黃酮類中藥單體對潰瘍性結(jié)腸炎信號通路調(diào)控作用的研究進展

毛瓊 鄭凱

潰瘍性結(jié)腸炎(ulcerative colitis,UC)是一種多因素、難治性和復發(fā)性腸道免疫性疾病,以反復發(fā)作的里急后重、腹痛、黏液膿血便為主要特征。目前使用的5-氨基水楊酸(5-aminosalicylic acid,5-ASA)、糖皮質(zhì)激素、生物制劑等西藥可以用于UC的緩解,然而這些藥物的副作用、高昂的成本、個體化的療效和耐藥性限制了它們在臨床上的應(yīng)用。近年來從中醫(yī)藥角度出發(fā)對UC的防治在醫(yī)學界愈來愈受歡迎,中藥的活性成分被深度研究,其中黃芩、金銀花、姜黃、甘草、淫羊藿等中草藥中黃酮類單體成分具有代表性。

黃酮類物質(zhì)常見分子式是C15H10O2,分子量一般在200～500之間,以C6-C3-C6為基本碳架,由兩個苯環(huán)及三個碳原子組成。根據(jù)中央三碳的氧化程度、是否成環(huán)、B環(huán)的連接位點等特點進行不同的化學成分分類,主要有黃酮、異黃酮、黃酮醇、黃烷酮、二氫黃酮、查爾酮等。研究證明黃酮類中藥單體,如黃芩苷、蘆丁、姜黃素、柚皮苷、木犀草素、苦參酮等通過不同機制起到抗自由基、抗氧化、抗腫瘤、抑制炎癥反應(yīng)、抑制細胞凋亡和抑制自噬反應(yīng)等較強的緩解UC的作用。故本文對近年來黃酮類中藥單體調(diào)控相關(guān)信號通路緩解UC的機制進行綜述,旨在為中藥減輕UC的研究提供理論依據(jù)。

1 干預(yù)NF-κB信號通路

核因子-κB(nuclear factor kappa-B,NF-κB)是細胞內(nèi)重要的核轉(zhuǎn)錄因子,是許多信號轉(zhuǎn)導通路的匯合點。作為一條經(jīng)典的信號通路,其在UC的發(fā)病中占據(jù)重要的地位,是目前研究最多的治療UC潛在作用靶點。本通路緩解UC的黃酮類中藥單體數(shù)量眾多,大多通過下調(diào)通路中下游中間產(chǎn)物的表達減輕UC癥狀。目前為止屬黃芩苷的作用靶點最多,臨床研究最廣泛。

1.1 NF-κB信號通路及其與UC的關(guān)系

NF-κB廣泛存在于人體各類組織中,調(diào)節(jié)控制機體的炎癥反應(yīng)、免疫應(yīng)答,調(diào)節(jié)細胞凋亡及應(yīng)激反應(yīng),對免疫系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)至關(guān)重要。一般來說,NF-κB蛋白家族由p65(Rel A)、c-Rel、Rel B、p50和p52五個不同的成員組成,它們可以異源和同源地形成至少12種不同的識別二聚體。NF-κB是抗炎藥物開發(fā)的重要靶分子[1],其中Toll樣受體4(Toll-like receptors,TLR4)/髓樣分化因子88(myeloid differentiation factor88,MyD88)/NF-κB p65通路在炎癥過程中被廣泛關(guān)注。TLR4作為先天免疫受體之一[2],可通過與脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)等融合,經(jīng)歷構(gòu)象改變和二聚化,募集到MyD88,繼而誘導其下游影響因子κB抑制因子激酶(inhibitor of kappa B kinase,IKK)激活κB抑制因子(inhibitor of kappa B,lκB)蛋白,進行靶向磷酸化、泛素化和降解,最終釋放出胞質(zhì)中的NF-κB p65進入胞核發(fā)揮轉(zhuǎn)錄作用,產(chǎn)生各種促炎和炎癥介質(zhì),包括腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor- α,TNF-α),環(huán)氧合酶-2(cyclooxygenase-2,COX-2),白介素-6(interleukin-6,IL-6)等。大量研究證實了MyD88依賴性信號通路在UC發(fā)生發(fā)展中的重要性[3]。

