糖尿病性潰瘍中核因子κB 通路的作用機(jī)制及相關(guān)中藥干預(yù)

于天一，楊春雨，趙 鋼

糖尿病性潰瘍是糖尿病最常見的并發(fā)癥之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，糖尿病患者一生中有15%～25%的概率發(fā)生糖尿病性潰瘍，潰瘍創(chuàng)面難以愈合，經(jīng)醫(yī)療處理后，5 年復(fù)發(fā)率約為50%～70%，大量患者常由于此類原因最終不得不選擇截肢，其發(fā)生率比普通人群約高15 倍，該類截肢是目前非創(chuàng)傷性截肢的最主要原因[1-2]。同時有研究表明，糖尿病性潰瘍患者截肢術(shù)后的死亡率約為70%，仍處于較高水平。目前認(rèn)為有效治療糖尿病性潰瘍、阻止肢體大面積壞死是降低截肢率、保證患者存活的重要手段[3]。

核因子κB（NF-κB）是一種蛋白質(zhì)復(fù)合物，與人體多種生理病理過程有關(guān)，參與細(xì)胞對各項(xiàng)刺激的反應(yīng)，包括應(yīng)激、細(xì)胞因子、氧自由基、重金屬、有毒物質(zhì)、輻照及微生物等。目前普遍認(rèn)為NF-κB 在應(yīng)對感染引發(fā)的免疫應(yīng)答過程中起關(guān)鍵作用。

1 NF-κB 在糖尿病性潰瘍中的作用

1.1 NF-κB 通路的經(jīng)典激活過程 NF-κB 通路基本可以被概括為激活前和激活后兩個狀態(tài)，其激活過程見圖1[4]。

圖1 NF-κB 蛋白激活示意圖[4]

激活前狀態(tài)：在未受刺激狀態(tài)下，NF-κB 蛋白通常由p65 和p50 形成二聚體，被NF-κB 二聚體抑制蛋白（IκB）包裹形成了三聚體復(fù)合物，被其保護(hù)在細(xì)胞質(zhì)中，防止其進(jìn)入細(xì)胞核進(jìn)行轉(zhuǎn)錄作用。激活后狀態(tài)：當(dāng)受到特定的刺激后，NF-κB 通路會被激活，通過相應(yīng)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路激活I(lǐng)κB 激酶（IKK），IKK 磷酸化IκBα 使其降解，進(jìn)而使p65 和p50 二聚體從三聚體中解離出來，暴露出核定位序列（NLS），迅速進(jìn)入細(xì)胞核啟動轉(zhuǎn)錄。

進(jìn)入細(xì)胞核后的NF-κB 家族轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合到特定的DNA 序列上調(diào)控多種基因表達(dá)，通常導(dǎo)致炎癥反應(yīng)的發(fā)生和持續(xù)，導(dǎo)致充血、水腫、炎性細(xì)胞浸潤、結(jié)締組織增生等一系列病理過程。通常情況下，此類反應(yīng)有助于致炎因子的清除從而消除病灶，但對于糖尿病性潰瘍患者，該反應(yīng)常常是過度的，反應(yīng)鏈條的失控加重了組織破壞，使創(chuàng)面恢復(fù)面臨更大的挑戰(zhàn)。

1.2 NF-κB 通路激活導(dǎo)致血管內(nèi)皮細(xì)胞的功能障礙 在生理狀態(tài)下，NF-κB 通路對內(nèi)皮細(xì)胞中的作用包括：調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)、調(diào)節(jié)血管收縮和擴(kuò)張、調(diào)節(jié)血小板聚集和血栓形成、參與新生血管形成、調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡等[5]。在病理狀態(tài)下可出現(xiàn)下列異常情形。

1.2.1 內(nèi)皮細(xì)胞凋亡 當(dāng)NF-κB 通路被激活時，可以誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞釋放多種炎癥介質(zhì)和黏附分子，如白細(xì)胞介素（IL）-1β、IL-6、腫瘤壞死因子α（TNF-α）、細(xì)胞間黏附因子1（ICAM-1）、血管細(xì)胞黏附因子（VCAM-1）等，這些物質(zhì)除誘導(dǎo)白細(xì)胞浸潤外，還可對內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生直接毒性作用，導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞凋亡和組織壞死[6-7]。

