促進(jìn)肝臟再生的藥物及其機(jī)制

余婧婷，吳曉明

(1.中國(guó)藥科大學(xué)，江蘇省新藥篩選重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 210009；2.中國(guó)藥科大學(xué)藥物科學(xué)研究院，江蘇 南京 210009；3.中國(guó)藥科大學(xué)藥物化學(xué)教研室，江蘇 南京 210009)

隨著年齡的增長(zhǎng)，人類會(huì)受到衰老帶來的苦痛，例如臉上會(huì)爬滿皺紋，膝蓋會(huì)由于關(guān)節(jié)炎而吱吱作響，還會(huì)遭受疾病帶來的后遺癥(如失明、傷口難以愈合和心臟功能喪失等)。修復(fù)受損組織的能力對(duì)后生動(dòng)物(多細(xì)胞生物體)是必不可少的。 一些生物體(例如蠑螈)具有完全再生整個(gè)斷肢的能力，與此不同的是，人類的先天再生能力存在一定的限制，只能部分替換受損的器官(如肝臟再生)[1]。因此，人類的身體會(huì)留下傷痕，活動(dòng)性會(huì)下降，機(jī)能會(huì)削弱。這個(gè)問題引出了目前熱門的研究領(lǐng)域——器官修復(fù)和再生。

人類的皮膚、血液和腸道中的干細(xì)胞能夠快速產(chǎn)生數(shù)以百萬計(jì)的子細(xì)胞來維持機(jī)體的需要。然而，其他的組織和器官如心臟和中樞神經(jīng)系統(tǒng)不容易重建[2]。現(xiàn)如今，一方面有多種多樣干細(xì)胞重新編程的方法，但另一方面也需要刺激細(xì)胞再生能力和增強(qiáng)細(xì)胞存活的方法。大多數(shù)再生醫(yī)學(xué)策略都集中在生物材料和細(xì)胞的植入，這就使得具有特異性和安全性的促細(xì)胞再生藥物仍存在巨大的開發(fā)潛力。

肝臟是以代謝功能為主的器官，并在身體里面扮演著祛毒素、儲(chǔ)存糖原、合成分泌性蛋白等角色[3]。同時(shí)，肝臟也是人體中能夠再生的少數(shù)器官之一。因創(chuàng)傷或慢性疾病而導(dǎo)致肝臟損傷時(shí)，肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞通過分裂產(chǎn)生新的肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞實(shí)現(xiàn)再生[4]。然而，肝臟的自我修復(fù)能力有時(shí)也會(huì)被壓倒性或持續(xù)性損傷所抑制。

對(duì)于活動(dòng)性肝炎、肝硬化和殘留肝組織有限的患者，肝臟大量切除后容易產(chǎn)生嚴(yán)重的并發(fā)癥——肝衰竭。據(jù)統(tǒng)計(jì)，肝切除術(shù)后肝功能衰竭的發(fā)生率約為0.70%～33.83%，并且與殘余肝組織和肝功能不足有關(guān)[5]。雖然殘肝的快速再生對(duì)于促進(jìn)肝切除術(shù)后恢復(fù)以及預(yù)防肝衰竭至關(guān)重要，但是目前尚無已獲批準(zhǔn)的療法可用于加速肝再生。藥物仍然是治療肝臟疾病的主要手段，促進(jìn)肝臟再生藥物的研究和開發(fā)迫在眉睫。

