中医药抗脏器纤维化实验研究进展

中医药抗脏器纤维化实验研究进展
张卫平
【摘要】@@ 脏器纤维化是指各种脏器组织的过度重构、硬化以及瘢痕形成,共同的病理基础是细胞外基质(ECM)的过度堆积.近年来中医药防治(干预)肝、肾、心、肺等脏器纤维化作用机制的实验研究取得较大进展,本文就此作一综述.
【期刊名称】《中国中医急症》
【年(卷),期】2011(020)006
【总页数】3页(P946-948)
【关键词】脏器纤维化;中医药;实验研究;综述
【作者】张卫平
【作者单位】安徽省中医院,安徽合肥230031
【正文语种】中文
【中图分类】R285.5
脏器纤维化是指各种脏器组织的过度重构、硬化以及瘢痕形成，共同的病理基础是细胞外基质（ECM）的过度堆积。

近年来中医药防治（干预）肝、肾、心、肺等
脏器纤维化作用机制的实验研究取得较大进展，本文就此作一综述。

1 肝纤维化（HF）
HF是肝组织对慢性损伤的修复反应，是多种类型细胞、氧化应激、细胞因子和生长因子等一系列复杂作用的结果，以ECM成分的过度增生与异常沉积为主要特征。

本病属中医学“胁痛”、“黄疸”、“积聚”等范畴，主要病机为血瘀阻络、正气虚损和湿热内蕴。

中医药抗HF的研究主要集中在：影响ECM的生成，影响肝星
状细胞（HSC）的增殖和活化，影响细胞凋亡，影响脂质过氧化等方面。

HF时合成的ECM主要包括Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型胶原，透明质酸（HA），层黏连蛋白（LN）等，主要成分是胶原，尤以Ⅰ、Ⅲ型前胶原（PINP、PIIINP）为主；TGF-β1能促进胶原与基质的合成，同时抑制其降解；肿瘤坏死因子-α（TNF-α）在肝损伤中既可促进炎症反应，又可促进间质细胞的增殖分化和ECM的合成；基质金属蛋白酶（MMP）及其抑制剂（TIMP）是影响ECM降解的最主要的一组酶系。

研究表明高山红景天对四氯化碳（CCl4）诱导的HF模型大鼠血清中HA、LN、IV-C和PCⅢ均有降低作用，大鼠肝组织内TIMP-1mRNA表达明显下降，
从而降低ECM的分泌［1］；芍芪多苷（SQDG）可显著升高HF大鼠肝脏局部MMP-13水平，降低TIMP-1水平；SQDG体外可明显抑制TGF-β1刺激的HSCT6TIMP-1表达，促进MMP-13的表达，同时降低Ⅳ-C的表达水平［2］；
半枝莲醇提物对HF大鼠肝组织和血清中TGF-β1和TNF-α表达均有降低作用［3］；余甘子提取物能减少HF大鼠肝组织TNF-α，TGF-β 的含量，减少 HA、
PⅢNP、LN 含量［4］。

干扰素-γ（IFN-γ）是目前研究最广泛的抗纤维化细胞
因子，IL-4可抑制Th1细胞分泌IFN-γ。

川芎嗪可降低肝组织炎症和纤维化程度，同时使肝组织中TNF-α及IL-4的表达减少，IFN-γ的表达增加［5］。

TGF-
β/Smad信号传导通路是HF主要的信号传导路径。

肝复健方（茵陈蒿、虎杖、绞股蓝、田基黄、红景天、鳖甲、三棱）可使HF大鼠 TGF-β1 mRNA、TβRⅡ mRNA、Smad2/3、Smad4 蛋白表达明显下调，Smad7蛋白的表达明显上调［6］。

血小板衍生长因子（PDGF）/细胞外信号调节激酶（ERK）信号传导通路
是 HF另外一条重要的信号传导路径。

姜黄素可明显降低HF大鼠HA、PⅢNP含量，降低肝组织Hyp含量，可明显改善HF大鼠病理损害，能抑制肝组织PDGF-
BB、PDGFRβ及ERK1的表达，并下调肝组织PDGFRβ及ERK1mRNA的表达；姜黄素还能促进半胱天冬酶-3（Caspase-3）的表达，Caspase-3是凋亡途径下
游进行底物酶解的关键蛋白酶，释放入细胞质后引起肝细胞凋亡级联反应［7-8］。

