中醫藥調節哮喘黏蛋白MUC5AC表達的研究進展

孫亦鵬 張孟哲 倪振華 王雄彪

（上海中醫藥大學附屬普陀醫院，上海200062）

支氣管哮喘（簡稱哮喘）是一種常見病，全球約有3億哮喘患者，近年來隨著空氣質量的不斷惡化，其發病率呈逐年上升趨勢。由于哮喘易反復發作，其已成為嚴重影響人類健康和生活質量的重要疾病之一[1]。氣道上皮杯狀細胞增生及黏液高分泌是支氣管哮喘的重要病理學改變，哮喘患者普遍有過量的黏液分泌[2]。黏液高分泌是導致哮喘患者病情惡化的重要原因，在哮喘患者中過量分泌的高濃度黏液往往容易形成液栓從而引起氣道阻塞，導致氣體交換的異常，最后致呼吸衰竭，這一現象在致死性哮喘病歷中表現尤為明顯，因此抑制黏液高分泌成為治療哮喘的重要目標之一。

氣道黏液是由脂質、糖結合物和蛋白質組成的溶液，其中黏蛋白是氣道黏液中最主要的成分。黏蛋白是由特異性黏蛋白基因編碼，目前已發現了至少18種人類蛋白基因，其中MUC5AC是哮喘發作時氣道黏液中的主要黏蛋白[3-4]。因此，黏蛋白MUC5AC是研究哮喘黏液高分泌的關鍵靶標。現將有關黏蛋白MUC5AC的調節機制及中醫藥調節其表達的研究進展概述如下。

1 MUC5AC的調節機制

多種因素可調節黏蛋白MUC5AC的表達，比如白介素-13（interleukin-13，IL-13）、白介素-1β（interleukin-1β，IL-1β）、嗜中性粒細胞彈性蛋白酶（neutrophil elastase，NE）和轉化生長因子α（transforming growth factor-α，TGF-α）等，其具體機制涉及多種信號通路。

1.1 IL-13 Th2細胞分泌的白介素-4（interleukin-4，IL-4）、白介素-5（interleukin-5，IL-5）和IL-13均可促進黏液分泌，但是其中IL-13是產生黏液、促進MUC5AC表達的最主要分子[5]。進一步研究發現，IL-13可通過多條通路誘導MUC5AC表達，具體如下：（1）IL-13通過STAT6激活跨膜蛋白TMEM16A，TMEM16A可以促進磷酸化ERK1/2，從而增加MUC5AC表達[6]；（2）IL-13可調節PI3K-NFAT3通路促進MUC5AC表達[7]；（3）IL-13可通過激活STAT6/SPDEF通路，上調CLCA1和AGR2、下調FOXA2來增加MUC5AC[8]；（4）IL-13可通過上調人氣道上皮中15-脂氧合酶-1，使其轉化為15-羥基二十碳四烯酸，從而提高MUC5AC的表達，增加黏液分泌[9]。

1.2 IL-1β 哮喘患者支氣管肺泡灌洗液（bronchoalveolar lavage fluid，BALF）中IL-1β與 肺組織MUC5AC的表達呈正相關，而且在重癥哮喘中IL-1β和MUC5AC表達更高。在人支氣管上皮細胞中，IL-1β可促進MUC5AC蛋白和mRNA的增加[10]。其機制如下：（1）在人支氣管氣道上皮細胞中，IL-1β可促進CREB和p65、p50與MUC5AC啟動子區域結合[11]；（2）IL-1β可通過激活ERK或p38提高環氧合酶-2的mRNA水平和蛋白表達，進而促進MUC5AC的表達[12]；（3）IL-1β可上調HIF-α的表達，從而增加MUC5AC的表達，并且HIF-α可促進MUC5AC啟動子的活性。敲減HIF-α可抑制上皮細胞中MUC5AC的mRNA表達[10]。

1.3 NE NE是由中性粒細胞分泌的一種絲氨酸蛋白酶。NE可引起氣道杯狀細胞化生、MUC5AC蛋白和mRNA高表達。NE導致MUC5AC升高的機制是通過蛋白激酶C增多引起胞內活性氧（ROS）增多，ROS可激活腫瘤壞死因子轉化酶（TNF-αconverting enzyme，TACE），促進EGFR的磷酸化，從而最終誘導MUC5AC的高表達[13]。相似的，在TACE敲除鼠中，NE誘導的MUC5AC也顯著低于野生型小鼠[14]；NE可引起Ezrin和Sec3蛋白在細胞膜表面聚集并形成復合物，敲減Ezrin和Sec3均可降低MUC5AC的表達[15]。

