肝纤维化TGFβ1/smad信号通路中医药研究进展

【关键词】 肝纤维化;TGFβ1/smad信号通路;中医药研究

　　肝纤维化主要病理改变为细胞外基质（Extracellular matrix，ECM）过度沉积，降解相对不足。活化的肝星状细胞（Hepatic stellate cell，HSC）是ECM的主要来源，也是肝纤维化发生的关键环节。HSC的活化受多种细胞因子的调节，其中转化生长因子β（transforming growth factor beta，TGFβ）是激活HSC并促进其表达细胞外基质（extracellular matrix，ECM）的关键因子，尤其是TGFβ1/Smads 跨膜信号传导通路，已经成为目前肝纤维化研究的焦点和中医中药防治肝纤维化的靶点。

　　1 TGFβ1
　　
　　TGFβ是多功能的细胞因子，包含三个亚型（TGFβ1，TGFβ2，TGFβ3）。其中，TGFβ1在细胞中表达得最多最广泛。在肝脏，TGF β1含量最高且具有生物活性。正常状态下肝HSC表达TGF β1极少，损伤后表达显著增加［1］。
　　
　　柴霞等［2］选择复合性损伤肝纤维化大鼠作为模型，以秋水仙碱为对照研究，结果表明抗纤软坚冲剂能抑制肝纤维化大鼠TGFβ1及其受体表达，从而抑制HSC的活化。常红等［3］观察肝复健方（由茵陈、田基黄、红景天、绞股蓝等中药组成）对慢性乙型肝炎肝纤维化患者的治疗作用及其对血清TGFβ1的影响，结果表明肝复健方能明显改善患者的临床症状、体征和影像学指标，与治疗前比较还能明显降低血清TGFβ1水平。周大桥等［4］研究软肝冲剂（由黄芪、穿山甲、三七、丹参、桃仁、鳖甲、叶下珠等12味中药组成）对免疫损伤性肝纤维化大鼠TGFβ l mRNA表达的影响，结果表明软肝冲剂能明显降低TGFβl mRNA表达，促进肝细胞的再生，抑制肝纤维化和肝硬化的形成。李丰衣等［5］探讨复方鳖甲软肝片（由鳖甲、赤芍、冬虫夏草、三七、紫河车等组成）对实验性大鼠酒精性肝纤维化的抑制作用机制，免疫组化结果提示复方鳖甲软肝片可显著下调TGFβ1表达，从而抑制胶原纤维的产生和阻止纤维化的发展，可有效逆转酒精性肝纤维化进程。吕元庆等［6］研究鬼针草总黄酮（菊科鬼针草提取物）对日本血吸虫病肝纤维化小鼠肝组织TGFβ1 、金属蛋白酶组织抑制因子1（TIMP1）蛋白表达的影响， 结果表明，高剂量鬼针草总黄酮可显著降低TGFβ1、TIMP1等表达，从而抑制HSC活化和胶原合成。王丽等［7］采用腹腔注射猪血清的方法建立免疫性肝纤维化大鼠动物模型，观察化浊解毒益气方（由白花蛇舌草、红景天、黄芪、山甲珠、鳖甲、丹参、虎杖、田基黄等中药组成）对肝纤维化大鼠肝组织TGFβ1和TIMP1 mRNA表达的影响，结果表明化浊解毒益气方可降低肝组织TGFβ1和TIMP1 mRNA表达，从而减轻猪血清诱导的大鼠免疫性肝纤维化程度。

