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基于信号通路角度综述中医药治疗痛风性肾病相关研究进展

2023-12-13王宏媛刘湘玲刘洋李彩云张远辉天津中医药大学第一附属医院国家中医针灸临床医学研究中心天津300381

江西中医药 2023年10期
关键词:尿酸活化纤维化

王宏媛 刘湘玲 刘洋 李彩云 张远辉 (天津中医药大学第一附属医院/国家中医针灸临床医学研究中心 天津 300381)

痛风性肾病(gouty nephropathy,GN),又称高尿酸血症肾病(hyperuricemic nephropathy,HN),是由于体内嘌呤代谢障碍,使血尿酸水平长期处于过饱和状态,过多的尿酸盐结晶沉积于肾脏所导致的慢性肾脏病变[1]。痛风性肾病发生的病理机制可能与炎症反应发生、内皮功能障碍、纤维化、血管平滑肌细胞的增殖、肾素-血管紧张素系统激活以及肾小球动脉硬化等过程相关[2-3]。临床症状常表现为由于尿浓缩功能下降导致夜尿增多,晚期因肾小球滤过功能下降出现肾功能不全的表现,如高血压、水肿、贫血等。研究表明,中医药治疗痛风性肾病可改善临床症状,达到降尿酸、改善肾功能、减少蛋白尿等疗效,联合应用可减少西药用量,提高有效率,减轻西药毒副作用,具有独特优势[4-5]。本文基于信号通路角度综述近年来中医药治疗GN 的相关研究进展,总结相关作用机制,以期为GN 的中西医治疗提供参考,为后续科研工作提供思路。

1 NLRP3 炎症小体信号通路

NOD 样受体热蛋白3(NLRP3)炎症小体是一种胞质多蛋白复合物,由NLRP3、细胞凋亡相关斑点样蛋白(ASC)和天冬氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶(Caspase-1)前体组成[6],可与多条信号通路相互作用[7]。在HN 中,NLRP3 炎症小体可被尿酸盐单钠结晶激活,活化的NLRP3 炎症小体刺激IL-1β、IL-18 等炎性因子的分泌,促使肾血管壁炎症细胞聚集、平滑肌细胞增殖以及血管舒张,导致肾小球与肾小管间质损伤以及肾纤维化的发生[8-9]。研究表明,中药黄芩的主要活性成分黄芩苷能通过参与富含半胱氨酸蛋白61 调节NLRP3 炎症小体的过程来保护肾功能,并剂量依赖性地减轻HN 小鼠模型的肾损伤[10]。中草药提取物车前子多糖[11]、牡丹花总黄酮[12]、龙胆苦苷[13]以及中药复方五苓散[14]、四物汤[15]、驱风止痛散[16]和中成药复方珍珠调脂胶囊[17]、威草胶囊[18]等均被证实能够抑制NLRP3 炎症小体的活化,下调IL-1β、IL-18 等下游炎性因子表达、成熟及释放,延缓炎症反应进程,改善GN 肾脏组织的炎症性损伤,保护肾功能。

2 NF-κB 相关信号通路

2.1 NF-κB 信号通路

核转录因子kappaB(NF-κB)是存在于多种细胞中的重要转录调节因子,通常以p50-p65 异二聚体的形式与其抑制性蛋白结合,并以非活化状态贮存于细胞质中[19]。TLR4 是一种跨膜蛋白,属于模式识别受体toll 样受体家族(TLRs)的成员,当受到来自细胞内、外的有效刺激时,活化的TLRs与髓样分化因子88(MyD88)结合,激活IκB 激酶使其磷酸化,NF-κB 由此迅速从抑制状态转化为活化状态,从而参与包括免疫、炎症、细胞增殖与凋亡等在内诸多基因转录与表达过程的调节[20-22]。研究表明,尿酸晶体可通过激活NF-κB 信号通路而引发肾脏炎症[23-24]。

