基于Notch信號(hào)通路探討中藥治療支氣管哮喘的實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)展

焦麗媛，李 珍，張才擎

(1. 山東中醫(yī)藥大學(xué)，山東 濟(jì)南 250014；2. 山東省第二人民醫(yī)院，山東 濟(jì)南 250022)

支氣管哮喘(簡稱哮喘)是一種慢性氣道炎癥性疾病，其產(chǎn)生與多種信號(hào)通路和細(xì)胞因子密切相關(guān)。流行病學(xué)調(diào)查表明，我國哮喘患病率呈逐年上升趨勢(shì)，成人哮喘患病率高于老年人和兒童，所以尋找更佳的治療方法刻不容緩。近年來，越來越多研究發(fā)現(xiàn)Notch信號(hào)通路與哮喘的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)，Notch通路能夠精確調(diào)節(jié)肺細(xì)胞的發(fā)育，并且對(duì)氣道高反應(yīng)性、氣道炎癥、氣道重塑具有雙向調(diào)節(jié)作用[1-2]。中醫(yī)治療哮喘具有個(gè)體化、整體調(diào)節(jié)、不良反應(yīng)少、預(yù)后佳等優(yōu)勢(shì)。并且，相關(guān)研究表明，中醫(yī)藥能夠干預(yù)Notch通路，在治療哮喘過程中發(fā)揮重要的作用。通過評(píng)估 Notch信號(hào)在哮喘發(fā)病機(jī)制中的作用，并基于現(xiàn)代分子生物學(xué)探討中藥的潛在應(yīng)用，對(duì)中醫(yī)藥治療哮喘具有臨床指導(dǎo)意義。

1 Notch信號(hào)通路的組成及分子行為

在1914年，John.S.Dexter首次在蒼蠅中發(fā)現(xiàn)跨膜蛋白，將其命名為Notch[3]。Notch信號(hào)通路是一條高度保守的信號(hào)通路，參與免疫細(xì)胞的發(fā)育。Notch信號(hào)通路由表面受體、配體和DNA結(jié)合蛋白組成，在哺乳動(dòng)物中，現(xiàn)發(fā)現(xiàn)有4種Notch蛋白受體(Notch1-4)，5個(gè)配體(Jag1、Jag2、Dll1、Dll3、Dll4)。Notch通路通過細(xì)胞內(nèi)效應(yīng)分子活化，參與影響多種系統(tǒng)中細(xì)胞的分化、凋亡與增殖[4-5]，從而調(diào)節(jié)組織的發(fā)育。Notch激活轉(zhuǎn)錄的基因組位點(diǎn)因細(xì)胞而異，從而在Notch信號(hào)通路上產(chǎn)生雙向性的作用[6]。

2 Notch通路與哮喘的關(guān)系

Notch信號(hào)在免疫系統(tǒng)疾病中起著重要作用[7]，其中在哮喘的發(fā)生發(fā)展過程中最為重要。越來越多的研究證實(shí)Notch信號(hào)通路參與嗜酸性粒細(xì)胞、T細(xì)胞的發(fā)育、分化和激活[8-9]，調(diào)節(jié)炎性因子和嗜酸性粒細(xì)胞的遷移[10]，介導(dǎo)Th2細(xì)胞的分化[11]，下調(diào)Th1/Th2比值[12-14]，提高信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子STAT3磷酸化水平[15]，從而改善氣道炎癥。并且Notch通路可以通過激活 PI3K/Akt 通路，同時(shí)上調(diào)Jagged1配體激活氣道上皮細(xì)胞中的JAK2/STAT3通路來抑制炎癥。綜上所述，Notch通路已成為治療炎癥性疾病的新途徑。

Notch1受體蛋白同時(shí)能夠通過誘導(dǎo)α-SMA表達(dá)增加，來參與氣道重塑過程中的上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化，間接調(diào)節(jié)EMT[16-18]，影響氣道組織重塑的進(jìn)程[19-20]。此外，在氣道高反應(yīng)進(jìn)展中，抑制Notch1可以緩解Th17相關(guān)的氣道高反應(yīng)性。上述研究提示Notch信號(hào)通路參與了哮喘的發(fā)生過程，能夠通過影響氣道炎癥、氣道重塑結(jié)構(gòu)和氣道高反應(yīng)的影響哮喘的形成和發(fā)展。

3 Notch通路與中醫(yī)藥

3.1單味中藥及其提取物

3.1.1姜黃素 姜黃素(CUR)是從姜黃類植物的根莖中分離得到的植物多酚，具有抗炎、抗氧化、抗纖維化等功效。崇蕾等[21]用姜黃素治療OVA致敏小鼠，發(fā)現(xiàn)姜黃素組和布地奈德組均可以降低支氣管肺泡灌洗液的淋巴細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞和中性粒細(xì)胞，從而減輕過敏性氣道炎癥[22]，抑制Notch1-GA TA3、Notch2信號(hào)通路，改善哮喘氣道炎癥,但是研究發(fā)現(xiàn)姜黃素對(duì)Notch 4種受體影響不同，Notch1受體和Notch2受體蛋白和基因水平明顯降低，但Notch2受體的表達(dá)低于Notch1受體，Notch3受體不表達(dá)，Notch4受體蛋白治療后沒有差異[23]。證實(shí)姜黃素可以影響Notch1、Notch2受體蛋白來抑制哮喘小鼠氣道炎癥，減輕肺組織損傷。

