賀偉平 黃春
江西省萍鄉(xiāng)市人民醫(yī)院藥學(xué)部,江西萍鄉(xiāng) 337055
糖尿病足(diabetic foot,DF)是指糖尿病患者踝關(guān)節(jié)以遠(yuǎn)的皮膚及其深層組織被破壞,常合并感染和下肢不同程度的動(dòng)脈閉塞癥,是糖尿病外周神經(jīng)病變、血管病變等多種因素相互作用的疾病[1]。目前中國(guó)約有2 030 萬(wàn)例DF 患者,占糖尿病患者20%~30%,其中31.6%的50 歲以上DF 患者治療后1 年內(nèi)會(huì)發(fā)生糖尿病足潰瘍(diabetic foot ulcer,DFU)[2]。DFU 致殘率和復(fù)發(fā)率高,造成沉重的家庭及社會(huì)負(fù)擔(dān)。目前發(fā)病機(jī)制尚不明確,很多證據(jù)表明末肢循環(huán)差、感染及周圍神經(jīng)病變、下肢動(dòng)脈病變和足畸形等在DF 的發(fā)生發(fā)展中起著重要作用,是造成DFU 惡化乃至截肢的重要因素[3-4]。目前主要通過(guò)降低血糖、減緩糖尿病周圍神經(jīng)病變、減少潰瘍感染、加速血液循環(huán)等方式進(jìn)行治療。細(xì)胞因子信號(hào)傳導(dǎo)抑制物(suppressor of cytokine signal,SOCS)參與的蛋白酪氨酸激酶信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄活化因子(janus kinase/signal transducer and activators of transcription,JAK/STAT)通路受到多種炎癥細(xì)胞途徑負(fù)性調(diào)控,影響細(xì)胞的生長(zhǎng)、增殖、凋亡[5]。許多證據(jù)表明SOCS-1、SOCS-3 及SOCS-6 能調(diào)控細(xì)胞因子誘導(dǎo)的胰島素抵抗是DF 的重要機(jī)制之一。JAK-STAT 信號(hào)途徑參與了DF 的發(fā)病過(guò)程[5-7]。單味中藥及其提取物(如魚(yú)腥草、白芍、芍藥苷)及中藥復(fù)方(如當(dāng)歸黃芪湯)和中成藥(拔毒生肌膏)可以通過(guò)調(diào)節(jié)SOCS/JAK-STAT 通路而抑制炎癥因子的活化,減慢DF 的進(jìn)展。但SOCS 作為JAK-STAT 的重要負(fù)調(diào)控因子在中藥治療DF 的作用研究未見(jiàn)報(bào)道。因此本文對(duì)SOCS/JAK-STAT 通路在DF 中的作用及中藥的干預(yù)作用進(jìn)行綜述,為DF 治療和藥物開(kāi)發(fā)提供思路。
SOCS 是由SOCS-1 到SOCS-7 和CIS(細(xì)胞因子誘導(dǎo)的Src 同源蛋白2)組成的JAK-STAT 通路負(fù)性調(diào)節(jié)劑。SOCS 的主要功能是抑制JAK-STAT 通路,STAT 也可以調(diào)節(jié)SOCS 基因的表達(dá)[8]。SOCS 與JAK結(jié)合并直接抑制JAK 酪氨酸激酶活性,同時(shí)競(jìng)爭(zhēng)STAT 上的磷酸酪氨酸結(jié)合位點(diǎn)來(lái)抑制STAT 磷酸化來(lái)降低炎癥因子及凋亡基因表達(dá)[9-10]。研究表明SOCS/JAK-STAT 負(fù)調(diào)控細(xì)胞因子介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)作用能夠減輕糖尿病大鼠炎癥和組織損傷[11]。