1.2.2 血管收縮和擴(kuò)張的失調(diào) 血管內(nèi)皮細(xì)胞通過控制一氧化氮（NO）的合成和釋放參與調(diào)節(jié)血管的收縮和擴(kuò)張，NF-κB 通路過度激活抑制NO 的合成，從而導(dǎo)致血管收縮，長期的過度血管收縮影響血供，最終引起組織缺血[8]。

1.2.3 血小板聚集和血栓形成的增加 血管內(nèi)皮細(xì)胞通過調(diào)節(jié)血管性血友病因子（vWF）的表達(dá)來控制血小板的聚集，進(jìn)而調(diào)控血栓形成。NF-κB 通路過度激活可增加vWF 的表達(dá)水平，從而促進(jìn)血栓形成過程[9]。

上述3 個過程都會不同程度的引發(fā)機(jī)體局部的微循環(huán)障礙，且存在相互作用關(guān)系，共同的影響是導(dǎo)致組織缺血，對糖尿病性潰瘍患者而言，這是組織壞死、組織修復(fù)困難、創(chuàng)面免疫力低下并反復(fù)感染的核心原因。

1.3 NF-κB 通路激活直接誘導(dǎo)組織細(xì)胞凋亡 其誘導(dǎo)組織細(xì)胞凋亡的機(jī)制可能涉及以下幾個方面。

1.3.1 調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá) 該通路通過控制凋亡相關(guān)蛋白的表達(dá)，進(jìn)而控制線粒體外膜通透性，實(shí)現(xiàn)對細(xì)胞凋亡的調(diào)控，最常見的是下調(diào)抗凋亡蛋白（Bcl-2 proper、Bcl-xl 和Bcl-w）的表達(dá)和上調(diào)促凋亡蛋白（Bax、Bad）的表達(dá)，從而引起細(xì)胞凋亡[9-10]。

1.3.2 激活凋亡信號通路 NF-κB 通路可以直接或間接地調(diào)節(jié)凋亡信號通路，其中最重要的是活化半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶（Caspase），激活后引起凋亡蛋白酶級聯(lián)反應(yīng)，細(xì)胞內(nèi)多種酶物質(zhì)被激活，逐步降解胞內(nèi)重要蛋白質(zhì)，導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生不可逆的凋亡過程[11-12]。

1.3.3 激活氧化應(yīng)激反應(yīng) NF-κB 通路活化會增加細(xì)胞內(nèi)氧化應(yīng)激水平，導(dǎo)致細(xì)胞膜的過氧化和DNA 的損傷，從而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。該通路激活可以下調(diào)超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）、抗氧化酶（GPx）等酶物質(zhì)的表達(dá)，降低細(xì)胞抗氧化能力；同時還可上調(diào)還原型輔酶Ⅱ（NADPH）等氧化酶的表達(dá)，影響線粒體膜電位、呼吸鏈復(fù)合體等功能，最終誘導(dǎo)氧自由基（ROS）的產(chǎn)生和線粒體損傷[13-14]。

1.3.4 與其他信號通路相互作用 有研究指出，NF-κB 通路也可與多種其他信號通路產(chǎn)生協(xié)同作用，如應(yīng)激活化蛋白激酶通路（JNK）、絲裂原活化蛋白激酶通路（p38 MAPK）等，共同引起細(xì)胞凋亡[15]。

綜上所述，在不受控的炎癥反應(yīng)下，NF-κB 通路的過度激活可引起廣泛的細(xì)胞凋亡，對局部循環(huán)、神經(jīng)系統(tǒng)構(gòu)成進(jìn)一步打擊，導(dǎo)致糖尿病性潰瘍創(chuàng)面難以愈合。

1.4 NF-κB 通路激活引起微循環(huán)紊亂 微循環(huán)指血液在毛細(xì)血管和小血管中的流動和交換過程，該過程的影響因素主要包括微血管內(nèi)皮細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞、周圍神經(jīng)組織等。微循環(huán)紊亂可能導(dǎo)致組織缺氧、代謝物聚集等病理變化，而NF-κB 通路激活則是重要的調(diào)節(jié)因素，具體表現(xiàn)如下。

1.4.1 促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞的黏附分子表達(dá) 內(nèi)皮細(xì)胞是微循環(huán)系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，當(dāng)NF-κB 通路被激活時，可上調(diào)內(nèi)皮細(xì)胞表面VCAM-1、ICAM-1 等黏附分子的表達(dá)，從而促進(jìn)血液細(xì)胞的黏附和聚集，影響微循環(huán)的正常運(yùn)行[8,16-17]。

