(huán)的連接位點(diǎn)等特點(diǎn)進(jìn)行不同的化學(xué)成分分類,主要有黃酮、異黃酮、黃酮醇、黃烷酮、二氫黃酮、查爾酮等。研究證明黃酮類中藥單體,如黃芩苷、蘆丁、姜黃素、柚皮苷、木犀草素、苦參酮等通過(guò)不同機(jī)制起到抗自由基、抗氧化、抗腫瘤、抑制炎癥反應(yīng)、抑制細(xì)胞凋亡和抑制自噬反應(yīng)等較強(qiáng)的緩解UC的作用。故本文對(duì)近年來(lái)黃酮類中藥單體調(diào)控相關(guān)信號(hào)通路緩解UC的機(jī)制進(jìn)行綜述,旨在為中藥減輕UC的研究提供理論依據(jù)。

1 干預(yù)NF-κB信號(hào)通路

核因子-κB(nuclear factor kappa-B,NF-κB)是細(xì)胞內(nèi)重要的核轉(zhuǎn)錄因子,是許多信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的匯合點(diǎn)。作為一條經(jīng)典的信號(hào)通路,其在UC的發(fā)病中占據(jù)重要的地位,是目前研究最多的治療UC潛在作用靶點(diǎn)。本通路緩解UC的黃酮類中藥單體數(shù)量眾多,大多通過(guò)下調(diào)通路中下游中間產(chǎn)物的表達(dá)減輕UC癥狀。目前為止屬黃芩苷的作用靶點(diǎn)最多,臨床研究最廣泛。

1.1 NF-κB信號(hào)通路及其與UC的關(guān)系

NF-κB廣泛存在于人體各類組織中,調(diào)節(jié)控制機(jī)體的炎癥反應(yīng)、免疫應(yīng)答,調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡及應(yīng)激反應(yīng),對(duì)免疫系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)至關(guān)重要。一般來(lái)說(shuō),NF-κB蛋白家族由p65(Rel A)、c-Rel、Rel B、p50和p52五個(gè)不同的成員組成,它們可以異源和同源地形成至少12種不同的識(shí)別二聚體。NF-κB是抗炎藥物開發(fā)的重要靶分子[1],其中Toll樣受體4(Toll-like receptors,TLR4)/髓樣分化因子88(myeloid differentiation factor88,MyD88)/NF-κB p65通路在炎癥過(guò)程中被廣泛關(guān)注。TLR4作為先天免疫受體之一[2],可通過(guò)與脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)等融合,經(jīng)歷構(gòu)象改變和二聚化,募集到MyD88,繼而誘導(dǎo)其下游影響因子κB抑制因子激酶(inhibitor of kappa B kinase,IKK)激活κB抑制因子(inhibitor of kappa B,lκB)蛋白,進(jìn)行靶向磷酸化、泛素化和降解,最終釋放出胞質(zhì)中的NF-κB p65進(jìn)入胞核發(fā)揮轉(zhuǎn)錄作用,產(chǎn)生各種促炎和炎癥介質(zhì),包括腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor- α,TNF-α),環(huán)氧合酶-2(cyclooxygenase-2,COX-2),白介素-6(interleukin-6,IL-6)等。大量研究證實(shí)了MyD88依賴性信號(hào)通路在UC發(fā)生發(fā)展中的重要性[3]。

