近5年中药活性成分抗肝纤维化治疗的文献梳理*
2020-12-09延国威王晓忠
延国威 王晓忠
新疆医科大学第四临床医学院肝病科 (新疆 乌鲁木齐, 830000)
肝纤维化是各种慢性肝病共同的病理过程。被各种原因损伤的肝细胞所分泌的多种细胞因子,会刺激肝星状细胞(HSC)转变为成肌纤维细胞(MFB),MFB通过合成大量的细胞外基质(ECM)对损伤的肝细胞进行修复。当自身ECM的合成与降解失衡,ECM大量净沉积,导致肝纤维化;若无及时有效的干预,将演变为肝硬化、肝衰竭、肝癌等终末期肝病[1-3]。我国目前与肝炎相关的肝癌和肝硬化每年造成约140万人死亡[4]。基于肝纤维化具有可逆性[5],有效的肝纤维化期治疗是防治慢性肝病和肝硬化的关键[6]。
随着对肝纤维化发生机制的认识不断深入,人们设想在肝纤维化发展的各环节上采取治疗措施,抑制HSC活化增殖、促进其凋亡和衰老以及静息恢复等过程中所涉及的关键分子和信号通路俱为治疗肝纤维化的潜在靶点[7]。中医药多成分、多靶点的综合药理学作用是治疗肝纤维化的特色和优势,目前中药活性成分抗肝纤维化的研究主要从以下方面考虑。
1 抑制肝脏炎症及保护肝细胞
具有抗炎作用的药物、炎症拮抗因子在目前动物实验中体现出一定的抗纤维化疗效。
在四氯化碳(CCl4)诱导的肝纤维化模型中,各中药活性成分均能够减轻大鼠肝细胞损伤,降低血清中丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天冬氨酸氨基转移酶(AST)水平。水飞蓟素共价接枝的金纳米粒较单纯水飞蓟素抗肝脏炎症及肝纤维化的作用更显著[8];甘草酸不仅具有保肝、抗纤维化的作用,还可作为对肝细胞进行保肝药物递送载体的修饰[9]。金钗石斛多糖、从鳖甲中分离得到的寡肽I-C-F-6、山栀子根提取物均可能通过抑制机体脂质过氧化反应[10-12],降低肝组织丙二醛(MDA)水平,增强超氧化物歧化酶(SOD)活性,发挥抗纤维化作用。所不同的是,鳖甲寡肽I-C-F-6能够降低血清中肿瘤坏死因子-α(TNF-α)的含量,升高血清中白细胞介素(IL)-4、IL-10含量,同时使转化生长因子-β1(TGF-β1)抗体呈弱阳性表达;而山栀子根提取物还能升高肝脏组织中的还原型谷胱甘肽(GSH)及谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px),抑制α平滑肌激动蛋白(α-SMA)及Ⅳ型胶原蛋白(ColⅣ)表达,降解ECM[12]。香叶木素可能通过降低含pyrin结构域NOD样受体家族3(NLRP3)炎性小体活性,抑制NLRP3、凋亡相关微粒蛋白(ASC)、Caspase 1和IL-1β的表达,改善肝细胞凋亡,促进细胞增殖,减轻肝纤维化[13]。
在酒精诱导的肝纤维化模型中,大蒜素可能通过增强小鼠体内抗氧化酶 SOD、GSH-PX活性,增加GSH含量,降低MDA、LDL-C含量,降低肝脏的脂质过氧化水平,抑制肝组织中TNF-α和TGF-β1的表达,并上调饰胶蛋白聚糖(Decorin)的表达,降低ALT、AST,起到降酶保肝作用[14]。
在胆总管结扎诱导的肝纤维化模型中,田基黄总黄酮和人参皂苷Rg1均能够降低血清中AST、ALT和总胆红素(TBil)水平[15,16]。田基黄总黄酮可能通过抗氧化及抗TNF-α的分泌,降低大鼠血清中直接胆红素(DBil)、TNF-α水平以及肝组织中MDA、羟脯氨酸(Hyp)的含量,并提高肝组织SOD、GSH-Px的活性,下调TIMP-1蛋白的表达,降低血清透明质酸(HA)、层粘连蛋白(LN)、Ⅲ型前胶原(PCⅢ)的水平,发挥抗胆汁性肝纤维化作用。而人参皂苷Rg1 可能通过调节细胞核内转录因子-κB/血管细胞黏附分子-1(NF-κB/VCAM-1)信号通路抑制炎症损伤,下调VCAM-1蛋白表达,降低NF-κB-p65蛋白水平,减轻胆汁性肝纤维化[16]。
