大黃素在延緩腎臟纖維化過程中的作用

金國華，房向東

(南昌大學第二附屬醫院，南昌330006)

各種慢性腎臟疾病最終均表現為腎臟纖維化而失去正常功能，盡管通過透析或移植使部分患者得以生存，但終未解決根本問題。尋找能有效延緩腎功能不全進展的藥物是當前臨床亟待解決的重要課題。腎小管上皮細胞(TEC)、腎小球系膜細胞(MC)及腎成纖維細胞(KFB)作為腎臟固有細胞，對維持正常人體生理及在慢性腎臟病變的進展中起重要作用。在一些損傷條件下這些細胞可發生異常增殖、凋亡及表型轉化等改變而主動參與腎臟纖維化。大黃素是中藥大黃的主要有效成分，具有抗炎、抑菌、免疫調節、抗氧化、清除自由基、抗腫瘤等多種作用。近期研究發現，大黃素可通過延緩腎臟纖維化進展參與保護腎功能，且具有物廣價廉、半衰期長等優點，逐漸成為臨床及科研應用的理想藥物。現就大黃素在延緩腎纖維化方面的作用進行簡要概述。

1 抗增殖作用

研究發現，大黃素對肝硬化、腫瘤等增殖類疾病有一定治療作用。許多慢性腎臟疾病均伴有MC增殖，增殖的MC可產生多種炎癥因子，促進過多的細胞外基質(ECM)合成，加重腎小球炎癥和硬化過程;KFB的大量增殖及其產生的ECM的過量沉積是構成腎臟纖維化的兩個重要環節。因此，抑制MC、KFB增殖成為減緩甚至逆轉慢性腎臟疾病的途徑。研究發現大黃素亦具有明顯的抗腎臟細胞增殖作用。大黃素隨濃度的增加，對MC及KFB的增殖及IL-6分泌的抑制作用增加［1］。而IL-6可作為刺激腎臟MC、KFB增殖的重要炎癥因子，這表明大黃素不僅能直接抑制腎臟細胞的增殖，而且能通過抑制某些炎癥因子的釋放發揮間接抑制作用。

大黃素抑制細胞增殖主要體現在阻止細胞周期的進行。在觀察大黃素對MC和KFB增殖周期調控的影響時，發現大黃素可能通過阻抑MC和KFB由G1期向S期轉化，進而抑制細胞增殖［2］。調節細胞是否增生(即能否通過細胞周期中的G1/S檢驗點)的物質是細胞周期調節蛋白(CCRPs)。CCRPs分為正周期素依賴性激酶及負周期素激酶抑制劑。前者作用為促進細胞周期的運轉，后者則發揮抑制效能。如果周期素激酶抑制劑對G1/S轉換的抑制作用小于正CCRPs的促進作用，則細胞增生。而大黃素可通過提高周期素激酶抑制劑p27水平進而抑制TNF-α誘導的KFB增生。然而王青秀等［3］研究大黃素對人正常HK-2細胞毒性時發現，隨大黃素劑量的增加，HK-2細胞增殖中G0/G1期細胞明顯減少，S期細胞明顯增多，G2/M期沒有出現變化，故認為大黃素對HK-2細胞周期增殖的影響是阻滯其從S期到G2/M期的轉化。

大黃素抗增殖過程中涉及到的信號通路逐漸被學者們關注和研究，p38絲裂原活化蛋白激酶(p38MAPK)信號通路可能是其主要的研究通路。Wang等［4］發現大黃素誘導p38通路的失活過程是選擇性下調P-MKK3、P-MKK6的活性所導致的，而對P-MKK4幾無影響。Li等［5］報道稱，大黃素抑制的是磷酸化后有活性的p38MAPK的表達，而這一作用可能涉及到過氧化物酶體增生物激活受體γ(PPARγ)。然而大黃素抑制上述細胞增殖的具體機制目前仍不明確，多數學者認為是大黃素阻滯鈣通道，使鈣內流障礙，細胞周期各調節因子間信號傳遞障礙，抑制細胞DNA合成，延遲細胞周期進程。

2 抑制轉分化作用

在腎臟纖維化發生發展中，腎小管上皮—肌成纖維細胞轉分化(EMT)作為腎間質纖維化(RIF)的一個重要機制已是研究熱點，在生長因子(TGF、FGF)、細胞因子(IL-1)、纖溶酶原激活抑制物(PAI-Ⅰ)、單個核細胞趨化蛋白-1(MCP-1)等的刺激或誘導下，腎間質KFB可轉變為肌成纖維細胞，TEC或腎小球上皮細胞也可經過轉分化機制轉變為肌成纖維細胞，進而合成更多ECM。然而抑制EMT的研究更為臨床腎臟病專家關注。內源性的因子如肝細胞生長因子、骨形成蛋白-7［7］、免疫抑制劑、AngⅡ抑制劑、中性粒細胞明膠酶相關脂質運載蛋白等對EMT均有阻斷作用。