1.4 TGF-α 在肺上皮樣細胞中，TGF-α可誘導MUC5AC mRNA和蛋白高表達[16]。其具體機制為TGF-α可激活EGFR/Ras/Raf通路，促進轉錄因子Sp1與MUC5AC啟動子區域結合，從而增加該基因的轉錄表達[17]。另有研究顯示，TGF-α在促進EGFR的磷酸化后，還可以促進ERK的活化，引起CCL20和CCR6的結合，從而誘導MUC5AC表達；不僅如此，CCL20與CCR6結合后還能進一步加強EGFR的磷酸化，從而形成正反饋循環[18]。

2 單味中藥或中藥單體對哮喘黏蛋白MUC5AC的影響

2.1 丹酚酸B 丹酚酸B是丹參的提取物。其可降低哮喘小鼠肺組織MUC5AC蛋白和mRNA表達，抑制杯狀細胞化生，減輕BALF中嗜酸性粒細胞、嗜中性粒細胞和單核細胞，降低氣道高反應性，其機制與抑制IL-13和降低ERK、p38磷酸化水平有關[19]。

2.2 S-烯丙基半胱氨酸（S-Allyl cysteine，SAC） SAC是從大蒜中提取的一種有機硫化合物。SAC可從蛋白和基因水平降低哮喘模型鼠肺組織MUC5AC的表達，可抑制BALF中IL-5和IL-13，其機制可能是抑制了磷酸化p65蛋白[20]。

2.3 白藜蘆醇 白藜蘆醇是一種非黃酮類多酚物質，可從虎杖等多種植物中提取。白藜蘆醇可降低卵清蛋白（Ovalbumin，OVA）致敏小鼠肺組織MUC5AC蛋白和基因水平的表達，其機制可能與調節mCLCA3和CLCA1信號通路相關[21]。

2.4 6-姜辣素 6-姜辣素是從生姜中提取的生物活性部分。6-姜辣素可抑制在人氣道上皮中IL-1β誘導的MUC5AC蛋白和mRNA的表達，其機制可能是依賴于ERK和p38-MAPK通路[22]。

2.5 當歸 《神農本草經》言其“主咳逆上氣”。現代研究發現，當歸可抑制陰虛哮喘BALB/c小鼠肺組織中MUC5AC的表達，并且可降低BALF中IL-13和TNF-α，這可能是其調節MUC5AC的機制之一[23]。

2.6 芝麻素 芝麻素可從中藥細辛和芝麻中提取，可抑制哮喘小鼠肺組織中MUC5AC mRNA的水平，減輕哮喘的黏液高分泌，其機制可能是降低了磷酸化的IkB-α和NF-kB[24]。

2.7 梓醇 梓醇是地黃的提取物，其可顯著抑制哮喘小鼠氣道黏蛋白MUC5AC，對BALF中多種細胞因子均有下調作用。其機制可能是：提高IL-13信號通路中FOXA2和磷酸化NFAT3、抑制NFAT3；抑制EGFR信號通路中EGFR蛋白；抑制肺組織2型固有淋巴細胞的比例[25]。

2.8 青蒿素及雙氫青蒿素 青蒿素是從青蒿中提取的一種倍半萜內酯類化合物，雙氫青蒿素為青蒿素的衍生物。二者均可降低哮喘模型鼠肺組織MUC5AC mRNA的表達，抑制氣道炎癥，緩解黏液高分泌。Cheng等[26]研究認為，青蒿素調節MUC5AC的機制可能是抑制PI3K/Akt活化和NF-kB的轉錄活性。Wei等[27]研究表明，雙氫青蒿素下調MUC5AC的機制可能與抑制磷酸化ERK和磷酸化p38有關。

2.9 原兒茶酸 原兒茶酸是中藥益智仁、丹參等的提取物。其可通過調節p38-MAPK、ERK和NF-kB通路抑制哮喘鼠肺組織MUC5AC mRNA水平，還可以降低肺組織中CCl11、CCR3、AMCase、Ym2和E-selectin[28]。

2.10 人參皂苷Rg1 人參皂苷Rg1是中藥人參的提取物。其可下調OVA致敏小鼠肺中MUC5AC蛋白和mRNA，其機制可能是抑制p-ERK、p-JNK和p-p38[29]。

2.11 穿心蓮內酯 穿心蓮內酯是中藥穿心蓮的提取物。其可降低小鼠肺組織中MUC5AC mRNA，還可抑制黏液的生成，緩解OVA致敏引起Th2細胞因子的升高，其機制可能與抑制NF-kB通路有關[30]。

2.12 大黃素 大黃素是從中藥大黃中所提取的藥效活性單體。其可下調哮喘小鼠肺組織MUC5AC mRNA，降低氣道黏液分泌，抑制氣道高反應，其機制可能通過調節p38-MAPK和NF-kB兩條通路[31]。

2.13 杜鵑素 杜鵑素是中藥滿山紅的提取物。研究表明，杜鵑素可抑制哮喘模型鼠肺組織MUC5AC mRNA的表達，抑制BALF中IL-4、IL-5和IL-13，升高BALF中γ-干擾素，其機制可能與抑制磷酸化Akt和磷酸化p70S6K有關[32]。