　　2 TGFβ受体
　　
　　TGFβ受体TβR（TGFβ receptor）主要包含三个亚型：即TGFβ1 型受体TβRⅠ、TGFβ2型受体TβRⅡ和TGFβ3型受体TβRⅢ。其中主要是TβRⅠ和TβRⅡ起信号转导作用，TβRⅢ不直接参与信号的传递，主要调节TGFβ与TβRⅠ和TβRⅡ的结合［8］。TGFβ1被活化后首先与细胞膜表面两个TβRⅡ结合形成（TGFβ1）2（TβRⅡ）2的复合物，TβRⅠ识别与TβRⅡ结合的配体，两个TβRⅠ、TβRⅡ和TGFβ1形成稳定的功能性受体复合物。TβRⅡ磷酸化TβRⅠ从而激活TβRⅠ激酶结构域。磷酸化的TβRⅠ能识别并磷酸化下游分子，从而参与TGFβ的信号转导。TβRⅡ、TβRⅠ是介导TGFβ信号转导的主要受体。
　　
　　林寿宁等［9］采用四氯化碳（CCl4）复合因素方法诱导大鼠肝纤维化，探讨壮肝逐瘀煎免煎颗粒(由绞股蓝、灵芝、黄芪、当归、炒鳖甲、地鳖虫、三七、虎杖等药物组成)抗肝纤维化的作用机理。结果表明，壮肝逐瘀煎能有效改善实验大鼠肝纤维化程度，其机理可能与降低肝纤维化大鼠血清中TGF β1水平有关。同时，采用双抗体夹心ABCELISA法测定血清中TGFβ1水平，实时荧光定量PCR技术对肝组织TβRⅠ/ⅡmRNA进行定量分析，结果表明，与病理模型组大鼠比较，壮肝逐瘀煎治疗组肝小叶结构趋于正常，纤维间隔明显变薄，TGFβ1 及TβRⅠ/ⅡmRNA表达明显降低。

　　3 TGFβ/Smads通路的信号转导途径
　　
　　Smads是TGFβ受体复合物下游信号调节蛋白，Smads蛋白目前已鉴定出8种同源序列，即Smad18，存在于胞浆、胞核内，由高度保守的N端的MH1区、C端的Mh3区及中间富含脯氨酸的连接区组成。按功能分，Smad1、2、3、5、8属于受体调节型Smads（ＲSmads），Smad4属于共用介导型Smad（CoSmad），Smad6、7属于抑制型Smads（antiSmads）。
　　
　　在ＲSmads中，Smad2和Smad3是TGFβ激活的信号通路的下游信号分子。活化的TβRⅠ可使ＲSmads C末端SSXS结构中三个丝氨酸残基被磷酸化。磷酸化的Smad2或Smad3可与Smad4结合，形成异二聚体或Smad2 Smad3 Smad4异三聚体，由胞浆移至胞核，参与调节基因表达。在antiSmads 中，Smad6和Smad7是TGFβ信号转导途径的负性调节因子，细胞在受到TGFβ1刺激后，Smad6和 Smad7过度表达并由胞核移至胞浆，竞争性地与TβRⅠ结合［10］，阻断TβRⅠ特异性识别和磷酸化ＲSmads，使得ＲSmads不能与Smad4形成异二聚体［11］，从而抑制TGFβ信号通路转导。
　　
　　宋仕玲等［12］研究表明CCl4诱导肝纤维化大鼠肝内TGFβ1、TβRⅠ、TβRⅡ、Smad3的表达增强，Smad7的表达减弱，提示TGFβ1及其受体与Smad信号通道蛋白参与了肝纤维化发生发展，因此可作为防治肝纤维化发生发展的途径之一。杨小艳等［13］采用基因重组技术将Smad7c DNA插入真核表达载体pcDNA 3.1(+)，构建大鼠Smad 7真核表达质粒，脂质体介导转染肝星状细胞T6细胞。结果表明大鼠Smad7真核表达质粒构建成功，外源Smad7转染肝星状细胞T6细胞后可有效表达，并能降低TGFβ和Ⅰ型胶原mRNA表达水平。Smad7启动子可被核因子（NFκB）调节，NFκB作为一种转录因子在炎症和免疫反应中起重要作用［14］ ，NFκB抑制TGFβ/ Smad信号传导的机制通过NFκB/RelA激活Smad7基因转录实现［15］ 。袁丽萍等［16］研究表明，外源性TGFβ1可明显促进HSC增殖、自分泌TGFβ1和产生胶原，促进HSC Smad2、Ⅰ型胶原mRNA及Smad 2蛋白表达，明显抑制smad7 mRNA表达。俞蕾敏等［17］观察实验性大鼠肝硬化形成过程中肝组织TGFβ1、Smad 3和Smad 7表达水平的动态变化。结果表明随着肝硬化的形成，肝脏中TGFβ1 、TβRⅡ和Smad3表达增加，而Smad7表达下降。
　　
　　总之，在肝纤维化发展过程中，Smad6、7可抑制TGFβ信号转导，Smad2、3可促进TGFβ信号转导。Smad6、7可通过与Smad2、3竞争性结合TβRⅠ，干扰Smad2、3与Smad4结合来抑制TGFβ信号转导。Smad4在信号转导过程中起到瓶颈作用。

