基于ICC自噬探討疏肝健脾法調(diào)節(jié)功能性消化不良胃腸動力障礙的研究思路?

毛蘭芳， 汪龍德， 杜曉娟， 張 晶， 張 萍， 王淼蕾， 牛媛媛

(1.甘肅中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院， 蘭州 730020；2.甘肅中醫(yī)藥大學(xué)， 蘭州 730000)

功能性消化不良(functional dyspepsia, FD)是指起源于胃十二指腸區(qū)域的1個或1組癥狀，并且缺乏能解釋這些癥狀的任何器質(zhì)性、代謝性或系統(tǒng)性疾病，以慢性、持續(xù)性、易反復(fù)發(fā)作為其特點(diǎn)[1，2]。FD的全球發(fā)病率約為10%～30%[1]，在歐美國家達(dá)到20%～25%[3，4]，亞洲國家為8%～23%[2-4]，在我國約為18%～25%[5]。值得注意的是FD的癥狀常與其他消化道癥狀重疊，需要藥物治療且腹部手術(shù)的風(fēng)險高[6]，使得用于診斷和治療FD的醫(yī)療資源消耗巨大。目前報道顯示，F(xiàn)D患者的醫(yī)保使用率明顯高于無消化不良者[7]。同時，長期反復(fù)發(fā)作的FD癥狀與病程的遷延導(dǎo)致患者出現(xiàn)不同程度的精神心理障礙[4]。由此可見，F(xiàn)D的高發(fā)病率、癥狀的持續(xù)、重疊及病程遷延，嚴(yán)重影響了患者的心理健康及生活質(zhì)量，也造成了醫(yī)療費(fèi)用的增加，因此對其研究備受關(guān)注。

1.1 FD的發(fā)病機(jī)制與治療現(xiàn)狀

FD也是一類心理、生理、病理相互作用形成的典型心身疾病，單一的治療原則不能完全改善患者的癥狀[7]。目前尚缺乏高效、針對性強(qiáng)的治療，西藥常用促胃腸動力藥、質(zhì)子泵抑制劑(proton pump inhibitor,PPI)、抗焦慮/抑郁藥、微生態(tài)制劑及安慰劑等藥物治療，但這些藥物特異性差，相對于中藥不良反應(yīng)多[9]。如促胃腸動力藥會增加心源性猝死、心律失常等心血管不良事件發(fā)生的風(fēng)險[10]，長期服用PPI會增加骨折及骨質(zhì)疏松的風(fēng)險[11]。因此，西藥的臨床應(yīng)用存在一定的局限性，如何解決或彌補(bǔ)西醫(yī)治療中獲益有限的問題，嘗試探索通過新的補(bǔ)充和替代治療策略成為FD治療研究的思路之一。1項關(guān)于FD與中草藥的系統(tǒng)評價指出[12]，中草藥在緩解FD癥狀方面優(yōu)于促胃腸動力劑，此項研究認(rèn)為當(dāng)出現(xiàn)促胃腸動力劑和PPI使用禁忌癥時，中草藥可作為治療FD的一種替代方法。然而中醫(yī)藥的作用機(jī)制尚未完全揭示，明確中醫(yī)藥的作用機(jī)制為臨床廣泛應(yīng)用提供理論依據(jù)。

目前認(rèn)為FD的病因及發(fā)病機(jī)制與多種因素[13，14]相關(guān)，包括內(nèi)臟高敏感性、黏膜免疫功能紊亂、胃和十二指腸炎癥、微生物失調(diào)、幽門螺桿菌感染、胃酸分泌增加、遺傳易感性及社會心理等，甚至環(huán)境、飲食、藥物等因素也會影響FD的發(fā)生，羅馬IV標(biāo)準(zhǔn)則認(rèn)為FD是腸-腦互動異常[1]，這些因素都會直接或間接相互影響導(dǎo)致FD的發(fā)生，引起胃腸動力障礙[15]。因此胃腸動力障礙是FD發(fā)病的基礎(chǔ)，改善胃腸動力障礙是治療消化吸收功能、內(nèi)分泌功能及免疫功能的前提。FD胃腸動力障礙的機(jī)制主要取決于胃腸道運(yùn)動的環(huán)節(jié)。胃腸道的運(yùn)動一方面來源于胃腸道的肌電活動，Cajal間質(zhì)細(xì)胞(interstitial cells of cajal,ICC)產(chǎn)生的慢波電位是胃腸道肌電活動的起步電位，決定胃腸道平滑肌收縮的節(jié)律，是胃腸動力的基礎(chǔ)；另一方面取決于神經(jīng)遞質(zhì)及胃腸激素誘導(dǎo)平滑肌的收縮舒張，而ICC亦參與胃腸道神經(jīng)遞質(zhì)的信號傳遞，故揭示ICC在FD中的作用，是明確FD胃腸動力障礙的關(guān)鍵。

