中藥干預糖尿病胃輕癱胃腸動力信號通路的研究進展?

史 敏，張露蓉，江國榮，王 斐△

1 南京中醫藥大學附屬蘇州市中醫醫院中心實驗室，江蘇 蘇州 215009；2 蘇州市吳門醫派研究院，江蘇 蘇州 215009

糖尿病胃輕癱（diabetic gastroparesis，DGP）是指糖尿病患者在無機械性梗阻狀態下的胃動力障礙及胃排空延遲［1］，是糖尿病較為常見的一種慢性并發癥。隨著生活質量的提高、飲食結構的改變、人口老齡化加速，糖尿病發病率逐年增長，DGP 作為糖尿病并發癥，發病率也隨之增長。病史較長的糖尿患者中有30%～50%存在胃排空延遲［2］，其典型癥狀包括早飽、打嗝、上腹部脹滿不適、嘔吐、惡心等［3］。DGP會直接影響藥物吸收，使血糖難以控制，也會影響營養物質的吸收，導致電解質平衡紊亂，影響患者生活質量［4］。臨床DGP的治療以降低血糖和促進胃動力為目標。促胃動力藥物雖然能夠緩解部分癥狀，但總體臨床療效不佳，有些藥物因不良反應而被限用。DGP 的發病機制較為復雜，目前已知許多因素，諸如胃腸激素異常、微血管病變、Cajal 間質細胞受損、氧化損傷、自主神經病變、胃腸平滑肌病變、免疫功能紊亂及高血糖等參與了DGP的發生和發展。

近年來，中醫藥干預DGP 的療效有目共睹。中藥復方注重整體觀及辨證論治，強調組方配伍，著重于綜合調節機體內環境，在改善患者胃腸動力等方面頗具優勢。現將中醫藥干預DGP 相關胃腸動力信號通路的研究進展簡述如下：

1 SCF/c-Kit信號通路

c-Kit 受體是一種由原癌基因c-Kit 編碼的具有酪氨酸激酶活性的跨膜蛋白，又稱干細胞因子受體，屬于Ⅲ型酪氨酸激酶受體家族。干細胞因子（stem cell factor，SCF）是c-Kit 的天然配體，在人體的腸道平滑肌細胞中有表達［5］。胃排空過程是近端胃、胃竇、幽門和近端小腸的集合性運動，該運動通過Cajal 間質細胞（interstitial cells of cajal，ICCs）的慢波信號進行調控［6］。ICCs 是位于腸神經系統與平滑肌之間的起搏細胞，呈網絡狀結構。在生理情況下ICCs 和胃腸道的運動神經末梢、平滑肌組成一個功能單位，控制和調節胃腸道運動［7］，參加胃腸神經遞質的信號傳遞與基本電節律調控［8］。通常c-Kit單體與SCF分子發生特異性結合，觸發同源二聚體化，導致細胞膜內酪氨酸殘基的自動磷酸化，激活第二信號分子，參與ICCs的分化、增殖、表型和功能的維持。

謝黎、竇娟等［9-10］以鏈脲佐菌素（streptozotocin，STZ）結合高糖高脂喂養制備DGP 大鼠模型，發現DGP 大鼠胃電節律紊亂，Cajal 細胞數量減少，且SCF mRNA及c-Kit蛋白表達下降，而給予外源性SCF 能夠改善胃竇平滑肌細胞超微結構，上調SCF mRNA 及c-Kit 蛋白表達，使Cajal 細胞數量增多。證實DGP 胃腸動力減退與SCF/c-Kit信號傳導通路異常有關。因此，通過SCF/c-Kit信號通路提高機體內源性SCF、c-Kit 表達，進而促進Cajal 間質細胞增殖，改善DGP 的胃腸動力，還有待進一步研究。郭海洋等［11］采用尾靜脈注射STZ 并采用高脂高糖、饑飽失常法喂養大鼠造模4周，以益氣健脾中藥復方（香砂六君子湯化裁而來）灌胃4 周后，發現益氣健脾中藥復方能夠降低DGP大鼠的空腹血糖，促進DGP大鼠的胃排空率和小腸推進率，提高血清胃泌素、血漿胃動素及P物質（substance P，SP）水平，促進SCF、c-Kit蛋白表達，還能改善DGP大鼠胃竇組織黏膜層腺體和血管分布。證實了益氣健脾中藥復方通過促進胃腸激素分泌及調控胃竇組織SCF/c-Kit 信號通路改善DGP大鼠胃動力。李慧等［12］研究表明，益氣健脾方能夠促進DGP 大鼠胃蠕動，提高胃排空率，增加胃竇ICCs 細胞含量。此外，養陰和胃法和益氣健脾法代表方藥均能增加DGP 大鼠的胃排空率和胃竇中ICCs 含量，修復胃腸起搏功能，改善胃動力［13］。孔夢夢等［14］研究表明，黃芪建中湯加味可促進DGP大鼠c-Kit 蛋白、mSCF 表達，提高DGP 大鼠c-Kit陽性ICCs含量，改善胃起搏功能，增強胃動力。張豐華等［15］發現，半夏瀉心湯能夠促進DGP大鼠的胃排空率和腸推進率，提高胃竇ICCs含量，增加胃竇組織中胃動素、SP含量，認為半夏瀉心湯通過促進c-Kit表達調控胃動力。楊倩等［16］發現，麻枳化濁方具有降低DGP大鼠血糖的作用，該方還能夠增加小腸推進率，提高胃竇部c-Kit陽性細胞的平均光密度，增加ICCs的數量，促進胃排空。

