肝损伤修复信号通路及中药的肝损伤保护作用研究最新进展

张建花

（兰州大学第二医院药学部，甘肃 兰州 730030）

肝脏是人体最大的代谢器官，担负着人体极重要的生理功能，参与多种物质代谢及凝血因子的合成。而肝炎病毒、细菌或寄生虫等会导致生物性肝损伤，药物、工业毒物或乙醇等会导致化学性肝损伤，从而使肝脏功能部分甚至全部丧失[1]。其中，药物、乙醇等导致的化学性肝损伤最为严重，直接肝脏毒性和不良性免疫反应是其主要的两条途经。近年来，随着人们生活水平的提高以及对药物的过度依赖，肝损伤的发病率逐年增加。对于肝损伤患者，如果未进行及时、有效的治疗，往往会导致肝纤维化，最终导致肝脏的衰竭坏死[2,3]。因此，如何维持肝损伤后肝脏内环境的稳态以及肝细胞的再生代偿能力，进而提高损伤后肝脏恢复效果已成为当今医药界急需解决的难点及主要热点。

目前研究认为，肝损伤修复关联到多种信号通路，而中药因多成分、多通路、多靶点共同作用的特点，被广泛认为在治疗肝损伤方面具有较大优势及广阔前景[4]。当前，中药及由中药制备的各类保肝类中成药或化学药品已在临床被广泛使用，同时大量的最新研究正在开展。本文试对近10年来肝损伤修复相关的信号通路及中药的肝损伤保护作用最新研究进行系统综述，以期为中药保肝药物研发及临床应用提供一定参考。

1 肝损伤修复信号通路

1.1 NF/κB 信号通路

急性肝损伤（acute liver injury，ALI）是一个多步骤、多环节的生理调控过程，下丘脑核转录因子（NF/κB）信号通路是与ALI密切相关对的关键调节因子，是ALI引发机制中一个重要的关键调节点[5]。NF/κB能够多向调节炎症反应、介导炎性因子在细胞内与细胞间的相互表达，同时在免疫反应中起到了调控免疫基因表达的作用。在正常机体内，其与细胞浆内的 NF/κB 抑制蛋白（IκB）结合，从而呈现出非活化的状态，但在炎症细胞因子、紫外线、病毒、氧化剂等刺激下会被激活，导致其与IκB解离，随即进入肝脏细胞核内并与特异启动子结合，起到调控基因表达的作用[6]。当肝脏损伤时，肿瘤坏死因子 α（TNF-α）可以活化 NF/κB 而诱导 NF/κB 进入细胞内，激活一连串细胞炎症因子的表达，促使肝细胞凋亡和坏死。TNF-α、白介素-6（IL-6）、IL-1β 等促炎性细胞因子是炎症因子表达被激活重要指标，可以与其他促炎因子共同促进NO、花生四烯酸代谢产物及组胺等的产生，并互相作用增强正反馈调节效应，加重炎症损害，造成肝细胞的大面积坏死[7]。

1.2 Hh信号通路

Hedgehog（Hh）信号通路是一条高度保守的胚胎形成素信号通路，与肝脏损伤修复过程密切相关。Hh信号通路的激活主要参与了肝脏细胞增殖、凋亡，肌成纤维细胞的活化、聚集与修复，相关的炎症反应及血管新生、改建等。通过对Hh信号通路的调节，可以明显抑制肌成纤维细胞的聚集及胶原纤维的过度沉积，达到改善肝纤维化、肝硬化目的[8]。在非酒精性脂肪性肝纤维化进程中，肝细胞内脂肪堆积引起了肝细胞损伤及死亡，而死亡的肝细胞导致了肝脏Hh配体表达增多，激活Hh信号通路，继而产生了更多的配体[9]。研究表明，Hh配体的表达在不同因素引起的肝纤维化过程中存在差异。在肝切除造成的肝损伤修复中，Hh信号通路激活表现为Shh和Ihh两种配体均明显增多；而在胆汁性肝硬化过程中，主要表现为胆管细胞中Ihh配体表达增高；在非酒精性脂肪性肝纤维化进程中，则主要表现为Shh配体的高表达[10]。

