姜黃素治療腎間質(zhì)纖維化分子機(jī)制研究進(jìn)展

陳欠欠 ，朱鳳閣，陳香美 *

1.廣東藥科大學(xué)中藥學(xué)院，廣東 廣州 510006

2.解放軍總醫(yī)院 腎臟病科，全軍腎臟病研究所，腎臟疾病國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，國(guó)家慢性腎病臨床醫(yī)學(xué)研究中心，腎臟疾病研究北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100853

慢性腎臟?。╟hronic kidney disease，CKD）的患病率逐年遞增，如今已成為一個(gè)重大公共衛(wèi)生問(wèn)題。CKD 的預(yù)后不佳，給患者和社會(huì)帶來(lái)沉重負(fù)擔(dān)[1]。目前尚沒(méi)有特異性藥物能夠阻止CKD 向終末期腎?。╡nd stage renal disease，ESRD）的演變[2]。腎臟纖維化是CKD 和ESRD 的主要病理特征，包括腎小球纖維化和腎小管間質(zhì)纖維化［腎間質(zhì)纖維化（renal interstitial fibrosis，RIF）］。RIF 的病理表現(xiàn)有腎小管萎縮或擴(kuò)張、膠原蛋白和細(xì)胞外基質(zhì)（extracellular matrix，ECM）沉積[3]。RIF 的發(fā)病機(jī)制極為復(fù)雜，其過(guò)程涉及多條信號(hào)通路，目前認(rèn)為肌成纖維細(xì)胞過(guò)度產(chǎn)生ECM 是纖維化發(fā)生和進(jìn)展的主要原因。

姜黃Curcuma longaL.是一種藥食兩用的傳統(tǒng)藥材，已有幾千年廣泛應(yīng)用的歷史，是常用的調(diào)味品和天然色素[4]。我國(guó)傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)典籍中關(guān)于姜黃的記載最早可追溯到唐代的《新修本草》[5]?！侗静萁?jīng)疏》中記載：“姜黃其味苦，辛香燥烈然苦能泄熱，辛可散結(jié)，可破血除風(fēng)熱，消癰腫，郁金之藥也”。姜黃素約占姜黃主要提取物的70%[6]，是姜黃發(fā)揮藥理作用的主要活性成分[7]，具有抗炎[8-11]、抗菌、抗纖維化[12-14]和免疫調(diào)節(jié)[15-16]等作用。姜黃素可用于治療多種慢性疾病包括自身免疫性疾病[17-18]、心血管疾病[19-21]、神經(jīng)性系統(tǒng)疾病[22-23]及腫瘤[24]。目前有多項(xiàng)與姜黃素相關(guān)的臨床研究，包括慢性腎臟病[25]、囊性纖維化[26]、口腔黏膜纖維化[27]、骨關(guān)節(jié)炎[28]和炎癥性腸病[29]等。本文從抑制炎癥反應(yīng)、抗氧化應(yīng)激和抑制腎小管上皮細(xì)胞-間充質(zhì)轉(zhuǎn)變（epithelial-mesenchymal transition，EMT）等分子機(jī)制方面歸納總結(jié)了姜黃素治療RIF 的重要信號(hào)通路，為治療CKD 提供新視角。

1 抑制炎癥反應(yīng)

炎癥因子是纖維化啟動(dòng)和發(fā)展的重要因素[30]，持續(xù)的炎癥刺激會(huì)觸發(fā)腎小管上皮細(xì)胞活化和炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)[31]。已有多種腎臟纖維化的動(dòng)物研究提示，姜黃素具有調(diào)節(jié)多種炎癥因子的表達(dá)，減少炎癥性巨噬細(xì)胞募集的作用。