1.4.2 引起血管壁的損傷 該通路的激活可以誘導(dǎo)氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)，導(dǎo)致血管壁內(nèi)皮細(xì)胞的損傷和凋亡（詳見前述1.3.2 及1.3.3 段落），從而影響微循環(huán)的通透性、彈性和穩(wěn)定性。

1.4.3 促進(jìn)血小板的聚集 血小板的聚集是影響血管通透性和血流動力學(xué)穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素[18]（詳見前述1.2.3 段落）。

1.4.4 影響新生血管的形成 在組織修復(fù)和再生過程中，新生血管的形成對于微循環(huán)恢復(fù)至關(guān)重要，NF-κB 通路的激活可以誘導(dǎo)血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）的表達(dá)，并促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞的增殖和分化，加快新生血管的形成，這一過程有助于恢復(fù)組織血供，對患者的恢復(fù)產(chǎn)生正面作用[19-21]。

上述四方面作用中的前三者均對肢體微循環(huán)產(chǎn)生不利影響，只有第四者具有積極意義，但新生血管因其滯后性，并不能抵消現(xiàn)存血供系統(tǒng)內(nèi)大范圍的微循環(huán)紊亂造成的供血供氧障礙。

1.5 NF-κB 通路激活導(dǎo)致胰島素抵抗和降低島素分泌 胰島素抵抗指胰島素對體細(xì)胞作用的降低，該過程導(dǎo)致血糖水平升高，并刺激胰島素分泌增加；但胰島β 細(xì)胞凋亡則導(dǎo)致分泌源的不足，最終影響胰島素的分泌能力?，F(xiàn)有研究表明NF-κB 通路在這些過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用，具體如下。

1.5.1 誘導(dǎo)炎癥反應(yīng) 炎癥反應(yīng)是引起胰島素抵抗和胰島β 細(xì)胞凋亡的重要因素之一，當(dāng)NF-κB被激活時，會上調(diào)多種炎性因子的表達(dá)，如TNF-α、IL-1β 等，從而導(dǎo)致炎癥反應(yīng)的發(fā)生和加劇，最終誘發(fā)目標(biāo)細(xì)胞凋亡[22-23]。

1.5.2 影響胰島素信號轉(zhuǎn)導(dǎo) 有研究認(rèn)為，胰島素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)是胰島素的作用基礎(chǔ)，而其異?？赡軐?dǎo)致胰島素抵抗的發(fā)生，當(dāng)NF-κB 通路被激活時，可以上調(diào)細(xì)胞因子信號傳導(dǎo)抑制蛋白1（SOCS-1）等抑制因子的表達(dá)，從而抑制胰島素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的正常進(jìn)行，最終引發(fā)胰島素抵抗[24-25]。

1.5.3 直接引起胰島β 細(xì)胞凋亡 NF-κB 通路被激活會下調(diào)Bcl-2 等抗凋亡因子的表達(dá)，同時上調(diào)Bax、Caspase 等促凋亡因子的表達(dá)，從而誘導(dǎo)胰島β細(xì)胞的凋亡（詳見前述1.3.2 段落），導(dǎo)致胰島素分泌不足[26]。

1.5.4 影響胰島素分泌途徑 胰島素分泌途徑包括胰島素前體的合成、分泌和轉(zhuǎn)化等多個環(huán)節(jié)。當(dāng)目標(biāo)通路被激活時，可以影響這些環(huán)節(jié)中的多種關(guān)鍵基因和蛋白包括胰島素表達(dá)，如調(diào)節(jié)因子1（PDX-1）、葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白2（GLUT-2）、胰島素前體蛋白（Insulin1/2）、熱休克蛋白70（Hsp70）等，從而影響胰島素的分泌和調(diào)節(jié)[24,27-28]。

由上述內(nèi)容可知，NF-κB 通路激活引起的血管內(nèi)皮細(xì)胞的功能障礙、組織細(xì)胞凋亡、微循環(huán)紊亂、胰島素抵抗和降低島素分泌，這四大方面問題互相作用，共同導(dǎo)致了糖尿病性潰瘍創(chuàng)面難以愈合，邏輯關(guān)系見圖2。

