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中藥調控PI3K/Akt信號通路促進慢性創面愈合的研究進展

2025-06-02 00:00:00朱振輝李志冷羽蔡濤申學發向先雪黃永新
中國藥房 2025年8期
關鍵詞:中藥信號

中圖分類號R965 文獻標志碼A 文章編號1001-0408(2025)08-1019-06

DOI 10.6039/j.issn.1001-0408.2025.08.23

Research progress of traditional Chinese medicine regulating PI3K/Akt signaling pathway to promote chronic wound healing

ZHU Zhenhui',LI ,LENG , CAI Tao', SHEN Xuefa', XIANG Xianxue', HUANG Yongxin'(1.First Clinical Medical College, Guizhou University of Traditional Chinese Medicine, Guiyang 5500O2, China; 2.Dept.of Anorectal Surgery, the First Affliated Hospital of Guizhou University of Traditional Chinese Medicine, Guiyang 550001,China)

ABSTACTThepathogenesisofchronicwoundhealingiscomplexItisoftendifficulttohealduetoalongcourseof disease, diffcultyintreatmentanditseriouslyafectsthequalityoflifeinpatients.Theactiveingredients,coupletmedicinalsand compound formulasoftraditionalChinesemedicine(TCM)posssuniqueadvantages inthetreatmentofchronicwound healing. Thephosphatidylinositol3-kinase/proteinkinaseBPI3K/Akt)signalingpathwayisextremelycriticalinthetreatmentofchronic wound healingbyregulatingaseriesofbiologicalprocesesincludingcellapoptosisangiogenesisandinflammatoryesposes. ThisarticlereviewstherelevantresearchontheregulationofthePI3K/AktsignalingpathwaybyTCMtopromotechronicwound healing.Ithasbeenfoundthattheactiveingredientsof TCM(suchasgeniposide,astragaloside,andginsenosides,etc.)and comoun formulas(suchas Chonghe ointment,Huanglian ointment,Shirun shaoshang ointment,etc.)mainly reduce inflammatoryesponsespromoteangigenesisegulateellutophagy,andaccelerateoundhealingbyactivtingtheKAkt signalingpathway;atthesametime,there arealsoafewcouplet medicinals(suchasHuangqiHonghua)andcompound formulas (suchasXiangpiShengjiintment)thatexert antinflammatoryefectsbyinhibiting thissignalingpathway,topromote wound healing.

KEYWORDSTCM;active ingredients;couplet medicinals;compound formulas;chronic wound healing;PI3K/Akt signaling pathway; mechanism

創面愈合是一個復雜的生物學過程,涉及組織再生、修復與重建,旨在恢復受損組織的結構和功能。這一過程不僅需要細胞和分子層面的精細調控,還涉及多個階段的協同作用。在臨床上,依據愈合速度和特性將創面細分為急性與慢性兩大類。急性創面是能迅速愈合的創面,慢性創面則是反復治療超過1個月仍無愈合傾向的創面,如創傷性潰瘍、代謝性潰瘍等。其中創傷性潰瘍常見于肛腸術后創面,該創面因受糞便污染、肛周潮濕等復雜因素影響,容易導致感染,引起創面遷延難愈;而代謝性潰瘍主要是指糖尿病足潰瘍(diabeticfootulcer,DFU),主要由血糖控制不佳引發,且因高血糖導致的微循環障礙與局部組織缺氧,極大地阻礙了創面愈合的進程。慢性創面愈合不佳不僅對患者的生理健康造成影響,還嚴重降低了患者的生活質量,給其帶來了長期的痛苦和經濟負擔。

