李姗姗，孙 倩，杨少宁，于小勇

(1. 陕西中医药大学，陕西 咸阳 712046；2. 陕西省中医医院，陕西 西安 710003)

慢性肾脏病(CKD)因其高发病率和高病死率已经成为世界范围内的公共健康问题。在世界范围内，有10%～15%的成年人遭受CKD的痛苦[1]。美国成人CKD患病率预计在2030年将上升至16.7%[2]。2012年流行病学显示，我国成人CKD总患病率为10.8%[3]。肾间质纤维化(RIF)是各种慢性肾脏病进展至终末期肾病(ESRD)的主要病理基础和最终病理结果。因此阐明RIF的潜在机制，开发防治RIF的有效策略和潜在治疗靶点，对于延缓CKD的进展是至关重要的。缺氧诱导因子(HIF)在缺氧条件下反式激活各种细胞因子以适应低氧环境，有助于细胞感知和适应氧水平的变化，被认为是维持氧稳态的核心转录因子。越来越多的研究发现，HIF-1α通过调控各种细胞因子参与RIF的过程，与RIF呈正相关。中医药通过多途径、多通路、多靶点的优点在防治RIF中作用显著。因此，本文对中医药基于HIF-1α信号通路调节相关细胞因子和信号通路防治RIF进行综述，以探讨中医药预防和延缓纤维化进展的潜在治疗靶点，开发新的有效治疗措施。

1 RIF的中医病因病机

RIF是各种慢性肾脏病进展至ESRD的共同结局途径和主要病理基础，主要包括肾小管和肾间质的破坏，各种细胞因子和炎症因子释放，炎性细胞浸润，肌成纤维细胞增殖，上皮-间质转分化(EMT)以及细胞外基质(ECM)的过度沉积[4-5]。中医古籍并没有RIF的论述，但根据其病理特点和发病机制可归属于“癃闭”、“肾劳”、“关格”、“溺毒”等中医学范畴。其基本病机以脾肾两虚为本，痰湿瘀血浊毒蓄积为标，是为本虚标实之候，治疗当“标本兼治”，以健脾补肾、活血泄浊、解毒化湿为法。董志刚教授认为外感六淫是本病的诱发因素，而脾肾双亏才是发病之根本[6]。邓伟教授认为CKD发病多由脏腑虚损，外邪侵袭，而致痰浊瘀血蓄积于体内，其中瘀血贯穿于CKD始终[7]。刘宝厚教授认为CKD病机以脾肾两虚为本，在CKD进展中逐渐气血亏虚，脏腑虚损，功能失司，痰浊瘀毒蓄积等本虚标实之候[8]。

2 HIF-1α在RIF中的作用

目前，普遍认为慢性缺氧是导致CKD进展，发展至ESRD的危险因素。HIF是由HIF-α和HIF-β两个亚单位组成的蛋白质异源二聚体，其中α对氧敏感，是缺氧诱导因子的活性亚单位。已知α有三种亚型:HIF-1、HIF-2、HIF-3，其中HIF-1α在哺乳动物组织中广泛表达。在正常情况下，HIF-1α在脯氨酰羟化酶(PHD)作用下发生羟基化，羟基化的缺氧诱导因子被希佩尔-林道蛋白(pVHL)识别，被E3连接酶泛素化，最终被蛋白酶体降解。而在低氧状态下，PHD和HIF-1α的羟基化被抑制，HIF-1α因不能被识别以及泛素化降解而稳定表达和积累[9-10]。HIF广泛参与各种生物过程[11-12]：①作为维持氧稳态的关键转录因子，HIF在保护器官和组织免受氧化损伤时与活性氧(ROS)信号通路时相互作用；②过度表达的HIF能够上调血管内皮生长因子(VEGF)的表达，促进血管生成；③HIF在转录、合成、成熟、增殖等方面调节促红细胞生成素，促进红细胞生成；④HIF参与调节免疫反应和促炎因子的表达；⑤在肿瘤细胞中，活化的HIF能够调节葡萄糖代谢，诱导VEGF分泌，促进血管生成及转移，在肿瘤治疗过程中发挥着重要作用。HIF-1α的过表达不仅可促进炎症细胞因子的释放并在损伤部位募集，从而促进纤维性瘢痕的生成[13]，而且激活的HIF-1α与下游基因结合并诱导Ⅰ型胶原(collagen I)、纤溶酶原激活物抑制剂1(PAI-1)、内皮素-1(ET-1)、结缔组织生长因子(CTGF)、基质金属蛋白酶2(MMP-2)和金属蛋白酶组织抑制剂1(TIMP-1)等基因的表达增加，导致ECM降解减少，过度沉积，最终发生纤维化[14]。研究发现，慢性肾炎患者血清HIF-1α可能通过上调炎症细胞因子水平参与肾脏功能障碍以及纤维化，其表达水平与肾脏损伤、肾间质纤维化以及全身炎症反应程度呈正相关[15]。

