基于细胞因子信号转导抑制物/ 蛋白酪氨酸激酶信号转导和转录活化因子通路干预糖尿病足的中医药治疗研究进展

贺伟平 黄春

江西省萍乡市人民医院药学部，江西萍乡 337055

糖尿病足（diabetic foot，DF）是指糖尿病患者踝关节以远的皮肤及其深层组织被破坏，常合并感染和下肢不同程度的动脉闭塞症，是糖尿病外周神经病变、血管病变等多种因素相互作用的疾病[1]。目前中国约有2 030 万例DF 患者，占糖尿病患者20%～30%，其中31.6%的50 岁以上DF 患者治疗后1 年内会发生糖尿病足溃疡（diabetic foot ulcer，DFU）[2]。DFU 致残率和复发率高，造成沉重的家庭及社会负担。目前发病机制尚不明确，很多证据表明末肢循环差、感染及周围神经病变、下肢动脉病变和足畸形等在DF 的发生发展中起着重要作用，是造成DFU 恶化乃至截肢的重要因素[3-4]。目前主要通过降低血糖、减缓糖尿病周围神经病变、减少溃疡感染、加速血液循环等方式进行治疗。细胞因子信号传导抑制物（suppressor of cytokine signal，SOCS）参与的蛋白酪氨酸激酶信号转导和转录活化因子（janus kinase/signal transducer and activators of transcription，JAK/STAT）通路受到多种炎症细胞途径负性调控，影响细胞的生长、增殖、凋亡[5]。许多证据表明SOCS-1、SOCS-3 及SOCS-6 能调控细胞因子诱导的胰岛素抵抗是DF 的重要机制之一。JAK-STAT 信号途径参与了DF 的发病过程[5-7]。单味中药及其提取物（如鱼腥草、白芍、芍药苷）及中药复方（如当归黄芪汤）和中成药（拔毒生肌膏）可以通过调节SOCS/JAK-STAT 通路而抑制炎症因子的活化，减慢DF 的进展。但SOCS 作为JAK-STAT 的重要负调控因子在中药治疗DF 的作用研究未见报道。因此本文对SOCS/JAK-STAT 通路在DF 中的作用及中药的干预作用进行综述，为DF 治疗和药物开发提供思路。

1 SOCS/JAK-STAT 通路在DF 中的作用

SOCS 是由SOCS-1 到SOCS-7 和CIS（细胞因子诱导的Src 同源蛋白2）组成的JAK-STAT 通路负性调节剂。SOCS 的主要功能是抑制JAK-STAT 通路，STAT 也可以调节SOCS 基因的表达[8]。SOCS 与JAK结合并直接抑制JAK 酪氨酸激酶活性，同时竞争STAT 上的磷酸酪氨酸结合位点来抑制STAT 磷酸化来降低炎症因子及凋亡基因表达[9-10]。研究表明SOCS/JAK-STAT 负调控细胞因子介导的信号转导作用能够减轻糖尿病大鼠炎症和组织损伤[11]。SOCS-1和SOCS-7 通过抑制JAKs 激酶活性下调细胞内JAK-STAT3 信号传递促进炎症细胞浸润。SOCS-3 抑制JAK2 激酶活性和STAT3 的激活来抑制DF 创面愈合。SOCS-3 和SOCS-5 通过介导酪氨酸磷酸化表皮生长因子及其受体的降解而抑制延缓创面愈合[12]。研究发现SOCS-1、SOCS-3 mRNA 及蛋白水平表达在糖尿病早期明显上调。激活JAK/STAT 可以增强JAK2和STAT1 的磷酸化和SOCS-1、SOCS-3 表达，正常创面中SOCS-1 与SOCS-3 蛋白维持动态平衡状态，而在DF 发生溃疡时，SOCS-1 和SOCS-3 在巨噬细胞各种影响下被打破平衡状态[9]。高血糖、氧化应激和炎症因子等可诱导JAK-STAT 通路活化，而活化的JAK-STAT通路也可以通过增强炎症因子细胞活化和表达等导致DF 炎症性损伤[2]。这表明SOCS/JAK-STAT 信号通路是DF 的发生发展的重要通路之一。

2 DF 的治疗现状

目前DF 常规治疗自我管理教育、血生化监测及调控等。但当发生创面损伤，发展为DFU 时，需要采取包括外科清创、抗感染、局部减压、适时血运重建、伤口敷料等一系列治疗措施，目的是快速控制血糖、恢复患者神经功能、改善患者下肢血液循环等[13]。然而因组织血管生成受损、炎症反应等严重影响创面愈合是DFU 治疗的难点，尤其当患者合并伴有周围神经病变和周围血管病变时[2]。药物治疗包括抗神经病变药物抗血管病变药物、抗血管病变药物、降糖药物、抗菌药物。生长因子疗法、干细胞疗法、新型伤口敷料和控释药物治疗等正在临床研究中[14]。目前药物疗效有限，创面愈合困难和容易复发[13]。即使采用清创、敷料、减压、抗感染和调控血糖等标准治疗措施，经过5个月治疗后，DFU 的治愈率也只有31%，最终需要手术治疗或截肢[15]。

