潰瘍性結(jié)腸炎的腸道免疫研究進(jìn)展?

李 洋,宋志前,魯欣悅,王 淳,彭詩(shī)濤,張 婷,寧張弛△

(1.首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京中醫(yī)醫(yī)院,北京 100010;2.中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院中醫(yī)基礎(chǔ)理論研究所,北京 100700;3.中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院廣安門(mén)醫(yī)院,北京 100053)

腸道是參與機(jī)體免疫的重要器官,可通過(guò)識(shí)別暴露在復(fù)雜生理環(huán)境中的抗原信息并做出適當(dāng)響應(yīng)來(lái)維持腸道穩(wěn)態(tài)。腸道穩(wěn)態(tài)的破壞會(huì)引起UC等IBD的發(fā)生[2]。近年來(lái),隨著免疫代謝研究領(lǐng)域的崛起,免疫細(xì)胞代謝重編程可以影響免疫細(xì)胞的增殖、分化以及免疫功能的發(fā)揮,但對(duì)于免疫細(xì)胞代謝調(diào)控機(jī)制的認(rèn)識(shí)仍待進(jìn)一步深入。雖然西藥治療可在短時(shí)間內(nèi)緩解癥狀,但長(zhǎng)時(shí)間服用存在不良反應(yīng)及耐藥性,對(duì)治療效果造成一定影響[3]。中藥具有用藥?kù)`活、個(gè)體化治療等特點(diǎn),在改善UC、預(yù)防復(fù)發(fā)方面有一定的優(yōu)勢(shì)[4]。

本文從腸相關(guān)淋巴組織以及固有層內(nèi)多種免疫因素的角度,總結(jié)腸道免疫與UC發(fā)生發(fā)展的相關(guān)性。圍繞與UC發(fā)生發(fā)展關(guān)系最為密切的免疫因素——輔助性T細(xì)胞(T helper cell, Th)17/調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(T regulatory cells, Treg),深入細(xì)胞代謝重編程過(guò)程中的代謝表型變化,挖掘關(guān)鍵分子與信號(hào)通路和蛋白調(diào)控過(guò)程,歸納綜述UC發(fā)生發(fā)展的各個(gè)環(huán)節(jié)。最后,從中藥復(fù)方、中藥配伍和炮制中藥、中藥有效部位和單體成分以及中西藥的聯(lián)合應(yīng)用角度,探究腸道免疫調(diào)節(jié)治療UC的現(xiàn)狀,以期為UC的相關(guān)研究提供參考。

1 UC與腸道免疫

腸道免疫與腸相關(guān)淋巴組織以及固有層內(nèi)多種免疫因素相關(guān),腸道免疫細(xì)胞可分泌多種細(xì)胞炎癥因子來(lái)參與免疫功能的調(diào)節(jié)。腸道免疫細(xì)胞及因子構(gòu)成了復(fù)雜而精密的免疫調(diào)控網(wǎng)絡(luò),協(xié)同抵御病原的入侵,對(duì)于維持腸道免疫穩(wěn)態(tài)具有重要意義[5-7]。

1.1 腸相關(guān)淋巴組織與UC發(fā)生發(fā)展

腸相關(guān)淋巴組織(gut associated lymphoid tissue,GALT)是位于腸黏膜下的淋巴組織,由派伊爾結(jié)(Peyer's patch,PP)和腸系膜淋巴結(jié)(mesenteric lymphoid node,MLN)以及其他腸淋巴組織和免疫細(xì)胞組成,是機(jī)體抵抗病原體侵襲的關(guān)鍵因素,見(jiàn)圖1。PP是腸黏膜免疫細(xì)胞識(shí)別抗原和活化的主要部位。腸道免疫系統(tǒng)按解剖和功能可分為誘導(dǎo)部位和效應(yīng)部位[8],誘導(dǎo)部位主要包括腸上皮細(xì)胞、PP以及MLN;效應(yīng)部位主要包括上皮內(nèi)和固有層的淋巴細(xì)胞。

圖1 腸相關(guān)淋巴組織及免疫因素示意圖

PP位于腸黏膜下,含有微皺褶細(xì)胞(micro fold cell,M細(xì)胞)、樹(shù)突狀細(xì)胞(dendritic cell,DC)、巨噬細(xì)胞、T細(xì)胞和B細(xì)胞,是啟動(dòng)腸黏膜免疫應(yīng)答的重要部位。M細(xì)胞與腸上皮細(xì)胞緊密排列在一起,是一種特化的上皮細(xì)胞,其基部胞膜呈穹隆狀突起形成“口袋”樣結(jié)構(gòu),包含T細(xì)胞等其他細(xì)胞[9],具有攝取和轉(zhuǎn)運(yùn)腸腔內(nèi)抗原的功能。M細(xì)胞攝取抗原后將其傳遞至DC等抗原呈遞細(xì)胞,從而進(jìn)一步誘導(dǎo)腸黏膜免疫應(yīng)答[10]。PP中T細(xì)胞和B細(xì)胞在抗原提呈細(xì)胞的作用下活化,可進(jìn)入黏膜組織釋放炎性因子從而介導(dǎo)炎性損傷。MLN通過(guò)輸入淋巴管與PP相連,含有DC、巨噬細(xì)胞、T細(xì)胞和B細(xì)胞等,是啟動(dòng)腸道抗原免疫應(yīng)答和誘導(dǎo)黏膜耐受的重要場(chǎng)所。

