黃星星,任曉芳,張聰偉,梁艷妮,劉金響,史 英
(1. 陜西中醫(yī)藥大學,陜西 咸陽 712046;2. 陜西中醫(yī)藥大學附屬醫(yī)院,陜西 咸陽 712000;3. 陜西中醫(yī)藥大學第二附屬醫(yī)院,陜西 咸陽 712000)
Toll樣受體(TLRs)是一種可以特異性識別病原微生物中的病原相關(guān)分子模式(pathogen-associatedmolecular patterns,PAMPs)的受體,是近年來發(fā)現(xiàn)的一種模式識別受體,目前在人體中共發(fā)現(xiàn)11種,可以識別外源性微生物和內(nèi)源性有害物質(zhì),并通過抗原抗體反應,清除微生物或有害物質(zhì)[1]。正常情況下,當TLRs被激活后,通過相關(guān)信號通路,調(diào)控下游蛋白的表達,介導相應的免疫應答,抵抗或清除病原體,保護臟器組織[2];但當免疫應答反應過于強烈時,下游蛋白釋放的促炎因子會持續(xù)性釋放炎性因子,造成各種慢性炎癥性損傷,這種損傷廣泛存在于各臟腑組織,潰瘍性結(jié)腸炎(ulcerative colitis,UC)的發(fā)病與這種正向調(diào)控的免疫反應密切相關(guān)[3-4]。因此,根據(jù)TLRs介導免疫反應的機制,可以通過干預相關(guān)信號通路,抑制免疫應答,負向調(diào)控免疫反應,減少炎性因子的釋放,起到治療性作用[5-6]。近年來,由于中醫(yī)藥調(diào)控免疫應答治療UC的研究不斷深入,有多項研究表明中醫(yī)藥復方通過干預TLR4/核因子-κB(NF-κB)相關(guān)通路可以起到治療UC的作用,但其作用機制闡述相對零散。TLR4/NF-κB作為其中的經(jīng)典通路,在各種炎癥性疾病的調(diào)控中起到重要作用。為探究中藥復方對以上通路具體的影響機制,為以后的研究提供參考依據(jù),遂對現(xiàn)有的研究進行總結(jié)。
1.1UC的發(fā)病機制 UC的發(fā)病機制尚不完全清楚,目前的研究表明其與感染、免疫因素密切相關(guān)[7-8]。當腸道感染,致病菌大量繁殖,腸道菌群失衡,細菌釋放內(nèi)毒素損傷腸道黏膜,腸道黏膜免疫屏障受損,誘發(fā)強烈的免疫反應,導致大量炎性因子釋放,進一步加重腸道組織的損傷[8-9]。在近些年的研究發(fā)現(xiàn),UC患者的腸道中存在大量的TLRs,其中以TLR4為主,而在正常人的腸道中,極少能檢出TLRs[2,10]。這表明UC患者腸道的慢性炎癥性損傷與TLRs介導的炎癥反應有一定關(guān)聯(lián),其中TLR4相關(guān)通路介導的免疫炎癥反應在腸道損傷中起到關(guān)鍵作用[3,6]。通過負向調(diào)控相關(guān)通路,抑制相關(guān)受體或蛋白的表達,可以起到減輕機體免疫反應,緩解腸道病理損傷的作用。
1.2TLR4/NF-κB相關(guān)通路 TLR4是TLRs家族中唯一具有4個轉(zhuǎn)接分子,同時具備內(nèi)源性配體和外源性配體,可以識別外源性感染和內(nèi)源性有害物質(zhì),因此TLR4介導的相關(guān)炎癥反應與UC的發(fā)病有密切聯(lián)系[3-4]。TLR4介導炎癥反應的相關(guān)信號通路主要有髓樣分化因子88(myeloid differentiation factor 88,MyD88)依賴型通路和非MyD88依賴型通路2種[4]。其中MyD88依賴型通路,即TLR4/NF-κB相關(guān)通路,是目前研究最廣泛的信號通路。其介導炎癥反應的機制為:當TLR4與配體結(jié)合被激活后通過特定的結(jié)構(gòu)域銜接蛋白招募并激活髓樣分化因子MyD88,隨后在IL-1受體相關(guān)激酶4的作用下,被激活的MyD88與IL-1受體相關(guān)激酶結(jié)合,促使IL-1受體相關(guān)激酶4與腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子6生成復合物,該復合物通過特定的配體蛋白,磷酸化NF-κB抑制物(IκB)復合物, 使復合物分解,大量NF-κB從IκB/NF-κB的復合物中釋放出來遷移到細胞核內(nèi)表達,導致炎癥反應的發(fā)生[3,11]。