中醫藥抗臟器纖維化實驗研究進展

張衛平

安徽省中醫院（安徽合肥230031）

臟器纖維化是指各種臟器組織的過度重構、硬化以及瘢痕形成，共同的病理基礎是細胞外基質（ECM）的過度堆積。近年來中醫藥防治（干預）肝、腎、心、肺等臟器纖維化作用機制的實驗研究取得較大進展，本文就此作一綜述。

1 肝纖維化（HF）

HF是肝組織對慢性損傷的修復反應，是多種類型細胞、氧化應激、細胞因子和生長因子等一系列復雜作用的結果，以ECM成分的過度增生與異常沉積為主要特征。本病屬中醫學“脅痛”、“黃疸”、“積聚”等范疇，主要病機為血瘀阻絡、正氣虛損和濕熱內蘊。中醫藥抗HF的研究主要集中在：影響ECM的生成，影響肝星狀細胞（HSC）的增殖和活化，影響細胞凋亡，影響脂質過氧化等方面。

HF時合成的ECM主要包括Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型膠原，透明質酸（HA），層黏連蛋白（LN）等，主要成分是膠原，尤以Ⅰ、Ⅲ型前膠原（PINP、PIIINP）為主；TGF-β1能促進膠原與基質的合成，同時抑制其降解；腫瘤壞死因子-α（TNF-α）在肝損傷中既可促進炎癥反應，又可促進間質細胞的增殖分化和ECM的合成；基質金屬蛋白酶（MMP）及其抑制劑（TIMP）是影響ECM降解的最主要的一組酶系。研究表明高山紅景天對四氯化碳（CCl4）誘導的HF模型大鼠血清中HA、LN、IV-C和PCⅢ均有降低作用，大鼠肝組織內TIMP-1mRNA表達明顯下降，從而降低ECM的分泌［1］；芍芪多苷（SQDG）可顯著升高HF大鼠肝臟局部MMP-13水平，降低TIMP-1水平；SQDG體外可明顯抑制TGF-β1刺激的HSCT6TIMP-1表達，促進MMP-13的表達，同時降低Ⅳ-C的表達水平［2］；半枝蓮醇提物對HF大鼠肝組織和血清中TGF-β1和TNF-α表達均有降低作用［3］；余甘子提取物能減少HF大鼠肝組織TNF-α，TGF-β 的含量，減少 HA、PⅢNP、LN 含量［4］。 干擾素-γ（IFN-γ）是目前研究最廣泛的抗纖維化細胞因子，IL-4可抑制Th1細胞分泌IFN-γ。川芎嗪可降低肝組織炎癥和纖維化程度，同時使肝組織中TNF-α及IL-4的表達減少，IFN-γ的表達增加［5］。TGF-β/Smad信號傳導通路是HF主要的信號傳導路徑。肝復健方（茵陳蒿、虎杖、絞股藍、田基黃、紅景天、鱉甲、三棱）可使HF大鼠 TGF-β1mRNA、TβRⅡ mRNA、Smad2/3、Smad4 蛋白表達明顯下調，Smad7蛋白的表達明顯上調［6］。血小板衍生長因子（PDGF）/細胞外信號調節激酶（ERK）信號傳導通路是 HF另外一條重要的信號傳導路徑。姜黃素可明顯降低HF大鼠HA、PⅢNP含量，降低肝組織Hyp含量，可明顯改善HF大鼠病理損害，能抑制肝組織PDGF-BB、PDGFRβ及ERK1的表達，并下調肝組織PDGFRβ及ERK1mRNA的表達；姜黃素還能促進半胱天冬酶-3（Caspase-3）的表達，Caspase-3是凋亡途徑下游進行底物酶解的關鍵蛋白酶，釋放入細胞質后引起肝細胞凋亡級聯反應［7-8］。

