芍藥湯改善潰瘍性結腸炎腸屏障功能藥理機制研究進展

張亞東 彭 濤 于卉娟 崔廣智 王躍飛 莊朋偉

（1.天津中醫藥大學中藥學院，天津301617；2.省部共建組分中藥國家重點實驗室，天津市中藥化學與分析重點實驗室，天津中醫藥大學中醫藥研究院，天津301617）

潰瘍性結腸炎（ulcerative colitis，UC）是發生于結腸黏膜的慢性非特異性腸道炎癥性疾病，該病始于直腸，可延伸至整個結腸[1]，腹瀉、腹痛、黏液膿血便等為主要臨床表現，該病具有反復發作、遷延難愈、聚集性和地域性等特點[2]，已被世界衛生組織（WHO）列為現代難以治愈的疾病之一。UC的發病無性別差異，發病年齡通常在30～40歲[3]。目前臨床主要以藥物、手術切除、灌腸治療為主，治療藥物主要有免疫抑制劑、皮質類固醇、氨基水楊酸類等，但長期或大劑量使用會導致嚴重藥物不良反應[2]。

UC可歸屬于中醫學“泄瀉”“休息痢”“痢疾”等范疇，核心病機為濕熱內生、氣血瘀滯。芍藥湯源于劉完素《素問病機氣宜保命集》[4]，由黃芩、黃連、芍藥、當歸、木香、檳榔、大黃、肉桂、炙甘草組成，是治療UC的經典方。方中黃芩、黃連歸大腸經，功善清熱燥濕，為君藥。重用芍藥養血和營、緩急止痛，配伍當歸增養血活血之功，有“行血則便膿自愈”之意；木香、檳榔行氣導滯，“調氣則后重自除”。以上四藥調和氣血，共為臣藥。大黃苦寒沉降，通因通用，導濕熱積滯從大便而去，肉桂性味辛熱，具有溫通之性，既可助當歸、芍藥行血和營，又可防嘔逆拒藥，共為佐藥。炙甘草調和諸藥，緩急止痛，為使藥。諸藥合用，奏清熱祛濕、調和氣血之效。經藥理學機制及臨床研究表明，芍藥湯單用或聯用其他藥物均能顯著改善UC癥狀，尤其是在改善腸屏障方面具有顯著療效，且安全性高、毒副作用小。腸屏障功能是由機械屏障、化學屏障、免疫屏障、生物屏障共同構成，目前UC腸屏障功能障礙主要與機械屏障損傷有關，其他類型損傷亦參與其中[5]。現將近年來芍藥湯改善UC腸屏障功能相關藥理作用機制概述如下，以期更好地指導臨床應用。

1 抑制腸上皮細胞凋亡/焦亡

正常的腸上皮細胞（intestinal epithelial cells，IECs）凋亡有利于機體形成穩固的防御體系，過度凋亡時則會導致細菌和內毒素（ET）侵入腸腔，進入血液循環，刺激黏膜淋巴組織釋放大量的炎癥因子，引發炎癥風暴，增加大腸上皮的通透性，破壞腸道機械屏障。白細胞介素（IL）-4是機體關鍵的免疫調節因子，腫瘤壞死因子（TNF）-α是加速炎癥發生發展的一種細胞因子，兩者的過度表達會引起炎癥細胞浸潤，形成腸黏膜水腫，加劇IECs凋亡[6-7]。陳大光等[8]研究發現，芍藥湯通過降低三硝基苯磺酸（TNBS）誘導的UC模型大鼠腸組織中TNF-α、IL-4和ET的水平，減少IECs凋亡，修復腸上皮組織緊密連接。酪氨酸蛋白激酶2（JAK2）/信號轉導及轉錄激活因子3（STAT3）信號通路不僅參與細胞的增殖、分化、凋亡，在免疫系統發育和應答中亦發揮關鍵作用[9]。王移飛等[10]研究發現，芍藥湯通過升高濕熱型UC模型大鼠結腸組織中細胞因子信號轉導抑制因子3（SOCS3）水平，抑制JAK2/STAT3信號通路的激活，從而降低JAK2、STAT3的表達，減少IECs凋亡，從而促進結腸黏膜組織的修復與再生。IL-33/腫瘤抑制素（ST2）信號通路參與IECs生成，阻礙腸屏障的修復[11]。曾婷婷等[12]研究發現，芍藥湯通過抑制UC模型大鼠結腸組織中IL-33/ST2信號通路，延緩IECs凋亡，促進結腸黏膜的修復。受病原相關模式分子刺激后，硫氧還蛋白結合蛋白（TXNIP）表達增加，與炎癥小體NLR家族Pyrin域蛋白3（NLRP3）結合后誘導IL-1β和IL-18等炎癥因子產生，加劇炎癥反應，進而加快IECs的凋亡[13-14]。王德龍等[15]研究發現，芍藥湯通過抑制TNBS誘導的UC模型大鼠結腸組織中TXNIP/ NLRP3信號通路，降低TXNIP、NLRP3、半胱氨酸蛋白酶（caspase-1）水平，減少炎癥因子產生。細胞焦亡是一種促炎形式的細胞程序性的細胞死亡，正常的IECs焦亡對器官組織有保護作用，過度的激活則會導致炎癥性疾病的發生[16]。WEI Y Y等[17]研究發現，在葡聚糖硫酸鈉（DSS）誘導的UC模型小鼠結腸組織中，芍藥湯通過抑制絲裂原活化蛋白激酶磷酸酶1（MKP1）/核轉錄因子-κB（NF-κB）/NLRP3信號通路，減少細胞焦亡，發揮對腸屏障的保護作用。