若TLR4/NF-κB信號通路中相關(guān)蛋白或因子異常表達,都可能導致免疫反應過于強烈或減弱,通過阻斷相關(guān)蛋白或因子的表達,可以在一定程度上緩解腸道損傷。而臨床中常用的多種中藥復方制劑對UC有很好的治療作用,相關(guān)研究表明其治療機制與負向調(diào)控TLR4/NF-κB有關(guān)。
通過TLR4/NF-κB通路干預UC具體機制的研究中,研究較多的方劑有泄?jié)峤舛痉健趺吠?、芍藥湯、葛根芩連湯、瀉心湯類、四神丸等,以及一些零散的方劑,如清腸湯、清腸化濕湯、參苓白術(shù)散等。在以往的研究中,已經(jīng)總結(jié)報道了泄?jié)峤舛痉?、烏梅丸、芍藥湯、葛根芩連湯的治療機制[12]。近年來無更新的研究或發(fā)現(xiàn),因此本文主要總結(jié)敘述其他中藥方劑及療法如何影響相關(guān)通路,治療UC。
2.1四神丸 四神丸由吳茱萸、補骨脂、肉豆蔻、五味子四味藥物組成,主要用于治療腎陽虛所致的UC。在藺曉源等[13]的研究中,利用ELISA檢測TLR4、轉(zhuǎn)化生長因子β1(TGF-β1)、白細胞介素(IL)-10的含量,結(jié)果顯示:以上指標與UC模型組的動物均有顯著改善 ;而王燕等[14]利用PCR檢測TLR4 mRNA的含量,結(jié)果顯示四神丸干預組的試驗動物結(jié)腸組織中的TLR4 mRNA含量顯著低于其他組,表明四神丸可以抑制TLR4蛋白的表達,并抑制促炎因子,如TGF-β1、IL-6,IL-10的釋放,緩解UC的腸道組織損傷,但在以上的研究中,并不能明確四神丸抑制TLR4相關(guān)通路的具體機制。為進一步探究,王愛華等[15]通過實時熒光定量PCR(Real-time PCR)、免疫組化、Western blot檢測模型動物中TLR4, 白細胞介素-1受體相關(guān)激酶M(IRAK-M)mRNA以及蛋白的表達,結(jié)果顯示,四神丸干預的動物,TLR4 mRNA和蛋白表達顯著降低,IRAK-M mRNA和蛋白表達明顯升高,并且實驗動物結(jié)腸組織的損傷情況明顯緩解。表明四神丸可通過增強IRAK-M的表達,穩(wěn)定TLR4/MyD88復合物,減弱其信號傳導,阻止下游復合物的形成,減少促炎因子的釋放,負向調(diào)控TLR4介導的炎癥反應,緩解炎癥性損傷。
2.2瀉心湯類 治療UC的瀉心湯類方包括甘草瀉心湯、生姜瀉心湯以及半夏瀉心湯;瀉心湯的組成主要為甘草、黃芩、半夏、大棗、黃連、人參,因藥物用量及加減的不同,分別命名為不同的方劑,主要治療作用均有辛開苦降、調(diào)和腸胃的作用。在趙增強[16]的研究中,采用半夏瀉心湯干預UC大鼠,采用PCR擴增技術(shù)及Western blot檢測結(jié)腸組織中NF-κB p65、IκB-α、TLR4 mRNA及蛋白的表達,結(jié)果表明:大鼠結(jié)腸組織中NF-κB p65、IκB-α、TLR4 mRNA及蛋白表達水平均顯著降低,表明半夏瀉心湯治療可能通過阻斷IκB-α的磷酸化,減少NF-κB的釋放,使其無法順利轉(zhuǎn)錄和表達,負向調(diào)控免疫反應治療UC。在王俊麗等[17]的研究中,采用生姜瀉心湯干預UC大鼠,僅檢測了大鼠結(jié)腸組織內(nèi)NF-κB、TLR4 mRNA的表達量及一些炎性因子,結(jié)果僅能表明生姜瀉心湯可以間接抑制NF-κB、TLR4 mRNA的表達,對具體影響機制未做詳細研究。在張建偉等[18]的研究中,分別檢測結(jié)腸組織中TLR4、MyD88、NF-κB p65蛋白表達情況及TLR4、My D88、NF-κB p65 mRNA轉(zhuǎn)錄情況以及一些炎性因子的水平,結(jié)果顯示:甘草瀉心湯可以顯著降低大鼠結(jié)腸組織TLR4、NF-κB p65、MyD88 mRNA的轉(zhuǎn)錄及相關(guān)蛋白的表達,說明甘草瀉心湯可能通過阻斷TLR4與My D88的結(jié)合,使得下游蛋白NF-κB無法表達,抑制免疫反應和炎性因子的釋放。
