中藥對腎間質纖維化BMP-7/smads信號通路影響研究概況

袁慧嬋 羅敬月 高藝格 吳超勇 張 佳 王 謙

1.北京中醫藥大學東直門醫院，北京 100700；2.北京中醫藥大學基礎醫學院，北京 100029

中藥對腎間質纖維化BMP-7/smads信號通路影響研究概況

袁慧嬋1羅敬月1高藝格1吳超勇1張 佳1王 謙2

1.北京中醫藥大學東直門醫院，北京 100700；2.北京中醫藥大學基礎醫學院，北京 100029

腎間質纖維化是多種腎臟疾病發展至終末期引起腎衰竭的共同病理變化，內源性拮抗因子骨形態發生蛋白7(BMP-7)可從多個靶點對腎間質纖維化（RIF）起到明顯的抑制作用，其中由smads蛋白介導的BMP-7/smads信號通路是其延緩腎間質纖維化的途徑之一。從BMP-7入手研究抗腎間質纖維化的治療是目前重要的一個突破口。現就中藥對BMP-7/smad信號通路轉導在RIF的研究進行綜述，為臨床中醫藥治療提供參考。

中藥；BMP-7/smads；腎間質纖維化

腎間質纖維化（renal interstitial fibrosis，RIF）是目前臨床上多種慢性進行性腎臟疾病進展至終末期引起腎功能衰竭的共同病理變化。腎間質纖維化的形成涉及細胞、細胞因子等多個因素的作用，最后導致大量細胞外基質（Extracellular Matrixc,ECM）在腎間質內沉積。骨形態發生蛋白 (bone-morphorgenetic proteins，BMP)是一種分泌性多功能蛋白，是轉化生長因子超家族的成員之一。BMPs家族成員包括20多種蛋白,而其中BMP-7又與骨、腎臟、眼疾病以及其治療密切相關[1-6]。smad是細胞內的信號傳遞蛋白，現在發現哺乳動物的smad信號蛋白有8種，將其根據結構和功能的不同分為受體激活型Smads（R-smads），通用型Smads（Co-smads）和抑制性 Smads(I-smads)三類。其中Smad1,5,8,4,6,7蛋白又參與骨形態發生蛋白(BMP)和活化素(actinvin)等的信號轉導[7]。目前，BMP-7被認為是重要的抗腎纖維化因子，其可以抑制腎小管上皮細胞轉分化、抑制細胞外基質的形成、抑制腎臟上皮細胞凋亡、直接抑制TGF-β1表達、影響TGF-β1/Smads信號通路的轉導、調節促炎性因子等而發揮抗纖維化的作用[8-12]。BMP-7作為TGF-β超家族的一員，可以拮抗TGF-β的致纖維化作用，同時BMP-7也是機體內天然的內源性分子，故通過提升BMP-7的表達或者增強BMP-7/smads信號通路轉導成為目前治療腎間質纖維化的新思路。現將中藥對腎間質纖維化BMP-7/smads信號通路的干預進行總結。

1 單味中藥及有效成分提取物研究

1.1 黃芪

黃芪其性味甘、溫，歸肺、脾經；具有補氣升陽、益氣行血、托毒生肌、益衛固表、利水消腫之效。在腎臟治療中黃芪單方及其復方應用均很廣泛。王收寶等人[13]觀察黃芪注射液對糖尿病大鼠腎臟骨形成蛋白7(BMP-7)和結締組織生長因子(CTGF)表達的影響，結果顯示CTGF蛋白及mRNA表達明顯下調，治療組腎組織BMP-7蛋白及mRNA表達升高,提示黃芪注射液可通過上調BMP-7蛋白及mRNA表達保護大鼠腎臟。

1.2 白藜蘆醇與氨基胍

馮帆等人[14]采用長期給予 wister大鼠高脂高糖飲食使其肥胖，小劑量腹腔注射鏈尿佐菌素 （STZ）以建立2型糖尿病（T2DM）模型以研究白藜蘆醇與氨基胍對糖尿病大鼠腎臟的保護作用中，發現藥物干預組均增強了BMP-7、Smad5 mRNA表達，TGF-β1與Smad5的表達呈負相關，其實驗提示了在糖尿病腎病（DN）時BMP-7可能主要通過Smad5發揮拮抗TGF-β1的作用，減少ECM從而減輕腎臟纖維化。

1.3 雷公藤多苷

張燕[15]通過鏈脲佐菌素腹腔注射建立 DN大鼠模型后進行藥物干預，觀察血清肌醉、尿素氮、NAG等生化指標并測定腎組織內TGF-β1、BMP-7、Gremlin核酸及蛋白的表達，實驗結果證實雷公藤多苷（TW）能減輕模型鼠蛋白尿，改善血清白蛋白，降低血清肌酐、尿素氮，下調模型鼠腎組織內TGF-β1、Gremlin的核酸及蛋白表達，上調 BMP-7的核酸及蛋白表達，從而起到延緩腎間質纖維化的作用。