1.2 涉及NF-κB信號(hào)通路的緩解UC的黃酮類中藥單體

黃芩苷是眾多黃芩有效成分中含量最高、研究最廣、相對(duì)安全的[4]。黃芩作為葛根芩連湯、黃芩湯、白頭翁湯等經(jīng)典治痢方中的主藥,具有清熱燥濕、瀉肺腸火之功,偏治熱痢。黃芩苷早先被證實(shí)消除實(shí)驗(yàn)性結(jié)腸炎的機(jī)制是靶向抑制TLR4/NF-κB通路激活[5]。SHEN等[6]進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)采用不同劑量的黃芩苷作用于三硝基苯磺酸(2,4,6-trinitrobenzenesulfonic acid sol,TNBS)誘導(dǎo)的UC大鼠模型,機(jī)體氧化應(yīng)激指標(biāo)超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)、過(guò)氧化氫酶(catalase, CAT)、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)活性均增加,丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量降低,凋亡因子半胱天冬氨酸蛋白酶-9(Caspase-9),炎癥因子白介素1β(interleukin 1β,IL-1β)和TNF-α以及通路相關(guān)因子NF-κB p-65、IKK、IKB的含量相比模型組水平顯著降低。當(dāng)對(duì)500 ng/ml LPS誘導(dǎo)的RAW264.7離體結(jié)腸炎細(xì)胞使用IκBα抑制劑、IKK抑制劑和黃芩苷時(shí),結(jié)果顯示黃芩苷能顯著抑制p-IKBα/IKBα含量的變化,但對(duì)p-IKKβ/IKKβ無(wú)顯著影響,提示黃芩苷通過(guò)IKK/IKB/NF-kB信號(hào)通路發(fā)揮保護(hù)粘膜的氧化應(yīng)激損傷、抑制結(jié)腸細(xì)胞凋亡、對(duì)抗炎癥因子的作用。

黃芩素也是從黃芩中分離的一種黃酮類中藥單體,其在黃芩中含量較少,約0.04%～0.28%[7]。相比黃芩苷善于調(diào)節(jié)UC大鼠的大腸損傷,黃芩素對(duì)小腸治療效果更好[8]。研究發(fā)現(xiàn)黃芩素能夠通過(guò)調(diào)節(jié)NF-κB的活性達(dá)到抗炎效果[9-10]。另有研究通過(guò)連續(xù)7天使用3.5%的葡聚糖硫酸鈉(dextran sulfate sodium,DSS)處理小鼠建立UC模型,在造模前后給予兩種劑量的黃芩素, 結(jié)果顯示兩治療組小鼠的腸上皮細(xì)胞中NF-κBp65的入核率明顯低于結(jié)腸炎組,同時(shí)腸上皮細(xì)胞、單核巨噬細(xì)胞中異常激活釋放的炎癥因子以及NF-κB通路的相關(guān)因子信使RNA(messenger RNA,mRNA)表達(dá)水平均低于結(jié)腸炎組,提示黃芩素對(duì)UC的保護(hù)作用與其抑制TLR4/My D88/NF-κB信號(hào)通路有關(guān)[11]。

淫羊藿苷又名淫羊藿素。淫羊藿,性溫不寒,具有強(qiáng)筋骨、溫腎壯陽(yáng)之功,善治真陽(yáng)不足之痢。研究發(fā)現(xiàn)淫羊藿素對(duì)LPS誘導(dǎo)的小鼠巨噬細(xì)胞內(nèi)NF-κB蛋白的表達(dá)具有明顯的抑制作用,隨后用淫羊藿素給結(jié)腸炎小鼠灌胃,其體內(nèi)結(jié)腸組織的NF-κB蛋白也得出相同結(jié)果,同時(shí)體內(nèi)結(jié)腸組織及體外巨噬細(xì)胞中一氧化氮(nitric oxide, NO)和IL-6的含量也降低,證實(shí)了淫羊藿素通過(guò)抑制NF-κB通路傳導(dǎo),下調(diào)其介導(dǎo)的炎癥因子的表達(dá),從而達(dá)到治療UC的作用[12]。

毛蕊異黃酮是從豆科植物蒙古黃芪干燥根當(dāng)中提取而來(lái)的一種異黃酮類中藥單體。黃芪甘溫而潤(rùn),臟腑虛損諸病常用之,偏治“中氣不足痢”。劉超等[13]進(jìn)行體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)毛蕊異黃酮可以抑制LPS誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞中炎癥因子IL-6和TNF-α的mRNA表達(dá)。研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn),50 mg/kg毛蕊異黃酮可以抑制DSS或TNBS誘導(dǎo)的UC小鼠的疾病進(jìn)展,減輕其杯狀細(xì)胞及其隱窩形態(tài)的破壞性,降低黏膜損傷,減少炎癥細(xì)胞浸潤(rùn),調(diào)節(jié)大腸組織中氧化應(yīng)激反應(yīng),并下調(diào)IKKα、IKKb、IkBα和p65蛋白磷酸化水平,提示這一過(guò)程與抑制NF-κB信號(hào)軸密切相關(guān)。