3 中医药治疗DF

近年来国家卫生健康委强调要加强中医药的作用[16]。DFU 始载于《灵枢·痈疽篇》，在中医为“脉痹”“脱疽”范畴。病机为久病瘀血，脉络瘀滞，其中关键病机为“瘀”。血瘀阻滞是DF 发生溃疡的关键环节。采用益气活血法、益气化瘀法、化瘀通络法等中医治疗都能加速创面愈合，降低截肢率和致残率[17]。中医针对DF 有外治、足浴、中药外敷、中药内服和针灸等丰富的治疗方法。单用或联合可以改善DF 症状，促进创面愈合，避免发展为溃疡，从而避免截肢，提高患者生活质量[18]。中医药祛腐生肌疗法依据创面脓腐色泽、筋骨损伤程度、创面红肿程度以及有无肉芽等诊疗DF 创面，具有标本兼顾、安全有效等优势。但中药如何调控包括SOCS、JAK-STAT 等外源/内源性生长因子，刺激创面新生血管形成，从而改善创面愈合的微环境，促进创面愈合仍未明确。下面就从细胞、蛋白及信号通路等研究治疗DF 的中药进行阐述。

3.1 外用中药

3.1.1 拔毒生肌膏 拔毒生肌膏能够促进氧化应激模型大鼠表皮细胞生长因子（epidermal growth factor，EGF）、血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）、SOCS 表达及提高溶菌酶含量来改善创面组织生长情况，从而促进创面的愈合[19]。

3.1.1 石斛和积雪草提取物ON101 乳膏（石斛和积雪草提取物）可平衡小鼠模型M1/M2巨噬细胞比例、从而抑制炎症和增加胶原蛋白的合成来调节SOCS-1发挥伤口愈合作用，3 期研究表明经过16 周治疗，ON101 组有73 例患者（61%）创面完全愈合，与标准护理组比较，差异有统计学意义（P＜0.05）[20-21]。

3.2 中药及其提取物

3.2.1 白芷 白芷可以刺激2 型糖尿病自发性突变（db/db）小鼠生长因子的表达来抑制炎症浸润创面和促进新生血管形成从而加快溃疡愈合。这与升高糖尿病创面组织M1 巨噬细胞中SOCS-1 的表达水平和降低SOCS-3 蛋白的表达水平以及M2 巨噬细胞减少相关[22]。

3.2.2 白芍总苷和白芍苷 白芍总苷能降低链脲佐菌素（streptozotocin，STZ）诱导的糖尿病大鼠中p-JAK2、p-STAT3 蛋白水平[23]，其中白芍总苷的最主要成分芍药苷能调节糖尿病小鼠JAK2-STAT3 通路传导并降低其蛋白的表达水平，并抑制单核细胞趋化蛋白-1（monocyte chemotactic protein 1，MCP-1）、肿瘤坏死因子α（tumour necrosis factor-α，TNF-α）、白介素-1β激动剂（IL-1β）和M1 型巨噬细胞表面标志物诱导型一氧化氮合酶mRNA 表达水平，从而抑制炎症因子发挥保护作用[24]。

3.2.3 苦瓜总皂苷 苦瓜总皂苷通过下调SOCS-3 和c-Jun 氨基末端激酶（JNKIs）的通路，降低mRNA 和蛋白表达量来增强胰岛素信号转导通路的作用，从而改善高脂高糖饮食结合STZ 诱导的2 型糖尿病大鼠的胰岛素抵抗[25]。

3.2.4 黄连素 黄连素减轻高糖诱导的大鼠足细胞损伤，并降低JAK2 和STAT3 mRNA 及其蛋白表达从而维护其屏障功能，且作用呈浓度依赖性[26]。

3.2.5 雷公藤甲素 雷公藤甲素可抑制JAK2-STAT4通路增强高血糖诱导小鼠永生足细胞JAK2、STAT3、白细胞介素-6（interleukin-6，IL-6）、细胞间黏附分子-1（intercellular cell adhesion molecule-1，ICAM-1）的表达，进而减轻足细胞损伤，雷公藤甲素能体外诱导SOCS-1 和SOCS-3 mRNA 表达促进上调IL-2 和IL-10 抗炎分子分泌。IL-10 则进一步调节T 淋巴细胞免疫功能，促进小鼠创面愈合[27-28]。

3.2.6 蛹虫草多糖 蛹虫草多糖能抑制STZ 诱导的DKD 小鼠模型JAK-STAT 通路相关蛋白JAK1、JAK2、STAT1、STAT4、STAT5、STAT6 的表达，并降低IL-1β、IL-6、MCP-1 的mRNA 炎症因子水平，从而改善创面足细胞的自噬水平[29]。

