中醫藥調控IgA腎病相關信號通路研究進展

譚慧華 向少偉 蘇芳林 鐘玉清 馮浩天 李吉帥

1.廣西中醫藥大學研究生院，廣西 南寧 530001；2.廣西中醫藥大學附屬瑞康院腎內科，廣西 南寧 530011

IgA腎病(IgA nephrophathy，IgAN)是最常見的原發性腎小球疾病，它的特點主要是腎小球系膜區以IgA為主的沉積、腎小球系膜細胞(glomerular mesangial cells，GMC)增生和系膜基質增加。大概40%的IgAN患者在診斷確定后20年內發展成終末期腎病(end stage renal disease，ESRD)[1]。國內外學者多數認為IgA腎病是“免疫復合物引起的腎小球疾病”[2]，因為IgAN的發病機制復雜、牽涉許多的因素，因此，到現在為止，IgA腎病的病因和發病機制并未明確，尚無治療本病的特效治療方法。影響IgAN進展和預后的關鍵影響因素有腎小管萎縮、GSI及腎間質纖維化[3]，信號通路激活參與IgAN病變過程，同時扮演關鍵角色。本文通過檢索收集相關信號通路在IgAN發病及治療過程的作用進行總結，以期對IgAN相關信號通路的深入挖掘提供可靠有效的依據。

1 Notch信號通路

1.1 Notch信號通路與IgAN Notch信號通路是由DSL蛋白與Notch受體及細胞內效應分子CSL共同構成[4]，在進化過程具有高水平性、守舊性的信號傳導通路，能夠使細胞的增殖、分化、發育、遷移、凋亡等過程產生重要影響，同時可調節組織穩態和內環境穩定[5]。近年來研究發現[6]，Notch信號轉導通路在腎臟的纖維化進程中起到了最重要的作用。王軍等[7]通過研究表明，MCD組腎組織只在腎小管上皮細胞發現Notch1、Jagged1蛋白存在微量表達，但在IgAN患者腎組織中，Notch1、Jagged1蛋白經常在腎小管上皮細胞胞漿中有顯著表達。說明Notch信號通路在IgAN中表現激活狀態，它大概屬于IgAN腎間質纖維化的重要機制。間質纖維化程度越嚴重，Notch1、Jagged1蛋白的表達同步加強，表明Notch信號通路的活化強，越能促使腎間質纖維化，增進IgAN的腎損害。由上可知，Notch信號通路在IgAN腎間質纖維化的發生發展過程發揮了關鍵作用，IgAN的發病經過估計與PDGF、TGF-β1等細胞因子有關。這就說明我們通過阻斷Notch信號通路估計可以減弱腎間質纖維化進程，改善腎臟病理變化，有助于為IgAN的治療提供新的診療策略。調控Notch信號通路可以有效阻止IgAN的進一步發展，從而改善IgAN腎臟損害的病理過程。總之，綜上表明Notch信號通路與IgAN腎間質纖維化具有密切關聯。

1.2 中醫藥調節Notch信號通路防治IgAN 通過文獻搜索發現，在中醫藥調控Notch信號通路防治IgAN方面，發現部分中藥提取物具有治療IgAN的功效，比如白藜蘆醇苷、冬凌草甲素、黃葵總黃酮、雷公藤紅素。

