總黃酮類化合物基于TGF-β/Smad信號(hào)通路抗肝纖維化的研究進(jìn)展

歸閃華，羅昊翔

(1. 右江民族醫(yī)學(xué)院2019級(jí)臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)2班，廣西 百色 533000；2. 右江民族醫(yī)學(xué)院，廣西 百色 533000)

近年來(lái)，TGF-β/Smad信號(hào)通路已成為多種疾病的研究熱點(diǎn)。肝纖維化是肝損傷修復(fù)中的一種代償性病變，在長(zhǎng)期的損傷-修復(fù)-損傷過(guò)程中，形成肝纖維化甚至發(fā)展為肝硬化或肝癌。延遲或逆轉(zhuǎn)肝纖維化發(fā)展，及早控制肝纖維化可以降低病變嚴(yán)重程度的發(fā)生率。中草藥治療肝纖維化是我國(guó)的特色和優(yōu)勢(shì)，許多中藥去除某些氧自由基和抗氧化劑、促進(jìn)肝細(xì)胞再生，增加肝血流量，改善肝臟微循環(huán)、缺血、缺氧情況，這有助于改善和緩解肝纖維化。所以如何通過(guò)藥物有效防治肝纖維化是亟待解決的問(wèn)題?？傸S酮抑制TGF-β/Smad信號(hào)通路的表達(dá)影響肝纖維化發(fā)展，本文從分子角度綜述常見(jiàn)的總黃酮類化合物基于TGF-β/Smad信號(hào)通路抗肝纖維化，為其在肝纖維化的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)研究中提供理論依據(jù)。

1 TGF-β/Smad信號(hào)通路與肝纖維化

1.1 TGF-β蛋白超家族與肝纖維化 轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β(Transforming Growth Factor-β，TGF-β)屬多肽超家族，生物學(xué)活性廣泛復(fù)雜，主要調(diào)控細(xì)胞增殖分化[1]。脊椎動(dòng)物特有的TGF-β有3種亞型，即TGF-β1、TGF-β2及TGF-β3[2]。轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β1屬?gòu)?qiáng)大的纖維化因子[3]，于肝纖維化的過(guò)程中發(fā)揮重要作用。研究表明，TGF-β1是慢性肝病的中樞調(diào)節(jié)因子，由肝實(shí)質(zhì)和非實(shí)質(zhì)細(xì)胞分泌；TGF-β1是肝再生的負(fù)調(diào)節(jié)因子，抑制肝細(xì)胞增殖，當(dāng)TGF-β1持續(xù)高表達(dá)，將會(huì)抑制肝細(xì)胞再生[4]，貫穿于肝臟疾病進(jìn)展的所有階段，從早期炎癥和纖維化到肝損傷、肝硬化和肝癌[5]。

1.2 Smads蛋白家族與肝纖維化 在TGF-β信號(hào)通路中，Smads蛋白是一種Ⅰ型磷酸化受體蛋白，直接對(duì)TGF-β產(chǎn)生作用[6]。在脊椎動(dòng)物中，Smad蛋白可分為：R-Smads(Smad1、Smad2、Smad3、Smad5 and Smad8)、CoSmads(Smads，如Smad4 and Smad10)和I-Smads(Smad6和Smad7)[7]。研究表明[8]，HSC(肝星形細(xì)胞)在TGF-β1刺激后，其胞內(nèi)Smad2、Smad3大量磷酸化，與Smad4形成異聚體復(fù)合物并遷移至細(xì)胞核，與序列特異的DNA結(jié)合，誘導(dǎo)基因轉(zhuǎn)錄，激活血纖維蛋白酶原激活劑抑制因子，影響肝星形細(xì)胞向肌成纖維細(xì)胞的轉(zhuǎn)化，使纖維化不斷加劇。TGF-β、TGF-β受體以及Smads分子都是參與肝纖維化發(fā)展的信號(hào)分子，Smad2是肝纖維化發(fā)生的主要信號(hào)蛋白，而Smad7根源上阻斷了R-Smad蛋白的磷酸化，可在肝纖維化的過(guò)程中起調(diào)節(jié)作用[9]。