1.1 抑制核因子-κB（nuclear factor-κB，NF-κB）信號(hào)通路

NF-κB 通路激活能夠誘導(dǎo)一系列促炎介質(zhì)的表達(dá)，參與慢性炎癥的發(fā)展，進(jìn)而促進(jìn)纖維化進(jìn)展[32]。研究者在糖尿病腎?。╠iabetic nephropathy，DN）模型中發(fā)現(xiàn)，姜黃素通過(guò)減少NF-κB 抑制因子α（inhibitor α of NF-κB，IκBα）的降解抑制NF-κB 活性，阻斷巨噬細(xì)胞中NF-κB p65 亞基的磷酸化，降低了細(xì)胞間黏附因子-1（intercellular adhesion molecule-1，ICAM-1）蛋白的表達(dá)，從而抑制炎癥細(xì)胞的浸潤(rùn)，減輕纖維化[33-34]，這一結(jié)果也在脂多糖誘導(dǎo)的膿毒癥小鼠模型中得到印證[35]。在大鼠急性腎損傷（acute kidney injury，AKI）模型中，姜黃素能夠抑制IκBα 的降解，使NF-κB 表達(dá)及腫瘤壞死因子-α（tumour necrosis factor-α，TNF-α）、白細(xì)胞介素-1β（interleukin-1β，IL-1β）、IL-6 等炎癥因子生成減少，進(jìn)而延緩CKD 的進(jìn)展[36]。在轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β1（transforming growth factor-β1，TGF-β1）誘導(dǎo)的人源腎小管上皮HK-2 細(xì)胞體外實(shí)驗(yàn)中，TGF-β1 促使p65 從細(xì)胞質(zhì)到細(xì)胞核的磷酸化和核易位變化，同時(shí)IκBα 在細(xì)胞質(zhì)中發(fā)生降解，姜黃素能夠部分抑制上述過(guò)程[37]。

1.2 抑制NOD 樣受體熱蛋白結(jié)構(gòu)域相關(guān)蛋白3（NOD-like receptor thermal protein domain associated protein 3，NLRP3）信號(hào)通路

NLRP3 是一種炎癥小體，能夠調(diào)控促炎因子IL-1β 和IL-18 的產(chǎn)生[38]。NLRP3-/-小鼠在進(jìn)行單側(cè)輸尿管梗阻術(shù)（unilateral ureteral obstruction，UUO）后相較于野生型小鼠表現(xiàn)出腎小管損傷、炎癥和纖維化程度減輕的現(xiàn)象[39]；當(dāng)受到NLRP3 激動(dòng)劑的刺激時(shí)，腎臟線粒體功能受到影響，導(dǎo)致線粒體產(chǎn)生大量的活性氧，進(jìn)而觸發(fā)NLRP3 炎性小體的形成并促進(jìn)炎性介質(zhì)（IL-1β 和IL-18）的釋放[40]，這表明NLRP3 對(duì)于腎臟疾病發(fā)展有重要影響。在由草酸鹽或腺嘌呤通過(guò)飲食誘導(dǎo)的結(jié)晶性腎病小鼠模型中，藥理性抑制NLRP3，能夠達(dá)到與遺傳性NLRP3缺陷一樣的減輕腎臟炎癥和纖維化的效果[41]。NLRP3缺乏將抑制糖尿病小鼠中TGF-β1 和結(jié)締組織生長(zhǎng)因子（connective tissue growth factor，CTGF）的表達(dá)及Smad3 的激活，減輕RIF[42]。在UUO 大鼠模型中，姜黃素通過(guò)維持線粒體功能，減少線粒體活性氧的產(chǎn)生和mt DNA 的釋放，使蛋白磷酸化水平升高，抑制NLRP3 炎性小體的活性，下調(diào)IL-1β，抑制炎癥反應(yīng)，緩解RIF[43]，這一結(jié)果也反映在DN小鼠模型中[44]。

1.3 抑制單核細(xì)胞趨化蛋白-1（monocyte chemoattractant protein-1，MCP-1）/趨化因子受體2（CC-chemokine receptor 2，CCR2）信號(hào)通路

