中藥調(diào)節(jié)自噬治療纖維化疾病的研究進(jìn)展

       纖維化是指器官組織內(nèi)功能細(xì)胞在某些因素刺激下向成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)變，并分泌大量的細(xì)胞外基質(zhì)，導(dǎo)致細(xì)胞外基質(zhì)的沉積，從而出現(xiàn)纖維化結(jié)締組織增多，實(shí)質(zhì)細(xì)胞減少的現(xiàn)象，纖維化可發(fā)生于肺、心血管系統(tǒng)、肝、胰腺、脾、腎、視網(wǎng)膜、骨髓、卵巢等多種組織器官。纖維化是創(chuàng)傷修復(fù)的一種形式，當(dāng)這種修復(fù)失控時(shí)，纖維結(jié)締組織增多，實(shí)質(zhì)細(xì)胞減少，則會(huì)引起器官結(jié)構(gòu)破壞和功能異常，直至器官衰竭，預(yù)后不良。研究顯示，雖然不同組織器官纖維化的臨床表現(xiàn)各異， 但細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）的異常增多及過度沉積是其形成的共同機(jī)制。近年來，越來越多的研究顯示，細(xì)胞自噬與纖維化疾病的發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)歸過程密切相關(guān)，具體表現(xiàn)為自噬可以抑制纖維化疾病的發(fā)生，而過度的自噬會(huì)加重纖維化。

       細(xì)胞自噬是指細(xì)胞利用溶酶體降解自身受損的細(xì)胞器和蛋白質(zhì)。細(xì)胞自噬是一個(gè)重要的、保守的細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)過程，在營養(yǎng)缺乏、氧化應(yīng)激、慢性刺激等壓力狀態(tài)下從物質(zhì)代謝、循環(huán)和能量平衡兩方面維持細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)，通過調(diào)節(jié)蛋白、細(xì)胞器的降解以及物質(zhì)循環(huán)利用，清除有害蛋白，并為細(xì)胞提供部分能量；自噬出現(xiàn)異常、過度激活時(shí)，則會(huì)表現(xiàn)出細(xì)胞損傷乃至自噬性細(xì)胞死亡，反之若自噬減弱則體現(xiàn)為組織的異常增生。

       目前認(rèn)為細(xì)胞自噬信號(hào)通路調(diào)節(jié)機(jī)制主要包括：①自噬相關(guān)基因（ATG）。ATG共有30余種，參與自噬的各個(gè)環(huán)節(jié)。其中ATG-6（又名芐氯素Be-clin1）是最早發(fā)現(xiàn)的自噬調(diào)控因子，在自噬過程中起重要作用，ATG-8（又名微管相關(guān)蛋白LC3）可以特異性和自噬體膜結(jié)合，因而LC3Ⅱ蛋白水平可反映自噬泡的數(shù)量，二者是常用的自噬標(biāo)志物。②哺乳動(dòng)物西羅莫司靶蛋白（mTOR）。mTOR是調(diào)節(jié)細(xì)胞自噬的關(guān)鍵蛋白，它可以接受細(xì)胞的多種變化信號(hào)，營養(yǎng)信號(hào)（如生長(zhǎng)因子或氨基酸）、能量信號(hào)（如胞內(nèi)一磷酸腺苷/三磷酸腺苷比值）和壓力信號(hào)（如氧化應(yīng)激或DNA損傷）等細(xì)胞信號(hào)，可直接或間接通過mTOR整合，從而增加或減少自噬的發(fā)生。③磷酸腺苷活化蛋白激酶（AMPK）。通過磷酸化TSC1/2復(fù)合體抑制 mTOR激酶活性，激活自噬。④磷脂酰肌3-激酶（PI3K）/蛋白激酶B（PKB，又稱AKT）通路。激活 PI3K及其下游AKT，進(jìn)而抑制TSC1/2復(fù)合體并激活mTOR，抑制自噬。⑤p53通路。在營養(yǎng)缺乏或細(xì)胞毒性等刺激下，p53被磷酸化，進(jìn)而激活A(yù)MPK、抑制 mTOR并激活自噬。 ⑥p62。自噬小體形成過程中p62作為鏈接LC3和泛素化蛋白之間的橋梁，通過泛素信號(hào)途徑將異常蛋白作為受體轉(zhuǎn)運(yùn)到自噬小體中并將其降解。自噬過程受阻可導(dǎo)致大量P62聚集， 因此，P62常作為自噬流的測(cè)定指標(biāo)。