1.2 ICC在FD胃腸動力障礙中的作用

ICC是介于胃腸道神經(jīng)纖維末端和平滑肌細(xì)胞之間的一種特殊間質(zhì)細(xì)胞，ICC具有少量的收縮因子，但含有大量的線粒體、豐富的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和不同的細(xì)胞膜通道，由一個梭形的胞質(zhì)體、一個大的橢圓形細(xì)胞核和樹突組成[16]。研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)D模型大鼠胃組織中出現(xiàn)ICC體積增大、線粒體腫脹、溶酶體數(shù)量增多等超微結(jié)構(gòu)改變，ICC的特異性標(biāo)志物c-kit及其配體干細(xì)胞生長因子(stem cell factor, SCF)的mRNA與蛋白水平的表達(dá)降低[17]，鈣離子激活的氯離子通道蛋白Ano1在mRNA和蛋白質(zhì)水平上都有很強(qiáng)的表達(dá)[18]，Ano1是更具有特異性和敏感性的ICC標(biāo)記物。

1.2.1 ICC在胃腸道肌電活動中作用 平滑肌細(xì)胞(smooth muscle cell, SMC)是胃腸道功能的物質(zhì)基礎(chǔ)，SMC的收縮-舒張功能異常導(dǎo)致胃腸動力障礙，是胃腸運(yùn)動的直接靶點(diǎn)。SMC的位相性收縮由ICC產(chǎn)生的慢波驅(qū)動，Ano1參與慢波的傳導(dǎo)，其基因敲除對成年小鼠小腸Ca2+瞬變和慢波有明顯的損傷作用[15]，體外細(xì)胞培養(yǎng)研究也揭示Ano1在ICC增殖中的作用[19]。另外，ICC與SMC之間形成縫隙連接，縫隙連接在介導(dǎo)SMC的同步收縮中起著至關(guān)重要的作用，縫隙連接蛋白43(Cx43)是這一過程關(guān)鍵蛋白，存在于ICC中，與c-Kit具有共定位作用，缺乏Cx43表達(dá)可能是導(dǎo)致平滑肌運(yùn)動功能障礙的部分原因；與正常大鼠比較，F(xiàn)D模型大鼠Cx43水平明顯降低[20]。

1.2.2 ICC在胃腸道神經(jīng)遞質(zhì)信號傳導(dǎo)中的作用 腸神經(jīng)系統(tǒng)(Enteric Nervous System, ENS)中存在的神經(jīng)遞質(zhì)是維持SMC生理功能的信號物質(zhì)，但兩者之間有80～100 nm的縫隙，導(dǎo)致ENS不能直接作用于SMC。ICC細(xì)胞膜上有相應(yīng)的神經(jīng)遞質(zhì)受體，ENS中釋放的神經(jīng)遞質(zhì)通過兩者之間的突觸連接與ICC表面的受體結(jié)合[21]，ICC再通過縫隙連接介導(dǎo)神經(jīng)信號傳遞至SMC，使之去極化或超極化，從而產(chǎn)生興奮或抑制效果[22]。一般認(rèn)為，興奮性腸神經(jīng)遞質(zhì)乙酰膽堿能受體(acetylcholine, ACh)和P物質(zhì)(substance P, SP)在FD中低表達(dá)，抑制性腸神經(jīng)遞質(zhì)血管活性腸肽(vasoactive intestinal peptide, VIP)和一氧化碳(nitric oxide, NO)在FD中高表達(dá)[23]，課題組前期研究和預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果也證實(shí)了這一觀點(diǎn)[24]。

1.3 AMPK-mTOR介導(dǎo)的ICC自噬與ghrelin在FD中的相關(guān)性

細(xì)胞自噬(Autophagy)是維持細(xì)胞生存、緩解細(xì)胞內(nèi)外壓力的重要代謝過程，基礎(chǔ)水平的自噬為細(xì)胞提供能量，促進(jìn)物質(zhì)循環(huán)和細(xì)胞自我更新；過度水平的自噬破壞性地降解了有用的蛋白質(zhì)和細(xì)胞器，引起自噬性凋亡[25]，因此自噬調(diào)節(jié)被認(rèn)為是多種疾病潛在的治療措施。目前在FD大鼠模型中發(fā)現(xiàn)，自噬相關(guān)蛋白Beclin1和LC3的mRNA與蛋白水平的表達(dá)增高，研究結(jié)論認(rèn)為ICC結(jié)構(gòu)和數(shù)量異?？赡芘cICC過度自噬有關(guān)[16,26]。