于建軍等[8]研究表明，與接受氯沙坦治療的IgAN大鼠相比，給予白藜蘆醇苷治療后的IgAN大鼠可以降低IgAN大鼠炎性因子IL-1β、IL-6和TNF-α的水平。為了能夠深入研究白藜蘆醇苷對IgAN大鼠作用的原理，通過利用IgAN大鼠腎組織中Notch信號通路中關鍵蛋白的表達水平。其他研究[9-10]結果表明，Notch1可以通過促進Jagged1的表達，激活炎性因子的產生，導致IgAN的加重。實驗研究利用白藜蘆醇苷來抑制IgAN大鼠腎組織中Notch信號通路中Notch1、Jagged1等關鍵蛋白的表達水平，從而抑制炎性因子IL-1β、IL-6和TNF-α的表達，減少腎組織中IgA的沉積，并有效降低腎病大鼠的Cr、Bun和24hUTP等指標含量，體現出修復腎功能的作用。徐斐翀等[11]研究顯示，與其他各組相比，予治療組接受冬凌草甲素治療后可使24 h尿蛋白、血清Scr、BUN、TNF-α、IL-6、IL-1β及MDA水平下降，Notch1和Hes1表達下調，腎組織病理損傷也明顯減輕，SOD、GSH-Px水平升高，說明冬凌草甲素通過阻滯Notch1信號通路，達到減輕腎組織損傷、減輕炎癥反應和氧化應激水平的療效。趙建明等[12]通過研究發現，黃葵總黃酮經遏制Notch信號通路傳導，抑制Notch1、Jagged1、TGF-β1、p-Smad3蛋白的表達后，黃葵總黃酮各組ERY、尿素氮、24HUpro、CRE、Notch1、轉化生長因子-β、p-Smad3等都降低；使腎小球腫大得到抑制及腎臟蛋白的沉積得到下降，最后對IgAN起治療作用。劉丹等[13]經實驗研究后顯示，雷公藤紅素通過抑制IgAN大鼠腎組織中Notch1，Jagged1及其下游靶基因Hes1，Hey1的表達，從而阻止血尿、蛋白尿的產生。王軍等[7]和張潔等[14]在IgAN病患者試驗結果中發現，Notch1和Jagged1在血液里和腎組織里的表達都增加，且Notch1的水平與腎間質纖維化程度、Jagged1、Ⅰ型膠原蛋白、PDGF、TGF-β1水平均呈顯著正相關，與eGFR水平呈顯著負相關，證明了腎臟中Notch1/Jagged1信號轉導通路在IgAN時可被激活，并且在腎間質纖維化的發生和發展始末里產生了重大影響。綜上實驗研究表明，IgAN患者腎組織中，Notch 信號通路被遏制住后，可以減少腎功能的損害，減輕炎癥反應，也說明Notch 信號通路在IgAN發生發展過程中起著舉足輕重的作用。

2 TGF-β1/Smad信號通路

2.1 TGF-β1/Smad信號通路與IgAN TGF-β1是機體組織受到損傷后導致細胞增生、纖維化的最關鍵的其中一種細胞因子，它能夠通過增加GLIga的轉錄來調節向IgA的轉化[15]。Smad依賴性信號通路是TGF-β1誘導纖維化的最經典的信號通路[16-18]。Smads家族包括Smad1-7，分為受體調節型R-Smads是Smad1-3，共用介質Co-Smads是Smad4，抑制性I-Smads是Smad6-7。在TGF-β1刺激下，R-Smads與活化的TGF-β1型受體結合，經過酸化離體，再和Co-Smads結合成低聚體復合物并轉入細胞核內，促使細胞外基質合成及纖維化生成。I-Smads能通過抑制TGF-β1型受體對R-Smads的磷酸化，增添TGF-β1型受體降解能實現約束TGF-β信號傳導的作用[19]。

2.2 中醫藥調節TGF-β1/Smad信號通路防治IgAN 丁櫻教授[20]通過實驗研究初步顯示，治療組接受清熱止血顆粒治療后，可以改善IgAN血尿或伴蛋白尿等臨床癥狀，且效果明確、顯著。進一步表明清熱止血顆粒可以使IgAN大鼠腎小球TGF-β1、Smad2/3、Smad4的表達有不同程度減弱，抑制TGF-β1的部分效應，由此提示進而抑制TGF-β的信號轉導，也說明清熱止血顆粒通過調節TGF-β1/Smad信號轉導通路，從而抑制MC的增生，改善腎臟細胞、組織、結構等變化，是減緩病情進一步發展的有效機制之一。張霞[21]通過實驗研究后結果與其導師丁櫻教授[20]結果相似，但張霞[21]發現在以TGF-p信號轉導通路為靶點的研究中保持R-SmadS與卜SmadS之間的生理平衡是很關鍵的，是治療IgAN等多種以MC增生為主要病變的腎小球疾病的重要步驟。黃國東等[22]運用廣西特色中草藥為主的復方仙草顆粒進行實驗研究后發現，給予復方仙草顆粒治療后發現TGF-β1、Smad2蛋白表達抑止，Smad7蛋白表達上調，腎小球硬化 (GSI) 顯著下降，推斷復方仙草顆粒通過影響蛋白的表達，來抑制TGF-β1的過分表達，延遲IgAN大鼠GSI的不斷發展，這估計屬于本次實驗研究的其中一種抗腎纖維化的重要作用機制。此次實驗在控制腎小球硬化部分與蒙諾存在相似的治療效果。張天舒[23]通過體內實驗，結果表明，不一樣濃度的芪薊腎康湯能夠抑制Smad3的mRNA、TGF-β1、Smad2蛋白表達，從而促進Smad7mRNA表達，較西醫治療效果佳。進一步說明以“補、清、腎絡病”等作為治病原則的芪薊腎康湯運用TGF-β1/Smads信號通路可以有效抑制IgAN MC的增生，也能有效調控IgAN轉基因小鼠，然后起到減小GSI、保護腎器官的作用，為中醫藥治療IgAN的途徑上提供更多靶點及根據。有實驗研究表明[24]，經大黃酸處理后，可以降低TGF-β1、Smad3的表達。說明了大黃酸是經過調控TGF-β1/Smad信號通路從而抑制IgAN大鼠腎臟里的肌成纖維細胞活化，降低細胞外基質的積累，減緩IgAN大鼠腎間質纖維化。