在中醫古籍中,雖無慢性創面之名,但依據其病因與癥狀,可將其歸類于“瘡瘍”“廉瘡”等范疇。《醫宗金鑒》提到“腐不去則新肉不生”,強調了祛腐生新的治療原則,這一原則在中藥治療慢性創面中應用廣泛,例如化腐生肌、祛瘀活血、提膿祛腐之法。磷脂酰肌醇3激酶(phosphoinositide3-kinase,PI3K)/蛋白激酶B(proteinkinaseB,又名Akt)信號通路作為細胞內關鍵的信號傳導機制,在調控細胞凋亡、血管生成、炎癥反應及血糖代謝等方面發揮著重要作用。近年來,相關研究指出中藥及其活性成分通過調控PI3K/Akt信號通路,顯著影響多種細胞因子和炎癥因子的表達,從而大幅度提升了慢性創面的愈合質量與速度。基于此,本文對中藥活性成分、藥對及復方調控PI3K/Akt信號通路促進慢性創面愈合的相關研究進行綜述,以期為慢性創面愈合的臨床治療提供參考。

1PI3K/Akt信號通路概述

PI3K作為PI3K/Akt信號通路的上游核心啟動因子,屬于一類關鍵的脂質激酶。根據結構和功能特性,PI3K被細分為I、Ⅱ、Ⅲ類,其中I類PI3K在PI3K/Akt信號通路中扮演著至關重要的角色。I類PI3K由1個pl10催化亞基與1個p85調節亞基組成的異源二聚體構成,可通過多種機制被激活,包括Ras蛋白的激活、與受體酪氨酸激酶或G蛋白偶聯受體的相互作用等。一旦PI3K被激活,其便能將磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸(phos-phatidylinositol-4,5-diphosphate,PIP2)轉化為磷脂酰肌醇-3,4,5-三磷酸(phosphatidylinositol-3,4,5-trisphos-phate,PIP3),后者作為第二信使,在介導PI3K的多種生物學功能中發揮著核心作用。Akt是一種關鍵的絲氨酸/蘇氨酸激酶,作為PI3K/Akt信號通路的核心效應分子,Akt存在3種同源的亞型:廣泛表達的Aktl、主要在胰島素敏感組織表達的Akt2,以及在特定組織如大腦、心臟中表達的Akt39。當生長因子、細胞因子等刺激因子與細胞表面受體結合后,PI3K被激活,促使PIP2轉化為PIP3,而后PIP3在丙酮酸脫氫酶激酶1和丙酮酸脫氫酶激酶2的協同作用下磷酸化Akt的2個關鍵位點,實現Akt的完全激活。激活的Akt通過磷酸化多種下游效應分子,如核因子 κB 抑制蛋白(inhibitor- κ binding pro-tein,IkB)、內皮型一氧化氮合酶(endothelialnitricoxi-de synthase,eNOs)、哺乳動物雷帕霉素靶蛋白(mam-maliantargetofrapamycin,mTOR)等,執行包括促進細胞生長、抑制細胞凋亡、調節代謝及促進細胞遷移等在內的多種生物學功能。此外,PTEN作為該通路的主要負向調節因子,通過抑制PIP3磷酸化來抑制Akt的激活,維持細胞內環境的穩態

2PI3K/Akt信號通路在慢性創面愈合發生進展中的作用

2.1 調節炎癥反應

炎癥反應是創面愈合的首要步驟,對于清除損傷組織和激活愈合過程至關重要。然而,過度的炎癥因子,如白細胞介素1β(interleukin- ?1β ,IL-1β)IL-6和腫瘤壞死因子 (tumor necrosisfactor- ,TNF- )等促炎因子的過量釋放,會阻礙愈合進程5]。在這一過程中,PI3K/Akt信號通路通過調節炎癥因子發揮關鍵作用。激活的PI3K/Akt信號通路通過促進IkB的磷酸化,抑制核因子κB (nuclearfactor κB,NF-κB 的活化,同時上調轉化生長因子β(transforming growth factor- ,TGF- β )、IL-10等抗炎因子的表達,從而減輕炎癥反應。這表明PI3K/Akt信號通路的激活可能是促進創面愈合的重要病理生理機制之一。