2 促進緊密連接蛋白表達

IECs間的緊密連接（TJ）結構是構成腸屏障的關鍵部分，TJ結構的異常會增大腸黏膜的通透性，腸腔內細菌和ET等物質透過IECs進入腸腔和血液循環，進而導致腸屏障功能受損。研究表明，帶狀閉合蛋白-1（ZO-1）和閉合蛋白（Occludin）相互作用調節細胞內外信號轉導以影響TJ蛋白完整性，從而調節腸黏膜通透性[18]。CHI H G等[19]研究發現，在DSS誘導的UC模型小鼠結腸組織中，芍藥湯通過增加ZO-1和Occludin的表達，調節腸屏障的通透性以保護及修復受損的腸屏障功能。趙輝[20]研究亦證實，加味芍藥湯通過上調Occludin、ZO-1表達水平以恢復腸黏膜通透性，促進腸屏障修復。胡啟華[21]研究發現，芍藥湯通過增加TNBS誘導的UC模型大鼠結腸組織中TJ蛋白-封閉蛋白1（Claudin-1）和連接黏附分子-1（JAM-1）的表達，修復腸上皮組織的連接。陳大光[22]研究亦證實，芍藥湯通過上調UC模型大鼠結腸上皮組織中ZO-1等緊密連接蛋白的表達，保護腸黏膜機械屏障。

3 減少氧化應激

氧化和抗氧化相對平衡狀態如被打破，體內將大量分泌活性氧自由基（ROS）或氮自由基（RNS），影響IECs間的結構連接，從而引起氧化應激失衡，破壞腸屏障功能，加重UC。核因子E2相關因子2（Nrf2）是一種在抗氧化反應中起著關鍵作用的轉錄因子，促進Nrf2通路活化可有效抑制氧化應激反應，對腸屏障功能具有保護作用[23]。WANG X Y等[24]研究發現，芍藥湯通過激活DSS誘導的UC小鼠結腸組織中Nrf2通路和上調Nrf2下游基因的表達，有效增強抗氧化能力。髓過氧化物酶（MPO）是中性粒細胞被激活后釋放到細胞外的一種糖蛋白，可通過促進氧化應激反應加劇腸道炎癥[25]。鐘宇等[26]研究發現，芍藥湯可能通過阻斷Toll樣受體4（TLR4）/NF-κB通路抑制UC大鼠結腸組織MPO的活性，發揮對腸屏障的修復作用。