3.1.2四氫姜黃素 四氫姜黃素(tetrahydroeurcumin，THC)是姜黃素在代謝過程中最主要的代謝產(chǎn)物[24-25]。研究表明，THC在抑制組織嗜酸性粒細(xì)胞增多、黏液生成和IL-4α/Jak 1/STAT 6途徑活性方面比Cur更有效。并且，THC可以抑制外周嗜酸性粒細(xì)胞水平、Th2細(xì)胞因子(IL-4和IL-5)和Th2細(xì)胞亞群，并增強(qiáng)抗氧化酶(谷胱甘肽)[26]。說明THC通過抑制Notch信號(hào)通路來降低哮喘小鼠氣道炎癥和抑制氣道黏液高分泌。

3.1.3大豆肽 大豆肽(soybean peptide,SP)屬于多肽混合物，是從大豆中分離提取到的中藥單體，具有調(diào)節(jié)免疫、抗氧化、抗疲勞等功效。張玲等[27]研究發(fā)現(xiàn)，大豆肽可以顯著降低哮喘大鼠BALF的中性粒細(xì)胞、淋巴細(xì)胞和嗜酸性粒細(xì)胞水平，減輕氣道炎癥反應(yīng)和炎性浸潤，減緩大鼠氣道組織損傷，大豆肽組哮喘大鼠肺組織中的Notch 1、Jagged 1、Hes 1及NF-κB mRNA和蛋白表達(dá)均低于哮喘模型組。提示大豆肽通過下調(diào)Notch 1、Jagged 1、Hes 1信號(hào)通路來發(fā)揮抗炎作用，緩解哮喘發(fā)作。

3.1.4川貝母 川貝母(fritillariae cirrhosae bulbus,FCB)是百合科植物川貝母的干燥鱗莖，從川貝母分離出的生物堿、內(nèi)酯、核苷、甾醇和多糖、揮發(fā)油等多種成分，具有鎮(zhèn)咳、祛痰、平喘、鎮(zhèn)靜鎮(zhèn)痛、抗炎抗菌、抗氧化等作用[28]。臨床上常用于治療哮喘痰熱壅肺證、風(fēng)痰阻肺證、肺腎氣虛證等，具有潤肺化痰、清熱止咳的功效。有研究發(fā)現(xiàn)川貝母可以降低OVA誘導(dǎo)哮喘小鼠血清中IL-8、TNF-α等炎性因子和炎性細(xì)胞的浸潤，減輕氣道阻力，并且使NF-κB的含量下降，下調(diào)Notch2的蛋白表達(dá)[29]。說明川貝母通過下調(diào)Notch2通路來緩解哮喘模型小鼠的肺組織中的相關(guān)炎癥和氣道阻力。

3.2中藥復(fù)方

3.2.1補(bǔ)氣健脾類 加味六安煎由法半夏、橘紅、茯苓、杏仁、白芥子、海浮石、葶藶子、瓜蔞、膽南星、炒萊菔組成,具有補(bǔ)肺健脾、益氣化痰平喘的功效，多用于咳嗽變異性哮喘。徐方蔚等[30]研究發(fā)現(xiàn)，加味六安煎和孟魯司特鈉有相似的作用，均能夠明顯抑制OVA致敏小鼠BAIL中Jagged1、Notch1、NICD蛋白數(shù)量，增加Delta1蛋白的表達(dá),降低氣道阻力和氣道高反應(yīng)，并且能夠緩解肺組織病理炎癥,提示加味六安煎通過降低Notch1和Jagged1蛋白數(shù)量來改善咳嗽變異性哮喘小鼠氣道癥狀。 哮喘平?jīng)_劑由山藥、蛤蚧、炒白術(shù)、炙麻黃、木蝴蝶、紫蘇子、炙甘草等組成，具有健脾化痰、補(bǔ)肺益腎的功效，劉丹麗[31]發(fā)現(xiàn)，哮喘平?jīng)_劑能減低OVA致敏小鼠Notch1、Notch2的活性，從而減少T細(xì)胞的分化和激活，減少IL-17的生成，抑制炎癥反應(yīng)，提示哮喘平?jīng)_劑能夠通過下調(diào)Notch通路而減緩哮喘小鼠的氣道重塑。

3.2.2宣肺清熱類 咳喘寧口服液是從五虎湯加減而來，由炙麻黃、杏仁、桃仁、大青葉、黃芪、生石膏、細(xì)茶和甘草組成，具有清熱宣肺、化痰平喘的功效。顏群芳[32]通過卵清蛋白(OVA)致敏做哮喘急性期小鼠模型，發(fā)現(xiàn)潑尼松與咳喘寧均可降低小鼠血清中 IL-6、IL-4、IL-8和Notch1蛋白水平，繼而下調(diào)Th2免疫應(yīng)答反應(yīng)，提示咳喘寧口服液可以通過干預(yù)Notch1來抑制Th2途徑的表達(dá)從而達(dá)到治療哮喘的效果。