UC通過(guò)影響PP與MLN中免疫細(xì)胞及相關(guān)細(xì)胞因子的分泌,驅(qū)動(dòng)初始T細(xì)胞向Th1、Th2、Th17、Treg細(xì)胞極化,調(diào)控Th反應(yīng)類(lèi)型及免疫應(yīng)答從而調(diào)節(jié)UC腸道免疫穩(wěn)態(tài)[11]。有學(xué)者對(duì)MLN中Th1、Th17細(xì)胞在UC小鼠發(fā)病中的作用進(jìn)行了研究,結(jié)果表明,MLN中Th1、Th17細(xì)胞可能通過(guò)釋放白細(xì)胞介素(interleukin,IL)-17A和干擾素(interferon,IFN)-γ等細(xì)胞因子誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)、活化,從而介導(dǎo)UC小鼠的腸黏膜炎癥反應(yīng)和病理?yè)p傷[12]。另有研究表明,小鼠MLN中CD169+巨噬細(xì)胞亞群對(duì)于UC的進(jìn)展起著關(guān)鍵的調(diào)控作用,其可能通過(guò)直接分泌細(xì)胞因子來(lái)參與炎癥反應(yīng)的調(diào)控[13]。

1.2 腸道固有層與UC發(fā)生發(fā)展

除了GALT外,腸道固有層中還存在著彌散的DC、巨噬細(xì)胞和T細(xì)胞等免疫細(xì)胞。在抗原提呈細(xì)胞的作用下,初始T細(xì)胞分化為T(mén)h1、Th2、Th17和Treg炎性T淋巴細(xì)胞,參與腸道炎癥的發(fā)生發(fā)展。腸道固有層T細(xì)胞主要包括CD4+T細(xì)胞(Th1、Th2、Th17、Treg)以及CD8+T細(xì)胞,可產(chǎn)生IL-4、IL-10、IL-17、IL-21等細(xì)胞因子從而調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答。Th17和Treg細(xì)胞在生長(zhǎng)分化過(guò)程中存在競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制,且與炎性細(xì)胞因子關(guān)系密切。如轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子(transforming growth factor,TGF)-β既參與了Th17細(xì)胞的生長(zhǎng),又能夠誘導(dǎo)Treg細(xì)胞的分化;IL-1、IL-21、IL-23對(duì)Th17細(xì)胞具有促進(jìn)作用,而對(duì)于Treg細(xì)胞則具有抑制作用;IL-2、IL-12是Treg細(xì)胞的生長(zhǎng)興奮劑,但可抑制Th17細(xì)胞的發(fā)育成熟[14]。Th17和Treg細(xì)胞可通過(guò)不同的轉(zhuǎn)錄途徑釋放炎性細(xì)胞因子而調(diào)節(jié)腸道免疫。轉(zhuǎn)錄因子叉頭框蛋白(forkhead bos protein,Foxp)3對(duì)Treg細(xì)胞的發(fā)育和功能至關(guān)重要[15],而表達(dá)視黃酸相關(guān)孤兒受體(retinoid-related orphan nuclear receptor,ROR)γt的Th17細(xì)胞可通過(guò)釋放IL-17促使炎性疾病的發(fā)生[14]。此外,腸道中還存在漿細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞等其他細(xì)胞參與免疫調(diào)節(jié)。除發(fā)揮免疫功能外,GALT還能分泌IFN-γ、IL-2和IL-4等多種細(xì)胞因子,通過(guò)激活Janus(JAKs)激酶、信號(hào)傳導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄激活蛋白(signal transducer and activator of transcription, STAT)等轉(zhuǎn)錄蛋白來(lái)調(diào)節(jié)腸上皮細(xì)胞的再生和修復(fù)[16]。巨噬細(xì)胞對(duì)免疫應(yīng)答具有雙向調(diào)節(jié)作用,M1型巨噬細(xì)胞為經(jīng)典活化巨噬細(xì)胞,傾向于引起慢性炎癥和組織損傷;M2型巨噬細(xì)胞為替代活化巨噬細(xì)胞,傾向于消除炎癥反應(yīng)和促進(jìn)傷口愈合。兩種活化形式的巨噬細(xì)胞共同發(fā)揮作用,維持體內(nèi)的免疫平衡,任何一方免疫調(diào)節(jié)異常都會(huì)破壞免疫穩(wěn)態(tài),引發(fā)相關(guān)疾病[17]。有研究表明,刺激大麻素受體(cannabinoid receptor, CB)2可以使結(jié)腸中巨噬細(xì)胞的極性從M1型向M2型轉(zhuǎn)化,同時(shí)M1標(biāo)志物水平下降,M2標(biāo)志物水平升高,從而改善腸道炎癥程度[18]。

