中医药靶向TGF-β1_S...防治特发性肺纤维化研究进展_胡晓玲.pdf

山 西 中 医山 西 中 医2023 年 2 月第 39 卷第 2 期2023 年 2 月第 39 卷第 2 期SHANXI J OF TCM Feb.2023Vol.39No.265中医药靶向 TGF-1/Smads 信号通路防治特发性肺纤维化研究进展胡晓玲陈斯宁陆珏摘要：肺纤维化是许多慢性炎症和自身免疫性肺病的病理结果，特发性肺纤维化（IPF）是其最常见形式，目前该病临床上有效治疗方法欠缺，给人类健康带来了重大威胁。大量研究已证实TGF-1/Smads信号通路在治疗IPF的过程中具有重要作用。中医药防治IPF疗效显著，前景良好，不少单味中药及有效成分和中药复方可通过靶向调节TGF-1/Smads信号通路来防治IPF。现将近几年的相关研究做简要综述，以期中医药防治IPF在临床上的广泛运用提供一定的理论参考。关键词：特发性肺纤维化；TGF-1/Smads；综述中图分类号：R563文献标识码：A文章编号：1000-7156（2023）02-0065-03DOI：10.20002/j.issn.1000-7156.2023.02.026基金项目：国家自然科学基金地区科学基金（编号：81760853）；国家宋庆龄基金会（编号：2018MZFT-028）。作者简介：胡晓玲，女，在读硕士研究生，医师，广西中医药大学（南宁530001）；陈斯宁、陆珏，单位同第一作者。通讯作者：陈斯宁，E-mail：特发性肺纤维化（idiopathic pulmonary fibrosis，IPF）是是一种由多种因素引起的慢性、不可逆、无法治愈的肺部疾病。其特征是弥漫性间质炎症、肺泡上皮细胞不可逆损伤、组织异常修复、成纤维细胞不可控制的转化为肌成纤维细胞和过度的细胞外基质（ECM）沉积，进一步造成器官功能障碍和死亡。2019年新型冠状病毒肺炎席卷全球，肺纤维化是该疾病公认的后遗症1。前期大量相关研究证实，TGF-1/Smads通路是导致器官纤维化的重要机制，TGF-1对细胞的生长、分化、迁移、自噬、凋亡及ECM的产生等具有重要的调控作用，它是介导纤维化的关键介质，可激活Smads信号来进一步刺激促纤维化因子的过度表达2。因此近年来靶向TGF-1/Smads信号通路防治IPF成为医学领域一大研究热点。中医药防治肺纤维化前景广阔、疗效优势明显，众多的临床和动物实验研究认为，中医药可阻断TGF-1/Smads信号通路来延缓肺纤维化病程进展，这无疑是临床研究一重大突破，也为中医药发展迎来良好契机。笔者对TGF-1/Smads信号通路在肺纤维化中的作用进行相关阐述，并对近年来中医药靶向TGF-1/Smads信号通路防治肺纤维化研究进展作简要综述，希望能为中医药防治肺纤维化在临床中广泛应用提供一定理论基础。1TGF-1/Smads 信号通路转化生长因子（TGF-）是一种二聚体多肽生长因子，属于转化生长因子超家族的重要组成部分，目前已知该因子有TGF-1、2、3共3种亚型，而TGF-1占比最大。TGF-受体分为TGF-型受体（TR）、TGF-型受体（TR）和TGF-型受体（TR）这3种。此通路下游是Smads蛋白家族，根据结构、功能差异可分为3种类型，分别称为受体激活型（包括Smad1、2、3、5、8、9）、通用型（包括Smad4）和抑制型（包括Smad6、7），而Smad2、3、4、7是TGF-1信号传导下游重要的信号分子。正常状态下，TGF-1不具有活性，它与一些蛋白、相关肽结合潜伏起来，各种相关刺激会导致TGF-1被大量释放、激活并且与TR相结合，进一步磷酸化使TR激酶被激活，活化的TR使Smad2/3磷酸化升高，再与Smad4结合形成Smad2/3-4复合体进入细胞核内来调节下游靶基因的转录。Smad2、3在TGF-1/Smad信号通路中具有正调节作用，加速了纤维化的形成；而Smad7可竞争性结合活化受体，抑制上游TGF-1的活性，同时还可抑制Smad2/3磷酸化和Smad2/3-4复合物的形成，对相关通路具有负调节作用。