柚皮素屬于從蕓香科植物中提取的一種二氫黃酮類中藥單體,是枳殼、骨碎補(bǔ)、化橘紅等中藥的主要有效成分之一。DONG等[14]建立了兩種小鼠模型,使用DSS溶液模擬急性損傷的腸粘膜,結(jié)腸內(nèi)注射TNBS則模擬T細(xì)胞介導(dǎo)的抗原免疫反應(yīng),運(yùn)用轉(zhuǎn)錄組學(xué)結(jié)合功能實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體(peroxisome proliferators-activated receptor-γ,PPAR-γ)表達(dá)在兩種結(jié)腸炎模型中均顯著降低,柚皮素通過(guò)增加主要靶點(diǎn)PPAR-γ表達(dá),使其與NF-κB p50/NF-κB p65二聚體結(jié)合,抑制IκBα的降解及核轉(zhuǎn)錄因子NF-κB的表達(dá),降低炎癥因子與凋亡相關(guān)蛋白的指標(biāo),在兩種模型中均發(fā)揮其抗UC的作用,當(dāng)使用PPAR-γ抑制劑后柚皮苷的保護(hù)作用被逆轉(zhuǎn)。說(shuō)明柚皮素能通過(guò)抑制NF-κB通路來(lái)減輕UC炎癥損傷。

此外,還有研究表明木犀草素[15-16]、金絲桃苷[17]、蘆丁[18]和蒙花苷[19]也能通過(guò)激活NF-κB通路減輕UC炎性損傷。

2 干預(yù)MAPK信號(hào)通路

絲裂原活化蛋白激酶(mitogen activated protein kinase,MAPK)作為一條高度保守的信號(hào)通路,將細(xì)胞外信號(hào)轉(zhuǎn)換成細(xì)胞內(nèi)部的基因表達(dá),參與人類多種疾病的發(fā)病機(jī)制,其與UC之間的關(guān)系是近年來(lái)新的研究熱點(diǎn)。本通路發(fā)現(xiàn)的治療UC的黃酮類中藥單體數(shù)量上尚少,但其研究角度較廣,不局限在其抗炎功能,還涉及腸細(xì)胞膜上基因表達(dá)的調(diào)節(jié)。

2.1 MAPK信號(hào)通路及其與UC的關(guān)系

在哺乳動(dòng)物中,MAPK家族有三個(gè)主要組成部分:細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶(extracellular signal-regulated kinase, ERK)、c-Jun N-末端激酶(c-Jun N-terminal kinases,JNKs)(JNK1/2/3)和p38MAPK家族(四種亞型α、β、γ和δ)。在炎癥性腸病(inflammatory bowel disease,IBD)患者的腸粘膜中,p38α在MAPK家族中表現(xiàn)出最強(qiáng)的激酶活性[20]。p38MAPK這一概念早在1994年被提出,受物理因素、生長(zhǎng)因子、細(xì)胞因子等細(xì)胞外刺激后,p38從胞漿轉(zhuǎn)移到細(xì)胞殼上,介導(dǎo)下游轉(zhuǎn)錄因子磷酸化協(xié)調(diào)細(xì)胞反應(yīng),包括細(xì)胞凋亡、釋放大量炎癥因子TNF-α和IL-1β等[21-22]。使用p38MAPK抑制劑對(duì)IBD小鼠的治療顯著起效[23],再次證實(shí)了MAPK通路在IBD的腸道炎癥因子產(chǎn)生和T細(xì)胞活化中起關(guān)鍵作用。

