基于p38MAPK信號(hào)通路中藥治療支氣管哮喘的研究進(jìn)展*

張 瑤，朱振剛

（1.天津中醫(yī)藥大學(xué)，天津 301617；2.天津中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院呼吸科，天津 300193）

支氣管哮喘作為臨床常見的呼吸系統(tǒng)疾病之一，以慢性氣道炎癥、氣道高反應(yīng)以及氣道重塑為主要特點(diǎn)，并常伴多變的可逆性氣流受限，以喘息、胸悶、咳嗽等癥狀多見，且病情反復(fù)、纏綿難愈。哮喘的發(fā)病機(jī)理尚未完全明確，但普遍認(rèn)為哮喘的發(fā)作與慢性氣道炎癥、氣道高反應(yīng)性、氣道重構(gòu)、免疫失衡、遺傳等因素相關(guān)[1]。而中醫(yī)認(rèn)為宿痰伏藏于肺，為哮病發(fā)病之夙根?！栋Y因脈治哮病》指出：“哮病之因，痰飲留伏，結(jié)成窠臼，潛伏于內(nèi)，偶有七情之犯，飲食之傷，或外有時(shí)令之風(fēng)寒束其肌表，則哮喘之癥作矣。夙根內(nèi)伏，外遇誘因引觸，導(dǎo)致痰氣交阻、肺失宣肅而發(fā)作為痰鳴氣喘疾患?！?/p>

p38MAPK是1994年首次被發(fā)現(xiàn)的一種分子質(zhì)量為38 kDa的蛋白激酶[2]，其家族由四種不同基因編碼的亞型 p38α、p38β、p38γ 和 p38δ 組成，在不同的組織中，其表達(dá)不同。作為促分裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK） 家族中的一員，p38MAPK的激活離不開MAP3Ks→MKKs→MAPK構(gòu)成的三級(jí)級(jí)聯(lián)反應(yīng)。細(xì)胞受到刺激后通過某些中間環(huán)節(jié)首先使 MAP3Ks激活，如TGF-β激活的激酶 1（TAK1）、凋亡信號(hào)調(diào)節(jié)激酶 1（ASK1）、混合譜系激酶 2（MLK2）或 MLK3，轉(zhuǎn)而激活 MKKs，再由MKKs（主要是 MKK3和 MKK6）磷酸化p38MAPK上的Thr180和Tyr182兩個(gè)位點(diǎn)，活化的 p38MAPK激活下游的蛋白激酶、轉(zhuǎn)錄因子等以實(shí)現(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，參與基因轉(zhuǎn)錄、細(xì)胞凋亡、細(xì)胞生長、免疫反應(yīng)等各種病理生理過程[3-4]。

