中药干预糖尿病胃轻瘫胃肠动力信号通路的研究进展∗

史 敏，张露蓉，江国荣，王 斐△

1 南京中医药大学附属苏州市中医医院中心实验室，江苏 苏州 215009；2 苏州市吴门医派研究院，江苏 苏州 215009

糖尿病胃轻瘫（diabetic gastroparesis，DGP）是指糖尿病患者在无机械性梗阻状态下的胃动力障碍及胃排空延迟［1］，是糖尿病较为常见的一种慢性并发症。随着生活质量的提高、饮食结构的改变、人口老龄化加速，糖尿病发病率逐年增长，DGP 作为糖尿病并发症，发病率也随之增长。病史较长的糖尿患者中有30%～50%存在胃排空延迟［2］，其典型症状包括早饱、打嗝、上腹部胀满不适、呕吐、恶心等［3］。DGP会直接影响药物吸收，使血糖难以控制，也会影响营养物质的吸收，导致电解质平衡紊乱，影响患者生活质量［4］。临床DGP的治疗以降低血糖和促进胃动力为目标。促胃动力药物虽然能够缓解部分症状，但总体临床疗效不佳，有些药物因不良反应而被限用。DGP 的发病机制较为复杂，目前已知许多因素，诸如胃肠激素异常、微血管病变、Cajal 间质细胞受损、氧化损伤、自主神经病变、胃肠平滑肌病变、免疫功能紊乱及高血糖等参与了DGP的发生和发展。

近年来，中医药干预DGP 的疗效有目共睹。中药复方注重整体观及辨证论治，强调组方配伍，着重于综合调节机体内环境，在改善患者胃肠动力等方面颇具优势。现将中医药干预DGP 相关胃肠动力信号通路的研究进展简述如下：

1 SCF/c-Kit信号通路

c-Kit 受体是一种由原癌基因c-Kit 编码的具有酪氨酸激酶活性的跨膜蛋白，又称干细胞因子受体，属于Ⅲ型酪氨酸激酶受体家族。干细胞因子（stem cell factor，SCF）是c-Kit 的天然配体，在人体的肠道平滑肌细胞中有表达［5］。胃排空过程是近端胃、胃窦、幽门和近端小肠的集合性运动，该运动通过Cajal 间质细胞（interstitial cells of cajal，ICCs）的慢波信号进行调控［6］。ICCs 是位于肠神经系统与平滑肌之间的起搏细胞，呈网络状结构。在生理情况下ICCs 和胃肠道的运动神经末梢、平滑肌组成一个功能单位，控制和调节胃肠道运动［7］，参加胃肠神经递质的信号传递与基本电节律调控［8］。通常c-Kit单体与SCF分子发生特异性结合，触发同源二聚体化，导致细胞膜内酪氨酸残基的自动磷酸化，激活第二信号分子，参与ICCs的分化、增殖、表型和功能的维持。

谢黎、窦娟等［9-10］以链脲佐菌素（streptozotocin，STZ）结合高糖高脂喂养制备DGP 大鼠模型，发现DGP 大鼠胃电节律紊乱，Cajal 细胞数量减少，且SCF mRNA及c-Kit蛋白表达下降，而给予外源性SCF 能够改善胃窦平滑肌细胞超微结构，上调SCF mRNA 及c-Kit 蛋白表达，使Cajal 细胞数量增多。证实DGP 胃肠动力减退与SCF/c-Kit信号传导通路异常有关。因此，通过SCF/c-Kit信号通路提高机体内源性SCF、c-Kit 表达，进而促进Cajal 间质细胞增殖，改善DGP 的胃肠动力，还有待进一步研究。郭海洋等［11］采用尾静脉注射STZ 并采用高脂高糖、饥饱失常法喂养大鼠造模4周，以益气健脾中药复方（香砂六君子汤化裁而来）灌胃4 周后，发现益气健脾中药复方能够降低DGP大鼠的空腹血糖，促进DGP大鼠的胃排空率和小肠推进率，提高血清胃泌素、血浆胃动素及P物质（substance P，SP）水平，促进SCF、c-Kit蛋白表达，还能改善DGP大鼠胃窦组织黏膜层腺体和血管分布。证实了益气健脾中药复方通过促进胃肠激素分泌及调控胃窦组织SCF/c-Kit 信号通路改善DGP大鼠胃动力。李慧等［12］研究表明，益气健脾方能够促进DGP 大鼠胃蠕动，提高胃排空率，增加胃窦ICCs 细胞含量。此外，养阴和胃法和益气健脾法代表方药均能增加DGP 大鼠的胃排空率和胃窦中ICCs 含量，修复胃肠起搏功能，改善胃动力［13］。孔梦梦等［14］研究表明，黄芪建中汤加味可促进DGP大鼠c-Kit 蛋白、mSCF 表达，提高DGP 大鼠c-Kit阳性ICCs含量，改善胃起搏功能，增强胃动力。张丰华等［15］发现，半夏泻心汤能够促进DGP大鼠的胃排空率和肠推进率，提高胃窦ICCs含量，增加胃窦组织中胃动素、SP含量，认为半夏泻心汤通过促进c-Kit表达调控胃动力。杨倩等［16］发现，麻枳化浊方具有降低DGP大鼠血糖的作用，该方还能够增加小肠推进率，提高胃窦部c-Kit阳性细胞的平均光密度，增加ICCs的数量，促进胃排空。