2.2 涉及MAPK信號(hào)通路的緩解UC的黃酮類中藥單體

姜黃素對(duì)IBD患者腸道中關(guān)鍵疾病介質(zhì)p38MAPK表達(dá)呈負(fù)向調(diào)節(jié)作用[24-25]。Epstein等[26]首次研究姜黃素在人離體腸道細(xì)胞和組織中的作用機(jī)制,用姜黃素預(yù)處理兒童和成人IBD患者離體的結(jié)腸粘膜活檢組織和結(jié)腸肌成纖維細(xì)胞(colonic muscle fibroblasts,CMF),結(jié)果顯示其抑制p38MAPK通路的激活,下調(diào)了IL-1β表達(dá),上調(diào)了白介素-10(interleukin-10, IL-10)表達(dá),同時(shí)其劑量依賴性地抑制CMF中的基質(zhì)金屬蛋白酶,抑制腸粘膜蛋白乙酰化,限制其進(jìn)一步組織破壞,減少活化的中性粒細(xì)胞流入炎癥應(yīng)激的腸道,說(shuō)明姜黃素能通過(guò)激活MAPK通路減輕的UC炎癥損傷。

α-山竹黃酮又名倒捻子素。YOU等[27]用DSS溶液誘導(dǎo)結(jié)腸炎小鼠模型,結(jié)果顯示α-山竹黃酮能抑制ERK1/2、應(yīng)激活化蛋白激酶((stress-activated protein kinase, SAPK))/JNK和p38的磷酸化,上調(diào)α-山竹黃酮在UC靶組織中的分布,降低其在小腸和結(jié)腸中的代謝,恢復(fù)UC模型表面上皮細(xì)胞的損傷和粘膜下水腫等炎癥反應(yīng),提示α-山竹黃酮在UC治療中的有效性與激活MAPK信號(hào)通路密切相關(guān)。

甘草黃酮B是從豆科植物甘草中提取的含量極低的一種異戊二烯類黃酮。ZHANG等[28]用甘草黃酮B處理建立DSS誘導(dǎo)的UC小鼠模型,發(fā)現(xiàn)LB能抑制包括JNK、ERK1/2和p38等MAPK通路相關(guān)因子的激活,下調(diào)腸道相關(guān)促炎因子的濃度,升高抗炎因子IL-10的水平,改善包括潰瘍、炎性細(xì)胞浸潤(rùn)、纖維肉芽組織增生和隱窩萎縮等粘膜損傷,直接作用于結(jié)腸上皮而保持腸屏障的完整性。同時(shí)中高劑量的甘草黃酮B可下調(diào)擬普雷沃氏菌屬和嚙齒真桿菌的數(shù)量,上調(diào)回腸桿菌的數(shù)量,恢復(fù)由DSS引起的細(xì)菌結(jié)構(gòu)變化。從分子力學(xué)角度證實(shí),甘草黃酮B通過(guò)阻斷MAPK途徑發(fā)揮抗UC作用。

此外,還有研究表明木犀草素[29]也能通過(guò)調(diào)控MAPK信號(hào)通路抑制炎性細(xì)胞因子的表達(dá),減輕UC的損傷。

3 干預(yù)JAK/STAT信號(hào)通路

Janus激酶(the Janus kinase, JAK)/信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄激活子(signal transducer and activator of transcription, STAT)是繼NF-κB信號(hào)通路后又一重要的炎癥調(diào)節(jié)通路。近年來(lái)本通路相關(guān)緩解UC的黃酮類中藥單體主要通過(guò)兩個(gè)方面發(fā)揮作用:(1)抑制JAK/STAT通路,調(diào)節(jié)包括NF-κB、Th17/Treg等相關(guān)過(guò)程來(lái)直接抑制炎癥因子的表達(dá);(2)通過(guò)JAK/STAT通路發(fā)揮免疫應(yīng)激及細(xì)胞凋亡等作用間接阻斷炎癥反應(yīng)。