2.2 調節血管新生

血管的再生與生成是創面修復過程中不可或缺的基本條件。創面中肉芽組織的新生需要合成大量的血管,為創面組織的修復提供充足的營養物質和氧氣,從而促進創面愈合。其中血管內皮生長因子(vascularendothelialgrowthfactor,VEGF)、血小板衍生生長因子(platelet-derivedgrowthfactor,PDGF)和基質細胞衍生因子(basic fibroblast growth factor,bFGF)是重要的血管生成促進因子。已有研究表明,PI3K/Akt信號轉導與血管重塑關系密切,PI3K/Akt信號通路通過激活eNOS促進一氧化氮(nitricoxide,NO)的生成,NO不僅直接促進血管生成,還通過上調VEGF表達進一步放大血管生成信號。這一過程在慢性創面愈合中至關重要,能夠改善創面血液供應,促進組織修復

2.3 調節細胞自噬

自噬是細胞“自我分解代謝”的一種過程,其可以在機體能量缺乏時保持細胞的穩態,清除多余或受損的細胞、有害蛋白質,發揮抗感染、調節創面炎癥、促進創面血管新生等作用[8]。在自噬過程中,特定的標志因子如自噬相關蛋白1(Beclin-1)和微管相關蛋白1輕鏈3-ⅡI(microtubule-associated protein 1 light chain 3- I ,LC3-IⅡ1)發揮著核心作用,其不僅是自噬體形成的直接參與者,也是自噬活性的敏感指標[19]。自噬的發生與發展受到多種信號通路的調節,其中較經典的是PI3K/Akt信號通路,該信號通路在細胞的自噬、凋亡等過程中發揮著重要作用,增強該信號通路活性可以抑制自噬水平[2]PI3K、Akt及mTOR是自噬發生過程中上游負調節信號通路的關鍵蛋白,PI3K蛋白活化后,激活Akt蛋白,再磷酸化mTOR蛋白,從而抑制自噬起始復合體的形成[3]PI3K/Akt信號通路調控慢性創面愈合的機制見圖1。

RTK:受體酪氨酸激酶(receptortyrosinekinase);GPCR:G蛋白偶聯受體(G protein-coupledreceptors);NLRP3:NLR家族含Pyrin結構域蛋白3(NLR family pyrin domaincontaining3);ASC:含CARD結構域的凋亡相關斑點樣蛋白(apoptosis-associated speck-like protein contai-ningaCARD);Caspase-1:胱天蛋白酶1。

圖1PI3K/Akt信號通路調控慢性創面愈合的機制

3中藥通過PI3K/Akt信號通路干預慢性創面愈合

3.1 中藥有效成分

3.1.1 京尼平苷

京尼平昔作為子藥材的主要有效成分,是一種環烯醚葡萄糖昔類化合物,具有抑制氧化應激、炎癥和細胞凋亡等生物學活性。Fang等通過構建糖尿病皮膚潰瘍大鼠模型,研究京尼平苷對糖尿病大鼠皮膚潰瘍愈合的影響。經過7d的灌胃給藥實驗,結果提示,相較于模型組,京尼平苷治療組顯著提高了創面組織中PI3K和Akt的磷酸化水平,同時降低了TNF- α、 IL-1β、IL-6的表達。此外,京尼平昔還能顯著減少TUNEL染色陽性的凋亡細胞數量。由此表明,京尼平昔可能通過激活PI3K/Akt信號通路,抑制炎癥反應和細胞凋亡,從而促進皮膚潰瘍創面的愈合。

3.1.2 黃芪甲苷

黃芪中苷是黃芪藥材的主要有效成分,具有調節免疫和刺激代謝功能,能夠顯著促進成纖維細胞增殖和血管生成[2],可用于難愈性創面的治療。崔夢迪等[3采用全層皮膚缺損方式構建慢性難愈性創面大鼠模型,用質量濃度 20.100g/L 的黃芪甲苷溶液涂抹模型大鼠創面8d后,發現與模型組相比,黃芪甲苷治療后創面組織中I型膠原蛋白 鏈和平滑肌肌動蛋白 熒光強度均增強;上皮細胞數量增多、厚度降低,炎癥細胞減少,膠原數量增多;TNF- 、IL-1β、IL-6的mRNA表達水平和NF- κB p65蛋白表達水平以及PI3K、Akt蛋白磷酸化水平均降低。由此表明,外用黃芪甲昔能夠抑制大鼠慢性難愈性創面的炎癥反應,加快愈合進程,其機制可能與激活PI3K/Akt信號通路有關。

