大黃素在延緩腎臟纖維化過(guò)程中的作用

金國(guó)華，房向東

(南昌大學(xué)第二附屬醫(yī)院，南昌330006)

各種慢性腎臟疾病最終均表現(xiàn)為腎臟纖維化而失去正常功能，盡管通過(guò)透析或移植使部分患者得以生存，但終未解決根本問(wèn)題。尋找能有效延緩腎功能不全進(jìn)展的藥物是當(dāng)前臨床亟待解決的重要課題。腎小管上皮細(xì)胞(TEC)、腎小球系膜細(xì)胞(MC)及腎成纖維細(xì)胞(KFB)作為腎臟固有細(xì)胞，對(duì)維持正常人體生理及在慢性腎臟病變的進(jìn)展中起重要作用。在一些損傷條件下這些細(xì)胞可發(fā)生異常增殖、凋亡及表型轉(zhuǎn)化等改變而主動(dòng)參與腎臟纖維化。大黃素是中藥大黃的主要有效成分，具有抗炎、抑菌、免疫調(diào)節(jié)、抗氧化、清除自由基、抗腫瘤等多種作用。近期研究發(fā)現(xiàn)，大黃素可通過(guò)延緩腎臟纖維化進(jìn)展參與保護(hù)腎功能，且具有物廣價(jià)廉、半衰期長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，逐漸成為臨床及科研應(yīng)用的理想藥物?，F(xiàn)就大黃素在延緩腎纖維化方面的作用進(jìn)行簡(jiǎn)要概述。

1 抗增殖作用

研究發(fā)現(xiàn)，大黃素對(duì)肝硬化、腫瘤等增殖類疾病有一定治療作用。許多慢性腎臟疾病均伴有MC增殖，增殖的MC可產(chǎn)生多種炎癥因子，促進(jìn)過(guò)多的細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)合成，加重腎小球炎癥和硬化過(guò)程;KFB的大量增殖及其產(chǎn)生的ECM的過(guò)量沉積是構(gòu)成腎臟纖維化的兩個(gè)重要環(huán)節(jié)。因此，抑制MC、KFB增殖成為減緩甚至逆轉(zhuǎn)慢性腎臟疾病的途徑。研究發(fā)現(xiàn)大黃素亦具有明顯的抗腎臟細(xì)胞增殖作用。大黃素隨濃度的增加，對(duì)MC及KFB的增殖及IL-6分泌的抑制作用增加［1］。而IL-6可作為刺激腎臟MC、KFB增殖的重要炎癥因子，這表明大黃素不僅能直接抑制腎臟細(xì)胞的增殖，而且能通過(guò)抑制某些炎癥因子的釋放發(fā)揮間接抑制作用。

大黃素抑制細(xì)胞增殖主要體現(xiàn)在阻止細(xì)胞周期的進(jìn)行。在觀察大黃素對(duì)MC和KFB增殖周期調(diào)控的影響時(shí)，發(fā)現(xiàn)大黃素可能通過(guò)阻抑MC和KFB由G1期向S期轉(zhuǎn)化，進(jìn)而抑制細(xì)胞增殖［2］。調(diào)節(jié)細(xì)胞是否增生(即能否通過(guò)細(xì)胞周期中的G1/S檢驗(yàn)點(diǎn))的物質(zhì)是細(xì)胞周期調(diào)節(jié)蛋白(CCRPs)。CCRPs分為正周期素依賴性激酶及負(fù)周期素激酶抑制劑。前者作用為促進(jìn)細(xì)胞周期的運(yùn)轉(zhuǎn)，后者則發(fā)揮抑制效能。如果周期素激酶抑制劑對(duì)G1/S轉(zhuǎn)換的抑制作用小于正CCRPs的促進(jìn)作用，則細(xì)胞增生。而大黃素可通過(guò)提高周期素激酶抑制劑p27水平進(jìn)而抑制TNF-α誘導(dǎo)的KFB增生。然而王青秀等［3］研究大黃素對(duì)人正常HK-2細(xì)胞毒性時(shí)發(fā)現(xiàn)，隨大黃素劑量的增加，HK-2細(xì)胞增殖中G0/G1期細(xì)胞明顯減少，S期細(xì)胞明顯增多，G2/M期沒有出現(xiàn)變化，故認(rèn)為大黃素對(duì)HK-2細(xì)胞周期增殖的影響是阻滯其從S期到G2/M期的轉(zhuǎn)化。