1 p38MAPK信號(hào)通路在哮喘中的作用

1.1 參與氣道炎癥 炎癥反應(yīng)在哮喘的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮著重要作用，被認(rèn)為是哮喘發(fā)病的重要機(jī)制之一。哮喘的氣道炎癥反應(yīng)是一個(gè)復(fù)雜的過程，涉及多種炎癥細(xì)胞、炎癥介質(zhì)和細(xì)胞因子的參與。越來越多的證據(jù)表明，p38MAPK在炎癥反應(yīng)中扮演著重要角色[5]。激活的p38MAPK由胞質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi)磷酸化特異性底物，影響靶基因的表達(dá)，參與調(diào)控炎癥反應(yīng)。在細(xì)胞因子產(chǎn)生方面，p38MAPK可直接激活下游激酶MK2，通過增強(qiáng)mRNA的穩(wěn)定性參與TNF-α及其他細(xì)胞因子（如IL-6，IL-10，GM-CSF等）生物合成的調(diào)節(jié)[6]。促炎因子的產(chǎn)生在慢性炎癥發(fā)病機(jī)制中起著關(guān)鍵作用，特別是TNF-α、IL-6是慢性哮喘發(fā)病中的關(guān)鍵參與者。在缺乏蛋白激酶MK2的小鼠模型中，在脂多糖刺激下發(fā)現(xiàn)TNF-α和IL-6的產(chǎn)生顯著減少，其機(jī)制離不開3’UTR ARE的轉(zhuǎn)錄后調(diào)節(jié)[7]，COX-2也涉及到類似的調(diào)節(jié)[8]。此外，p38MAPK也是Th2依賴性細(xì)胞因子IL-4和IL-13的重要調(diào)控因子，作用于肺上皮細(xì)胞和肥大細(xì)胞產(chǎn)生單核細(xì)胞趨化蛋白（MCP）-1和 IL-9[9-10]。不僅如此，p38MAPK 通路通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄因子 GATA-3對(duì) Th1細(xì)胞因子 IL-12、INF-γ等的產(chǎn)生及細(xì)胞間黏附分子（ICAM-1）的表達(dá)產(chǎn)生影響[11]。在細(xì)胞遷移方面，p38MAPK/MK2信號(hào)通路可通過磷酸化低分子熱休克蛋白HSP27，促進(jìn)HSP27復(fù)合物的解聚，增加肌動(dòng)蛋白聚合從而參與中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等炎癥細(xì)胞的遷移[12-13]。炎癥細(xì)胞、炎癥介質(zhì)和細(xì)胞因子之間相互作用共同促進(jìn)哮喘氣道炎癥的發(fā)生。

1.2 參與氣道重塑 作為哮喘的另一重要特征，氣道重構(gòu)主要表現(xiàn)為氣道上皮黏液細(xì)胞增生、上皮下膠原沉積和纖維化、氣道平滑肌細(xì)胞肥大、血管增生等，其中涉及到多種炎癥介質(zhì)的參與，如轉(zhuǎn)化生長因子TGF-β[14]、基質(zhì)金屬蛋白酶 MMP-9[15]、血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）[16]等。任志濤等[17]用不同濃度 TGF-β1誘導(dǎo)人胚肺成纖維細(xì)胞（MRC-5細(xì)胞）發(fā)現(xiàn)，在一定范圍內(nèi)，隨著TGF-β1濃度變化，成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)分化表征蛋白 α-SMA和細(xì)胞外基質(zhì)FN的表達(dá)量呈依賴性上調(diào)。TGF-β1的促纖維化作用通過促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)沉積影響氣道重塑，該過程離不開p38MAPK通路的協(xié)調(diào)作用。不僅如此，TGF-β誘導(dǎo)p38MAPK磷酸化促進(jìn)上皮細(xì)胞凋亡，引起上皮損傷，參與氣道重塑過程[18]。有研究發(fā)現(xiàn)，在大鼠哮喘氣道重塑模型中，氣道重塑組的黏液細(xì)胞大量增殖且氣道上皮細(xì)胞中p38MAPK磷酸化水平升高，兩者存在相關(guān)性[19]。另外，p38MAPK還能調(diào)控氣道平滑肌細(xì)胞（ASMC）引起的氣道炎癥和氣道重構(gòu)[20]。有研究發(fā)現(xiàn)，在香煙提取物刺激下，氣道平滑肌細(xì)胞中p38MAPK活化明顯，而抑制其活化則導(dǎo)致氣道平滑肌細(xì)胞增生減弱[21]。

2 中藥對(duì)哮喘p38MAPK信號(hào)通路的影響

2.1 中藥單體 紫草，始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》性味咸寒，入心、肝經(jīng)，屬于臨床常用藥物。紫草提取物——紫草素，具有抗病毒、抗氧化、抗炎等功效[22]。一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，紫草素顯著降低了TGF-β誘導(dǎo)的成纖維細(xì)胞中α-SMA、纖維連接蛋白以及Ⅰ、Ⅲ型膠原的基因表達(dá)，肺成纖維細(xì)胞中p38MAPK的磷酸化水平下降，表明紫草素可能通過下調(diào)p38MAPK信號(hào)通路抑制TGF-β誘導(dǎo)的細(xì)胞外基質(zhì)樣基因的產(chǎn)生[23]。