SOCS-1和SOCS-7 通過(guò)抑制JAKs 激酶活性下調(diào)細(xì)胞內(nèi)JAK-STAT3 信號(hào)傳遞促進(jìn)炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)。SOCS-3 抑制JAK2 激酶活性和STAT3 的激活來(lái)抑制DF 創(chuàng)面愈合。SOCS-3 和SOCS-5 通過(guò)介導(dǎo)酪氨酸磷酸化表皮生長(zhǎng)因子及其受體的降解而抑制延緩創(chuàng)面愈合[12]。研究發(fā)現(xiàn)SOCS-1、SOCS-3 mRNA 及蛋白水平表達(dá)在糖尿病早期明顯上調(diào)。激活JAK/STAT 可以增強(qiáng)JAK2和STAT1 的磷酸化和SOCS-1、SOCS-3 表達(dá),正常創(chuàng)面中SOCS-1 與SOCS-3 蛋白維持動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài),而在DF 發(fā)生潰瘍時(shí),SOCS-1 和SOCS-3 在巨噬細(xì)胞各種影響下被打破平衡狀態(tài)[9]。高血糖、氧化應(yīng)激和炎癥因子等可誘導(dǎo)JAK-STAT 通路活化,而活化的JAK-STAT通路也可以通過(guò)增強(qiáng)炎癥因子細(xì)胞活化和表達(dá)等導(dǎo)致DF 炎癥性損傷[2]。這表明SOCS/JAK-STAT 信號(hào)通路是DF 的發(fā)生發(fā)展的重要通路之一。
目前DF 常規(guī)治療自我管理教育、血生化監(jiān)測(cè)及調(diào)控等。但當(dāng)發(fā)生創(chuàng)面損傷,發(fā)展為DFU 時(shí),需要采取包括外科清創(chuàng)、抗感染、局部減壓、適時(shí)血運(yùn)重建、傷口敷料等一系列治療措施,目的是快速控制血糖、恢復(fù)患者神經(jīng)功能、改善患者下肢血液循環(huán)等[13]。然而因組織血管生成受損、炎癥反應(yīng)等嚴(yán)重影響創(chuàng)面愈合是DFU 治療的難點(diǎn),尤其當(dāng)患者合并伴有周圍神經(jīng)病變和周圍血管病變時(shí)[2]。藥物治療包括抗神經(jīng)病變藥物抗血管病變藥物、抗血管病變藥物、降糖藥物、抗菌藥物。生長(zhǎng)因子療法、干細(xì)胞療法、新型傷口敷料和控釋藥物治療等正在臨床研究中[14]。目前藥物療效有限,創(chuàng)面愈合困難和容易復(fù)發(fā)[13]。即使采用清創(chuàng)、敷料、減壓、抗感染和調(diào)控血糖等標(biāo)準(zhǔn)治療措施,經(jīng)過(guò)5個(gè)月治療后,DFU 的治愈率也只有31%,最終需要手術(shù)治療或截肢[15]。
近年來(lái)國(guó)家衛(wèi)生健康委強(qiáng)調(diào)要加強(qiáng)中醫(yī)藥的作用[16]。DFU 始載于《靈樞·癰疽篇》,在中醫(yī)為“脈痹”“脫疽”范疇。病機(jī)為久病瘀血,脈絡(luò)瘀滯,其中關(guān)鍵病機(jī)為“瘀”。血瘀阻滯是DF 發(fā)生潰瘍的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。采用益氣活血法、益氣化瘀法、化瘀通絡(luò)法等中醫(yī)治療都能加速創(chuàng)面愈合,降低截肢率和致殘率[17]。中醫(yī)針對(duì)DF 有外治、足浴、中藥外敷、中藥內(nèi)服和針灸等豐富的治療方法。單用或聯(lián)合可以改善DF 癥狀,促進(jìn)創(chuàng)面愈合,避免發(fā)展為潰瘍,從而避免截肢,提高患者生活質(zhì)量[18]。中醫(yī)藥?kù)罡’煼ㄒ罁?jù)創(chuàng)面膿腐色澤、筋骨損傷程度、創(chuàng)面紅腫程度以及有無(wú)肉芽等診療DF 創(chuàng)面,具有標(biāo)本兼顧、安全有效等優(yōu)勢(shì)。但中藥如何調(diào)控包括SOCS、JAK-STAT 等外源/內(nèi)源性生長(zhǎng)因子,刺激創(chuàng)面新生血管形成,從而改善創(chuàng)面愈合的微環(huán)境,促進(jìn)創(chuàng)面愈合仍未明確。下面就從細(xì)胞、蛋白及信號(hào)通路等研究治療DF 的中藥進(jìn)行闡述。
