中藥干預(yù)糖尿病胃輕癱胃腸動力信號通路的研究進(jìn)展?

史 敏，張露蓉，江國榮，王 斐△

1 南京中醫(yī)藥大學(xué)附屬蘇州市中醫(yī)醫(yī)院中心實驗室，江蘇 蘇州 215009；2 蘇州市吳門醫(yī)派研究院，江蘇 蘇州 215009

糖尿病胃輕癱（diabetic gastroparesis，DGP）是指糖尿病患者在無機(jī)械性梗阻狀態(tài)下的胃動力障礙及胃排空延遲［1］，是糖尿病較為常見的一種慢性并發(fā)癥。隨著生活質(zhì)量的提高、飲食結(jié)構(gòu)的改變、人口老齡化加速，糖尿病發(fā)病率逐年增長，DGP 作為糖尿病并發(fā)癥，發(fā)病率也隨之增長。病史較長的糖尿患者中有30%～50%存在胃排空延遲［2］，其典型癥狀包括早飽、打嗝、上腹部脹滿不適、嘔吐、惡心等［3］。DGP會直接影響藥物吸收，使血糖難以控制，也會影響營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，導(dǎo)致電解質(zhì)平衡紊亂，影響患者生活質(zhì)量［4］。臨床DGP的治療以降低血糖和促進(jìn)胃動力為目標(biāo)。促胃動力藥物雖然能夠緩解部分癥狀，但總體臨床療效不佳，有些藥物因不良反應(yīng)而被限用。DGP 的發(fā)病機(jī)制較為復(fù)雜，目前已知許多因素，諸如胃腸激素異常、微血管病變、Cajal 間質(zhì)細(xì)胞受損、氧化損傷、自主神經(jīng)病變、胃腸平滑肌病變、免疫功能紊亂及高血糖等參與了DGP的發(fā)生和發(fā)展。

近年來，中醫(yī)藥干預(yù)DGP 的療效有目共睹。中藥復(fù)方注重整體觀及辨證論治，強(qiáng)調(diào)組方配伍，著重于綜合調(diào)節(jié)機(jī)體內(nèi)環(huán)境，在改善患者胃腸動力等方面頗具優(yōu)勢?，F(xiàn)將中醫(yī)藥干預(yù)DGP 相關(guān)胃腸動力信號通路的研究進(jìn)展簡述如下：

1 SCF/c-Kit信號通路

c-Kit 受體是一種由原癌基因c-Kit 編碼的具有酪氨酸激酶活性的跨膜蛋白，又稱干細(xì)胞因子受體，屬于Ⅲ型酪氨酸激酶受體家族。干細(xì)胞因子（stem cell factor，SCF）是c-Kit 的天然配體，在人體的腸道平滑肌細(xì)胞中有表達(dá)［5］。胃排空過程是近端胃、胃竇、幽門和近端小腸的集合性運(yùn)動，該運(yùn)動通過Cajal 間質(zhì)細(xì)胞（interstitial cells of cajal，ICCs）的慢波信號進(jìn)行調(diào)控［6］。ICCs 是位于腸神經(jīng)系統(tǒng)與平滑肌之間的起搏細(xì)胞，呈網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)。在生理情況下ICCs 和胃腸道的運(yùn)動神經(jīng)末梢、平滑肌組成一個功能單位，控制和調(diào)節(jié)胃腸道運(yùn)動［7］，參加胃腸神經(jīng)遞質(zhì)的信號傳遞與基本電節(jié)律調(diào)控［8］。通常c-Kit單體與SCF分子發(fā)生特異性結(jié)合，觸發(fā)同源二聚體化，導(dǎo)致細(xì)胞膜內(nèi)酪氨酸殘基的自動磷酸化，激活第二信號分子，參與ICCs的分化、增殖、表型和功能的維持。

