肝損傷修復信號通路及中藥的肝損傷保護作用研究最新進展

張建花

（蘭州大學第二醫院藥學部，甘肅 蘭州 730030）

肝臟是人體最大的代謝器官，擔負著人體極重要的生理功能，參與多種物質代謝及凝血因子的合成。而肝炎病毒、細菌或寄生蟲等會導致生物性肝損傷，藥物、工業毒物或乙醇等會導致化學性肝損傷，從而使肝臟功能部分甚至全部喪失[1]。其中，藥物、乙醇等導致的化學性肝損傷最為嚴重，直接肝臟毒性和不良性免疫反應是其主要的兩條途經。近年來，隨著人們生活水平的提高以及對藥物的過度依賴，肝損傷的發病率逐年增加。對于肝損傷患者，如果未進行及時、有效的治療，往往會導致肝纖維化，最終導致肝臟的衰竭壞死[2,3]。因此，如何維持肝損傷后肝臟內環境的穩態以及肝細胞的再生代償能力，進而提高損傷后肝臟恢復效果已成為當今醫藥界急需解決的難點及主要熱點。

目前研究認為，肝損傷修復關聯到多種信號通路，而中藥因多成分、多通路、多靶點共同作用的特點，被廣泛認為在治療肝損傷方面具有較大優勢及廣闊前景[4]。當前，中藥及由中藥制備的各類保肝類中成藥或化學藥品已在臨床被廣泛使用，同時大量的最新研究正在開展。本文試對近10年來肝損傷修復相關的信號通路及中藥的肝損傷保護作用最新研究進行系統綜述，以期為中藥保肝藥物研發及臨床應用提供一定參考。

1 肝損傷修復信號通路

1.1 NF/κB 信號通路

急性肝損傷（acute liver injury，ALI）是一個多步驟、多環節的生理調控過程，下丘腦核轉錄因子（NF/κB）信號通路是與ALI密切相關對的關鍵調節因子，是ALI引發機制中一個重要的關鍵調節點[5]。NF/κB能夠多向調節炎癥反應、介導炎性因子在細胞內與細胞間的相互表達，同時在免疫反應中起到了調控免疫基因表達的作用。在正常機體內，其與細胞漿內的 NF/κB 抑制蛋白（IκB）結合，從而呈現出非活化的狀態，但在炎癥細胞因子、紫外線、病毒、氧化劑等刺激下會被激活，導致其與IκB解離，隨即進入肝臟細胞核內并與特異啟動子結合，起到調控基因表達的作用[6]。當肝臟損傷時，腫瘤壞死因子 α（TNF-α）可以活化 NF/κB 而誘導 NF/κB 進入細胞內，激活一連串細胞炎癥因子的表達，促使肝細胞凋亡和壞死。TNF-α、白介素-6（IL-6）、IL-1β 等促炎性細胞因子是炎癥因子表達被激活重要指標，可以與其他促炎因子共同促進NO、花生四烯酸代謝產物及組胺等的產生，并互相作用增強正反饋調節效應，加重炎癥損害，造成肝細胞的大面積壞死[7]。

1.2 Hh信號通路

Hedgehog（Hh）信號通路是一條高度保守的胚胎形成素信號通路，與肝臟損傷修復過程密切相關。Hh信號通路的激活主要參與了肝臟細胞增殖、凋亡，肌成纖維細胞的活化、聚集與修復，相關的炎癥反應及血管新生、改建等。通過對Hh信號通路的調節，可以明顯抑制肌成纖維細胞的聚集及膠原纖維的過度沉積，達到改善肝纖維化、肝硬化目的[8]。在非酒精性脂肪性肝纖維化進程中，肝細胞內脂肪堆積引起了肝細胞損傷及死亡，而死亡的肝細胞導致了肝臟Hh配體表達增多，激活Hh信號通路，繼而產生了更多的配體[9]。研究表明，Hh配體的表達在不同因素引起的肝纖維化過程中存在差異。在肝切除造成的肝損傷修復中，Hh信號通路激活表現為Shh和Ihh兩種配體均明顯增多；而在膽汁性肝硬化過程中，主要表現為膽管細胞中Ihh配體表達增高；在非酒精性脂肪性肝纖維化進程中，則主要表現為Shh配體的高表達[10]。