3.1 JAK/STAT信號(hào)通路及其與UC的關(guān)系

JAK是抑制促炎因子的重要靶點(diǎn)[30-31]。JAK/STAT信號(hào)通路由JAK、STAT和酪氨酸激酶(tyrosine kinase,TYK)相關(guān)受體3個(gè)成分組成。JAK被激活后轉(zhuǎn)移三磷酸腺苷的磷酸到酪氨酸殘基上進(jìn)行磷酸化,隨后激活STAT家族成員進(jìn)入細(xì)胞核參與基因轉(zhuǎn)錄,完畢后返回胞質(zhì)等待下一次的活化[32]。已知四種不同的JAK分子(JAK 1-3、TYK2)和STAT家族的七個(gè)成員(STAT1-4、5a、5b、6)[33]。在STAT家族成員中,STAT3對(duì)T細(xì)胞分化中的影響最為重要[34]。JAK/STAT3信號(hào)失調(diào)導(dǎo)致CD4+T細(xì)胞分化異常以及調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(regulatory T cell, Treg)活性缺陷被認(rèn)為是IBD發(fā)病機(jī)制中的重要因素[35-36]。與淋巴細(xì)胞相比,JAK/STAT通路對(duì)IBD中的髓細(xì)胞具有更大的影響,UC中高水平的促炎細(xì)胞因子及低水平的IL-10與髓系細(xì)胞中的STAT3密切相關(guān)[37-38]。

3.2 涉及JAK/STAT信號(hào)通路的緩解UC的黃酮類中藥單體

苦參酮是一種二氫黃酮類中藥單體。苦參性味苦寒,有清熱祛濕之功,可用于治療“濕熱痢”。LI等[39]通過(guò)LPS誘導(dǎo)的RAW 264.7細(xì)胞從苦參總黃酮中篩選出苦參酮,隨后在DSS誘導(dǎo)的UC小鼠模型中研究其作用,結(jié)果發(fā)現(xiàn)苦參酮能恢復(fù)脾臟和腸系膜淋巴結(jié)的免疫細(xì)胞分化平衡,并抑制腸道JAK2/STAT3信號(hào)傳導(dǎo),下調(diào)了介導(dǎo)輔助性T細(xì)胞17(T helper cell 17,Th17)分化的維A酸相關(guān)孤獨(dú)受體-γt mRNA的表達(dá),減少Th17細(xì)胞的浸潤(rùn),增加Treg細(xì)胞的表達(dá),證實(shí)苦參酮可通過(guò)阻斷JAK2/STAT3信號(hào)通路,促進(jìn)介導(dǎo)Th17/Treg平衡,維持腸道免疫的穩(wěn)態(tài)環(huán)境。

蘆丁又名蕓香苷,是存在于中藥蕎麥及大黃葉中的柑橘屬黃酮醇類中藥單體。大黃性味苦寒,為芍藥湯之主藥,歷代醫(yī)家善用其蕩積推陳。劉佳妮等[40]先通過(guò)Docking計(jì)算機(jī)模擬發(fā)現(xiàn)蘆丁可與JAK2蛋白結(jié)合,后用SPR技術(shù)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)蘆丁與JAK2蛋白之間具有極強(qiáng)的親和力。采用2.5% DSS制備小鼠結(jié)腸炎模型,發(fā)現(xiàn)蘆丁液灌胃可顯著下調(diào)模型組中增加的一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase, iNOS)和p-NF-κB-p65的表達(dá),上調(diào)緊密連接蛋白表達(dá),顯著升高結(jié)腸組織杯狀細(xì)胞數(shù)量,減少炎性細(xì)胞浸潤(rùn),恢復(fù)黏膜結(jié)構(gòu),抑制凋亡蛋白活化半胱天冬氨酸蛋白酶-3(cleaved-Caspase-3)的表達(dá),顯著降低模型組中JAK2及STAT3蛋白磷酸化水平。提示蘆丁可通過(guò)與JAK2蛋白結(jié)合抑制其磷酸化,進(jìn)而抑制JAK2-STAT3信號(hào)通路的激活,阻斷炎癥反應(yīng),從而緩解了UC相關(guān)癥狀。

此外,還有研究表明姜黃素[25,41]、黃芩素[42]也能通過(guò)調(diào)控JAK-STAT信號(hào)通路抑制UC帶來(lái)的炎癥損傷。

4 干預(yù)Nrf2信號(hào)通路

近年來(lái),核轉(zhuǎn)錄因子E2相關(guān)因子(nuclear factor E2-related factor 2, Nrf2)通路在氧化應(yīng)激方面作用已得到廣泛探索,過(guò)度氧化應(yīng)激帶來(lái)的腸粘膜損傷是UC密切相關(guān)的病理環(huán)節(jié)。本通路相關(guān)緩解UC的黃酮類中藥單體均展現(xiàn)出強(qiáng)大抗氧化應(yīng)激的腸粘膜保護(hù)功能,提示Nrf2有望成為UC治療新靶點(diǎn)。