1.2 涉及NF-κB信號通路的緩解UC的黃酮類中藥單體

黃芩苷是眾多黃芩有效成分中含量最高、研究最廣、相對安全的[4]。黃芩作為葛根芩連湯、黃芩湯、白頭翁湯等經(jīng)典治痢方中的主藥,具有清熱燥濕、瀉肺腸火之功,偏治熱痢。黃芩苷早先被證實消除實驗性結(jié)腸炎的機制是靶向抑制TLR4/NF-κB通路激活[5]。SHEN等[6]進一步發(fā)現(xiàn)采用不同劑量的黃芩苷作用于三硝基苯磺酸(2,4,6-trinitrobenzenesulfonic acid sol,TNBS)誘導的UC大鼠模型,機體氧化應(yīng)激指標超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)、過氧化氫酶(catalase, CAT)、谷胱甘肽過氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)活性均增加,丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量降低,凋亡因子半胱天冬氨酸蛋白酶-9(Caspase-9),炎癥因子白介素1β(interleukin 1β,IL-1β)和TNF-α以及通路相關(guān)因子NF-κB p-65、IKK、IKB的含量相比模型組水平顯著降低。當對500 ng/ml LPS誘導的RAW264.7離體結(jié)腸炎細胞使用IκBα抑制劑、IKK抑制劑和黃芩苷時,結(jié)果顯示黃芩苷能顯著抑制p-IKBα/IKBα含量的變化,但對p-IKKβ/IKKβ無顯著影響,提示黃芩苷通過IKK/IKB/NF-kB信號通路發(fā)揮保護粘膜的氧化應(yīng)激損傷、抑制結(jié)腸細胞凋亡、對抗炎癥因子的作用。

黃芩素也是從黃芩中分離的一種黃酮類中藥單體,其在黃芩中含量較少,約0.04%～0.28%[7]。相比黃芩苷善于調(diào)節(jié)UC大鼠的大腸損傷,黃芩素對小腸治療效果更好[8]。研究發(fā)現(xiàn)黃芩素能夠通過調(diào)節(jié)NF-κB的活性達到抗炎效果[9-10]。另有研究通過連續(xù)7天使用3.5%的葡聚糖硫酸鈉(dextran sulfate sodium,DSS)處理小鼠建立UC模型,在造模前后給予兩種劑量的黃芩素, 結(jié)果顯示兩治療組小鼠的腸上皮細胞中NF-κBp65的入核率明顯低于結(jié)腸炎組,同時腸上皮細胞、單核巨噬細胞中異常激活釋放的炎癥因子以及NF-κB通路的相關(guān)因子信使RNA(messenger RNA,mRNA)表達水平均低于結(jié)腸炎組,提示黃芩素對UC的保護作用與其抑制TLR4/My D88/NF-κB信號通路有關(guān)[11]。

淫羊藿苷又名淫羊藿素。淫羊藿,性溫不寒,具有強筋骨、溫腎壯陽之功,善治真陽不足之痢。研究發(fā)現(xiàn)淫羊藿素對LPS誘導的小鼠巨噬細胞內(nèi)NF-κB蛋白的表達具有明顯的抑制作用,隨后用淫羊藿素給結(jié)腸炎小鼠灌胃,其體內(nèi)結(jié)腸組織的NF-κB蛋白也得出相同結(jié)果,同時體內(nèi)結(jié)腸組織及體外巨噬細胞中一氧化氮(nitric oxide, NO)和IL-6的含量也降低,證實了淫羊藿素通過抑制NF-κB通路傳導,下調(diào)其介導的炎癥因子的表達,從而達到治療UC的作用[12]。

毛蕊異黃酮是從豆科植物蒙古黃芪干燥根當中提取而來的一種異黃酮類中藥單體。黃芪甘溫而潤,臟腑虛損諸病常用之,偏治“中氣不足痢”。劉超等[13]進行體外細胞實驗,發(fā)現(xiàn)毛蕊異黃酮可以抑制LPS誘導的巨噬細胞中炎癥因子IL-6和TNF-α的mRNA表達。研究進一步發(fā)現(xiàn),50 mg/kg毛蕊異黃酮可以抑制DSS或TNBS誘導的UC小鼠的疾病進展,減輕其杯狀細胞及其隱窩形態(tài)的破壞性,降低黏膜損傷,減少炎癥細胞浸潤,調(diào)節(jié)大腸組織中氧化應(yīng)激反應(yīng),并下調(diào)IKKα、IKKb、IkBα和p65蛋白磷酸化水平,提示這一過程與抑制NF-κB信號軸密切相關(guān)。