1.3 TGF-β/Smad信號(hào)通路與肝纖維化的關(guān)系 肝臟中細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)生成和降解不均衡導(dǎo)致纖維蛋白異常沉積致并致肝纖維化[10]。肝纖維化的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)表現(xiàn)在，肝星形細(xì)胞被子TGF-β1的激活后，再分泌TGF-β1，反復(fù)循環(huán)使TGF-β1增加以致更多的HSC被激活[11]。國(guó)內(nèi)外實(shí)驗(yàn)研究表明，抑制肝組織中的TGF-β1 /Smads信號(hào)通路的表達(dá)，對(duì)肝星形細(xì)胞和肝纖維化有一定的影響作用，并最終影響肝纖維化的發(fā)生。TGF-β的生物學(xué)作用需要激活 Smad2 和 Smad3 蛋白，TGF-β通路經(jīng)轉(zhuǎn)錄因子介導(dǎo)受體激活并完成膜核信號(hào)傳導(dǎo)。TGF-β與絲氨酸/蘇氨酸跨膜蛋白激酶結(jié)合使Smads蛋白激活和磷酸化。TGF-β/Smads通路有兩種狀態(tài)[12]：①基礎(chǔ)狀態(tài)，配體不存在或作為潛因子存在，Smads蛋白通過(guò)核孔在細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核之間轉(zhuǎn)運(yùn)和傳遞信號(hào)。②激活狀態(tài)，配體存在且與TGFβR-Ⅰ和TGFβR-Ⅱ受體直接結(jié)合，或當(dāng)共受體存與受體結(jié)合，TGFβR-Ⅱ激酶磷酸化TGFβR-Ⅰ的GS域，TGFβR-Ⅰ特異性識(shí)別R-Smad蛋白受體磷酸化并激活下游信號(hào)分子后，磷酸化的R-Smad與Smad4形成三聚體復(fù)合物穿梭入細(xì)胞核[13]，激活的Smads復(fù)合物受系統(tǒng)發(fā)育轉(zhuǎn)錄因子的信號(hào)驅(qū)動(dòng)，與數(shù)百個(gè)相互作用的因子轉(zhuǎn)錄，并與基因座結(jié)合，調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄。綜上所述，TGFβR-Ⅰ特異性識(shí)別磷酸化的R-Smad蛋白并在肝纖維化中發(fā)揮重要作用。

2 植物總黃酮對(duì)TGF-β/Smads信號(hào)通路作用在肝纖維化的影響

總黃酮以C6-C3-C6結(jié)構(gòu)為基本母核的天然衍生物，治療肝纖維化具有重要作用，作用靶點(diǎn)主要是抑制TGF-β1/Smad3信號(hào)通路。在植物中，總黃酮主要以糖苷衍生物的形式存在，糖基化位點(diǎn)通常是C-3和 C-7，糖苷類包括葡萄糖苷、槲皮素、鼠李糖、半乳糖等，其中葡萄糖苷、槲皮素最為常見(jiàn)[14]。本文著重論述沙苑子、鬼針草、垂盆草、藤茶等類黃酮對(duì)肝纖維化的作用。

2.1 沙苑子總黃酮 沙苑子對(duì)小鼠急性肝損傷有保護(hù)作用[15]，改善肝纖維化，與抑制肝星形細(xì)胞活化及細(xì)胞因子TGF-β1表達(dá)有關(guān)，TGF-β1刺激HSCs-T6磷酸化Smad3、Smad7蛋白表達(dá)，沙苑子總黃酮通過(guò)抑制Smad3蛋白磷酸化，提高Smad7蛋白水平，通過(guò)此機(jī)制改善和逆轉(zhuǎn)肝纖維化。李紅俠等[16]在此基礎(chǔ)上更進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)沙苑子總黃酮保護(hù)肝組織可能與其抗氧化、抑制炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)活化、減少膠原生成及調(diào)控TGF-β/Smad信號(hào)通路有關(guān)。沙苑子總黃酮類有沙苑苷 A(complanatoside A)和沙苑苷 B(complanatoside B)、沙苑子新苷(neocomplanoside)和沙苑子楊梅苷(myricomplanoside)等[17]，此類中藥的黃酮類結(jié)構(gòu)主要是鼠李糖，沙苑苷A與沙苑苷B均對(duì)抗肝纖維化有作用。

