賴海艷,易 蔚,鄧 坤,龍 娟,任夢瑤,喬 赟,周 蓓,李偉偉
(1. 廣西中醫(yī)藥大學(xué)研究生院,廣西 南寧 530299;2. 廣西中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院,廣西 南寧 530000;3. 廣西中醫(yī)藥大學(xué)針灸推拿學(xué)院,廣西 南寧 530299;4.廣西中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院,廣西 南寧 530299)
支氣管哮喘(bronchial asthma)是一種以慢性氣道炎癥和氣道高反應(yīng)性為特征的異質(zhì)性疾病。近年來,全世界支氣管哮喘發(fā)病率有所上升。在歐美等發(fā)達(dá)國家,50%以上哮喘患兒規(guī)范化治療病情未得到有效控制[1];2010 年第三次全國兒童哮喘流行病學(xué)調(diào)研發(fā)現(xiàn),我國兒童哮喘發(fā)病達(dá)3.02%[2],同時近幾年成人哮喘調(diào)查發(fā)現(xiàn)成人哮喘發(fā)病率已達(dá)4.2%,由此推測兒童哮喘患者正逐年攀升,遠(yuǎn)超預(yù)估水平[3]。哮喘病理改變是以慢性氣道炎癥和氣道重塑為主,但發(fā)病機(jī)制尚未完全清楚。目前,傳統(tǒng)哮喘治療首選激素、β2受體激動劑、白三烯調(diào)節(jié)劑等干預(yù)方案,西藥治療帶來多種副作用及長期使用導(dǎo)致的耐受性等問題存在爭議[1]。研究表明,NF-κB作為經(jīng)典信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路在炎癥反應(yīng)、平滑肌增生和肥厚、新生血管形成等過程中發(fā)揮作用,其過度表達(dá)誘發(fā)哮喘[4,5]。中醫(yī)藥通過調(diào)控NF-κB 信號通路,抑制氣道炎癥,抗氣道重塑,從而達(dá)到治療哮喘的目的。現(xiàn)將NF-κB 信號通路與哮喘的作用機(jī)制及中藥干預(yù)研究綜述如下。
核因子κB(nuclear factor κB,NF-κB)是一種重要的核轉(zhuǎn)錄因子,存在細(xì)胞質(zhì)中,NF-κB 家族有5 個成員,包括p65(RelA)、p105/p50、RelB、c-Rel 和p100/p52,其中以p50 和p65 組成的異源二聚體為NF-κB 的主要活性形式;同時,NF-κB 具有2 條不同的途徑,經(jīng)典途徑激活p50 和p65 聚體,而非經(jīng)典途徑則激活RelB 和p52 聚體,激活機(jī)制各不相同。當(dāng)細(xì)胞受胞外信號刺激時,NF-κB 特異性抑制因子IKKs(IκB 激酶)復(fù)合物的磷酸化依賴性激活,從而釋放κB 轉(zhuǎn)錄因子以轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞核并激活靶基因,誘導(dǎo)促炎細(xì)胞因子如TNF-α、IL-1、IL-6 的表達(dá)。經(jīng)典的NF-κB 激活以響應(yīng)參與炎癥外部刺激免疫應(yīng)答,細(xì)胞增殖,分化和存活的多樣性,以調(diào)節(jié)各種促炎基因的表達(dá),并充當(dāng)炎癥的關(guān)鍵介體。有研究發(fā)現(xiàn),在哮喘發(fā)病機(jī)制中,NF-κB 信號通路扮演著至關(guān)重要的角色,對氣道炎癥的產(chǎn)生、分化、免疫應(yīng)答、凋亡起到關(guān)鍵作用[6];而非經(jīng)典NF-κB 的激活與蛋白質(zhì)密切相關(guān),其主要參與抗病毒免疫反應(yīng),自身免疫性疾病等過程,與腫瘤免疫淋巴器官發(fā)育聯(lián)系密切[7,8]。
