中药治疗慢性肾小球肾炎所涉信号通路研究进展
2020-09-21吴素琪席艺轩陈俊葛海涛中国药科大学南京98江苏苏中药业集团股份有限公司南京006
★ 吴素琪 席艺轩 陈俊 葛海涛*(.中国药科大学 南京 98;.江苏苏中药业集团股份有限公司 南京 006)
慢性肾小球肾炎简称慢性肾炎(chronic glomerulonephritis,CGN),是一种原发性肾小球疾病,由多病因引起,多种病理类型组成,且以慢性肾小球病变为主。常见的临床症状有血尿、蛋白尿、高血压、水肿等,且多数症状隐匿、发病缓慢。病程较长者可发展为不同程度的肾功能减退、肾纤维化,最后导致末期肾衰竭,威胁数百万患者的生命。
中医药治疗CGN有着悠久的历史,临床经验丰富,值得大力推广,但由于其作用机制未明,影响了中药在该领域的发展。有研究发现,相关信号通路通过调节肿瘤坏死因子TNF-α、转化生长因子TGF-β、干扰素INF-γ、白细胞介素IL-1、IL-6等的含量表达[1-3],进而调控CGN发病以及发展。本文通过整理中药治疗CGN所涉及的信号通路及其研究进展,为阐明中药治疗CGN的作用机制提供思路。
1 关键信号通路
1.1 NF-κB信号通路 NF-κB(nuclear factor-kappa B)是核转录因子Rel家族成员之一,其介导的NF-κB信号通路在免疫炎症反应中具有重要的调节作用[4-5]。通常情况下,NF-κB/Rel家族成员首先两两结合形成同源或异源二聚体,然后与抑制性蛋白 IκB(inhibitory protein of NF-κB)结合成三聚体复合物,最终以非活性状态存在于细胞质中。当受到某些胞外信号刺激时,IκB激酶(IKK)被激活,使IκB磷酸化进而从三聚体中解离出来,导致NF-κB被活化,进入细胞核内,启动相关基因的转录,促进IL-6、TNF-α、IL-2、IL-1β、MCP-1 等炎症因子和介质的分泌,导致炎症发生[5-6]。因此,通过抑制肾组织NF-κB信号通路,减少相关炎性因子的释放,可能是减轻肾小球炎症损伤的途径之一。
雷公藤甲素是雷公藤抗炎的主要活性成分。YingZhou等[7]研究雷公藤甲素治疗膜性肾小球肾炎小鼠的作用机制时发现,与模型组相比,雷公藤 甲 素 组 中 NF-κB p65、IκBα、TNF-α、IL-1β、MCP-1表达均显著下降,提示雷公藤甲素可能通过抑制NF-κB信号通路的激活,减少炎性因子的分泌,从而缓解膜性肾小球肾炎的炎症反应。益肾清利颗粒处方由黄芪、山茱萸、杜仲、白术、泽泻、石韦、白花蛇舌草等中药组成。研究表明,益肾清利颗粒可以降低阳离子化牛血清白蛋白诱导的CGN大鼠的24h尿蛋白及血清肌酐含量,升高血清白蛋白量,改善胆固醇升高趋势。其作用机制可能是抑制NF-κB信号通路,从而下调血清IL-6、TNF-α表达水平,达到减轻肾小球炎症损伤的目的[8]。CGN常伴有肾小球系膜细胞增生,王强[9]研究升降散对系膜增生大鼠的治疗机制时发现,升降散能明显降低系膜增生大鼠肾组织中TLR4、NF-κB的表达。提示,升降散可能通过下调TLR4的水平,进而抑制NF-κB信号通路的激活,从而减少相应炎症因子的释放,达到抑制系膜细胞增殖的作用。此外,参地颗粒[10]、益肾宁配方颗粒[11]等也可通过调节NF-κB信号通路缓解CGN症状。