圖2 NF-κB 通路激活導(dǎo)致糖尿病性潰瘍創(chuàng)面難以愈合的病理過程

2 中醫(yī)治療糖尿病性潰瘍與NF-κB 通路的相關(guān)性研究

現(xiàn)代醫(yī)學(xué)對于該病的治療主要集中于手術(shù)清創(chuàng)及后續(xù)創(chuàng)面護(hù)理，調(diào)節(jié)血糖以穩(wěn)定機(jī)體內(nèi)環(huán)境，抗生素控制潰瘍局部感染，抗血小板聚集及抗血栓形成保障微循環(huán)，各類生長因子應(yīng)用以促進(jìn)愈合，對于無法控制的壞死則采取手術(shù)切除等辦法，但目前來看效果尚不理想?，F(xiàn)已有大批學(xué)者在臨床觀察和基礎(chǔ)研究中發(fā)現(xiàn)中醫(yī)藥對該病有較好的治療作用。

2.1 傳統(tǒng)中醫(yī)學(xué)對于糖尿病性潰瘍的認(rèn)識 傳統(tǒng)中醫(yī)學(xué)認(rèn)為該病是由于多種因素導(dǎo)致的下肢血脈痹阻，不能榮養(yǎng)筋肉導(dǎo)致的，普遍認(rèn)為其發(fā)生常與以下幾方面有關(guān)：氣血不足、陰虛陽亢、瘀血阻絡(luò)、濕熱邪毒。

2.2 現(xiàn)有基于NF-κB 通路的抗糖尿病性潰瘍藥物研究 通過對近年基于NF-κB 通路的抗糖尿病性潰瘍藥物研究文獻(xiàn)的檢索和總結(jié)，目前的中藥研究熱點(diǎn)如下。

2.2.1 紫朱軟膏 組方中藥包括朱砂、紫草、血竭、黃芪、阿膠和冰片。韓強(qiáng)等[29]認(rèn)為該類創(chuàng)面愈合受損通常伴隨異常的炎癥反應(yīng)、血管生成減少和成纖維細(xì)胞增殖不足，在動物實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)紫朱軟膏可顯著抑制糖尿病性潰瘍模型中NF-κB 通路的激活，從而抑制炎癥反應(yīng)促進(jìn)創(chuàng)面愈合，并證明該藥可通過抑制以上通路降低IL-1、IL-6、TNF-α 等炎性因子的表達(dá)[30]。

2.2.2 瘡瘍I 號 組方中藥為連翹、黃芩、赤芍、當(dāng)歸、苦參。臨床研究認(rèn)為該方在抗微生物、緩解血管收縮、改善凝血等方面有積極意義，可在降低IL-6的同時升高IL-10 水平[31]。梁學(xué)威等[32]通過動物實(shí)驗(yàn)證實(shí)該功效與NF-κB 通路受到抑制有關(guān)。

2.2.3 石香膏 組方中藥為乳香、沒藥、赤石脂、梔子、煅龍骨、冰片。凌一鳴等[33]證實(shí)石香膏外敷對糖尿病大鼠慢性難愈合創(chuàng)面的糖基化終末產(chǎn)物受體(RAGE)、NF-κB-p65、eNOS 信號通路均具有抑制作用。費(fèi)冀等[34]在研究中指出，該藥可以下調(diào)晚期糖基化終末產(chǎn)物（AGEs）、RAGE 表達(dá)水平，間接抑制了NF-κB 通路的激活。

2.2.4 濕潤燒傷膏 組方中藥為黃芩、黃連、黃柏、地龍、罌粟殼。李杰輝等[35]通過糖尿病性潰瘍大鼠創(chuàng)面治療實(shí)驗(yàn)證明該藥能夠能通過調(diào)控AGEs-RAGE信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中NF-κB 表達(dá)水平影響創(chuàng)面愈合，認(rèn)為AGEs 與RAGE 結(jié)合后，可引起氧化應(yīng)激并通過激活p38 ras 蛋白及MAP 途徑激活NF-κB，目標(biāo)藥物抑制了這一過程并顯著促進(jìn)了成纖維細(xì)胞及新生毛細(xì)血管的生長，同時減少炎性細(xì)胞浸潤。

2.2.5 芪蛭降糖片 組方中藥為黃芪、水蛭、黃精、生地。張舒慧等[36]采用芪蛭降糖片灌胃治療糖尿病足部潰瘍大鼠模型，認(rèn)為NF-κB 信號通路激活能夠造成β 細(xì)胞功能障礙和胰島損傷，其特點(diǎn)是大鼠胰腺組織損傷明顯，表現(xiàn)為細(xì)胞水腫變形、胰島細(xì)胞數(shù)目減少、彌散，而目標(biāo)藥物能夠促進(jìn)胰腺組織損傷修復(fù)，降低胰腺組織TGF-β 和NF-κB 表達(dá)。