4.1 Nrf2信號(hào)通路及其與UC的關(guān)系

Nrf2是一種重要的細(xì)胞保護(hù)性轉(zhuǎn)錄因子,其活性主要由Kelch樣環(huán)氧氯丙烷相關(guān)蛋白1(Kelch-like ECH-associated protein,Keap1)負(fù)向調(diào)控[43]。當(dāng)機(jī)體處在氧化應(yīng)激狀態(tài)時(shí),Nrf2磷酸化并從Keap1結(jié)合位點(diǎn)釋放進(jìn)入細(xì)胞核,與相應(yīng)啟動(dòng)子抗氧化反應(yīng)元件(antioxidant response element,ARE)正向序列結(jié)合,激活細(xì)胞防御系統(tǒng),提高細(xì)胞對(duì)活性氧(reactiveoxygenspecies,ROS)的清除能力,調(diào)控下游基因表達(dá),如血紅素氧合酶1(hemeoxygenase-1,HO-1)、GSH-Px等[44],起到抗氧化應(yīng)激、抗炎癥作用。研究表明,UC中存在明顯的Nrf2/HO-1通路抑制,可能是導(dǎo)致其發(fā)生的關(guān)鍵因素之一[45]。機(jī)體受到刺激后,氧自由基生成增多,氧化失衡,機(jī)體代謝障礙,最終造成腸黏膜屏障功能損傷[46]。在DSS處理的Nrf2缺陷小鼠中,結(jié)腸脂質(zhì)過(guò)氧化增加,氧化損傷嚴(yán)重,與Nrf2通路對(duì)抗氧化應(yīng)激的關(guān)鍵作用一致[47]。還有體外實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)使用Keap1-Nrf2-PPI抑制劑可以修復(fù)結(jié)腸炎細(xì)胞的保護(hù)作用,證實(shí)UC與Keap1/Nrf2信號(hào)傳導(dǎo)途徑相關(guān)[48]。

4.2 涉及Nrf2信號(hào)通路的緩解UC的黃酮類中藥單體

山姜素多存在于姜科植物如姜黃、豆蔻、郁金等中。TAN等[49]用不同劑量的山姜素處理DSS誘導(dǎo)的UC小鼠模型,發(fā)現(xiàn)山姜素可以顯著清除氧化自由基,減少過(guò)氧化產(chǎn)物產(chǎn)生,保護(hù)細(xì)胞免受氧化應(yīng)激損傷,表現(xiàn)為HO-1表達(dá)增加,Nrf2的基因表達(dá)增加,MDA含量降低,SOD活性增加,另外山姜素還能調(diào)節(jié)腸屏障損傷,表現(xiàn)為腸緊密連接蛋白的上調(diào)。提示山姜素激活Nrf2/HO-1信號(hào)并調(diào)控下游IL-6/STAT3通路,從而改善UC腸上皮屏障功能。

葛根素又叫葛根黃素,屬于異黃酮類中藥單體。葛根性味甘、辛,涼,有解肌退熱,升陽(yáng)止瀉之功,《傷寒論》中的葛根芩連湯為UC臨床常用方之一。JEON等[50]通過(guò)DSS誘導(dǎo)結(jié)腸炎小鼠模型,發(fā)現(xiàn)葛根素呈劑量依賴性地降低了脂質(zhì)過(guò)氧化產(chǎn)物MDA的活性,增強(qiáng)了抗氧化酶CAT、GSH和SOD的活性,顯著提高Nrf2和下游抗氧化劑HO-1的蛋白質(zhì)表達(dá)。研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn),葛根素通過(guò)防止緊密連接的丟失,改善了UC小鼠腸道屏障功能的破壞,與相同劑量的5-ASA起到相似效果。提示葛根素可通過(guò)Nrf2信號(hào)通路改善氧化應(yīng)激,緩解UC的粘膜破壞。