2 Th17/Treg細(xì)胞免疫細(xì)胞代謝重編程與UC發(fā)生發(fā)展

在UC研究中,Th17細(xì)胞和Treg細(xì)胞是近年來(lái)受關(guān)注較多的兩種T細(xì)胞亞群。Th17細(xì)胞是腸黏膜表面促炎反應(yīng)的關(guān)鍵啟動(dòng)子,并通過(guò)向受感染的組織招募中性粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞而在宿主防御和抗感染中發(fā)揮重要作用[19]。Treg細(xì)胞不發(fā)揮效應(yīng)功能,而是以效應(yīng)細(xì)胞為作用對(duì)象,調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答和自身免疫耐受。

搶險(xiǎn)救援組組長(zhǎng)由縣公安局局長(zhǎng)擔(dān)任；副組長(zhǎng)由縣交通局、衛(wèi)生局、公路局、城市管理行政執(zhí)法局、各鄉(xiāng)鎮(zhèn)等單位主要領(lǐng)導(dǎo)擔(dān)任；縣公安局、消防大隊(duì)、國(guó)土局、住建局、衛(wèi)生局、供電公司、水電公司、電信公司、移動(dòng)公司、聯(lián)通公司等單位明確領(lǐng)導(dǎo)干部擔(dān)任副組長(zhǎng)。

生命活動(dòng)離不開(kāi)代謝,代謝是維持機(jī)體生長(zhǎng)、繁殖及其他生命活動(dòng)的重要環(huán)節(jié)。正常狀態(tài)下,細(xì)胞能量代謝協(xié)調(diào)、穩(wěn)定進(jìn)行。當(dāng)機(jī)體處于炎癥、腫瘤等狀態(tài)時(shí),細(xì)胞發(fā)生代謝重編程。細(xì)胞通過(guò)消耗葡萄糖、脂質(zhì)等產(chǎn)生能量供給機(jī)體所需。葡萄糖無(wú)氧糖酵解、三羧酸(tricarboxylic acid,TCA)循環(huán)以及脂肪酸氧化(fatty acid oxidation,FAO)是細(xì)胞進(jìn)行能量代謝的主要通路,形成了錯(cuò)綜復(fù)雜的能量代謝網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。研究表明,Th17/Treg細(xì)胞與UC的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān),而二者之間的誘導(dǎo)分化受到代謝重編程的調(diào)控。

2.1 Th17/Treg細(xì)胞代謝重編程

T細(xì)胞在腸道免疫中發(fā)揮著重要作用,代謝重編程是免疫細(xì)胞活化的重要特征,見(jiàn)圖2。初始T細(xì)胞主要通過(guò)TCA循環(huán)和氧化磷酸化(oxidative phosphorylation,OXPHOS)來(lái)分解葡萄糖和脂肪酸等生成三磷酸腺苷(Adenosine Triphosphate,ATP)。激活后,初始T細(xì)胞進(jìn)行擴(kuò)增和分化。為了滿(mǎn)足生物合成和能量的需求,T細(xì)胞發(fā)生代謝重編程。Warburg最先發(fā)現(xiàn)了在氧氣充足的條件下,癌細(xì)胞代謝依賴(lài)于有氧糖酵解的現(xiàn)象,又稱(chēng)“Warburg效應(yīng)”[20]。有氧糖酵解與OXPHOS相比可加速ATP的生成,但產(chǎn)生ATP的效率較低?；罨腡細(xì)胞通過(guò)OXPHOS和有氧糖酵解以滿(mǎn)足能量需求[21]。此外,線(xiàn)粒體功能的正常是細(xì)胞能量代謝與生物合成的關(guān)鍵,線(xiàn)粒體OXPHOS衍生的活性氧(reactive oxygen species,ROS)可促使T細(xì)胞的活化和增殖[22]。

圖2 Th17/Treg細(xì)胞分化影響因素及主要代謝方式

T細(xì)胞亞群通過(guò)表達(dá)不同的轉(zhuǎn)錄因子進(jìn)行分化,轉(zhuǎn)錄因子STAT3、RORγt在Th17細(xì)胞的分化和生物功能的調(diào)控方面發(fā)揮重要作用,而STAT5、Foxp3則對(duì)于Treg細(xì)胞分化及功能調(diào)控至關(guān)重要[23-24]。研究表明,天然膽固醇衍生物是RORγt的有效激活劑,其可直接與RORγt配體結(jié)合域結(jié)合,以RORγt依賴(lài)性方式增強(qiáng)Th17細(xì)胞的分化,而膽固醇關(guān)鍵酶CYP27A1缺失時(shí),產(chǎn)生IL-17的細(xì)胞則顯著減少[25]。Th17細(xì)胞分化后發(fā)生了代謝重編程,與Warburg效應(yīng)相似,以糖酵解的方式產(chǎn)生ATP以維持細(xì)胞增殖及生物合成[26-27]。Treg細(xì)胞可抑制免疫反應(yīng)及炎癥過(guò)程,具有調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答和自身免疫耐受的作用,在功能上與Th17細(xì)胞相對(duì)立[28]。FAO過(guò)程是Treg細(xì)胞能量代謝的主要方式[29]。此外,在一定條件下,Th17還可轉(zhuǎn)化為T(mén)reg細(xì)胞來(lái)抵抗病原入侵并維持上皮屏障功能[26-27]。