TGF-1/Smads通路是组织纤维化的重要致病因素，对其传导过程的充分认识有助于更加深入研究肺纤维化的机制。2TGF-1/Smads 信号通路在IPF中的作用2.1TGF-1在IPF中的作用：TGF-1是一种强促纤维化介质，被认为是IPF的重要标志。它是调控肺纤维化疾病进展诸多因子中最有效的诱导因子，作为一种关键的成纤维因子，TGF-1通过与TGF-受体相互作用，进一步使成纤维细胞、上皮间质转化（epithelial-mesenchymaltransition，EMT）活化，加速ECM大量积累。此外，TGF-1还会增加、和型胶原的表达水平，以及纤维连接蛋白和蛋白聚糖的表达水平，从而加重肺纤维化。2.2Smads蛋白在IPF中的作用：在TGF-1/Smads信号通路中，Smad2/3可直接被激活的TGF-1受体磷酸化，促进纤维连接蛋白的表达加重肺纤维化；Smad4可参与有关TGF-超家族所有的信号传导，其过程较为复杂；Smad7能够抑制TGF-介导的胶原合成与分泌，并且还能抑制Smad2、3的磷酸化，抑制胶原蛋白合成，可减轻肺纤维化。2.3TGF-1/Smads信号通路与IPF相关因子：-平滑肌肌动蛋白（-smoothmuscleactin，-SMA）是肌成纤维细胞活化的重要指标；肺表面活性蛋白D（surfactant protein D，SP-D）是肺泡功能及结构完整性的重要指标；层粘连蛋白 综述66山 西 中 医山 西 中 医2023 年 2 月第 39 卷第 2 期2023 年 2 月第 39 卷第 2 期SHANXI J OF TCM Feb.2023Vol.39No.2（laminin，LN）是纤维化程度的重要指标，目前多用在肝纤维化程度评估中；纤维连接蛋白（fibronectin，FN）可激活并再生修复衰老及受损细胞，在衰老细胞核重编程过程中和介导细胞囊泡运输中都起到关键作用。3中医药靶向 TGF-1/Smads 信号通路防治IPF相关研究中药靶向TGF-1/Smads信号通路防治IPF主要分为单味中药及其提取物、中药复方两大类，其主要作用机制总结如下：（1）抑制TGF-1的表达；（2）阻断TGF-受体的活化；（3）抑制Smad2、Smad3、Smad4蛋白表达及其磷酸化；（4）阻断Smad2/3-4复合体的形成，切断相关信号进一步传递到细胞核内；（5）上调Smad7蛋白的表达，从而直接抑制相关信号的进一步下传；（6）调控相关促纤维化因子，抑制胶原产生或着加速其分解代谢，从而减少ECM的过度沉积。下面对具体方药通过调控TGF-1/Smads信号通路以及调控与TGF-1/Smads信号通路有交叉的非经典通路防治IPF进行相关阐述。3.1单味中药及其有效提取物靶向TGF-1/Smads信号通路防治IPF：邵笑等3提取常见的活血化瘀药丹参有效成分丹参酮A，通过大鼠实验研究表明，丹参酮A可通过抑制Smad2、TGF-1受体表达和增加Smad7受体表达作用于TGF-1/Smads信号通路，从而阻断成纤维细胞向肌成纤维细胞的进一步转化，来抑制肺纤维化；朱茜文等4提取黄芪的有效成分黄芪多糖，通过大鼠实验研究表明，黄芪多糖可通过降低EMT的作用机制、下调Smad3和上调Smad7来抑制TGF-1/Smads通路激活，来进一步抑制肺纤维化。Li Xinze等5通过大鼠实验研究表明，具有清热解毒、生肌疗疮的镰荚棘豆，可使TGF-1、p-Smad2和p-Smad3表达显著降低、Smad7表达增高来调控TGF-1/Smads信号通路，并随着药物剂量的增加，肺纤维化程度逐渐下降；另外还有研究认为虾青素6、冬凌草素7、青蒿提取物8、苦参碱9、银杏叶提取物10等可通过抑制TGF-1/Smads信号通路来防治肺纤维化。