中药干预TGF-β1/Smads信号通路对酒精性肝纤维化的调控作用研究进展*

田珺莹，唐嘉利，黄 兰，沈月桐，潘立军

(贵州中医药大学，贵州 贵阳 550000)

酒精性肝纤维化，是由各类致病因子所引起的肝细胞内结缔组织非正常增生，造成了肝细胞内弥漫性细胞外基质(extracellular matrix，ECM)过度沉积，为酒精性肝硬化早期发展阶段[1]。目前的相关临床观察和实验研究已经证明，肝纤维化在早期尚可逆转，但如果在此期加以合理干扰，有望遏制或改变肝纤维化演变为肝变硬的发展趋势[2]。作为肝纤维化重要的始动因子，转生长因子β1(transforming growth factor beta，TGF-β1)可促活HSC，并促进ECM表达，而其促肝纤维化是主要利用TGF-β1/Smad的信号传导通道进行的。其中Smad蛋白家族为TGF-β1最下游的信号分子，而smad7对酒精性肝纤维化具有正向调控的功能，所以它在酒精性肝纤维化的发展在形成中也起到了很大的影响[3]。因此，通过调控TGF-β1/Smad信号通道，是诊断肝纤维化的重要途径。

酒精性肝纤维化的病变复杂且无确切治法。目前西医疗法大多集中于减少肝脏内星状细胞的活性以及提高肝组织再生水平，进而控制ECM的形成与积累，起到了促进与推迟肝纤维化的出现以及健康发展的作用[4]，但其治疗整体效果与预后大多不理想。虽然相关医学研究早已证明，肝纤维化是一种双向的、动态的过程，但是在西医研究领域中，关于肝纤维化的更安全性、高效的诊治方法尚有待进一步完善[5]。经过大量的实验研究，许多学者发现中药能多靶点调控TGF-β1/Smad信号通路的异常传导，并在治疗ALF方面取得了一些成效。因此，文章概括了近五年内基于TGF-β1/Smad信号通路中药提取物以及中药复方抗肝纤维化的研究进展情况，为中药在防治该病症作用机制的深入研究和进一步发展提供参考。

1 TGF-β1/Smads信号通路的概述

1.1 TGF-β1概述 TGF-β超家族在控制细胞增殖和创面炎症产生及免疫系统中的作用是多种多样的，如骨骼疾病，纤维化疾病、癌症等[6]。而TGF-β1是TGF-β家族三种最主要亚型中数量较为丰富、生理学化学效应最为突出的一种。它在生物学上的功能比其他亚型更为广泛，在提高机体的胶原分泌、纤维化和细胞的生长，以及改善蛋白质酶抑制剂的水平、ECM沉积能力等方面都更为突出[7]。相关研究结果表明TGF-β1在纤维化的发展过程中有着至关重要的作用[8]。TGF-β1由靶细胞膜的特异性受体所介导，至少有5种不同类型受体(Ⅰ-Ⅴ型)，而Smad蛋白则是目前所知惟一的Ⅰ型受体特异性底物，介导了TGF-β1的细胞内信号传导[9]。TGF-β信号的转导，主要通过启动TGF-β家族的成员，使之在Ⅰ型与II型受体的异源性复合体中同时发出信号，通过启动由配体所诱导的具有固有丝氨酸/苏氨酸激酶活力的受体，从而引发R-Smads细胞磷酸化过程，并通过激动素Ⅰ型受体Smad1/5/8或Smad2/3被TGF-β磷酸化后，使活性的由R-Smads和CO-Smads共同构成的一个异源性复合体高效地从蛋白质中传递到人体的细胞核中，进而和其他转录因子、共激活因子和共加压因子进行协同地调控靶基因的转录，再次作用于BMPⅠ型受体下游[10-11]。

