劉文文,周 迪,呂佳書,胡艷秋
(1.佳木斯大學藥學院,黑龍江 佳木斯 154007;2.佳木斯市疾病預防控制中心,黑龍江 佳木斯 154007;3.肇源縣中醫醫院,黑龍江 大慶166500)
法舒地爾抗纖維化作用的研究進展①
劉文文1,周 迪2,呂佳書3,胡艷秋1
(1.佳木斯大學藥學院,黑龍江 佳木斯 154007;2.佳木斯市疾病預防控制中心,黑龍江 佳木斯 154007;3.肇源縣中醫醫院,黑龍江 大慶166500)
法舒地爾作為一種Rho激酶(Rho-associated Kinases,ROCK)抑制劑,目前,臨床應用主要集中于缺血性腦血管痙攣、蛛網膜下腔出血、慢性腦缺血等的防治。ROCK激酶已被證實在自身免疫和炎癥反應的信號通路中發揮著一定作用,而組織器官纖維化病變多為由臟器的損傷并伴有炎癥和過度修復所導致。隨著Rho激酶抑制劑法舒地爾藥理作用的不斷深入研究,大量研究報道表明,法舒地爾在某些組織器官纖維化病程中,能夠抑制相關炎性因子的產生和表達,進而減輕纖維化程度,表現出一定的抗纖維化作用。
法舒地爾;抗纖維化作用
法舒地爾[六氫-1-(5-磺酰基異喹啉)1(H)-1,4-二氮雜革,Fasudil]是一種Rho激酶(Rho-associated Kinases,ROCK)抑制劑,是日本旭化成株式會社和名古屋大學藥理學研究室合作開發的一種新型異喹啉磺胺衍生物。目前,其藥物制劑鹽酸法舒地爾臨床應用主要集中于慢性缺血性腦血管痙攣、蛛網膜下腔出血術后腦血管痙攣等腦缺血性疾病的防治。法舒地爾作為一種新型、高效的血管擴張藥,在保護缺血腦組織方面,表現出顯著療效,并取得大量研究成果。隨著其藥理作用的不斷深入研究,近年研究發現,法舒地爾在抑制心臟、肝、肺纖維化及尿道瘢痕等發病過程中起到了一定的抑制和改善作用,綜述如下。
心肌纖維化是多種心血管疾病共同具有的病理改變,病理變化到一定程度,可以引起慢性心力衰竭和惡性心律失常,病變特征是肌成纖維細胞(myofibroblast, MFB)表型分化及持續活化[1]。Rho/ ROCK信號通路廣泛參與人體多種細胞功能,如細胞的收縮、肌動蛋白骨架的重組、細胞黏附、細胞遷移、細胞增殖、細胞分裂和基因表達等。大量研究表明,由Rho/ Rho激酶信號通路所介導的肌動蛋白細胞骨架重組在MFB表型分化、收縮和遷移等行為中發揮重要作用[2,3],因此,Rho/ Rho激酶信號通路可作為治療心肌纖維化的一個重要靶點[4]。
心肌纖維化的病理改變主要包括膠原沉積和間質纖維化,在病變過程中,由纖維母細胞和MFB產生大量的膠原蛋白和細胞外基質(Extracellular matrix,ECM)。心肌成纖維細胞(cardiac fibroblasts, CFs)在轉化生長因子-β1(transforming growth factor-β1, TGF-β1)的刺激下,其表型發生轉換,從纖維細胞轉換成肌纖維母細胞,后者分泌細胞外基質能力更強[5]。被激活的肌纖維母細胞在心肌梗死后創傷性修復、膠原過度沉積及間質纖維化等病理過程中發揮著重要作用[6]。郭冰冰等[7]研究發現,Rho激酶抑制劑法舒地爾可通過抑制Rho/ ROCK信號通路及其下游結締組織生長因子(connective tissue growth factor, CTGF)的表達抑制CFs的增殖,并在一定的范圍內呈劑量依懶性。ROCK家族有兩個家庭成員,ROCK1和ROCK2兩種異構體。Haudek等[8]研究發現,敲除ROCK1基因的大鼠模型中MFB和單核成纖維祖細胞的數目較對照組明顯減少,證實ROCK1可以促進CFs的前體細胞分化,對非適應性心肌纖維化的發生有著一定作用。
ROCK1可通過誘導心肌細胞釋放TGF-β1、CTGF、纖溶酶原激活物抑制劑-1(plasminogen activator inhibitor-1, PAI-1)、單核細胞趨化蛋白-1(monocyte chemotactic protein-1, MCP-1)等促纖維化細胞因子促進心肌纖維化。有學者認為活化的ROCK1本身就是一個促纖維化細胞因子[9]。張培勇等[10]研究報道,Rho激酶抑制劑法舒地爾可顯著降低TGF-β1和CTGF水平,起到抑制心肌纖維化的作用。王靜等[11]研究報道,異丙腎上腺素誘導心肌纖維化伴有Rho/ Rho激酶信號通路激活,Rho激酶抑制劑法舒地爾可以抑制Rho/ Rho激酶信號通路活性、抑制TGF-β1表達,進而減輕心肌纖維化的程度。Ocaranza等[12]等研究發現,抑制ROCK的活性可以降低實驗性高血壓病大鼠的血壓水平,提高血管緊張素轉換酶-2(angiotensin converting enzyme, ACE2)的水平,還可以降低TGF-β1、PAI-1、MCP-1等炎性因子的水平。炎癥反應與心肌纖維化過程有著密切的關系。部分炎性細胞因子也是促纖維化因子。Rho/ ROCK信號通路可通過介導炎癥因子表達來參與心肌纖維化過程。Wang等[13]研究發現,在缺血再灌注損傷的動物模型中有ROCK被激活,運用ROCK激酶抑制劑能夠減少內皮中白細胞的浸潤,減輕炎癥反應。