1.3 STAT3信號通路

近年研究發現，細胞轉導子和轉錄活化子3（STAT3）的激活在肝損傷后的修復過程中發揮重要作用，能夠通過促進肝細胞增殖而加快損傷肝臟修復速度，通過調節糖類及脂質代謝而維持機體內環境穩態[11]。通過激活肝保護性急性期蛋白表達，增強肝臟對細菌感染、化學物質及藥物導致的ALI的對抗能力。STAT3在保護肝損傷的重要作用，包括促進肝細胞增殖，維持肝臟糖脂代謝穩定及增強肝臟受損后的保護性急性期反應[12]。進一步研究發現，STAT3具有顯著的抗肝細胞凋亡和促有絲分裂作用，能夠上調細胞存活及細胞增殖的相關基因表達。隨后研究發現，STAT3在肝臟中可以被IL-6、白血病抑制因子（LIF）、睫狀神經營養因子（CNTF）等激活，此外肝炎病毒也能激活肝臟中STAT3的磷酸化，進而將胞外信號分子傳入細胞核中激活或抑制相關基因表達[13]。

1.4 JAK/STAT信號通路

JAK/STAT信號通路主要由酪氨酸激酶相關受體、酪氨酸激酶JAK和信號傳遞與轉錄激活因子STAT組成。該通路能將信號快速從膜傳導到核，廣泛參與肝細胞增殖、分化、凋亡、炎癥、腫瘤等多種生理、病理過程[14]。JAK/STAT通路中，配體與受體α（或/和β）亞基結合，形成活化的α、β二聚體或 α、β、γ三聚體，JAK與受體胞質部分膜旁區Box 1結合，催化受體C端酪氨酸殘基磷酸化，形成磷酸化酪氨酸位點進而激活STAT磷酸化；STAT借助自身的SH2結構和磷酸化酪氨酸殘基形成互補的活性二聚體；活化的STAT二聚體由胞質向核內轉位，與DNA特定序列結合，調控基因表達；STAT與DNA結合還需自身一些絲氨酸和蘇氨酸殘基的磷酸化，可能由有絲分裂原激活的蛋白激酶參與磷酸化[15]。通過上述機制，JAK/STAT通路在肝缺血再灌注損傷、脂肪肝、病毒性肝炎、肝纖維化、肝衰竭、肝癌等各類肝損傷的修復中發揮著重要作用。

1.5 PI3K/Akt信號通路

磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B （PI3K/Akt）信號轉導通路是經典的調控細胞分化、促細胞存活、抗細胞凋亡的通路[16]。PI3K作為重要的胞內信號轉導激酶，是由調節亞基p85和催化亞基p110等2個結合位點構成的異二聚體蛋白。當與具有酪氨酸蛋白激酶（PTK）活性的膜受體和非膜受體等細胞外刺激信號分子作用后，能磷酸化p85的SH2結構域的相應位點，使調節亞基p85對催化亞基p110的抑制相應解除，從而使PI3K激活[17]。而激活后的PI3K可活化其下游的Akt磷酸化，進一步調節其下游的p70激酶、糖原合成酶激酶3（GSK3）而使肝星狀細胞（HSC）活化，促進肝臟纖維化的進展性加重[18]?？偠灾?，PI3K/Akt通路在活化HSC、促進肝臟細胞外基質（ECM）形成、促進膠原合成、促進肝纖維化的發生、發展過程中具有重要意義。

1.6 Nrf2/ARE信號通路

Nrf2/ARE信號通路的激活在防治病毒性肝炎、酒精性和非酒精性肝炎、膽汁淤積型肝損傷、肝纖維化、肝癌等肝臟疾病中起著重要作用。核核因子E2相關因子2（Nrf2）作為一個重要的轉錄因子，被氧化應激或親電物質激活后，能夠與抗氧化反應元件（ARE）相互作用[19]。Nrf2在肝臟中高度表達，其基因區域含有NEH 1-6共6個功能區。當Nrf2活化后，NEH1能與小Maf蛋白形成異源二聚體，后者可與ARE結合來激活下游基因。當受到氧化應激因子或親電物質刺激后，活化的Nrf2從胞漿轉位進入細胞核中，進而與ARE結合，誘導一系列解毒酶、生物轉化酶、外源性物質外排轉運體的表達，增加機體的抗氧化能力且加速機體毒物的外排[20]。Nrf2是目前防治肝臟疾病中新的潛在靶點，并且以本信號通路為靶點的新藥正在研發。