3.1.1 拔毒生肌膏 拔毒生肌膏能夠促進(jìn)氧化應(yīng)激模型大鼠表皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子(epidermal growth factor,EGF)、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)、SOCS 表達(dá)及提高溶菌酶含量來(lái)改善創(chuàng)面組織生長(zhǎng)情況,從而促進(jìn)創(chuàng)面的愈合[19]。
3.1.1 石斛和積雪草提取物ON101 乳膏(石斛和積雪草提取物)可平衡小鼠模型M1/M2巨噬細(xì)胞比例、從而抑制炎癥和增加膠原蛋白的合成來(lái)調(diào)節(jié)SOCS-1發(fā)揮傷口愈合作用,3 期研究表明經(jīng)過(guò)16 周治療,ON101 組有73 例患者(61%)創(chuàng)面完全愈合,與標(biāo)準(zhǔn)護(hù)理組比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)[20-21]。
3.2.1 白芷 白芷可以刺激2 型糖尿病自發(fā)性突變(db/db)小鼠生長(zhǎng)因子的表達(dá)來(lái)抑制炎癥浸潤(rùn)創(chuàng)面和促進(jìn)新生血管形成從而加快潰瘍愈合。這與升高糖尿病創(chuàng)面組織M1 巨噬細(xì)胞中SOCS-1 的表達(dá)水平和降低SOCS-3 蛋白的表達(dá)水平以及M2 巨噬細(xì)胞減少相關(guān)[22]。
3.2.2 白芍總苷和白芍苷 白芍總苷能降低鏈脲佐菌素(streptozotocin,STZ)誘導(dǎo)的糖尿病大鼠中p-JAK2、p-STAT3 蛋白水平[23],其中白芍總苷的最主要成分芍藥苷能調(diào)節(jié)糖尿病小鼠JAK2-STAT3 通路傳導(dǎo)并降低其蛋白的表達(dá)水平,并抑制單核細(xì)胞趨化蛋白-1(monocyte chemotactic protein 1,MCP-1)、腫瘤壞死因子α(tumour necrosis factor-α,TNF-α)、白介素-1β激動(dòng)劑(IL-1β)和M1 型巨噬細(xì)胞表面標(biāo)志物誘導(dǎo)型一氧化氮合酶mRNA 表達(dá)水平,從而抑制炎癥因子發(fā)揮保護(hù)作用[24]。
3.2.3 苦瓜總皂苷 苦瓜總皂苷通過(guò)下調(diào)SOCS-3 和c-Jun 氨基末端激酶(JNKIs)的通路,降低mRNA 和蛋白表達(dá)量來(lái)增強(qiáng)胰島素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的作用,從而改善高脂高糖飲食結(jié)合STZ 誘導(dǎo)的2 型糖尿病大鼠的胰島素抵抗[25]。
3.2.4 黃連素 黃連素減輕高糖誘導(dǎo)的大鼠足細(xì)胞損傷,并降低JAK2 和STAT3 mRNA 及其蛋白表達(dá)從而維護(hù)其屏障功能,且作用呈濃度依賴性[26]。
