基于丝裂原活化蛋白激酶/p38 丝裂原活化蛋白激酶通路治疗慢性前列腺炎的中医药研究进展※

张 超 仲崇副 史卓卓 高兆旺△

(1.山东中医药大学第一临床医学院2020级硕士研究生,山东 济南 250013;2.山东中医药大学第一附属医院男科,山东 济南 250014)

慢性前列腺炎(chronic prostatitis,CP)是临床表现以尿频、尿急、尿不尽为主的尿路刺激征(lower urinary tract irritation sign,LUS)和以小腹、腹股沟、会阴部等坠胀疼痛为主的慢性盆腔疼痛综合征(chronic pelvic pain syndrome,CPPS),常伴有性生活功能障碍和精神心理问题。根据致病因素是否为细菌分为慢性细菌性前列腺炎和慢性非细菌性前列腺炎,其中慢性非细菌性前列腺炎病理机制复杂,涉及免疫异常、病原体感染、盆底神经异常冲动、精神情志紧张等,临床上常予抗生素、非甾体抗炎镇痛药、α受体阻滞剂、中药、抗焦虑药物等进行对症缓解治疗[1]。随着CP的作用机制研究不断深入,已证实CP的发生、发展、治疗涉及多条重要通路,其中丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK) / p38丝裂原活化蛋白激酶( p38 mitogen-activated protein kinase,p38MAPK)通路是重点交汇通路之一,其在参与氧化应激反应、炎性反应、细胞生长、分化及死亡过程中发挥重要作用。诸多研究表明,中药及相关中成药可通过作用于MAPK/p38MAPK信号通路降低炎性反应,减轻慢性疼痛症状,从而治疗CP。对MAPK/p38MAPK信号通路参与CP的发病机制及中医药通过调控MAPK/p38MAPK信号通路从而治疗CP相关研究进行综述。

1 MAPK/p38MAPK信号通路

1.1 MAPK/p38MAPK信号通路概述 MAPK属于丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶家族,介导基本的生物过程,如细胞的生长、增殖、消亡等,参与细胞对外部应激信号及细胞核内信息的传递过程,并广泛调控炎症介质合成[2]。MAPK通路可被一系列的外界物理和化学性质刺激时激活,主要的MAPK级联反应按照3个细胞内蛋白激酶激活的步骤进行,MAPK激酶激酶(MAPKKK)首先被激活,然后磷酸化并激活MAPK激酶(MAPKK),下一步MAPKK磷酸化并激活MAPK[3]。这3种激酶依次激活不同的MAPK通路,分别作用于不同类型的生理性底物,但不同通路间也有相互协同或抑制作用,从而传导细胞信息或发生特殊的细胞生理活动。MAPK信号通路亚家族分为4支:EPK、JNK、p38MAPK和EPK5,p38MAPK信号通路主要在炎症和细胞发育凋亡等反应中发挥重要作用,是细胞信号传导的中枢通路[3]。p38MAPK由5个不同基因编码的亚型组成:p38α、p38β1、p38β2、p38γ和p38δ,在人体组织结构中各种亚型分布具有明显的组织分布差异性[4]。p38MAPK可在受到白细胞介素(IL)、生理性应激、肿瘤坏死因子(TNF)、炎症细胞因子、脂多糖(LPS)等刺激下被激活。p38MAPK激活过程也由三级蛋白激酶反应链构成,上游激活物MAPKKK类受体激酶如MEKK1-4、MLKs、ASK、DLK、TAK1被激活,引起属于p38MAPK激酶MAPKK类MKK3、MKK6发生磷酸化级联反应,从而激活不同的p38MAPK亚型[5]。p38MAPK激活后主要对下游转录因子和蛋白激酶两大类进行磷酸化和激活,转录因子涉及转录因子-1(ATF-1)、Elk1、p53、核因子κB(NF-κB)等,p38转录因子的磷酸化通常增强其转录活性,并在细胞对炎症的反应、DNA损伤、代谢应激和其他应激反应中发挥作用;蛋白激酶包括MAPKAP-2、MAPKAP-3、MSK1等,MK2和MK3是2种丝氨酸蛋白激酶,被激活后继续磷酸化各种不同的底物,如淋巴细胞特异性蛋白1(LSPl)、热休克蛋白27(HSP27)等,改变肌动蛋白的结构形式,进而参与细胞骨架重构进程[6]。