免疫性纖維化的自由基機制理論認為，機體通過酶系統與非酶系統產生自由基，后者攻擊生物膜中的多不飽和脂肪酸引發脂質過氧化作用，產生脂質過氧化物，如丙二醛（MDA），后者能改變酶的功能，引起基因調控及表達錯誤，最終導致肝細胞變性、壞死，形成纖維化。SQDG可降低免疫性HF大鼠的纖維化程度，降低肝組織Hyp含量，降低血清中HA和PⅢNP含量，降低HF大鼠肝勻漿中MDA的含量，升高超氧化物歧化酶（SOD）、GSH-Px活性，改善肝臟氧化狀態，表明SQDG可清除自由基、提高抗氧化物酶的活性和抑制HSC的膠原合成；余甘子提取物也能明顯降低MDA水平，同時顯著提高SOD活性，提示其對HF的阻抑作用與其顯著的抗組織氧化應激和脂質過氧化損傷密切相關［4，9］。

2 腎纖維化（RF）

RF以過量ECM在腎間質積聚、腎臟組織結構破壞及功能喪失為特征。腎間質纖維化是多種慢性腎臟疾病最終導致腎功能衰竭的主要病理改變和共同通路。本病屬中醫學“水腫”、“腰痛”、“腎風”、“虛勞”等范疇。中醫藥的研究主要集中在：（1）細胞生長因子的作用，主要包括正性調控因子TGF-β1、成纖維細胞生長因子 （FGF）、AngⅡ和負性調控因子肝細胞生長因子（HGF）、骨形態發生蛋白-7（BMP-7）；（2）腎小管上皮細胞-肌成纖維細胞轉分化（EMT）過程的作用，包括表達α-SMA的肌成纖維細胞、ECM成分如膠原（Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ型）、纖維連接蛋白（FN）等；（3）信號轉導通路的作用，包括Smad依賴性信號轉導通路（主要是Smad2、Smad3和起負調節作用的Smad7）和非TGF-β依賴的Smad信號轉導通路（如ERK/P38MAPK）。

TGF-β1是腎纖維化的關鍵因素，其通過自分泌與旁分泌途徑，誘導腎小球及腎小管細胞肥大，促進ECM積聚。TGF-β1/Smads信號轉導通路在RF的發生發展中起重要作用。研究表明，杜仲可以干預TGF-β1/Smads信號轉導通路的活化，下調TGF-β1、Smad2及上調Smad7的表達。肌纖維母細胞是一種能夠表達α-SMA的間充質細胞，是纖維化過程中ECM的主要來源。化瘀導滯湯（丹參、桃仁、生地黃、麥冬、大黃、玄明粉、茅根、車前子、滑石、梔子、水牛角、枳實）對慶大霉素所致腎間質纖維化模型大鼠α-SMA、Smad2的表達均有抑制作用，對Smad7表達無明顯影響［11］。HGF在促進腎功能的恢復，也可促進腎小管再生、細胞移動，對維持、重建腎小管的結構和功能的完整性以及抑制腎纖維化起重要作用；BMP-7是一種潛在的內源性腎臟保護因子。愈腎顆粒（丹參、黃芪、牡丹皮）能提高腺嘌呤灌胃模型大鼠HGF、BMP-7蛋白水平的過低表達，從而改善RH，潛在的延緩了腎纖維化進程。血清和糖皮質激素誘導的蛋白激酶1（SGK1）是一個重要的細胞內信號傳導通路功能性交匯點，參與組織和細胞的增殖、凋亡進程，是TGF-β1一個新的轉錄靶點。FN是其下游分子之一。血竭素高氯酸鹽20g/（kg·d）可使DN小鼠SGK1和FNmRNA及蛋白的表達水平顯著降低，表明能抑制高糖/SGK1/FN通路［13］，這可能是其防治DN小鼠腎纖維化作用的部分機制。

3 肺纖維化（PF）

PF是以彌漫性肺泡單位慢性炎癥和間質纖維化為主要病理特征的一類疾病，包括特發性肺間質纖維化（IPF）及繼發性肺纖維化（SPF）。 本病屬中醫學“咳嗽”、“喘病”、“肺痿”、“肺脹”、“肺痹”等范疇［23］。中醫藥抗PF的研究主要集中在調控TGF-β1表達，調節ECM代謝失衡，調節Th1型與Th2型細胞因子之間的平衡等方面。