2.3經(jīng)驗方類
2.3.1安腸湯及其類方 安腸湯及其類方主要有安腸湯、安腸愈瘍湯、芍黃安腸湯,其中安腸湯的組成為補骨脂、黃芪、黨參、白頭翁、茯苓、檳榔、熟附子、地榆、赤芍、雞內(nèi)金、薏苡仁、干姜、白術(shù)、木香、延胡索、甘草,具有解毒除濕、扶正祛邪的作用。梁運特等[19],分別檢測各組大鼠結(jié)腸組織中TLR4、TNF受體關(guān)聯(lián)因子6(TRAF6)、NF-κB蛋白的表達水平以及相關(guān)mRNA的轉(zhuǎn)錄水平,結(jié)果顯示安腸湯干預組的大鼠結(jié)腸中,TLR4、TRAF6、TNF-α、NF-κB mRNA的轉(zhuǎn)錄水平及蛋白表達水平均顯著下降,表明安腸湯可能通過抑制TRAF6的表達,阻斷IκB的磷酸化,使得NF-κB無法從復合物中解離,降低其表達水平,負向調(diào)控免疫反應。安腸愈瘍湯雖然可以降低TLR4的表達水平,但目前的研究尚不能明確表明其治療機制。芍黃安腸湯的組成為黃連、炒白芍、黃芩、檳榔、厚樸、丹參、煨木香、赤石脂、甘草。李晨等[20]采用免疫組化技術(shù)檢測NF-κB p65的表達情況,PCR技術(shù)檢測TLR4及MyD88 mRNA的轉(zhuǎn)錄情況,結(jié)果顯示:芍黃安腸湯干預組的大鼠結(jié)腸中TLR4、MyD88 mRNA、NF-κB p65的轉(zhuǎn)錄水平或蛋白表達水平均顯著下降,表明芍黃安腸湯可以負向調(diào)控TLR4/NF-κB相關(guān)通路,調(diào)控的機制可能為芍黃安腸湯抑制了TLR4與MyD88形成復合體影響下游蛋白,因此抑制免疫反應,但具體影響機制尚不十分明確。
2.3.2清腸湯及其類方 清腸湯類經(jīng)驗方包含清腸湯、清腸化濕湯、清腸栓等。清腸湯的主要組成包括:白頭翁、黃連、馬齒莧、敗醬草、黃柏炭、秦皮、焦白術(shù)、陳皮、木香、赤芍、甘草,主要功效包含清熱解毒化濕。陳名濤等[21]以免疫組化法檢測各組UC模型動物的結(jié)腸組織中的TLR4、NF-κB、NF-κB p65的表達情況,結(jié)果表明清腸湯干預的試驗動物結(jié)腸組織中以上各蛋白的表達情況明顯下降,可以表明清腸湯通過抑制TLR4的表達量,減少NF-κB的解離和表達,減少炎性因子釋放可能是其治療UC的機制;黃鶴等[22]檢測了各組模型動物腸道菌群的變化,清腸湯治療前后的腸道菌群明顯趨于正常動物,表明清腸湯具有調(diào)節(jié)腸道菌群的作用。腸道菌群紊亂導致的致病菌繁殖,釋放大量內(nèi)毒素,激活TLR4導致下游蛋白表達,釋放炎性因子加重腸道損傷,因此,清腸湯可通過調(diào)節(jié)腸道菌群抑制致病菌繁殖,減少內(nèi)毒素釋放,從而抑制TLR4的表達。清腸化濕湯包含黃連、黃芩、煨木香、炒白芍、生地榆、白芷、徐長卿、生甘草,主要功效包含清熱解毒化濕。沈洪等[23]以體外培養(yǎng)HT-29細胞,以清腸化濕湯干預,結(jié)果表明其在體外可以抑制TLR4、NF-κB及炎性因子IL-8的釋放。清腸栓為自研藥物,藥物組成未知。周岐鳴等[24]以清腸栓方藥灌胃,并檢測TLR4、MyD88、NF-κB p65蛋白的表達,結(jié)果顯示清腸栓可以抑制以上蛋白的表達,并可以減輕結(jié)腸黏膜組織損傷,恢復腺體的正常排列,減少炎癥細胞浸潤,并顯著下調(diào)血清和結(jié)腸組織炎癥因子IL-6、TNF-α、IL-1β水平,起到治療UC的作用。
UC是一種慢性非特異性的腸道炎癥,其發(fā)病與多種因素相關(guān),免疫調(diào)控機制的失衡導致炎性因子持續(xù)性釋放是其發(fā)病的重要原因[9]。正常情況下,機體會嚴格按照相關(guān)信號通路調(diào)控免疫反應,清除外源性感染源或內(nèi)源性毒素,并保證免疫應答不會過于強烈;當嚴重感染導致機體內(nèi)環(huán)境紊亂,或致病菌大量繁殖時,微生物或內(nèi)毒素誘導的免疫應答過于強烈,原有的正向調(diào)控信號通路介導的免疫反應會促進大量的炎性因子釋放,并持續(xù)性刺激組織器官,誘導各種急性或慢性炎癥的發(fā)生[1,4,25]。