3.1.3 人參皂苷

人參皂昔是人參藥材的主要有效成分,屬于三類化合物,具有抗氧化、抗炎、血管舒張、抗過敏等多種藥理作用4。Zhang等[首先在體外利用人臍靜脈內皮細胞測試了人參皂昔類化合物對血管生成的影響,再通過體內動物實驗進一步驗證人參皂昔類化合物對糖尿病小鼠創面愈合的影響,發現人參皂昔類能夠顯著上調小鼠傷口中的細胞外信號調節激酶 70 kDa 核糖體蛋白S6激酶( ribosomal protein S6 kinase,p70s6K)、缺氧誘導因子 1α1α (hypoxia-inducible factor 1α , HIF- )、PI3K、Akt和VEGF的表達。由此表明,人參皂昔能夠通過激活PI3K/Akt信號通路來促進p70S6K的活化,并通過HIF-1α介導的VEGF表達刺激血管生成,從而加速皮膚潰瘍創面的愈合。

3.1.4 三七皂苷

三七皂昔為三七藥材的主要有效成分,具有抗炎、抗凝血、保護心血管和抗腫瘤等多種活性。Zhang等研究了三七皂苷對成纖維細胞增殖的影響以及在小鼠模型上評估了三七皂昔對創面愈合的影響。研究發現,與對照組相比,三七皂苷增強了創面中Ⅲ型膠原蛋白α1鏈、I型膠原蛋白α1鏈、TGF- TGF- 和纖維連接蛋白的mRNA表達,減少了創面組織中炎癥細胞浸潤,降低了TNF- 和IL-6的mRNA表達。由此表明,三七皂苷通過促進成纖維細胞增殖,減輕炎癥反應,來加速潰瘍創面愈合,其機制可能與激活PI3K/Akt信號通路有關。

3.2 中藥藥對

黃芪-紅花藥對,源自經典方劑補陽還五湯,具有抑制炎癥反應、抑制細胞凋亡、促進血管新生等作用28]。孫書林探究黃芪-紅花藥對對SD大鼠創傷后創面愈合的影響,結果發現,經過21d的連續灌胃治療,不同劑量的黃芪-紅花藥對組大鼠的創面愈合率均顯著高于對照組,且創面組織中PI3K、Akt、mTOR蛋白表達水平均顯著低于對照組。由此表明,黃芪-紅花藥對能夠促進創面愈合,其機制可能與抑制PI3K/Akt信號通路活性、抑制炎癥反應及影響創面細胞組織的生長和分化有關。

3.3 中藥復方

3.3.1 沖和膏

沖和膏最早記載于元末明初趙宜真的《仙傳外科秘方》中,由紫荊皮、石菖蒲、獨活、白芷和赤芍5味中藥組成,具有行氣活血、消腫止痛的功效,主要用于半陰半陽證的瘡瘍治療。黨贏等采用高糖高脂飼料喂養聯合鏈脲佐菌素注射和皮膚缺損的方法制備糖尿病大鼠潰瘍創面模型,在模型大鼠創面外敷沖和膏21d治療后,發現該藥物能顯著降低創面組織中IL- 1β 、IL-18、TNF- 水平,并下調Beclin-1、LC3-Ⅱ和ASC、Caspase-1前體、Caspase-1、NLRP3表達水平,抑制NLRP3的活性,同時促進Akt/mTOR自噬通路相關蛋白mTOR、磷酸化mTOR(p-mTOR)、Akt的表達。由此表明,沖和膏可能是通過調控PI3K/Akt信號通路介導NLRP3炎癥小體失活來減輕炎癥反應,降低細胞過度自噬,進而促進糖尿病大鼠潰瘍創面愈合。