上述研究表明，養陰和胃法、益氣健脾法治療DGP 效果顯著，能夠上調SCF 及c-Kit 蛋白表達，使Cajal 細胞數量增多，但是均未對中藥復方中的有效物質基礎進行深入研究。后續可以進一步分析有效方藥的效應物質，并從效應物質入手，研究SCF/c-Kit 通路上下游的信號分子，尋找有效方藥物質基礎及作用機制。

2 RhoA/ROCK信號通路

RhoA/ROCK 信號通路在機體內廣泛存在，是平滑肌收縮調節的重要機制。RhoA 蛋白通常是以非活化的RhoA-GDP 結合蛋白形式存在于細胞質中，受到胞外刺激信號后，活化成RhoA-GTP結合蛋白，激活下游效應器，調節平滑肌收縮。Rho 激酶（Rho-associated coiled-coil containing kinases，ROCK）是一種絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，作為RhoA 蛋白下游靶效應分子［17］，包括Rho 激酶1 和Rho 激酶2。Rho 激酶1 在人體組織中廣泛分布，通過激活下游線粒體途徑誘導細胞凋亡；Rho激酶2主要分布于骨骼肌和腦組織中［18-19］，在調節細胞纖維化等方面發揮作用。目前認為RhoA/ROCK通路能夠與多種細胞內信號轉導途徑相互作用，進而參與細胞收縮和分化等調節功能。對平滑肌組織的生物學效應，RhoA/ROCK信號通路主要表現為調節平滑肌細胞收縮。近年來，RhoA/ROCK信號通路在DGP中的作用引起了研究者的重視。

萬生芳等［20］研究表明，金芪枳術湯具有促進胃排空和修復胃竇組織黏膜層損傷的作用，胃竇平滑肌中的Rho 激酶1、Rho 激酶2 及RhoA 表達增加，表明該作用與RhoA/ROCK 信號通路蛋白表達調節相關。萬生芳等［21］還發現，紅芪多糖能夠降低血糖，增加胃排空率、增加胃激素含量，RhoA、肌球蛋白磷酸酶調節亞基、磷酸化肌球蛋白磷酸酶調節亞基蛋白表達量顯著增高，認為RhoA/ROCK信號通路與紅芪多糖調節改善DGP大鼠密切相關。

上述研究內容雖都涉及RhoA/ROCK 信號通路，但目前只處于實驗研究的初步階段，后期一方面可對RhoA/ROCK 信號通路激活的受體開展系列研究，另一方面，可進一步尋找明確中醫藥復方在RhoA/ROCK信號通路中的有效成分或靶點。

3 COX-2/PGE2通路

環氧合酶（cyclooxygenase，COX-2）是一種花生四稀酸代謝的關鍵酶，花生四稀酸發生催化反應產生前列腺素（prostaglandin，PG），從而參與機體的多種病理生理過程。正常狀態機體COX-2低表達，一旦受到刺激后便迅速表達合成，參與多種病理生理反應過程。COX-2 抑制劑能顯著改善由glucagon 誘導的急性胃輕癱模型的胃排空［22］，也可改善結腸平滑肌收縮功能及胃腸動力。PGE2是胃腸道重要的PG，能夠調節胃腸道平滑肌收縮功能，過量則會引起胃竇異常的高頻率慢波，包括PGE2受體EP1 亞型、EP2 亞型、EP3 亞型、EP4 亞型。激活的PGE2受體可刺激腺苷酸環化酶生成，增加胞內環磷酸腺苷表達，使胞內鈣離子增加，參與平滑肌正常狀態的維持。廖慶娟等［23］觀察腹腔注射STZ 并高糖高脂飼料飼養的DGP 大鼠，發現DGP 大鼠的胃竇平滑肌細胞COX-2 mRNA、COX-2 及PGE2表達水平均明顯升高，證實DGP 胃腸動力減退與COX-2/PGE2通路異常有關，可以通過下調COX-2/PGE2信號通路改善DGP的胃排空。