1.2 Smads蛋白 Smads蛋白是TGF-β家族成员的下游细胞因子，直接参与了TGF-β超家族的信号转导，并影响着肝纤维化进展。它通过将多种Smad分子紧密调配，共同实现了TGF-β的生物学效应。通过蛋白质分子结构和功能特性的不同，Smad家族大致可分成受体调节类 Smad(R-Smad)、通用类 Smad(Co-Smad)、抑制类 Smad(Ⅰ-Smad)3个类型，共8位 smad 成员[12]。其中，R-Smad型在TGF-β1/smads的信号通道中起正向调节作用，其成员包括Smad2、3；而在肝纤维化的研究发展中，Co-Smad型成员smad4是信号通路传导的关键，它能够与磷酸化的受体调节型Smad形成异聚体，辅助TGF-β1/smads信号通路来实现胞内的转导；而Ⅰ-Smad型成员Smad6、Smad7，在TGF-β1/Smads信号通路中产生负调控的功能从而作用于TGF-β1，抑制其信号传导[13]。

1.3 TGF-β1/smads信号通路的激活对ALF的影响 TGF-β1/smads信号通道主要由位于细胞膜外部的TGF-β1、膜上的TβR载体受体、以及内膜中的smads传导蛋白等所组成。当TGF-β1与其受体结合后，激发了Smad蛋白，从而启动了TGF-β/Smad的信号通道。

现代医学研究表明：TGF-β1/smads 信号通路通过使用异源复合物将信号发出，进而诱导 TGF-β家族受体被成功地激活，最后与其他转录因子、共加压影响因子和共激活影响因子一起来调控靶基因。廖宝斌等[14]用外源性神经生长因子(NGF)干预大鼠T6肝星状细胞株，比较HSC的细胞凋亡速率，表明TGF-β1-Smads的信号通道可以有效控制肝星状细胞(HSC)的凋亡。余晓红等[15]在大鼠的ALF模式中发现，肝纤维化形成后Smad7的表达明显降低，而TGF-β1、Smad3蛋白则出现了高表达，说明了在肝纤维化发病时TGF-β1/Smads通路的信号分子出现了过度活化。有关科学研究证明[16]，在HF模式中，控制TβRⅠ型受体激酶，进而控制TβRⅠ型受体，是肝细胞再生的一种促进因素。而Wang等[17]经过深入研究，证实了TGF-β1/smad信号通道，可以很好地降低HCS的生物活性及提高肝组织再生水平，进而可以有效控制ECM的产生与积累，可以达到改善或延缓肝纤维化的发生，甚至治愈的效果。总之，以TGF-β1/Smads信号通路为介入点治疗肝脏疾病已成为现代科学研究的热点之一。

2 中药及其提取物对TGF-β1/smads信号通路的干预作用

2.1 中药提取物靶向调节TGF-β1/smads信号通路

2.1.1 白首乌C-21甾体总苷 白首乌C-21甾体总苷(TCSG)为中药白首乌中主要活性成分，具有明显的保肝功效[18]。张婷等[19]用TCSG对TGF-β1联合LPS共同诱导的体外肝纤维化模型进行干预，发现在TCSG的作用下，LX-2细胞上TGF-β1、NF-κB、α-SMA、p-Smad2/Smad2和p-Smad3/Smad3蛋白相对表达明显降低，而IκB-α蛋白相对表达量升高(P<0.05)，说明TCSG可能是通过调节TGF-β1/Smad信号通路抑制LX-2细胞活化发挥抗肝纤维化作用。

2.1.2 莪术醇 莪术醇为中药莪术的重要活性成分，有耐病毒、抗炎、抑制癌细胞等药理作用[20]。而据相关研究证实，莪术醇还具有确切的抗肝纤维化的作用效果[21]。在40%CCl4花生油混合液诱导的肝纤维化小鼠模型中，莪术醇能够显著下调TGF-β1/Smad信号通路上TGF-β1和Smad2/3蛋白和基因的表达，从而阻止其信号转导[22]，进而抑制肝纤维化的进展。