3.3.2 黃連膏

黃連膏是一種源自《劉涓子鬼遺方》的傳統中藥膏劑,后經《醫宗金鑒》進一步完善,由黃連、黃柏、生地黃、當歸、姜黃5味中藥組成,具有清利濕熱、活血化瘀、祛腐排膿生新的功效,適用于治療各種濕熱引起的瘡瘍。張曉芬等采用全層皮膚缺損的方法制備C57BL/6J雄性小鼠模型,探究了黃連膏對創面愈合的影響。結果顯示,黃連膏處理的小鼠在傷后第10、14天的愈合率顯著優于對照組,且創面組織中血小板-內皮細胞黏附分子的陽性細胞數量有所增加;在分子層面,黃連膏顯著提高了bFGF和PDGF的mRNA表達水平,以及Akt、VEGF-A和eNOS蛋白的表達水平。由此表明,黃連膏可能通過激活PI3K/Akt信號通路,促進血管生成,從而加速創面愈合。

3.3.3 濕潤燒傷膏

濕潤燒傷膏是一種基于傳統中醫藥理論研制的外用藥物,由黃連、黃芩、黃柏、地龍、罌粟殼5味中藥組成,具有清熱解毒、止痛、生肌的功效,專門用于治療各種創面,包括燒燙傷、慢性難愈合創面等。李利青等3采用慢性難愈合創面的大鼠模型,應用該藥膏外敷大鼠創面治療后第7天發現,與模型組比較,濕潤燒傷膏治療后大鼠創面組織中PI3K、Akt、eNOS、血管內皮生長因子受體2(vascular endothelial growth factor receptor 2,VEGFR2)轉錄水平均高表達。由此表明,濕潤燒傷膏可能通過激活PI3K/Akt信號通路,促進eNOS活化和VEGFR2的激活,從而誘導血管內皮細胞的原位再生,促進血管生成,實現創面愈合。

3.3.4 象皮生肌膏

象皮生肌膏是一種源自張山雷《瘍科綱要》的中醫外科藥膏,由爐甘石、血余炭、象皮、當歸、地黃、石膏等中藥組成,具有清熱散瘀、活血止痛、斂瘡生肌的功效,主要用于治療下肢慢性潰瘍、壓瘡、DFU和廉瘡等各種潰瘍創面。尹園緣等構建肛瘺術后創面大鼠模型,并外用象皮生肌膏進行治療,結果發現,象皮生肌膏治療大鼠第7、10天時,其創面組織中IL-17、磷酸化PI3K(p-PI3K)、磷酸化Akt(p-Akt)蛋白表達水平以及IL-17、PI3K、Akt的mRNA表達水平均顯著低于對照組。由此表明,象皮生肌膏能夠抑制肛瘺術后創面炎癥反應,加快創面愈合進程,其作用機制可能與抑制PI3K/Akt信號通路有關。

3.3.5 回陽生肌膏

回陽生肌膏是首都醫科大學附屬北京中醫醫院精心研制的院內外用藥膏,由人參、肉桂、炮姜、黃芪、當歸、川芎、芥子、白等中藥組成,具有溫陽益氣、活血通絡的功效,尤其適用于慢性皮膚潰瘍陰瘡的治療。賈湘隆等通過將回陽生肌膏應用于糖尿病陰證創面模型大鼠發現,在給藥后第3、7、10天,回陽生肌膏組大鼠的創面組織中造血干細胞抗原CD34陽性細胞的表達和VEGF蛋白的表達均顯著增強;此外,其還發現PI3K/Akt信號通路抑制劑Ly294002能顯著減弱CD34陽性細胞和VEGF蛋白的表達。由此表明,回陽生肌膏可能通過激活PI3K/Akt信號通路,促進血管新生,加速創面愈合。