自噬的發(fā)生需要通過自噬傳導(dǎo)通路的參與。細(xì)胞自噬多條上游信號通路均在雷帕霉素靶蛋白(mTOR)點(diǎn)匯合，抑制mTORC1可上調(diào)自噬，刺激mTORC1可下調(diào)自噬，mTOR可通過抑制ULK1與下丘腦腺苷酸激活蛋白激酶(AMPK)之間的相互作用抑制自噬發(fā)生[27]。AMPK可通過激活ULK1復(fù)合體直接誘導(dǎo)自噬，AMPK也可以負(fù)性調(diào)節(jié)mTOR活性，阻斷其對ULK1的抑制作用[28]。因此，在功能上AMPK-mTOR信號通路和自噬是相輔相成的，在對自噬的調(diào)控中，AMPK和mTOR既相互獨(dú)立又呈上下游的關(guān)系。

胃促生長素(ghrelin) 是主要由胃黏膜X/A 樣細(xì)胞在接受饑餓信號刺激后分泌的一種腦腸肽，可以促進(jìn)胃酸分泌，提高胃腸道動力，加速胃排空[29]。已有研究[30]指出，胃動力紊亂可通過調(diào)節(jié)ICC的功能或通過ghrelin受體激動劑促進(jìn)食欲來控制惡心。另外，mTOR可能在促進(jìn)ghrelin分泌的過程中發(fā)揮重要的作用。研究表明，胃竇組織中mTOR的變化也會導(dǎo)致ghrelin表達(dá)量的改變，從而影響食物攝取[31]；研究還發(fā)現(xiàn)ghrelin增強(qiáng)下丘腦AMPK及其靶點(diǎn)的磷酸化，這與mTOR的磷酸化水平降低有關(guān)[32]，表明ghrelin促進(jìn)FD胃腸動力的作用可能與AMPK-mTOR信號通路有關(guān)。因此，ghrelin與ICC及AMPK-mTOR信號通路之間的聯(lián)系提示，ghrelin促FD胃腸動力的作用可能與AMPK-mTOR信號通路介導(dǎo)ICC自噬調(diào)節(jié)有關(guān)。目前，尚無從AMPK-mTOR信號通路深入研究FD與ICC自噬的相關(guān)性。

1.4 中醫(yī)學(xué)“肝脾相關(guān)”理論與胃腸動力及ICC自噬的關(guān)系

FD屬于中醫(yī)學(xué)“痞滿”范疇，《傷寒論·辨太陽病脈證并治》謂：“但滿而不痛者，此為痞”。FD病位在胃，涉及肝脾。葉天士提出：“脾宜升則健，胃宜降則和”，脾胃同居中焦，為氣機(jī)運(yùn)化之樞紐，清升濁降則氣機(jī)條暢，脾胃功能障礙、升降失常則導(dǎo)致該病的發(fā)生，故“脾虛不運(yùn)”是其發(fā)病基礎(chǔ)，這與FD胃腸動力障礙的機(jī)理具有一致性[33]。葉天士曰：“肝為起病之源，胃為傳病之所”，故見肝之病知肝傳脾。中醫(yī)學(xué)認(rèn)為外邪飲食刺激或素體脾胃虛弱，經(jīng)反復(fù)、持久的情志刺激能夠影響脾的運(yùn)化及肝的疏泄功能，使脾失運(yùn)化、肝失疏泄、胃不受納而導(dǎo)致FD癥狀的出現(xiàn)，故“肝脾失調(diào)”是FD發(fā)病的重要環(huán)節(jié)[34，35]?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)認(rèn)為，F(xiàn)D多伴有不同程度的焦慮、抑郁、軀體化等精神障礙[36]，在導(dǎo)致情緒異常的同時，會引起食欲不振、早飽、噯氣、腹脹等胃腸道反應(yīng)，再者FD患者大多平素體質(zhì)較弱，消化吸收功能較差，且神經(jīng)-內(nèi)分泌調(diào)節(jié)失衡，表現(xiàn)為感受性及情緒興奮性過強(qiáng)，這與中醫(yī)證候?qū)W中的“肝脾吻合”具有一致性。