3.2中药复方靶向TGF-1/Smads信号通路防治IPF：苏凤哲创立的补肾通络方（西洋参片、蛤蚧、虫草花、僵蚕、浙贝母、桃仁、穿山甲、全蝎）具有化痰通络、补益肺肾之效，是治疗肺纤维化的临床有效经验方，能改善肺纤维化患者的肺功能，有效抑制TGF-1及Smad2、3蛋白和mRNA水平，还能增加Smad7蛋白表达，从而减少肺泡结构破坏和间质胶原的沉积。该方通过调节TGF-1/Smads信号通路来进一步减缓肺纤维化的病程进展11。升陷汤（黄芪、升麻、知母、桔梗、柴胡）是治疗中气下陷的代表方，具有益气升阳举陷之效，能降低肺组织-SMA、TGF-1、Smad2蛋白的表达，提高SP-D、Smad7蛋白的表达，由此推测该方可通过调控TGF-1/Smads通路作用于肺纤维化12。泻肺汤（葶苈子、生大黄、生地、竹叶、甘草）具有润肺润燥、利尿平喘、清热解毒之效，实验证明该方能通过增加SOD的活性、Smad7蛋白表达，降低MDA、TNF-、TGF-1、Smad2的含量，以减轻气道炎症及肺泡上皮损伤，可通过TGF-1/Smads信号通路缓解肺纤维化疾病的进展13。遹肺饮（人参、黄芪、白术、丹参、桃仁、赤芍、沙参、麦冬、百合、鳖甲、地龙）是治疗肺纤维化的有效临床经验方，具有益气养阴、活血祛瘀通络之效，能通过降低LN、TGF-1含量及Smad2、3、4表达，减少细胞外基质的沉积，从而抑制肺纤维化的病理进程，该机制与该方可以调节TGF-1/Smads信号通路相关14。新加宣白承气汤（石膏、大黄、苦杏仁、瓜蒌皮、桃仁、土鳖虫）是抗纤维化的传统中药方剂，具有清热解毒，活血通络之效，可抑制TGF-1诱导的Smad2、p-Smad2活性、促进Smad7表达和降低-SMA和Fn活性，显著抑制BML诱导的肺纤维化15。除以上方药，中成药如贝丹益肺胶囊可抑制TGF-1、Smad4的mRNA表达，进而抑制该通路对靶基因的激活，调节胶原代谢，减少胶原沉积16。复方三七饮可降低TGF-1、Smad2蛋白表达和提高Smad7蛋白表达来治疗肺纤维化17。二十五味肺病丸可抑制-SMA、p-Smad2的表达来逆转肺纤维化18。3.3中医药防治IPF与TGF-1/Smads通路有关的非经典通路：Cui Yulei等19研究认为甘肃沙棘通过激活Nrf2通路和抑制NF-B/TGF-1/Smad2/3通路减轻小鼠肺纤维化；Liu Yanlu等20研究认为虎杖苷、白藜芦醇通过抑制TGF-/Smad/ERK信号通路预防博莱霉素诱导的肺纤维化。Lu Yifei等21研究认为富含生育三烯酚的组分（TRF）和胡萝卜素可通过TGF-/Smad、PI3K/Akt/mTOR和NF-B信号通路对抗博来霉素诱导的大鼠肺纤维化。肖雪22通过小鼠实验研究认为黄芪注射液可通过抑制Smad3、EGFR-ERK1/2信号通路，降低型胶原蛋白生成来治疗IPF。彭艳芳等23研究表明紫檀芪可通过调控NF-B/TGF-1/Smad3信号转导减轻博莱霉素导致的大鼠肺纤维化程度。4讨论特发性肺纤维化可归为中医肺痿、咳喘、肺痹、肺胀等病证范畴。以咳嗽、气喘、痰、热、痛、严重时出现呼吸困难等为主要临床表现。其病因病机多为先天禀赋不足，肺肾亏虚，而后又复感外邪，邪气停留难祛，肺失宣肃，水液代谢障碍，滋生痰浊等病理产物，从而阻塞肺络。或本虚标实，或虚实夹杂，本虚多为肺肾气阴两虚，标实多为痰浊瘀阻，或瘀而化热。治疗多以补益肺肾，益气滋阴，祛痰化浊，活血祛瘀，清热祛瘀为主。中医药防治肺纤维化，对于单味中药及其有效成分研究多为清热、补益、活血类药物，体现了中医“祛邪扶正”的治疗原则。临床药理学研究认为，清热类中药多具有抗炎作用；补益类中药多具有抗氧化、提供营养物质、提高机体免疫力等作用；而活血类中药多具有调节血流动力学，改善机体循环等作用24。在此研究背景下，更多的清热、补益、活血类中药是否也同样具有抗肺纤维化效果，值得我们去进一步思考、探寻。中药复方种类繁多，具有不同的剂量、剂型、药物组成等，药物之间也会形成相互反应，其具体成山 西 中 医山 西 中 医2023 年 2 月第 39 卷第 2 期2023 年 2 月第 39 卷第 2 期SHANXI