       中藥調(diào)節(jié)自噬途徑治療臟器纖維化

       近年來，中醫(yī)藥通過調(diào)節(jié)自噬途徑進(jìn)而治療臟器纖維化的報(bào)道不斷增加，其作用機(jī)制與自噬及其相關(guān)通路、因子密切相關(guān)。

       1、肺纖維化

       肺纖維化是各種原因?qū)е路尾垦装Y反應(yīng)、免疫反應(yīng)等，刺激成纖維細(xì)胞增殖，細(xì)胞外基質(zhì)過多合成、沉淀的現(xiàn)象，纖維化伴隨彌漫性肺泡炎、肺泡結(jié)構(gòu)紊亂、肺組織順應(yīng)性降低等結(jié)構(gòu)、功能改變，進(jìn)而出現(xiàn)慢性進(jìn)行性通氣功能障礙和缺氧血癥等臨床表現(xiàn)。mTOR是肺纖維化中獨(dú)特的治療靶標(biāo)。在肺纖維化患者中，肺組織及肺泡灌洗液Akt磷酸化水平增加，活體培養(yǎng)的特發(fā)性肺纖維化細(xì)胞中Akt磷酸化水平顯著升高，PI3K/Akt-m TOR可促進(jìn)肺組織膠原蛋白合成，進(jìn)而使ECM異常改變，抑制細(xì)胞自噬，促進(jìn)肺纖維化發(fā)生。此外，轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β1（transforming growth factor-β1，TGF-β1）通過激活PI3K/Akt-m TOR，使肺成纖維細(xì)胞LC3Ⅱ表達(dá)增高，p62表達(dá)降低，誘導(dǎo)自噬的發(fā)生。研究表明，黃連素可通過增加Beclin-1、LC3Ⅱ，誘導(dǎo)自噬，并降低p-m TOR，從而抑制PI3K/Akt-m TOR通路，最終改善肺纖維化。補(bǔ)肺湯（黃芪、黨參、百部、補(bǔ)骨脂、丹參、桑白皮）對(duì)肺纖維化組織病理學(xué)和膠原活性有明顯影響，并對(duì)自噬相關(guān)蛋白Smad3、Atg5、p62、Cat-D和Beclin-1有調(diào)節(jié)作用。黃芪甲苷可抑制羥脯氨酸（hydroxyproline，HYP）含量，提高LC3Ⅱ/LC3Ⅰ和Beclin-1表達(dá)，減少p62積累，降低p-PI3K/PI3K、p-Akt/Akt、p-m TOR/m TOR，同時(shí)抑制半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-1（Caspase-1）、白介素-18（interleukin-18，IL-18）和IL-1β等焦亡蛋白表達(dá)，從而有效增強(qiáng)肺組織細(xì)胞自噬活性，最終抑制肺纖維化的發(fā)生發(fā)展。

       2、肝纖維化

       肝纖維化是肝細(xì)胞在各種急性、慢性損害下出現(xiàn)炎癥反應(yīng)、免疫反應(yīng)等，導(dǎo)致細(xì)胞外基質(zhì)合成分泌增多或降解不足，進(jìn)而導(dǎo)致肝內(nèi)結(jié)締組織異常增生的現(xiàn)象，表現(xiàn)出肝臟變硬及肝功能異常等一系列并發(fā)癥。如果肝纖維化過程持續(xù)進(jìn)行，最終會(huì)發(fā)展為肝硬化、肝癌。肝星狀細(xì)胞（HSC）是肝纖維化中過度合成細(xì)胞外基質(zhì)的主要細(xì)胞來源，HSC被各種因素激活后分化為成纖維母細(xì)胞，進(jìn)而合成、分泌大量細(xì)胞外基質(zhì)。