2.2 Th17/Treg細(xì)胞代謝重編程調(diào)控蛋白及相關(guān)信號(hào)通路

2.2.1 PI3K/AKT/mTOR 雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)可感知營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和生長(zhǎng)因子等多種微環(huán)境信號(hào),其中多數(shù)由磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B(phosphatidylinositol 3 kinase/protein kinase B,PI3K/AKT)途徑輸入,最終激活mTOR,見(jiàn)圖3。在Th17分化過(guò)程中,由TCR受體及周?chē)庖攮h(huán)境等協(xié)同刺激,觸發(fā)PI3K/AKT/mTOR信號(hào)的調(diào)節(jié)。mTOR是細(xì)胞生長(zhǎng)和代謝的中央調(diào)節(jié)器[30]。mTOR信號(hào)通過(guò)mTORC1和mTORC2兩種復(fù)合物傳遞[31]。相關(guān)研究表明,mTORC1對(duì)于Th17細(xì)胞的分化至關(guān)重要,在由Th17細(xì)胞介導(dǎo)的人類(lèi)自身免疫性疾病中已觀(guān)察到mTORC1上調(diào)[32]。抑制mTOR活性靶點(diǎn)可誘導(dǎo)Treg細(xì)胞關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子Foxp3表達(dá)從而促進(jìn)Treg細(xì)胞增殖[33-34],而mTOR激活后可抑制Treg細(xì)胞的產(chǎn)生[35]。mTOR活性異常升高通常與適應(yīng)性免疫疾病相關(guān)[30]。

圖3 Th17/Treg細(xì)胞代謝重編程關(guān)鍵信號(hào)通路及調(diào)控蛋白

2.2.2 HIF-1α 低氧誘導(dǎo)因子(hypoxia inducible factor,HIF)-1α是促炎基因表達(dá)的關(guān)鍵因子,在T細(xì)胞、巨噬細(xì)胞及DC等多種免疫細(xì)胞中發(fā)揮作用[36]。免疫細(xì)胞根據(jù)其激活狀態(tài)而具有不同的能量需求,由此引發(fā)了細(xì)胞的代謝重編程。T細(xì)胞中的HIF-1α可驅(qū)動(dòng)Th17細(xì)胞分化,促進(jìn)IL-17的產(chǎn)生[37],同時(shí)通過(guò)維持活化T細(xì)胞中的糖酵解活性而抑制Treg細(xì)胞誘導(dǎo)[27]。HIF-1α通過(guò)調(diào)控RORγt的活化而影響Th17細(xì)胞的分化過(guò)程。研究表明,HIF-1α缺乏可阻礙Th17細(xì)胞的發(fā)育及效應(yīng)功能的發(fā)揮,HIF-1α可通過(guò)直接作用于Foxp3而阻礙Treg細(xì)胞的發(fā)育[26]。HIF-1α是T細(xì)胞發(fā)揮免疫功能的關(guān)鍵調(diào)控蛋白,對(duì)于調(diào)節(jié)Th17/Treg平衡以及免疫穩(wěn)態(tài)具有重要作用。研究表明,小鼠Th17細(xì)胞中HIF1α mRNA和蛋白表達(dá)均高于其他T細(xì)胞亞群(Th1,Th2和Treg)[38]。敲除HIF-1α?xí)档投喾N糖酵解相關(guān)蛋白的表達(dá)[39],同時(shí)Th17細(xì)胞分化減弱并增強(qiáng)Treg細(xì)胞的誘導(dǎo)[26-27]。