1.2 MAPK/p38MAPK通路在炎症中的作用 当炎症刺激发生时,为了使血液中白细胞对炎症刺激产生响应,细胞内信号通路被激活并携带激活炎症介质产生所需的信号进行传导。MAPK通路即是受体激活触发主要的细胞内信号通路,LPS、TNF、IL-1等各种炎症刺激,均可激活单核细胞、中性粒细胞等免疫细胞中p38MAPK通路,p38MAPK活性增强参与炎症细胞因子的产生和信号传递,在MAPK家族中控制炎性反应上具有重要作用,p38激活的主要生物学反应涉及炎症介质的产生和激活,从而促使白细胞的靶向聚集和分泌促炎因子[7]。有实验研究证实,p38MAPK活性对正常免疫、细胞生理病理过程和炎性反应至关重要,p38MAPK是促炎细胞因子在转录和转化水平上生物合成的关键调节途径,因此该通路成为治疗自身免疫性和炎症性疾病的潜在靶标[8-9]。

2 基于MAPK/p38MAPK信号通路探讨CP的发病机制

2.1 下尿路综合征 细菌刺激或无菌性炎症导致前列腺腺体和纤维肌肉基质充血、肿胀,刺激走行于前列腺内的近端尿路;刺激膀胱颈口平滑肌收缩,尿道阻力增加,导致尿液反流或炎症损伤,引起尿频、尿急、尿痛等尿路刺激征表现。p38MAPK在CP模型前列腺组织活性水平上升,通过p38MAPK途径以增加mRNA的稳定性和蛋白质的生物合成,来促进TNF-α的产生和环氧化酶-2(COX-2)的活化,TNF- α可诱导中性粒细胞、单核巨噬细胞生成IL-1、IL-6、IL-8多种促炎细胞因子,可促使粒细胞在前列腺炎症组织部位聚集,引起被激活细胞因子的级联效应,加快炎性反应发生;COX- 2能促进花生四烯酸(Arachidonic Acid,ARA)代谢形成前列腺素E2(PGE2),可能是导致CP患者盆腔疼痛的原因[10]。MMP-9是由巨噬细胞、粒细胞等多种细胞分泌的重要蛋白分解酶,MMP-9的表达与炎症程度呈正相关,在CP模型中多种细胞因子TNF-α、IL-8等通过p38MAPK通路参与MMP-9表达的调节[11]。研究发现,在CP患者的前列腺液(EPS)和血清中,趋化因子CXCL5、CXCL8、CXCL10和炎症细胞因子IL-1β、TNF-α、IL-2等均升高,由于衰老和(或)炎性反应导致前列腺正常组织稳态被破坏,各种趋化因子在前列腺微环境中被分泌,与炎症细胞因子激活下游ERk1/2和p38MAPK信号通路进行传导,从而诱导巨噬细胞、T淋巴细胞靶向聚集和促炎介质的分泌,因此p38 MAPK是参与CP炎症浸润和疼痛症状的重要通路[12]。

2.2 慢性盆腔疼痛综合征(CPPS) CPPS是一种神经病理性疼痛,是由神经源性炎症导致神经系统原发损伤或功能障碍而引起的一种慢性疼痛状态。CPPS疼痛表现在由骶神经支配区的整个盆腔,包括尿道部位的神经支配,与第5腰椎到第1骶椎(L5～S2)脊髓神经细胞的凋亡和脊髓胶质细胞的激活相关,脊髓小胶质细胞在神经系统信号的传递、痛觉的调控等[13]。细胞外因素激活小胶质细胞,使其在慢性炎症性疼痛条件下持续被激活,分泌炎症介质增加,如TNF-α、IL-1β、IL-6和干扰素γ(IFN-γ)等,这些促炎介质通过调节p38MAPK、JNK信号通路参与伤害性感觉和疼痛感觉传递,损害周围的神经元并增强神经元的兴奋性,导致中枢疼痛敏感性增强[14]。尿液反流、前列腺液排流不畅都可加重前列腺炎症,促使组织释放前列腺素和致痛物质缓激肽,通过p38MAPK通路激活神经递质传导,促使疼痛感觉发生。故p38MAPK通路参与CPPS炎症性疼痛的产生,通过p38MAPK抑制剂SB203580、SB202190等抑制p38的磷酸化,能降低背角神经元中神经源性炎症相关因子水平,减轻小胶质细胞中的炎性反应,从而降低炎症性疼痛表现[14]。