上述研究表明，养阴和胃法、益气健脾法治疗DGP 效果显著，能够上调SCF 及c-Kit 蛋白表达，使Cajal 细胞数量增多，但是均未对中药复方中的有效物质基础进行深入研究。后续可以进一步分析有效方药的效应物质，并从效应物质入手，研究SCF/c-Kit 通路上下游的信号分子，寻找有效方药物质基础及作用机制。

2 RhoA/ROCK信号通路

RhoA/ROCK 信号通路在机体内广泛存在，是平滑肌收缩调节的重要机制。RhoA 蛋白通常是以非活化的RhoA-GDP 结合蛋白形式存在于细胞质中，受到胞外刺激信号后，活化成RhoA-GTP结合蛋白，激活下游效应器，调节平滑肌收缩。Rho 激酶（Rho-associated coiled-coil containing kinases，ROCK）是一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，作为RhoA 蛋白下游靶效应分子［17］，包括Rho 激酶1 和Rho 激酶2。Rho 激酶1 在人体组织中广泛分布，通过激活下游线粒体途径诱导细胞凋亡；Rho激酶2主要分布于骨骼肌和脑组织中［18-19］，在调节细胞纤维化等方面发挥作用。目前认为RhoA/ROCK通路能够与多种细胞内信号转导途径相互作用，进而参与细胞收缩和分化等调节功能。对平滑肌组织的生物学效应，RhoA/ROCK信号通路主要表现为调节平滑肌细胞收缩。近年来，RhoA/ROCK信号通路在DGP中的作用引起了研究者的重视。

万生芳等［20］研究表明，金芪枳术汤具有促进胃排空和修复胃窦组织黏膜层损伤的作用，胃窦平滑肌中的Rho 激酶1、Rho 激酶2 及RhoA 表达增加，表明该作用与RhoA/ROCK 信号通路蛋白表达调节相关。万生芳等［21］还发现，红芪多糖能够降低血糖，增加胃排空率、增加胃激素含量，RhoA、肌球蛋白磷酸酶调节亚基、磷酸化肌球蛋白磷酸酶调节亚基蛋白表达量显著增高，认为RhoA/ROCK信号通路与红芪多糖调节改善DGP大鼠密切相关。

上述研究内容虽都涉及RhoA/ROCK 信号通路，但目前只处于实验研究的初步阶段，后期一方面可对RhoA/ROCK 信号通路激活的受体开展系列研究，另一方面，可进一步寻找明确中医药复方在RhoA/ROCK信号通路中的有效成分或靶点。

3 COX-2/PGE2通路

环氧合酶（cyclooxygenase，COX-2）是一种花生四稀酸代谢的关键酶，花生四稀酸发生催化反应产生前列腺素（prostaglandin，PG），从而参与机体的多种病理生理过程。正常状态机体COX-2低表达，一旦受到刺激后便迅速表达合成，参与多种病理生理反应过程。COX-2 抑制剂能显著改善由glucagon 诱导的急性胃轻瘫模型的胃排空［22］，也可改善结肠平滑肌收缩功能及胃肠动力。PGE2是胃肠道重要的PG，能够调节胃肠道平滑肌收缩功能，过量则会引起胃窦异常的高频率慢波，包括PGE2受体EP1 亚型、EP2 亚型、EP3 亚型、EP4 亚型。激活的PGE2受体可刺激腺苷酸环化酶生成，增加胞内环磷酸腺苷表达，使胞内钙离子增加，参与平滑肌正常状态的维持。廖庆娟等［23］观察腹腔注射STZ 并高糖高脂饲料饲养的DGP 大鼠，发现DGP 大鼠的胃窦平滑肌细胞COX-2 mRNA、COX-2 及PGE2表达水平均明显升高，证实DGP 胃肠动力减退与COX-2/PGE2通路异常有关，可以通过下调COX-2/PGE2信号通路改善DGP的胃排空。