2.2.3 AMPK AMP蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)在細(xì)胞低能狀態(tài)時(shí)激活,并受到肝激酶(liver kinase ,LK)B1調(diào)節(jié),可使結(jié)節(jié)性硬化病(tuberous sclerosis complex,TSC)1/2復(fù)合物磷酸化來(lái)抑制mTOR信號(hào)傳導(dǎo)。在T細(xì)胞中,AMPK的上游調(diào)節(jié)因子LKB1和AMPK的下游靶標(biāo)TSC-1對(duì)AMPK的抑制作用使初始T細(xì)胞易分化為T(mén)h17細(xì)胞[40-41]。相反,利用二甲雙胍等AMPK激活劑則導(dǎo)致Th17分化受阻,其機(jī)制與抑制mTOR及其下游靶標(biāo)HIF-1α相關(guān)[42]。AMPK激活除了可以抑制mTOR-HIF-1α和糖酵解外,還可增加FAO,FAO是一種分解代謝過(guò)程,對(duì)Th17等效應(yīng)T細(xì)胞具有抑制作用。PI3K/AKT/mTORC1和LKB1/AMPK途徑對(duì)于Th17/Treg細(xì)胞代謝重編程具有重要作用。AMPK激活后抑制了Th17細(xì)胞中乙酰輔酶A羧化酶(acetyl CoA carboxylase,ACC)1的表達(dá),導(dǎo)致RORγt下調(diào),Th17細(xì)胞分化降低,Treg細(xì)胞分化增加[43]。FAO是Treg細(xì)胞的主要代謝方式,棕櫚酸轉(zhuǎn)移酶(carnitine palmitoyltransferase,CPT)1A是線(xiàn)粒體FAO的限速酶,在脂質(zhì)代謝時(shí)被誘導(dǎo)激活[44]。

2.2.4 其他信號(hào)通路及蛋白 丙酮酸脫氫酶(pyruvate dehydrogenase,PDH)是糖酵解途徑中的關(guān)鍵酶,可以將丙酮酸在線(xiàn)粒體中進(jìn)行TCA循環(huán)和OXPHOS。丙酮酸脫氫酶激酶(pyruvate dehydrogenase kinase,PDHK)1可通過(guò)阻斷PDH抑制丙酮酸氧化,并促進(jìn)其向乳酸轉(zhuǎn)化而間接促進(jìn)糖酵解。研究發(fā)現(xiàn),PDHK1僅在Th17中表達(dá),在Treg中的表達(dá)水平較低,抑制PDHK1后可促進(jìn)Th17向Treg分化[45]?；罨腡細(xì)胞除了進(jìn)行葡萄糖代謝外,還進(jìn)行脂質(zhì)代謝以滿(mǎn)足T細(xì)胞增殖的能量需求[46]。Th17細(xì)胞中存在脂肪酸合成(fatty acid synthesis,FAS),FAS由乙酰輔酶A羧化酶(acetyl CoA carboxylase,ACC)1介導(dǎo)[47]。Th17細(xì)胞中ACC1的缺失或被抑制可阻止其生長(zhǎng)而促進(jìn)Treg表型的分化。在Th17細(xì)胞中,糖酵解產(chǎn)物丙酮酸被轉(zhuǎn)移到線(xiàn)粒體中形成乙酰輔酶(Acetyl Co)A,進(jìn)一步形成檸檬酸鹽,再?gòu)木€(xiàn)粒體移出至細(xì)胞質(zhì)中轉(zhuǎn)化為Acetyl CoA,隨后為FAS提供燃料[47]。脂肪酸合成酶(fatty acid synthase,FASN)也影響著Th17細(xì)胞的分化[45]。

2.3 Th17/Treg細(xì)胞代謝重編程與UC

UC是自身免疫性疾病,患者多伴隨免疫功能的紊亂,Th17細(xì)胞與UC等自身免疫性疾病關(guān)系密切[48]。Treg細(xì)胞可抑制Th17細(xì)胞的功能,在自我耐受和免疫調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用[49]。細(xì)胞代謝重編程可以影響Th17和Treg細(xì)胞的分化及功能。UC狀態(tài)時(shí),由自身免疫反應(yīng)、組織損傷等多種因素產(chǎn)生的炎癥病灶給細(xì)胞營(yíng)造了特殊的生存環(huán)境。結(jié)腸炎的特點(diǎn)是同時(shí)發(fā)生炎癥和缺氧[50],相關(guān)研究報(bào)道,人源T細(xì)胞在體外暴露于炎癥和缺氧的微環(huán)境時(shí),HIF-1α表達(dá)增加、糖酵解作用增強(qiáng),同時(shí)AMPK活性降低、OXPHOS作用減弱,其原因可能與缺氧增加線(xiàn)粒體ROS、影響HIF-1α作用而促進(jìn)有氧糖酵解有關(guān)[51]。Th17細(xì)胞的分化受到HIF-1α的調(diào)控,可影響細(xì)胞表面蛋白的表達(dá)而調(diào)節(jié)Th17細(xì)胞炎癥因子的分泌[52]。Treg細(xì)胞與Th17細(xì)胞可以相互轉(zhuǎn)化,研究表明,腸道炎癥會(huì)誘導(dǎo)Treg細(xì)胞發(fā)生代謝重編程成為產(chǎn)生IL-17的細(xì)胞,而維生素A對(duì)腸道中Treg細(xì)胞的代謝重編程具有抑制作用;在體外實(shí)驗(yàn)中,IL-2可以阻礙Treg細(xì)胞向Th17細(xì)胞的轉(zhuǎn)化,但是IL-2和視黃酸在Th17極化條件下可協(xié)同維持Foxp3的表達(dá)[53]。