高血糖可降低抗氧化酶的防御功能，使得活性氧自由基損傷細胞和組織，糖代謝紊亂可能與氧化應激有關。COX-2、PGE2與活性氧自由基密切相關。COX-2 通過增加氧化應激能夠引起胰島素抵抗，進而延緩胃排空［24］。中藥干預COX-2/PGE2信號轉導通路的研究尚未見報道。DGP 時高血糖仍時有發生，通過調控COX-2/PGE2通路，探討中藥改善DGP 大鼠的機制，一方面符合DGP 的發生過程，另一方面也符合中藥復方治療DGP 能夠同時改善血糖和促進胃腸動力的多成分多靶點特點。

4 TGF-β1/TIMP-2信號通路

轉化生長因子β1（transforming growth factor beta 1，TGF-β1）是一種多功能的蛋白多肽，參與細胞生長分化、免疫調節及細胞外基質合成過程，與組織纖維化關系密切。TGF-β1阻止細胞外基質降解，進而調節基質金屬蛋白酶和基質金屬蛋白酶抑制劑，廣泛參與體內各種病理生理過程。胃組織纖維化可能是DGP 發生發展的機制之一。組織纖維化延誤降糖藥物的正常吸收利用，使得血糖控制不足，從而影響降糖藥發揮作用；組織纖維化使結締組織增多，引起組織結構和功能變化。而長期血糖水平控制不好會加劇胃組織纖維化進程，加劇組織功能異常，導致胃動力不足［25］。因此，胃腸道形態學和生物學修復在DGP的治療中具有重要作用［26］。張默函等［27］以STZ誘導建立DGP糖尿病大鼠，澤蘭組大鼠較模型組的胃內色素殘留率較少，胃腸推進率較高，TGF-β1和TIMP-2表達降低，提示DGP 胃腸動力減退與TGF-β1/TIMP-2 通路異常有關，可以通過下調TGF-β1/TIMP-2 信號通路，抑制胃平滑肌組織纖維化，改善DGP 的胃排空。

從TGF-β1/TIMP-2 信號通路探討中藥對DGP的胃腸動力信號通路研究的文獻目前并不多見。DGP 導致的胃腸動力不足除了從信號分子——胃腸激素、胃腸平滑肌細胞的異常角度開展研究，還可從抑制胃平滑肌組織纖維化角度開展研究。而機體能量代謝相關的調節酶較多，后期還可從能量代謝酶角度開展研究。

5 AMPK/mTOR/AKT信號通路

雷帕霉素蛋白（mammalian target of rapamycin，mTOR）包括雷帕霉素復合 物1（mTOR complex 1，mTORC1）和雷帕霉素復合物2（mTOR complex 2，mTORC2）［28］。mTORC1 通過激活下游的蛋白，參與組織蛋白合成等過程，調節細胞周期進程。mTORC1 由mTOR、Raptor 和mLST8 構成，其中Raptor 是mTORC1 調控相關蛋白質，能夠促進mTORC1 的底物募集［29］。mTORC2 通過AMPK 調節代謝，參與調節葡萄糖代謝，它也有3 個核心組件，包含mTOR、Rictor 及mLST8。Raptor、Rictor 是mTOR 的兩個特征蛋白。近年來隨著研究的深入，AMPK/mTOR/AKT 信號通路在DGP 胃平滑肌細胞能量代謝方面的作用也開始受到重視。

韓功帥等［30］通過糖尿病大鼠模型觀察DGP 發生過程胃平滑肌組織變化，發現隨著病程延長逐漸增加，糖尿病組胃平滑肌組織丙二醛逐漸增加，總超氧化物歧化酶、過氧化氫酶逐漸下降，微管相關蛋白輕鏈3Ⅱ相對表達量逐漸增高。phospho-AMPK 相對表達隨病程延長逐漸增加，糖尿病組的phospho-mTOR 相對表達較增加，而糖尿病6 周組的相對表達較糖尿病4周組降低，認為DGP發生過程中，AMPK-TSC2-mTOR 參與了氧化應激誘導的胃平滑肌組織自噬的發生，DGP 發生初期mTOR 作用不明顯，而隨著病程延長，mTOR 調控作用得以顯現。孫棪等［31］在此基礎上進一步研究mTORC1 與mTORC2 在DGP 發病過程的變化，糖尿病6 周、8 周大鼠的ADP、ADP/ATP 的含量升高，而能荷降低，Rictor蛋白表達逐漸升高。可見DGP發病過程中mTORC1 與mTORC2 信號通路變化導致了胃竇平滑肌能量代謝紊亂。張默函等［32］利用STZ 腹腔給大鼠造模，觀察不同時間DGP 大鼠的胃竇平滑肌細胞IGF-1、PI3K、p-Akt 蛋白的表達，發現DGP 大鼠的IGF-1、PI3K、p-AKT蛋白表達逐步降低。