1.4 葛根素

劉圣等人[16]以鏈脲佐菌素（STZ）腹腔注射復制早期DN大鼠模型，藥物干預5周后免疫組化、RT-PCR檢測腎組織BMP-7蛋白及mRNA的表達。結果顯示：對比模型組，葛根素（Pue）高、中、低劑量組大鼠FBG、腎/體質量比值（KW/BW）、24 h尿量尿素氮（BUN）、血肌酐（Scr）水平降低，體質量、胰島素（Ins）水平升高，BMP-7蛋白及mRNA表達增多；Pue高、中劑量組24 h尿量、24 h尿蛋白、24 h尿微量白蛋白顯著降低，提示葛根素可以通過升高bmp-7蛋白及其mRNA表達改善早期DN大鼠腎功能病變。

1.5 三七總皂苷

郭兆安等[17]通過UUO模型，運用免疫組化法對各組大鼠腎組織中TGF-β1,Smad7,Smad2,BMP-7的蛋白表達進行檢測，研究三七總皂苷抗腎間質纖維化在其中的作用，得到的結果為UUO大鼠腎組織中 TGF-β1、Smad2蛋白的表達明顯升高，而Smad7,BMP-7的蛋白表達明顯減少，腎小管損傷指數 （TII）升高，腎功能惡化；經過三七總皂苷（PNS）干預后，TGF-β1、Smad2在腎組中的表達下調，BMP-7,Smad7表達上調。提示TGF-β1信號在細胞內轉導被PNS通過干預BMP-7/Smads/TGF-β1信號轉導通路抑制了，從而起到抗腎間質纖維化的作用。

2 中藥方劑研究

2.1 腎衰泄濁湯

晏子友等人[18]研究表示腎衰泄濁湯（生黃芪30 g、生大黃10 g、丹參15 g、巴戟天20 g、蒲公英 15 g、槐花 10 g、生牡蠣 30 g等常規方法水煎并進行濃縮）可能是通過誘導BMP-7、Smad6蛋白表達，抑制Smad2蛋白表達，調節BMP-7/TGF-β1/Smads信號通路，抑制 TGF-β1蛋白表達，從而抑制細胞外基質（ECM）的過度沉積，延緩腎間質纖維化發展。

2.2 黃芪注射液聯合葛根素注射液

李姝玉等人[19]觀察黃芪注射液聯用葛根素注射液對 2型糖尿病KKAy小鼠腎臟TGF-β1、BMP-7表達的影響，實驗發現模型組小鼠腎組織 TGF-β1蛋白和 mRNA表達較正常組明顯升高，BMP-7 mRNA表達下降，而藥物干預后小鼠腎組織BMP-7 mRNA表達升高，而TGF-β1蛋白及 mRNA表達明顯下調。即提示黃芪注射液聯合葛根素注射液可能通過恢復腎組織BMP－7表達，抑制腎組織 TGF-β1表達從而對2型糖尿病 KKAy小鼠腎臟有保護作用。

2.3 丹芪合劑

肖瑛等人[20]用鏈脲佐菌素復制的DM大鼠模型研究丹芪合劑（自制丹參、黃芪、生地等中藥提取物，具有益氣生津、活血化瘀的功效）對DM大鼠腎小管上皮細胞BMP-7及蛋白激酶Cα (PKCα)的影響，結果顯示丹芪合劑干預組大鼠PKCα mRNA未見表達,FN蛋白較模型組表達減少，同時BMP-7蛋白和mRNA的表達卻明顯增加。即提示通過下調腎小管上皮細胞PKCα及上調BMP-7來表達丹芪合劑,減少FN的沉積,從而使糖尿病對大鼠腎小管間質損傷的保護作用得到發揮。

2.4 防己黃芪湯

俞東容等人[21]研究防己黃芪湯（漢防己、黃芪、白術、甘草）對單側輸尿管梗阻大鼠腎組織 TGF－β1、BMP－7的影響，結果顯示藥物干預組比模型組大鼠腎病理均有改善，且防己黃芪湯中、高劑量組以及蒙諾組BMP-7表達均明顯上調，TGF-β1表達下降，腎小管間質急性病變和間質纖維化明顯減輕。

2.5 芪蛭降糖膠囊

黃芪、制水蛭、生地、黃精是芪蛭降糖膠囊的主要成分。武帥等[22]在觀察芪蛭降糖膠囊對DN大鼠腎組織BMP-7及TGF-β1/ Smads信號傳導通路影響的實驗,結果顯示：DN大鼠腎組織中TGF-β、Smad2蛋白的表達上調，而Smad7,BMP-7蛋白表達下調，腎小管損傷指數（TII）升高，腎功能下降，經藥物治療后，腎組織TGF-β1、Smad2表達下調，BMP-7,Smad7表達上調，改善了大鼠腎功能。提示芪蛭降糖膠囊抑制TGF-β1信號的細胞內轉導可能通過干預BMP-7/Smads/TGF-β1信號轉導通路，從而使抗腎間質纖維化得到實現。