中國傳統(tǒng)名貴藥材——冬蟲夏草，性味甘平，入肺腎經(jīng)，歷部《中華人民共和國藥典》記載其功效為：“補(bǔ)肺益腎，止血化痰。用于久咳虛喘，勞嗽咯血，陽痿遺精，腰膝酸痛。”從冬蟲夏草中分離出的主要生物活性成分——冬蟲夏草素（3’-脫氧腺苷）具有抗缺氧、抗炎免疫調(diào)節(jié)和抗肝纖維化等多種藥理活性。有研究顯示，蟲草素（COR）可降低支氣管肺泡灌洗液（BALF）中的炎癥細(xì)胞、細(xì)胞因子水平以及血清總IgE水平。此外，COR顯著阻斷OVA激發(fā)的哮喘小鼠的p38MAPK信號(hào)通路激活。提示蟲草素可能通過抑制p38MAPK信號(hào)通路的激活來調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)，抑制哮喘的氣道重塑[24]。

染料木黃酮是一種植物多酚類中藥單體，在自然界分布廣泛。很多研究資料表明，染料木黃酮能顯著抑制哮喘，其治療哮喘的作用機(jī)制也涉及到多種途徑[25]。其中，Kalhan等[26]研究表明，染料木黃酮抑制嗜酸細(xì)胞白三烯C4（LTC4）合成，通過阻斷p38MAPK和MK2的磷酸化來減少5-脂氧合酶（5-LO）的核易位并降低活化。實(shí)驗(yàn)中哮喘患者在添加大豆異黃酮4周后，體內(nèi)外嗜酸性粒細(xì)胞LTC4合成下降33%，F(xiàn)eNO下降18%。

黃芩苷是傳統(tǒng)中藥黃芩中的黃酮類化合物，具有抗哮喘作用。有研究證明黃芩苷通過抑制包括p38MAPK在內(nèi)的MAPK信號(hào)通路，對(duì)血小板衍生生長因子（PDGF）誘導(dǎo)的大鼠氣道平滑肌細(xì)胞（RASM）的增殖、細(xì)胞周期進(jìn)程和細(xì)胞遷移產(chǎn)生抑制作用[27]。韓超等[28]用黃芩苷干預(yù)哮喘模型大鼠，肺和氣道組織中p38MAPK磷酸化水平降低，提示黃芩苷可能通過抑制p38MAPK通路減輕哮喘炎癥反應(yīng)。

2.2 中藥提取物 中藥白鮮皮以蕓香科植物白鮮的干燥根皮入藥，具有清熱解毒、祛風(fēng)止癢的功效，臨床運(yùn)用廣泛[29]。有研究表明，白鮮皮水提物CDAE和乙醇提取物CDE通過下調(diào)p38MAPK、Bcl-2和FAK的表達(dá)，抑制MMP-2的表達(dá)，激活并增加細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度，對(duì)氣道平滑肌細(xì)胞（ASMC）具有抗增殖和抗遷移作用。提示其治療哮喘的機(jī)制是抑制ASMC過度分泌，減少細(xì)胞數(shù)量以及促進(jìn)ASMC舒張，減輕氣道高反應(yīng)，該過程離不開p38MAPK通路的參與[30]。

虎杖苷是虎杖中的有效成分，具有止咳平喘的功效。趙雨喆等[31]通過實(shí)驗(yàn)研究表明，虎杖苷能明顯降低哮喘小鼠炎癥水平，減少氣道損傷，通過激活p38MAPK/Nrf2信號(hào)通路，從而促進(jìn)血紅素加氧酶-1（hemeoxygenase1，HO-1）mRNA的轉(zhuǎn)錄，增強(qiáng)HO-1蛋白表達(dá)，從抗氧化應(yīng)激途徑改善氣道炎癥。