哮喘是由多種炎癥細(xì)胞(如嗜酸性粒細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞、T 淋巴細(xì)胞、肥大細(xì)胞等多個種類的細(xì)胞)和細(xì)胞組分參與的慢性氣道炎癥性疾?。?]。由于氣道炎癥的反復(fù)刺激,促使了氣道重塑的形成,此過程涉及到氣道壁的損傷、修復(fù)、炎癥因子參與其中,主要表現(xiàn)為氣道壁修復(fù)、細(xì)胞外基質(zhì)沉積、氣道黏液積聚、上皮下纖維化、平滑肌增生與肥厚等[10,11]。其中與Th2 細(xì)胞因子,包括IL-5/IL-13,嗜酸性粒細(xì)胞和IgE 的產(chǎn)生密切相關(guān),而NF-κB 對調(diào)節(jié)Th2 細(xì)胞因子的產(chǎn)生、Th2 細(xì)胞的分化和黏液的過度產(chǎn)生至關(guān)重要[12]。有研究指出,NF-κB 可以通過逆轉(zhuǎn)氣道平滑肌細(xì)胞增生,減弱了炎癥細(xì)胞因子的產(chǎn)生,在一定程度上減輕哮喘的氣道重塑、氣道高反應(yīng)性和慢性炎癥從而緩解哮喘癥狀[13]。研究表明,NF-κB 信號通路過度表達(dá)可誘導(dǎo)氣道平滑肌細(xì)胞增生,NF-κB 信號通路通過干預(yù)免疫和炎癥因子及介質(zhì)之間的級聯(lián)放大瀑布效應(yīng),從而對炎癥和免疫反應(yīng)起樞紐作用;當(dāng)氣道上皮組織內(nèi)NF-κB 通路被激活后,釋放的炎癥介質(zhì)(如IL-1β、TNF-α 等)刺激氣道平滑肌細(xì)胞及成纖維細(xì)胞,使之增殖、活化,導(dǎo)致氣道上皮細(xì)胞增生、氣道組織纖維化、氣道重塑等癥[14,15]。由此可見,NF-κB 作為一種廣泛熟知的炎癥效應(yīng)因子,具備與哮喘關(guān)系密切的炎癥細(xì)胞因子的作用,在氣道重塑和氣道炎癥發(fā)生、發(fā)展方面發(fā)揮著關(guān)鍵的作用,有助于成為治療哮喘的突破口,是目前迫切關(guān)注和加以重點(diǎn)分析的關(guān)鍵科學(xué)問題。
“哮喘”病名較早見于《丹溪心法》,中醫(yī)認(rèn)為痰瘀伏肺是小兒哮喘的宿根和關(guān)鍵病理,當(dāng)外邪引觸內(nèi)伏于肺的痰瘀則發(fā)為哮喘[16-18],研究認(rèn)為氣道黏液高分泌是哮喘的重要病因,痰飲內(nèi)伏為哮喘核心,黏液高分泌與中醫(yī)痰飲產(chǎn)生的病機(jī)密切相關(guān)[19]。實驗室檢查顯示[20]反復(fù)哮喘患兒存在典型的血流變性的異常改變,其血液處于明顯高凝狀態(tài)。NF-κB 通路是調(diào)控哮喘氣道炎癥的經(jīng)典通路,通過中醫(yī)藥調(diào)控NF-κB 抗哮喘氣道炎癥及氣道重塑的作用機(jī)制,具有較大的潛在價值。
中藥及中藥復(fù)方治療哮喘作用機(jī)制,見表1。中醫(yī)復(fù)方干預(yù)哮喘的相關(guān)實驗研究發(fā)現(xiàn),柴樸湯[21]可通過抑制TLR4/NF-κB 信號通路,上調(diào)哮喘大鼠中MAL 的表達(dá),下調(diào)TGF-β1,減輕哮喘氣道慢性炎癥與重塑,從而達(dá)到防治哮喘的目的。麥門冬湯[22]可通過降低哮喘大鼠模型中IL-1β、IL-4、IL-6、IL-13 水平,抑制NF-κB 信號通路。