柚皮素屬于從蕓香科植物中提取的一種二氫黃酮類中藥單體,是枳殼、骨碎補、化橘紅等中藥的主要有效成分之一。DONG等[14]建立了兩種小鼠模型,使用DSS溶液模擬急性損傷的腸粘膜,結(jié)腸內(nèi)注射TNBS則模擬T細胞介導的抗原免疫反應(yīng),運用轉(zhuǎn)錄組學結(jié)合功能實驗發(fā)現(xiàn)過氧化物酶體增殖物激活受體(peroxisome proliferators-activated receptor-γ,PPAR-γ)表達在兩種結(jié)腸炎模型中均顯著降低,柚皮素通過增加主要靶點PPAR-γ表達,使其與NF-κB p50/NF-κB p65二聚體結(jié)合,抑制IκBα的降解及核轉(zhuǎn)錄因子NF-κB的表達,降低炎癥因子與凋亡相關(guān)蛋白的指標,在兩種模型中均發(fā)揮其抗UC的作用,當使用PPAR-γ抑制劑后柚皮苷的保護作用被逆轉(zhuǎn)。說明柚皮素能通過抑制NF-κB通路來減輕UC炎癥損傷。

此外,還有研究表明木犀草素[15-16]、金絲桃苷[17]、蘆丁[18]和蒙花苷[19]也能通過激活NF-κB通路減輕UC炎性損傷。

2 干預(yù)MAPK信號通路

絲裂原活化蛋白激酶(mitogen activated protein kinase,MAPK)作為一條高度保守的信號通路,將細胞外信號轉(zhuǎn)換成細胞內(nèi)部的基因表達,參與人類多種疾病的發(fā)病機制,其與UC之間的關(guān)系是近年來新的研究熱點。本通路發(fā)現(xiàn)的治療UC的黃酮類中藥單體數(shù)量上尚少,但其研究角度較廣,不局限在其抗炎功能,還涉及腸細胞膜上基因表達的調(diào)節(jié)。

2.1 MAPK信號通路及其與UC的關(guān)系

在哺乳動物中,MAPK家族有三個主要組成部分:細胞外信號調(diào)節(jié)激酶(extracellular signal-regulated kinase, ERK)、c-Jun N-末端激酶(c-Jun N-terminal kinases,JNKs)(JNK1/2/3)和p38MAPK家族(四種亞型α、β、γ和δ)。在炎癥性腸病(inflammatory bowel disease,IBD)患者的腸粘膜中,p38α在MAPK家族中表現(xiàn)出最強的激酶活性[20]。p38MAPK這一概念早在1994年被提出,受物理因素、生長因子、細胞因子等細胞外刺激后,p38從胞漿轉(zhuǎn)移到細胞殼上,介導下游轉(zhuǎn)錄因子磷酸化協(xié)調(diào)細胞反應(yīng),包括細胞凋亡、釋放大量炎癥因子TNF-α和IL-1β等[21-22]。使用p38MAPK抑制劑對IBD小鼠的治療顯著起效[23],再次證實了MAPK通路在IBD的腸道炎癥因子產(chǎn)生和T細胞活化中起關(guān)鍵作用。

2.2 涉及MAPK信號通路的緩解UC的黃酮類中藥單體

姜黃素對IBD患者腸道中關(guān)鍵疾病介質(zhì)p38MAPK表達呈負向調(diào)節(jié)作用[24-25]。Epstein等[26]首次研究姜黃素在人離體腸道細胞和組織中的作用機制,用姜黃素預(yù)處理兒童和成人IBD患者離體的結(jié)腸粘膜活檢組織和結(jié)腸肌成纖維細胞(colonic muscle fibroblasts,CMF),結(jié)果顯示其抑制p38MAPK通路的激活,下調(diào)了IL-1β表達,上調(diào)了白介素-10(interleukin-10, IL-10)表達,同時其劑量依賴性地抑制CMF中的基質(zhì)金屬蛋白酶,抑制腸粘膜蛋白乙酰化,限制其進一步組織破壞,減少活化的中性粒細胞流入炎癥應(yīng)激的腸道,說明姜黃素能通過激活MAPK通路減輕的UC炎癥損傷。