刺芒柄花素又叫芒柄花素,是從中藥黃芪中提取的一種異黃酮類單體。YANG[51]等通過(guò)DSS誘導(dǎo)有Nrf2基因和剔除Nrf2基因的兩組結(jié)腸炎小鼠,發(fā)現(xiàn)刺芒柄花素能夠抑制其TNF-α、IL-6和COX-2的表達(dá),結(jié)腸組織中SOD、MDA、髓過(guò)氧化物酶(myeloperoxidase,MPO)和8-氧代鳥嘌呤(8-oxoguanine,o8G)的含量明顯得到改善,從而達(dá)到治療UC的目的。

此外,還有研究表明金絲桃苷[52]、木犀草素[53]等通過(guò)調(diào)控Nrf2通路來(lái)發(fā)揮改善UC氧化應(yīng)激損傷的作用。

5 對(duì)其他信號(hào)通路的調(diào)控

5.1 Notch信號(hào)通路

Notch信號(hào)通路是目前自身免疫疾病研究的最新熱點(diǎn)之一。Notch可調(diào)控腸上皮細(xì)胞更多地分化為吸收細(xì)胞,導(dǎo)致分泌細(xì)胞(如杯狀細(xì)胞)減少[54]。人CD4+T細(xì)胞中Notch1信號(hào)的過(guò)度表達(dá)顯著增加了促炎因子的分泌,介導(dǎo)炎癥因子的失衡,可能是Notch信號(hào)通路導(dǎo)致UC發(fā)生發(fā)展的重要原因[55]。木犀草素是存在于金銀花、紫蘇等中藥中的黃酮類單體,XIE等[56]發(fā)現(xiàn)木犀草素可以降低DSS誘導(dǎo)的UC小鼠炎癥水平,增加腸道中緊密連接蛋白1(zona occludens 1,ZO-1)和閉合蛋白的表達(dá),增加NCR+ILC3水平,促進(jìn)環(huán)境穩(wěn)態(tài)因子IL-22的產(chǎn)生,降低腸中促炎因子IL-17a和干擾素的水平,促進(jìn)Notch1的表達(dá),在微生物群對(duì)免疫反應(yīng)的增強(qiáng)和抑制不斷發(fā)生拉鋸的環(huán)境中保持屏障完整性,從而緩解潰瘍性結(jié)腸炎帶來(lái)的腸屏障損傷。此外,還有研究表明姜黃素[57]也能通過(guò)調(diào)控Notch信號(hào)通路緩解UC。

5.2 PI3K/Akt信號(hào)通路

磷脂酰肌醇 3-激酶(phosphatidylinositide 3-kinases,PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B,Akt)通路近年來(lái)最多提及的是與腫瘤相關(guān)的研究,同時(shí)也參與著UC的炎癥及癌變過(guò)程。細(xì)胞受體及配體相結(jié)合,活化PI3K二聚體,繼而招募靶蛋白Akt至胞膜,活化的Akt由細(xì)胞膜釋放至胞質(zhì)內(nèi)磷酸化其下游的叉頭轉(zhuǎn)錄因子(forkhead box,FoxO),FoxO出核后調(diào)控凋亡相關(guān)蛋白及炎癥因子的水平。朱磊等[58]采用TNBS法制備大鼠UC模型,發(fā)現(xiàn)黃芩苷能劑量依賴性地抑制大鼠UC的炎癥反應(yīng),抑制PI3K磷酸化,下調(diào)Akt的活化,發(fā)揮其抗炎作用。此外還有研究發(fā)現(xiàn)槲皮素也能通過(guò)抑制PI3K/Akt信號(hào)傳導(dǎo),有效提高閉合蛋白的表達(dá),降低IL-1β、TNF-α和IL-6的表達(dá),恢復(fù)腸道屏障和調(diào)節(jié)腸道微生物群在UC治療中的作用[59]。

