中藥調控NF-κB信號通路治療哮喘作用機制的研究進展?

孔一卜，孫麗平

(1. 長春中醫藥大學,長春 130117； 2. 長春中醫藥大學附屬醫院兒童診療中心,長春 130021)

支氣管哮喘(Bronchial asthma)簡稱哮喘，是一種常見的氣道慢性炎癥性呼吸系統疾病。全球哮喘防治創議(global initiative for asthma，GINA)最新數據表明，目前全球哮喘患者超過3億人，并以每10年增加20%～25%的速率快速增長[1]，預計2025年全球罹患哮喘人數將增加至4億。慢性氣道炎癥和氣道重塑是哮喘重要的病理生理改變，與哮喘反復發作和病情輕重密切相關。NF-κB是一種核轉錄因子，與哮喘發病關系密切，研究表明當其被激活后可促進與哮喘有關的多種炎癥因子的基因轉錄，從而導致炎癥反應的發生，誘發哮喘發病或是加重病情。中藥治療哮喘的臨床療效已經受到廣泛認可。近5年來，中藥調控NF-κB信號通路減輕哮喘氣道炎癥、抑制氣道重塑等成為研究的熱點，也有諸多的研究報道。本文通過檢索近5年相關文獻，就中藥調控NF-κB信號通路治療哮喘的作用靶點及機制作一綜述。

1 NF-κB及NF-κB信號通路

核因子-kB(nuclear factor-kappa B,NF-κB)由5個蛋白成員組成，分別是RelA(P65)、RelB、c-Rel、P50/P105(NF-kB1)和P52/P100(NF-kB2)，各蛋白成員間可形成不同形式的同源或異源二聚體復合物[2]，其中以P65/P50異源二聚體形式最為常見，也是其活性的主要形式[3]。NF-κB抑制蛋白(inhibitory-κB，IκB)平時與二聚體的RelA(P65)、RelB或c-Rel亞基C末端結合，掩蓋NF-κB的核定位序列，使NF-κB處于失活狀態[4]。而IκB的活性又由κB激酶(κB kinase，IKK)所抑制，IKK由IKK-α、IKK-β和IKK-γ 3個亞基組成，其中IKK-α、IKK-β可被上游絲裂原活化蛋白激酶類或NF-κB激酶磷酸化，激活IKK。

現在已發現2條NF-κB信號通路，分為經典信號傳導途徑和非經典信號傳導途徑，其中經典信號傳導途徑與哮喘的發病密切相關，也是研究的熱點。經典途徑中細胞處于靜息狀態時，NF-κB通常與抑制蛋白IκB結合，以無活性的方式存在于胞質中。當細胞有外界刺激如脂多糖(LPS)、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、促炎癥因子、白介素-1(IL-1)等刺激時，NF-κB的誘導劑通過細胞膜激活胞漿中的IKK，其中IKK-α和IKK-β在IKK-γ的協同作用下引起IκB磷酸化，并進行泛素化降解進而使胞漿中游離的NF-κB 被轉運至細胞核內，DNA分子靶基因中啟動子區域的NF-κB結合位點相結合，從而啟動靶基因轉錄，生成相應的mRNA及蛋白質[5]。非經典途徑主要是在調節淋巴器官和適應性免疫系統的發展中起作用[6]。

2 NF-κB信號通路與哮喘的關系

在哮喘病的發病機制中，信號通路起重要作用。現有研究結果表明，慢性氣道炎癥和氣道重塑的形成與多條信號通路傳導有關。其中NF-κB通路是哮喘病中的關鍵信號通路，該信號通路可以通過生長因子、細胞因子、炎性介質、嗜酸性粒細胞趨化因子、血管細胞黏附分子1和細胞間黏附因子1、MMP和金屬蛋白酶組織抑制劑等作用滲透于哮喘發病機制的多個環節和層面，參與哮喘的發病過程。研究表明[7-8]，參與哮喘氣道炎癥過程的細胞因子炎癥遞質在基因轉錄水平上均受NF-κB調控。Pgaek等[9]通過研究發現，祛除哮喘小鼠的NF-κB基因，與哮喘發病密切相關的氣道嗜酸性粒細胞聚集、氣道高反應性及氣道炎癥等無法產生。目前NF-κB活性的增強已經在哮喘性過敏性炎癥實驗模型和病人中得到證實。Barnes等[10]發現，在哮喘患者支氣管上皮細胞、肺泡巨噬細胞、血管內皮細胞及黏膜下細胞上NF-κB的活性增強，提出抑制NF-κB的活性可能是防治哮喘的一個有效途徑。NF-κB在諸多因素刺激下激活后，不僅可以促進如細胞因子、生長因子、趨化因子等高表達而發生炎癥反應，同時這些產物會反作用于NF-κB并使其活化，還可以導致局部炎癥發生持續擴大。