Ke等[16]研究发现，肾间质纤维化的抑制可通过siRNA下调HIF-1α表达，进而减少脂质和ECM的沉积，同时减少Ⅰ型胶原和纤维连接蛋白(FN)产生，进而改善RIF。Li等[17]通过权重基因共表达网络分析(WGCNA)，将糖尿病肾病(DKD)的肾小管间质基因表达谱与肾小球滤过率(eGFR)值联系起来，发现四个共表达模块与eGFR值密切相关，这些模块基因在纤维化相关生物学过程中过分表达。结果显示，HIF-1α与eGFR呈负相关，且与肾纤维化程度呈正相关，说明HIF-1α可能参与DKD的RIF过程中。研究发现[18]，2型糖尿病病理特征能够激活HIF-1α以及抑制HIF-2α，HIF-1α和HIF-2α之间活性平衡的变化激活了肾小球和肾小管细胞的炎症反应和纤维化。而钠-葡萄糖协同转运蛋白-2(SGLT-2)抑制剂通过抑制HIF-1α和激活HIF-2α促进红细胞生成，同时缓解器官功能障碍，抑制炎症反应和纤维化。说明肾脏炎性反应和纤维化往往伴随着HIF-1α的高表达，两者密切相关[19]。HIF-1α过表达促进了促炎性细胞因子产生，激活了炎性细胞信号传导途径和促纤维化机制，诱导了肾脏炎症反应和纤维化[20]。抑制HIF-1α表达则能够减轻肾小球和肾小管功能障碍，进而减轻肾脏炎性反应和纤维化进展[21]。研究发现，HIF-1α 末端转录激活域(C-TAD)转录激活导致缺氧诱导因子抑制剂(FIH-1)丢失，而FIH-1是调节HIF-1α介导的急性肾损伤(AKI)向CKD进展的关键因素，FIH-1过表达可抑制 HIF-1αC-TAD 活化并延缓AKI向CKD发展[22]。DKD大鼠肾组织高糖环境能够抑制血管生成抑制因子-1(VASH-1)和沉默信息调节因子(SIRT1)的表达，其中SIRT1属于Ⅲ类组蛋白去乙酰化酶，具有肾脏保护的作用[23]，进而诱导肾小管上皮细胞中HIF-1α、转化生长因子-β(TGF-β1)和Smad3水平的增加，从而促进氧化应激和纤维化因子激活，异常增加细胞增殖活性[24]。

然而，有研究发现，具有抗纤维化作用的miR-29c在RIF中表达下调，而HIF-1α激活可以上调miR-29c的表达，进而缓解RIF[25]。HIF-1α过表达也可通过减少多种细胞因子的释放，缓解炎性反应，进而减轻顺铂诱导的肾脏损伤[11]。研究发现，在纤维化早期阶段，HIF-1α依赖性的脯氨酰羟化酶3(PH3)、葡萄糖转运蛋白-1(GLUT-1)、PAI-1、CTGF等各种促纤维化因子被上调，但是随着RIF的进展，HIF-1α的促纤维化作用下降，说明HIF-1α促纤维化作用发生在早期，随着RIF的进展有所下降[26]。

综上，HIF-1α通过参与RIF的相关生物学过程，诱导相关细胞因子释放以及相关信号通路激活，介导RIF的发生发展。但是，HIF-1α激活对RIF的作用存在争议，这可能与HIF-1α在不同肾细胞类型或不同病理阶段的不同作用有关。因此，进一步研究HIF-1α在RIF中的作用，会使我们更深入地了解纤维化的病理机制以及潜在的干预措施和治疗靶点。