大黃素抗增殖過(guò)程中涉及到的信號(hào)通路逐漸被學(xué)者們關(guān)注和研究，p38絲裂原活化蛋白激酶(p38MAPK)信號(hào)通路可能是其主要的研究通路。Wang等［4］發(fā)現(xiàn)大黃素誘導(dǎo)p38通路的失活過(guò)程是選擇性下調(diào)P-MKK3、P-MKK6的活性所導(dǎo)致的，而對(duì)P-MKK4幾無(wú)影響。Li等［5］報(bào)道稱，大黃素抑制的是磷酸化后有活性的p38MAPK的表達(dá)，而這一作用可能涉及到過(guò)氧化物酶體增生物激活受體γ(PPARγ)。然而大黃素抑制上述細(xì)胞增殖的具體機(jī)制目前仍不明確，多數(shù)學(xué)者認(rèn)為是大黃素阻滯鈣通道，使鈣內(nèi)流障礙，細(xì)胞周期各調(diào)節(jié)因子間信號(hào)傳遞障礙，抑制細(xì)胞DNA合成，延遲細(xì)胞周期進(jìn)程。

2 抑制轉(zhuǎn)分化作用

在腎臟纖維化發(fā)生發(fā)展中，腎小管上皮—肌成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)分化(EMT)作為腎間質(zhì)纖維化(RIF)的一個(gè)重要機(jī)制已是研究熱點(diǎn)，在生長(zhǎng)因子(TGF、FGF)、細(xì)胞因子(IL-1)、纖溶酶原激活抑制物(PAI-Ⅰ)、單個(gè)核細(xì)胞趨化蛋白-1(MCP-1)等的刺激或誘導(dǎo)下，腎間質(zhì)KFB可轉(zhuǎn)變?yōu)榧〕衫w維細(xì)胞，TEC或腎小球上皮細(xì)胞也可經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)分化機(jī)制轉(zhuǎn)變?yōu)榧〕衫w維細(xì)胞，進(jìn)而合成更多ECM。然而抑制EMT的研究更為臨床腎臟病專家關(guān)注。內(nèi)源性的因子如肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子、骨形成蛋白-7［7］、免疫抑制劑、AngⅡ抑制劑、中性粒細(xì)胞明膠酶相關(guān)脂質(zhì)運(yùn)載蛋白等對(duì)EMT均有阻斷作用。

在EMT過(guò)程中，轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β1(TGF-β1)是目前發(fā)現(xiàn)最關(guān)鍵的致纖維化因子。Smad信號(hào)通路被公認(rèn)是TGF-β1誘導(dǎo)EMT過(guò)程中最重要的通路。然而，目前大黃素對(duì)TGF-β1/Smad信號(hào)通路的作用尚未見報(bào)道。除激活Smad通路外，TGF-β1還通過(guò)激活 RhoA/Rock、ERK1/2、p38MAPK、JAK/STAT、PI3K/PKB通路影響EMT的進(jìn)程。秦建華等［8］通過(guò)系列實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，大黃素可通過(guò)抑制TGF-β1分泌減輕IL-1β誘導(dǎo)的NRK52E細(xì)胞發(fā)生轉(zhuǎn)分化;大黃素的干預(yù)作用涉及到對(duì)p38MAPK信號(hào)通路的抑制。由于TGF-β1不僅在腎纖維化中發(fā)揮作用，其維持在機(jī)體生理方面亦起重要作用，故尋找信號(hào)通路下游因子也是目前抑制EMT研究的熱點(diǎn)。整合素連接激酶(ILK)是一種Ser/Thr蛋白激酶，作為TGF-β1/ILK通路的下游因子，是誘導(dǎo)轉(zhuǎn)分化的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子。ILK使E-Cadherin減少，纖維連接蛋白(FN)和基質(zhì)金屬蛋白酶2(MMP-2)增加，細(xì)胞遷移和侵入性增強(qiáng)最終導(dǎo)致EMT。深入研究發(fā)現(xiàn)，大黃素可能是通過(guò)抑制TEC的ILK表達(dá)而達(dá)到抑制細(xì)胞轉(zhuǎn)分化。但實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)如果IL-1β已作用一段時(shí)間，大黃素則無(wú)法逆轉(zhuǎn)IL-1β誘導(dǎo)的EMT，提示大黃素可能阻止或延緩，但不能逆轉(zhuǎn)腎小管間質(zhì)纖維化。