MCP-1 是一種高效的趨化因子，在多種腎臟疾病的發(fā)病機(jī)制中扮演著關(guān)鍵角色[45]。MCP-1 能夠激活單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞釋放IL-1 和IL-6，并通過(guò)自分泌和旁分泌方式促進(jìn)趨化因子和促炎因子的產(chǎn)生[46]。CCR2 是MCP-1 的同源受體，巨噬細(xì)胞能夠在MCP-1 和CCR2 作用下，遷移到損傷部位，通過(guò)阻斷MCP-1/CCR2 途徑，抑制M1 型炎性巨噬細(xì)胞的募集，延緩腎臟纖維化的進(jìn)展[47-48]；通過(guò)調(diào)節(jié)體內(nèi)MCP-1 水平，可促進(jìn)CCR2 前期的促纖維化和炎癥狀態(tài)，進(jìn)而加快AKI 向CKD 轉(zhuǎn)變[49]。在慢性血清病模型（chronic serum sickness，CSS）中，使用姜黃素（30 mg/kg）治療CSS 模型小鼠5 周后，腎臟組織用定量逆轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈?zhǔn)綌U(kuò)增反應(yīng)分析表明姜黃素阻止了TGF-β1、巨噬細(xì)胞炎癥蛋白-2（macrophage inflammatory protein-2，MIP-2）和MCP-1 表達(dá)的增加，改善了腎功能，減輕腎小球硬化[50]。Jones 等[51]研究發(fā)現(xiàn)，在UUO 模型中，姜黃素顯著抑制了梗阻腎中MCP-1mRNA 的過(guò)表達(dá)，減緩了RIF 的發(fā)展。

2 抗氧化應(yīng)激

研究表明氧化應(yīng)激會(huì)加速腎臟疾病的進(jìn)展[52]。線粒體形態(tài)改變和功能喪失會(huì)導(dǎo)致大量活性氧的產(chǎn)生，從而引發(fā)氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)，加速腎臟纖維化進(jìn)程[53]?；钚匝醯脑龆鄷?huì)導(dǎo)致促纖維化生長(zhǎng)因子，包括TGF-β 和CTGF 的激活，ECM 積聚增加，從而加快RIF 和腎臟硬化的進(jìn)展[54]。在結(jié)構(gòu)上，姜黃素的抗氧化機(jī)制有2 個(gè)方面：一是失去質(zhì)子導(dǎo)致苯氧基自由基的形成，二是其羥基殘基易受到自由基攻擊而直接獲得氫[55-56]。

2.1 還原型輔酶 II（nicotinamide adenine dinucleotide phosphate，NADPH）氧化酶途徑

在DN 大鼠模型中，姜黃素可有效改善蛋白尿、多尿癥狀，改善血清肌酐和血尿素氮清除率，提高腎臟超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）和過(guò)氧化氫酶活性，逆轉(zhuǎn)脂質(zhì)過(guò)氧化增加和還原型谷胱甘肽（glutathione，GSH）降低的趨勢(shì)，進(jìn)而減輕RIF 和腎小球病變[57]。在體內(nèi)外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中，姜黃素通過(guò)將gp91PHOX、p67PHOX、p47PHOX、和p22PHOX特定亞基蛋白的表達(dá)降低至正常水平以抑制NADPH 氧化酶途徑[58]，而NADPH 氧化酶正是產(chǎn)生氧化應(yīng)激相關(guān)分子的主要酶類之一，研究證明，NADPH 氧化酶催化產(chǎn)生的活性氧能夠促進(jìn)TGF-β1介導(dǎo)的生物學(xué)效應(yīng)[59]。在高糖刺激HK-2 細(xì)胞體外模型中，姜黃素預(yù)處理能夠明顯抑制活性氧的產(chǎn)生以及腎小管上皮細(xì)胞向間質(zhì)的轉(zhuǎn)化[60]。