肝纖維化與諸多肝臟疾病所引發的炎性反應緊密相關,病理過程由輕微炎性反應發展為中、重度炎性反應,進一步發展為肝纖維化,直至發展為肝硬化。肝纖維化為肝硬化的早期可逆階段,是各種病因引起慢性肝損傷后的瘢痕修復反應,是組成瘢痕組織的細胞外基質(extracellular matrix, ECM)合成過多和降解失衡導致ECM在肝臟內過度沉積的動態過程[14]。ECM分子是由包括肝星狀細胞(hepatic stellate cell, HSC)、門脈肌成纖維細胞、骨髓前體細胞、上皮向間葉細胞等分泌而來的[15]。在各種肝臟疾病病程中,上述細胞受肝細胞分泌的各種炎性因子刺激下轉化為肌成纖維樣細胞。其中,HSC是肝纖維化過程中最為關鍵的效應細胞。張夢然等[16]報道,Rho/ ROCK信號通路是調控肝纖維化的細胞內信號通路之一。研究也證實TGF-β1能夠激活HSC并促進表達ECM,在肝臟損傷中發揮著重要作用[16]。被誘導的TGF-β1的下游效應器CTGF高度表達,可能是TGF-β1促組織纖維化作用實現的一個重要途徑。
楊瑩瑩等[17]研究發現,Rho激酶抑制劑法舒地爾對日本血吸蟲感染小鼠肝纖維化的形成有一定的抑制作用。王玉珍等[18]研究表明法舒地爾通過抑制Rho/ ROCK信號通路對細胞骨架的調節作用抑制HSC黏附、遷移和增殖。扈彩霞等[19]研究發現ROCK-Ⅰ選擇性阻斷劑法舒地爾可抑制膽總管結扎(bile duct ligation,BDL)大鼠模型肝組織Rho相關卷曲螺旋形成蛋白激酶(Rho-associated coiled-coil forming protein kinase, ROCK)-Ⅰ、P-MBS Thr-697(肌球蛋白磷酸酶結合亞單位)和α-平滑肌肌動蛋白(α-smooth muscle actin, α-SMA)轉錄及翻譯水平表達,可部分抑制BDL大鼠肝組織F-actin重構。
肺纖維化以肺泡上皮細胞損傷、成纖維細胞增生和細胞外基質(extracellular matrix, ECM)過度沉積為主要特征,是由多種炎癥細胞和細胞因子參與的炎癥損傷反應和纖維增生修復的過程。
姜純國等[20]應用ROCK激酶抑制劑法舒地爾干預博來霉素誘導的小鼠肺纖維化模型,研究結果顯示,高、中劑量法舒地爾均能顯著降低博來霉素誘導小鼠的肺纖維化評分及肺組織的羥脯氨酸含量。Zhou等[21]在觀察大鼠和人特發性肺組織纖維化模型中發現,法舒地爾可通過抑制Rho/ROCK激酶信號通路使BCL-2基因表達下調,線粒體凋亡途徑被激活,肌動蛋白細胞骨架重構和成纖維細胞增殖被抑制,促進肌成纖維細胞凋亡。Bei等[22]研究發現,法舒地爾可通過抑制Smad2/3磷酸化來緩解肺纖維化和肺動脈高壓,證明長期運用法舒地爾抑制Rho/Rho激酶可能是治療肺纖維化的新途徑。
漆秀潔等[23]在ROCK抑制劑法舒地爾對高氧致新生大鼠肺纖維化中的作用研究結果中發現,ROCK抑制劑法舒地爾能一定程度改善高氧致新生大鼠肺纖維化。周挺等[24]研究發現,法舒地爾可以抑制百草枯中毒大鼠肺組織TGF-β1的表達,從而減輕大鼠肺纖維化程度。何旭娟等[25]研究發現,法舒地爾可以減輕百草枯所致大鼠肺纖維化程度,其可能是抑制α-SMA的表達實現的。