在EMT過程中，轉化生長因子β1(TGF-β1)是目前發現最關鍵的致纖維化因子。Smad信號通路被公認是TGF-β1誘導EMT過程中最重要的通路。然而，目前大黃素對TGF-β1/Smad信號通路的作用尚未見報道。除激活Smad通路外，TGF-β1還通過激活 RhoA/Rock、ERK1/2、p38MAPK、JAK/STAT、PI3K/PKB通路影響EMT的進程。秦建華等［8］通過系列實驗發現，大黃素可通過抑制TGF-β1分泌減輕IL-1β誘導的NRK52E細胞發生轉分化;大黃素的干預作用涉及到對p38MAPK信號通路的抑制。由于TGF-β1不僅在腎纖維化中發揮作用，其維持在機體生理方面亦起重要作用，故尋找信號通路下游因子也是目前抑制EMT研究的熱點。整合素連接激酶(ILK)是一種Ser/Thr蛋白激酶，作為TGF-β1/ILK通路的下游因子，是誘導轉分化的關鍵調節因子。ILK使E-Cadherin減少，纖維連接蛋白(FN)和基質金屬蛋白酶2(MMP-2)增加，細胞遷移和侵入性增強最終導致EMT。深入研究發現，大黃素可能是通過抑制TEC的ILK表達而達到抑制細胞轉分化。但實驗發現如果IL-1β已作用一段時間，大黃素則無法逆轉IL-1β誘導的EMT，提示大黃素可能阻止或延緩，但不能逆轉腎小管間質纖維化。

3 抗氧化、清除自由基作用

炎癥和氧化應激是促使慢性腎臟疾病患者發生心血管事件的危險因素，TC和LDL水平的升高在其中發揮重要作用。LDL可刺激細胞膜的炎癥反應從而參與腎小球硬化的發生。TC對巨噬細胞有強烈的趨化作用，巨噬細胞浸潤腎小球后可釋放多種細胞因子刺激MC生成過多ECM膠原，刺激腎臟固有細胞轉化為肌成纖維細胞，最終導致腎間質纖維化。長期予以抗氧化劑治療可以降低LDL的氧化作用，保護腎血管對內皮依賴性血管擴張劑的反應性，防治高膽固醇血癥所致的腎臟損傷。抗氧化劑在防治腎間質纖維化中有潛在的治療作用。研究證實大黃素可通過抗氧化作用降低血清TG和TC水平，升高HDL-C水平，抑制動脈粥樣硬化形成，且呈現劑量依賴關系。Gao等［9］將大黃素作用于db/db小鼠，結果發現LDL-C和載脂蛋白E水平均下降，且大黃素明顯降低TGF-β1和FN的表達，推測大黃素改善糖尿病腎病的腎臟病變可能與調節血脂異常有關。

腎臟對反應性氧簇(ROS)氧化損傷亦甚為敏感，目前對糖尿病腎病中氧化應激損傷作用研究頗多。黃麗英等［10］研究發現大黃素對超氧陰離子自由基、羥自由基清除能力與濃度有明顯的量效關系，其清除自由基的能力高于特異性清除劑維生素C。且大黃素易溶于有機溶劑而難溶于水，這種特性使之在體內抗氧化的效果更好。由此我們相信大黃素亦可通過清除ROS來保護腎臟，延緩腎纖維化進展。

4 調節ECM合成與降解

正常情況下ECM處于合成與降解不斷更新的動態平衡中，病理情況下ECM異常合成或降解障礙導致組織纖維化。纖溶酶系統和基質金屬蛋白酶系統(MMPs)是調節ECM降解的兩個關鍵系統［11］，研究表明大黃素可降低AngⅡ誘導的KFBⅠ型膠原的表達及纖溶酶原激活物抑制劑-1的活性，促進FN的降解且能拮抗TGF-β1刺激的MC分泌FN。在抗肝纖維化研究中［12］，大黃素可抑制內源性基質金屬蛋白酶抑制劑的表達，減少對 MMP-2、MMP-9作用的抑制，增強ECM的降解，從而達到減少肝星狀細胞發生纖維化。在抗腫瘤細胞轉移方面的研究卻發現［13］，大黃素可通過抑制核轉錄因子NF-κB的表達而減少MMP-9的分泌，進而阻滯腫瘤ECM的降解，達到減少腫瘤細胞轉移的目的。然而大黃素在腎臟纖維化過程中能否調節MMPs/TIMP(基質金屬蛋白酶抑制劑)系統來促進ECM降解，研究資料尚缺乏。

5 總結與展望

腎間質纖維化是所有腎臟疾病發展到終末期腎衰竭的共同變化，及早阻止甚至逆轉腎間質纖維化對防治終末期腎衰竭有重大意義。大黃素通過抑制細胞增殖、促進細胞凋亡、抑制細胞因子及ECM的合成、抑制EMT起到抗腎間質纖維化作用。大黃素不僅可抑制原發性腎臟疾病進展至腎纖維化，亦能對繼發性腎臟病，如狼瘡性腎炎(LN)的腎間質纖維化及糖尿病早期的腎損害具有保護作用，因而具有廣闊的藥物研發和臨床應用前景。盡管如此，大黃素的具體分子調控機制尚不完全清楚，部分實驗結論亦存有爭議，大黃素抑制腎纖維化機制的研究還有待進一步深入。

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