2.2 抑制Wnt/β-連環(huán)蛋白（β-catenin）信號(hào)通路

Wnt/β-catenin 信號(hào)通路在器官發(fā)育、組織穩(wěn)態(tài)和多種疾病過(guò)程中發(fā)揮重要作用[61]。在器官纖維化的發(fā)展中，Wnt 蛋白誘導(dǎo)未定型的間充質(zhì)細(xì)胞分化為上皮細(xì)胞[62]。在UUO 模型中，腎小管上皮細(xì)胞胞質(zhì)和細(xì)胞核中β-catenin 大量積累，并誘導(dǎo)Wnt/βcatenin 靶基因，包括基質(zhì)金屬蛋白酶-7（matrix metalloproteinase-7，MMP-7）、Twist1、纖維連接蛋白基因（fibronectin1，F(xiàn)N1）和c-Myc高度表達(dá)。在DN 大鼠模型中[63]，姜黃素可部分抵消糖尿病對(duì)腎小球Wnt5a基因表達(dá)的抑制，顯著降低高糖誘導(dǎo)的腎小球系膜細(xì)胞中TGF-β1 和FN1 表達(dá)，減輕氧化應(yīng)激反應(yīng)。此外，姜黃素不僅通過(guò)阻止高糖介導(dǎo)的超氧化物合成，而且通過(guò)下調(diào)Wnt/β-catenin 信號(hào)，減輕ECM 的積累和RIF[63]。抑制β-catenin 表達(dá)也能夠減弱TGF-β1 誘導(dǎo)的肌成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化過(guò)程[64]。在DN 小鼠模型和高濃度葡萄糖誘導(dǎo)的足細(xì)胞體外模型中，觀測(cè)到β-catenin 蛋白和caveolin-1 蛋白的明顯解離，這表明caveolin-1 蛋白對(duì)β-catenin 信號(hào)通路的抑制得到了部分解除，導(dǎo)致β-catenin 信號(hào)通路上調(diào)；使用姜黃素預(yù)處理足細(xì)胞后，高濃度葡萄糖誘導(dǎo)的β-catenin 和caveolin-1 的解離現(xiàn)象受到抑制，導(dǎo)致β-catenin 活性蛋白減少，進(jìn)而導(dǎo)致EMT過(guò)程受到抑制。caveolin-1 是小窩膜的主要成分，caveolin-1 能夠?qū)ⅵ?catenin 蛋白招募到小窩膜上，進(jìn)而抑制β-catenin 的轉(zhuǎn)錄激活[65]。研究表明，Wnt/βcatenin 信號(hào)途徑可能是姜黃素治療RIF 的重要途徑。此外，在肥胖相關(guān)腎小球疾病的體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，姜黃素還能夠下調(diào)Wnt1、Wnt2b、Wnt6和βcatenin的mRNA 和蛋白的高表達(dá)，上調(diào)β-catenin蛋白磷酸化水平，進(jìn)而減輕足細(xì)胞損傷[66]。

2.3 激活核因子-E2 相關(guān)因子2（nuclear factor erythroid 2-related factor 2，Nrf2）/血紅素加氧酶1（hemeoxygenase-1，HO-1）信號(hào)通路

HO-1 是一種細(xì)胞保護(hù)分子，具有抗氧化和調(diào)節(jié)補(bǔ)體活化能力[67-69]。HO-1-/-小鼠的UUO 模型中，腎臟TGF-β1 表達(dá)升高，巨噬細(xì)胞數(shù)量增多，同時(shí)EMT 標(biāo)志物α-平滑肌肌動(dòng)蛋白的表達(dá)量也升高，提示HO-1 的缺失將促進(jìn)EMT 的RIF 進(jìn)程[69]。HO-1的過(guò)表達(dá)可減輕腎小管周圍毛細(xì)血管缺失和巨噬細(xì)胞向腎小管間質(zhì)浸潤(rùn)，抑制成纖維細(xì)胞的活化和增殖，調(diào)節(jié)炎性細(xì)胞因子分泌，同時(shí)抑制Wnt/β-catenin通路中Wnt4、Wnt5b、Wnt7b、Wnt10a和Wnt10b基因的激活，調(diào)節(jié)下游基因β-catenin的表達(dá)[70]。姜黃素在成纖維細(xì)胞和肌成纖維細(xì)胞中均能誘導(dǎo)HO-1基因的轉(zhuǎn)錄[71]。在UUO 大鼠模型中，姜黃素可使HO-1 表達(dá)增加4 倍，進(jìn)而減輕RIF 程度[51]。