2 抑制HSC活化和增殖,促进HSC的凋亡
抑制HSC激活以及诱导HSC凋亡,均能减少肝纤维化,是抗纤维化治疗的的重要靶点。HSC内含有多个介导凋亡的分子家族,包括Fas/Fas-L、TNF受体、神经生长因子受体和Bcl/Bax,这些都是诱导细胞凋亡的潜在靶点。
在CCl4诱导的肝纤维化体内实验中,五味子藤茎提取物可能通过抑制HSC活化,下调肝组织TGF-β1、α-SMA蛋白表达,降低血清ALT、AST、HA、LN、PCⅢ水平,减轻肝纤维化[17]。银杏叶提取物(包括银杏总黄酮、银杏内脂等物质)一方面可能通过抑制IkBα降解,调节p38 MAPK和NF-κB-p65信号,抑制HSC激活和炎症来改善肝纤维化程度;另一方面可能通过下调Bax表达、上调Bcl-2表达,并抑制caspase-3活化,抑制肝细胞凋亡[18]。冷饭团(五味子科南五味子属植物冷饭团的根和藤茎)可能通过抑制肝组织中Bax蛋白的表达,促进增殖细胞核抗原(PCNA)的表达,调节肝细胞的凋亡和增殖,减轻肝组织损伤和肝纤维化程度[19]。芒果苷可能通过抑制自噬反应,降低HSC的活化,抑制LC3-Ⅱ/Ⅰ、NF-κB、IL-1β和α-SMA的蛋白表达,促进p62蛋白表达,下调Col-Ⅰ和α-SMA mRNA的表达,显著降低血清ALT、AST、IL-1β、IL-6和TNF-α水平,减轻肝纤维化[20]。丹参多酚酸盐可能通过调节TGF-β1/Smad和PI3K/AKT/mTOR信号通路,降低ɑ-SMA、Collagen Ⅰ、Collagen Ⅲ的表达,调节TIMP-1/MMP 的平衡,抑制HSCs的激活,降低ECM的合成,发挥抗肝纤维化的作用[21]。
在二甲基亚硝胺(DMN)诱导的肝纤维化体内实验中,荔枝核总黄酮一方面可通过上调Bcl-2表达并下调Bax表达,抑制肿瘤坏死因子相关的凋亡诱导配体、TGF-β1、CTGF的表达,使HSC快速凋亡[22];另一方面还可以通过下调TGF-β1、Smad3、Smad4及TIMP-1的表达,上调Smad7 mRNA的表达,抑制HSC活化而阻止肝纤维化的发生和发展[23]。
在体外实验中,川芎含药血清被证实有抗肝纤维化的作用,一方面可能通过抑制脂多糖诱导的HSC中Toll样受体4 (TLR4)及下游信号因子髓样分化因子88(MyD88)的表达,参与调控TLR4信号通路[24];另一方面还可能通过抑制血小板源生长因子(PDGF-BB)活化的大鼠HSC增殖,下调大麻素受体1、FAK、p-Akt蛋白的表达[25]。丹酚酸B(丹参的根及根茎提取物)可能通过上调cleaved caspase-9,促进TGF-β1刺激的HSC-T6凋亡[26]。厚叶南五味子石油醚可能通过抑制磷酸化JNK、p38表达,诱导大鼠HSC凋亡,显著降低ECM成分Col-Ⅰ、PⅢNP、Ⅳ型胶原(Col-Ⅳ)的表达,发挥逆转肝纤维化作用[27]。肉苁蓉苯乙醇总苷脂质体可能通过上调caspase-3蛋白表达及p27蛋白表达,对体外培养HSCs有抑制增殖、促进凋亡、阻滞细胞周期的作用[28]。枇杷叶熊果酸、姜黄素和薯蓣皂苷均可能通过上调HSCs中过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPAR-γ)表达,抑制HSC增殖,并诱导激活的HSC凋亡,减轻肝纤维化[27-31];所不同的是,枇杷叶熊果酸还能通过下调TGF-β1表达,抑制ECM分泌[29];姜黄素能通过反式激活p53通路,促进衰老标志物P16、P21和Hmga1的表达,降低ɑ-SMA的表达,并影响细胞周期和端粒酶活性[30];薯蓣皂苷可能通过调控TGF-β1/Smad、Wnt/β-catenin、MAPKs信号通路和线粒体信号通路,减少氧化应激和炎症,并促进ECM降解,显著降低肝组织中Hyp、LN、α-SMA、TGF-β1、Col-Ⅰα1和Col-Ⅲα1的水平,发挥抗肝纤维化作用[31]。