3.2.7 肉桂醛 肉桂醛显著抑制晚期糖基化终产物诱导的人肾小管上皮细胞JAK2-STAT1/STAT3 活化，并促进JAK-STAT 信号传导的SOCS-3 蛋白表达，从而抑制细胞外基质蛋白Ⅳ胶原的表达和细胞肥大[30]。

3.2.8 川芎嗪 川芎嗪能够降低糖尿病SD 大鼠组织内IL-6、C 反应蛋白（C-reactive protein，CRP）与TNF-α水平，抑制p-JAK2 及p-STAT3 的蛋白表达，说明可能是通过抑制JAK2-STAT3 信号通路减轻糖尿病大鼠的炎症反应[31]。

3.2.9 汉黄芩苷 汉黄芩苷可以下调SOCS-3 调控瘦蛋白来激活瘦蛋白受体（Ob-R）、络氨酸激酶受体的配体基因（IRS2）、磷脂酰肌醇3-激酶p85 调节亚基（p-PI3K/p85）、磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）/Akt 信号通路（p-Akt/Akt）和葡萄糖转运蛋白（GLUT1/2/4）等降糖通路蛋白的表达来加强葡萄糖摄取和降低NLRP3/SOCS-3-TLR3-NF-κB 炎症通路因子表达，从而改善糖尿病创面[32]。

3.3 中药复方

3.3.1 经典名方

3.3.1.1 当归黄芪汤 当归黄芪汤可抑制糖尿病大鼠JAK2-STAT3 信号通路的p-JAK2 及p-STAT3 表达，从而减轻氧化应激损伤，并可以改善大鼠尿蛋白定量、尿素氮、血肌酐等肾功能指标[33]。

3.3.1.2 黄芪桂枝五物汤 黄芪桂枝五物汤可以调节高糖诱导的大鼠JAK3/STAT3 信号通路蛋白的作用来降低STAT3、JAK3、SOCS-1 蛋白表达水平，而起到抗炎和免疫调节作用[34]。

3.3.1.3 黄芩汤 黄芩汤可通过上调DF 患者胰岛素受体底物（insulin receptor substrate，IRS）-1（IRS-1）、IRS-2 和下调SOCS-3 来保护DF[35]。

3.3.1.4 葛根芩连汤 葛根芩连汤调低糖尿病SD 大鼠炎症通路NLRP3、SOCS-3、TLR3、核因子κB（nuclear factor kappa-B，NF-κB）、IL-1β、IL-6 和TNF-α 蛋白表达从而改善大鼠糖脂水平及提高抗氧化能力来SD 大鼠创面[36]。

3.3.2 经验方剂

3.3.2.1 益肾胶囊 益肾胶囊能降低STZ 诱导糖尿病大鼠组织α-SMA，p-JAK2，p-STAT3，SOCS-3，Ⅰ、Ⅳ型胶原，纤维粘连蛋白（fibronectin，FN）相关蛋白来保护大鼠足组织[37]。

3.3.2.2 复方鱼腥草 复方鱼腥草正丁醇提取部位能调节db/db 小鼠JAK-STAT-SOCS-1 基因表达和抑制p-JAK2 和p-STAT3 的蛋白表达水平和升高SOCS-1蛋白水平，降低FN、TGF-β1 的表达，减少细胞外基质聚积和炎症因子的活化来保护小鼠肾脏功能[38]。

3.3.2.3 糖肾方 糖肾方能上调糖尿病db/db 小鼠组织中JAK1、JAK2、STAT3 的mRNA 表达和下调STAT3的mRNA 表达。SOCS-1、SOCS-3、SOCS-7 基因转录增加，进而负反馈调控JAK/STAT/SOCS 通路中的其他相关基因，从而调节SOCS/JAK-STAT 信号通路发挥肾脏保护作用[39-40]。

3.3.2.4 益气活血解毒方 益气活血解毒方可以抑制胶原诱导性关节炎（collagen induced arthritis，CIA）大鼠干预JAK-STAT 信号通路关键分子JAK1 和STAT3的表达，抑制炎性渗出和关节滑膜组织增生，从而改善关节软骨及骨质[30]。

4 结论与展望

SOCS/JAK-STAT 信号通路作为人体内重要的信号转导途径，在血糖高的状态下，SOCS 抑制JAK-STAT参与糖脂代谢障碍、减轻炎症反应、激活细胞自噬、抑制机体氧化应激等影响DF 的发生发展，是治疗DF的作用机制之一。

本文对SOCS/JAK-STAT 信号转导途径治疗DF的中药活性成分、提取物和复方及中成药进行了系统总结，发现治疗DF 的中药主要为活血药及祛风湿药、清热药，与中医治疗活血化瘀、清热解毒等治疗方法基本一致。目前研究主要通过网络药理学、动物实验、代谢组学等对单味药、临床经验方及中医经典方进行研究。然而中药调节SOCS/JAK-STAT 信号通路的具体机制还不完全明确，还需要进行更深入的研究。随着对DF 发病机制的研究不断深入，研究中药基于SOCS 信号通路调控JAK-STAT 为靶点治疗DFU 创面愈合是重要方向。