高血糖可降低抗氧化酶的防御功能，使得活性氧自由基损伤细胞和组织，糖代谢紊乱可能与氧化应激有关。COX-2、PGE2与活性氧自由基密切相关。COX-2 通过增加氧化应激能够引起胰岛素抵抗，进而延缓胃排空［24］。中药干预COX-2/PGE2信号转导通路的研究尚未见报道。DGP 时高血糖仍时有发生，通过调控COX-2/PGE2通路，探讨中药改善DGP 大鼠的机制，一方面符合DGP 的发生过程，另一方面也符合中药复方治疗DGP 能够同时改善血糖和促进胃肠动力的多成分多靶点特点。

4 TGF-β1/TIMP-2信号通路

转化生长因子β1（transforming growth factor beta 1，TGF-β1）是一种多功能的蛋白多肽，参与细胞生长分化、免疫调节及细胞外基质合成过程，与组织纤维化关系密切。TGF-β1阻止细胞外基质降解，进而调节基质金属蛋白酶和基质金属蛋白酶抑制剂，广泛参与体内各种病理生理过程。胃组织纤维化可能是DGP 发生发展的机制之一。组织纤维化延误降糖药物的正常吸收利用，使得血糖控制不足，从而影响降糖药发挥作用；组织纤维化使结缔组织增多，引起组织结构和功能变化。而长期血糖水平控制不好会加剧胃组织纤维化进程，加剧组织功能异常，导致胃动力不足［25］。因此，胃肠道形态学和生物学修复在DGP的治疗中具有重要作用［26］。张默函等［27］以STZ诱导建立DGP糖尿病大鼠，泽兰组大鼠较模型组的胃内色素残留率较少，胃肠推进率较高，TGF-β1和TIMP-2表达降低，提示DGP 胃肠动力减退与TGF-β1/TIMP-2 通路异常有关，可以通过下调TGF-β1/TIMP-2 信号通路，抑制胃平滑肌组织纤维化，改善DGP 的胃排空。

从TGF-β1/TIMP-2 信号通路探讨中药对DGP的胃肠动力信号通路研究的文献目前并不多见。DGP 导致的胃肠动力不足除了从信号分子——胃肠激素、胃肠平滑肌细胞的异常角度开展研究，还可从抑制胃平滑肌组织纤维化角度开展研究。而机体能量代谢相关的调节酶较多，后期还可从能量代谢酶角度开展研究。

5 AMPK/mTOR/AKT信号通路

雷帕霉素蛋白（mammalian target of rapamycin，mTOR）包括雷帕霉素复合 物1（mTOR complex 1，mTORC1）和雷帕霉素复合物2（mTOR complex 2，mTORC2）［28］。mTORC1 通过激活下游的蛋白，参与组织蛋白合成等过程，调节细胞周期进程。mTORC1 由mTOR、Raptor 和mLST8 构成，其中Raptor 是mTORC1 调控相关蛋白质，能够促进mTORC1 的底物募集［29］。mTORC2 通过AMPK 调节代谢，参与调节葡萄糖代谢，它也有3 个核心组件，包含mTOR、Rictor 及mLST8。Raptor、Rictor 是mTOR 的两个特征蛋白。近年来随着研究的深入，AMPK/mTOR/AKT 信号通路在DGP 胃平滑肌细胞能量代谢方面的作用也开始受到重视。