1.2 Wnt信号通路 Wnt信号通路参与了许多重要的生物进程,包括动物胚胎的生长发育、器官形成、细胞的增殖、分化、迁移、凋亡等,分为经典Wnt信号通路(Wnt/β-catenin)和非经典Wnt信号通路(Wnt/Ca2+、Wnt/JNK)[12-13]。研究发现,经典Wnt信号通路与CGN的发病机制密切相关。病理状态下,Wnt信号通路被激活,Wnt蛋白与FZD/LRP受体结合,激活细胞质内的DVL蛋白,抑制了与Axin、APC、GSK-3、CK-1等蛋白形成的β-catenin复合物的降解活性,使β-catenin蛋白在细胞内堆积,游离的β-catenin进入细胞核中与转录因子TCF/LEF结合,激活下游相关相关基因的转录[14-15]。
益气清热膏由生黄芪、白术、穿山龙、白花蛇舌草、防风、金银花等组成。孙雪艳[16]发现益气清热膏对脂多糖诱导的CGN大鼠肾小球系膜细胞的增殖有抑制作用,可明显降低β-catenin、Wnt4和TGF-β1蛋白的表达水平。表明益气清热膏通过抑制CGN大鼠中Wnt信号通路,减少β-catenin的堆积,进而抑制肾小球系膜细胞的增殖。一半汤由大青叶、玄参、浮海石、地肤子、败酱草、天冬、甘草、半枝莲、益母草、蒲公英、黄芪、西洋参、菊花组成。刘益源[17]研究一半汤对牛血清白蛋白+四氯化碳+脂多糖诱导的IgA大鼠肾组织的影响,发现一半汤可减少大鼠血尿、蛋白尿等症状,其机制可能是下调Wnt4、Wnt5a、β-catenin蛋白表达,抑制Wnt信号通路的过度激活,从而治疗慢性肾炎。
1.3 MAPK信号通路 由丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)介导的信号转导通路是真核细胞最广泛的调控机制之一,在CGN发病机制中占有重要地位。目前,已发现ERK1/2、JNKs、P38、ERK7/8、ERK3/4、ERK5 6种MAPK信号通路,其中,以ERK1/2、JNKs、P38三条级联反应研究最多。当受到细胞因子、生长因子、炎症介质、射线等刺激时,MAPK激酶激酶(MKKKs/MAP3Ks/MEKKs)、MAPK激 酶(MKKs/MAP2Ks/MEKs)、MAPK(ERK/JNK/ P38)逐级磷酸化,激活转录因子c-fos、c-Jun、c-myc等,增强AP-1的转录,进而调控INF-γ、TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-8等炎症因子的表达,导致炎症的发生[18-19]。
Tu等[20]使用黄葵胶囊(0.5、2 g/kg/d)治疗阿霉素诱导的小鼠慢性肾病时发现,小鼠的精神状态、肾形态外观、蛋白尿、白蛋白含量、肾硬化得到明显改善,另外,黄葵胶囊高剂量组还能减少巨噬细胞(ED1+、ED3+)的浸润,降低肾组织 TNF-α、IL-2含 量 和 TGF-β1、p38MAPK、pp38MAPK的表达,提示黄葵胶囊改善肾脏炎症和肾小球损伤的作用机制可能是通过抑制p38MAPK信号通路,减少促炎因子TNF-α、IL-2的释放,从而减轻肾小球炎症损伤。王朝俊[21]研究肾炎康复片(由西洋参、人参、生地黄、杜仲、、山药、白花蛇舌草、黑豆、土茯苓、益母草、丹参、泽泻、白茅根、桔梗组成)对阿霉素诱导的肾病大鼠模型肾组织炎症损伤的分子机制时发现,肾炎康复片可减少大鼠肾小球内巨噬细胞的浸润,下调TGF-β1、pp38MAPK蛋白的表达,抑制p38MAPK信号通路的异常激活,发挥抗炎作用。
1.4 Syk/Ras/c-Fos信号通路 Syk/Ras/c-Fos信号通路不仅参与了自身免疫、免疫反应和免疫球蛋白的产生,还与B细胞功能密切相关。B细胞是体液免疫过程中的重要免疫细胞,脾络氨酸激酶(Spleen tyrosine kinase,Syk)是B细胞受体(BCR)信号传导的关键介质,而BCR信号通路对CGN炎症的发生具有重要影响。Syk/Ras/c-Fos信号通路能促进活化蛋白-1(AP-1)的形成,对TNF-α、IL-2、IL-6、IL-8等细胞因子的表达具有重要调控作用,最后导致CGN炎症的发生[22]。