Nrf2 是一種轉(zhuǎn)錄因子，能夠調(diào)節(jié)一系列細(xì)胞保護(hù)性基因在基線狀態(tài)下的激活以及應(yīng)激誘導(dǎo)性的激活狀態(tài)[72]。正常情況下，Nrf2 被其抑制性胞質(zhì)蛋白Keap1 滅活，當(dāng)細(xì)胞出現(xiàn)氧化應(yīng)激時(shí)，Nrf2 從Keap1中釋放并轉(zhuǎn)位到細(xì)胞核中[73]。Nrf2 上調(diào)能夠激活HO-1，降低細(xì)胞內(nèi)活性氧的表達(dá)[74]。在5/6 腎切除誘導(dǎo)的大鼠CKD 模型中，腎組織中Nrf2 的核表達(dá)下降，Keap1 細(xì)胞質(zhì)表達(dá)上升，同時(shí)作為Nrf2 靶基因的HO-1 蛋白豐度下降，姜黃素能夠顯著減輕上述改變，證實(shí)姜黃素通過(guò)提高氧化酶活性調(diào)節(jié)Nrf2-Keap1 途徑，可有效減輕氧化應(yīng)激、炎癥和RIF[75]。此外，姜黃素也能夠通過(guò)激活Nrf2-Keap1 通路降低巨噬細(xì)胞系中的氧化應(yīng)激水平[76]。在臨床研究中，使用Nrf2 誘導(dǎo)劑bardoxolone 后，通過(guò)恢復(fù)腎臟內(nèi)皮細(xì)胞功能，使得DN 和CKD 患者的腎小球?yàn)V過(guò)率增加[77]。

3 抑制EMT

3.1 抑制TGF-β/Smads 信號(hào)通路

在RIF 進(jìn)程中，TGF-β/Smads 信號(hào)傳導(dǎo)扮演重要角色[78]。TGF-β1 是RIF 的主要驅(qū)動(dòng)因素，通過(guò)誘導(dǎo)腎間質(zhì)成纖維細(xì)胞活化和過(guò)量的ECM 沉積導(dǎo)致腎功能受損，最終進(jìn)展為ESRD[37]。TGF-β1 能夠誘導(dǎo)成纖維細(xì)胞增殖、遷移和活化，促進(jìn)膠原蛋白、纖溶酶原激活物抑制物-1（plasminogen activator inhibitor-1，PAI-1）等促纖維化分子的轉(zhuǎn)錄[79]，也能夠通過(guò)Smad3 和Smad 依賴性機(jī)制調(diào)節(jié)ECM 的合成與降解，誘導(dǎo)促纖維化細(xì)胞因子表達(dá)，促進(jìn)RIF 的進(jìn)展[80]。此外，TGF-β1 還可以在腎小管上皮細(xì)胞中誘導(dǎo)EMT，導(dǎo)致細(xì)胞外基質(zhì)過(guò)度產(chǎn)生和降解減少[81]。TGF-β1 信號(hào)傳導(dǎo)的第1 步是與TGF-β II 型受體（TGF-β II receptor，TβRII）結(jié)合，同時(shí)TβRII 磷酸化TβRI[82]。在HK-2 細(xì)胞系中，姜黃素預(yù)處理能夠顯著降低TFG-β1 誘導(dǎo)的TβRI 和TβRII 蛋白表達(dá)，提示姜黃素能夠通過(guò) TGF-β1 信號(hào)通路抑制EMT[83]。在TGF-β1 誘導(dǎo)HK-2 細(xì)胞和腎成纖維細(xì)胞NRK-49F 體外模型中，姜黃素也可抑制Smad2和Smad3 核轉(zhuǎn)位，減少Smad2 和Smad3 磷酸化，抑制TGF-β1mRNA 表達(dá)，進(jìn)而減少成纖維細(xì)胞增殖和細(xì)胞外基質(zhì)的積累，并改善RIF[84-85]。姜黃素能夠阻斷腎小球系膜細(xì)胞中TGF-β1對(duì)PAI-1和FN1mRNA 的誘導(dǎo)。同時(shí)，延長(zhǎng)姜黃素處理時(shí)間能使系膜細(xì)胞中TβRII 蛋白水平降低[86]。由此可見，姜黃素能夠在多種腎臟細(xì)胞類型中抑制TGF-β 信號(hào)通路。腎臟分泌的Klotho 蛋白能夠抑制TGF-β1 信號(hào)傳導(dǎo)，是一種具有腎臟保護(hù)作用的蛋白質(zhì)。在NRK-49F 細(xì)胞體外模型和UUO 誘導(dǎo)的體內(nèi)模型中，姜黃素能夠抑制Klotho基因啟動(dòng)子中的CpG 甲基化，從而誘導(dǎo)Klotho基因表達(dá)，進(jìn)而抑制TGF-β 信號(hào)傳導(dǎo)，減輕RIF[87]。

3.2 上調(diào)過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體-γ（peroxisome proliferator-activated receptor-γ，PPAR-γ）信號(hào)通路