3 基于MAPK/p38MAPK通路的中医药对CP的研究

3.1 CP病机与MAPK/p38MAPK通路相关性 根据CP的症状表现和病因病机,将其属为中医学“淋浊”“白浊”范畴,《证治要诀》载“如白浊甚,或稠黏如胶,频逆而涩痛异常,此非是热淋,此是精浊窒塞窍道而结”。CP病机主要责之于瘀血、湿热、肾虚,因长期忍精不射,败精瘀阻;或湿热流注精室而成;或肾精亏损,相火妄动,败精随尿液而出。基于数据挖掘和临床总结分析[15],CP瘀阻湿热证最多见,精室瘀滞,不通则痛,致使盆腔疼痛;热邪蒸于膀胱,膀胱开阖失司,表现为尿频、尿急、尿痛、尿热等尿路刺激征;湿邪重浊黏滞,湿热互结阻于精室、尿道,浊液排出不畅,出现尿不尽、尿末滴白排尿异常表现,治以活血止痛、清热利湿为主。p38MAPK通过细胞内信号传递,参与细胞生长、凋亡过程与炎症调控,炎性刺激可介导巨噬细胞、前列腺基质细胞、上皮细胞中p38MAPK通路激活,使巨噬细胞活化、聚集,继而促TNF、IL-1、IL-8等炎症因子表达,加重炎性反应,与CP湿热瘀阻病机相似,而通过抑制p38MAPK磷酸化,则能减轻局部炎性反应和水肿,与活血清热治法吻合。临床上多以活血清热药为主治疗CP,取得较好的治疗效果。CHEN Y 等[16]结合动物实验和网络药理学认为,犀角地黄汤(药物组成:水牛角、生地黄、赤芍、牡丹皮)通过调节p38MAPK信号通路,对炎症、凝血等多种生物过程有调节作用。时雪等[17]通过筛选文献进行系统性Meta分析清热活血中药丹参、虎杖、川芎、赤芍等对自身免疫性前列腺炎(EAP)模型相关炎症因子干预效果表明,清热活血中药可降低IL-1、IL-6、TNF-α等炎症因子表达,并可能通过NF-κB、MAPK/p38MAPK参与炎症调控。

3.2 中医药基于MAPK/p38MAPK信号通路在CP中的作用 CP病因复杂,发病机制尚未完全明确,涉及盆骶-脊髓神经异常冲动、非特异性炎症、免疫机制等多方面,中医学根据CP症状表现及病因病机分析,将其分为湿热下注、气滞血瘀、湿热瘀结、肾虚血瘀等多种证型,对CP进行辨证论治,具有明显特色和优势。中医药治疗CP的具体作用机制涉及细胞通路、细胞因子、炎症介质、神经传导多方面,而MAPK/p38MAPK通路作为细胞内的重要信号传导通路,参与CP的发生发展过程。诸多实验研究表明,中医药通过调控p38MAPK通路防治CP具有良好的效果,因此研究中医药通过调控p38MAPK通路治疗CP具有理论性和可行性。