3 中藥調控NF-κB信號通路防治哮喘進展

3.1 中藥復方

中醫理論認為，哮喘的反復發作與“伏痰”“血瘀”“氣滯”等病理因素密切相關，其中“伏痰”是引起哮喘反復發作的病理基礎，伏痰日久造成的“伏痰-血瘀-氣滯”三者膠著的病理狀態，將貫穿哮喘的整個發病過程。目前中醫治療哮喘多從發作期和緩解期論治，其中發作期以止哮平喘除痰為主，佐以活血理氣之法；緩解期以補虛培元、扶正固本為主。還有學者根據中醫“肺與大腸相表里”的理論從腸論治哮喘，均取得了較好的臨床效果。基于NF-κB信號通路在哮喘發病機制中的重要作用，為進一步明確中藥復方的作用靶點，部分學者從NF-κB信號通路方面做了相應探究。

3.1.1 發作期 麻黃定喘湯出自《東醫壽世保元》，由麻黃、杏仁、黃芩、萊菔子、桑白皮、桔梗、麥冬、款冬花、白果等藥物組成，具有瀉肺平喘、化痰止咳的功效，可用于哮喘發作期的治療。楊今實等[11]給予哮喘小鼠模型朝醫麻黃定喘湯后發現，哮喘小鼠BALF中炎性細胞計數、IL-4、IL-5、IL-13水平及NF-κBp65蛋白表達水平均顯著降低(P<0.05，P<0.01)，從而推測朝醫麻黃定喘湯可能是通過阻斷NF-κB信號途徑，從而抑制氣道平滑肌和氣道上皮細胞增殖發揮治療哮喘的作用。同時研究還發現，麻黃定喘湯還可以通過抑制NF-κB活性、降低VEGF蛋白表達，從而抑制氣道炎癥反應的發生[12]。

柴樸湯是中醫治療哮喘發作期的常用方劑之一，由厚樸、蘇葉、柴胡、黃芩、半夏、白參、生姜、甘草、茯苓、大棗組成，具有化痰、平喘、行氣的功效。劉鑫等[13]提取哮喘大鼠血清與大鼠氣道上皮細胞共同培養，模擬哮喘微環境下氣道上皮細胞的病理變化。研究結果發現，加入哮喘大鼠血清后，大鼠氣道上皮細胞中的TLR-4、NF-κBmRNA及蛋白表達較正常組明顯增加，而給予含柴樸湯的含藥血清與哮喘大鼠血清及大鼠氣道上皮細胞共同培養，TLR-4、NF-κBmRNA及蛋白表達則下調，因此推測柴樸湯可能通過抑制NF-κB通路，從而抑制支氣管上皮細胞炎癥因子的合成、分泌及其他生物學效應，從而起到治療哮喘的作用。唐雋[14]通過研究發現，柴樸湯可以降低哮喘大鼠氣道壁厚度，降低TLR4、NF-κB、TGF-β1蛋白表達，升高MAL蛋白表達，說明柴樸湯可以調節TLR4/NF-κB/MAL通路治療哮喘，其作用機制可能與其抑制NF-κB活性有關。

清熱化痰湯出自《醫學統旨》，是治療熱性哮喘發作期的常用方劑，由茯苓、桔梗、浙貝母、栝樓仁、知母、麥冬、桑白皮、梔子、黃芩等藥物組成，具有清瀉肺熱、化痰止咳的功效。臨床研究結果表明，本方具有較好的改善咳嗽咳痰、減少痰量及平喘的臨床效果[15]。宋洪娟等[16]在哮喘模型上就其治療氣道炎癥的作用機制進行了相關研究，研究結果表明，清金化痰湯可以通過調控p38MAPK/NF-κB信號通路抑制炎癥細胞的浸潤，減少IL-1β、IL-8及TNF-α水平，抑制黏蛋白MUC5AC的表達，從而起到抑制氣道炎癥反應治療哮喘的作用。

3.1.2 緩解期 中醫理論認為，患者肺脾腎三臟功能失調導致的宿根伏痰是引發哮喘反復發作的重要原因，緩解期應用補氣固本類中藥調理肺脾腎三臟功能祛除宿根伏痰，從而可有效減少哮喘的發作。袁雪晶等[17]將由炙黃芪、黨參、白術、茯苓、煅牡蠣、蟬蛻、陳皮、防風、熟地黃、五味子等11味藥物組成的固本防哮飲給予哮喘緩解期小鼠模型，觀察其對小鼠氣道阻力、肺組織病理變化、肺泡灌洗液細胞計數和細胞分類，檢測肺組織和外周血單個核細胞中IKK-β、IκBα及NF-κBp 65蛋白表達的影響。研究結果表明，固本防哮飲可有效降低哮喘小鼠氣道高反應性，降低炎性細胞總數，減輕氣道炎癥及肺組織炎癥細胞浸潤及降低氣道壁增生增厚抑制氣道重塑。研究同時發現，固本防哮飲可以增加IκBα表達，抑制IKK-β、NF-κBp65表達，因此推測固本防哮飲治療哮喘的作用機制可能與其調控NF-κB信號通路有關。劉亞南等[18]研究發現，哮喘緩解期氣道炎癥可能與IKKβ、NF-κBp65mRNA和蛋白高表達有關，固本防哮飲在一定程度上能降低IKKβ、NF-κBp65mRNA和蛋白高表達，其治療哮喘的作用機制可能與固本防哮飲抑制IKK/NF-κB信號通路的活性，從而減輕氣道炎癥、預防哮喘發作有關。