3 中医药基于HIF-1α信号通路调节RIF

中医药因其多途径、多环节对抗多靶点的优点，在抗RIF方面成效显著，研究方向从中药单品、中药提取物到中药复方以及中成药，研究内容从基因、蛋白、代谢等水平到信号通路、细胞因子等[27]，已成为近年来防治RIF的重点[28]。

3.1中药复方 钟正霞等[29]研究发现, 黄葵胶囊通过下调RIF模型中HIF-1α的表达水平，缓解局部因缺氧造成的炎性反应，缓解病情，修复肾损伤，发挥肾脏保护作用，从而改善RIF，是一种有效的抗RIF药物。唐群等[30]研究发现，在5/6肾切除大鼠模型中，六味地黄汤组较模型组肾组织中HIF-1α、Ⅰ型胶原、Ⅲ型胶原、PAI-1和TIMP-1的表达明显减少，且优于依那普利组。表明六味地黄汤可通过降低HIF-1α的表达，减少胶原蛋白的合成，调节PAs/PAIs和MMPs/TIMPs间平衡，以改善肾功能，减轻肾损伤。此外，有学者还发现，六味地黄汤可明显减少肾组织中HIF-1α，进而下调Twist蛋白水平表达，并显著上调上皮钙黏蛋白(E-cadherin)水平，延缓RIF[31]。扶正化瘀方通过显著抑制核因子κB(NF-κB)的活化和MMP-2的活性，下调肿瘤坏死因子α(TNF-α)的表达，进而减轻氧化应激损伤，进一步发挥改善氯化汞诱导的RIF的作用[32]。健脾解毒汤通过抑制MTor/HIF-1α/VEGF信号通路有效抑制肿瘤细胞迁移、侵袭和血管生成[33]。

3.2中药单体 丹参是广泛使用的传统中药材之一，具有活血化瘀、养血安神、调经止痛等功效。现代药理研究表明，丹参及其活性成分具有抗癌、抗纤维化、抗氧化、抗炎、心血管保护、肝脏保护、神经保护等多种药理作用[34]。此外， HIF-1α、NF-κB、Toll受体4 (TLR4)、人类抗原R蛋白(HuR)等已被确定为二氢丹参酮(DHT)的潜在治疗靶点[35]。丹参各种活性成分均表现出一定的抗缺氧作用，通过改善缺氧引起的超氧化物歧化酶(SOD)和乳酸脱氢酶活性(LDH)的变化，提高小鼠对缺氧的适应能力；此外，丹参及其提取物还可通过下调HIF-1α、增殖细胞核抗原(PCNA)、B淋巴细胞瘤-2基因(Bcl-2)、周期蛋白依赖性激酶4(CDK4)、细胞周期蛋白D1(cyclinD1)和P27Kip1基因等表达，抑制促炎细胞因子释放和RhoA-Rho相关蛋白激酶(ROCK)信号通路激活，进而减轻慢性缺氧中的组织损伤[36]。研究发现，银杏叶提取物不仅能显著降低尿N-乙酰-β-D-葡萄糖苷酶(NAG)、血肌酐(SCr)和尿素氮(BUN)水平，并下调肾组织中α平滑肌肌动蛋白(α-SMA)和Col的表达；还可通过下调p38MAPK/TGF-β1和p38MAPK/HIF-1α信号通路抑制细胞凋亡，进而显著减轻顺铂诱导的急性肾损伤后的RIF[37]。槲皮素是一种自然界中广泛存在的较易从中草药中提取的具有生物活性的多酚类黄酮醇，可调节多种细胞因子和信号通路防治多种疾病，具有抗肿瘤、抗氧化、抗炎以及心脏保护的作用[38]。此外，槲皮素在抗脏器纤维化方面的潜力被发掘[39]。研究发现，槲皮素通过调节HIF-1α/miR-210/ISCU/FeS轴来抑制细胞有氧糖酵解途径，从而拮抗细胞因子介导的肾脏损伤[40]。研究发现，垂盆草提取物通过下调促炎细胞因子、趋化因子、炎症因子如白细胞介素(IL-6)、干扰素-γ和TNF-α的表达，抑制巨噬细胞浸润和活化，减轻肾小管间质损伤。还通过下调HIF-1α的表达和GLUT-1的产生，从而抑制巨噬细胞的无氧糖酵解，进而发挥抗炎、抗纤维化的作用，减轻肾脏损伤[41]。