羌活，以解表散寒、祛風(fēng)除濕功效見長的傳統(tǒng)中藥，味辛、苦，性溫，現(xiàn)代研究認(rèn)為其具有抗炎、抗氧化、抗菌、抗血栓形成，改善血循環(huán)，抗心律失常、鎮(zhèn)痛等藥理作用[32-33]。李良昌等[34]用動(dòng)物模型研究發(fā)現(xiàn)羌活提取物降低BALF中細(xì)胞因子IL-4、IL-5、IL-13的水平，使IFN-γ的表達(dá)升高，肺部炎癥細(xì)胞浸潤減輕，同時(shí)明顯減少p38MAPK的磷酸化，提示羌活提取物可能通過抑制p38MAPK的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)來調(diào)節(jié)Th1/Th2平衡，達(dá)到治療哮喘的目的。

2.3 中藥復(fù)方 《傷寒論》小柴胡湯和《金匱要略》半夏厚樸湯的合方——柴樸湯由柴胡、大棗、甘草、蘇葉、生姜、茯苓、黃芩等中藥組成。研究發(fā)現(xiàn)，柴樸湯有效減少大鼠BALF中炎癥細(xì)胞數(shù)量，降低炎癥和炎癥評(píng)分，減少肺組織中ERK、p38MAPK及其磷酸化水平，提示柴樸湯通過ERK/p38MAPK途徑抑制氣道炎癥[35]。

韓超等[36]研究發(fā)現(xiàn)翹芩清肺劑可有效減輕哮喘氣道炎癥，延緩支氣管病理改變，與對(duì)照組相比，大鼠血漿 HMGB1含量，肺組織p38MAPK蛋白表達(dá)，氣道組織 TLR4蛋白及 mRNA的表達(dá)均降低，提示翹芩清肺劑可能是通過調(diào)節(jié) HMGB1-TLR4-p38MAPK信號(hào)傳導(dǎo)通路來阻斷炎癥反應(yīng)，改善哮喘的發(fā)生發(fā)展。

中醫(yī)理論認(rèn)為“肺與大腸相表里”，《黃帝內(nèi)經(jīng)》有云“肺合大腸”，為“從腸治肺”“肺腸合治”的現(xiàn)代治法提供理論依據(jù)。大承氣湯作為腑病治療的代表方，在哮喘治療中起著重要作用。劉茈蕊等[37]以大承氣湯干預(yù)哮喘小鼠，發(fā)現(xiàn)其肺組織炎性損傷得以改善，BALF中炎細(xì)胞滲出總數(shù)降低，同時(shí)肺組織p38MAPK和ERK1/2的磷酸化水平降低，提示大承氣湯可能通過抑制p38MAPK信號(hào)通路來減輕氣道炎癥，產(chǎn)生抗哮喘作用。

朝醫(yī)麻黃定喘湯出自李濟(jì)馬先生的《東醫(yī)壽世保元》，用麻黃定喘湯干預(yù)哮喘小鼠模型，發(fā)現(xiàn)麻黃定喘湯顯著降低肺組織內(nèi)MAPKs/NF-κB/VEGF蛋白表達(dá)水平，使氣道周圍膠原纖維沉積，氣道壁及氣道平滑肌增厚程度亦明顯減輕，說明麻黃定喘湯通過抑制MAPKs/NF-κB/VEGF信號(hào)通路對(duì)哮喘產(chǎn)生作用[38]。

3 結(jié)語

p38MAPK信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑是參與哮喘發(fā)病的重要信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制，在哮喘氣道炎癥、氣道重塑等過程中發(fā)揮復(fù)雜作用。中藥治療哮喘的機(jī)制研究在不斷深入，但仍有不足：首先，對(duì)單味中藥或中藥中某一成分的研究要多于對(duì)復(fù)方的研究，對(duì)其他劑型以及外治法等研究很少。其次，對(duì)中藥治療哮喘的機(jī)制研究仍然處于基礎(chǔ)階段，中藥作用于通路的具體元件仍不清楚。p38MAPK抑制劑在多種炎癥性疾病中被廣泛研究，但一直未應(yīng)用于臨床[39-40]。因此，深入研究中藥作用機(jī)制，不斷挖掘?qū)ふ倚碌乃幬镒饔冒悬c(diǎn)，具有重要意義。