2.2.6 復(fù)方足瘍平 組方中藥為黃連、當(dāng)歸、北劉寄奴、爐甘石、煅石膏、乳香、冰片。張宏等[37]認(rèn)為，糖尿病性潰瘍難以愈合與AGEs-RAGE 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路有關(guān)，糖尿病大鼠處于高血糖狀態(tài)下，易產(chǎn)生AGEs，其逐漸積存潰瘍創(chuàng)面，激活NF-κB 信號通路，而該藥可以抑制這一過程。

2.2.7 生肌象皮膏 組方中藥當(dāng)歸、生血余、象皮粉、生地黃、龜甲、生石膏、爐甘石。溫瑩瑩[38]在研究中指出該藥在治療糖尿病大鼠難愈性潰瘍過程中可抑制NF-κB 通路激活，在減少炎癥反應(yīng)導(dǎo)致的凋亡增加同時，減輕炎癥及高糖環(huán)境對HIF1 表達(dá)的抑制，加速糖尿病難愈創(chuàng)面的愈合進(jìn)程。

2.2.8 黃芪多糖 為中藥黃芪的有效成分。大量研究指出其療效可能源于其對NF-κB 的拮抗作用，如吳朝妍等[39-40]通過大鼠模型灌胃治療，印證了黃芪多糖可抑制腎陽虛型糖尿病大鼠腎臟中NF-κB的過度表達(dá)。張正軍等[41]則直接將其應(yīng)用于糖尿病足部潰瘍滲出液成纖維細(xì)胞實(shí)驗(yàn)，認(rèn)為該藥可以抑制IL-1β 所致的金屬蛋白酶（MMP）-2、MMP-9 高活性及其蛋白高表達(dá)，且作用效果與給藥濃度存在相關(guān)性。

2.2.9 雷公藤甲素 為中藥雷公藤的常見提取物，臨床常用的免疫抑制類藥物。應(yīng)用本品干預(yù)糖尿病NF-κB 通路的研究較多，但直接用于治療糖尿病性潰瘍的文獻(xiàn)較少，通常認(rèn)為其可以抑制TLR/NF-κB信號通路相關(guān)因子表達(dá)，減輕糖尿病模型小鼠細(xì)胞損傷，保護(hù)靶細(xì)胞功能，起到治療作用[42-43]。

2.2.10 傷科黃水 以黃連、梔子為組方。吳英等[44]應(yīng)用其對消腫祛腐期糖尿病足患者進(jìn)行治療，結(jié)果顯示其可抑制創(chuàng)面局部組織NF-κB 的表達(dá)，降低細(xì)胞因子IL-1β、TNF-α 水平，且具有抗氧化作用。此外也有研究證實(shí)該藥對糖尿病足患者炎性因子有抑制作用，但并未直接觀測NF-κB 通路表達(dá)水平，如劉倩等[45]認(rèn)為傷科黃水可以降低糖尿病足部潰瘍患者的血清TNF-α、IL-6 水平。

2.2.11 積雪草苷 為天胡荽屬傘形科植物中藥材積雪草的有效成分，用其治療糖尿病性潰瘍的研究和觀察其對NF-κB 通路影響的研究較多，但尚無用其治療糖尿病足并同時觀察NF-κB 通路的研究。孫玉紅等[46]在應(yīng)用該品治療糖尿病大鼠的實(shí)驗(yàn)中證明，該藥抑制糖尿病血管平滑肌細(xì)胞增殖可能與降低NF-κB 表達(dá)有關(guān)。

3 小結(jié)與展望

糖尿病性潰瘍遷延不愈與NF-κB 通路介導(dǎo)的過度炎癥反應(yīng)密切相關(guān)，許多有效中藥制劑的研究聚焦于對該通路的抑制作用。但炎癥反應(yīng)本身是一個復(fù)雜的過程，多種因子在疾病過程中相互作用形成龐大的信號網(wǎng)絡(luò)[47]。因此對碎片化的信號通路研究進(jìn)行整合十分必要，未來的研究重點(diǎn)將一方面集中于通過實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)一步發(fā)掘NF-κB 通路對各炎性因子產(chǎn)生的影響上；另一方面通過整合，整理交互作用機(jī)制，形成系統(tǒng)理論。