4 緩解內質網應激

內質網應激（endoplasmic reticulum stress，ERS）是指由于各種原因引起的錯誤折疊和未折疊蛋白在內質網中聚集、鈣離子調節紊亂以及細胞內氧化還原狀態改變的病理過程[27]，適當的ERS有利于細胞穩態的維持，過度的ERS會引起細胞損傷，導致腸屏障功能受損，繼而參與UC的發生發展[28]。蛋白激酶樣內質網激酶（PERK）是一種在ERS期間介導信號轉導的跨膜蛋白，當機體受到刺激產生ERS時，PERK可通過抑制真核翻譯起始因子2α（eIF2α）的磷酸化抑制蛋白翻譯以及細胞生長，從而減輕ERS[29]。吳志強等[30]研究發現，芍藥湯通過抑制PERK信號通路的激活減少同源蛋白（CHOP）蛋白的表達，抑制杯狀細胞凋亡，從而改善UC大鼠的ERS反應。羅敏等[31]研究發現，芍藥湯通過抑制TNBS誘導的UC模型大鼠結腸ERS過程中PERK信號通路的激活，降低p-PERK蛋白及其mRNA表達，從而發揮對UC的治療作用。杜英杰[32]研究亦證實，芍藥湯通過抑制UC模型大鼠結腸組織中PERK信號通路的激活，減少p-PERK和磷酸化真核翻譯起始因子2α（p-eIF2α）蛋白及mRNA的表達，緩解ERS反應。

5 促進黏液蛋白分泌

化學屏障是由腸道杯狀細胞（GC）及其分泌的黏液蛋白和其他抑菌物質共同構成。黏液層是腸屏障的重要組成部分，腸道中由GC產生的黏液基因蛋白（Muc）水化后形成的黏液屏障，通過阻止細菌、ET等侵入腸腔以發揮保護腸上皮組織的作用[33]。三葉因子3（TFF3）通過刺激血管表皮生長因子的表達，促進血管生成及腸黏膜的修復[34]。CHI H G等[19]研究結果表明，芍藥湯通過顯著上調黏液層基因Muc-1、Muc-2、Muc-4和TFF3的表達，促進黏液蛋白的分泌，從而起到保護腸屏障的作用。遲宏罡等[35]研究發現，芍藥湯通過抑制UC模型小鼠結腸組織中Notch信號通路的激活，減少Notch-1的表達，增加黏液蛋白Muc-2的表達，發揮對腸屏障保護作用。張薇等[36]研究發現，芍藥湯抑制UC模型大鼠結腸組織中TRL4受體介導的信號調節激酶（ERK1/2）、NF-κB信號通路的活化，抑制NLRP3的表達，促進黏液蛋白Muc-2的表達，改善腸屏障功能。

6 調節炎癥因子水平

先天免疫細胞通過分子模式識別受體（TLR4）/NF-κB信號通路的激活可促進促炎基因的轉錄，加劇腸屏障的炎癥損傷。在2,4-二硝基氯苯（DNCB）/乙醇灌腸建立的UC大鼠模型血清和結腸組織中，芍藥湯通過抑制TLR4/NF-κB通路，減少MPO、P-選擇素（P-selectin）、巨噬細胞遷移抑制因子（MIF）和血栓素B2（TXB2）的表達，發揮對腸屏障的保護作用[26]。IL-6促炎癥因子通過誘導STAT3磷酸化，抑制炎性細胞凋亡，加劇炎癥反應[37]。在TNBS誘導的UC中，鄒博[38]研究發現芍藥湯通過抑制UC模型大鼠結腸組織中IL-6/STAT3信號通路以及抑制環氧合酶2（COX-2）的表達來緩解腸道炎癥。祖健[39]研究發現芍藥湯通過抑制UC模型大鼠結腸組織中TLR4/NF-κB信號通路并降低IL-1受體相關激酶1（IRAK-1）、腫瘤壞死因子受體相關因子6（TRAF-6）表達，從而減輕腸道炎癥。孫晨安等[40]研究發現芍藥湯通過減少UC大鼠結腸組織中TLR2、磷酸肌醇3激酶的p110α催化亞基（PIK3CA）、蘇氨酸蛋白激酶（Akt）基因表達，保護腸屏障。宋艷琦[41]研究發現，芍藥湯通過抑制濕熱型UC模型大鼠結腸組織中NF-κB表達，并減少COX-2和單核細胞趨化蛋白-1（MCP-1）的表達，抑制炎癥反應，促進結腸黏膜修復。高遷移率族蛋白B1（HMGB1）是一種促炎細胞因子，可通過與細胞外不同的受體結合激活相關信號通路，介導下游信號轉導，參與炎癥性疾病的發生。王移飛等[42]研究發現，芍藥湯通過抑制HMGB1/TLR通路并減少髓樣分化因子88（MyD88）、NF-κB基因的表達，從而減弱濕熱型UC的炎癥反應。