肝再生是一種由細(xì)胞因子、生長(zhǎng)因子、激素和神經(jīng)遞質(zhì)調(diào)節(jié)的精細(xì)過程。在肝組織受損后的數(shù)日內(nèi)，機(jī)體能夠協(xié)調(diào)一致地恢復(fù)肝臟的質(zhì)量和功能[6]。目前廣泛研究的肝再生機(jī)制有兩種：肝細(xì)胞補(bǔ)償性增生和干/祖細(xì)胞介導(dǎo)的再生[7]。肝細(xì)胞補(bǔ)償性增生是通過實(shí)質(zhì)細(xì)胞的分化、肝細(xì)胞的代償性肥大和增生來實(shí)現(xiàn)肝實(shí)質(zhì)的恢復(fù)。雖然部分肝切除術(shù)后的肝再生絕大部分取決于肝細(xì)胞的增殖，但是許多研究也已經(jīng)證實(shí)干/祖細(xì)胞參與了肝再生。無論是在生理?xiàng)l件下還是肝臟受到損傷后，骨髓來源的造血干細(xì)胞和間充質(zhì)干細(xì)胞都可以被誘導(dǎo)以分化成肝細(xì)胞[5]。由于大多數(shù)形式損傷后的肝臟再生不依賴于干細(xì)胞或祖細(xì)胞，而是涉及成熟細(xì)胞的有絲分裂，因此，大部分肝再生藥物所涉及的機(jī)制均為肝細(xì)胞補(bǔ)償性增生。在此，本文描述了具有促肝再生作用的藥物及其可能的作用機(jī)制，希望為再生修復(fù)和肝臟疾病領(lǐng)域的研究提供新的思路。

1 藥物及其作用機(jī)制

1.1 在研小分子藥物 凱斯西儲(chǔ)大學(xué)和得克薩斯大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心的研究人員研究發(fā)現(xiàn)，抑制15-羥基前列腺素脫氫酶(15-PGDH)能夠加強(qiáng)小鼠多個(gè)器官中的組織再生[8]。在化學(xué)篩選中，他們確定了15-PGDH的小分子抑制劑SW033291，發(fā)現(xiàn)該小分子通過增加骨髓以及其他組織中的前列腺素PGE2的水平，從而加速接受骨髓移植小鼠的造血功能恢復(fù)[9]，促進(jìn)小鼠結(jié)腸炎和肝損傷模型中的組織再生[10]。對(duì)于原發(fā)性肝癌或癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移至肝臟的結(jié)腸癌患者來說，他們的手術(shù)資格受限于術(shù)后的殘留肝臟能否再生到充足的肝臟重量，因此，施用SW033291或許使得他們?cè)诮邮懿糠指吻谐g(shù)后具有較好的預(yù)后。

有研究報(bào)道，Hippo途徑是調(diào)節(jié)器官大小和再生的關(guān)鍵信號(hào)通路[11]。其中Hippo的直系同源物激酶MST1和MST2(MST1/2)是該途徑的中心成分，因此MST1/2成了誘導(dǎo)組織再生的重要靶點(diǎn)。廈門大學(xué)和北京大學(xué)的研究者們采用基于酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定的高通量生化測(cè)定法，發(fā)現(xiàn)了可逆的選擇性MST1/2抑制劑XMU-MP-1。XMU-MP-1具有優(yōu)異的體內(nèi)藥代動(dòng)力學(xué)，并能夠促進(jìn)結(jié)腸炎小鼠的腸道修復(fù)、增強(qiáng)肝臟的修復(fù)和再生[12]。這說明MST1/2激酶活性的藥理學(xué)調(diào)節(jié)可能成為一種增強(qiáng)組織修復(fù)和再生的新方法，同時(shí)，XMU-MP-1也許能夠成為靶向再生藥物開發(fā)的先導(dǎo)化合物。

1.2 老藥新用類藥物 卡馬西平(Carbamazepine)是一種被廣泛使用的抗驚厥藥和心境穩(wěn)定劑，可激活多種增殖和促生存通路。日本大阪大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)卡馬西平可以促進(jìn)肝細(xì)胞增殖并改善肝臟再生[13-14]。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明卡馬西平能夠促進(jìn)70%部分肝切除小鼠的肝臟生長(zhǎng)速度，改善致死性的85%大規(guī)模肝切除術(shù)后的小鼠的存活率，減輕四氯化碳(CCl4)誘導(dǎo)的肝纖維化?？R西平屬于鎮(zhèn)靜催眠類藥物，該類藥物普遍能夠激活絲氨酸/蘇氨酸激酶 (Akt)和絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)通路，而這兩條通路與細(xì)胞增殖相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)卡西平能夠強(qiáng)烈激活磷脂酰肌醇激酶/蘇氨酸激酶/雷帕霉素靶蛋白(PI3K/Akt/mTOR)信號(hào)通路，此外，基因芯片檢測(cè)顯示孕烷X受體/視黃醇X受體(PXR/RXR)、法尼醇X受體/視黃醇X受體(FXR/RXR)等通路可能也與卡馬西平促進(jìn)肝再生的作用有關(guān)?？傊?，該研究表明卡馬西平通過激活mTOR信號(hào)通路表現(xiàn)出促肝細(xì)胞增殖作用，說明卡馬西平有可能成為促進(jìn)肝切除手術(shù)患者肝臟再生的有效治療藥物。