3.2.1 单味中药及其主要化合物 郁金、姜黄为活血化瘀类中药,《中华本草》谓姜黄“破血行气,通经止痛”,《本草备要》记载郁金“行气,解郁;泄血,破瘀”。姜黄素是二者共同的主要活性成分,具有抗炎、抗肿瘤、抗氧化作用。有实验发现姜黄素100 mg/kg时,能抑制前列腺组织中p38MAPK激活和NF-κB、TNF-α、COX-2等炎症因子表达,降低前列腺基质组织炎性反应[18]。大蒜具有活血行气、解毒消肿功效,大蒜素是大蒜中的关键化合物。张建军等[19]将90例Ⅲ型前列腺炎并以疼痛为主要表现的男性患者随机分为2组,对照组45例予塞来昔布片口服治疗,治疗组45例予大蒜素注射液治疗。结果:治疗组有效率86.67%,对照组有效率68.89%,治疗组疗效优于对照组(P<0.05);2组治疗后美国国立卫生研究院慢性前列腺炎症状指数量表(NIH-CPSI)评分较本组治疗前降低(P<0.05),生活质量评分(QOL)、国际勃起功能指数-5(IIEF-5)评分均较本组治疗前升高(P<0.05),且治疗组治疗后改善更明显(P<0.05)。治疗组不良反应发生率8.80%,对照组不良反应发生率33.00%,治疗组不良反应发生率低于对照组(P<0.05)。龙胆是常用的下焦清热祛湿药,龙胆苦苷是龙胆的主要活性成分,具有抗炎、镇痛、保肝利胆等作用。通过龙胆苦苷对CP /CPPS大鼠前列腺组织作用发现,龙胆苦苷能抑制JNK、ERK和p38磷酸化,调节IL-1β、TNF-α等促炎因子及COX-2、 PGE2炎症介质的转录表达而产生抗炎作用[20]。马鞭草性凉味苦,具有清热解毒、活血利水功效,《天宝本草》载其“利小便,平肝泻火”,马鞭草总苷是其主要活性成分。马鞭草总苷能抑制p38MAPK通路磷酸化,降低炎症因子、MMP-9蛋白表达,减轻CP炎性反应和疼痛症状[21]。青藤碱提取于防已科植物青藤的根和茎,具有镇痛、抗炎、降血压等作用,研究发现青藤碱能下调CP大鼠模型前列腺组织中p38MAPK活化,并降低TNF-α、IL-6等炎症因子水平,表明青藤碱治疗CP与调控p38MAPK有关[22]。大火草是壮医常用药,清热解毒,活血化瘀,现代药理学具有抗炎、抗菌效果。黄欣等[23]探讨大火草与盐酸坦索罗辛对ⅢB型前列腺炎大鼠模型的治疗效果,结果表明大火草能有效调控p38MAPK通路,减缓前列腺组织纤维化,减少MMP-9 mRNA和炎症因子表达,促进卵磷脂小体分泌,加快恢复前列腺功能。槲皮素属黄酮类化合物,在诸多治疗CP的中药如车前子、金钱草、金银花中均为主要化合物,具有抗氧化、抗炎、抗癌等多种药理学活性。MENG L Q 等[24]研究表明槲皮素通过NF-κB和p38MAPK信号通路介导,降低促炎细胞因子IL-1β、IL-2、TNF-α等表达,提高抗氧化能力,并抑制NF-κB和MAPK的磷酸化,降低前列腺炎炎性反应。