PPAR-γ 在許多器官中具有抗炎和抗纖維化作用[88]，PPAR-γ 在腎髓質(zhì)間質(zhì)細(xì)胞、腎小球旁器官和腎小球等多種類型腎臟細(xì)胞中活躍表達(dá)，能夠抑制系膜細(xì)胞增殖，減少系膜基質(zhì)積累，以及促進(jìn)腎小球內(nèi)皮細(xì)胞存活[89]。在體外研究中，相較單用脂多糖處理的小鼠巨噬細(xì)胞RAW264.7，姜黃素預(yù)處理后的RAW264.7 細(xì)胞中PPAR-γmRNA 表達(dá)水平顯著升高[90]。在TGF-β1 刺激的腎小管上皮細(xì)胞（人源HK-2 細(xì)胞和大鼠源NRK-52E 細(xì)胞）中，姜黃素（10 μmol/L）能夠促進(jìn)PPAR-γ 的核轉(zhuǎn)位，抑制PPAR-γ磷酸化，使總PPAR-γ 蛋白表達(dá)升高抑制EMT[83]。TNF-α 能夠抑制PPAR-γ 的DNA 結(jié)合和轉(zhuǎn)錄活性[91]。在5/6 腎切除大鼠CKD 模型中，姜黃素組的血清和腎臟組織中TNF-α 蛋白表達(dá)量分別降低了2、2.5倍；腎臟組織中PPAR-γ 的蛋白表達(dá)量和PPAR-γmRNA 表達(dá)量分別升高了5、2 倍；同時(shí)，姜黃素（5～20 μmol/L）能夠在系膜細(xì)胞中顯著逆轉(zhuǎn)TNF-α誘導(dǎo)的PPAR-γmRNA 和蛋白表達(dá)降低[36]。在UUO小鼠模型中，姜黃素可抑制TGF-β1 刺激的成纖維細(xì)胞增殖，減少肌成纖維細(xì)胞的來(lái)源，并能通過(guò)PPAR-γ 和Smad2/3 途徑抑制成纖維細(xì)胞增殖和ECM 積累，從而改善RIF[84]。

3.3 抑制Notch 信號(hào)通路

Notch 信號(hào)通路在腎臟發(fā)育過(guò)程中發(fā)揮著重要作用[92]。在哺乳動(dòng)物中有4 種Notch 受體，分別是Notch1、Notch2、Notch3、Notch4，以及5 種配體Dll1、Dll3、Dll4、Jagged1 和Jagged2[93]。腎小管上皮細(xì)胞的Notch 表達(dá)是RIF 進(jìn)展的充分且必要條件[94]；在腎小球中，Notch3 受體的激活將導(dǎo)致足細(xì)胞表型變化，從而促進(jìn)腎臟炎癥和纖維化[95]；耗竭近端腎小管上皮細(xì)胞中Notch4 分子，能夠干擾TGF-β 信號(hào)傳導(dǎo)，進(jìn)而抑制膠原蛋白的沉積[96]；Notch 信號(hào)通路的激活，還可通過(guò)誘導(dǎo)Snail1 和Snail2 表達(dá)，下調(diào)E-鈣黏蛋白（E-cadherin），進(jìn)而誘導(dǎo)EMT[97]。在小鼠UUO 模型[98]和人類纖維化病變[98]中，均發(fā)現(xiàn)Notch 通路中的Snail1 分子與RIF 相關(guān)。而姜黃素能夠抑制Smad2 與Snail 的啟動(dòng)子結(jié)合，抑制Snail 轉(zhuǎn)錄，下調(diào)Snail 的蛋白表達(dá)，進(jìn)而抑制TGFβ1 誘導(dǎo)的EMT 進(jìn)程[99]。此外，姜黃素還能夠通過(guò)抑制Notch 通路激活[100-101]，抑制NF-κB 磷酸化，進(jìn)而抑制下游基因IL-8、MMP-9和血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）的表達(dá)，減緩RIF 的進(jìn)展。