2.2 鬼針草總黃酮 鬼針草總黃酮(TFB)主要包括金絲桃苷、槲皮素、槲皮素-7-O-鼠李糖、木犀草素等[18]。研究發(fā)現(xiàn)[19]鬼針草總黃酮降低大鼠血清中的ALT、AST、HA、PCⅢ、CⅣ、TNF-α、IL-1β的含量，改善肝組織Hyp、MDA、SOD、GSH-Px等活性，明顯改善大鼠肝纖維化。相關(guān)研究報(bào)道TFB控制TGF-β1 /Smad信號(hào)通路，肝組織中TGF-β1表達(dá)下降，同時(shí)Smad2和Smad3蛋白表達(dá)減少，最終影響肝纖維化的發(fā)生與轉(zhuǎn)歸[20]。在鬼針草總黃酮類中，發(fā)揮抗肝纖維化藥效主要是槲皮素。

2.3 垂盆草總黃酮 垂盆草總黃酮(SSTF)，抑制細(xì)胞因子的表達(dá)及降低小鼠血清谷氨轉(zhuǎn)氨酶和天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶的濃度，對(duì)肝臟有明顯的保護(hù)作用[21-23]。林遠(yuǎn)燦等[24-25]實(shí)驗(yàn)表明，SSTF抑制Smads蛋白表達(dá)、激活肝星形細(xì)胞改善大鼠肝纖維化；在前者實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，大鼠肝纖維化模型中的SSTF抑制TGF-β1 mRNA的表達(dá)，并增加Smad7蛋白mRNA的表達(dá)，減輕四氯化碳誘導(dǎo)大鼠肝纖維化的程度，達(dá)到控制其發(fā)展的效果。結(jié)果表明，SSTF可干擾 TGF-β1/Smad信號(hào)通路改善肝纖維化。LIN Y C等[26]認(rèn)為垂盆草總黃酮抑制TGF-βR-Smad信號(hào)通路活性及上皮間質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化，調(diào)控信號(hào)通路和細(xì)胞控制肝纖維化。綜上所述，SSTF抑制TGF-β/TGF-βR/Smad信號(hào)通路和抑制肝星狀細(xì)胞的活化，抗肝纖維化有顯著療效。木犀草素、山柰素、槲皮素等是垂盆草主要黃酮類化合物，發(fā)揮藥效的結(jié)構(gòu)為垂盆草苷、金絲桃苷、槲皮素、葡萄糖苷等[27-28]。

2.4 藤茶總黃酮 研究表明藤茶總黃酮具有保肝護(hù)肝、降酶、抗肝硬化等作用[29]。目前，張文濤等[30]研究不同濃度藤茶總黃酮不同控制程度抑制或者促進(jìn)肝臟組織中 TGF-G1、Smad2、Smad4、Smad7 蛋白表達(dá)，即藤茶總黃酮5 ng/mL TGF-β1能明顯促進(jìn)HSC-T6細(xì)胞增殖，但經(jīng)藤茶總黃酮處理后，HSC-T6細(xì)胞的增殖被顯著抑制。同時(shí)抑制a-平滑激動(dòng)蛋白(a-SMA)的表達(dá)，抑制ColⅠ，加快ECM分解，減少異常組織沉積，改善肝纖維化程度。藤茶總黃酮最主要發(fā)揮主要藥效成分是二氫楊梅素(dihydromyricetin，DHM)[31]。

2.5 荔枝核總黃酮 李玉鳳等[32]認(rèn)為荔枝核總黃酮對(duì)肝臟有保護(hù)作用。蔣云霞等[33]在此研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)該植物總黃酮特異性通過(guò)調(diào)節(jié)肝臟組織Smad7 mRNA表達(dá)，抑制TGF-β1和Smad3 mRNA表達(dá)，抑制HSC活化，減少ECM的沉積，控制大鼠肝纖維化病變過(guò)程。黃旭平等[34]發(fā)現(xiàn)荔枝核總黃酮抑制TGF-β R表達(dá)及肝星狀細(xì)胞的增殖和活化，并減少膠原含量，對(duì)肝纖維化有治療作用。荔枝核中的黃酮類成分主要有黃酮醇類、花色素類和黃烷酮類及喬松素-7-O-β-D-葡萄糖苷、山柰酚-3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷、金粉蕨素、槲皮素，發(fā)揮藥效的結(jié)構(gòu)為葡萄糖苷類和槲皮素[35]。