ROCK激酶抑制劑法舒地爾在抑制腎小管上皮細胞增殖和纖維化方面也有報道,吳甘霖等[26]研究報道,法舒地爾降低早期糖尿病腎病患者尿蛋白水平的機制可能與降低腎組織TGF-β1的水平有關。倪連松等[27]在探討法舒地爾對高糖培養人腎小管上皮細胞(HK-2)轉分化的影響及可能作用機制中也表明,法舒地爾能抑制高糖培養的腎小管上皮細胞轉分化,可能部分通過減少TGF-β1的分泌發揮作用。黃聰[28]探討法舒地爾對早期糖尿病腎病患者血清轉化生長因子TGF-β1和單核細胞趨化因子1水平的影響中研究發現,在常規治療的基礎上加用法舒地爾注射液,可降低TGF-β1和單核細胞趨化因子1水平。許寧等[29]研究發現,法舒地爾可以通過下調TGF-β1誘導的兔尿道成纖維細胞Rho/ ROCK通路,抑制細胞外基質形成,減少尿道損傷后狹窄的發生。王新等[30]在探討法舒地爾對鹽敏感大鼠腎小球硬化癥的弱化作用中,發現部分法舒地爾參與高血壓腎小球硬化癥的發病機制。Rho激酶通路抑制劑可能成為一種新的治療高血壓腎小球硬化癥的手段。顧玲佳等[31]研究發現,法舒地爾可能通過抑制Rho激酶活性抑制高糖培養的腎小管上皮細胞增殖和纖維化。
目前,臨床用于臟器纖維化治療的藥物及藥物制劑極其匱乏,纖維化病癥的控制和治療仍處于摸索階段。隨著對Rho/ ROCK信號通路的深入研究,Rho/ ROCK信號通路已被認為是參與纖維化過程的一個潛在靶向。同時,Rho激酶抑制劑法舒地爾干預臟器纖維化作用的大量研究結果也表明了,法舒地爾在抑制心臟、肝臟、肺、腎纖維化等發病過程中起到了一定的抑制和改善作用,為法舒地爾作為抗纖維化藥物的開發提供了參考。
[1]Weber KT, Sun Y, Bhattacharya SK, et al. Myofibroblast-mediated mechanisms of pathological remodeling of the heart [J]. Nat Rev Cardiol, 2013, 10:15-16
[2]Huang X, Yang N, Fiore VF, et al. Matrix stiffness-induced myofibroblast differentiation is mediated by intrinsic mechanotransduction [J]. Am J Respir Cell Mol Biol, 2012, 47:340-348
[3]Manickam N, Patel M, Griendling KK, et al. RhoA/Rho kinase mediates TGF-betal-induced kidney myofibroblast activation through Poldip2/Nox4-derived reactive oxygen species [J]. Am J Physiol Renal Physiol, 2014, 307:159-171
[4]Yang R, Chang L, Liu S, et al. High glucose induces Rho/ ROCK-dependent visfatin and type I procollagen expression in rat primary cardiac fibroblasts [J]. Mol Med Rep, 2014, 10:1992-1998
[5]Dong B, Yu QT, Dai HY, et al. Angiotensin-converting enzyme-2 overexpression improves left ventricular remodeling and function in a rat model of diabetic cardiomyopathy [J]. J Am Coll Cardiol, 2012, 59(8): 739-747
[6]Fausther M, Dranoff JA. Integrins myofibroblasts, and organ fibrosis [J]. Hepatology, 2014, 60(2):756-758
[7]郭冰冰, 路明, 李文杰.法舒地爾抑制AngⅡ誘導的大鼠心肌成纖維細胞增殖[J].基礎醫學與臨床, 2015, 35(7): 974-975
[8]Zhu J, Nguyen D, Ouyang H, et al. Inhibition of Rho-kinase pathway wuppresses the expression of ex-tracellular matrix induced by CTGF or TGF-beta in ARPE-19 [J]. Int J Ophthalmol, 2013, 6(1): 8-14