α-山竹黃酮又名倒捻子素。YOU等[27]用DSS溶液誘導結(jié)腸炎小鼠模型,結(jié)果顯示α-山竹黃酮能抑制ERK1/2、應(yīng)激活化蛋白激酶((stress-activated protein kinase, SAPK))/JNK和p38的磷酸化,上調(diào)α-山竹黃酮在UC靶組織中的分布,降低其在小腸和結(jié)腸中的代謝,恢復UC模型表面上皮細胞的損傷和粘膜下水腫等炎癥反應(yīng),提示α-山竹黃酮在UC治療中的有效性與激活MAPK信號通路密切相關(guān)。

甘草黃酮B是從豆科植物甘草中提取的含量極低的一種異戊二烯類黃酮。ZHANG等[28]用甘草黃酮B處理建立DSS誘導的UC小鼠模型,發(fā)現(xiàn)LB能抑制包括JNK、ERK1/2和p38等MAPK通路相關(guān)因子的激活,下調(diào)腸道相關(guān)促炎因子的濃度,升高抗炎因子IL-10的水平,改善包括潰瘍、炎性細胞浸潤、纖維肉芽組織增生和隱窩萎縮等粘膜損傷,直接作用于結(jié)腸上皮而保持腸屏障的完整性。同時中高劑量的甘草黃酮B可下調(diào)擬普雷沃氏菌屬和嚙齒真桿菌的數(shù)量,上調(diào)回腸桿菌的數(shù)量,恢復由DSS引起的細菌結(jié)構(gòu)變化。從分子力學角度證實,甘草黃酮B通過阻斷MAPK途徑發(fā)揮抗UC作用。

此外,還有研究表明木犀草素[29]也能通過調(diào)控MAPK信號通路抑制炎性細胞因子的表達,減輕UC的損傷。

3 干預(yù)JAK/STAT信號通路

Janus激酶(the Janus kinase, JAK)/信號轉(zhuǎn)導與轉(zhuǎn)錄激活子(signal transducer and activator of transcription, STAT)是繼NF-κB信號通路后又一重要的炎癥調(diào)節(jié)通路。近年來本通路相關(guān)緩解UC的黃酮類中藥單體主要通過兩個方面發(fā)揮作用:(1)抑制JAK/STAT通路,調(diào)節(jié)包括NF-κB、Th17/Treg等相關(guān)過程來直接抑制炎癥因子的表達;(2)通過JAK/STAT通路發(fā)揮免疫應(yīng)激及細胞凋亡等作用間接阻斷炎癥反應(yīng)。

3.1 JAK/STAT信號通路及其與UC的關(guān)系

JAK是抑制促炎因子的重要靶點[30-31]。JAK/STAT信號通路由JAK、STAT和酪氨酸激酶(tyrosine kinase,TYK)相關(guān)受體3個成分組成。JAK被激活后轉(zhuǎn)移三磷酸腺苷的磷酸到酪氨酸殘基上進行磷酸化,隨后激活STAT家族成員進入細胞核參與基因轉(zhuǎn)錄,完畢后返回胞質(zhì)等待下一次的活化[32]。已知四種不同的JAK分子(JAK 1-3、TYK2)和STAT家族的七個成員(STAT1-4、5a、5b、6)[33]。在STAT家族成員中,STAT3對T細胞分化中的影響最為重要[34]。JAK/STAT3信號失調(diào)導致CD4+T細胞分化異常以及調(diào)節(jié)性T細胞(regulatory T cell, Treg)活性缺陷被認為是IBD發(fā)病機制中的重要因素[35-36]。與淋巴細胞相比,JAK/STAT通路對IBD中的髓細胞具有更大的影響,UC中高水平的促炎細胞因子及低水平的IL-10與髓系細胞中的STAT3密切相關(guān)[37-38]。

3.2 涉及JAK/STAT信號通路的緩解UC的黃酮類中藥單體

苦參酮是一種二氫黃酮類中藥單體。苦參性味苦寒,有清熱祛濕之功,可用于治療“濕熱痢”。LI等[39]通過LPS誘導的RAW 264.7細胞從苦參總黃酮中篩選出苦參酮,隨后在DSS誘導的UC小鼠模型中研究其作用,結(jié)果發(fā)現(xiàn)苦參酮能恢復脾臟和腸系膜淋巴結(jié)的免疫細胞分化平衡,并抑制腸道JAK2/STAT3信號傳導,下調(diào)了介導輔助性T細胞17(T helper cell 17,Th17)分化的維A酸相關(guān)孤獨受體-γt mRNA的表達,減少Th17細胞的浸潤,增加Treg細胞的表達,證實苦參酮可通過阻斷JAK2/STAT3信號通路,促進介導Th17/Treg平衡,維持腸道免疫的穩(wěn)態(tài)環(huán)境。