3.4 抑制Hedgehog（Hh）信號(hào)通路

Hh 信號(hào)通路在胚胎發(fā)育、組織穩(wěn)態(tài)、修復(fù)損傷等生物學(xué)過(guò)程中起關(guān)鍵作用[102]。哺乳動(dòng)物中有3 種Hh 基因配體，分別是Shh、Ihh 和Dhh。激活的Shh信號(hào)和腎臟纖維化之間存在密切關(guān)聯(lián)[103]。Hh 配體與跨膜蛋白受體補(bǔ)綴同源物1（Patched1，PTCH1）的結(jié)合導(dǎo)致初級(jí)纖毛上Smoothened（SMO）的積累和激活，促進(jìn)GLI 蛋白從蛋白水解復(fù)合物中解離，易位到細(xì)胞核中，激活Hh 靶基因轉(zhuǎn)錄[104]。在大鼠UUO 模型中，SMO、SHH 和GLI1 的蛋白表達(dá)上調(diào)，PTCH1 的蛋白表達(dá)下調(diào)，這表明Shh 信號(hào)被激活；在體外實(shí)驗(yàn)中，激活的SHH 信號(hào)通路與TGFβ1 通路相互作用，使正常的成纖維細(xì)胞發(fā)生表型轉(zhuǎn)化為肌成纖維細(xì)胞EMT 和細(xì)胞外基質(zhì)沉積，進(jìn)而導(dǎo)致腎臟纖維化的發(fā)生[105]。Hh 信號(hào)通路還能誘導(dǎo)周細(xì)胞和成纖維細(xì)胞增殖并分化為肌成纖維細(xì)胞[106]。順鉑誘導(dǎo)的大鼠腎臟纖維化模型中，姜黃素能夠抑制Hh 信號(hào)傳導(dǎo)，抑制腎組織內(nèi)GLI1 和GLI2 的表達(dá)及其下游因子Ptch、Smo和Shh的mRNA 表達(dá)，從而減緩RIF 的進(jìn)展[107]。

3.5 抑制磷脂酰肌醇-3-激酶（phosphoinositide 3-kinase，PI3K）/蛋白激酶B（protein kinase B，Akt）信號(hào)通路

PI3K/Akt 信號(hào)通路在細(xì)胞增殖、生長(zhǎng)、存活等方面發(fā)揮重要作用[108]。PI3K 可被多種物質(zhì)（如絡(luò)氨酸激酶、細(xì)胞黏附因子、G 蛋白偶連受體等）激活，在質(zhì)膜中產(chǎn)生3,4,5-三磷酸磷脂酰肌醇，與Akt相互作用，導(dǎo)致Akt 在細(xì)胞膜上大量聚集；3-磷酸肌醇依賴性蛋白激酶1 使Akt 分子的Thr308 位點(diǎn)發(fā)生磷酸化，導(dǎo)致Akt 的激活。Akt 作用于多種底物并使之磷酸化，包括Snail、Twist 和整合素連接激酶等，這些變化均能誘導(dǎo)EMT 過(guò)程。在UUO 模型中，在近曲小管細(xì)胞中能觀察到p-Akt 蛋白高表達(dá)；梗阻腎組織中的p-Akt 及總Akt 蛋白表達(dá)量均高于正常腎組織；在PI3K 抑制劑治療后能夠抑制梗阻腎中的Akt 激活，且腎臟組織中細(xì)胞增殖和細(xì)胞外基質(zhì)積聚減少，進(jìn)一步證明了PI3K-Akt 信號(hào)通路參與RIF 的發(fā)生與發(fā)展[109]。在UUO 大鼠模型中，Akt-哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin，mTOR）信號(hào)通路介導(dǎo)自噬激活過(guò)程，自噬激活能夠減少腎小管上皮細(xì)胞凋亡和RIF 進(jìn)程[110]，姜黃素（200 mg/kg）能降低腎組織中PI3K、Akt 和mTOR 的蛋白磷酸化水平，增加LC3B/LC3A值和Beclin-1 蛋白表達(dá)水平，表明姜黃素能夠抑制PI3K/Akt 信號(hào)通路的激活，調(diào)節(jié)自噬過(guò)程，從而減輕腎臟纖維化[43]。此外，在TGF-β1 誘導(dǎo)的HK-2 細(xì)胞體外模型中，姜黃素也能降低PI3K 和Akt 的蛋白磷酸化水平[37,111]。