UC患者罹患結(jié)直腸癌(colorectal cancer,CRC)的風(fēng)險(xiǎn)增加。UC所產(chǎn)生的炎性微環(huán)境長(zhǎng)期刺激細(xì)胞可發(fā)生一系列級(jí)聯(lián)反應(yīng),從而啟動(dòng)腫瘤的發(fā)生發(fā)展[54]。在炎癥條件下,細(xì)胞代謝類(lèi)型向有氧糖酵解轉(zhuǎn)變,使葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)、乳酸合成等糖酵解相關(guān)酶保持在較高水平,這些結(jié)果也表明,細(xì)胞代謝可能在炎癥致癌轉(zhuǎn)化的過(guò)程中,而不是在腫瘤發(fā)生的后期階段重新編程[55]。此外,缺氧微環(huán)境還可能影響HIF-1α的穩(wěn)定性而增加糖酵解能力,降低線(xiàn)粒體作用[56]。Th17和Treg細(xì)胞在CRC免疫調(diào)節(jié)中具有潛在的重要作用[57]。有報(bào)道揭示了IL-6/STAT3通路可能與結(jié)腸炎致癌轉(zhuǎn)化有關(guān)[58],而STAT3是影響Th17細(xì)胞的主要轉(zhuǎn)錄因子。研究發(fā)現(xiàn),CRC早期結(jié)腸黏膜發(fā)生Warburg效應(yīng),表現(xiàn)為糖酵解相關(guān)蛋白HIF-1α、葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(glucose transporters,GLUT)、M2型丙酮酸激酶(pyruvate kinase isozymes M2,PKM2)和乳酸脫氫酶(lactate dehydrogenase A, LDHA)的表達(dá)變化,為臨床CRC生物標(biāo)志物的開(kāi)發(fā)及藥物治療提供了新的思路和方向[59]。有報(bào)道表明,補(bǔ)中益氣湯可通過(guò)下調(diào)糖酵解關(guān)鍵酶己糖激酶(hexokinase,HK)2、LDHA的水平,抑制IL-6/STAT3/細(xì)胞-髓細(xì)胞瘤病病毒致癌基因(cellular-myelocytomatosis viral oncogene,c-Myc)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路從而調(diào)控細(xì)胞代謝重編程,有效阻礙結(jié)腸炎致癌的演進(jìn)過(guò)程[60]。

3 基于免疫調(diào)控的中藥治療UC

3.1 基于免疫調(diào)控的復(fù)方中藥治療UC

參苓白術(shù)散對(duì)葡聚糖硫酸鈉(dextransulfatesodium,DSS)誘導(dǎo)的UC小鼠具有治療作用,與模型組相比,參苓白術(shù)散給藥組小鼠血清中促炎因子腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor,TNF)-α、巨噬細(xì)胞移動(dòng)抑制因子含量顯著降低,抗炎因子IL-10、表皮生長(zhǎng)因子(epidermal growth factor, EGF)含量明顯上升,結(jié)腸組織中核因子(nuclear factor,NF)-κB、Toll樣受體(toll-like receptor,TLR)4蛋白表達(dá)下調(diào),提示參苓白術(shù)散可能通過(guò)調(diào)節(jié)TLR4/NF-κB通路及相關(guān)炎癥因子減輕腸道炎癥反應(yīng)和緩解腸黏膜損傷[61]。網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)研究表明,烏梅丸可能通過(guò)影響與UC相關(guān)的Toll樣受體、T細(xì)胞受體以及NF-κB等多個(gè)信號(hào)通路,調(diào)控免疫炎癥反應(yīng)、細(xì)胞增殖和凋亡以及ROS代謝等多個(gè)生物過(guò)程從而發(fā)揮治療UC的作用[62]。化濁解毒方能夠明顯降低血清中促炎因子IL-6含量、升高抗炎因子IL-10含量、調(diào)節(jié)結(jié)腸黏膜T淋巴細(xì)胞的表達(dá),從而有效改善UC大鼠結(jié)腸病理?yè)p傷[63-64]?；被ㄉ⒑咸一訙p用于UC活動(dòng)期寒熱錯(cuò)雜證患者,可誘導(dǎo)UC進(jìn)入緩解期,并通過(guò)降低TNF-α、IL-8促炎因子水平和提高抗炎因子IL-10水平而減輕炎癥反應(yīng)、促進(jìn)腸黏膜愈合,其臨床療效優(yōu)于5-氨基水楊酸/糖皮質(zhì)激素的西醫(yī)治療方案[65]。參榆灌腸方能夠降低2,4,6-三硝基苯磺酸誘導(dǎo)的UC大鼠結(jié)腸組織中IL-6含量,促進(jìn)TGF-β表達(dá),起到減輕炎癥、修復(fù)腸黏膜的作用[66]。玉屏風(fēng)散總多糖能顯著提高小鼠PP淋巴細(xì)胞活性,促使其分泌IL-2、IL-4、IFN-γ,影響PP淋巴細(xì)胞中T、B淋巴細(xì)胞的比值,從而增強(qiáng)腸黏膜免疫功能[67]。鐵皮石斛多糖可以通過(guò)改變小鼠腸黏膜形態(tài)結(jié)構(gòu),促進(jìn)腸黏膜固有層漿細(xì)胞合成分泌型免疫球蛋白(secretory immunoglobulin, SIg) A,調(diào)節(jié)PP和MLN中免疫細(xì)胞因子的分泌從而實(shí)現(xiàn)對(duì)腸黏膜免疫活性的調(diào)節(jié)作用[68]。大黃牡丹湯是臨床用于治療UC的常用方劑。研究表明,大黃牡丹湯可顯著減輕UC小鼠的結(jié)腸病理變化,增加腸道菌群豐度,恢復(fù)腸道中短鏈脂肪酸的含量,并通過(guò)調(diào)節(jié)MLN中IL-17α和Foxp3的表達(dá)及相關(guān)細(xì)胞因子水平而恢復(fù)Th17/Treg平衡[69]。四神丸可調(diào)節(jié)PP中CD4+/CD8+T細(xì)胞比例,并通過(guò)影響RORγt和STAT5α的表達(dá)而調(diào)節(jié)Treg/Th17平衡,從而發(fā)揮對(duì)結(jié)腸炎的治療作用[70]。另有研究表明,潰結(jié)灌腸液可能通過(guò)影響MLN中CD4+CD25+Foxp3+Treg細(xì)胞和CD3+CD4+IL-17A+Th17細(xì)胞數(shù)量及相關(guān)細(xì)胞因子水平,調(diào)控Treg/Th17免疫平衡來(lái)治療UC[71]。潰克靈對(duì)UC大鼠有明顯的治療作用,提高UC大鼠外周血和MLN中CD4+CD25+Treg細(xì)胞數(shù)量可能是其治療機(jī)制之一[72]。香參丸可通過(guò)調(diào)節(jié)小腸PP中T細(xì)胞亞群平衡以及相關(guān)炎癥因子的表達(dá)來(lái)減輕UC大鼠腸道炎癥損傷[73]。