蘆丁又名蕓香苷,是存在于中藥蕎麥及大黃葉中的柑橘屬黃酮醇類中藥單體。大黃性味苦寒,為芍藥湯之主藥,歷代醫(yī)家善用其蕩積推陳。劉佳妮等[40]先通過Docking計算機模擬發(fā)現(xiàn)蘆丁可與JAK2蛋白結(jié)合,后用SPR技術(shù)檢測發(fā)現(xiàn)蘆丁與JAK2蛋白之間具有極強的親和力。采用2.5% DSS制備小鼠結(jié)腸炎模型,發(fā)現(xiàn)蘆丁液灌胃可顯著下調(diào)模型組中增加的一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase, iNOS)和p-NF-κB-p65的表達,上調(diào)緊密連接蛋白表達,顯著升高結(jié)腸組織杯狀細胞數(shù)量,減少炎性細胞浸潤,恢復黏膜結(jié)構(gòu),抑制凋亡蛋白活化半胱天冬氨酸蛋白酶-3(cleaved-Caspase-3)的表達,顯著降低模型組中JAK2及STAT3蛋白磷酸化水平。提示蘆丁可通過與JAK2蛋白結(jié)合抑制其磷酸化,進而抑制JAK2-STAT3信號通路的激活,阻斷炎癥反應(yīng),從而緩解了UC相關(guān)癥狀。

此外,還有研究表明姜黃素[25,41]、黃芩素[42]也能通過調(diào)控JAK-STAT信號通路抑制UC帶來的炎癥損傷。

4 干預(yù)Nrf2信號通路

近年來,核轉(zhuǎn)錄因子E2相關(guān)因子(nuclear factor E2-related factor 2, Nrf2)通路在氧化應(yīng)激方面作用已得到廣泛探索,過度氧化應(yīng)激帶來的腸粘膜損傷是UC密切相關(guān)的病理環(huán)節(jié)。本通路相關(guān)緩解UC的黃酮類中藥單體均展現(xiàn)出強大抗氧化應(yīng)激的腸粘膜保護功能,提示Nrf2有望成為UC治療新靶點。

4.1 Nrf2信號通路及其與UC的關(guān)系

Nrf2是一種重要的細胞保護性轉(zhuǎn)錄因子,其活性主要由Kelch樣環(huán)氧氯丙烷相關(guān)蛋白1(Kelch-like ECH-associated protein,Keap1)負向調(diào)控[43]。當機體處在氧化應(yīng)激狀態(tài)時,Nrf2磷酸化并從Keap1結(jié)合位點釋放進入細胞核,與相應(yīng)啟動子抗氧化反應(yīng)元件(antioxidant response element,ARE)正向序列結(jié)合,激活細胞防御系統(tǒng),提高細胞對活性氧(reactiveoxygenspecies,ROS)的清除能力,調(diào)控下游基因表達,如血紅素氧合酶1(hemeoxygenase-1,HO-1)、GSH-Px等[44],起到抗氧化應(yīng)激、抗炎癥作用。研究表明,UC中存在明顯的Nrf2/HO-1通路抑制,可能是導致其發(fā)生的關(guān)鍵因素之一[45]。機體受到刺激后,氧自由基生成增多,氧化失衡,機體代謝障礙,最終造成腸黏膜屏障功能損傷[46]。在DSS處理的Nrf2缺陷小鼠中,結(jié)腸脂質(zhì)過氧化增加,氧化損傷嚴重,與Nrf2通路對抗氧化應(yīng)激的關(guān)鍵作用一致[47]。還有體外實驗研究發(fā)現(xiàn)使用Keap1-Nrf2-PPI抑制劑可以修復結(jié)腸炎細胞的保護作用,證實UC與Keap1/Nrf2信號傳導途徑相關(guān)[48]。