表1 中藥及中藥復(fù)方治療哮喘作用機(jī)制Tab 1 Mechanism of TCM and TCM compound prescription in treatment of asthma
楊艷等[23]根據(jù)名中醫(yī)虞堅爾教授經(jīng)驗,使用平喘方在哮喘模型上就其治療氣道炎癥作用機(jī)制進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)平喘方調(diào)控NF-κB/TLR4 信號通路抑制炎癥細(xì)胞浸潤,減少IL-6、TNF-α 水平,抑制NFκBp65、IκBα、TLR4、MyD88 蛋白表達(dá),從而起到改善氣道炎癥治療哮喘的作用。
洪天一[24]根據(jù)馮曉純教授經(jīng)驗方蝎黃解痙治哮顆粒灌胃干預(yù)哮喘小鼠模型,發(fā)現(xiàn)蝎黃解痙治哮顆 粒 能 有 效 抑 制NF-κB/HIF-1α 及 下 游VEGF、TGF-β1、MMP-9 等蛋白表達(dá),進(jìn)而減輕氣道高反應(yīng)和減緩氣道重塑作用,阻止哮喘反復(fù)發(fā)作。
孫麗平等[25]進(jìn)行支氣管哮喘小鼠模型實驗,結(jié)果表明,益氣固本膠囊可降低小鼠BALF 中NFκBp65,升高IkBa(P<0.05),證實益氣固本膠囊可以抑制NF-κB 活性而改善哮喘癥狀。
張文斌等[26]通過建立哮喘大鼠模型,結(jié)果表明,經(jīng)健脾益肺湯干預(yù)后的大鼠支氣管管壁厚度與平滑肌厚度,肺組織中NF-κB、pNF-κB、STAT3 和p-STAT3 與哮喘模型組對比均降低,肺泡灌洗液中IFN-γ 增加(P<0.05),證實健脾益肺湯可能通過抑制NF-κB/STAT3 信號通路減輕哮喘模型大鼠的氣道炎癥,從而抑制氣道重塑。
孫天一[27]進(jìn)行動物實驗得出,經(jīng)朝醫(yī)方麻黃定喘湯干預(yù)后哮喘小鼠支氣管管壁增厚、管腔狹窄、粘液增生、肺泡壁增厚、氣道黏膜水腫等臨床癥狀均較前明顯改善;通過免疫組合法觀察肺組織NFκBp65 蛋白表達(dá)水平大幅度降低,證實朝醫(yī)麻黃定喘湯調(diào)NF-κBp65、p-ERK、p-p38MAPK 等因子抑制氣道重塑。史鎖芳等[28]使用祛風(fēng)宣痹方治療哮喘大鼠模型,發(fā)現(xiàn)祛風(fēng)宣痹方可以通過抑制NF-κB 信號通路,從而阻止炎癥細(xì)胞的激活,達(dá)到抑制氣道炎癥的作用。
因此,中醫(yī)方藥通過調(diào)控NF-κB 信號通路,抑制氣道炎癥,緩解氣道平滑肌痙攣,降低氣道阻力,控制哮喘急性發(fā)作已被證實,同時臨床使用中醫(yī)藥治療支氣管哮喘具有較大的潛在價值。
黃連具有清熱燥濕、瀉火解毒之功。Lee 等[29]利用黃連治療哮喘模型大鼠發(fā)現(xiàn),黃連提取物能下調(diào)MCP-1、NF-κB、IκB、MAPKs 的表達(dá),從而抑制IL-6、IL-8、IL-4、IL-5、IL-13、IgE 等炎癥細(xì)胞因子,發(fā)揮抗炎作用。徐佑?xùn)|等[30]發(fā)現(xiàn),通過反向篩選TLR4/NF-κB、p38、JAK2/STAT3 三條通路上的蛋白,發(fā)現(xiàn)黃連堿可以通過抑制PI3Kδ、PI3Kγ、IKKβ、PI3Kα 靶 蛋 白,影 響 炎 癥 下 傳,發(fā) 揮 抗 炎作用。