3.3.6 黃芪陽和湯

黃芪陽和湯源自王洪緒的《外科證治全生集》中的經典方劑陽和湯,由熟地、肉桂、麻黃、鹿角膠、白芥子、姜炭、生甘草、生黃芪8味中藥組成。鮑亞玲等通過高脂高糖飼料喂養與全層皮膚缺損的方法,制備了DFU大鼠創面模型,經過4周不同劑量 (8.5,17g/kg) 的黃芪陽和湯灌胃治療后,發現該藥物可顯著升高DFU大鼠創面組織中p-PI3K、p-Akt、IkB- 蛋白表達水平,并降低磷酸化NF- κB p65(p-NF- p65)蛋白表達水平。同時,該研究還發現,PI3K/Akt信號通路抑制劑LY294002(劑量為 可部分逆轉高劑量黃芪陽和湯對DFU大鼠的治療效果。由此表明,黃芪陽和湯能激活PI3K/Akt信號通路,抑制NF- 的活化,進而降低炎癥反應,促進血管新生,從而促進創面愈合。

3.3.7 三石生新膏

三石生新膏源自《瘍科心得集》,由滑石、當歸、白及、爐甘石、石膏、龍血竭、冰片等10味中藥組成,具有祛腐止痛、消腫生肌的功效。高翔等采用局部組織缺血及再灌注損傷法構建糖尿病大鼠潰瘍創面模型,并使用三石生新膏進行治療。結果顯示,與模型組相比,三石生新膏給藥組大鼠創面組織中VEGF含量顯著增加,p-PI3K、p-Akt蛋白表達顯著上調;同時,該研究還發現,PI3K/Akt信號通路抑制劑LY294002可削弱三石生新膏對創面組織中VEGF、p-PI3K和p-Akt蛋白表達的激活作用。由此表明,三石生新膏可能通過激活PI3K/Akt信號通路上調VEGF表達,促進血管生成,改善傷口血液循環,加速創面愈合。

3.3.8 消腫止痛合劑

消腫止痛合劑是甘肅省中醫院院內制劑,由桃仁、紅花、當歸、川芎、赤芍、生地、三七、木香等11味中藥組成,具有活血消腫、祛瘀止痛的功效。喬靖等構建了糖尿病大鼠潰瘍創面模型,并采用消腫止痛合劑進行治療。結果發現,該藥能顯著提高模型大鼠血清及肉芽組織中p-PI3K、p-Akt、磷酸化mTOR(p-mTOR)的蛋白表達水平,同時降低IL-6、TNF- 、IL-1β、Beclin-1、Caspase-3的表達水平;此外,該研究還發現PI3K及mTOR抑制劑的使用會減弱消腫止痛合劑對模型大鼠創面的治療效果。由此表明,消腫止痛合劑可能通過激活PI3K/Akt信號通路,抑制創面肉芽組織中細胞的過度自噬,從而促進創面愈合。

4結語與展望

在臨床治療領域,探索能夠促進慢性創面愈合的高效藥物及其精確作用機制,一直是函待解決的重點問題。本文系統性地總結后發現,近年來中藥有效成分(如京尼甲苷、黃芪甲苷、人參皂昔、三七皂昔)及復方(如沖和膏、黃連膏、濕潤燒傷膏等)主要通過激活PI3K/Akt信號通路來降低炎癥反應、促進血管生成、調節細胞自噬,進而加速創面愈合;同時也有少數中藥如藥對(如黃芪-紅花)復方(如象皮生肌膏)通過抑制該信號通路發揮抗炎作用,促進創面愈合。然而,本文亦發現,目前該類研究多集中于基礎層面,臨床試驗數據相對缺乏,這限制了對上述中藥臨床安全性及有效性的全面評估。此外,盡管中藥在促進慢性創面愈合方面顯示出顯著療效,但其作用機制較為復雜,且并非單一信號通路所介導。因此,未來的研究應更加注重多條信號通路間的交互作用,深入探討這些交互作用如何共同影響慢性創面的愈合過程,以進一步闡明中藥的療效機制。同時,應利用現代技術手段,如分子生物學和系統生物學工具,揭示中醫藥多靶點、多途徑的調控作用,推動中藥從實驗藥理向臨床藥理的轉化,為慢性創面愈合的治療提供更加精準和有效的策略。

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(編輯:鄒麗娟)

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