研究發現，丹參合參麥注射液可使博萊霉素5mg/kg（BLMA5）PF 模型大鼠支氣管肺泡灌洗液（BALF）中 TGF-β1含量降低［14］；大黃素能使 BLMA5 模型大鼠 TGF-β1、smad3 表達減弱，smad7表達增強，表明其能調控TGF-β1的smad3/7信號轉導蛋白表達［15］。CTGF可能是TGF-β1發揮生物學效應的下游因子，研究表明，丹芍化纖膠囊可抑制大鼠肺組織CTGF的表達，從而具有抗PF的作用［16］。紅景天對博萊霉素誘導的大鼠PF具有一定的干預作用，早期可抑制MMP-2的合成與活化，而后期則主要抑制TIMP-1在肺內的異常高表達，直接減輕了TIMP-1對MMPs的抑制，相對提高MMPs的活性，使纖維化期MMPs/TIMPs的失衡得以恢復，間接起到促進沉積的ECM降解作用［17］。早期應用虎杖能夠抑制PF大鼠肺組織的炎癥及病理程度，降低肺泡炎期BALF中TNF-α和PDGF水平，從而發揮其抑制或延緩PF的作用［18］。黃芪水提物、黃芪皂苷能使BLMA模型大鼠血 IFN-γ、IFN-γ/IL-4比值、SOD 含量明顯升高，NO、MDA 含量明顯降低，肺組織的肺泡炎及纖維化程度明顯降低，表明黃芪水提物、黃芪皂苷通過調節Th1/Th2型細胞因子的平衡及NO代謝及提高抗氧化能力來阻抑PF［19］。

ERK1/2途徑是細胞增殖與分化信號傳導的共同通路，是成纖維細胞等許多細胞中多種信號向核內傳遞的共同途徑。觀察發現，養肺活血方可明顯降低大鼠肺組織ERK1/2和NFκ-B的表達，表明其干預ERK1/2和NFκ-B等信號通路的激活［20］。復方鱉甲軟肝方可通過調節細胞凋亡，上調Bax活性，抑制Bcl-2的活性，抑制Ⅱ型上皮細胞凋亡，減少纖維積聚和纖維化形成，從而對 PF 起到防治作用［21］。

4 心肌纖維化（M F）

MF主要包括心肌成纖維細胞增生和膠原合成增加兩個部分，膠原合成增加以心肌間質膠原纖維濃度顯著升高或膠原容積分數（CVF）顯著增高為特征。目前認為，心肌成纖維細胞的數量在心肌重構和修復中局部增高，如在心肌梗死后臨近的心肌組織中成纖維細胞的密度增高。ECM的有害積聚增加了心肌的硬度，持續的積聚進一步增加心肌的硬度并損害心臟的收縮性。MF能降低心室功能，減少冠脈灌注儲備，誘發室性心律失常。導致間質纖維化重構的分子基礎主要是AngⅡ、TGF-β1、炎性介質和活性氧族，其中TGF-β1/Smads信號在ECM代謝失衡中尤為重要，在心房結構重構中發揮重要作用。中醫藥在抗MF研究方面主要集中在腎素-血管緊張素-醛固酮系統（RAAS）、心血管活性物質、細胞因子（TGF-β）、細胞內鈣離子系統及膠原降解系統等方面。