2.1.3 夏枯草硫酸多糖 夏枯草硫酸多糖(PSSP)为夏枯草多糖类的重要生物学活性成分，有抗炎、抗氧化物、抗恶性肿瘤等功效[23]。血清ALT和AST是反映肝脏损害程度的主要指标，而夏枯草的硫酸多糖对四氯化碳(CCl4)诱导的大鼠急性HF新鲜血清中的HA，LN，PC-Ⅲ和C-Ⅳ含量具有显著降低作用，不仅如此，PSSP还能调控TGF-β1/Smads信号通路，进而抑制胶原的合成，减少ECM生成及促进其降解[24，25]，改善ALF。

2.1.4 藤茶双氢杨梅素 藤茶是一款富有保健功效而广受欢迎的民间食用茶叶。二氢杨梅素是藤茶的主要有效成分之一，是一种黄酮类物质，又被称双氢杨梅树皮素、白蔹素。经现代的科学研究证实，它有抑肿瘤、抗氧化、对心血管的防护、保肝、对肾脏的防护、降血脂、清咽抗炎以及止痛等诸多药理作用[26-28]。梁冰洁等[29]通过给予肝纤维化小鼠模型二氢杨梅素，发现该制剂可明显减少肝纤维化小鼠AST、ALT活性水平和肝脏组织中COL Ⅰ、COL Ⅲ的浓度，并降低了模型组TGF-β一/Smad信号通道中TGF-β1、Smad2、Smad4、α-SMA mRNA及蛋白质的表达，显著上调了Smad7 mRNA蛋白质表现，明显改善了肝纤维化小鼠肝脏组织的病理变化。

2.1.5 大蒜素 大蒜素(Allicin)由是从葱科植物大蒜中提炼出的有生物学活性的高含硫化合物的总称，具有特殊气味，具有优良的抗菌、降血脂、调血糖、抗肿瘤等功效。相关研究表明，该化合物对酒精性肝脏损害有防护功能[30]。通过研究发现，给予大蒜素灌胃后，酒精性肝纤维化小鼠ALT和AST的活力均明显下降，而在肝脏组织学病理切片中还可见肝细胞肿大程度减轻，细胞核正常化。由此可见大蒜素对小鼠肝脏具有保护作用[31]。

2.1.6 赶黄草总黄酮 赶黄草为虎耳草科扯根菜属草本植物扯根菜(penthorum chinense Pursh)的干燥地上部分，又称水泽兰、水杨柳等。赶黄草总黄酮是赶黄草中的主要活性成分之一，含量较高，可抑制大鼠酒精性肝纤维化的形成。余蕾等[32]利用TGF-β1促进LX-2活性构建了肝纤维化细胞模式，进一步观察，当开启TGF-β一/Smads信号通道之后，若再给予赶黄草的类黄酮处理，Smad3、p-Smad2、p-Smad3表现均呈现显著的下降现象，而Smad7的表现则为明显增加趋势，表明赶黄草可能是通过抑制了TGF-β一/Smads信号通道，发挥抗纤维化作用。

2.2 中药复方靶向调节TGF-β1/smads信号通路

2.2.1 柔木丹 柔木丹(RMD)是由黄芪、皂刺、鳖甲、枳壳、柴胡、赤芍、丹参、川芎、汉防己等药材组成的复方，具有活血柔肝，软坚散结的功效。李倩等[33]利用CCl4诱导BALB/c雄鼠肝纤维化，在RMD干预后，实验小鼠肝脏组织的TGF-β1表达水平明显下降，而肝脏Smad4mRNA的表达阳性范围明显减小。由此表明，RMD极有可能是由于控制TGF-β1/Smads通道信号转导，进而控制HSC过度活性和增生，从而降低胶原的形成，减少肝脏中ECM沉淀，有效地降低由四氯化碳所诱导的肝损伤和肝脏纤维进程，改善肝脏功能[34]。