　　4 中医药对肝纤维化TGFβ1/Smads信号通路的研究
　　
　　文彬等［18］采用皮下注射CCl4、高脂饮食、饮酒复合因素造模法造模，观察清香散（香薷15g、地胆草15g、柴胡10g、黄芩10g、郁金9g、赤芍9g、茵陈9g、虎杖9g、党参10g、白术10g、茯苓10g、山楂10g、丹皮10g。）对肝纤维化大鼠TGFβ1及Smad4的影响。结果表明清香散能明显改善模型大鼠肝组织纤维化，并能抑制肝组织TGFβ1及Smad4的表达。宋仕玲等［19］采用金三莪组方（郁金、三棱及莪术）治疗CCl4诱导的大鼠肝纤维化模型，结果表明金三莪组大鼠肝内TGFβ1 、TβRⅠ与TβRⅡ mRNA 及Smad 3表达明显降低，而Smad7表达明显上升，从而有效地减轻了肝纤维化大鼠的肝脏损伤及纤维化程度。徐珊等［20］观察肝纤维化不同证型与TGFβ1 /Smad基因蛋白的关系。分别设立正常对照组、单纯肝纤维化组、肝纤维化肝郁脾虚证组和气虚血瘀证组，各组均采用CCl4注射法复制肝硬化模型，肝郁脾虚证组附加夹尾和大黄灌胃法、气虚血瘀证组附加游泳疲劳法，并予相应药物干预。结果表明，TGFβ1，TβRⅠ和Smad2、3、表达在各造模组中明显增加，以肝纤维化气虚血瘀证组最为显著，肝纤维化肝郁脾虚组和单纯肝纤维化组的上述各指标阳性表达面积和强度相似。各造模组Smad3 mRNA 表达上调，以气虚血瘀组升高最明显，单纯肝纤维化组与肝郁脾虚组比较差异无显著性意义。结果表明TGFβ1 /Smad 信号转导通路参与了肝纤维化的发生发展过程，肝纤维化不同证型之间TGFβ1 /Smad 基因蛋白表达具有差异。周朝晖等［21］研究表明，甘草酸治疗组大鼠Smad 2在第2周表达出逐渐下降的趋势，而CCl4组大鼠Smad2表达增加，尤其是实验进行至第4周和第8周时表达明显增强，说明Smad2表达增强与肝纤维化的形成和炎症的加重有密切关系。杨肃文等［22］采用不同剂量二甲基亚硝胺（DMN）诱导大鼠肝纤维化，用迪康胶囊治疗，其胶原表达减少，星状细胞胞浆Smad3 mRNA表达降低，Smad7 mRNA表达升高，说明迪康胶囊对不同剂量DMN诱导的肝纤维化均有不同程度防治作用。熊章鄂等［23］观察了中药肝炎平(黄茂、丹参、虎杖等组成)对CCl4诱导的大鼠肝纤维化肝组织TGF β1、TβRⅠ、TβRⅡ水平和Smad3、Smad7 及前胶原α2（Ⅰ）（Colla2）表达的影响。结果表明，肝炎平对大鼠肝纤维化肝组织TGF β1/Smads信号通路有明显影响， 能抑制CCl4诱导的大鼠肝纤维化，其作用机制可能为抑制TGFβ1、TβRⅠ、TβRⅡ蛋白表达，下调Smad3 mRNA表达，上调Smad7 mRNA表达，最终下调了细胞外基质Colla2 mRNA的表达。
　　
　　无论是自拟方、成方，还是提取物，中药在治疗肝纤维化的过程中发挥了不可替代的作用。在西医治疗该病束手无策的情况下，中药则另辟蹊径，能通过有效调节TGFβ1/Smads而改善肝纤维化程度，也从另一个角度说明了TGFβ1/Smads信号转导通路在肝纤维化中形成与逆转的关系。但是中药治疗仍缺乏对该信号通路的系统研究，及相关因素的综合研究，为今后中药防治肝纤维化的研究方向。

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