3.2.5 雷公藤甲素 雷公藤甲素可抑制JAK2-STAT4通路增強(qiáng)高血糖誘導(dǎo)小鼠永生足細(xì)胞JAK2、STAT3、白細(xì)胞介素-6(interleukin-6,IL-6)、細(xì)胞間黏附分子-1(intercellular cell adhesion molecule-1,ICAM-1)的表達(dá),進(jìn)而減輕足細(xì)胞損傷,雷公藤甲素能體外誘導(dǎo)SOCS-1 和SOCS-3 mRNA 表達(dá)促進(jìn)上調(diào)IL-2 和IL-10 抗炎分子分泌。IL-10 則進(jìn)一步調(diào)節(jié)T 淋巴細(xì)胞免疫功能,促進(jìn)小鼠創(chuàng)面愈合[27-28]。
3.2.6 蛹蟲(chóng)草多糖 蛹蟲(chóng)草多糖能抑制STZ 誘導(dǎo)的DKD 小鼠模型JAK-STAT 通路相關(guān)蛋白JAK1、JAK2、STAT1、STAT4、STAT5、STAT6 的表達(dá),并降低IL-1β、IL-6、MCP-1 的mRNA 炎癥因子水平,從而改善創(chuàng)面足細(xì)胞的自噬水平[29]。
3.2.7 肉桂醛 肉桂醛顯著抑制晚期糖基化終產(chǎn)物誘導(dǎo)的人腎小管上皮細(xì)胞JAK2-STAT1/STAT3 活化,并促進(jìn)JAK-STAT 信號(hào)傳導(dǎo)的SOCS-3 蛋白表達(dá),從而抑制細(xì)胞外基質(zhì)蛋白Ⅳ膠原的表達(dá)和細(xì)胞肥大[30]。
3.2.8 川芎嗪 川芎嗪能夠降低糖尿病SD 大鼠組織內(nèi)IL-6、C 反應(yīng)蛋白(C-reactive protein,CRP)與TNF-α水平,抑制p-JAK2 及p-STAT3 的蛋白表達(dá),說(shuō)明可能是通過(guò)抑制JAK2-STAT3 信號(hào)通路減輕糖尿病大鼠的炎癥反應(yīng)[31]。
3.2.9 漢黃芩苷 漢黃芩苷可以下調(diào)SOCS-3 調(diào)控瘦蛋白來(lái)激活瘦蛋白受體(Ob-R)、絡(luò)氨酸激酶受體的配體基因(IRS2)、磷脂酰肌醇3-激酶p85 調(diào)節(jié)亞基(p-PI3K/p85)、磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)/Akt 信號(hào)通路(p-Akt/Akt)和葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(GLUT1/2/4)等降糖通路蛋白的表達(dá)來(lái)加強(qiáng)葡萄糖攝取和降低NLRP3/SOCS-3-TLR3-NF-κB 炎癥通路因子表達(dá),從而改善糖尿病創(chuàng)面[32]。
3.3.1 經(jīng)典名方
3.3.1.1 當(dāng)歸黃芪湯 當(dāng)歸黃芪湯可抑制糖尿病大鼠JAK2-STAT3 信號(hào)通路的p-JAK2 及p-STAT3 表達(dá),從而減輕氧化應(yīng)激損傷,并可以改善大鼠尿蛋白定量、尿素氮、血肌酐等腎功能指標(biāo)[33]。
3.3.1.2 黃芪桂枝五物湯 黃芪桂枝五物湯可以調(diào)節(jié)高糖誘導(dǎo)的大鼠JAK3/STAT3 信號(hào)通路蛋白的作用來(lái)降低STAT3、JAK3、SOCS-1 蛋白表達(dá)水平,而起到抗炎和免疫調(diào)節(jié)作用[34]。
3.3.1.3 黃芩湯 黃芩湯可通過(guò)上調(diào)DF 患者胰島素受體底物(insulin receptor substrate,IRS)-1(IRS-1)、IRS-2 和下調(diào)SOCS-3 來(lái)保護(hù)DF[35]。