謝黎、竇娟等［9-10］以鏈脲佐菌素（streptozotocin，STZ）結(jié)合高糖高脂喂養(yǎng)制備DGP 大鼠模型，發(fā)現(xiàn)DGP 大鼠胃電節(jié)律紊亂，Cajal 細(xì)胞數(shù)量減少，且SCF mRNA及c-Kit蛋白表達(dá)下降，而給予外源性SCF 能夠改善胃竇平滑肌細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)，上調(diào)SCF mRNA 及c-Kit 蛋白表達(dá)，使Cajal 細(xì)胞數(shù)量增多。證實DGP 胃腸動力減退與SCF/c-Kit信號傳導(dǎo)通路異常有關(guān)。因此，通過SCF/c-Kit信號通路提高機(jī)體內(nèi)源性SCF、c-Kit 表達(dá)，進(jìn)而促進(jìn)Cajal 間質(zhì)細(xì)胞增殖，改善DGP 的胃腸動力，還有待進(jìn)一步研究。郭海洋等［11］采用尾靜脈注射STZ 并采用高脂高糖、饑飽失常法喂養(yǎng)大鼠造模4周，以益氣健脾中藥復(fù)方（香砂六君子湯化裁而來）灌胃4 周后，發(fā)現(xiàn)益氣健脾中藥復(fù)方能夠降低DGP大鼠的空腹血糖，促進(jìn)DGP大鼠的胃排空率和小腸推進(jìn)率，提高血清胃泌素、血漿胃動素及P物質(zhì)（substance P，SP）水平，促進(jìn)SCF、c-Kit蛋白表達(dá)，還能改善DGP大鼠胃竇組織黏膜層腺體和血管分布。證實了益氣健脾中藥復(fù)方通過促進(jìn)胃腸激素分泌及調(diào)控胃竇組織SCF/c-Kit 信號通路改善DGP大鼠胃動力。李慧等［12］研究表明，益氣健脾方能夠促進(jìn)DGP 大鼠胃蠕動，提高胃排空率，增加胃竇ICCs 細(xì)胞含量。此外，養(yǎng)陰和胃法和益氣健脾法代表方藥均能增加DGP 大鼠的胃排空率和胃竇中ICCs 含量，修復(fù)胃腸起搏功能，改善胃動力［13］?？讐魤舻龋?4］研究表明，黃芪建中湯加味可促進(jìn)DGP大鼠c-Kit 蛋白、mSCF 表達(dá)，提高DGP 大鼠c-Kit陽性ICCs含量，改善胃起搏功能，增強(qiáng)胃動力。張豐華等［15］發(fā)現(xiàn)，半夏瀉心湯能夠促進(jìn)DGP大鼠的胃排空率和腸推進(jìn)率，提高胃竇ICCs含量，增加胃竇組織中胃動素、SP含量，認(rèn)為半夏瀉心湯通過促進(jìn)c-Kit表達(dá)調(diào)控胃動力。楊倩等［16］發(fā)現(xiàn)，麻枳化濁方具有降低DGP大鼠血糖的作用，該方還能夠增加小腸推進(jìn)率，提高胃竇部c-Kit陽性細(xì)胞的平均光密度，增加ICCs的數(shù)量，促進(jìn)胃排空。

上述研究表明，養(yǎng)陰和胃法、益氣健脾法治療DGP 效果顯著，能夠上調(diào)SCF 及c-Kit 蛋白表達(dá)，使Cajal 細(xì)胞數(shù)量增多，但是均未對中藥復(fù)方中的有效物質(zhì)基礎(chǔ)進(jìn)行深入研究。后續(xù)可以進(jìn)一步分析有效方藥的效應(yīng)物質(zhì)，并從效應(yīng)物質(zhì)入手，研究SCF/c-Kit 通路上下游的信號分子，尋找有效方藥物質(zhì)基礎(chǔ)及作用機(jī)制。

2 RhoA/ROCK信號通路

RhoA/ROCK 信號通路在機(jī)體內(nèi)廣泛存在，是平滑肌收縮調(diào)節(jié)的重要機(jī)制。RhoA 蛋白通常是以非活化的RhoA-GDP 結(jié)合蛋白形式存在于細(xì)胞質(zhì)中，受到胞外刺激信號后，活化成RhoA-GTP結(jié)合蛋白，激活下游效應(yīng)器，調(diào)節(jié)平滑肌收縮。Rho 激酶（Rho-associated coiled-coil containing kinases，ROCK）是一種絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，作為RhoA 蛋白下游靶效應(yīng)分子［17］，包括Rho 激酶1 和Rho 激酶2。Rho 激酶1 在人體組織中廣泛分布，通過激活下游線粒體途徑誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡；Rho激酶2主要分布于骨骼肌和腦組織中［18-19］，在調(diào)節(jié)細(xì)胞纖維化等方面發(fā)揮作用。目前認(rèn)為RhoA/ROCK通路能夠與多種細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑相互作用，進(jìn)而參與細(xì)胞收縮和分化等調(diào)節(jié)功能。對平滑肌組織的生物學(xué)效應(yīng)，RhoA/ROCK信號通路主要表現(xiàn)為調(diào)節(jié)平滑肌細(xì)胞收縮。近年來，RhoA/ROCK信號通路在DGP中的作用引起了研究者的重視。

