Wnt/β-catenin 信号通路在肺纤维化中的作用及中医药调控研究进展*

李鑫，刘锐，蒙建华，罗珍贞，潘玲

1 广西中医药大学 广西南宁 530000

2 广西中医药大学附属瑞康医院 广西南宁 530001

肺纤维化（Pulmonary fibrosis，PF）是一种慢性、进行性的间质性肺疾病，以肺泡上皮细胞损伤及异常修复、成纤维细胞增殖、细胞外基质过度沉积等为病理特征，最终引起肺组织结构破坏[1]。调查显示，PF患病率及病死率呈逐年上升趋势，确诊后存活期极短，预后较差，给人类生命健康带来严重危害[2]。目前，PF 患者临床治疗选择受限，以吡非尼酮和尼达尼布抗肺纤维化药物、糖皮质激素及免疫抑制剂等药物为主[3]，然而这些药物治疗过程通常出现不良反应多、疗效欠佳、价格昂贵等问题。因此，探索PF 潜在发病机制，寻求新的治疗手段，保护PF 患者肺组织结构，已成为PF 临床治疗迫切解决的现实问题。研究发现，Wnt/β-catenin 信号通路在PF 发生发展过程中发挥关键作用，通过调控细胞增殖、炎症细胞浸润、肺组织血管新生及上皮间质转化（EMT）等途径参与PF 进程，中医药能够靶向调节Wnt/β-catenin 信号通路，在防治PF 方面具有独特优势和显著疗效。

Wnt/β-catenin 信号通路

Wnt 是一种涉及细胞增殖、分化、再生的关键基因，其蛋白家族成员分泌的糖蛋白主要参与细胞信号传导级联反应[4]。Wnt 信号通路分为经典通路和非经典通路，前者通过调控下游关键转录因子β-连环蛋白（β-catenin）以激活Wnt/β-catenin 信号通路，随后Wnt 配体蛋白Wnt3α 与卷曲蛋白（Frz）受体、中密度脂蛋白（ldl）相关蛋白5/6 共受体结合以激活散乱的CK1 蛋白，促进GSK3β 相关调节蛋白（GBP）释放，并招募结构域蛋白（PDZ）和蓬乱蛋白（DvL）形成蛋白复合体[5-6]，促使Dsh 蛋白和Axin 蛋白磷酸化以抑制GSK3β 活化，β-catenin 缺乏GSK3β 蛋白降解后在细胞质中过度积累并发生核转移[7-8]，随后与细胞核内相关转录因子T 细胞因子（TCF）和淋巴增强因子（LEF）共同作用，启动Wnt/β-catenin 下游靶基因和蛋白转录[9]。后者独立于β-catenin/ TCF/LEF 信号轴，而是通过Wnt/Ca2+通道和非典型的平面细胞极性途径发挥神经炎性和极化作用[10-11]。

Wnt/β-catenin 信号通路在PF 中的作用

Wnt/β-catenin 信号通路广泛参与气道内皮细胞与上皮细胞的损伤及异常修复过程，并且促使间质纤维细胞激活和重构，进一步调节EMT、肺组织血管新生、肺成纤维细胞增殖、肌成纤维细胞分化等过程，进而诱导PF 发生[12-13]。目前认为，Wnt 作为β-catenin上游调节因子能够直接激活其表达，β-catenin 是EMT 的重要标志蛋白，对于调节细胞增殖与分化起关键作用[14]。在病理状态下，Wnt/β-catenin 信号通路异常激活，β-catenin 在细胞质中不断积累并完成核转移，II 型肺泡上皮细胞介导的EMT 推动肺成纤维细胞过度增殖，其中细胞外基质（ECM）产生与堆积主要依赖于成纤维细胞分泌释放[15-16]；同时EMT 上皮细胞向间质细胞转化过程中分化成较多的病理性肌成纤维细胞，并抑制上皮细胞标志物E 钙粘蛋白（E-cadherin）脱落，释放间质标志物波形蛋白（Vimentin）和α-SMA 蛋白，而肌纤维母细胞被认为是产生ECM 的另一重要途径[17]；重要的是，EMT、肺成纤维细胞增殖、肌成纤维细胞分化最终结果都会引起肺组织胶原沉积，形成肺纤维化灶。在使用Wnt/β-catenin 信号通路抑制剂DKK1 后发现，Wnt 相关配体蛋白得到阻断，LRP-5/6 共受体通过竞争性结合阻断Wnt/β-catenin 信号传导，减轻肺组织中I 型胶原（Collagen I）、Vimentin 和α-SMA 蛋白，而E-cadherin 蛋白得到恢复，逆转EMT、肺成纤维细胞过度增殖和肌成纤维细胞分化以促进肺组织修复，从而发挥改善PF 作用[18-19]。