Nature雜志提出“代謝失衡和消耗過度”與自噬“自我保護(hù)和誘導(dǎo)死亡”的作用相關(guān)[37]，表明細(xì)胞自噬具有雙重性。“過猶不及”是中醫(yī)學(xué)強(qiáng)調(diào)陰陽平衡的基本觀點(diǎn)之一，這與“自噬過度”和“自噬不足”的雙重性相一致，因此細(xì)胞自噬被認(rèn)為是陰陽平衡的微觀基礎(chǔ)。國內(nèi)李秀惠團(tuán)隊[38]的一項關(guān)于自噬與乙肝病毒關(guān)系的研究證明了這一觀點(diǎn)。從中醫(yī)理論來認(rèn)識“肝脾相關(guān)”理論正是陰陽平衡論的具體體現(xiàn)，“肝疏泄太過或不及”也符合細(xì)胞自噬雙重性的特點(diǎn)。此外，細(xì)胞器和蛋白質(zhì)是維持細(xì)胞生存的重要物質(zhì)，其中線粒體將營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化成ATP，維持機(jī)體的生命活動，線粒體的這一功能與脾運(yùn)化水谷精微，化生氣血，濡養(yǎng)五臟六腑四肢百骸作用極為相似。宋雅芳[39]等研究發(fā)現(xiàn)，脾虛模型大鼠細(xì)胞線粒體數(shù)量減少，線粒體結(jié)構(gòu)損傷。因此，F(xiàn)D發(fā)病中的ICC自噬正符合肝木克脾土，臟腑失衡的中醫(yī)學(xué)“肝脾相關(guān)”理論。

1.5 疏肝健脾法治療FD的優(yōu)勢

肝失疏泄、胃氣上逆、脾失運(yùn)化是導(dǎo)致FD的主要病因病機(jī)，肝郁脾虛是FD的主要證型，治療以疏肝健脾為主要治法，但脾胃功能失調(diào)可導(dǎo)致氣滯、血瘀、濕熱、痰飲、火郁、食積等一系列的病理產(chǎn)物，這些病理產(chǎn)物可引起氣機(jī)阻滯影響脾胃升降，從而導(dǎo)致胃腸功能障礙，這提示脾胃虛弱是FD的發(fā)病基礎(chǔ)，肝氣郁滯是發(fā)病條件，痰、火、瘀、食郁是病理產(chǎn)物，國內(nèi)單兆偉、張照蘭等也肯定了這一理論[40-42]。然而單一的治療原則并不能完全改善患者的癥狀，治療上強(qiáng)調(diào)健脾運(yùn)、疏肝氣、降胃氣基礎(chǔ)上要兼顧代謝病理產(chǎn)物及消食和胃、活血化瘀，除濕化痰，清熱化濕等，從而達(dá)到綜合調(diào)理的目的，這與國醫(yī)大師周信有“復(fù)方多法、綜合運(yùn)用、整體調(diào)節(jié)”的學(xué)術(shù)思想相吻合。現(xiàn)代藥理學(xué)研究亦表明，中藥理氣藥、活血化瘀藥、健脾消食藥或潤腸通便藥能夠不同程度促進(jìn)、抑制或雙向調(diào)節(jié)胃腸動力[43]。課題組前期基于“肝脾相關(guān)”理論，發(fā)現(xiàn)以疏肝健脾法為代表的中藥復(fù)方制劑平胃膠囊，改善胃腸動力障礙的作用與SP、VIP、ghrelin等腦腸肽的異常表達(dá)相關(guān)[44-46]。

綜上，胃腸動力障礙是FD發(fā)病的基礎(chǔ)，ICC是胃腸道電活動的起搏細(xì)胞，可產(chǎn)生和傳播慢波，參與胃腸道神經(jīng)遞質(zhì)的信號傳遞，ICC異常導(dǎo)致FD胃腸動力障礙可能與其自噬相關(guān)，細(xì)胞自噬的過程由AMPK-mTOR信號通路調(diào)節(jié)。課題組前期研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)D模型大鼠胃腸動力障礙與ghrelin有關(guān)，而ghrelin在FD中的表達(dá)與AMPK-mTOR及ICC具有相關(guān)性。因此課題組認(rèn)為，F(xiàn)D胃腸動力障礙可能與ICC自噬相關(guān)，ghrelin促FD胃腸動力的作用可能與AMPK-mTOR信號通路介導(dǎo)的ICC自噬調(diào)節(jié)有關(guān)(見圖1)。FD胃腸動力障礙的機(jī)理及ICC自噬的觀點(diǎn)與“肝脾相關(guān)”理論相吻合。課題組研究亦發(fā)現(xiàn)疏肝健脾法促胃腸動力的機(jī)制與ghrelin有關(guān)。因此，課題組認(rèn)為，疏肝健脾法通過AMPK-mTOR信號通路介導(dǎo)的ICC自噬調(diào)節(jié)FD胃腸動力障礙。課題組進(jìn)一步通過動物實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，研究結(jié)果將對于緩解FD胃腸動力障礙、改善患者生活質(zhì)量具有積極意義。這正是中醫(yī)學(xué)理論特色和優(yōu)勢所在，也是中醫(yī)學(xué)整體觀、辨證觀具體應(yīng)用的體現(xiàn)，同時是對國醫(yī)大師學(xué)術(shù)思想和經(jīng)驗(yàn)的繼承與發(fā)展，也為中醫(yī)藥治療FD提供了思路與方法。

圖1 ICC自噬與胃腸動力障礙圖