4.2 涉及Nrf2信號通路的緩解UC的黃酮類中藥單體

山姜素多存在于姜科植物如姜黃、豆蔻、郁金等中。TAN等[49]用不同劑量的山姜素處理DSS誘導的UC小鼠模型,發(fā)現(xiàn)山姜素可以顯著清除氧化自由基,減少過氧化產(chǎn)物產(chǎn)生,保護細胞免受氧化應(yīng)激損傷,表現(xiàn)為HO-1表達增加,Nrf2的基因表達增加,MDA含量降低,SOD活性增加,另外山姜素還能調(diào)節(jié)腸屏障損傷,表現(xiàn)為腸緊密連接蛋白的上調(diào)。提示山姜素激活Nrf2/HO-1信號并調(diào)控下游IL-6/STAT3通路,從而改善UC腸上皮屏障功能。

葛根素又叫葛根黃素,屬于異黃酮類中藥單體。葛根性味甘、辛,涼,有解肌退熱,升陽止瀉之功,《傷寒論》中的葛根芩連湯為UC臨床常用方之一。JEON等[50]通過DSS誘導結(jié)腸炎小鼠模型,發(fā)現(xiàn)葛根素呈劑量依賴性地降低了脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物MDA的活性,增強了抗氧化酶CAT、GSH和SOD的活性,顯著提高Nrf2和下游抗氧化劑HO-1的蛋白質(zhì)表達。研究進一步發(fā)現(xiàn),葛根素通過防止緊密連接的丟失,改善了UC小鼠腸道屏障功能的破壞,與相同劑量的5-ASA起到相似效果。提示葛根素可通過Nrf2信號通路改善氧化應(yīng)激,緩解UC的粘膜破壞。

刺芒柄花素又叫芒柄花素,是從中藥黃芪中提取的一種異黃酮類單體。YANG[51]等通過DSS誘導有Nrf2基因和剔除Nrf2基因的兩組結(jié)腸炎小鼠,發(fā)現(xiàn)刺芒柄花素能夠抑制其TNF-α、IL-6和COX-2的表達,結(jié)腸組織中SOD、MDA、髓過氧化物酶(myeloperoxidase,MPO)和8-氧代鳥嘌呤(8-oxoguanine,o8G)的含量明顯得到改善,從而達到治療UC的目的。

此外,還有研究表明金絲桃苷[52]、木犀草素[53]等通過調(diào)控Nrf2通路來發(fā)揮改善UC氧化應(yīng)激損傷的作用。

5 對其他信號通路的調(diào)控

5.1 Notch信號通路

Notch信號通路是目前自身免疫疾病研究的最新熱點之一。Notch可調(diào)控腸上皮細胞更多地分化為吸收細胞,導致分泌細胞(如杯狀細胞)減少[54]。人CD4+T細胞中Notch1信號的過度表達顯著增加了促炎因子的分泌,介導炎癥因子的失衡,可能是Notch信號通路導致UC發(fā)生發(fā)展的重要原因[55]。木犀草素是存在于金銀花、紫蘇等中藥中的黃酮類單體,XIE等[56]發(fā)現(xiàn)木犀草素可以降低DSS誘導的UC小鼠炎癥水平,增加腸道中緊密連接蛋白1(zona occludens 1,ZO-1)和閉合蛋白的表達,增加NCR+ILC3水平,促進環(huán)境穩(wěn)態(tài)因子IL-22的產(chǎn)生,降低腸中促炎因子IL-17a和干擾素的水平,促進Notch1的表達,在微生物群對免疫反應(yīng)的增強和抑制不斷發(fā)生拉鋸的環(huán)境中保持屏障完整性,從而緩解潰瘍性結(jié)腸炎帶來的腸屏障損傷。此外,還有研究表明姜黃素[57]也能通過調(diào)控Notch信號通路緩解UC。