胺碘酮(Amiodarone)是臨床中廣泛使用、耐受性良好的抗心律失常藥物，具有降低鈣通透性，誘導(dǎo)自噬的作用。有報(bào)道，胺碘酮能夠改善90%肝切除后的小鼠肝臟再生、存活率以及肝損傷[15]。研究發(fā)現(xiàn)，肝臟再生的早期階段激活了體內(nèi)自噬。胺碘酮通過mTOR非依賴性信號(hào)通路誘導(dǎo)自噬，從而促進(jìn)肝細(xì)胞增殖和肝臟生長(zhǎng)。因此，胺碘酮可能是促進(jìn)肝臟再生、改善肝損傷、提高肝切除患者生存率的有效藥物。

沙利度胺(Thalidomide)是德國(guó)制藥商格蘭泰公司于20世紀(jì)50年代推出的一種鎮(zhèn)靜劑，為谷氨酸衍生物，具有免疫調(diào)節(jié)、抗炎等作用。研究發(fā)現(xiàn)，沙利度胺的抗炎作用及其內(nèi)皮破壞效應(yīng)能夠促進(jìn)肝移植后的細(xì)胞植入，同時(shí)還能加快肝臟的再生速度[16]。沙利度胺通過拮抗腫瘤壞死因子(TNF-α)介導(dǎo)的信號(hào)通路，從而抑制炎癥反應(yīng)、改善肝臟微環(huán)境，利于移植細(xì)胞的移植和增殖。這說明沙利度胺能夠改善移植細(xì)胞的植入和肝臟再生，此類藥物可能推動(dòng)人類肝移植研究的進(jìn)展。

依那西普(Etanercept)是一種抗風(fēng)濕病的生物制劑，同時(shí)作為TNF-α的拮抗劑，能夠通過抑制TNF-α發(fā)揮控制炎癥、阻斷病情進(jìn)展的作用。研究發(fā)現(xiàn)，在用倒千里光堿(可抑制小鼠肝臟損傷后肝細(xì)胞增殖和肝臟再生)處理或經(jīng)過部分肝切除術(shù)的動(dòng)物中，依那西普預(yù)處理能夠顯著加速其肝臟再生的速度[17]。TNF-α通過調(diào)節(jié)多種細(xì)胞因子/趨化因子/受體的表達(dá)，在移植誘導(dǎo)的炎癥中發(fā)揮重要作用。而依那西普對(duì)TNF-α的拮抗作用則降低了移植細(xì)胞的清除率并加速了肝臟的再灌注，這種控制肝臟炎癥的藥理學(xué)方法將有助于優(yōu)化臨床上肝細(xì)胞移植的治療策略。

美洛昔康(Meloxicam)是一種非甾體抗炎藥，用于類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、疼痛性骨關(guān)節(jié)炎(關(guān)節(jié)病、退行性骨關(guān)節(jié)病)的治療。研究發(fā)現(xiàn)，在肥胖小鼠進(jìn)行部分肝切除后，美洛昔康預(yù)處理能夠改善肝損傷、增加肝細(xì)胞的有絲分裂速率、加快肝臟質(zhì)量恢復(fù)的速度、顯著提高小鼠的存活率[18]。這是由于美洛昔康能夠誘導(dǎo)表皮生長(zhǎng)因子受體(EGFR)的表達(dá)，改善飲食誘導(dǎo)的肥胖小鼠中肝臟的脂肪變性并促進(jìn)肝臟再生。這些結(jié)果說明，美洛昔康或許可用于改善脂肪肝患者肝切除或肝移植術(shù)后的肝臟再生。