3 PI3K/Akt/mTOR通路

3.1 PI3K/AKT/mTOR通路與IgAN 磷脂酰肌醇3-激酶 (phosphatidyl inositol 3-kinase，PI3K) 是一種磷脂酰肌醇激酶[25]。Akt是一種絲氨酸/蘇氨酸激酶，大概是480個氨基酸殘基構成，與PKA 和PKC高度同源，是PI3K的主要下游效應分子的其中一個[25]。Akt下游的一個關鍵作用靶點是哺乳動物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin，mTOR)，當Akt磷酸化后，mTOR能夠被激活，經調控核糖體激酶p70s6k和真核起始因子4E結合蛋白1兩條不一樣的下游通路來控制指定亞組mRNA的翻譯，調節蛋白質的合成，影響細胞的增殖[26]。PI3K/Akt/mTOR信號通路中的mTOR由mTORC1和mTORC2復合物構成[25]，與細胞轉錄、能量代謝、相關炎性因子的激活有關。生長激素信號通路激活PI3K，AKT就會抑制TSC2，從而激活mTOR，PI3K/AKT/mTOR通路激活后引起下游信號蛋白活化，導致GMCs，腎小管與集合管上皮細胞等ECM的積累，腎臟纖維化。PI3K/Akt/mTOR信號通路是一條特別的信號途徑，在細胞存活與分化、生長、運動和凋亡和炎性細胞因子的激活或釋放等過程中均發揮重要作用[27-28]。為證明PI3K/AKt/mToR通路與腎纖維化有關聯，有學者經過研究證實川芎中的提取物川芎嗪可以通過抑制PI3K/Akt/mTOR通路，從而促進腎臟的自噬，降低MC增殖和胞外基質積聚、改善腎病大鼠腎臟組織病灶變化，阻攔腎臟纖維化病變持續發展[29]。有研究報道，PI3K/Akt/mTOR通路在腎小管上皮細胞和腎間質纖維化中起著重要的作用[30-31]，在兩側腎纖維化動物模型中，磷酸化的PI3K/Akt/mTOR明顯增加，抑制其通路可以明顯阻礙纖維化的進程[32]。

3.2 中醫藥調節PI3K/Akt/mTOR信號通路防治IgAN 麻志恒等[33]的動物實驗研究結果顯示，活血化瘀法可降模型小鼠PI3K/Akt/mTOR mRNA通路的表達，減輕腎臟纖維化。田繼華[34]經過實驗研究發現，在腎病大鼠中通過激活mTOR通路后，在初期運用小濃度mTOR抑制劑雷帕霉素能夠阻斷mTOR通路；同時雷帕霉素降低蛋白尿的生成、減少IgA的積累，抑制GNCs、細胞因子和ECM的分泌，從而降低腎病大鼠的腎損害，在保護腎臟中有顯著療效。何改麗等[35]通過實驗研究發現，由免疫組化的結果提示m TORC1信號通路下游效應蛋白pS6、p-4EBP1在IgAN大鼠模型腎臟組織中主要在腎小球足細胞及壁層上皮細胞中表達，說明益氣化瘀清熱方以及它的拆方能通過抑制mTOR信號通路來治療IgAN。曹響等[36]基于PI3K/Akt/mTOR通路探討近幾年有關研究成果，綜合分析后發現，水蛭的提取物水蛭素可以改善IgAN模型中凋亡小體數目的增多，同時可以改善凋亡有關蛋白(caspase-3和caspase-9)的表達，減弱IgAN大鼠IL-1β，IL-6和IL-18等炎癥因子的表達，減少腎小球MC的增生，從而通過減輕腎臟纖維化和炎癥反應來改善IgAN。綜上所述，通過抑制PI3K/AKT/mTOR通路有利于延緩IgAN進展，值得推廣研究。