1.3 STAT3信号通路

近年研究发现，细胞转导子和转录活化子3（STAT3）的激活在肝损伤后的修复过程中发挥重要作用，能够通过促进肝细胞增殖而加快损伤肝脏修复速度，通过调节糖类及脂质代谢而维持机体内环境稳态[11]。通过激活肝保护性急性期蛋白表达，增强肝脏对细菌感染、化学物质及药物导致的ALI的对抗能力。STAT3在保护肝损伤的重要作用，包括促进肝细胞增殖，维持肝脏糖脂代谢稳定及增强肝脏受损后的保护性急性期反应[12]。进一步研究发现，STAT3具有显著的抗肝细胞凋亡和促有丝分裂作用，能够上调细胞存活及细胞增殖的相关基因表达。随后研究发现，STAT3在肝脏中可以被IL-6、白血病抑制因子（LIF）、睫状神经营养因子（CNTF）等激活，此外肝炎病毒也能激活肝脏中STAT3的磷酸化，进而将胞外信号分子传入细胞核中激活或抑制相关基因表达[13]。

1.4 JAK/STAT信号通路

JAK/STAT信号通路主要由酪氨酸激酶相关受体、酪氨酸激酶JAK和信号传递与转录激活因子STAT组成。该通路能将信号快速从膜传导到核，广泛参与肝细胞增殖、分化、凋亡、炎症、肿瘤等多种生理、病理过程[14]。JAK/STAT通路中，配体与受体α（或/和β）亚基结合，形成活化的α、β二聚体或 α、β、γ三聚体，JAK与受体胞质部分膜旁区Box 1结合，催化受体C端酪氨酸残基磷酸化，形成磷酸化酪氨酸位点进而激活STAT磷酸化；STAT借助自身的SH2结构和磷酸化酪氨酸残基形成互补的活性二聚体；活化的STAT二聚体由胞质向核内转位，与DNA特定序列结合，调控基因表达；STAT与DNA结合还需自身一些丝氨酸和苏氨酸残基的磷酸化，可能由有丝分裂原激活的蛋白激酶参与磷酸化[15]。通过上述机制，JAK/STAT通路在肝缺血再灌注损伤、脂肪肝、病毒性肝炎、肝纤维化、肝衰竭、肝癌等各类肝损伤的修复中发挥着重要作用。

1.5 PI3K/Akt信号通路

磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B （PI3K/Akt）信号转导通路是经典的调控细胞分化、促细胞存活、抗细胞凋亡的通路[16]。PI3K作为重要的胞内信号转导激酶，是由调节亚基p85和催化亚基p110等2个结合位点构成的异二聚体蛋白。当与具有酪氨酸蛋白激酶（PTK）活性的膜受体和非膜受体等细胞外刺激信号分子作用后，能磷酸化p85的SH2结构域的相应位点，使调节亚基p85对催化亚基p110的抑制相应解除，从而使PI3K激活[17]。而激活后的PI3K可活化其下游的Akt磷酸化，进一步调节其下游的p70激酶、糖原合成酶激酶3（GSK3）而使肝星状细胞（HSC）活化，促进肝脏纤维化的进展性加重[18]。总而言之，PI3K/Akt通路在活化HSC、促进肝脏细胞外基质（ECM）形成、促进胶原合成、促进肝纤维化的发生、发展过程中具有重要意义。

1.6 Nrf2/ARE信号通路

Nrf2/ARE信号通路的激活在防治病毒性肝炎、酒精性和非酒精性肝炎、胆汁淤积型肝损伤、肝纤维化、肝癌等肝脏疾病中起着重要作用。核核因子E2相关因子2（Nrf2）作为一个重要的转录因子，被氧化应激或亲电物质激活后，能够与抗氧化反应元件（ARE）相互作用[19]。Nrf2在肝脏中高度表达，其基因区域含有NEH 1-6共6个功能区。当Nrf2活化后，NEH1能与小Maf蛋白形成异源二聚体，后者可与ARE结合来激活下游基因。当受到氧化应激因子或亲电物质刺激后，活化的Nrf2从胞浆转位进入细胞核中，进而与ARE结合，诱导一系列解毒酶、生物转化酶、外源性物质外排转运体的表达，增加机体的抗氧化能力且加速机体毒物的外排[20]。Nrf2是目前防治肝脏疾病中新的潜在靶点，并且以本信号通路为靶点的新药正在研发。