韩功帅等［30］通过糖尿病大鼠模型观察DGP 发生过程胃平滑肌组织变化，发现随着病程延长逐渐增加，糖尿病组胃平滑肌组织丙二醛逐渐增加，总超氧化物歧化酶、过氧化氢酶逐渐下降，微管相关蛋白轻链3Ⅱ相对表达量逐渐增高。phospho-AMPK 相对表达随病程延长逐渐增加，糖尿病组的phospho-mTOR 相对表达较增加，而糖尿病6 周组的相对表达较糖尿病4周组降低，认为DGP发生过程中，AMPK-TSC2-mTOR 参与了氧化应激诱导的胃平滑肌组织自噬的发生，DGP 发生初期mTOR 作用不明显，而随着病程延长，mTOR 调控作用得以显现。孙棪等［31］在此基础上进一步研究mTORC1 与mTORC2 在DGP 发病过程的变化，糖尿病6 周、8 周大鼠的ADP、ADP/ATP 的含量升高，而能荷降低，Rictor蛋白表达逐渐升高。可见DGP发病过程中mTORC1 与mTORC2 信号通路变化导致了胃窦平滑肌能量代谢紊乱。张默函等［32］利用STZ 腹腔给大鼠造模，观察不同时间DGP 大鼠的胃窦平滑肌细胞IGF-1、PI3K、p-Akt 蛋白的表达，发现DGP 大鼠的IGF-1、PI3K、p-AKT蛋白表达逐步降低。

尚未查阅到中药在本信号转导通路干预作用开展的中的相关研究。除此之外，还关于DGP 基于凋亡信号通路、肠道黏膜免疫应答方面［33-34］等方面的基础研究。综上所述，中药复方具有调节DGP 胃肠动力的作用，大量文献已经从不同角度探讨中药干预DGP 的作用机制，SCF/c-Kit、RhoA/ROCK 等信号通路参与了DGP 发生发展过程。但是，从现有的研究来看，大多数信号转导通路都存在一致性的上调或下调作用。众所周知，人体是一个复杂的生物系统，对胃肠动力的调控作用是否还存在双向调节机制，结合临床患者高血糖和低血糖两种不同状态的交互困扰，需要研究者结合临床特征进一步开展研究。此外，从细胞水平角度探讨中药复方治疗DGP 机制的研究报道较少，这或许与DGP体外细胞模型的缺少有关。

6 讨论

DGP 属于祖国医学“消渴”“痞满”“胃缓”等范畴，中医认为“不能食而消”，《丹溪心法》指出：“中气虚弱，不能运化精微为痞者；有饮食痰饮不能施化为痞者。”《灵枢·五癃津液别》篇认为：“中热消谷……肠胃充郭，故胃缓。”仝小林［35］认为，中焦气机逆乱，脾胃功能失常是DGP 的基本病机。目前中药复方采用辛开苦降、温阳散寒、益气健脾、降逆和胃、化痰下气等治法改善胃肠动力不足。临床治疗DGP 的西药有胃复安、莫沙必利等，这些药物以对症治疗为主，临床疗效欠佳，患者会出现诸如昏睡、肝肾损害等不良反应。中药在提高临床疗效、缓解症状等方面优于西药，而且价格低廉。随着现代分子生物学等学科的不断发展、应用，以及对DGP认识的不断深入，发现中医药干预DGP通过调控血糖水平、改善胃肠平滑肌病变、修复ICCs细胞含量、调节免疫功能等途径发挥作用。

中药复方干预DGP 的基础研究已经逐渐受到越来越多专家和学者的重视，虽然目前取得一定成绩，尚存在一些问题有待进一步解决：1）DGP 的发病机制研究还不够系统，有待进一步完善，缺乏从整体角度对发病机制和疗效机制开展系统评价，如多个指标或因子之间相互作用、多个指标与不同症状的调节作用等；2）DGP 动物模型是以特殊药物、特殊膳食喂养等方式构建的胰岛素抵抗模型基础上建立，缺乏与中医证型相结合的模型研究，DGP动物模型虽然再现DGP的高血糖和胃肠动力不足，但和临床症状仍有一定差异，尚未能表现DGP 的其他症状，如早饱、恶心、呕吐及低血糖现象等；3）中药材目前还存在产地和炮制方法而导致的有效成分不同的问题，服用后体内代谢的差异亦会导致临床指标效应的差异，因此后期对复方机制深入研究可明确复方中各药的基源和炮制方法；4）基于中药复方多成分多靶点的特点，目前DGP 复方研究多集中于相关指标的变化，或对某条信号通路的影响，而对具体成分及作用靶点的研究还不深入；可进一步结合临床疗效，开展符合辨证论治和遣方用药规律的物质基础研究，探寻复方的物质基础和作用机理；5）DGP 暂无明确的疗效判定标准，观测指标研究深度不足，实验结果可重复性不强，从而影响机制阐述的可信性。针对以上问题，仍需要进一步深入开展系统研究，在今后的实验研究中尤其应该将动物实验和临床研究充分结合，借助现代分子生物学手段，深入探讨中药干预DGP 胃动力的调控机制，为阐明中医药防治DGP提供理论和实验基础。