3.2.2 中药复方 桃核承气汤是《伤寒论》中治疗蓄血证的代表方剂之一,蓄血证病机为瘀热互结于下焦,与CP湿热瘀阻于精室机制相通。李洪兵等[25]将68例Ⅲ型前列腺炎患者随机分为2组,对照组34例予常规西药治疗,治疗组34例在对照组治疗基础上加桃核承气汤加减(药物组成:桃仁、大黄、甘草、桂枝、芒硝)治疗。结果:2组治疗后中医证候评分、NIH-CPSI评分、慢性疾病生活质量调查表-慢性前列腺炎 (QLICD-CP) 评分、p38MAPK水平及IL-6、IL-10、COX-2水平均较本组治疗前降低(P<0.05),且治疗组均低于对照组(P<0.05),治疗组治疗后前列腺功能和生活质量改善优于对照组(P<0.05)。程氏萆薢分清饮(药物组成:萆薢、黄柏、石菖蒲、茯苓、白术、莲子心、丹参、车前子)有化湿泌浊、清热活血功效,是治疗湿热型CP常用方,其中MAPK8、MAPK1是程氏萆薢分清饮治疗CP的关键靶点[26],槲皮素、木犀草素、山柰酚为方中关键有效成分,槲皮素抑制NF-κB和MAPK的磷酸化,抑制促炎细胞因子IL-1、IL-2、IL-6等分泌,改善前列腺基质细胞的病理变化;木犀草素通过下调NF-κB、p38MAPK、JAK等多条信号通路,抑制炎症细胞因子和炎症介质的表达,缓解炎性反应;山柰酚通过调控MAPK通路显著发挥抗氧化和抗炎作用,抑制前列腺微环境中促炎细胞因子和趋化因子的产生。刘胜京等[27]对CP的用药处方规律挖掘发现,当归-黄柏为治疗CP的核心药对,MAPK通路在当归-黄柏治疗CP靶点通路富集结果中靠前,药对中主要活性成分藁本内酯、黄连碱能抑制p38MAPK通路,降低IL-6、TNF-α等多种细胞因子水平,下调机械和热痛痛阈值。方中当归活血补血,行中有补,黄柏主清下焦湿热,清泄精室内瘀热,二药合用增强行血、散热之功,清热而不伤阴,并使热邪有所出路,适用于瘀热型CP。茯苓、泽泻常配对用于肾气丸、五苓散等常用方剂,茯苓为利水渗湿要药,泽泻除利水渗湿功效外还有泄热、化浊降脂之功,《药性论》曰泽泻“治五淋,利膀胱热,直通水道”。闵杰等[28]通过文献挖掘发现,中医药治疗CP中,茯苓、泽泻配伍使用较广泛,其主要活性成分为茯苓酸、三萜类成分,茯苓酸C通过p38MAPK传导,使巨噬细胞产生抑制一氧化氮(NO)作用,降低p38MAPK下游NF-κB表达,进而抑制iNOS和COX-2生成,减少炎症介质释放。樊红波等[29]通过网络药理学分析自拟金泽清浊通络方(药物组成:黄柏、牡丹皮、车前子、泽泻等)治疗CP的作用机制,金泽清浊通络方以清热渗湿为主,兼活血利尿,经过基因本体(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析,结果可见金泽清浊通络方主要通过NF-κB通路、炎症因子损伤、MAPK信号通路发挥抗炎作用,治疗CP的关键靶点包括MAPK家族中的MAPK8、MAPK14和MAPK3,主要活性成分槲皮素、木犀草素、山柰酚在车前子、金银花、牡丹皮等药物中均有较高含量。前列舒通胶囊(药物组成:黄柏、赤芍、川芎、三棱等)为治疗湿热瘀结型前列腺炎常用中成药,清热活血,利湿通淋。刘胜京等[30]通过分析前列舒通胶囊中药物靶点和疾病的相互关系,预测前列舒通胶囊可能作用于PI3K/Akt、p38MAPK信号通路,抑制NF-κB活性,来发挥降低炎性反应和痛觉敏感的作用。前列腺炎Ⅰ号方是以萆薢分清饮加减化裁的自拟方,临床治疗CP疗效显著,清热祛湿、活血益肾为主要功效。刘嘉等[31]等探讨自拟前列腺炎Ⅰ号方(药物组成:萆薢、台乌药、败酱草、威灵仙、水蛭、薏苡仁等)对CP大鼠模型的治疗作用,结果表明前列腺炎Ⅰ号方在抑制ERK1/2、JNK及p38MAPK信号通路活化的基础上,能降低CP大鼠模型前列腺组织和血浆IL-2、IL-6、MMP-9蛋白的表达,缓解大鼠炎性反应。广西瑶族医药是中华民族传统医药,戴建业等[32]认为,慢性非细菌性前列腺炎是由于湿热毒邪滞于膀胱与水道,下焦气血运行受阻,水液之余输泻失常,因此以清热解毒、利湿通淋为原则自拟富丁汤(药物组成:瑶药野菠萝、鬼针草、白背桐等),观察对慢性非细菌性前列腺炎大鼠的作用,实验结果显示富丁汤能抑制p-p38MAPK表达,降低炎症细胞因子和MMP-9蛋白水平,缓解慢性非细菌性前列腺炎大鼠模型炎症改变。

4 结语

MAPK/p38MAPK信号通路是广泛存在于细胞内一条重要的信号传导途径,中药以多途径、多靶点调控p38MAPK通路,降低前列腺组织炎性反应,缓解异常排尿症状,减轻慢性盆腔疼痛表现,治疗CP具有显著的疗效[33-35]。p38MAPK是多种炎症性疾病发展过程中一个靶点,对MAPK/p38MAPK信号通路及其相关靶点、通路的深入研究,明确其作用机制和传导过程,将中医药与现代医学相结合,辨证治疗与病理机制联合分析,是将来研究中医药治疗CP的新方向。