3.3.1.4 葛根芩連湯 葛根芩連湯調(diào)低糖尿病SD 大鼠炎癥通路NLRP3、SOCS-3、TLR3、核因子κB(nuclear factor kappa-B,NF-κB)、IL-1β、IL-6 和TNF-α 蛋白表達(dá)從而改善大鼠糖脂水平及提高抗氧化能力來(lái)SD 大鼠創(chuàng)面[36]。
3.3.2 經(jīng)驗(yàn)方劑
3.3.2.1 益腎膠囊 益腎膠囊能降低STZ 誘導(dǎo)糖尿病大鼠組織α-SMA,p-JAK2,p-STAT3,SOCS-3,Ⅰ、Ⅳ型膠原,纖維粘連蛋白(fibronectin,F(xiàn)N)相關(guān)蛋白來(lái)保護(hù)大鼠足組織[37]。
3.3.2.2 復(fù)方魚(yú)腥草 復(fù)方魚(yú)腥草正丁醇提取部位能調(diào)節(jié)db/db 小鼠JAK-STAT-SOCS-1 基因表達(dá)和抑制p-JAK2 和p-STAT3 的蛋白表達(dá)水平和升高SOCS-1蛋白水平,降低FN、TGF-β1 的表達(dá),減少細(xì)胞外基質(zhì)聚積和炎癥因子的活化來(lái)保護(hù)小鼠腎臟功能[38]。
3.3.2.3 糖腎方 糖腎方能上調(diào)糖尿病db/db 小鼠組織中JAK1、JAK2、STAT3 的mRNA 表達(dá)和下調(diào)STAT3的mRNA 表達(dá)。SOCS-1、SOCS-3、SOCS-7 基因轉(zhuǎn)錄增加,進(jìn)而負(fù)反饋調(diào)控JAK/STAT/SOCS 通路中的其他相關(guān)基因,從而調(diào)節(jié)SOCS/JAK-STAT 信號(hào)通路發(fā)揮腎臟保護(hù)作用[39-40]。
3.3.2.4 益氣活血解毒方 益氣活血解毒方可以抑制膠原誘導(dǎo)性關(guān)節(jié)炎(collagen induced arthritis,CIA)大鼠干預(yù)JAK-STAT 信號(hào)通路關(guān)鍵分子JAK1 和STAT3的表達(dá),抑制炎性滲出和關(guān)節(jié)滑膜組織增生,從而改善關(guān)節(jié)軟骨及骨質(zhì)[30]。
SOCS/JAK-STAT 信號(hào)通路作為人體內(nèi)重要的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑,在血糖高的狀態(tài)下,SOCS 抑制JAK-STAT參與糖脂代謝障礙、減輕炎癥反應(yīng)、激活細(xì)胞自噬、抑制機(jī)體氧化應(yīng)激等影響DF 的發(fā)生發(fā)展,是治療DF的作用機(jī)制之一。
本文對(duì)SOCS/JAK-STAT 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑治療DF的中藥活性成分、提取物和復(fù)方及中成藥進(jìn)行了系統(tǒng)總結(jié),發(fā)現(xiàn)治療DF 的中藥主要為活血藥及祛風(fēng)濕藥、清熱藥,與中醫(yī)治療活血化瘀、清熱解毒等治療方法基本一致。目前研究主要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)、代謝組學(xué)等對(duì)單味藥、臨床經(jīng)驗(yàn)方及中醫(yī)經(jīng)典方進(jìn)行研究。然而中藥調(diào)節(jié)SOCS/JAK-STAT 信號(hào)通路的具體機(jī)制還不完全明確,還需要進(jìn)行更深入的研究。隨著對(duì)DF 發(fā)病機(jī)制的研究不斷深入,研究中藥基于SOCS 信號(hào)通路調(diào)控JAK-STAT 為靶點(diǎn)治療DFU 創(chuàng)面愈合是重要方向。