2.6 豹皮樟總黃酮 朱鵬里等[36]發(fā)現(xiàn)豹皮樟總黃酮(TFLC)對(duì)肝纖維化大鼠有良好的治療作用。目前研究認(rèn)為[37]TFLC可預(yù)防及抗CCl4誘導(dǎo)的大鼠肝纖維化，模型大鼠肝纖維化致肝內(nèi)TGF-β1和外周血瘦素、TGF-β受體、Smad3、mRNA蛋白表達(dá)增強(qiáng)；在使用TFLC后，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示TFLC明顯抑制肝纖維化大鼠外周血瘦素、TGF-β1、TGF-β受體、Smad3、瘦素受體的表達(dá)。TFLC下調(diào)瘦素及其受體、抑制TGF-β1/Smad信號(hào)通路預(yù)防肝纖維化。豹皮樟總黃酮結(jié)構(gòu)類型有山柰酚、槲皮素 -3-O-β-D- 葡萄糖苷及山柰酚 -3-O-β-D- 葡萄糖苷等，發(fā)揮藥效的是葡萄糖苷及槲皮素[38]。

2.7 玉郎傘總黃酮 我國(guó)學(xué)者發(fā)現(xiàn)玉郎傘有保肝護(hù)肝作用，常用于調(diào)理肝臟[39]。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)玉郎傘總黃酮(YLSF)對(duì)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)肝纖維化有逆轉(zhuǎn)作用，能緩解CCl4所致的肝細(xì)胞損傷，抑制大鼠肝組織中TGF-β1、TIMP-1、Ⅰ型膠原mRNA表達(dá)，通過(guò)抑制細(xì)胞因子表達(dá)控制CCl4所致的肝纖維化，YLSF抑制TGF-β1的表達(dá)起抗肝纖維化的作用[40]。玉郎傘黃酮結(jié)構(gòu)類型有cis-2，6-二甲氧基查爾酮(YLSA)和cis-17-甲氧基-7-羥基-苯駢呋喃查爾酮(YLSB)，發(fā)揮抗肝纖維化作用。

3 展望

國(guó)內(nèi)外學(xué)者基于TGF-β/Smad信號(hào)通路對(duì)抗肝纖維化已有多項(xiàng)研究，對(duì)該機(jī)制的研究取得了令人滿意的結(jié)果。TGF-β因子在肝纖維化發(fā)展中扮演重要角色，總黃酮對(duì)抗肝纖維化是有顯著效果。主要機(jī)制是總黃酮抑制肝組織中的TGF-β表達(dá)，從而調(diào)控Smads的信號(hào)傳導(dǎo)。本文從分子信號(hào)通路角度分析，總黃酮類植物調(diào)控TGF-β/Smad信號(hào)通路抗肝纖維化的治療進(jìn)行了論述。進(jìn)一步在分子水平探討了植物提取物總黃酮對(duì)TGF-β/Smad信號(hào)通路在轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程中的作用。隨著對(duì)肝纖維化、肝硬化機(jī)制研究的不斷深入，中醫(yī)藥對(duì)其發(fā)病機(jī)制的研究有一定進(jìn)展，中藥具有多靶點(diǎn)、療效好、價(jià)格低廉、安全性高等優(yōu)勢(shì)，在肝纖維化、肝硬化治療效果與作用機(jī)制的研究方面，具有十分廣闊的前景與深入挖掘價(jià)值。肝纖維化的病因極其復(fù)雜，傳統(tǒng)草藥對(duì)肝纖維化機(jī)制的研究取得了一定進(jìn)展，但仍缺乏多樣本、規(guī)范化的臨床研究。臨床上缺乏基于TGF-β1/Smads信號(hào)通路從肝組織角度治肝纖維化的中醫(yī)藥研究成果，對(duì)于總黃酮基于TGF-β1/Smads信號(hào)通路的相關(guān)研究較少，是否總黃酮類植物都可以調(diào)控TGF-β1/Smads信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)抗肝纖維化，作用機(jī)制尚需進(jìn)一步研究和闡明。