3 抗氧化、清除自由基作用

炎癥和氧化應(yīng)激是促使慢性腎臟疾病患者發(fā)生心血管事件的危險(xiǎn)因素，TC和LDL水平的升高在其中發(fā)揮重要作用。LDL可刺激細(xì)胞膜的炎癥反應(yīng)從而參與腎小球硬化的發(fā)生。TC對(duì)巨噬細(xì)胞有強(qiáng)烈的趨化作用，巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)腎小球后可釋放多種細(xì)胞因子刺激MC生成過(guò)多ECM膠原，刺激腎臟固有細(xì)胞轉(zhuǎn)化為肌成纖維細(xì)胞，最終導(dǎo)致腎間質(zhì)纖維化。長(zhǎng)期予以抗氧化劑治療可以降低LDL的氧化作用，保護(hù)腎血管對(duì)內(nèi)皮依賴性血管擴(kuò)張劑的反應(yīng)性，防治高膽固醇血癥所致的腎臟損傷?？寡趸瘎┰诜乐文I間質(zhì)纖維化中有潛在的治療作用。研究證實(shí)大黃素可通過(guò)抗氧化作用降低血清TG和TC水平，升高HDL-C水平，抑制動(dòng)脈粥樣硬化形成，且呈現(xiàn)劑量依賴關(guān)系。Gao等［9］將大黃素作用于db/db小鼠，結(jié)果發(fā)現(xiàn)LDL-C和載脂蛋白E水平均下降，且大黃素明顯降低TGF-β1和FN的表達(dá)，推測(cè)大黃素改善糖尿病腎病的腎臟病變可能與調(diào)節(jié)血脂異常有關(guān)。

腎臟對(duì)反應(yīng)性氧簇(ROS)氧化損傷亦甚為敏感，目前對(duì)糖尿病腎病中氧化應(yīng)激損傷作用研究頗多。黃麗英等［10］研究發(fā)現(xiàn)大黃素對(duì)超氧陰離子自由基、羥自由基清除能力與濃度有明顯的量效關(guān)系，其清除自由基的能力高于特異性清除劑維生素C。且大黃素易溶于有機(jī)溶劑而難溶于水，這種特性使之在體內(nèi)抗氧化的效果更好。由此我們相信大黃素亦可通過(guò)清除ROS來(lái)保護(hù)腎臟，延緩腎纖維化進(jìn)展。

4 調(diào)節(jié)ECM合成與降解

正常情況下ECM處于合成與降解不斷更新的動(dòng)態(tài)平衡中，病理情況下ECM異常合成或降解障礙導(dǎo)致組織纖維化。纖溶酶系統(tǒng)和基質(zhì)金屬蛋白酶系統(tǒng)(MMPs)是調(diào)節(jié)ECM降解的兩個(gè)關(guān)鍵系統(tǒng)［11］，研究表明大黃素可降低AngⅡ誘導(dǎo)的KFBⅠ型膠原的表達(dá)及纖溶酶原激活物抑制劑-1的活性，促進(jìn)FN的降解且能拮抗TGF-β1刺激的MC分泌FN。在抗肝纖維化研究中［12］，大黃素可抑制內(nèi)源性基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑的表達(dá)，減少對(duì) MMP-2、MMP-9作用的抑制，增強(qiáng)ECM的降解，從而達(dá)到減少肝星狀細(xì)胞發(fā)生纖維化。在抗腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移方面的研究卻發(fā)現(xiàn)［13］，大黃素可通過(guò)抑制核轉(zhuǎn)錄因子NF-κB的表達(dá)而減少M(fèi)MP-9的分泌，進(jìn)而阻滯腫瘤ECM的降解，達(dá)到減少腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移的目的。然而大黃素在腎臟纖維化過(guò)程中能否調(diào)節(jié)MMPs/TIMP(基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑)系統(tǒng)來(lái)促進(jìn)ECM降解，研究資料尚缺乏。

5 總結(jié)與展望

腎間質(zhì)纖維化是所有腎臟疾病發(fā)展到終末期腎衰竭的共同變化，及早阻止甚至逆轉(zhuǎn)腎間質(zhì)纖維化對(duì)防治終末期腎衰竭有重大意義。大黃素通過(guò)抑制細(xì)胞增殖、促進(jìn)細(xì)胞凋亡、抑制細(xì)胞因子及ECM的合成、抑制EMT起到抗腎間質(zhì)纖維化作用。大黃素不僅可抑制原發(fā)性腎臟疾病進(jìn)展至腎纖維化，亦能對(duì)繼發(fā)性腎臟病，如狼瘡性腎炎(LN)的腎間質(zhì)纖維化及糖尿病早期的腎損害具有保護(hù)作用，因而具有廣闊的藥物研發(fā)和臨床應(yīng)用前景。盡管如此，大黃素的具體分子調(diào)控機(jī)制尚不完全清楚，部分實(shí)驗(yàn)結(jié)論亦存有爭(zhēng)議，大黃素抑制腎纖維化機(jī)制的研究還有待進(jìn)一步深入。

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