[9]Yang X, Li Q, Lin X, et al. Mechanism of fibrotic cardiomyopathy in mice expressing truncated Rho-associated coiled-coil protein kinase1 [J]. FASEB J, 2012, 26(5): 2105-2116
[10]張培勇, 蔡輝, 趙凌杰. Rho激酶抑制劑對壓力超負荷大鼠心肌纖維化的影響[J]. 微循環學雜志, 2013, 23(1): 12-15
[11]王靜, 路明, 任漪. Rho/ Rho激酶信號通路在異丙腎上腺素誘導的大鼠心肌重構中的作用[J]. 臨床心血管病雜志, 2013, 29(9): 699-702
[12]Ocaranza MP, Rivera P, Novoa U, et al. Rho kinase inhibition activates the homologous angiotensin-converting enzyme-angiotensin-(1-9) axis in experimental hypertension [J]. Hypertens, 2011, 29(4): 706-715
[13]Wang QM, Stalker TJ, Gong Y, et al. Inhibition of Rho-kinase attenuates endothelial-leukocyte interaction during ischemia-reperfusion injury [J]. Vasc Med, 2012, 17(6): 379-385
[14]Chen RJ, Wu HH, Wang YJ, et al. Strategies to prevent and reverse liver fibrosis in humans and laboratory animals [J]. Arch Toxicol, 2015, 89:1727-1750
[15]張夢然, 成軍. 肝纖維化研究進展[J]. 國際消化病雜志, 2014, 34(6): 374-379
[16] Cutroneo KR. TGF-beta-induced fibrosis and SMAD signaling: oligo decoys as natural therapeutics for inhibition of tissue fibrosis and scarring [J]. Wound Repair Regen, 2007, 15: 54-60
[17]楊瑩瑩, 范小琳, 邱蘇贛, 等. Rho激酶抑制劑對日本血吸蟲感染小鼠肝纖維化形成的影響 [A]. 中國動物學會寄生蟲學專業委員會第十屆全國寄生蟲學青年工作者學術研討會論文摘要集[C]; 2016年
[18]王玉珍, 姜慧卿, 扈彩霞, 等. 法舒地爾通過Rho/ROCK信號通路抑制肝星狀細胞黏附、遷移和增殖 [J]. 中華肝臟病雜志, 2006, 14(11): 821-823
[19]扈彩霞, 陳新月, 王玉珍, 等. 法舒地爾抑制大鼠肝纖維化組織ROCK-Ⅰ、α-SMA、p-MBS Thr-697表達[J]. 傳染病信息, 2011, 24(3): 140-142
[20]姜純國, 黃慧, 劉佳, 等. 法舒地爾對肺纖維化小鼠模型及NIH3T3成纖維細胞的抑制作用及其機制[J]. 中華結核和呼吸雜志, 2014, 37(9): 671-676
[21]Zhou Y, Huang X, Hecker L, et al. Inhibition of mechanosensitive signaling in myofibroblasts ameliorates exjperimental pulmonary fibrosis[J]. J Clin Invest, 2013, 123(3): 1096-1108
[22]Bei Y, Hua-Huy T, Duong-Quy S, et al. Long-term treatment with fasudil improves bleomycin-induced pulmonary fibrosis and pulmonary hypertension via inhibition of Smad2/3 phosphorylation[J]. Pulm Pharmacol Ther, 2013, 26(6): 635-643