1.7 TGF-β/Smad信号通路

体外细胞研究和体内物模型研究均表明，TGF-β/Smad信号传导通路与肝纤维化的发生、发展密切相关。HSC、Kupffer细胞、内皮细胞、肝细胞等均可以分泌TGF-β。而TGF-β1是促进肝纤维化形成过程中主要细胞，HSC的增殖和产生ECM，形成肝纤维化，破坏肝组织结构乃至形成肝硬化[18]。研究表明，HSC受TGF-β1激活后其移动能力增加4.1倍，而HSC移动更促进了肝纤维化形成的程度和范围。TGF-β/Smad信号通路主要通过受体丝氨酸/酪氨酸激酶途径及胞内的Smad蛋白途径，后者是介导TGF-β信号进入细胞核内的最主要途径；TGF-β1必须通过其特异的膜受体结合后，生物信息才能通过Smad蛋白信号传递途径下传，激活靶细胞来发挥生物效应[21]。因此，阻断TGF-β/Smad信号传导，不仅具有抗肝纤维化的作用，而且在ALI发生时可促肝细胞增殖。

2 中药对肝损伤的防治作用

2.1 中药活性成分

2.1.1 黄酮类成分

陈芝芸等[22]研究发现，不同剂量胡柚皮黄酮均能显著降低非酒精性脂肪性肝炎（NAFLD）小鼠肝组织的活动度积分、TG水平、血清AST，升高肝组织SIRT1、PGC-1α、MnSOD mRNA 和蛋白表达， 减少8-OHdG表达和MDA含量，说明其能通过调节SIRT1/PGC-1α信号通路，增强肝脏抗氧化能力，减少脂肪酸代谢过程中活性氧的损伤，防治NAFLD的发生发展。杨静博等[23]研究发现，槐米中芦丁能够调节糖尿病db/小鼠的胰岛素信号通路相关蛋白Ins R-β、Akt（Ser473）、Akt（Thr308）表达，减轻小鼠的肝损伤。

2.1.2 皂苷类成分

崔伟伟等[24]研究发现，白首乌C-21甾体总苷对肝损伤有较好的预防作用，通过减轻OS发挥保肝作用，其机制与提高细胞SOD活性、降低MDA水平，抑制NF/κB通路激活，下调iNOS和COX-2蛋白表达有关。罗汉果醇是罗汉果皂苷的苷元，黄琰菁等[25]等发现其能够通过激活肝细胞癌HepG2中AMPK信号通路相关因子SREBP-1c、FASN的表达而抑制脂肪酸合成，从而发挥调节脂代谢的作用。

2.1.3 生物碱类成分

黄秀昆等[26]研究发现，老鼠簕生物碱A能够使肝纤维化大鼠体质量增加，降低肝脏指数及肝组织中 ALT、AST 活性， 显著抑制 p-PI3K、p-Akt、p-m TOR、p-p70S6K蛋白表达，证实其保护肝纤维化的机制可能与抑制PI3K/Akt/mTOR/p70S6K信号通路有关。吴鹏等[27]研究发现，小檗碱可降低肝纤维化指标，改善肝纤维化形态学异常，降低Notch3、Hes1、α-SMA mRNA及蛋白表达，其机制可能与下调Notch3/Hes1信号通路表达有关。严栋梁等[28]发现，不同剂量川芎嗪能使肝纤维化小鼠IL-6 mRNA和IL-1β mRNA表达水平均降低，IL-10 mRNA表达水平升高，且与剂量呈相关性；使p-JAK2、p-STAT3蛋白表达均降低，也与呈剂量相关性，表明川芎嗪可能通过JAK2/STAT3信号通路及炎性因子IL-6、IL-1β、IL-10对肝纤维化产生保护作用。

2.1.4 蒽醌类成分

凤玲等[29]研究表明，大黄素可通过NF/κB信号通路降低急性肝衰竭大鼠血清中肝功能酶和炎症因子含量，调节细胞凋亡相关蛋白表达，从而改善急性肝衰竭症状。吴艳艳等[30]研究芦荟大黄素和吡喹酮的联合治疗对血吸虫肝纤维化小鼠TGF-β/Smad通路的影响，发现芦荟大黄素治疗后血吸虫肝纤维化程度减轻，肝组织中Smad2 mRNA、TGF-β1、TIMP-1、Ⅰ型胶原、Ⅲ型胶原的表达降低，Smad7 mRNA表达增高，证实芦荟大黄素可通过TGF-β/Smad通路发挥抗肝纤维化作用。