       自噬在肝臟疾病的發(fā)展中有重要作用，自噬可通過降解脂滴，為HSC的活化提供能量從而促進(jìn)肝纖維化。重塑纖維化的過程中需要大量基質(zhì)蛋白的合成，合成則需要大量能量，而自噬增加可提供這些能量。研究發(fā)現(xiàn)，川芎嗪可通過增加大鼠HSC-T6自噬體的降解、使Atg5表達(dá)降低、使Beclin-1及LC3Ⅱ表達(dá)升高，從而阻礙肝纖維化發(fā)展至肝硬化的進(jìn)程。二氫丹參酮Ⅰ可刺激自噬，并在膽管結(jié)扎大鼠HSC中發(fā)揮抗纖維化作用，提示二氫丹參酮Ⅰ可能是治療肝纖維化的潛在治療藥物。扶正化瘀膠囊（由丹參、蟲草菌粉、桃仁、絞股藍(lán)、松花粉和五味子組成）對(duì)氣虛血瘀型肝纖維化模型大鼠的作用研究顯示，扶正化瘀膠囊可下調(diào)細(xì)胞自噬蛋白LC3Ⅱ，上調(diào)p62，可抑制肝細(xì)胞自噬水平并改善肝纖維化程度。利用姜黃素干預(yù)TGF-β1處理的小鼠胚胎肝細(xì)胞BNL CL.2，結(jié)果顯示姜黃素能抑制肝細(xì)胞波形蛋白（Vimentin）及 α-SMA的表達(dá)，增加自噬相關(guān)基因與蛋白BECN1、LC3的表達(dá)，提高細(xì)胞自噬水平，并抑制肝細(xì)胞的上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化進(jìn)程。干擾自噬相關(guān)基因 BECN1 后，姜黃素不再抑制肝細(xì)胞上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化。表明姜黃素可通過提高肝細(xì)胞自噬水平，抑制肝細(xì)胞上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化進(jìn)程，進(jìn)而抑制肝纖維化的發(fā)生與發(fā)展。

       3、腎纖維化

       腎纖維化是各種腎臟疾病持續(xù)進(jìn)展至終末期的共同結(jié)果，炎癥反應(yīng)等刺激因素刺激腎小管上皮細(xì)胞分泌過多的細(xì)胞外基質(zhì)并沉積于腎間質(zhì)或腎小球，纖維化伴隨腎功能受損，持續(xù)發(fā)展可致腎衰竭。近端小管的一些適應(yīng)性反應(yīng)，如自噬和代謝變化，在腎小管間質(zhì)纖維化進(jìn)展中發(fā)揮作用。自噬的持續(xù)激活可能導(dǎo)致腎小管萎縮，從而促進(jìn)腎臟纖維化，自噬還可通過降解細(xì)胞內(nèi)過多的膠原蛋白從而阻止纖維化。在研究大黃素對(duì)TGF-β1刺激的人腎小管上皮細(xì)胞（HK-2）損傷的保護(hù)試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，與TGF-β1組比較，TGF-β1+大黃素組腎纖維化相關(guān)蛋白TGF-β1等表達(dá)降低，LC3和Beclin-1表達(dá)增加，表明大黃素可促進(jìn)TGF-β1細(xì)胞模型自噬增加，從而改善腎纖維化。丹酚酸B（丹參主要活性成分）可使腎組織中纖維化標(biāo)記蛋白表達(dá)下調(diào)，LC3Ⅱ、Beclin-1表達(dá)上調(diào)，mTOR表達(dá)下調(diào)。此外，纖維化還是糖尿病腎病的主要病理特征，在研究中藥提取物雷公藤內(nèi)酯醇對(duì)糖尿病腎病自噬和纖維化的影響中發(fā)現(xiàn)，雷公藤內(nèi)酯醇可通過mi R-141-3p/PTEN/Akt/mTOR途徑恢復(fù)自噬從而減輕纖維化。