免疫性纤维化的自由基机制理论认为，机体通过酶系统与非酶系统产生自由基，后者攻击生物膜中的多不饱和脂肪酸引发脂质过氧化作用，产生脂质过氧化物，如丙二醛（MDA），后者能改变酶的功能，引起基因调控及表达错误，最终导致肝细
胞变性、坏死，形成纤维化。

SQDG可降低免疫性HF大鼠的纤维化程度，降低肝组织Hyp含量，降低血清中HA和PⅢNP含量，降低HF大鼠肝匀浆中MDA的含量，升高超氧化物歧化酶（SOD）、GSH-Px活性，改善肝脏氧化状态，表明SQDG可清除自由基、提高抗氧化物酶的活性和抑制HSC的胶原合成；余甘子提取物也能明显降低MDA水平，同时显著提高SOD活性，提示其对HF的阻抑作
用与其显著的抗组织氧化应激和脂质过氧化损伤密切相关［4，9］。

2 肾纤维化（RF）
RF以过量ECM在肾间质积聚、肾脏组织结构破坏及功能丧失为特征。

肾间质纤
维化是多种慢性肾脏疾病最终导致肾功能衰竭的主要病理改变和共同通路。

本病属中医学“水肿”、“腰痛”、“肾风”、“虚劳”等范畴。

中医药的研究主要集中在：（1）细胞生长因子的作用，主要包括正性调控因子TGF-β1、成纤维细胞生
长因子（FGF）、AngⅡ和负性调控因子肝细胞生长因子（HGF）、骨形态发生
蛋白-7（BMP-7）；（2）肾小管上皮细胞-肌成纤维细胞转分化（EMT）过程的
作用，包括表达α-SMA的肌成纤维细胞、ECM成分如胶原（Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ型）、
纤维连接蛋白（FN）等；（3）信号转导通路的作用，包括Smad依赖性信号转
导通路（主要是Smad2、Smad3和起负调节作用的Smad7）和非TGF-β依赖
的Smad信号转导通路（如ERK/P38MAPK）。

TGF-β1是肾纤维化的关键因素，其通过自分泌与旁分泌途径，诱导肾小球及肾小
管细胞肥大，促进ECM积聚。

TGF-β1/Smads信号转导通路在RF的发生发展中起重要作用。

研究表明，杜仲可以干预TGF-β1/Smads信号转导通路的活化，下调TGF-β1、Smad2及上调Smad7的表达。

肌纤维母细胞是一种能够表达α-SMA的间充质细胞，是纤维化过程中ECM的主要来源。

化瘀导滞汤（丹参、桃仁、生地黄、麦冬、大黄、玄明粉、茅根、车前子、滑石、栀子、水牛角、枳实）对庆大霉素所致肾间质纤维化模型大鼠α-SMA、Smad2的表达均有抑制作用，
对Smad7表达无明显影响［11］。

HGF在促进肾功能的恢复，也可促进肾小管
再生、细胞移动，对维持、重建肾小管的结构和功能的完整性以及抑制肾纤维化起重要作用；BMP-7是一种潜在的内源性肾脏保护因子。

愈肾颗粒（丹参、黄芪、
牡丹皮）能提高腺嘌呤灌胃模型大鼠HGF、BMP-7蛋白水平的过低表达，从而改善RH，潜在的延缓了肾纤维化进程。

血清和糖皮质激素诱导的蛋白激酶1（SGK1）是一个重要的细胞内信号传导通路功能性交汇点，参与组织和细胞的增殖、凋亡进程，是TGF-β1一个新的转录靶点。

FN是其下游分子之一。

血竭素高氯酸盐20g/（kg·d）可使DN小鼠SGK1和FNmRNA及蛋白的表达水平显著降低，表明能抑制高糖/SGK1/FN通路［13］，这可能是其防治DN小鼠肾纤维化
作用的部分机制。