3.2 基于免疫調(diào)控的中藥配伍和炮制中藥治療UC

甘草炮制雷公藤后可使DSS誘導(dǎo)的UC小鼠血清中的TNF-α和IL-6細(xì)胞因子水平顯著降低,T細(xì)胞浸潤(rùn)減少,抑制性T細(xì)胞增加,從而使炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)減少,結(jié)腸炎癥狀明顯減輕[74]。中藥黃連、干姜的主要成分黃連素和6-姜烯酚均能減輕UC小鼠炎癥損傷,且黃連素和6-姜烯酚聯(lián)合應(yīng)用具有顯著的協(xié)同增效作用,其機(jī)制與抑制TLR4/NF-κB通路的過(guò)度活化進(jìn)而調(diào)節(jié)腸道非可控性炎癥有關(guān)[75]。黃連和吳茱萸不同的配伍比例均可以降低DSS誘導(dǎo)的小鼠UC嚴(yán)重程度,不同配伍比例對(duì)腸黏膜免疫反應(yīng)的調(diào)節(jié)作用相似,主要區(qū)別在于對(duì)IL-1β及IL-10的作用差異[76]。

3.3 基于免疫調(diào)控的中藥有效部位及單體成分治療UC

黃芪多糖可通過(guò)降低CD4+T細(xì)胞、Th17淋巴細(xì)胞水平,提高CD8+、CD25+T淋巴細(xì)胞水平,降低CD4/CD8和升高CD25/Th17來(lái)調(diào)節(jié)T淋巴細(xì)胞亞群的平衡,從而降低異常免疫反應(yīng)、減輕炎癥損傷而有效治療UC[77]。連翹酯苷A可使UC大鼠血清IL-4含量、CD4+/CD8+比值升高,血清IgA、IgG、TNF-α和IL-2含量降低,從而增強(qiáng)氧自由基清除力和免疫功能,抑制炎癥反應(yīng)并有效減輕結(jié)腸病變[78]。人參皂苷Rg3對(duì)DSS誘導(dǎo)的UC小鼠有明確的治療作用,其機(jī)制可能是通過(guò)調(diào)節(jié)Th1/Th2平衡、抑制NF-κB活化從而調(diào)節(jié)腸道免疫和促進(jìn)腸道黏膜修復(fù)[79]。小檗堿也可以通過(guò)修飾腸道菌群和調(diào)節(jié)Treg/Th17平衡來(lái)改善UC[80]。白藜蘆醇可以提高CD4+CD25+Foxp3+Treg數(shù)量,調(diào)節(jié)機(jī)體和腸道免疫功能,對(duì)UC的治療發(fā)揮了一定的作用[81]。