芪味理肺湯由生黃芪、桂枝、白術、干姜、甘草、五味子等藥物組成，具有溫潤辛金培本的作用，適用于中醫哮喘緩解期肺脾腎不足之證。張研迪[19]研究發現，芪味理肺湯可以減輕肺組織炎癥細胞浸潤，調節炎癥因子水平，因此其可能是通過抑制IκBa的泛素化降解，從而提高細胞內IκBa的蛋白含量，達到抑制NF-κB活性目的而發揮治療哮喘的作用。李新辰[20]給予哮喘模型芪味理肺湯后發現，芪味理肺湯可以下調NF-κBp65表達水平，上調IκBa水平，因此推測其抗炎作用與NF-κB信號通路抑制有關。

麥門冬湯是張仲景《金匱要略》中的經典方劑，由麥門冬、半夏、人參、甘草、粳米、大棗等組成，具有清養肺胃、降逆下氣之功效，適用于哮喘緩解期肺陰虛之證。現代藥理研究表明，麥門冬湯具有鎮咳、抗呼吸道炎癥等作用。臧月生等[21]通過研究發現，麥門冬湯可以減輕哮喘大鼠肺組織的炎癥浸潤，降低下調 IL-1β、IL-4、IL-6及IL-13含量，同時可以抑制NF-κBp65蛋白的表達，提示麥門冬湯可能通過NF-κB信號通路調控炎性細胞因子水平，從而對哮喘起到防治作用。

培土生金法又稱補脾益肺法，是中醫治療哮喘緩解期肺脾氣虛證常用的一種治法。苗蘭英等[22]自擬補脾益肺方水煎取汁后給予脾虛哮喘大鼠模型，發現可以增加TNF-α含量，降低IκBα表達。而服用培土生金的中藥后，TNF-α含量則減少，IκBα表達上升，說明培土生金類中藥可以通過升高IκBα的表達，抑制NF-κB活性，降低炎癥因子TNF-α的表達，對哮喘時氣道炎癥和氣道黏液高分泌起到治療作用，也提示培土生金類中藥通過補脾氣益肺氣的方法，可改善脾虛導致的伏痰宿根，是防治哮喘的有效藥物。

3.1.3 從腸論治 從腸論治哮喘是中醫治療肺系疾病的一種常用方法。現代研究表明，過敏性哮喘與腸道菌群失調密切相關[23-24]，而相關的學者發現基于“肺與大腸相表里”理論的“肺腸合治”法是治療腸道菌群失調合并過敏性哮喘的有效方法。付雯[25]構建腸道菌群失調合并過敏性哮喘模型，分別給予“桂枝加厚樸杏子湯”“增液承氣湯”和“升降散”從“治肺”“治腸”和“肺腸同治”3個方面探討腸道微生態和肺部免疫調節的關系及作用機制。研究結果發現，3種治療方法對腸道菌群失調合并過敏性哮喘模型具有治療作用，其中肺腸合治組效果最好。其作用機制可能與TLRs/NF-κB信號傳導通路參與肺和腸的免疫調節有關。劉興隆等[26]認為，肺腸合治法可能是通過調節腸菌群增加sIgA合成，恢復肺、腸黏膜免疫功能和減弱肺組織TLR2、4/MyD88信號傳導，從而減少NF-κB和致炎因子的合成，最終調節Th1/Th2平衡，起到防治腸道菌群失調合并過敏性哮喘的作用。

3.2 中藥單體

甘草次酸是從中藥甘草根莖中提取的一種重要的有效活性成分，具有抗炎、抗菌等作用[27]。陳偉等[28]研究發現，甘草次酸可以通過降低丙二醛(MDA)含量，提高超氧化物歧化酶(SOD)及谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px) 含量，以降低哮喘發作時的氧化應激反應。同時發現甘草次酸可以調節哮喘大鼠肺組織中NF-κB、IL-5及IL-6mRNA蛋白表達水平，因此推測甘草次酸可能是通過調控NF-κB信號通路拮抗大鼠哮喘時的氧化應激反應。