2.1.5 酚酸类成分

Li Zheng等[31]研究结果表明，迷迭香酸可以抗ALI，使血清中 AST、ALT 下降，使 NF/κB、细胞外信号调节激酶（ERK1/2）、p38蛋白表达、组织髓过氧化物酶（MPO）及谷胱甘肽依赖性过氧化物酶（GSHPX）含量升高，并且促进Nrf2转运到细胞核中，上调血红素加氧酶1（HO-1）、谷氨酸半胱氨酸连接酶催化 （GCLC）、谷氨酸半胱氨酸连接酶修饰剂（GCLM）及醌氧化还原酶（NQO1），其机制是通过抑制MAPKs/NF/κB及激活Nrf2/HO-1信号通路实现的。许希燕等[32]研究表明，阿魏酸能增强大鼠脂肪间充质干细胞对HSC中TGF-β1表达的下调作用，进而导致下游p-Smad2/3活性下降及Smad7表达升高，从而参与促进肝细胞凋亡。丹酚酸A、B均是丹参中的有效水溶性酚酸类成分。宋复兴等[33]发现，丹酚酸A可通过调节NF/κB/IκBα信号通路发挥抗肝纤维化作用；而林雪茹[34]等则发现丹酚酸B可通过增强pSmad3C/p21介导的抑癌信号，减弱pSmad3L/PAI-1介导的促癌信号，阻碍小鼠肝纤维化-肝癌进展。

2.1.6 萜类成分

Chen Shao-Ru等[35]研究证实，穿心莲内酯衍生物能有效抑制STAT3的磷酸化和二聚化，在体内显著改善ALI，减轻理损伤，促进肝增殖和STAT3活化；抑制STAT3通路下游的α平滑肌肌动蛋白（α-SMA）和血清促炎细胞因子的表达升高，因此认为其可调节STAT3通路而作为治疗肝损伤的潜在药物。谢长好等[36]研究表明，芍药苷能显著降低肝组织中RIP140、TLR4、p-NF/κBp65、NF/κBp65 蛋白水平，说明芍药苷通过抑制NF/κB信号通路对狼疮小鼠肝脏损伤起到保护作用。白果内酯是从银杏叶中提取的一种倍半萜类化合物，董志超等[37]等研究表明其能通过抑制TLR4/TAK1/NF/κB通路激活，减轻非酒精性脂肪肝炎大鼠肝纤维化程度。莪术醇是莪术中的倍半萜类化合物，郑洋[38]等发现其能通过抑制Rho-ROCK信号通路达到抗肝纤维化的效果。

2.1.7 多糖类成分

张可锋等[39]研究发现，狗肝菜多糖能显著降低肝纤维化大鼠肝组织HA、LN、PCⅢ、Ⅳ-C及血清Hyp、NO含量，并能降低肝组织p-JNK、p-ERK、pp38蛋白表达，Masson染色结果与之呈一致性，表明狗肝菜多糖可通过MAPK通路抑制或缓解肝纤维化进程。王荣等[40]研究表明，五味子多糖可抑制大鼠肝细胞炎症反应，进而改善炎症对细胞增殖的抑制作用，其作用机制可能与下调Traf3/NF-B信号通路活化有关。

2.2 中药提取物或有效部位

杜斌等[41]研究发现，合欢皮乙醇提取物正丁醇相可通过减少NF/κB p65的活化而抑制IL-6和TNF-α炎性细胞因子的过度释放，以及调控Bcl-2和Bax蛋白的表达减轻肝细胞凋亡，从而发挥对肝脏的保护作用。徐涛等[42]研究发现，夏枯草总三萜不仅能降低肝纤维化大鼠 ALT、AST、HA、CⅣ、PCⅢ、Hyp水平，改善肝脏病变程度，降低MDA水平，增强SOD及GSH-Px活性，还可抑制肝组织中α-SMA、Procollagen I、Smad2、Smad3 及 p-ERK 表达，升高Smad7表达，其机制可能与调控TGF-β1/Smad信号通路有关。

2.3 中成药

小柴胡制剂具有显著的抗炎、保肝、解热镇痛等作用，在临床上广泛用于治疗慢性乙型肝炎、肝纤维化、预防肝癌等。贾为壹[43]等研究小柴胡颗粒对硫代乙酰胺（TAA）致ALI的治疗作用，发现小柴胡颗粒各剂量能够明显降低ALT、AST、MDA水平，升高T-SOD活性，使肝脏病变范围与严重程度均有不同程度改善， 肝脏组织 Nrf2、Keap1、NQO1、HO-1、GCLC、GCLM的mRNA及蛋白表达水平均明显升高，因此小柴胡颗粒可能通过上调Nrf2信号通路上下游分子表达治疗ALI。胡娜等[44]采用网络药理学方法发现，芪苓益肝颗粒的主要有效成分为三萜类和黄酮类，其作用靶点多与肝细胞增殖和分化，促进细胞周期的进展和有丝分裂等环节有关。陆海英等[45]发现，六味地黄丸能显著降低 FBG、TG，降低NF/κB p65、MCP-1 和 VCAM-1 蛋白表达， 升高SIRT6蛋白表达，改善小鼠肝组织的肝细胞脂肪变性及炎细胞浸润，表明其机制与调节血脂代谢及抑制炎症反应有关。孙海涛等[46]研究发现，不同剂量鳖甲煎丸均能不同程度降低肝纤维化，降低血清ALT、AST 含量及 MDA、HYP、TGF-β1、CTGF、TNF-α、VEGF水平，升高SOD水平，降低肝组织中βcatenin、p-GSK-3β和p-AKT蛋白表达，说明鳖甲煎丸能够显著减轻肝纤维化的程度，其机制与抑制Wnt/β-catenin信号通路的活化、减少其下游靶基因的表达水平有关；该研究组同时研究表明[47]，鳖甲煎丸抗肝纤维化与阻断NF/κB信号通路有关。