3.4 基于免疫調(diào)控的中西藥聯(lián)合使用治療UC

在西醫(yī)常規(guī)治療的基礎(chǔ)上使用中藥顯示出更具優(yōu)勢(shì)的UC治療效果。黃芩湯加減聯(lián)合補(bǔ)脾益腸丸相比于單純西醫(yī)治療UC臨床效果更佳,其作用機(jī)制可能與抑制血清TLR4/髓樣分化因子88信號(hào)通路活化進(jìn)而降低炎癥因子水平有關(guān)[82]。美沙拉嗪與葛根芩連湯聯(lián)合治療UC總有效率高于單純美沙拉嗪治療,聯(lián)合治療組CD8+、自然殺傷細(xì)胞水平高于單純美沙拉嗪治療對(duì)照組,而IL-8、IL-6、TNF-α水平低于對(duì)照組,表明葛根芩連湯聯(lián)合美沙拉嗪可有效調(diào)節(jié)機(jī)體免疫功能進(jìn)而減輕炎性反應(yīng)[83]。美沙拉嗪加用荊芥連翹湯加減有效率高于單純美沙拉嗪治療,兩組患者的腸黏膜屏障功能均有所改善,聯(lián)合治療組TNF-α、IL-8、β-內(nèi)啡肽、血清丙二醛、過(guò)氧化脂質(zhì)顯著低于單純美沙拉嗪治療對(duì)照組,而IL-2、超氧化物歧化酶顯著高于對(duì)照組,表明荊芥連翹湯加減內(nèi)服治療UC效果較好,其機(jī)制可能與糾正機(jī)體的免疫狀態(tài)及降低腸黏膜氧化應(yīng)激水平有關(guān)[84]。在常規(guī)西醫(yī)治療的基礎(chǔ)上,腸炎清合劑[85]及潰結(jié)平方[86]均對(duì)UC顯示出較好的療效,其機(jī)制均與腸道免疫因素有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn),結(jié)腸癌小鼠腸道PP面積明顯減少,環(huán)磷酰胺進(jìn)一步抑制了其本已受損的黏膜免疫功能,而環(huán)磷酰胺加Rg3可改善結(jié)腸癌小鼠黏膜局部免疫功能的抑制作用[87]。

4 結(jié)語(yǔ)

雖然關(guān)于Th17/Treg細(xì)胞代謝重編程的研究已取得一定進(jìn)展,但是對(duì)于UC狀態(tài)下Th17/Treg細(xì)胞代謝變化以及UC治療過(guò)程對(duì)Th17/Treg細(xì)胞代謝產(chǎn)生的影響仍不完全清楚。免疫功能是腸道的重要功能之一,腸道內(nèi)包含T細(xì)胞、巨噬細(xì)胞以及DC等多種免疫細(xì)胞,腸道免疫細(xì)胞代謝重編程受多種信號(hào)分子共同調(diào)控,構(gòu)成了復(fù)雜而精密的腸道免疫調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。闡明腸道免疫細(xì)胞代謝重編程的相關(guān)調(diào)節(jié)機(jī)制,對(duì)于UC等自身免疫性疾病的治療具有重要意義。

UC與CRC的發(fā)生發(fā)展關(guān)系密切,隨著免疫學(xué)的進(jìn)步以及科學(xué)研究的深入,腫瘤微環(huán)境中細(xì)胞發(fā)生代謝重編程已經(jīng)明確。然而,關(guān)于炎癥到癌癥的演變過(guò)程中,腸上皮細(xì)胞以及腸道免疫細(xì)胞代謝重編程以及相關(guān)調(diào)控因子發(fā)生了哪些變化,文獻(xiàn)鮮有報(bào)道。針對(duì)炎癥到癌癥轉(zhuǎn)變過(guò)程中腸道細(xì)胞代謝重編程及相關(guān)指標(biāo)的變化進(jìn)行研究,對(duì)可能存在的相關(guān)機(jī)制進(jìn)行分析和探討,有利于為UC及CRC的臨床治療及相關(guān)研究提供新的思路。

中醫(yī)藥具有用藥?kù)`活、個(gè)體化診療等特點(diǎn),對(duì)于改善UC具有一定優(yōu)勢(shì)。針對(duì)UC狀態(tài)時(shí)細(xì)胞代謝重編程的相關(guān)蛋白及通路作為藥物作用靶標(biāo)開(kāi)展相關(guān)研究,是未來(lái)治療UC的理想策略,對(duì)于探索更安全、有效的UC治療方案具有重要意義。中藥具有多成分、多途徑、多靶點(diǎn)的特點(diǎn),同時(shí)也由于其藥物組成與機(jī)體作用的復(fù)雜性為研究帶來(lái)諸多困難。從中藥及復(fù)方干預(yù)細(xì)胞代謝重編程的角度開(kāi)展相關(guān)研究,可更好地闡釋中醫(yī)藥治療UC的科學(xué)性與可靠性,有利于中醫(yī)藥現(xiàn)代化的發(fā)展。