中医药调控Wnt/β-catenin 信号通路治疗PF 的研究现状

1 中医对PF 的认识

根据PF 临床特点及表现，近代众多中医大家将其归于中医学中“肺萎”和“肺痹”范畴。“肺萎”一词首次提及于张仲景的《金匮要略》，“问曰：肺萎之病，何从得知？师曰：或从汗出，或从呕吐，或从消渴，小便利数，或从便难，又被快药下利，重亡津液，故得之”，复问“其人咳，口中反有浊唾涎沫者何？师曰：为肺萎之病”。“痿者萎也，如草木之枯而不荣”解释了肺叶痿弱不用是其主要特征，同时也是肺脏中的慢性虚损性疾病[20]。本病病位在肺，与脾、肾相关，多由痰、瘀、虚等多重因素引起，病机为虚实夹杂，外感邪气入内，痰湿内生，肺气宣发肃降失调则发为咳喘，病情迁延不愈伤及脏腑，久病成虚无力濡养肺叶，痰浊、气郁、淤血等实邪聚于肺络，络脉不通、痿痹不用则发为此病[21]。“气虚血瘀”贯穿PF 发生发展的始终，因此治疗上应秉持“扶正驱邪”总体原则，对疾病发展过程的各个阶段辨证论治。Wnt/β-catenin 信号通路是调节PF 形成的关键介质，中医药通过调控该途径发挥改善肺功能、延缓PF 进程重要作用。

2 中药复方靶向干预Wnt/β-catenin 信号通路防治PF

2.1 养阴益气方 养阴益气方由生黄芪、浙贝母、党参、川芎、玄参、乌梅、北沙参、天花粉、黄精、紫草、陈皮组成。一项关于养阴益气方治疗气管内注入博来霉素（BLM）诱导的PF 大鼠模型研究中[22]，经不同剂量养阴益气方（11g/kg、22 g/kg、44 g/kg）治疗PF 大鼠28d 后发现，大鼠肺组织出现的炎症浸润及纤维化改变均明显得到改善，同时提高Wnt 抑制因子1（WIF1）含量，抑制Wnt3a、β-catenin、GSK-3β、Collagen I和低密度脂蛋白相关受体蛋白（LRP）mRNA 和蛋白表达，修复大鼠肺脏病理损伤，提示养阴益气方对PF大鼠治疗作用可能是通过抑制Wnt/β-catenin 信号通路实现的。

2.2 化纤汤 化纤汤由黄芪、沙参、金银花、水蛭、橘络、瓜蒌皮、半夏、橘红、丹参、茯苓、枳壳组成。研究发现[23]，予10、20、40g/kg 剂量化纤汤对PF 大鼠进行28d 干预后，能够明显减少肺组织炎症破坏及胶原纤维条索，可使Wnt3a、β-catenin 蛋白表达处于低水平状态，同时肺功能得到恢复，尤其以高剂量治疗效果最佳，认为化纤汤通过抑制Wnt/β-catenin 信号通路发挥改善肺纤维化作用。

2.3 加味补阳还五汤 加味补阳还五汤由生黄芪、仙茅、当归尾、川芎、淫羊藿、赤芍、红花、地龙、桃仁、川芎药物组成。研究人员对PF 微血管内皮细胞实验中发现[24]，经加味补阳还五汤治疗后，Wnt3A、β-catenin 蛋白表达下调，微血管内皮细胞中管腔分支数量明显减少，血管因子PEDF、ES 含量同步降低，同时细胞迁移能力下降，细胞炎症因子NF-κB p65、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白介素-6（IL-6）均受到抑制，表明加味补阳还五汤能够抑制Wnt/β-catenin 信号通路，减少肺组织微血管新生，降低炎症介质释放，从而改善PF 病理进程。