RIF是一个多面、多层次的复杂的细胞反应过程，HIF-1α可与多条信号通路相互作用，如TGF-β、Notch、NF-κB、Ang Ⅱ/ROS、蛋白激酶(PKC)/细胞外调节蛋白激酶(ERK)、P磷脂酰肌醇3激酶/丝氪酸-苏氪酸蛋白激酶/缺氧诱导因子-1α(PI3K/Akt)，增强成纤维细胞增殖，加重肾脏损伤，促进RIF[14]。TGF-β是公认的促纤维化细胞因子，在UUO大鼠模型中，中药栀子果实的乙醇提取物(EEG)可通过降低HIF-1α、CTGF、TGF-β1表达水平，增加VEGF蛋白表达，调节EMT，进而减轻肾纤维化，发挥肾脏保护作用[42]。樊小宝等[43]认为，金钗石斛是一种中药材，其活性成分-金钗石斛多糖可通过抑制α-SMA、FN、CTGF表达，减少ECM的沉积，并通过抑制I3K/Akt/HIF-1α信号通路改善多柔比星肾病大鼠肾纤维化，进而有效保护肾脏组织。不仅中药提取物，对中药复方的研究也发现，HIF-1α通过调节CTGF和TGF-β1的表达, 抑制ECM降解而导致RIF，而益肾解毒汤可通过改善缺氧，减少HIF-1α蛋白水平，进而下调CTGF和TGF-β1的表达，来减轻RIF[44]。

3.3中医特色疗法 中医特色疗法作为防治CKD的辅助手段，因其多途径、多靶点在防治RIF中发挥至关重要的作用[45]。①中药灌肠：灌肠方药多以大黄配伍解毒泄浊之药物，降低血肌酐、尿素氮水平，保护肾功能。②中药药浴：通过熏蒸、浸泡的方式，开腠理以排毒。③中药离子导入：选用温肾健脾，活血解毒的中药，通过直流电的方式将中药有效成分导入双侧肾俞，此法能直达病所。④穴位贴敷：将活血解毒、温阳利水的方药制好后贴于腧穴处，可与内治法联合使用，且补内治之不及。⑤针灸疗法：因能够疏经通络，调理气机，祛邪扶正，且操作简单，经济实惠被广泛用于CKD防治中。目前，中医特色疗法防治RIF主要基于临床观察，对于其中抗纤维化的具体机制尚缺乏研究，因此，期待更深入的研究，来揭示中医特色疗法防治RIF的机制。

4 小结和展望

中医药因其多通路、多途径、多靶点在抗RIF中疗效显著，中药基于HIF-1α信号通路发挥抗纤维化作用主要通过中药活性成分抑制HIF-1α的表达，降低HIF-1α蛋白稳定性，进而下调下游相关细胞因子水平和抑制相关信号通路激活来实现的。目前，中医药调节HIF-1α信号通路抑制纤维化的研究尚浅，中药复方成分复杂，传统中药活性成分不确定，很多细胞分子机制尚需深入研究；此外，由于两种或多种信号通路之相互作用能够协同促进RIF，因此，靶向HIF-1α与其他促纤维化信号通路似乎是改善RIF的合理策略，但是，HIF-1α与很多其他促纤维化信号通路之间的关系研究较少；很多研究表明，对HIF-1α抗RIF的作用存在争议，因此，需要更多高质量的研究来阐释其中机制；中医药特色疗法防治RIF的机制尚缺乏研究。

RIF是一个多环节、多途径的复杂过程，单独一种治疗药物只能作用于其中一个或某几个环节，因此，对中医病因病机及中药作用机制的深入研究具有重要的现实意义。将中医理论与现代医学研究最新成果相结合，探讨潜在机制，发掘潜在防治靶点和治疗措施，探索更有效、更安全的方法将是未来临床研究的重点。

利益冲突：所有作者均声明不存在利益冲突。