3 肺纤维化（PF）
PF是以弥漫性肺泡单位慢性炎症和间质纤维化为主要病理特征的一类疾病，包括
特发性肺间质纤维化（IPF）及继发性肺纤维化（SPF）。

本病属中医学“咳嗽”、“喘病”、“肺痿”、“肺胀”、“肺痹”等范畴［23］。

中医药抗PF的研究主要集中在调控TGF-β1表达，调节ECM代谢失衡，调节Th1型与Th2型细胞因
子之间的平衡等方面。

研究发现，丹参合参麦注射液可使博莱霉素5mg/kg（BLMA5）PF 模型大鼠支气管肺泡灌洗液（BALF）中 TGF-β1含量降低［14］；大黄素能使 BLMA5 模型大
鼠 TGF-β1、smad3 表达减弱，smad7表达增强，表明其能调控TGF-β1的smad3/7信号转导蛋白表达［15］。

CTGF可能是TGF-β1发挥生物学效应的下
游因子，研究表明，丹芍化纤胶囊可抑制大鼠肺组织CTGF的表达，从而具有抗PF的作用［16］。

红景天对博莱霉素诱导的大鼠PF具有一定的干预作用，早期
可抑制MMP-2的合成与活化，而后期则主要抑制TIMP-1在肺内的异常高表达，直接减轻了TIMP-1对MMPs的抑制，相对提高MMPs的活性，使纤维化期MMPs/TIMPs的失衡得以恢复，间接起到促进沉积的ECM降解作用［17］。

早
期应用虎杖能够抑制PF大鼠肺组织的炎症及病理程度，降低肺泡炎期BALF中TNF-α和PDGF水平，从而发挥其抑制或延缓PF的作用［18］。

黄芪水提物、
黄芪皂苷能使BLMA模型大鼠血 IFN-γ、IFN-γ/IL-4比值、SOD 含量明显升高，NO、MDA 含量明显降低，肺组织的肺泡炎及纤维化程度明显降低，表明黄芪水
提物、黄芪皂苷通过调节Th1/Th2型细胞因子的平衡及NO代谢及提高抗氧化能力来阻抑PF［19］。

ERK1/2途径是细胞增殖与分化信号传导的共同通路，是成纤维细胞等许多细胞中多种信号向核内传递的共同途径。

观察发现，养肺活血方可明显降低大鼠肺组织ERK1/2和NFκ-B的表达，表明其干预ERK1/2和NFκ-B等信号通路的激活［20］。

复方鳖甲软肝方可通过调节细胞凋亡，上调Bax活性，抑制Bcl-2的活性，抑制Ⅱ型上皮细胞凋亡，减少纤维积聚和纤维化形成，从而对 PF 起到防治作用［21］。

4 心肌纤维化（M F）
MF主要包括心肌成纤维细胞增生和胶原合成增加两个部分，胶原合成增加以心肌间质胶原纤维浓度显著升高或胶原容积分数（CVF）显著增高为特征。

目前认为，心肌成纤维细胞的数量在心肌重构和修复中局部增高，如在心肌梗死后临近的心肌组织中成纤维细胞的密度增高。

ECM的有害积聚增加了心肌的硬度，持续的积聚
进一步增加心肌的硬度并损害心脏的收缩性。

MF能降低心室功能，减少冠脉灌注储备，诱发室性心律失常。

导致间质纤维化重构的分子基础主要是AngⅡ、TGF-
β1、炎性介质和活性氧族，其中TGF-β1/Smads信号在ECM代谢失衡中尤为重要，在心房结构重构中发挥重要作用。

中医药在抗MF研究方面主要集中在肾素-
血管紧张素-醛固酮系统（RAAS）、心血管活性物质、细胞因子（TGF-β）、细胞内钙离子系统及胶原降解系统等方面。

心肌胶原基质内主要结构蛋白为Ⅰ型和Ⅲ型胶原，心肌纤维化较左室质量（LVM）更能反映心脏的舒张功能。

研究表明，补肾复方（淫羊藿、熟地黄、肉苁蓉、益母草、葶苈子、徐长卿、沉香、川芎等）对腹主动脉狭窄所致压力负荷增加模型大鼠心肌细胞间Ⅰ型和Ⅲ型胶原沉积有明显的减少作用［22］；补肾复方还能降低大
鼠血浆及心肌局部AngⅡ的水平［23］。