1.7 TGF-β/Smad信號通路

體外細胞研究和體內物模型研究均表明，TGF-β/Smad信號傳導通路與肝纖維化的發生、發展密切相關。HSC、Kupffer細胞、內皮細胞、肝細胞等均可以分泌TGF-β。而TGF-β1是促進肝纖維化形成過程中主要細胞，HSC的增殖和產生ECM，形成肝纖維化，破壞肝組織結構乃至形成肝硬化[18]。研究表明，HSC受TGF-β1激活后其移動能力增加4.1倍，而HSC移動更促進了肝纖維化形成的程度和范圍。TGF-β/Smad信號通路主要通過受體絲氨酸/酪氨酸激酶途徑及胞內的Smad蛋白途徑，后者是介導TGF-β信號進入細胞核內的最主要途徑；TGF-β1必須通過其特異的膜受體結合后，生物信息才能通過Smad蛋白信號傳遞途徑下傳，激活靶細胞來發揮生物效應[21]。因此，阻斷TGF-β/Smad信號傳導，不僅具有抗肝纖維化的作用，而且在ALI發生時可促肝細胞增殖。

2 中藥對肝損傷的防治作用

2.1 中藥活性成分

2.1.1 黃酮類成分

陳芝蕓等[22]研究發現，不同劑量胡柚皮黃酮均能顯著降低非酒精性脂肪性肝炎（NAFLD）小鼠肝組織的活動度積分、TG水平、血清AST，升高肝組織SIRT1、PGC-1α、MnSOD mRNA 和蛋白表達， 減少8-OHdG表達和MDA含量，說明其能通過調節SIRT1/PGC-1α信號通路，增強肝臟抗氧化能力，減少脂肪酸代謝過程中活性氧的損傷，防治NAFLD的發生發展。楊靜博等[23]研究發現，槐米中蘆丁能夠調節糖尿病db/小鼠的胰島素信號通路相關蛋白Ins R-β、Akt（Ser473）、Akt（Thr308）表達，減輕小鼠的肝損傷。

2.1.2 皂苷類成分

崔偉偉等[24]研究發現，白首烏C-21甾體總苷對肝損傷有較好的預防作用，通過減輕OS發揮保肝作用，其機制與提高細胞SOD活性、降低MDA水平，抑制NF/κB通路激活，下調iNOS和COX-2蛋白表達有關。羅漢果醇是羅漢果皂苷的苷元，黃琰菁等[25]等發現其能夠通過激活肝細胞癌HepG2中AMPK信號通路相關因子SREBP-1c、FASN的表達而抑制脂肪酸合成，從而發揮調節脂代謝的作用。

2.1.3 生物堿類成分

黃秀昆等[26]研究發現，老鼠簕生物堿A能夠使肝纖維化大鼠體質量增加，降低肝臟指數及肝組織中 ALT、AST 活性， 顯著抑制 p-PI3K、p-Akt、p-m TOR、p-p70S6K蛋白表達，證實其保護肝纖維化的機制可能與抑制PI3K/Akt/mTOR/p70S6K信號通路有關。吳鵬等[27]研究發現，小檗堿可降低肝纖維化指標，改善肝纖維化形態學異常，降低Notch3、Hes1、α-SMA mRNA及蛋白表達，其機制可能與下調Notch3/Hes1信號通路表達有關。嚴棟梁等[28]發現，不同劑量川芎嗪能使肝纖維化小鼠IL-6 mRNA和IL-1β mRNA表達水平均降低，IL-10 mRNA表達水平升高，且與劑量呈相關性；使p-JAK2、p-STAT3蛋白表達均降低，也與呈劑量相關性，表明川芎嗪可能通過JAK2/STAT3信號通路及炎性因子IL-6、IL-1β、IL-10對肝纖維化產生保護作用。

2.1.4 蒽醌類成分

鳳玲等[29]研究表明，大黃素可通過NF/κB信號通路降低急性肝衰竭大鼠血清中肝功能酶和炎癥因子含量，調節細胞凋亡相關蛋白表達，從而改善急性肝衰竭癥狀。吳艷艷等[30]研究蘆薈大黃素和吡喹酮的聯合治療對血吸蟲肝纖維化小鼠TGF-β/Smad通路的影響，發現蘆薈大黃素治療后血吸蟲肝纖維化程度減輕，肝組織中Smad2 mRNA、TGF-β1、TIMP-1、Ⅰ型膠原、Ⅲ型膠原的表達降低，Smad7 mRNA表達增高，證實蘆薈大黃素可通過TGF-β/Smad通路發揮抗肝纖維化作用。