3 抑制ECM合成,促进胶原降解
促进MMP的表达可引起胶原的降解,减轻肝纤维化。在阻止HSC产生胶原,在体内可以通过下调基质金属蛋白酶抑制因子(TIMP)及增加MMP的活性来减轻肝纤维化。
在CCl4诱导的肝纤维化大鼠模型中,绿原酸(金银花主要抗菌抗病毒药理成分)可通过调控氧化应激信号通路,上调CYP2E1的表达,促进核转录因子(Nrf2)和Nrf2调节的抗氧化基因的表达,降低肝组织中的MDA水平,增加GSH、SOD和CAT水平,降低肝组织中ColⅠ和ColⅢ的含量,发挥抗肝纤维化作用[32]。黄芪多糖、通天草提取物、裂果薯总皂苷、白背叶水提物、片仔癀和桦木酸均能调节胶原合成异常[33-38],降低HA、LN、PCⅢ、Col-Ⅳ的含量,改善肝脏纤维化组织病理学改变。所不同的是,白背叶水提物可能是通过抑制体内Col-Ⅰ、Col-Ⅲ、TNF-αmRNA的表达[36],片仔癀可能是通过抑制体内NF-κB的表达[37],黄芪多糖 、通天草提取物 、裂果薯总皂苷以及桦木酸可能是通过调控TGF-β1/Smad信号通路并显著降低血清中ALT、AST的含量[33-35,38]。
在血吸虫诱导的肝纤维化小鼠模型中,青蒿琥酯一方面可能通过下调热休克蛋白 47的表达水平,抑制胶原合成,减轻早期肝纤维化程度[39];另一方面可能通过抑制胶原蛋白合成及壳多糖酶3样蛋白1(CHI3L1)/ERK信号通路,减少肝组织中TIMP-1和Ⅲ型胶原α1(Col3α1)基因表达,降低CHI3L1和ERK1/2基因表达量,抑制ERK磷酸化水平,发挥抗纤维化作用[40]。
此外,双去甲氧基姜黄素可能通过调控硫代乙酰胺诱导的肝纤维化小鼠体内PI3K/Akt信号通路,下调肝组织中磷酸化的磷脂酰肌醇3-激酶(p-PI3K)、磷酸化的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶(p-Akt)、Caspase-3、Bad蛋白表达,降低血清AST、ALT、TBil、HA、LN、PCⅢ、Col-Ⅳ和肝组织中Hyp的水平,明显减轻肝细胞变性坏死和纤维组织增生,发挥抗纤维化作用[41]。龙血竭总黄酮可能通过下调猪血清诱导的肝纤维化大鼠肝脏内TGF-β1蛋白的表达,抑制HSC的增殖和ECM的合成,降低血清中HA、LN、PCⅢ、Col-Ⅳ的含量,升高肝组织环磷腺苷(cAMP),减轻肝纤维化[42]。香附多糖通过抑制牛血清白蛋白诱导的肝纤维化大鼠血清TGF-β1、TIMP-2表达,促进MMP-2表达,改善肝脏功能及肝脏纤维化程度[43]。
4 问题与展望
中医药多途径、多靶点和多效性的作用特点,在抗炎保肝、抑制HSC活化或促进其凋亡、抑制ECM合成或促进胶原降解时协同发挥效应。就近5年已报道的中药活性成分抗肝纤维化研究而言,主要存在两方面的问题。首先,中药活性成分干预肝纤维化的作用机制研究多以动物模型为主,动物与人体肝纤维化发病机制差异较大,各种肝纤维化的动物模型与人体存在不同程度的差异,即形成了实验与临床的差异,故动物实验疗效与临床疗效尚存在差距,且动物实验存在低水平重复的问题。其次,中药作为多组分的药物,其有效活性成分及其作用机制尚未完全阐明,缺乏对多途径、多层次、多环节、多靶点的抗纤维化综合药理学作用的机制研究,通过体内外实验揭示中医药抗肝纤维化的机制研究在深度、广度上尚有不足。因此,在动物实验中,尝试构建更贴合临床肝纤维发病机制的动物模型以及在不同肝纤维模型间进行对照比较疗效差异等工作有待进一步完善。随着分子生物学及系统生物学的快速发展,新的中医药有效成分将不断被探索挖掘出来;与此同时,伴随肝纤维化发病机制研究的不断深入,临床治疗靶点将越来越多,中医药治疗肝纤维化的前景光明而美好。