[23]漆秀潔, 許峰, 方芳,等. ROCK抑制劑法舒地爾在高氧致新生大鼠肺纖維化中的作用[J]. 第三軍醫大學學報, 2014, 36(3): 236-239
[24]周挺, 夏菁, 李增攀,等. 法舒地爾對百草枯致大鼠肺纖維化的干預作用[J]. 浙江實用醫學, 2016, 21(2): 1-3
[25]何旭娟, 徐麗艷, 朱立軍,等. 法舒地爾對百草枯中毒大鼠肺組織肺纖維化α-SMA的影響[J]. 現代實用醫學, 2016, 28(7): 881-883
[26]吳甘霖, 徐美榮. Rho激酶抑制劑對早期糖尿病腎病保護作用的臨床研究[J]. 湖北科技學院學報(醫學版),2014, 28(3): 191-193
[27]倪連松, 高倩, 顧玲佳. 法舒地爾對高糖培養的腎小管上皮細胞轉分化的抑制作用[J]. 中國藥理學與毒理學雜志, 2012, 26(1): 30-34
[28]黃聰. 法舒地爾對早期糖尿病腎病患者轉化生長因子-β1和單核細胞趨化因子1的影響[J]. 標記免疫分析與臨床, 2015, 22(6): 525-527
[29]許寧, 瞿根義, 陳少豪, 等. 法舒地爾通過抑制兔尿道成纖維細胞Rho/ROCK通路激活減少尿道損傷后狹窄的發生[J]. 中國病理生理雜志, 2016, 32(12): 2266-2271
[30]王新, 錦見俊雄. 法舒地爾對鹽敏感大鼠腎小球硬化癥的弱化作用[J]. 臨床心血管病雜志, 2011, 27(9): 709-712
[31]顧玲佳, 倪連松. 法舒地爾對高糖培養腎小管上皮細胞增殖和纖維化的影響[J]. 溫州醫學大學學報, 2014, 44(10):723-726
Researchprogressonanti-fibroticeffectoffasudil
LIUWen-wen1,ZHOUDi2,LüJia-shu3,HUYan-qiu1
(1.College of Pharmacy, Jiamusi University, Jiamusi 154007, China; 2.Jiamusi Center for Disease Control and Prevention, Jiamusi 154007,China; 3.Zhaoyuan Hospital of Traditional Chinese Medicine, Daqing 166500, China)
Fasudil, a Rho kinase inhibitor, is mainly used for the treatment of ischemic cerebral vasospasm, subarachnoid hemorrhage, and chronic cerebral ischemia currently. Rho-associated kinases (ROCK) has been shown to play a role in signaling pathways of autoimmunity and inflammation. Fibrosis of organs is mostly caused by injury of organs accompanied by inflammation and excessive repair. With the continuous study on Rho kinase inhibitor Fasudil’s pharmacological effects, a large number of studies indicated that Fasudil can inhibit the production and expression inflammatory factors, reduce the degree of fibrosis, showed a certain anti-fibrosis effect in some cases.
fasudil;amto-fibrotic
1.黑龍江省大學生創新創業訓練計劃項目,編號:201510222006;2. 佳木斯大學基礎研究類(自然類)面上項目,編號:JMSUJCMS2016-068。
劉文文(1993~)女,黑龍江密山人,在讀碩士研究生。
胡艷秋(1983~)女,黑龍江雙鴨山人,碩士,講師。E-mail: huyanqiu8392@163.com。
R972+4
A
1008-0104(2017)06-0034-03
2017-05-21)