2.1.5 酚酸類成分

Li Zheng等[31]研究結果表明，迷迭香酸可以抗ALI，使血清中 AST、ALT 下降，使 NF/κB、細胞外信號調節激酶（ERK1/2）、p38蛋白表達、組織髓過氧化物酶（MPO）及谷胱甘肽依賴性過氧化物酶（GSHPX）含量升高，并且促進Nrf2轉運到細胞核中，上調血紅素加氧酶1（HO-1）、谷氨酸半胱氨酸連接酶催化 （GCLC）、谷氨酸半胱氨酸連接酶修飾劑（GCLM）及醌氧化還原酶（NQO1），其機制是通過抑制MAPKs/NF/κB及激活Nrf2/HO-1信號通路實現的。許希燕等[32]研究表明，阿魏酸能增強大鼠脂肪間充質干細胞對HSC中TGF-β1表達的下調作用，進而導致下游p-Smad2/3活性下降及Smad7表達升高，從而參與促進肝細胞凋亡。丹酚酸A、B均是丹參中的有效水溶性酚酸類成分。宋復興等[33]發現，丹酚酸A可通過調節NF/κB/IκBα信號通路發揮抗肝纖維化作用；而林雪茹[34]等則發現丹酚酸B可通過增強pSmad3C/p21介導的抑癌信號，減弱pSmad3L/PAI-1介導的促癌信號，阻礙小鼠肝纖維化-肝癌進展。

2.1.6 萜類成分

Chen Shao-Ru等[35]研究證實，穿心蓮內酯衍生物能有效抑制STAT3的磷酸化和二聚化，在體內顯著改善ALI，減輕理損傷，促進肝增殖和STAT3活化；抑制STAT3通路下游的α平滑肌肌動蛋白（α-SMA）和血清促炎細胞因子的表達升高，因此認為其可調節STAT3通路而作為治療肝損傷的潛在藥物。謝長好等[36]研究表明，芍藥苷能顯著降低肝組織中RIP140、TLR4、p-NF/κBp65、NF/κBp65 蛋白水平，說明芍藥苷通過抑制NF/κB信號通路對狼瘡小鼠肝臟損傷起到保護作用。白果內酯是從銀杏葉中提取的一種倍半萜類化合物，董志超等[37]等研究表明其能通過抑制TLR4/TAK1/NF/κB通路激活，減輕非酒精性脂肪肝炎大鼠肝纖維化程度。莪術醇是莪術中的倍半萜類化合物，鄭洋[38]等發現其能通過抑制Rho-ROCK信號通路達到抗肝纖維化的效果。

2.1.7 多糖類成分

張可鋒等[39]研究發現，狗肝菜多糖能顯著降低肝纖維化大鼠肝組織HA、LN、PCⅢ、Ⅳ-C及血清Hyp、NO含量，并能降低肝組織p-JNK、p-ERK、pp38蛋白表達，Masson染色結果與之呈一致性，表明狗肝菜多糖可通過MAPK通路抑制或緩解肝纖維化進程。王榮等[40]研究表明，五味子多糖可抑制大鼠肝細胞炎癥反應，進而改善炎癥對細胞增殖的抑制作用，其作用機制可能與下調Traf3/NF-B信號通路活化有關。

2.2 中藥提取物或有效部位

杜斌等[41]研究發現，合歡皮乙醇提取物正丁醇相可通過減少NF/κB p65的活化而抑制IL-6和TNF-α炎性細胞因子的過度釋放，以及調控Bcl-2和Bax蛋白的表達減輕肝細胞凋亡，從而發揮對肝臟的保護作用。徐濤等[42]研究發現，夏枯草總三萜不僅能降低肝纖維化大鼠 ALT、AST、HA、CⅣ、PCⅢ、Hyp水平，改善肝臟病變程度，降低MDA水平，增強SOD及GSH-Px活性，還可抑制肝組織中α-SMA、Procollagen I、Smad2、Smad3 及 p-ERK 表達，升高Smad7表達，其機制可能與調控TGF-β1/Smad信號通路有關。

2.3 中成藥

小柴胡制劑具有顯著的抗炎、保肝、解熱鎮痛等作用，在臨床上廣泛用于治療慢性乙型肝炎、肝纖維化、預防肝癌等。賈為壹[43]等研究小柴胡顆粒對硫代乙酰胺（TAA）致ALI的治療作用，發現小柴胡顆粒各劑量能夠明顯降低ALT、AST、MDA水平，升高T-SOD活性，使肝臟病變范圍與嚴重程度均有不同程度改善， 肝臟組織 Nrf2、Keap1、NQO1、HO-1、GCLC、GCLM的mRNA及蛋白表達水平均明顯升高，因此小柴胡顆?？赡芡ㄟ^上調Nrf2信號通路上下游分子表達治療ALI。胡娜等[44]采用網絡藥理學方法發現，芪苓益肝顆粒的主要有效成分為三萜類和黃酮類，其作用靶點多與肝細胞增殖和分化，促進細胞周期的進展和有絲分裂等環節有關。陸海英等[45]發現，六味地黃丸能顯著降低 FBG、TG，降低NF/κB p65、MCP-1 和 VCAM-1 蛋白表達， 升高SIRT6蛋白表達，改善小鼠肝組織的肝細胞脂肪變性及炎細胞浸潤，表明其機制與調節血脂代謝及抑制炎癥反應有關。孫海濤等[46]研究發現，不同劑量鱉甲煎丸均能不同程度降低肝纖維化，降低血清ALT、AST 含量及 MDA、HYP、TGF-β1、CTGF、TNF-α、VEGF水平，升高SOD水平，降低肝組織中βcatenin、p-GSK-3β和p-AKT蛋白表達，說明鱉甲煎丸能夠顯著減輕肝纖維化的程度，其機制與抑制Wnt/β-catenin信號通路的活化、減少其下游靶基因的表達水平有關；該研究組同時研究表明[47]，鱉甲煎丸抗肝纖維化與阻斷NF/κB信號通路有關。