右美托咪定(Dexmedetomidine，Dex)為α2-腎上腺素受體激動(dòng)劑，臨床上適用于重病監(jiān)護(hù)治療期間插管和使用呼吸機(jī)患者的鎮(zhèn)靜。已知炎性小體的激活由在細(xì)胞增殖中起重要作用的NOD-樣受體(NLR)介導(dǎo)，其中NOD-樣受體家族3(NLRP3)能夠感知最廣泛的刺激，被不同的病原體或危險(xiǎn)信號(hào)激活。已經(jīng)證明了右美托咪定能夠通過抑制Toll樣受體/核因子-κB(TLR4/NF-κB)途徑來保護(hù)肝臟免于缺血再灌注損傷，而TLR4 / NF-κB途徑對(duì)于NLRP3炎性小體的激活至關(guān)重要。研究發(fā)現(xiàn)Dex預(yù)處理可以通過抑制炎癥而促進(jìn)肝再生和肝功能恢復(fù)[19]，其可能是通過抑制TLR4/NFκB途徑而在肝再生中發(fā)揮重要作用，因此Dex可能作為有效的治療劑用于臨床上促進(jìn)肝臟的再生。

雙環(huán)醇(Bicyclol)為聯(lián)苯雙酯結(jié)構(gòu)類似物，具有抗肝炎病毒和抗肝細(xì)胞損傷兩方面的作用，它可顯著減少小鼠藥物性(四氯化碳、D-氨基半乳糖、對(duì)乙酰氨基酚)及免疫性肝損傷所致的高水平血清氨基轉(zhuǎn)移酶，還能夠清除自由基、保護(hù)肝細(xì)胞膜、避免肝細(xì)胞核脫氧核糖核酸(DNA)受損以及減少細(xì)胞凋亡的發(fā)生。研究發(fā)現(xiàn)，雙環(huán)醇給藥可明顯提高大鼠部分肝切除后殘肝的再生能力，即顯著提高肝再生率、增殖細(xì)胞核抗原(PCNA)表達(dá)和肝細(xì)胞增殖指數(shù)等。除此之外，雙環(huán)醇還能改善肝切除引起的肝損傷[20]，其作用機(jī)制可能是通過抗氧化作用以減輕活性氧簇(ROS)對(duì)肝細(xì)胞增殖的抑制作用。由于雙環(huán)醇在肝切除后既可以改善肝功能異常，又可以提高肝臟再生能力，說明雙環(huán)醇具有作為肝保護(hù)藥物應(yīng)用于肝臟外科及肝臟損傷后修復(fù)的可能性。

替米沙坦(Telmisartan)是一種新型的降血壓藥物，也是特異性的血管緊張素Ⅱ(AngⅡ)受體拮抗劑。研究發(fā)現(xiàn)替米沙坦能改善硫代乙酰胺誘導(dǎo)的大鼠急性肝損傷，作用機(jī)制可能是增加肝臟局部組織的AngⅡ水平[21]，降低血清中TNF-α和白介素-6(IL-6)等促炎細(xì)胞因子的水平[22]，以促進(jìn)肝細(xì)胞增殖。

伊馬替尼(Imatinib)是一種酪氨酸激酶抑制劑，作為一種口服藥物用于治療費(fèi)城染色體陽性的慢性骨髓性白血病的急變期、加速期和干擾素治療失敗后慢性期的成人患者。已經(jīng)在多種實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭袌?bào)道了伊馬替尼的抗纖維化活性。此外，在膽堿缺乏型乙硫氨酸補(bǔ)充飲食模型(CDE)中，伊馬替尼能夠增強(qiáng)再生并保持肝小葉的功能布局，其可能是通過抑制血小板衍生生長(zhǎng)因子受體β(PDGF-β)而恢復(fù)受損的肝臟[23]。

烏司他丁(Ustrastine)是由肝臟分泌的，具有抗炎、抗氧化作用的廣譜蛋白酶抑制劑，其能夠抑制多種酶(胰蛋白酶、磷脂酶、透明質(zhì)酸酶、彈性蛋白酶等)的活性，在治療胰腺炎、抗腫瘤、抗休克以及肝臟切除圍手術(shù)期等方面具有獨(dú)特作用，并已經(jīng)引起了廣泛的重視。以往研究證實(shí)了烏司他丁對(duì)肝臟灌注損傷具有良好的保護(hù)作用，其作用機(jī)制與其能夠調(diào)節(jié)不同細(xì)胞因子的表達(dá)有關(guān)。最近研究發(fā)現(xiàn)，烏司他丁對(duì)肝臟大部切除合并缺血再灌注損傷后的殘肝再生具有促進(jìn)作用，并且發(fā)現(xiàn)烏司他丁可以通過激活白介素-6/信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄激活子3(IL-6/STAT-3)信號(hào)通路，促使肝細(xì)胞細(xì)胞周期蛋白D1-細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶4(CyclinDl-Cdk4)復(fù)合物的形成，從而促進(jìn)肝細(xì)胞增殖[24]。