5.2 PI3K/Akt信號通路

磷脂酰肌醇 3-激酶(phosphatidylinositide 3-kinases,PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B,Akt)通路近年來最多提及的是與腫瘤相關(guān)的研究,同時也參與著UC的炎癥及癌變過程。細胞受體及配體相結(jié)合,活化PI3K二聚體,繼而招募靶蛋白Akt至胞膜,活化的Akt由細胞膜釋放至胞質(zhì)內(nèi)磷酸化其下游的叉頭轉(zhuǎn)錄因子(forkhead box,FoxO),FoxO出核后調(diào)控凋亡相關(guān)蛋白及炎癥因子的水平。朱磊等[58]采用TNBS法制備大鼠UC模型,發(fā)現(xiàn)黃芩苷能劑量依賴性地抑制大鼠UC的炎癥反應(yīng),抑制PI3K磷酸化,下調(diào)Akt的活化,發(fā)揮其抗炎作用。此外還有研究發(fā)現(xiàn)槲皮素也能通過抑制PI3K/Akt信號傳導,有效提高閉合蛋白的表達,降低IL-1β、TNF-α和IL-6的表達,恢復腸道屏障和調(diào)節(jié)腸道微生物群在UC治療中的作用[59]。

5.3 NLRP3信號通路

核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域樣受體蛋白3(nucleotide binding oligomerization domain-like receptor protein 3,NLRP3)近年來是固有免疫方面的研究熱點,本通路相關(guān)緩解UC的黃酮類中藥單體多集中炎癥下游機制。NLRP3是NOD樣受體 (Nod-like receptor, NLRs) 家族成員之一,與凋亡相關(guān)斑點樣蛋白(apoptosis-associated speck-like protein containing a CARD,ASC)及效應(yīng)蛋白共同組裝成NLRP3炎癥小體,可發(fā)揮修復損傷的腸黏膜組織、調(diào)控細胞的增值和凋亡,并可能通過影響腸道菌群的分布來調(diào)節(jié)腸道炎癥反應(yīng)[60]。IL-1β是該信號通路中研究較多細胞因子之一,被認為與Th2細胞的聚集及Th17細胞的分化相關(guān)。忍冬苷又名木犀草素-7-O-新橙皮糖苷,是存在于忍冬科植物山銀花、山茱萸等中藥中的一種黃酮苷類單體。研究先在體外細胞中證實忍冬苷顯著抑制結(jié)腸巨噬細胞中裂解的Caspase-1、IL-1β和IL-18的蛋白表達,顯著降低了結(jié)腸中NLRP3的蛋白表達。隨后在DSS誘導的結(jié)腸炎小鼠中發(fā)現(xiàn)忍冬苷對調(diào)味增強子同源物2(enhancer of zeste homolog,EZH2)的抑制直接使NLRP3炎癥小體失活,減輕結(jié)腸炎癥[61]。此外姜黃素[62]、芒柄花素[63]、蘆丁[64]、柚皮素[65-66]、漢黃芩素[67]等也能通過調(diào)控NLRP3信號通路緩解UC。

黃酮類中藥單體對UC信號通路的調(diào)控作用及其分子靶點簡表見表1。

表1 黃酮類中藥單體對UC信號通路的調(diào)控作用及其分子靶點

6 結(jié)語與展望

中醫(yī)認為UC患者主要病機為濕熱蘊腸,氣血不調(diào)[68],本研究發(fā)現(xiàn)多靶點、多通路、療效明確的黃酮類中藥單體如黃芩苷、木犀草素、苦參酮等清熱類中藥提取物占最大比例,也證實清熱法確是本病治療一大關(guān)鍵。其次,多實驗證明黃芪提取物毛蕊異黃酮和刺芒柄花素分別能多通路發(fā)揮中藥的特點抑制UC,這與原生中藥黃芪在臨床應(yīng)用上的表現(xiàn)也是高度符合,黃芪臨床上用于治療UC的頻次可達25%[69],故其作為補脾要藥治痢之功不可小覷。另外,姜黃、骨碎補等藥物在中醫(yī)古籍記載中并無治療痢疾的功效,但實驗研究進一步拓寬了中醫(yī)治療UC的藥物品種。

綜上所述,UC的發(fā)生與發(fā)展由不同信號機制參與,中藥及其不同活性成分在不同的作用靶點上具有更復雜的藥理特性,故中藥緩解UC的機制必然涉及多個信號通路。但是現(xiàn)有研究仍存在不足,一是目前關(guān)于黃酮類中藥的研究廣度及深度不足,研究大部分集中在像NF-κB、MAPK等經(jīng)典通路上,Notch、NLRP3等新興通路研究報道較少,值得進一步挖掘。其次目前關(guān)于黃酮類中藥調(diào)控UC信號通路的研究多以動物實驗或者體外細胞為主,未來還可借助分子生物學、代謝組學等多組學技術(shù)進一步深入挖掘其藥理作用機制。