2.6 芪參健脾方

芪參健脾方由黃芪、炒白術、茯苓、丹參、澤瀉、甘草等組成。劉宇[23]觀察芪參健脾方對自發性高血壓大鼠(SHR)血壓、腎功能、腎組織形態學、TGF-β1，Smad3、5、6基因以及BMP-7蛋白表達的影響，以探討其對SHR的降壓及腎臟保護作用機制。實驗結果顯示芪參健脾方可以改善腎間質纖維化的病理改變，具有保護腎功能的作用，其腎臟保護的作用靶點可能通過下調Smad6的基因表達，逆轉其對BMP-7/Smad5的表達的抑制，從而負向調節TGF-β1/Smad3信號傳導通路，抑制病理條件下的腎小管上皮細胞轉分化，減少膠原的產生，促進ECM的降解，從而逆轉腎間質纖維化的進程。

2.7 益氣活血降濁方

益氣活血降濁方由黃芪、當歸、川芍、白芍、柴胡、黃芩、大黃、茯苓、公英等中藥組成，具有益氣活血，升清利濕降濁的功效。馮博等[24]人用益氣活血降濁方提取液給老鼠灌胃制備大、中、小不同劑量的含藥血清，探討益氣活血降濁方對TGF-β1誘導人近端腎小管上皮細胞肝細胞生長因子（HGF）、BMP-7表達的影響，實驗發現：益氣活血降濁方可促進 TGF-β1介導的HGF、BMP-7上調，且中劑量濃度時效應最大。

2.8 止消通脈寧

孫文等人[25]將KKAy小鼠隨機分為正常組、模型組、厄貝沙坦組、止消通脈寧(ZXTMN)高、中、低劑量組,通過檢測α平滑肌肌動蛋白（α-SMA）,TGF-β1,BMP-7表達以及腎TGF-β1 mRNA, TGF-βRl mRNA和Smad2 mRNA表達以研究其抗DN RIF作用。結果顯示ZXTMN治療組和厄貝沙坦組小鼠腎間質纖維化評分顯著性減低，ZXTMN高、中組和厄貝沙坦組α-SMA和TGF-β1蛋白表達顯著性減少,BMP-7表達顯著性增加，ZXTMN各治療組TGF-β1 mRNA和Smad2 mRNA顯著性減少。提示從BMP-7/ smad通路調節TGF-β1/smad抑制腎小管上皮細胞轉分化可能是止消通脈寧治療DN腎間質纖維化的分子機制之一。

3 討論與展望

以上實驗研究表明，中醫藥可以通過直接上調BMP-7蛋白的表達或者從基因水平上調BMP-7 mRNA的表達，或通過BMP-7受體的增加以及對smads蛋白的調控而達到抗腎纖維化的目的。BMP-7/smads信號通路在抑制腎間質纖維化的作用已逐漸被大家肯定與重視，但對中藥在腎纖維化BMP-7/smads信號通路的干預機制的研究屈指可數，并且僅局限于證明部分中藥的有效成分或者中藥復方及成方可以提高BMP-7、BMP-7受體、smads蛋白表達的從而延緩RIF的進程。筆者認為由于細胞、細胞因子、各信號通路都能互相影響，RIF的發生發展具有多路徑、多層次、多靶點的特點，而中醫藥尤其復方可以從不同路徑、不同靶點，多層次地進行干預治療。因此還需深一步研究BMP-7/smads信號通路以及中藥在RIF治療中干預此通路的作用機制，以更好地建立理論治療體系。通過資料研究和整理表明，目前，驗之有效的中藥多具有益氣活血泄濁之功效，符合“氣血流通為貴”的治療觀，因而臨床治療腎間質纖維化應當注重調氣和血，扶助正氣。因此，應充分發揮中醫藥扶正祛邪理論、辨證體系治療RIF的優勢，并在理論研究、實驗研究充分探討中藥干預RIF BMP-7/smads信號通路作用機制基礎上，為臨床治療提供更全面、更夯實的理論基礎，豐富中藥治療腎間質纖維化的用藥選擇，從而提高臨床療效。而能否找到或者開發不同路徑、多層次、多靶點均卓有療效的中藥或者復方制劑還需要更多研究和拓展。

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R277.5

A

1674-0742（2015）02（c）－0192-03

2014-10-30）

國家級大學生創新創業訓練計劃基金課題（No.201310026033）[作者簡介]袁慧嬋（1992-），女，四川眉山人，本科，研究方向：腎間質纖維化。

王謙（1970-），女，北京人，教授，碩士研究生導師，研究方向：腎臟病的中西醫結合治療。