黃芪具有補氣的功效，可以調節人體的免疫功能，是一種治療哮喘的常用藥物。黃芪多糖是黃芪的提取物，具有良好的抗炎效果[29]。王金磊等[30]研究表明，黃芪多糖可改善哮喘大鼠氣道炎癥和肺I型上皮損傷，并明顯抑制NF-κB/MAPK信號通路活性,因此推測黃芪多糖治療哮喘的作用機制可能與調節相關炎癥因子水平、抑制NF-κB/MAPK信號通路活性有關。

苦豆堿研究報道其具有抗氧化、抗炎、抗變態反應、免疫抑制、保護心肌缺血及抗病毒等作用。李海龍等[31]將苦豆堿給予哮喘模型，觀察其對小鼠肺功能及NF-κB、TNF-α、IL-1β的影響。研究結果表明，苦豆堿可改善哮喘小鼠肺功能，減輕哮喘癥狀及炎癥反應，其作用機制可能與調控NF-κB炎癥信號通路、降低炎癥因子TNF-α、IL-1β水平有關。

梔子苷是一種環烯醚萜類化合物，是常用藥物梔子的主要藥效成分，具有良好的抗炎活性。劉雨東等[32]研究發現，梔子苷可以有效減輕哮喘模型的氣道炎癥，抑制氣道平滑肌細胞增殖，其作用機制可能與梔子苷調節TLR4/NF-κB信號通路有關。

前胡是治療哮喘的常用藥物，具有降氣化痰的功效。紫花前胡苷是一種線性四氫呋喃型香豆素苷類化合物，有抗炎、抗過敏、抗氧化等多種生物活性[33-35]。熊友誼等[36]發現，紫花前胡苷可以降低哮喘模型中IL-4、IL-5及IL-13水平，抑制NF-κBp65水平及升高IκBα水平，說明紫花前胡苷可以減輕氣道炎癥。

苜蓿素屬于天然黃酮類化合物，廣泛存在于竹茹、竹根和淡竹葉等禾本類中草藥中。現代藥理學研究表明，其具有抗炎、抗氧化、抗病毒、抗腫瘤及免疫調節等作用，其中以抗炎作用最明顯[37-39]。殷玉婷等[40]將苜蓿素給予哮喘模型，觀察其對氣道炎癥的影響。研究結果表明，苜蓿素可以降低NO、TNF-α、IL-1β水平，有效改善哮喘模型的氣道炎癥，下調TLR4、MyD88、NF-κBp65蛋白表達，因此推測苜蓿素治療哮喘可能與調節TLR4/MyD88/NF-κB通路有關。

兒茶素是從茶中提取出來的一類酚類活性物質，具有一定的體外抗炎作用[41]。潘增烽等[42]為探究兒茶素哮喘炎癥的作用，將兒茶素給予哮喘小鼠模型后發現，兒茶素可以減輕肺組織中TSLP及Th2型IL-5、IL-13的含量，抑制NF-κBp65轉錄，說明兒茶素可以有效緩解哮喘模型的Th2型炎癥反應，其作用可能是通過調節NF-κB通路、抑制TSLP表達實現的。

紅景天是藏族常用藥材，具有抗炎、調節免疫功能的作用[43]。鄭明昱等[44]通過研究發現，紅景天可以通過抑制平滑肌增殖、氣道上皮增生和膠原的合成來抑制哮喘氣道重塑，而其作用機制可能是通過抑制NF-κB/TGF-β1通路實現的。

4 結語與展望

隨著哮喘發病率的逐年增加，哮喘患者也越來越多，因其反復發作難于根治，因此哮喘的防治問題也被廣泛關注。近年來，越來越多的專家學者開始探究信號傳導通路在治療哮喘中的作用，可以認為信號傳導通路的異常既是發病的基礎，也是藥物治療的新靶點。NF-κB作為多條信號傳導通路的樞紐，其活性的增強與哮喘的發病密切相關。糖皮質激素作為治療哮喘的一線藥物，可有效地緩解哮喘發作病情。但研究表明，糖皮質激素不能阻斷NF-κB的持續活化[45]，因此會導致難治性哮喘的發病。中藥在防治哮喘方面積累了大量的經驗，且具有較好的臨床效果[46-51]。從近5年研究結果來看，中藥治療哮喘的作用機制之一可能是通過調控相關因子的表達抑制NF-κB的活性，從而減輕氣道炎癥，抑制哮喘氣道重塑而發揮治療哮喘的作用，但其是否能阻斷NF-κB的持續活化仍有待探討。哮喘的發病機制極其復雜，有時涉及多種炎癥因子的改變導致多條信號傳導通路異常，而中藥是否可以同時調控多條信號傳導通路治療哮喘，探究其多靶點、多途徑治療哮喘的作用機制，仍是今后需要努力的方向。