1.3 藥物聯(lián)用類 FK506，即他克莫司，是大環(huán)內(nèi)酯類抗生素，常用于抵抗器官移植后的免疫排斥反應(yīng)，同時(shí)它也具有一定的神經(jīng)再生和保護(hù)作用。環(huán)孢素A，是土壤中一種真菌的活性代謝物，近年來人們對(duì)環(huán)孢素A的研究越來越多，發(fā)現(xiàn)其亦可用來治療自身免疫性疾病、血液病及抗寄生蟲病等。研究發(fā)現(xiàn)FK506和環(huán)孢素A聯(lián)合用藥能夠促進(jìn)40%和70%肝切除大鼠的肝再生[25-26]，對(duì)于這一現(xiàn)象存在兩種解釋：一種認(rèn)為這兩種免疫抑制劑是通過對(duì)免疫的調(diào)節(jié)來影響肝再生，主要都是通過抑制T細(xì)胞活化來發(fā)揮作用的；而另一種解釋與此相反，認(rèn)為可能是源于環(huán)孢素A和FK506對(duì)多種細(xì)胞間的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的調(diào)節(jié)，通過非免疫途徑來促進(jìn)肝再生。

AMD3100是趨化因子受體4(CXCR4)的拮抗劑，研究發(fā)現(xiàn)AMD3100和低劑量FK506的聯(lián)用可以增強(qiáng)內(nèi)源性干細(xì)胞的動(dòng)員，以促進(jìn)肝臟再生、改善大量肝切除術(shù)后的肝功能[5]。AMD3100阻斷了趨化因子/受體(SDF-1/CXCR4)生物軸中釋放細(xì)胞進(jìn)入循環(huán)的反應(yīng)；低劑量的FK506可增加殘余肝臟中SDF-1的存在，即低劑量的FK506促進(jìn)骨髓釋放巨噬細(xì)胞并招募到受傷部位，這些巨噬細(xì)胞攜帶表面SDF-1，從而增強(qiáng)其與干細(xì)胞移植物的結(jié)合。隨著給藥后AMD3100效應(yīng)的減弱，殘肝中的SDF-1是與CXCR4+細(xì)胞結(jié)合的強(qiáng)引誘劑。總之，AMD3100處理可以增加循環(huán)中干細(xì)胞的可用性，而低劑量FK506可通過增加SDF-1的表達(dá)來富集肝臟中的干細(xì)胞，招募的干細(xì)胞有助于促進(jìn)部分肝切除術(shù)后殘余肝臟的再生。

2 結(jié)語

在再生醫(yī)學(xué)不斷發(fā)展的今天，雖然肝臟再生的機(jī)制在逐步揭示，但我們尚不能明確肝再生的確切機(jī)制。在此，我們將文獻(xiàn)報(bào)道的促肝再生藥物及其可能的機(jī)制進(jìn)行總結(jié)(如表1所示)，希望為肝再生的研究提供新的思路。

表1 促肝再生藥物總結(jié)及其機(jī)制

進(jìn)行藥物治療仍然是接受肝切除和肝移植的患者的首選，因此促進(jìn)肝再生藥物的開發(fā)迫在眉睫。中藥是我國(guó)的瑰寶，除了本文敘述的藥物外，還有許多中草藥提取物如熊果酸[27]、白藜蘆醇[28]、迷迭香酸[29]等也具有促肝再生的作用。隨著藥學(xué)研究的深入，各種新型的促肝再生藥物將繼續(xù)開發(fā)?？蒲泄ぷ髡邆儗?duì)于促肝再生藥物的研究還需繼續(xù)努力，道阻且長(zhǎng)行則將至。