2.4 肺纤方 肺纤方是由黄芪、海蛤壳、红景天、甘遂、炙麻黄、栝楼、冬虫夏草、白果、水蛭药物构成。董环等研究发现[25]，分别予4.95、9.9、19.8g/kg 剂量肺纤方对BLM 诱导的PF 大鼠进行28d 灌胃治疗，发现肺纤方能明显下调wnt3a、β-catenin 蛋白表达，同时降低肺组织中LRP mRNA 含量，而WIF1 蛋白负向调节进一步增强，提示肺纤方可能通过Wnt/β-catenin 信号传导，在一定程度上抑制肺纤维化进展。

3 中药单体及有效成分靶向干预Wnt/β-catenin 信号通路防治PF

3.1 苷类化合物 延龄草苷是一种来自百合科植物延龄草的皂苷类化合物，具有抗炎、调节血脂、抑制肿瘤生长等作用。张秉芬等[26]研究发现，PF 大鼠经延龄草苷治疗后，血清炎症因子、活性氧（ROS）和丙二醛（MDA） 表达均下调，肺组织中Wnt3a、β-catenin、TGF-β1、Smad3 及GSK-3β 蛋白显著降低，同时纤连蛋白（Fn）、α-SMA 、Collagen Ⅰ等胶原纤维沉积物降解能力提高，表明延龄草苷可能通过调控Wnt/β-catenin 和TGF-β1/Smad3 信号通路，降低PF 大鼠肺组织炎症细胞浸润、抑制氧化应激和纤维组织增生，进而拮抗PF，其中以高剂量组效果最为明显。淫羊藿苷提取自中药淫羊藿，是一种具有改善心脑血管、提高免疫功能、抑制炎症等作用的苷类化合物[27]。王培[28]用淫羊藿苷对人胚肺成纤维细胞（MRC-5）预处理后发现，淫羊藿苷能够明显降低Wnt 表达及细胞核中β-catenin 聚集，同时提高GSH-PX、CAT、SOD抗氧化物水平，下调氧化产物MDA 浓度，抑制纤维沉积蛋白产生，提示淫羊藿苷治疗机制可能是通过抑制Wnt/β-catenin 信号传导，提高机体抗氧化、抗纤维化能力。牛蒡子苷是从中药牛蒡子中提取的苷元类活性物质，具有抗氧化、抗炎、免疫调节等多种药理作用[29]。Gao[30]等研究发现，牛蒡子苷可降低PF 小鼠肺组织中wnt3a、β-catenin 蛋白，同时抑制PF 胶原沉积物Vimentin 和α-SMA，EMT 上皮标志物E-cadherin得到恢复，体外A549 细胞实验结果也认为其机制可能是通过抑制Wnt/β-catenin 信号通路，降低细胞外基质，阻止EMT 进展而发挥作用。五味子苷是从五味子中提取的天然活性成分，具有抗炎、抗氧化、营养神经等现代药理作用[31]。Wang Y 等[32]采用五味子苷干预PF 小鼠后发现，五味子苷能够抑制炎症因子、SOD、总抗氧化介质（T-AOC）、Wnt 及β-catenin 的表达，且中、高剂量组效果更为明显，认为五味子苷能够通过抑制Wnt/β-catenin 信号通路，限制炎症因子释放，提高抗氧化能力，从而达到防治PF 的作用。上述证据表明，延龄草苷、淫羊藿苷、牛蒡子苷、五味子苷等中药苷类成分能够通过抑制Wnt/β-catenin 信号通路，改善炎症反应，调节氧化应激，限制纤维组织过度增生，从而发挥拮抗PF 的作用。

3.2 黄酮类化合物 甜橙黄酮是一种来源于柑橘植物果实中的甲氧基黄酮类化合物，具有抗菌消炎、抗过敏、抗氧化等作用[33]。Wan X 等[34]研究发现，经甜橙黄酮治疗后，PF 大鼠肺组织中肺泡炎及纤维化灶均明显改善，同时降低GSK-3β 及Wnt/β-catenin 通路中关键蛋白，体外实验进一步证实，甜橙黄酮能够抑制成纤维细胞增殖、活化，并减少ECM 沉积，其机制可能与抑制Wnt/β-catenin 信号，降低PF 炎症反应程度，限制成纤维细胞增殖有关。毛蕊异黄酮主要来源于补气类中药黄芪，具有抗炎、护肝、保护神经等药理活性[35]。最近一项体内外研究发现[36]，PF 小鼠在毛蕊异黄酮的干预下，肺组织中AKT、GSK-3β、Wnt3a 表达显著下调，同时阻止β-catenin 从细胞质转移至细胞核，肺纤维化相关蛋白α-SMA、vimentin、Fn 得到抑制，提高E-cadherin 蛋白含量，肺组织炎症损伤及纤维化程度明显改善，表明毛蕊异黄酮能够阻止AKT/GSK-3β 磷酸化，使Wnt/β-catenin 信号传导失活，减轻炎症及纤维化反应，发挥改善PF 的作用。甘草素提取自传统中药甘草，具有抗氧化、护肝、抗菌消炎等作用[37]。Gao 等[38]研究发现，经BLM 诱导的PF 大鼠在甘草素干预后，Wnt/β-catenin 信号通路核心蛋白表达下降，提高上皮标志物E-cadherin 表达进而下调间质标志物α-SMA，同时抑制collagen I、collagen III 等胶原沉积物产生，认为该药物活性成分通过抑制Wnt/β-catenin 信号通路，逆转EMT 进程。以上研究揭示了，甜橙黄酮、毛蕊异黄酮、甘草素等黄酮类化合物能够抑制Wnt/β-catenin 信号通路，防止成纤维细胞增殖、分化，阻止EMT 进展，起到良好的抗PF 作用。