循环中RAAS激活、AngⅡ和醛固酮（ALDO）水平的增高是导致MF的主要原因。

天麻钩藤饮能够明显降低肾性高血压大鼠血浆ALDO和AngⅡ水平、心肌局部的ALDO和AngⅡ水平，从而能够
缓解和逆转左室肥厚和MF［24］；葶苈生脉方能抑制心肌细胞TGF-β1的表达，明显改善心室重构和MF，降低慢性心衰大鼠TNF-α、IL-6及心肌胶原的表达，
阻止心室重构，改善心功能［25-26］。

TNF-α以诱导心肌细胞凋亡，抑制其收
缩功能，下调心肌细胞的肌节蛋白。

淫羊蕾总黄酮（TFE）可呈剂量依赖性逆转异丙肾上腺素（ISO）所致收缩性心力衰竭大鼠左心室质量指数和血流动力学参数，减轻组织学的改变，包括心肌细胞肥厚、心肌细胞变性、炎性细胞浸润和心脏纤维组织增生，降低左心室病理积分，降低心肌组织中Hyp的含量，可明显抑制大鼠
血清TNF-α，去甲肾上腺素（NE）、AngⅡ和脑钠肽（BNP）水平，表明TFE可抑制ISO所致心力衰竭大鼠 MF［27］。

MF的免疫学发病机制是CD+4辅助性T细胞（Th）亚群Th1/Th2平衡失调，
表现为 Th1类因子（IL-2、IL-12、IFN-γ、TGF-β等）表达增加，而 Th2类因子
（IL-4、IL-5、IL-13、IL-17 等）表达减少。

Th1型应答倾向于成纤维细胞活化与增殖，基质沉积和纤维化形成；而Th2型应答则促进正常组织结构恢复。

参酮IIA 磺酸钠能调控老年小鼠高血压MF，明显减轻MF程度，减少心肌Ⅰ型胶原表达，降低 IL-12、IFN-γ 水平，增加 IL-4、IL-5 水平［28］。

苦参素可降低实验性兔
心房颤动左房纤维化模型兔血清CRP、HA、LN水平、MF程度及炎症活动度、心肌组织，可能是其抗MF作用机理之一［29］。

5 结语
除了上述常见的肝脏、肾脏、肺脏、心脏以外，糖尿病胰岛、克罗恩病的肠壁也可发生纤维化，且发病机制大致相同，只是ECM沉积的部位不同。

各脏器纤维化病因病机复杂，抗纤维化研究的侧重点主要集中在生长因子（TGF-β1、HGF、BMP-7、PDGF、CTGF、FGF 等）、ECM 代谢失衡（各型胶原、MMP/TIMP 等）、EMT、信号转导通路、炎性因子（Th1/Th2、NF-κB 等）、氧化应激（SOD、MDA、Hyp 等）、RAAS。

虽然实验研究已深入到细胞分子基因水平，但方法单一，仍存在以下不足：（1）动物模型能否正确反映脏器纤维化的病理过程目前还有一些争议。

研究PF的实验大部分采用BLMA PF模型。

此模型的病理过程基本不可逆，即使移除BLMA刺
激后，纤维化过程仍继续进展［30］。

因此，BLMA PF模型并不能代表PF的病
理过程，为建立在此基础上的药物干预机制的分析带来困难。

（2）实验研究水平较低。

目前研究方药较多，但指标重复性较多。

方药的多成分、多靶点、多环节综合治疗作用可能是中医药疗效的关键，在研究中应可能挖掘出未知的作用靶位或环节，不应满足于简单指标的重复。

（3）单一脏器纤维化模型代表性差。

有证据表明机体同时存在多脏器纤维化，并且显示出相同的证候，研究应遵循中医基础理论，引入异病同治治则，可以采用同一个方药进行治疗，这对于建立证的动物模型和证候规范化标准也具有积极的意义。