尚未查閱到中藥在本信號轉導通路干預作用開展的中的相關研究。除此之外，還關于DGP 基于凋亡信號通路、腸道黏膜免疫應答方面［33-34］等方面的基礎研究。綜上所述，中藥復方具有調節DGP 胃腸動力的作用，大量文獻已經從不同角度探討中藥干預DGP 的作用機制，SCF/c-Kit、RhoA/ROCK 等信號通路參與了DGP 發生發展過程。但是，從現有的研究來看，大多數信號轉導通路都存在一致性的上調或下調作用。眾所周知，人體是一個復雜的生物系統，對胃腸動力的調控作用是否還存在雙向調節機制，結合臨床患者高血糖和低血糖兩種不同狀態的交互困擾，需要研究者結合臨床特征進一步開展研究。此外，從細胞水平角度探討中藥復方治療DGP 機制的研究報道較少，這或許與DGP體外細胞模型的缺少有關。

6 討論

DGP 屬于祖國醫學“消渴”“痞滿”“胃緩”等范疇，中醫認為“不能食而消”，《丹溪心法》指出：“中氣虛弱，不能運化精微為痞者；有飲食痰飲不能施化為痞者。”《靈樞·五癃津液別》篇認為：“中熱消谷……腸胃充郭，故胃緩。”仝小林［35］認為，中焦氣機逆亂，脾胃功能失常是DGP 的基本病機。目前中藥復方采用辛開苦降、溫陽散寒、益氣健脾、降逆和胃、化痰下氣等治法改善胃腸動力不足。臨床治療DGP 的西藥有胃復安、莫沙必利等，這些藥物以對癥治療為主，臨床療效欠佳，患者會出現諸如昏睡、肝腎損害等不良反應。中藥在提高臨床療效、緩解癥狀等方面優于西藥，而且價格低廉。隨著現代分子生物學等學科的不斷發展、應用，以及對DGP認識的不斷深入，發現中醫藥干預DGP通過調控血糖水平、改善胃腸平滑肌病變、修復ICCs細胞含量、調節免疫功能等途徑發揮作用。

中藥復方干預DGP 的基礎研究已經逐漸受到越來越多專家和學者的重視，雖然目前取得一定成績，尚存在一些問題有待進一步解決：1）DGP 的發病機制研究還不夠系統，有待進一步完善，缺乏從整體角度對發病機制和療效機制開展系統評價，如多個指標或因子之間相互作用、多個指標與不同癥狀的調節作用等；2）DGP 動物模型是以特殊藥物、特殊膳食喂養等方式構建的胰島素抵抗模型基礎上建立，缺乏與中醫證型相結合的模型研究，DGP動物模型雖然再現DGP的高血糖和胃腸動力不足，但和臨床癥狀仍有一定差異，尚未能表現DGP 的其他癥狀，如早飽、惡心、嘔吐及低血糖現象等；3）中藥材目前還存在產地和炮制方法而導致的有效成分不同的問題，服用后體內代謝的差異亦會導致臨床指標效應的差異，因此后期對復方機制深入研究可明確復方中各藥的基源和炮制方法；4）基于中藥復方多成分多靶點的特點，目前DGP 復方研究多集中于相關指標的變化，或對某條信號通路的影響，而對具體成分及作用靶點的研究還不深入；可進一步結合臨床療效，開展符合辨證論治和遣方用藥規律的物質基礎研究，探尋復方的物質基礎和作用機理；5）DGP 暫無明確的療效判定標準，觀測指標研究深度不足，實驗結果可重復性不強，從而影響機制闡述的可信性。針對以上問題，仍需要進一步深入開展系統研究，在今后的實驗研究中尤其應該將動物實驗和臨床研究充分結合，借助現代分子生物學手段，深入探討中藥干預DGP 胃動力的調控機制，為闡明中醫藥防治DGP提供理論和實驗基礎。