4 NF-κB信號通路

4.1 NF-κB信號通路及其相關信號通路與IgAN 核因子-κB(nuclear factor-κB，NF-κB)是一種轉錄因子，可以介導多種炎癥細胞因子的轉錄。腎小球系膜細胞是NF-κB信號轉導研究中最常被研究的固有腎細胞[37]。有研究發現IgAN患者腎組織中NF-κB的含量是正常人的2～3倍[38]。此外NF-κB在萎縮的腎小管與炎癥浸潤細胞中也呈現高表達，被認為與腎小管間質的損傷程度有關[38]。NF-κB通路被稱為炎癥的中樞信號傳導途徑[39]，參與免疫應答、炎癥等過程，通常被ROS、TNF-α和IL-1β等外來細胞應激刺激后，使NF-κB信號通路被激活[40]。研究[41-42]發現許多種類的中藥可通過抑制NF-κB信號通路從而起到治療腎病的作用。腎病患者腎臟中NF-κB表達水平明顯逐漸升高，NF-κB與一些相關因子能夠結合成多種信號通路，結合成的信號通路通過表達水平可以評估病情，可預測治療效果[42]。然而，NF-κB能與一些相關因子形成一些不同的信號通路，比如有TLR4/MyD88/NF-κB通路、PPARγ/NF-κB信號通路、NF-κB/NLRP3通路。在TLR4/MyD88/NF-κB信號通路中，NF-κB位于TLRs下游信號通路的關鍵地位，是TLR4的下游激活劑，通過參與TLR4/MyD88-依賴性信號通路和誘導轉錄如 TNF-α、IL-6等多種促炎趨化因子的表達，完成炎癥信號的傳遞[43]。研究[44]表明，在IgAN過程中經激活NF-κB炎癥通路后，相關蛋白高表達。PPARγ是經配體激活的激素受體家族成員，參與細胞能量的代謝和腎臟疾病的發生發展，也是一個重要受體[45]。PPARγ能夠選擇性地抑制NF-κB等因子轉錄，從而抑制炎癥反應，提示PPARγ的激活估計是IgAN隱藏的保護機制之一。因此，調控PPARγ/NF-κB信號對治療Ig A腎病有重要意義[45]。 NF-κB/NLRP3是重要的炎癥通路，刺激NF-κB時結合蛋白磷酸化使NF- κB脫落活化后進入細胞核，調控基因發揮作用[46]；NF- κB活化后可刺激炎癥小體NLRP3，使之促進ASC募集，進而激活caspase- 1[47]；而IL- 1β和TNF- α作為重要炎癥因子，被激活后的caspase- 1調控大量表達而加重疾病進程[48]。綜上表明，抑制NF-κB信號通路的轉化即控制炎癥的表達，這可作為治療IgAN的新思路，有很大的研究意義。