宋俊梅[23]将10只未造模大鼠作为正常对照组,50只阿霉素诱导的CGN大鼠模型随机分为模型组、芪藤消浊颗粒不同剂量组(5.4、10.8、21.6 g/kg)、黄葵胶囊组(1.0 g/kg)。其中,芪藤消浊颗粒组、黄葵胶囊组给予相应剂量的药物,模型组和正常对照组给予等量溶媒,每天一次,连续30天后,测定大鼠24 h尿蛋白、N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶(NAG)以及血清中尿素氮、肌酐、胱抑素、视黄醇结合蛋白的含量,发现芪藤消浊颗粒中、高剂量组均可显著降低以上因子的含量。通过检测Syk、Ras、MEK1/2、ERK1/2和 c-Fos mRNA及相应蛋白的表达情况,发现芪藤消浊颗粒的作用机制可能是抑制上述mRNA及相应蛋白的表达量,影响下游信号因子的表达,从而抑制Syk/Ras/c-Fos信号通路,进而起到治疗慢性肾炎的作用。
2 其他信号通路
2.1 AGEs/RAGE/NF-κB信号通路 晚期糖基化终末产物(advanced glycation end products,AGEs)与晚期糖基化终末产物受体(receptor for advanced glycation end products, RAGE)结合,促进了 NF-κB的核转录,从而提高TNF-α、IL-1β、IL-6等促炎因子的表达,最终导致炎症的发生[24]。真武汤出自《伤寒论》,由茯苓、芍药、生姜、附子、白术组成。Wu等[25]研究发现真武汤可抑制由阳离子化牛血清白蛋白诱导的膜性肾小球肾炎大鼠肾组织中ACGs、RAGE1、NF-κB p65的表达,其作用机制是通过抑制ACGs/RAGE/NF-κB信号通路的激活,降低血清中炎症介质TNF-α、IL-1β和IL-6的水平,进而达到保护肾脏的作用,治疗膜性肾小球肾炎。
2.2 P13K/AKT信号通路 磷脂酰肌醇3-激酶/ 蛋白激酶B(P13K/AKT)信号通路与细胞的增殖、分化、凋亡和炎症的发生密切相关。白芍总苷(TGP)是毛茛科植物白芍干燥根中的主要活性成分,具有调节机体免疫功能、抗炎的作用。研究表明,白芍总苷可通过P13K/AKT途径抑制系膜增生性肾炎大鼠血清中IL-1α、IL-2、IL-10、INF-γ的水平,从而抑制肾系膜细胞的过度增殖,改善肾脏炎症损伤[26]。
3 结语
慢性肾小球肾炎具有起病隐匿、病程长、复发率高、难治愈等特点,另外,其起病原因、作用机制尚未明确,增加了治疗的难度。中药治疗着眼于整体调控,有效成分多样,相互协调,具有多靶点、多环节、多系统的优势。中药治疗慢性肾炎涉及的信号通路有NF-κB信号通路、Wnt信号通路、MAPK信号通路、Syk/Ras/c-Fos信号通路等,不同信号通路之间存在相互作用。同时,一种中药可调控多条信号通路,如雷公藤可抑制NF-κB和MAPK信号通路,黄葵胶囊可抑制P38MAPK/AKT和P38MAPK信号通路。中药通过调控不同信号通路,从而调节细胞因子、炎症介质的表达,进而达到缓解肾组织炎症、恢复肾小球功能的作用,见表1。因此,通过信号通路研究中药治疗CGN的作用机制,可为CGN的治疗提供新的思路,促进中药在慢性肾小球肾炎方面的应用。
表1 治疗慢性肾小球肾炎的相关中药