萬生芳等［20］研究表明，金芪枳術(shù)湯具有促進(jìn)胃排空和修復(fù)胃竇組織黏膜層損傷的作用，胃竇平滑肌中的Rho 激酶1、Rho 激酶2 及RhoA 表達(dá)增加，表明該作用與RhoA/ROCK 信號通路蛋白表達(dá)調(diào)節(jié)相關(guān)。萬生芳等［21］還發(fā)現(xiàn)，紅芪多糖能夠降低血糖，增加胃排空率、增加胃激素含量，RhoA、肌球蛋白磷酸酶調(diào)節(jié)亞基、磷酸化肌球蛋白磷酸酶調(diào)節(jié)亞基蛋白表達(dá)量顯著增高，認(rèn)為RhoA/ROCK信號通路與紅芪多糖調(diào)節(jié)改善DGP大鼠密切相關(guān)。

上述研究內(nèi)容雖都涉及RhoA/ROCK 信號通路，但目前只處于實驗研究的初步階段，后期一方面可對RhoA/ROCK 信號通路激活的受體開展系列研究，另一方面，可進(jìn)一步尋找明確中醫(yī)藥復(fù)方在RhoA/ROCK信號通路中的有效成分或靶點。

3 COX-2/PGE2通路

環(huán)氧合酶（cyclooxygenase，COX-2）是一種花生四稀酸代謝的關(guān)鍵酶，花生四稀酸發(fā)生催化反應(yīng)產(chǎn)生前列腺素（prostaglandin，PG），從而參與機(jī)體的多種病理生理過程。正常狀態(tài)機(jī)體COX-2低表達(dá)，一旦受到刺激后便迅速表達(dá)合成，參與多種病理生理反應(yīng)過程。COX-2 抑制劑能顯著改善由glucagon 誘導(dǎo)的急性胃輕癱模型的胃排空［22］，也可改善結(jié)腸平滑肌收縮功能及胃腸動力。PGE2是胃腸道重要的PG，能夠調(diào)節(jié)胃腸道平滑肌收縮功能，過量則會引起胃竇異常的高頻率慢波，包括PGE2受體EP1 亞型、EP2 亞型、EP3 亞型、EP4 亞型。激活的PGE2受體可刺激腺苷酸環(huán)化酶生成，增加胞內(nèi)環(huán)磷酸腺苷表達(dá)，使胞內(nèi)鈣離子增加，參與平滑肌正常狀態(tài)的維持。廖慶娟等［23］觀察腹腔注射STZ 并高糖高脂飼料飼養(yǎng)的DGP 大鼠，發(fā)現(xiàn)DGP 大鼠的胃竇平滑肌細(xì)胞COX-2 mRNA、COX-2 及PGE2表達(dá)水平均明顯升高，證實DGP 胃腸動力減退與COX-2/PGE2通路異常有關(guān)，可以通過下調(diào)COX-2/PGE2信號通路改善DGP的胃排空。

高血糖可降低抗氧化酶的防御功能，使得活性氧自由基損傷細(xì)胞和組織，糖代謝紊亂可能與氧化應(yīng)激有關(guān)。COX-2、PGE2與活性氧自由基密切相關(guān)。COX-2 通過增加氧化應(yīng)激能夠引起胰島素抵抗，進(jìn)而延緩胃排空［24］。中藥干預(yù)COX-2/PGE2信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的研究尚未見報道。DGP 時高血糖仍時有發(fā)生，通過調(diào)控COX-2/PGE2通路，探討中藥改善DGP 大鼠的機(jī)制，一方面符合DGP 的發(fā)生過程，另一方面也符合中藥復(fù)方治療DGP 能夠同時改善血糖和促進(jìn)胃腸動力的多成分多靶點特點。

4 TGF-β1/TIMP-2信號通路

轉(zhuǎn)化生長因子β1（transforming growth factor beta 1，TGF-β1）是一種多功能的蛋白多肽，參與細(xì)胞生長分化、免疫調(diào)節(jié)及細(xì)胞外基質(zhì)合成過程，與組織纖維化關(guān)系密切。TGF-β1阻止細(xì)胞外基質(zhì)降解，進(jìn)而調(diào)節(jié)基質(zhì)金屬蛋白酶和基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑，廣泛參與體內(nèi)各種病理生理過程。胃組織纖維化可能是DGP 發(fā)生發(fā)展的機(jī)制之一。組織纖維化延誤降糖藥物的正常吸收利用，使得血糖控制不足，從而影響降糖藥發(fā)揮作用；組織纖維化使結(jié)締組織增多，引起組織結(jié)構(gòu)和功能變化。而長期血糖水平控制不好會加劇胃組織纖維化進(jìn)程，加劇組織功能異常，導(dǎo)致胃動力不足［25］。因此，胃腸道形態(tài)學(xué)和生物學(xué)修復(fù)在DGP的治療中具有重要作用［26］。張默函等［27］以STZ誘導(dǎo)建立DGP糖尿病大鼠，澤蘭組大鼠較模型組的胃內(nèi)色素殘留率較少，胃腸推進(jìn)率較高，TGF-β1和TIMP-2表達(dá)降低，提示DGP 胃腸動力減退與TGF-β1/TIMP-2 通路異常有關(guān)，可以通過下調(diào)TGF-β1/TIMP-2 信號通路，抑制胃平滑肌組織纖維化，改善DGP 的胃排空。