中药铁皮石斛[25]、栀子主要活性成分京尼平苷的衍生物[26]以及中药复方五苓散[14]等均被证实可通过调节TLR4/NF-κB 信号通路的表达,降低HN大鼠的IL-6、IL-8 和TNF-α 等炎性细胞因子水平,有效减少肾脏中的尿酸盐积累,减轻炎症,保护肾脏。甜叶菊提取物[27]、鹅掌楸提取物[28]被证实可通过抑制NF-κB 信号通路的激活,下调炎症因子的释放,缓解HN 进展。此外,牡丹花总黄酮对GN 大鼠的肾脏保护与抗炎作用,也与抑制NF-κB 信号通路的活化相关[12]。鸡矢藤提取物被证明可通过介导GN 大鼠模型NF-κB 信号通路的活化来影响肾脏ABCG2 蛋白的表达,调节其尿酸转运蛋白、表型转化蛋白、肾损伤分子的表达情况,缓解尿酸所致的肾小管上皮细胞损伤,从而减轻肾损害[29]。

2.2 ROS/NF-κB 信号通路

活性氧(ROS)是机体氧化应激的产物,在细胞增殖及分化、免疫、炎症细胞活化等多种生物过程中起着重要作用,可参与多种细胞内信号通路的转导及活性因子的调节,研究表明,ROS/NF-κB信号通路在肾脏疾病的发生发展过程中起着重要作用[30-31]。金文敏等[32]研究认为,中药复方右归饮可抑制GN 大鼠的ROS/NF-κB 信号通路,降低24 h 尿蛋白量,下调相关炎性因子水平,升高肾组织SOD 活性,保护肾脏。

2.3 PI3K/AKT/NF-κB 信号通路

此外,PI3K/AKT 信号通路是调节炎症的重要途径,已被证实可参与NF-κB 信号通路的调节[33]。中成药复方珍珠调脂胶囊可调节PI3K/AKT/NF-κB信号通路,抑制AKT 和p65 磷酸化,逆转IKBα的下调,通过抑制肾脏中尿酸累积、炎症和纤维化来改善HN[17]。

3 Nrf2 信号通路

核因子E2 相关因子2(Nrf2)是一种转录因子,参与包括线粒体呼吸、细胞自噬、能量代谢、mRNA翻译等在内的多种细胞生物过程,是细胞异生和氧化应激反应的主要协调因子之一,具有复杂的调控网络,在炎症、免疫、细胞增殖分化等过程中发挥关键作用[34-35]。研究表明,通过调节Nrf2 信号通路可改善肾纤维化,缓解肾缺血性再灌注损伤,在肾脏疾病的发生、发展与治疗中具有重要意义[36-37]。甜叶菊提取物可通过调节Nrf2 信号通路,改善尿酸相关的肾脏炎症及肾脏纤维化,减少炎症因子的浸润和肾脏中尿酸积累,保护肾脏,缓解GN 的进展[27]。

4 TGF-β1/Smad3 信号通路

转化生长因子-β(TGF-β)是肾脏炎症和纤维化过程中的重要细胞因子,在大量疾病模型的研究中,TGF-β 的亚型TGF-β1及其下游信号通路的抑制可缓解肾纤维化,而TGF-β1的过表达则可诱导肾纤维化[38]。Smad 信号通路是TGF-β的关键下游信号通路,包含多种亚型,其中Smad3是肾纤维化和炎症的关键介质[39]。同时,TGFβ/Smads 与其他信号通路之间具有复杂的相互作用,如p38/MAPK、NF-κB 信号通路等,在疾病条件下,多条通路共同作用,从而对肾脏的炎症和纤维化起到积极或消极的调节作用[40]。

Liu 等[41]研究表明,中药复方滋肾清热通络方可通过调控GN 大鼠的TGF-β1/Smad3 信号通路,改善肾脂肪酸氧化,缓解肾脏纤维化。此外,土茯苓提取物可显著抑制TGF-β1和碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)的表达,改善高尿酸血症大鼠的肾脏纤维化,并下调相关炎性因子,抑制肾脏氧化应激和炎症反应[42]。车前草提取液则被证实可通过调节TGF-β1/p38MAPK/NF-κB 信号通路,抑制TGF-β1、TNF-α、IL-1 等炎症因子的释放和表达,改善GN 大鼠肾脏炎症因子浸润、肾纤维化等,缓解肾组织损伤[43]。

5 JAK2/STAT3 信号通路

Janus 激酶家族(JAK)和信号转导与转录激活剂(STATs)共同构成了调节细胞因子表达的主要信号通路之一,即JAK/STAT 信号通路,可调节基因表达与细胞的活化、增殖及分化。研究表明,JAK/STAT 信号通路的激活在炎症浸润、细胞外基质(ECM)积累和肾小管间质纤维化的发展中起重要作用,其中两者亚型构成的JAK2/STAT3 信号通路尤为重要,可以抑制肾纤维化并保护肾功能[44-45]。