3 中藥復方對哮喘MUC5AC的影響

3.1 玉屏風散 玉屏風散由黃芪、防風、白術組成。LIU等[33]通過體內和體外實驗發現，玉屏風散可緩解哮喘小鼠肺部炎癥、黏液分泌和降低MUC5AC蛋白表達，降低IL-1β、IL-6和TNF-α細胞因子，還可以抑制NLRP3、ASC、Caspase-1等蛋白和基因的水平。

3.2 小半夏湯 小半夏湯為《金匱要略》中化痰之名方，由半夏和生姜組成。用免疫組化方法發現，OVA致敏小鼠肺組織中MUC5AC蛋白較正常組顯著升高，小半夏湯可降低其表達，其機制是通過下調Th2細胞分泌的細胞因子[34]。

3.3 清氣化痰湯 清氣化痰湯由膽南星、全瓜蔞、法半夏、浙貝、枳殼、陳皮、茯苓、杏仁等組成，具有清熱化痰、止咳平喘等功效。陳竹等[35]研究發現清氣化痰湯可下調肺組織MUC5AC的蛋白和mRNA的表達，其機制可能是抑制Toll樣受體4的表達，從而控制哮喘小鼠氣道黏液過度分泌。

3.4 陽和平喘顆粒 陽和平喘顆粒由麻黃、巴戟天、熟地黃、五味子、白芥子、葶藶子和桔梗等組成，具有溫腎宣肺、化痰納氣的功效。實驗研究發現，其可降低哮喘模型鼠肺組織及肺泡灌洗液中MUC5AC蛋白，并且可降低肺組織中MUC5AC的mRNA表達，機制可能與下調肺組織轉化生長因子-β1（Transforming growth factor-β1，TGF-β1）有關[36]。

3.5 苓甘五味姜辛湯 苓甘五味姜辛湯為溫肺化飲常用方劑。與對照組相比，苓甘五味姜辛湯可顯著降低哮喘模型組MUC5AC、p-CREB蛋白和mRNA水平，其機制可能與磷酸化CREB下降有關[37]。

3.6 固本防哮飲 固本防哮飲由黃芪、黨參、白術、茯苓、煅牡蠣、蟬蛻、陳皮、防風、辛夷、五味子、甘草組成，具有補肺固表、健脾化痰的功效。邢瓊瓊等[38]發現，固本防哮飲可抑制哮喘緩解期模型鼠肺組織中MUC5AC基因的表達，其機制可能是通過降低磷酸化STAT6蛋白，影響CCL24/CCR3結合，從而抑制嗜酸性粒細胞募集和黏液高分泌。

3.7 三子排痰湯 三子排痰湯由紫蘇子、白芥子、萊菔子、桔梗、杏仁和牙皂組成，具有降氣化痰、止咳平喘之功。三子排痰湯可降低肺組織MUC5AC蛋白表達量，其機制可能是通過調節IL-13和杯狀細胞實現的[39]。

3.8 化痰活血方 化痰活血方由桃紅四物湯和三子養親湯加減組成。李秀存等[40]發現，化痰活血方不僅可減少哮喘小鼠BALF中MUC5AC的蛋白水平，還可以升高IL-10和TGF-β1蛋白、抑制IL-5蛋白。

3.9 麻杏石甘湯 麻杏石甘湯是具有清泄肺熱、止咳平喘功效的經方。研究表明，麻杏石甘湯可降低哮喘小鼠BALF中MUC5AC蛋白濃度和肺組織勻漿HIF-1α蛋白濃度，并且麻杏石甘湯先煎組（麻黃先煎并去上沫）降低MUC5AC蛋白效果更佳[41]。

4 結語

黏蛋白MUC5AC在哮喘病理狀態下異常高表達，并且受到IL-13、IL-1β、嗜中性粒細胞彈性蛋白酶和TGF-α等多種因素調節，其具體機制涉及EGFR、MAPK/ERK、NF-κB等多種信號通路。已發現多種中藥和復方均可有效緩解MUC5AC在哮喘中的高表達，這凸顯出中醫藥在治療哮喘中的特色優勢。然而目前中醫藥針對哮喘中黏蛋白MUC5AC的研究還有待深入。首先現代中醫理論對黏蛋白MUC5AC認識不足，當前醫家對MUC5AC的認識眾說紛紜，如何根據傳統中醫理論確切理解MUC5AC是提出行之有效方藥的基礎。其次對于中醫藥調節MUC5AC的具體機制研究不夠深入。目前大多數方藥的機制研究僅局限于一條細胞信號通路上的一個或幾個分子，而MUC5AC受多種因素調節，中醫方藥的調節也應當是廣泛的。此外，目前的研究只涉及細胞和動物實驗，缺乏臨床試驗，尤其是高質量的隨機對照試驗。未來針對這些問題的研究將有助于發揮中醫藥治療哮喘的特色優勢。