從TGF-β1/TIMP-2 信號通路探討中藥對DGP的胃腸動力信號通路研究的文獻(xiàn)目前并不多見。DGP 導(dǎo)致的胃腸動力不足除了從信號分子——胃腸激素、胃腸平滑肌細(xì)胞的異常角度開展研究，還可從抑制胃平滑肌組織纖維化角度開展研究。而機(jī)體能量代謝相關(guān)的調(diào)節(jié)酶較多，后期還可從能量代謝酶角度開展研究。

5 AMPK/mTOR/AKT信號通路

雷帕霉素蛋白（mammalian target of rapamycin，mTOR）包括雷帕霉素復(fù)合 物1（mTOR complex 1，mTORC1）和雷帕霉素復(fù)合物2（mTOR complex 2，mTORC2）［28］。mTORC1 通過激活下游的蛋白，參與組織蛋白合成等過程，調(diào)節(jié)細(xì)胞周期進(jìn)程。mTORC1 由mTOR、Raptor 和mLST8 構(gòu)成，其中Raptor 是mTORC1 調(diào)控相關(guān)蛋白質(zhì)，能夠促進(jìn)mTORC1 的底物募集［29］。mTORC2 通過AMPK 調(diào)節(jié)代謝，參與調(diào)節(jié)葡萄糖代謝，它也有3 個核心組件，包含mTOR、Rictor 及mLST8。Raptor、Rictor 是mTOR 的兩個特征蛋白。近年來隨著研究的深入，AMPK/mTOR/AKT 信號通路在DGP 胃平滑肌細(xì)胞能量代謝方面的作用也開始受到重視。

韓功帥等［30］通過糖尿病大鼠模型觀察DGP 發(fā)生過程胃平滑肌組織變化，發(fā)現(xiàn)隨著病程延長逐漸增加，糖尿病組胃平滑肌組織丙二醛逐漸增加，總超氧化物歧化酶、過氧化氫酶逐漸下降，微管相關(guān)蛋白輕鏈3Ⅱ相對表達(dá)量逐漸增高。phospho-AMPK 相對表達(dá)隨病程延長逐漸增加，糖尿病組的phospho-mTOR 相對表達(dá)較增加，而糖尿病6 周組的相對表達(dá)較糖尿病4周組降低，認(rèn)為DGP發(fā)生過程中，AMPK-TSC2-mTOR 參與了氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的胃平滑肌組織自噬的發(fā)生，DGP 發(fā)生初期mTOR 作用不明顯，而隨著病程延長，mTOR 調(diào)控作用得以顯現(xiàn)。孫棪等［31］在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究mTORC1 與mTORC2 在DGP 發(fā)病過程的變化，糖尿病6 周、8 周大鼠的ADP、ADP/ATP 的含量升高，而能荷降低，Rictor蛋白表達(dá)逐漸升高?？梢奃GP發(fā)病過程中mTORC1 與mTORC2 信號通路變化導(dǎo)致了胃竇平滑肌能量代謝紊亂。張默函等［32］利用STZ 腹腔給大鼠造模，觀察不同時間DGP 大鼠的胃竇平滑肌細(xì)胞IGF-1、PI3K、p-Akt 蛋白的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)DGP 大鼠的IGF-1、PI3K、p-AKT蛋白表達(dá)逐步降低。

尚未查閱到中藥在本信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路干預(yù)作用開展的中的相關(guān)研究。除此之外，還關(guān)于DGP 基于凋亡信號通路、腸道黏膜免疫應(yīng)答方面［33-34］等方面的基礎(chǔ)研究。綜上所述，中藥復(fù)方具有調(diào)節(jié)DGP 胃腸動力的作用，大量文獻(xiàn)已經(jīng)從不同角度探討中藥干預(yù)DGP 的作用機(jī)制，SCF/c-Kit、RhoA/ROCK 等信號通路參與了DGP 發(fā)生發(fā)展過程。但是，從現(xiàn)有的研究來看，大多數(shù)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路都存在一致性的上調(diào)或下調(diào)作用。眾所周知，人體是一個復(fù)雜的生物系統(tǒng)，對胃腸動力的調(diào)控作用是否還存在雙向調(diào)節(jié)機(jī)制，結(jié)合臨床患者高血糖和低血糖兩種不同狀態(tài)的交互困擾，需要研究者結(jié)合臨床特征進(jìn)一步開展研究。此外，從細(xì)胞水平角度探討中藥復(fù)方治療DGP 機(jī)制的研究報道較少，這或許與DGP體外細(xì)胞模型的缺少有關(guān)。