       4、心肌纖維化

       自噬與心肌纖維化有著雙重關(guān)系，即抑制作用和促進(jìn)作用。心肌纖維化的發(fā)生與腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)、炎癥反應(yīng)和氧化應(yīng)激、多種細(xì)胞因子、自噬等相關(guān)，大量證據(jù)表明自噬在心肌纖維化的發(fā)展中起重要作用。心脈隆注射液可抑制膠原蛋白的積累，從而減弱心臟纖維化重塑；心脈隆通過激活PI3K/Akt通路來抑制自噬。芪藶強(qiáng)心膠囊可通過抑制鏈脲佐菌素（streptozotocin，STZ）誘導(dǎo)的糖尿病小鼠血管緊張素Ⅱ受體1型（angiotensin Ⅱ receptor type 1，AGTR1）/瞬時(shí)受體電位香草酸受體1（transient receptor potential vanilloid 1，TRPV1）介導(dǎo)的自噬作用，來改善糖尿病小鼠心肌纖維。養(yǎng)心康片可下調(diào) α-SMA，COL-Ⅰ、COL-Ⅲ，LAMP，LC3，Beclin1表達(dá)，改善心肌纖維化程度，表明養(yǎng)心康片可通過下調(diào)自噬減緩慢性心力衰竭小鼠心肌纖維化，改善心功能。益氣活血藥（由生黃芪、人參、當(dāng)歸、川芍、三七組成）對(duì)心肌梗死動(dòng)物模型的心肌重塑作用結(jié)果顯示，術(shù)后7d 益氣活血藥可下調(diào)mTOR及其下游蛋白質(zhì)合成相關(guān)通路4EBP1，上調(diào)Bec-lin1、LC3Ⅱ、P62 蛋白表達(dá)，提高自噬流，上調(diào)自噬溶酶體蛋白Cathepsin D表達(dá)，加速自噬的更新及蛋白質(zhì)降解，改善心肌細(xì)胞肥大及纖維化程度，術(shù)后28d益氣活血藥組自噬恢復(fù)基礎(chǔ)水平，p-Mtor/mTOR及p-4EBP1/4EBP1通路表達(dá)增強(qiáng)，蛋白質(zhì)合成活躍，表明益氣活血藥可能通過mTOR途徑干預(yù)自噬，進(jìn)而調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)合成與降解，使得心肌梗死后心室重塑向良性方向發(fā)展，改善纖維化程度。

       參考資料

       [1]王瑞潔,段行武,黃敏,等.中醫(yī)藥通過干預(yù)細(xì)胞自噬治療纖維化疾病的研究進(jìn)展[J].世界中醫(yī)藥,2021,16(20):3105-3110.

       [2]張興,高艷榮,張煒.中醫(yī)藥調(diào)節(jié)自噬途徑治療臟器纖維化疾病的研究進(jìn)展[J].中華中醫(yī)藥雜志,2020,35(04):1930-1933.

       [3]楊靖,李英,曾莉,等.中醫(yī)藥治療纖維化疾病的研究進(jìn)展[J].中國實(shí)驗(yàn)方劑學(xué)雜志,2024,30(03):270-278.

       作者簡(jiǎn)介：小米蟲，藥品質(zhì)量研究工作者，長(zhǎng)期致力于藥品質(zhì)量研究及藥品分析方法驗(yàn)證工作，現(xiàn)就職于國內(nèi)某大型藥物研發(fā)公司，從事藥品檢驗(yàn)分析及分析方法驗(yàn)證。