4.2 中醫藥調節NF-κB信號通路及其相關信號通路防治IgAN 在中醫藥干預NF-κB信號通路及其相關信號通路的研究中發現，中藥復方或者中藥提取物作用于IgAN大鼠且療效顯著，并可明顯改善IgAN大鼠的臨床癥狀，緩解腎損害。張禹等[49]的實驗研究顯示，予治療組IgAN大鼠接受五味消毒飲后，κB信號通路相關蛋白IKKβ，IκBα，NF-κB p65和通過磷酸化后的p-IKKβ，p-IκBα，p-NF-κB p65的表達下降，說明五味消毒飲抑制了NF-κB信號通路的激活，還使相關炎癥因子TNF-α，IL-1β，IL-6的釋放量下降，從而實現了降低IgAN大鼠蛋白尿的療效。劉璐等[50]的實驗研究發現，益腎散結化瘀復方通過抑制IgAN大鼠ERK/NF-κB信號通路，減弱了有關因素在腎組織的表達，還抑制VEC及平滑肌細胞增殖，從而使大鼠的尿蛋白水平下降，避免腎組織受到損害。姜晨等[45]通過實驗研究結果發現，益腎化濕顆粒通過上調PPARγ蛋白來調控NF-κB信號通路，可見NF-κB信號通路關鍵因子的蛋白表達下降，其治療功效體現在能明顯改善IgAN大鼠24hUTP及腎功能，對大鼠腎臟功能起保護作用。這就證實了NF-κB信號通路的活化參與IgAN的發展過程。忽星歌[51]通過實驗研究顯示，益氣健脾化濕法有效抑制IgAN大鼠腎臟NF-κB炎癥通路的活化，降低P65與p-P65的表達，促進PPAR-γ的表達，從而降低IgAN大鼠的24小時尿蛋白定量、改善IgAN大鼠腎功能和腎臟病灶組織情況，說明益氣健脾化濕法通過調控PPAR-γ/NF-κB通路的作用機制來治療IgAN，延緩IgAN的進展。樊小寶等[52]通過實驗研究發現，在治療組中加入漢黃芩苷后，漢黃芩苷可抑制NF- κB進入細胞核，降低NLRP3、IL- 1β、TNF- α表達水平，從而抑制ASC聚集與caspase- 1激活，使IgAN大鼠病情得到改善，炎癥減少，實現對IgAN的保護。孫紅旭等[53]的實驗研究顯示，IgAN大鼠治療組接受黏膜方治療后，發現TLR4、MyD88、NF-κB、TGF-βmRNA等因子及蛋白表達降低，說明黏膜方通過抑制腸黏膜TLR4/MyD88信號通路末端炎癥因子TGF-β1的釋放，下調此通路，發揮抗炎作用，同時減少異常糖基化IgA1形成、Pro及U-RBC的產生。說明黏膜方能有效改善腎功能，降低Pro生成，使腎纖維化的發展減弱。楊冠琦[54]研究發現芪薊腎康顆粒總黃酮通過抑制MAPK和NF-κB兩條信號通路，降低IgAN細胞外基質沉積，減緩腎小球疾病的進展。有研究[55]發現大黃酚可以通過TLR4/NF-κBP65信號通路調節IgAN的免疫反應，改善炎癥反應，減少腎損害，保護IgAN大鼠腎臟器官。綜上所述，中藥或其成分干預NF-κB信號通路及其相關信號通路作用在IgAN發展過程中能有效改善腎功能，保護腎臟。可見目前通過利用中藥調控NF-κB信號通路及其相關信號通路在實驗研究中非常廣泛，且效果佳，也希望未來在臨床上能進一步得到驗證。

5 小結與展望

到目前為止，雖然IgAN的病因和發病機制尚未完全明確，但中醫藥的作用優勢表現在多成分、多效應，可以有效調控在IgAN發生、發展過程中的多個信號通路，主要包括Notch、TGF-β1/Smad、PI3K/AKT/mTOR、NF-κB等信號通路。就這些信號通路的相關研究使我們能夠對中醫藥治療IgAN的作用機制和治療靶點有更深入地了解，并為臨床應用提供更多的選擇和理論根據。同時我們也要認識到中醫藥調控IgAN相關信號通路的研究存在一些不足：①中醫藥因素繁雜，精密剖析匱乏，今后該從多個范疇研究中醫藥作用于信號通路的具體機制；②目前，多靶點之間的相互作用與臨床療效的觀察相對較少，現有的臨床證據需要提高到循證水平。③中醫臨床治療重在辨證，未來系統研究的重點課題是如何將中醫藥治療節點的信號通路與中醫基礎理論相結合。綜上所述，中醫藥調控IgAN相關信號通路具有多途徑、多靶點、多效應的優勢，在抗炎、抗氧化、抗調化、調節炎性反應、改善IgAN所致的腎功能損害等方面有明顯療效，但還必須進一步擴展和深入探索。因此，繼續積極探索、研究、發掘IgAN發病及作用機制，尋找有效的治療策略具有重要的意義。隨著越來越多創新型醫者對IgAN發病機制的深入了解，相信未來新興的治療方法會成為現實。