6 討論

DGP 屬于祖國醫(yī)學(xué)“消渴”“痞滿”“胃緩”等范疇，中醫(yī)認(rèn)為“不能食而消”，《丹溪心法》指出：“中氣虛弱，不能運(yùn)化精微為痞者；有飲食痰飲不能施化為痞者?！薄鹅`樞·五癃津液別》篇認(rèn)為：“中熱消谷……腸胃充郭，故胃緩?！辟谛×郑?5］認(rèn)為，中焦氣機(jī)逆亂，脾胃功能失常是DGP 的基本病機(jī)。目前中藥復(fù)方采用辛開苦降、溫陽散寒、益氣健脾、降逆和胃、化痰下氣等治法改善胃腸動力不足。臨床治療DGP 的西藥有胃復(fù)安、莫沙必利等，這些藥物以對癥治療為主，臨床療效欠佳，患者會出現(xiàn)諸如昏睡、肝腎損害等不良反應(yīng)。中藥在提高臨床療效、緩解癥狀等方面優(yōu)于西藥，而且價格低廉。隨著現(xiàn)代分子生物學(xué)等學(xué)科的不斷發(fā)展、應(yīng)用，以及對DGP認(rèn)識的不斷深入，發(fā)現(xiàn)中醫(yī)藥干預(yù)DGP通過調(diào)控血糖水平、改善胃腸平滑肌病變、修復(fù)ICCs細(xì)胞含量、調(diào)節(jié)免疫功能等途徑發(fā)揮作用。

中藥復(fù)方干預(yù)DGP 的基礎(chǔ)研究已經(jīng)逐漸受到越來越多專家和學(xué)者的重視，雖然目前取得一定成績，尚存在一些問題有待進(jìn)一步解決：1）DGP 的發(fā)病機(jī)制研究還不夠系統(tǒng)，有待進(jìn)一步完善，缺乏從整體角度對發(fā)病機(jī)制和療效機(jī)制開展系統(tǒng)評價，如多個指標(biāo)或因子之間相互作用、多個指標(biāo)與不同癥狀的調(diào)節(jié)作用等；2）DGP 動物模型是以特殊藥物、特殊膳食喂養(yǎng)等方式構(gòu)建的胰島素抵抗模型基礎(chǔ)上建立，缺乏與中醫(yī)證型相結(jié)合的模型研究，DGP動物模型雖然再現(xiàn)DGP的高血糖和胃腸動力不足，但和臨床癥狀仍有一定差異，尚未能表現(xiàn)DGP 的其他癥狀，如早飽、惡心、嘔吐及低血糖現(xiàn)象等；3）中藥材目前還存在產(chǎn)地和炮制方法而導(dǎo)致的有效成分不同的問題，服用后體內(nèi)代謝的差異亦會導(dǎo)致臨床指標(biāo)效應(yīng)的差異，因此后期對復(fù)方機(jī)制深入研究可明確復(fù)方中各藥的基源和炮制方法；4）基于中藥復(fù)方多成分多靶點的特點，目前DGP 復(fù)方研究多集中于相關(guān)指標(biāo)的變化，或?qū)δ硹l信號通路的影響，而對具體成分及作用靶點的研究還不深入；可進(jìn)一步結(jié)合臨床療效，開展符合辨證論治和遣方用藥規(guī)律的物質(zhì)基礎(chǔ)研究，探尋復(fù)方的物質(zhì)基礎(chǔ)和作用機(jī)理；5）DGP 暫無明確的療效判定標(biāo)準(zhǔn)，觀測指標(biāo)研究深度不足，實驗結(jié)果可重復(fù)性不強(qiáng)，從而影響機(jī)制闡述的可信性。針對以上問題，仍需要進(jìn)一步深入開展系統(tǒng)研究，在今后的實驗研究中尤其應(yīng)該將動物實驗和臨床研究充分結(jié)合，借助現(xiàn)代分子生物學(xué)手段，深入探討中藥干預(yù)DGP 胃動力的調(diào)控機(jī)制，為闡明中醫(yī)藥防治DGP提供理論和實驗基礎(chǔ)。