調(diào)節(jié)免疫應答和炎癥反應的受體和信號通路有很多種,其中TLRs既可以識別外源性感染又可以識別內(nèi)源性毒素,廣泛存在于人體組織器官中,是識別感染和介導免疫反應的重要受體[1,26]。目前人體發(fā)現(xiàn)的TLRs共有11個,其中TLR4在UC患者的腸道中大量表達[10,27],表明TLR4介導的炎癥反應是造成UC患者腸道損傷的重要原因。因此,干預TLR4相關(guān)信號通路可以起到調(diào)控腸道炎癥,減少炎性因子釋放的作用。在TLR4介導的相關(guān)信號通路中,TLR4/NF-κB相關(guān)信號通路是機體免疫應答的經(jīng)典通路,在其被激活后可調(diào)控下游蛋白NF-κB的表達,NF-κB調(diào)控表達的炎性因子主要有IL-1、IL-6、TNF-α、IL- 1β,因此負向調(diào)控以上通路可以減少炎性因子釋放。
在中醫(yī)藥治療方面,UC屬于中醫(yī)理論中“痢疾”的范疇,根據(jù)《中西醫(yī)結(jié)合專家共識》[28]的建議,治療方法包括清熱解毒化濕、健脾益氣溫陽等,涉及的方藥包括芍藥湯加減、四神丸加減、參苓白術(shù)散加減等,中醫(yī)藥治療的機制包括調(diào)節(jié)腸道菌群,穩(wěn)定內(nèi)環(huán)境,抑制關(guān)鍵蛋白表達,以減少炎性因子釋放,促進腸道黏膜修復。
目前對UC治療機制闡述相對明了的有“泄?jié)峤舛痉健焙汀鞍材c湯”,其可以調(diào)節(jié)腸道內(nèi)環(huán)境,穩(wěn)定腸道菌群,抑制致病菌的表達,減少內(nèi)毒素的釋放,從而減少外源性微生物及內(nèi)源性毒素對TLR4的刺激和激活,減少TLR4的表達。TLR4表達量的減少,抑制IκB-α與NF-κB的復合物解離,使得NF-κB無法進入細胞核進行轉(zhuǎn)錄表達,使得細胞間黏附分子-1等炎性因子的釋放減少,降低血管內(nèi)皮細胞與炎性細胞之間的黏連程度,抑制內(nèi)皮細胞發(fā)生活化,阻止炎性細胞腸黏膜浸潤,防止發(fā)生局部免疫失衡[12,29]。而其他方劑多可以直接抑制TLR4、MyD88 mRNA、NF-κB p65及其蛋白的表達,從而抑制炎性因子的釋放。并且四神丸可以阻斷IRAK-M的表達,使得MyD88無法形成復合物激活下游蛋白,NF-κB的逆轉(zhuǎn)錄和表達受到影響,減少相關(guān)炎性因子的釋放[15],而半夏瀉心湯則可以阻斷IκB-α的磷酸化,使得NF-κB無法從復合物解離并轉(zhuǎn)錄和表達[16]。
經(jīng)過對現(xiàn)有的中醫(yī)藥干預TLR4相關(guān)中藥復方及逆行總結(jié)整理,烏梅丸及瀉心湯類方藥以辛開苦降法治療UC,四神丸以溫腎補陽為主要治法,芍黃安腸湯、泄?jié)峤舛緶?、清腸湯、清腸化濕湯均以清熱解毒化濕為治法;安腸湯以健脾溫腎、溫陽化濕為主要治法;涉及的中醫(yī)證型包括大腸濕熱證、寒熱錯雜證、脾腎陽虛證、熱毒熾盛證,以熱證、實證居多,已有的研究總結(jié)發(fā)現(xiàn)Toll樣受體介導的免疫反應與中醫(yī)虛證有一定關(guān)聯(lián)[30],與中醫(yī)熱證是否存在一定的聯(lián)系仍有待進一步研究。
UC的發(fā)病涉及多種機制,如自噬、氧化應激、炎癥、凋亡等[31],可以起到調(diào)控機制的信號通路復雜多樣,TLR4/NF-κB作為免疫調(diào)控機制中較為經(jīng)典的信號通路,可以為治療UC的中藥新藥的研究提供一定的參考依據(jù),但目前的中藥復方研究中,大部分方劑的具體干預機制仍不夠完善,尚需要進一步的研究探討。
利益沖突:所有作者均聲明不存在利益沖突。