2.2.2 参仁活血颗粒 参仁活血颗粒是由西南医科大学附属中医医院制剂室研发而成。其主要组成药物有丹参、桃仁、赤芍、紫河车、黄芪等13味药物组成[35]。相关实验研究表明[36]，参仁活血颗粒通过抑制TGF-β1/Smad信号通路激活，减少HSCs的生成，并抑制TGF-β1、Smad3的表达，上调Smad7的表达，从而发挥使collagenⅠ及collagen Ⅲ等细胞外基质合成减少的作用，具有显著的抗肝纤维化的疗效。

2.2.3 扶肝化纤汤 扶肝化纤汤具有扶正祛毒，理气化瘀等功效，被证实有利于改善ALF。方中柴胡、枳实、白芍、甘草能疏肝理气；黄芪、白芍发挥补中益气健脾之效；黄精、当归、鳖甲等可补益肾精血；绞股蓝可益气解毒；其中的丹参、三七可活血化瘀消积；甘草调和诸药；鳖甲软坚散结，诸药合用，起到疏肝理脾、扶正解毒、化瘀消癥等效果[37]。肖政华等[38]经过相关实验证实，扶肝化纤汤能显著上调肝纤维化(HF)大鼠Smad7及其mRNA表达水平，并通过调控TGF-β1、Smad3、Smad7的表达来抑制HF，以此达到治疗的效果。

2.2.4 小柴胡汤 小柴胡汤有明显的抗肝纤维化、防治肝癌的功效，目前已确定小柴胡汤有防治肝纤维化的功效。胡睿等[39]研究发现，小柴胡汤能降低HSC-T6细胞存活率，显著降低了TGF-β的表达，通过介导肝脏星状细胞活性，通过控制Smad2、Smad3的磷酸化，降低HSC活性，进而改变了ECM的过度产生，并通过调控TGF-β的一/Smad信号通道，改善肝纤维化。

2.2.5 柴竭抑肝纤 柴竭抑肝纤是纯天然的传统中医复方药物，由北柴胡、血竭、白芍、赤芍、当归等十三味中草药构成，有疏肝理气、活血化瘀的作用[40]。HF大鼠模型灌服柴竭抑肝纤药剂后，能显著降低HSC活化的主要标志物——α-SMA的表达、血清HF 4项(LN，HA，Ⅳ-C，PCⅢ)的指标等，并且病理组织观察到肝细胞变性、纤维组织增生、纤维间隔程度等均有明显减轻，同时纤维化的总面积比率也明显降低[41]。

3 小结

本文概括总结了单味中药以及中药复方对转化生长因子-β1、Smad蛋白家族的表达以及TGF-β1/Smad信号通路信号转导的作用，阐述了中药在治疗肝脏疾病中能从多方位、多靶点、多途径的改善肝纤维化患者的生存质量。并且近年来，随着众多科研人员的不断深入探索，关于中药干预该信号通路的研究成果也因此与日俱增。

截至目前，绝大多数TGF-β1/Smad信号通路在中药干预下的作用机制的研究方向还主要瞄向于抑制TGF-β1、Smad2、Smad3、Smad4蛋白表达，使Smad2/3磷酸化成减少，进而减少Smad2/3/4的形成，同时增加Smad7表达，但对于通路上是否还存在其他不明因子参与抗纤维化机制，仍不清楚。因此，可将研发方向瞄准到对TGF-β/Smad等信号通道上下游机制的调控上，更有利于TGF-β靶向抗肝纤维化新药的研究[42]。另一方面，虽然中医药具有安全性高、作用靶点广等优势，但利用中医药干预肝纤维化的研究，在国内外仍多局限于动物研究上，反而在临床方面的研究很少。因此在今后的研究中，应多注重把动物研究与临床试验相结合，并在不断的试验中总结出调节TGF—β1/Smads信号通路的绝佳方案，进一步找寻肝脏疾病发生发展治疗的有效方法。