小檗碱是黄连、黄柏等中药的重要活性成分,实验表明,小檗碱可调节尿酸盐转运蛋白表达,抑制JAK2/STAT3 信号通路的激活,下调IL-1β、IL-6和TNF-α 等炎性因子水平,发挥抗高尿酸血症和肾脏保护作用[46]。甜叶菊提取物[27]、鹅掌楸提取物[28]也可通过调节JAK2/STAT3 信号通路的活化,发挥抗肾脏炎症以及纤维化的作用,缓解GN 进展。

6 JNK 信号通路

c-Jun 氨基末端激酶(JNKs)家族是丝裂原活化蛋白激酶(MAPKs)超家族的成员之一,参与调控细胞增殖与分化、细胞凋亡、应激反应等多种细胞生物过程,在神经退行性疾病、肿瘤、慢性炎症性疾病、糖尿病、缺血再灌注损伤等多种疾病和病理损伤的发生发展中起重要作用[47]。

中药复方大黄附子汤可通过调控JNK信号通路,减少肾组织内TGF-β1表达和肾小管上皮细胞凋亡,改善肾间质纤维化,保护肾功能,延缓HN 的进展[48]。此外,鹅掌楸提取物减轻炎性因子浸润、保护肾脏的作用也与抑制JNK 信号通路的活化相关[28]。

7 MMP-7/Wnt/β-连环蛋白信号通路

MMP 是一类依赖锌的内肽酶家族,研究表明,它们可通过靶向不同的底物蛋白来调节肾脏纤维化过程。基质金属蛋白酶-7(MMP-7)是MMP 家族的重要成员,在正常成人肾脏中几乎不表达,但在急性肾损伤(AKI)和慢性肾病(CKD)中的表达则会上调[49]。Wnt 家族分泌信号蛋白在器官发生、组织稳态和肿瘤形成过程中均起着重要作用,Wnt/β-连环蛋白信号已被证明在肾脏发育和疾病中发挥作用。MMP-7 是Wnt/β-连环蛋白信号传导的直接靶标,两者共同构成MMP-7/Wnt/β-连环蛋白信号通路[50-51]。研究表明,黄芩素可通过作用于基质金属蛋白酶(MMP)抑制高尿酸血症诱导的肾纤维化,缓解肾脏氧化应激,发挥肾脏保护作用[52]。

8 讨论

中医药干预GN 的发生发展受多条信号通路作用影响,主要通过参与炎症和肾脏纤维化等相关信号通路的调节发挥作用,各信号通路之间既相互独立,又彼此联系,有着复杂的交互作用机制。研究表明,尿酸盐结晶可通过激活NLRP3 炎症小体间接加速NF-κB 活化,而活化的NF-κB 也可反过来参与NLRP3 的转录,从而形成恶性循环,加速肾损伤[6]。有文献报道,TGF-β/Smad 信号通路可与NF-κB 协同作用,缺乏TGF-β1的大鼠表现出异常的NF-κB 激活,两者之间有着复杂的调控机制[53-54]。此外,NF-κB 可通过诱导合成相关效应因子抑制JNK 信号通路,JAK/STAT、Nrf2 与NF-κB 信号通路之间也可通过一系列分子机制相互作用[55-56]。而TGF-β信号通路可诱导Wnt/β-连环蛋白超家族成员的表达,使Wnt/β-信号通路表达上调,影响器官纤维化过程[57]。

由此可见,中草药、中草药提取物、中药复方、中成药等在改善高尿酸性肾损害过程中,并非通过单一信号通路作用于相关靶点发挥作用,而是多信号通路协同、交互作用,具有庞大而复杂的调控网络,而目前的研究多停留在单一通路和靶点之间的作用,未进一步阐明中药组分发挥作用时,相关信号通路与靶点在体内的协同、拮抗等交互作用机制,有待进一步的探索与研究。此外,目前的研究尚存在其他局限性,如中医药治疗GN 的相关信号通路探究多为动物体内实验,尚缺乏体外细胞实验及高质量的临床试验验证;多数中药及中药组分的研究中,仅表明与相应信号通路相关,而未落实到具体的靶点等。中医药治疗GN 具有广阔的发展前景,期望随着科技的进步以及研究的不断完善,能够弥补当前不足,拓展新道路,为痛风性肾病的预防与治疗提供新的思路。

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