5.3 NLRP3信號(hào)通路

核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域樣受體蛋白3(nucleotide binding oligomerization domain-like receptor protein 3,NLRP3)近年來(lái)是固有免疫方面的研究熱點(diǎn),本通路相關(guān)緩解UC的黃酮類中藥單體多集中炎癥下游機(jī)制。NLRP3是NOD樣受體 (Nod-like receptor, NLRs) 家族成員之一,與凋亡相關(guān)斑點(diǎn)樣蛋白(apoptosis-associated speck-like protein containing a CARD,ASC)及效應(yīng)蛋白共同組裝成NLRP3炎癥小體,可發(fā)揮修復(fù)損傷的腸黏膜組織、調(diào)控細(xì)胞的增值和凋亡,并可能通過(guò)影響腸道菌群的分布來(lái)調(diào)節(jié)腸道炎癥反應(yīng)[60]。IL-1β是該信號(hào)通路中研究較多細(xì)胞因子之一,被認(rèn)為與Th2細(xì)胞的聚集及Th17細(xì)胞的分化相關(guān)。忍冬苷又名木犀草素-7-O-新橙皮糖苷,是存在于忍冬科植物山銀花、山茱萸等中藥中的一種黃酮苷類單體。研究先在體外細(xì)胞中證實(shí)忍冬苷顯著抑制結(jié)腸巨噬細(xì)胞中裂解的Caspase-1、IL-1β和IL-18的蛋白表達(dá),顯著降低了結(jié)腸中NLRP3的蛋白表達(dá)。隨后在DSS誘導(dǎo)的結(jié)腸炎小鼠中發(fā)現(xiàn)忍冬苷對(duì)調(diào)味增強(qiáng)子同源物2(enhancer of zeste homolog,EZH2)的抑制直接使NLRP3炎癥小體失活,減輕結(jié)腸炎癥[61]。此外姜黃素[62]、芒柄花素[63]、蘆丁[64]、柚皮素[65-66]、漢黃芩素[67]等也能通過(guò)調(diào)控NLRP3信號(hào)通路緩解UC。

黃酮類中藥單體對(duì)UC信號(hào)通路的調(diào)控作用及其分子靶點(diǎn)簡(jiǎn)表見(jiàn)表1。

表1 黃酮類中藥單體對(duì)UC信號(hào)通路的調(diào)控作用及其分子靶點(diǎn)

6 結(jié)語(yǔ)與展望

中醫(yī)認(rèn)為UC患者主要病機(jī)為濕熱蘊(yùn)腸,氣血不調(diào)[68],本研究發(fā)現(xiàn)多靶點(diǎn)、多通路、療效明確的黃酮類中藥單體如黃芩苷、木犀草素、苦參酮等清熱類中藥提取物占最大比例,也證實(shí)清熱法確是本病治療一大關(guān)鍵。其次,多實(shí)驗(yàn)證明黃芪提取物毛蕊異黃酮和刺芒柄花素分別能多通路發(fā)揮中藥的特點(diǎn)抑制UC,這與原生中藥黃芪在臨床應(yīng)用上的表現(xiàn)也是高度符合,黃芪臨床上用于治療UC的頻次可達(dá)25%[69],故其作為補(bǔ)脾要藥治痢之功不可小覷。另外,姜黃、骨碎補(bǔ)等藥物在中醫(yī)古籍記載中并無(wú)治療痢疾的功效,但實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)一步拓寬了中醫(yī)治療UC的藥物品種。

綜上所述,UC的發(fā)生與發(fā)展由不同信號(hào)機(jī)制參與,中藥及其不同活性成分在不同的作用靶點(diǎn)上具有更復(fù)雜的藥理特性,故中藥緩解UC的機(jī)制必然涉及多個(gè)信號(hào)通路。但是現(xiàn)有研究仍存在不足,一是目前關(guān)于黃酮類中藥的研究廣度及深度不足,研究大部分集中在像NF-κB、MAPK等經(jīng)典通路上,Notch、NLRP3等新興通路研究報(bào)道較少,值得進(jìn)一步挖掘。其次目前關(guān)于黃酮類中藥調(diào)控UC信號(hào)通路的研究多以動(dòng)物實(shí)驗(yàn)或者體外細(xì)胞為主,未來(lái)還可借助分子生物學(xué)、代謝組學(xué)等多組學(xué)技術(shù)進(jìn)一步深入挖掘其藥理作用機(jī)制。