2.4 中药复方汤剂

Zou Cuiyun等[48]研究发现，小柴胡汤能够下调石斑鱼肝脏中与脂肪形成有关的基因（G6PD、DGAT2、ME1）表达，并上调与脂解相关的基因（ATGL、PPARα、LPL）表达，并改善肝损伤病理改变；以剂量依赖性方式下调caspase-3、caspase-9及p53 mRNA的表达，上调抗氧化剂相关基因CAT、Mn-SOD的mRNA表达，表明小柴胡汤能有效减少肝脏脂质蓄积，增强抗氧化能力。肖政华等[49]研究结果表明，扶肝化纤汤能够抑制TGF-β1诱导的HSC-T6细胞的活化增殖，通过影响TGF-β1/Smad信号转导通路发挥抗肝纤维化作用；该研究组同时发现[50]，扶肝化纤汤够调控p-JNK、p-ERK、p-p38蛋白表达，抑制MAPK信号通路的活化。吴家扬等[51]研究发现，三黄茵赤汤可能通过调控HMGB1/TLR4/NF/κB信号通路，减轻细胞炎症反应，抑制细胞凋亡达到防治ALI的作用，HMGB1可能成为防治急性肝损伤的新靶点。耿昊等[52]探讨了肝豆汤对铜负荷大鼠肝脏中分泌型糖蛋白（Wnt）/β-连环蛋白（β-catenin）信号通路的调控作用及机制，发现肝豆汤可通过促进过量铜排出，减轻高铜诱导的肝脏损伤，并通过激活肝脏Wnt/β-catenin信号通路促进损伤的肝组织代偿性自愈，以达到减轻高铜诱导OS损伤的治疗效果。戴琦等[53,54]发现益气活血利水汤对肝纤维化的防治作用与激活肝脏Wnt/β-catenin及Necdin-Wnt信号通路及有关。

3 结语

目前治疗肝损伤的方法包括肝移植、西药治疗、中药治疗等。其中，肝移植疗法存在肝脏供源不足、抗宿主病治疗难度大、并发症多、病死率高及价格昂贵等诸多问题；西药治疗效果明显，但同时存在不良反应与毒副作用较大、价格普遍较贵等问题。虽然目前中药治疗仍存在一定缺陷，但其多成分、多通路、多靶点及毒副作用小等优点，已成为保肝治疗的热点而备受关注。

当前，由中药开发出的保肝药物广泛用于临床治疗，并发挥着不可替代的作用，如甘草甜素片、复方甘草甜素片、复方甘草酸苷胶囊（片）、甘草酸二铵肠溶胶囊、水飞蓟素胶囊（片）、复方甘草酸苷注射液、茵栀黄注射液等。另一方面，中医临床也有许多保肝治疗的经典方剂，如茵陈大黄汤、茵陈四黄汤、小柴胡汤、茵陈蒿汤等，而大黄、甘草、栀子、黄芩、茵陈、龙胆草等是具有明确保肝作用的中药材。

本文系统综述了肝损伤修复相关的 NF/κB、Hh、STAT3、JAK/STAT、PI3K/Akt、Nrf2/ARE 及 TGF-β/Smad等信号通路，以及中药活性成分、提取物、有效部位、中成药、复方汤剂等通过相关信号通路保护肝损伤的作用。文献总结发现，中药及其活性成分可影响多个信号通路，通过多成分、多通路、多靶点发挥综合作用，具有改善肝脏功能、抗病毒、抗炎、增强肝脏解毒功能、抗肝纤维化、促进肝细胞再生、减轻及修复肝细胞损伤、改善肝细胞代谢、降低转氨酶等明确作用，在保肝治疗具有广阔的前景。