姜黃具有破血行氣之功。利用姜黃素干預(yù)哮喘模型小鼠,結(jié)果顯示,姜黃素能明顯抑制NF-κB、MCP-1、PPARγ、MUC5AC 的表達(dá)[31]。尹正海[32]提出,姜黃素抑制的哮喘模型大鼠p38MAPK、NFκBp65 活化,從而減輕炎癥細(xì)胞浸潤達(dá)到抗炎作用。
黃芩具有清熱燥濕、瀉火解毒之功。Zhai 等[33]報道,黃芩苷能在一定程度上抑制哮喘大鼠模型氣道炎癥,其機(jī)制與上調(diào)MiR-103,同時降低IL-6、TNF-α 水平,抑制TLR4/NF-κB 信號通路有關(guān)。
魚腥草具有清熱解毒、消癰排膿的功效。在治療哮喘中,魚腥草素鈉有很好的抗菌、抗炎、增強(qiáng)免疫力的作用[34]。實驗研究發(fā)現(xiàn),不同劑量的魚腥草素鈉通過抑制肺組織中TLR4/NF-κB 信號通路,影響IL-4、MCP-1 表達(dá),從而改善哮喘模型小鼠肺泡塌陷、炎癥細(xì)胞浸潤、大量分泌物等癥狀,達(dá)到治療哮喘的作用[35]。
黃芪具有補(bǔ)氣升陽、固表止汗等功效。王金磊等[36]使用黃芪提取物對哮喘模型大鼠干預(yù)治療,發(fā)現(xiàn)黃芪提取物能明顯抑制NF-κB/MAPK 信號通路活性;Hsieh 等[37]也同樣證明黃芪提取物能抑制MAPK/NF-κB 信號通路表達(dá),并增加HO-1/Nrf2表達(dá),從而改善氣道炎癥。
牛蒡子具有疏散風(fēng)熱、宣肺透疹、解毒利咽之功。陳海濤等[38]用牛蒡子提取物腹腔注射治療哮喘模型小鼠,結(jié)果顯示,與模型組相比,治療組E-selectin、NF-κB p65、IL-1、TNF、LPS 含量均明顯降低。因此,牛蒡子對哮喘小鼠減輕氣道炎癥機(jī)制可能是通過干預(yù)NF-κB 信號通路實現(xiàn)的。
哮喘是一種常見病、多發(fā)病。一方面,自身免疫性疾病、慢性炎癥、腫瘤、損傷導(dǎo)致的炎癥等均可誘導(dǎo)NF-κB 信號通路的活化;另一方面,活化的NF-κB 信號通路可以通過炎癥細(xì)胞因子的表達(dá)誘導(dǎo)并激活炎癥因子,導(dǎo)致哮喘氣道平滑肌細(xì)胞增生、氣道黏液積聚、上皮下纖維化等損傷。中醫(yī)藥治療哮喘歷史悠久,在長期的醫(yī)療實踐中已形成獨(dú)特的理論體系,具有經(jīng)濟(jì)安全、副作用少等優(yōu)勢。但目前仍存在局限:(1)眾多中藥組成的方劑有效成分較為復(fù)雜,中藥復(fù)方治療機(jī)制有待更深入和更全面的研究;(2)研究中藥復(fù)方多以名中醫(yī)經(jīng)驗方為主,多伴有地域特點(diǎn),同時使用也有地域受限;(3)鮮少有關(guān)中藥復(fù)方或中藥單體動物實驗的不良反應(yīng)報道?;贜F-κB 信號通路已成為經(jīng)典通路,在運(yùn)用中藥復(fù)方及中藥單體等治療哮喘,臨床已展現(xiàn)巨大潛力,但該信號通路多靶點(diǎn)深入機(jī)制更需進(jìn)一步挖掘,在利用分子生物學(xué)研究中藥治療哮喘提供科學(xué)依據(jù),以更好服務(wù)于臨床。
作者貢獻(xiàn)度說明:
賴海艷:撰寫文章;易蔚:對綜述研究方向提供意見及建議;鄧?yán)?、任夢瑤、龍娟:對相關(guān)文獻(xiàn)的查找;喬赟:審核文獻(xiàn)與綜述研究方向的相關(guān)性及潤色;周蓓:復(fù)查文獻(xiàn)格式及細(xì)節(jié);李偉偉:對文章進(jìn)行審核。
所有作者聲明不存在利益沖突關(guān)系。