4 結(jié)語(yǔ)與展望

姜黃素在RIF 的不同發(fā)展階段可作用于多種信號(hào)途徑。在腎臟纖維化初始階段，持續(xù)的炎癥刺激觸發(fā)腎小管上皮細(xì)胞激活和炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)，姜黃素能夠抑制炎癥相關(guān)分子（MCP-1、NF-κB、TNF-α、IL-1β 和caveolin-1）釋放和誘導(dǎo)抗炎因子（HO-1）的表達(dá)；在腎臟纖維化激活階段，促纖維化因子從受損的腎小管細(xì)胞中釋放，刺激肌成纖維細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞外基質(zhì)，在此階段，姜黃素能夠抑制EMT 和重建氧化還原平衡；此外，在纖維化進(jìn)展階段，姜黃素還能夠調(diào)節(jié)TGF-β/Smads、PI3K/Akt 和PPAR-γ等通路的活性。

盡管姜黃素具有多種藥理活性，圍繞姜黃素對(duì)RIF 的治療研究正在不斷深入，但是姜黃素能否真正走向RIF 的臨床應(yīng)用，仍有很多障礙有待解決。（1）長(zhǎng)期安全性尚不明確：姜黃素被美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局定義為“一般安全”，一些研究證實(shí)姜黃素能夠影響細(xì)胞色素P450 酶的活性[112]，并能與其他藥物發(fā)生相互作用[113]。目前尚未發(fā)現(xiàn)與姜黃素直接相關(guān)的嚴(yán)重不良反應(yīng)。由于大多數(shù)評(píng)估姜黃素安全性的研究都是短期研究，姜黃素應(yīng)用的長(zhǎng)期安全性仍有待于進(jìn)一步監(jiān)測(cè)。（2）臨床有效性有待于進(jìn)一步確認(rèn)：鑒于姜黃素在體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)中良好的生物學(xué)效應(yīng)，世界各地已陸續(xù)開展了200 余項(xiàng)有關(guān)姜黃素的臨床試驗(yàn)，其中，關(guān)于姜黃素治療腎臟疾病的臨床研究共有14 項(xiàng)。然而，迄今為止，還沒(méi)有雙盲隨機(jī)對(duì)照臨床試驗(yàn)證實(shí)姜黃素治療RIF 的有效性。（3）作用靶點(diǎn)尚不明確：根據(jù)已公開發(fā)表的文獻(xiàn)，姜黃素作用的分子靶點(diǎn)多達(dá)幾十種，且在多種疾病模型中均展現(xiàn)出有益的治療作用，這種現(xiàn)象被一部分學(xué)者認(rèn)為是姜黃素有效性的佐證，但也有學(xué)者認(rèn)為這恰恰說(shuō)明了姜黃素是一種“泛篩選干擾化合物”[114]，也就是一種非特異性的能夠與大多數(shù)靶點(diǎn)反應(yīng)的化合物，其表現(xiàn)出的藥理作用可能是由于其化學(xué)結(jié)構(gòu)中含有高活性的基團(tuán)，能夠與蛋白質(zhì)共價(jià)結(jié)合，從而使蛋白質(zhì)失去活性而導(dǎo)致，或能夠在溶液中形成包裹性聚集物阻止酶與底物結(jié)合而導(dǎo)致，卻缺乏真正藥物應(yīng)具有的、與特定蛋白質(zhì)特定位點(diǎn)結(jié)合的能力。針對(duì)這方面的問(wèn)題，并不意味著姜黃相關(guān)研究應(yīng)該停止，相反這提示了姜黃素的治療效果可能是多種生物活性成分協(xié)同作用，不一定是姜黃素單一成分所導(dǎo)致的結(jié)果。（4）藥物劑型改良與給藥途徑優(yōu)化：姜黃素水溶性低、穩(wěn)定性差，導(dǎo)致其生物利用度較低，進(jìn)而限制了其應(yīng)用。開發(fā)新的姜黃素藥物劑型，以增強(qiáng)其溶解度和生物利用度，將有望進(jìn)一步提高姜黃素的藥用價(jià)值[115]。目前已有研究表明，通過(guò)熱處理提取方法，可以將姜黃素的溶解度提高12 倍[116]；制成2～40 nm 姜黃素納米顆粒后，可完全溶解并均勻分散在水中[117]。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突