7 增強免疫功能

UC中存在的免疫狀態異常實際為免疫細胞的功能狀態、種類比例、數量及分布的失衡，對腸道免疫屏障功能產生直接影響。研究表明，IL-33通過其受體ST2結合，活化NF-κB和MAPK信號通路，導致免疫功能的破壞[43]。曹思齊等[44]研究發現，芍藥湯通過減少TNBS誘導的UC模型大鼠結腸組織中白細胞分化抗原14（CD14）、Fas相關死亡結構域蛋白（FADD）及天冬半胱氨酸蛋白酶-8（Caspase-8）表達，增強機體免疫能力，修復受損的腸道免疫屏障。IL-6的過度表達導致輔助性T細胞（Th）17和Treg細胞之間的分化失衡，已有研究表明，控制IL-6的表達可調節Th17介導的免疫反應[45]。吳東升等[46-47]研究發現，芍藥湯通過抑制UC模型大鼠結腸組織中缺氧誘導因子-1α（HIF-1α）和IL-6/STAT3通路調節Th17/Treg平衡，改善免疫功能。劉震宇[48]研究結果表明，芍藥湯通過PI3K-Akt-mTOR的穩態調控，減少STAT3蛋白的表達，保護免疫屏障。吳東升等[49]研究亦發現，芍藥湯通過增加UC模型大鼠結腸黏膜中CD4+T淋巴細胞數量并促進分泌型免疫球蛋白A（SIgA）的分泌，從而保護腸道免疫屏障功能。

8 恢復腸道菌群水平

腸道微生物群水平失衡會導致菌群代謝物短鏈脂肪酸（SCFAs）的產生減少，引起致病性細菌腸內定植、腸黏膜通透性增大，最終導致腸屏障受損。曹暉等[50]研究發現，芍藥湯可增加TNBS誘導的UC大鼠糞便中厚壁菌門和乳酸菌門等有益菌的豐度，減少門分類和屬分類的擬桿菌門的豐度，通過調節腸道菌群的數量修復腸道生物屏障功能。李令[51]研究結果表明，與模型組相比，芍藥湯組OTUs數量增多、alpha多樣性、beta多樣性差異顯著，在疣微菌、迷蹤菌、軟壁菌、桿菌、乳桿菌中相對表達含量降低，在厚壁菌、脫硫弧菌、δ-變形菌、ε-變形菌中相對表達含量升高，表明芍藥湯通過恢復腸道菌群的穩態保護腸屏障功能。彭磊[52]臨床研究發現，芍藥湯合云南紅藥直腸滴入在降低UC活動期患者的改良Mayo評分、Baron內鏡評分及炎癥因子水平、C-反應蛋白的表達的同時，增加了腸道乳酸桿菌等有益菌的數量，以助于維持腸道生物屏障正常功能。陳建林等[53]研究亦證實，芍藥湯通過增加有益菌雙歧桿菌、乳酸桿菌的數量，降低大腸桿菌等有害菌的數量，從而保護腸道生物屏障功能。

9 結語

目前對于芍藥湯治療UC的作用機制研究仍存在一定的局限性，諸多機制尚未在基礎實驗研究或臨床試驗研究中得到證實，因此關于芍藥湯治療UC的作用機制仍有待進一步研究。可從以下幾點加以改進：（一）完善基礎實驗研究造模方法。目前已有文獻中UC的造模方法多為讓動物自由飲不同濃度的DSS或TNBS溶液灌腸，并未考慮到處理后得到的模型動物是否為芍藥湯所對應的濕熱證候模型，故可針對濕熱證UC模型動物進行基礎實驗以驗證芍藥湯的干預作用。（二）明確芍藥湯治療UC具體藥理作用機制。由于芍藥湯藥物組成較復雜，涉及中藥成分較多，并未明確治療UC的關鍵的作用靶點，可將基因組學、蛋白組學、代謝組學、網絡藥理學等研究方法相結合，以探究芍藥湯治療UC的多成分、多靶點、多途徑的作用機制。（三）增加臨床研究的樣本量。現有臨床研究多為小樣本試驗，且大多都是在常規西藥的基礎上使用芍藥湯加減方或和其他藥物聯用，導致結論的不確定性，今后可進行大樣本、多中心隨機、雙盲對照實驗進行療效驗證。（四）完善藥物的使用劑量。現有文獻中芍藥湯所使用的藥物劑量存在差異，今后可對藥物劑量進行規范。