心肌膠原基質內主要結構蛋白為Ⅰ型和Ⅲ型膠原，心肌纖維化較左室質量（LVM）更能反映心臟的舒張功能。研究表明，補腎復方（淫羊藿、熟地黃、肉蓯蓉、益母草、葶藶子、徐長卿、沉香、川芎等）對腹主動脈狹窄所致壓力負荷增加模型大鼠心肌細胞間Ⅰ型和Ⅲ型膠原沉積有明顯的減少作用［22］；補腎復方還能降低大鼠血漿及心肌局部AngⅡ的水平［23］。循環中RAAS激活、AngⅡ和醛固酮（ALDO）水平的增高是導致MF的主要原因。天麻鉤藤飲能夠明顯降低腎性高血壓大鼠血漿ALDO和AngⅡ水平、心肌局部的ALDO和AngⅡ水平，從而能夠緩解和逆轉左室肥厚和MF［24］；葶藶生脈方能抑制心肌細胞TGF-β1的表達，明顯改善心室重構和MF，降低慢性心衰大鼠TNF-α、IL-6及心肌膠原的表達，阻止心室重構，改善心功能［25-26］。TNF-α以誘導心肌細胞凋亡，抑制其收縮功能，下調心肌細胞的肌節蛋白。淫羊蕾總黃酮（TFE）可呈劑量依賴性逆轉異丙腎上腺素（ISO）所致收縮性心力衰竭大鼠左心室質量指數和血流動力學參數，減輕組織學的改變，包括心肌細胞肥厚、心肌細胞變性、炎性細胞浸潤和心臟纖維組織增生，降低左心室病理積分，降低心肌組織中Hyp的含量，可明顯抑制大鼠血清TNF-α，去甲腎上腺素（NE）、AngⅡ和腦鈉肽（BNP）水平，表明TFE可抑制ISO所致心力衰竭大鼠 MF［27］。

MF的免疫學發病機制是CD+4輔助性T細胞（Th）亞群Th1/Th2平衡失調， 表現為 Th1類因子 （IL-2、IL-12、IFN-γ、TGF-β等）表達增加，而 Th2類因子（IL-4、IL-5、IL-13、IL-17 等）表達減少。Th1型應答傾向于成纖維細胞活化與增殖，基質沉積和纖維化形成；而Th2型應答則促進正常組織結構恢復。參酮IIA磺酸鈉能調控老年小鼠高血壓MF，明顯減輕MF程度，減少心肌Ⅰ型膠原表達，降低 IL-12、IFN-γ 水平，增加 IL-4、IL-5 水平［28］。 苦參素可降低實驗性兔心房顫動左房纖維化模型兔血清CRP、HA、LN水平、MF程度及炎癥活動度、心肌組織，可能是其抗MF作用機理之一［29］。

5 結 語

除了上述常見的肝臟、腎臟、肺臟、心臟以外，糖尿病胰島、克羅恩病的腸壁也可發生纖維化，且發病機制大致相同，只是ECM沉積的部位不同。各臟器纖維化病因病機復雜，抗纖維化研究的側重點主要集中在生長因子 （TGF-β1、HGF、BMP-7、PDGF、CTGF、FGF 等）、ECM 代謝失衡 （各型膠原、MMP/TIMP等）、EMT、信號轉導通路、炎性因子（Th1/Th2、NF-κB 等）、氧化應激（SOD、MDA、Hyp 等）、RAAS。

雖然實驗研究已深入到細胞分子基因水平，但方法單一，仍存在以下不足：（1）動物模型能否正確反映臟器纖維化的病理過程目前還有一些爭議。研究PF的實驗大部分采用BLMA PF模型。此模型的病理過程基本不可逆，即使移除BLMA刺激后，纖維化過程仍繼續進展［30］。因此，BLMA PF模型并不能代表PF的病理過程，為建立在此基礎上的藥物干預機制的分析帶來困難。（2）實驗研究水平較低。目前研究方藥較多，但指標重復性較多。方藥的多成分、多靶點、多環節綜合治療作用可能是中醫藥療效的關鍵，在研究中應可能挖掘出未知的作用靶位或環節，不應滿足于簡單指標的重復。（3）單一臟器纖維化模型代表性差。有證據表明機體同時存在多臟器纖維化，并且顯示出相同的證候，研究應遵循中醫基礎理論，引入異病同治治則，可以采用同一個方藥進行治療，這對于建立證的動物模型和證候規范化標準也具有積極的意義。

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