3.3 萜类化合物 白桦酸是一种从白桦树萃取的三萜类化合物，具有抗癌、抗炎、抗纤维等作用[39]。Li等[40]通过Wnt3a 将Mlg 和PPF 细胞诱导成肺成纤维细胞，经白桦酸药物干预后，发现Mlg 和PPF 细胞中Wnt3a、cyclin D1、LRP6、β-catenin 蛋白及mRNA表达均受到抑制，同时观察发现成纤维细胞活力明显下降，分泌的Fn 和collagen I 水平同步下调，α-SMA含量明显降低，表明白桦酸可能通过抑制Wnt/β-catenin 信号通路抑制成纤维细胞增殖、分化，进而抑制ECM 过度产生，有效治疗PF。地黄梓醇提取自地黄的块根，是一种环烯醚萜苷类化合物，具有抗炎、抗氧化、保护心脑血管等现代药理活性[41]。Yang等[42]研究发现，BLM 诱导的PF 大鼠在地黄梓醇干预下，肺组织中炎症因子、Wnt3a、β-catenin、GSK-3β、TGF-β1 和Smad3 显著下调，抑制氧化应激因子ROS、MDA 表达，提高MDA 抗氧化水平，同时改善肺组织结构损伤，其中40 mg/kg 剂量的肺组织保护作用更为明显，调节EMT 标志物E-cadherin 和α-SMA，降低纤维胶原蛋白collagen I、collagen III 产生，提示地黄梓醇可能通过抑制Wnt/β-catenin 和TGF-β1/Smad3 信号，降低炎症反应，提高机体抗氧化能力以抗氧化应激，阻止EMT 及ECM 过度沉积，从而拮抗PF。

总结与问题

PF 作为呼吸系统中的“类肿瘤疾病”，具有较高的增长率和病死率，对人类卫生健康共同体构成严重威胁。目前该疾病发病机制较为复杂，并无统一定论，但普遍认为PF 发生发展与肺泡上皮细胞损伤及异常修复，成纤维细胞增殖、分化，ECM 过度沉积等密切相关。近年来，随着科研人员对Wnt/β-catenin 信号通路不断深入研究，中医药被证实能够通过调控该信号通路发挥抗PF 的作用。本文就近年来关于中药复方、中药单体或有效成分调控Wnt/β-catenin 信号通路治疗PF的研究进行归纳、总结并分析，发现以养阴、益气、活血类中药使用频率较高，而中药单体或有效成分主要集中于苷类、黄酮类、萜类等化合物类型中，在抑制炎症细胞浸润，抗氧化应激，调节细胞增殖、活化等方面具有一定优势。虽然中医药治疗PF 的作用取得了一定效果，但仍有不少研究不足之处：①中医药理论讲究整体观念和辨证论治，而PF 动物造模则是基于疾病模型，使用中药复方时难以与中医理念相契合，无法体现中医辩证思维。②目前，中医药调控Wnt/β-catenin 信号通路治疗PF 大部分集中在动物与细胞实验中，缺乏临床客观数据验证，对于药物作用于人体的疗效及不良反应有待考证。③PF 的疾病机制是复杂多样的，中医药调控Wnt/β-catenin 信号通路治疗PF 缺乏多个信号分子、多通路间的串扰与联系，有待进一步系统、全面的深入研究，以期为中医药治疗提供理论指导和循证依据。