2.4 中藥復方湯劑

Zou Cuiyun等[48]研究發現，小柴胡湯能夠下調石斑魚肝臟中與脂肪形成有關的基因（G6PD、DGAT2、ME1）表達，并上調與脂解相關的基因（ATGL、PPARα、LPL）表達，并改善肝損傷病理改變；以劑量依賴性方式下調caspase-3、caspase-9及p53 mRNA的表達，上調抗氧化劑相關基因CAT、Mn-SOD的mRNA表達，表明小柴胡湯能有效減少肝臟脂質蓄積，增強抗氧化能力。肖政華等[49]研究結果表明，扶肝化纖湯能夠抑制TGF-β1誘導的HSC-T6細胞的活化增殖，通過影響TGF-β1/Smad信號轉導通路發揮抗肝纖維化作用；該研究組同時發現[50]，扶肝化纖湯夠調控p-JNK、p-ERK、p-p38蛋白表達，抑制MAPK信號通路的活化。吳家揚等[51]研究發現，三黃茵赤湯可能通過調控HMGB1/TLR4/NF/κB信號通路，減輕細胞炎癥反應，抑制細胞凋亡達到防治ALI的作用，HMGB1可能成為防治急性肝損傷的新靶點。耿昊等[52]探討了肝豆湯對銅負荷大鼠肝臟中分泌型糖蛋白（Wnt）/β-連環蛋白（β-catenin）信號通路的調控作用及機制，發現肝豆湯可通過促進過量銅排出，減輕高銅誘導的肝臟損傷，并通過激活肝臟Wnt/β-catenin信號通路促進損傷的肝組織代償性自愈，以達到減輕高銅誘導OS損傷的治療效果。戴琦等[53,54]發現益氣活血利水湯對肝纖維化的防治作用與激活肝臟Wnt/β-catenin及Necdin-Wnt信號通路及有關。

3 結語

目前治療肝損傷的方法包括肝移植、西藥治療、中藥治療等。其中，肝移植療法存在肝臟供源不足、抗宿主病治療難度大、并發癥多、病死率高及價格昂貴等諸多問題；西藥治療效果明顯，但同時存在不良反應與毒副作用較大、價格普遍較貴等問題。雖然目前中藥治療仍存在一定缺陷，但其多成分、多通路、多靶點及毒副作用小等優點，已成為保肝治療的熱點而備受關注。

當前，由中藥開發出的保肝藥物廣泛用于臨床治療，并發揮著不可替代的作用，如甘草甜素片、復方甘草甜素片、復方甘草酸苷膠囊（片）、甘草酸二銨腸溶膠囊、水飛薊素膠囊（片）、復方甘草酸苷注射液、茵梔黃注射液等。另一方面，中醫臨床也有許多保肝治療的經典方劑，如茵陳大黃湯、茵陳四黃湯、小柴胡湯、茵陳蒿湯等，而大黃、甘草、梔子、黃芩、茵陳、龍膽草等是具有明確保肝作用的中藥材。

本文系統綜述了肝損傷修復相關的 NF/κB、Hh、STAT3、JAK/STAT、PI3K/Akt、Nrf2/ARE 及 TGF-β/Smad等信號通路，以及中藥活性成分、提取物、有效部位、中成藥、復方湯劑等通過相關信號通路保護肝損傷的作用。文獻總結發現，中藥及其活性成分可影響多個信號通路，通過多成分、多通路、多靶點發揮綜合作用，具有改善肝臟功能、抗病毒、抗炎、增強肝臟解毒功能、抗肝纖維化、促進肝細胞再生、減輕及修復肝細胞損傷、改善肝細胞代謝、降低轉氨酶等明確作用，在保肝治療具有廣闊的前景。