3.2.3溫陽益氣類 平喘顆粒(PCG)是劉建秋教授總結(jié)治療哮喘的臨床經(jīng)驗(yàn)而創(chuàng)[33]，由淫羊霍、炙麻黃、太子參、黃芪、五味子、款冬花、地龍、罌粟殼、知母組成，具有溫陽化痰、補(bǔ)氣平喘的功效[34]，臨床多用于治療哮喘慢性持續(xù)期的陽虛痰盛證。近期研究發(fā)現(xiàn)，PCG可減少Notch信號(hào)通路中Notch1、Notch2、Notch4、Hes、Jagged1、P-S7AT1,3,5,6蛋白及mRNA表達(dá)，降低NF-κB、α-SMA、VEGF、Hes，下調(diào)IL-4、IFN-γ的水平，上調(diào)Notch3 mRNA的表達(dá)[35]，并且可以抑制DLL4/Notch通路的激活，從而減輕氣道炎癥，減緩氣道和肺血管重塑[36]。王坤等[37]發(fā)現(xiàn)，平喘顆?？筛深A(yù)Notch通路，加速BMSCs向肺組織歸巢，抑制Th2、IFN-7水平。并且降低小鼠肺泡灌洗液(BAIF)黏液細(xì)胞、杯狀細(xì)胞總數(shù)。提示平喘顆粒通過抑制Notch信號(hào)通路來減緩哮喘的病理反應(yīng)。

3.2.4活血化痰類 化痰活血方由三子養(yǎng)親湯和桃紅四物湯合方，藥物組成為白芥子、萊菔子、蘇子、桃仁、紅花、當(dāng)歸、川芎、白芍、熟地，全方具有溫肺化痰、補(bǔ)血活血的功效。吳賽春[38]采用化痰活血方干預(yù)哮喘小鼠發(fā)現(xiàn)，高、中劑量組中氣道杯狀細(xì)胞、IL-4、IL-13、IL-17A、RBPJ 蛋白、Notch1均低于哮喘模型組，IFN-γ 水平高于模型組，提示化痰活血方可通過Notch信號(hào)通路影響CD4+Th細(xì)胞亞群，特別是Th2細(xì)胞的活化，從而改善哮喘小鼠的氣道炎癥情況。

4 小結(jié)與展望

支氣管哮喘歸屬于中醫(yī)“哮病”“喘鳴”“上氣”等范疇，中醫(yī)從痰、瘀、虛論治，統(tǒng)調(diào)五臟，中藥能夠通過多成分、多靶點(diǎn)干預(yù)Notch信號(hào)通路，影響多種細(xì)胞和細(xì)胞因子，從而達(dá)到抗炎、抗損傷、抗細(xì)胞黏附、保護(hù)氣道、免疫調(diào)節(jié)等效果，起到預(yù)防和治療哮喘的作用。目前，實(shí)驗(yàn)研究多從中藥干預(yù)支氣管哮喘的炎癥反應(yīng)的角度出發(fā)，少有研究中藥對(duì)于氣道重塑和氣道高反應(yīng)性的影響，并且尚不明確中醫(yī)藥是如何通過干預(yù)Notch通路來影響免疫功能。并且中藥對(duì)Notch通路中上下游分子和相關(guān)通路的影響尚不清楚。

在上述實(shí)驗(yàn)研究中也存在研究對(duì)象較少，主要集中在中藥單體；研究樣本量小，可信度低；缺乏更準(zhǔn)確的藥理作用機(jī)制研究，如中藥提取物與生物靶點(diǎn)的結(jié)合與作用、方藥中各成分的協(xié)同作用等問題，也沒有從網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的角度研究。并且中醫(yī)的辨證論治的優(yōu)勢(shì)沒有充分體現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)研究采用的動(dòng)物模型相對(duì)單純，對(duì)通過干預(yù)Notch通路影響各個(gè)證型的大鼠哮喘模型的實(shí)驗(yàn)研究較少。

中醫(yī)認(rèn)為，哮喘的病機(jī)主要是由于“夙根”“宿痰”內(nèi)伏于肺，在西醫(yī)治療中，沒有“化痰”的作用，而化痰是中藥治療哮喘的優(yōu)勢(shì)，然而中藥治療哮喘的研究主要集中在抗炎、抗纖維化，對(duì)“化痰”作用少有實(shí)驗(yàn)和臨床研究。因此，通過分子生物學(xué)、網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)等現(xiàn)代技術(shù)，從中藥提取物和復(fù)方入手，深入分析中藥活性成分與其分子靶點(diǎn)和藥理作用機(jī)制之間的關(guān)系為日后努力和發(fā)展的方向，為臨床上尋找更經(jīng)濟(jì)、更有效的治療手段提供理論依據(jù)。

利益沖突：所有作者均聲明不存在利益沖突。