参考文献
［1］陈艳军，高旭珍，张运忠，等.高山红景天对肝纤维化大鼠TIMP-1 mRNA 表达的影响［J］.中华中医药杂志，2010，25（4）：588-590.
［2］孙妩弋，桂双英，吴丽，等.芍芪多苷对肝纤维化大鼠肝脏星状细胞基质金
属蛋白酶13及组织金属蛋白酶抑制因子1表达的影响［J］.中国中药杂志，2010，35（11）：1447-1451.
［3］李中华，赵晓芳，余胜民，等.半枝莲醇提物对肝纤维化大鼠肝组织 TGF-β1 和 TNF-α 表达的影响［J］.实用肝脏病杂志，2010，13（3）：193-195.
［4］李萍，杨政腾，彭百承，等.余甘子抗大鼠免疫性肝纤维化作用［J］.中国实验方剂学杂志，2010，16（6）：171-173.
［5］陈玮，陈维雄，金涌，等.川芎嗪对实验性肝纤维化大鼠TNF-α、IL-4和
IFN-γ 表达的影响［J］.世界临床药物，2010，31（3）：153-156.
［6］李佃贵，张纹，郭敏，等.肝复健方对肝纤维化大鼠TGF-β/Smad信号通路的影响［J］.北京中医药大学学报，2009，32（11）：755-758.
［7］赵珍东.姜黄素抗肝纤维化作用及机理研究［J］.中国实验方剂学杂志，2010，16（3）：122-125.
［8］何航，徐宏平，华海婴.姜黄素对四氯化碳诱导肝纤维化大鼠肝组织TGF-β1及Caspase-3表达的影响［J］.第四军医大学学报，2009，30（2）：100-103. ［9］孙妩弋，魏伟，桂双英，等.芍芪多苷抗大鼠免疫性肝纤维化作用及部分机
制［J］.中国药理学通报，2010，26（4）：492-497.
［10］程虹，宋恩峰.杜仲对UUO模型大鼠肾纤维化TGF-β1/Smad信号通路的
影响［J］.中国中西医结合肾病杂志，2009，10（6）：502-504.
［11］王飞，张悦，陆海英，等.化瘀导滞汤防治庆大霉素诱导的大鼠肾纤维化［J］.中国病理生理杂志，2009，25（12）：2419-2423.
［12］吕静，庞立健.愈肾颗粒对肾纤维化大鼠HGFBMP-7表达影响的机制研究［J］.中华中医药学刊，2009，27（12）：2659-2661.
［13］易继飞，王全胜，张丽晓，等.血竭素高氯酸盐抑制高糖/SGK1/FN通路防治糖尿病肾病小鼠肾纤维化［J］.华中科技大学学报：医学版，2010，39（1）：69-72.
［14］王新华，朱渊红，王真，等.丹参合参麦注射液对肺纤维化大鼠的干预作用及对 TGF-β1表达的影响［J］.中国中医药科技，2009，16（6）：441-443. ［15］李玉花，许先荣，潘庆，等.大黄素对肺纤维化大鼠TGF-β1及smad3/7信号通路的影响［J］.中华中医药学刊，2010，28（2）：346-347.
［16］陈应强，吴亚云，穆茂，等.丹芍化纤胶囊对博来霉素肺纤维化大鼠肺组织结缔组织生长因子表达的影响［J］.时珍国医国药，2009，20（2）：454-455. ［17］王媛媛，王庆，杨文海.红景天对肺纤维化大鼠MMP-2与TIMP-1表达关系的影响［J］.重庆医科大学学报，2010，35（5）：689-691.
［18］夏永良，骆仙芳，宋康，等.虎杖对肺纤维化大鼠肺泡灌洗液TNF-α 和PDGF 影响的研究［J］.中华中医药学刊，2010，28（1）：43-47.
［19］刘永琦，李金田，李娟.黄芪对肺纤维化大鼠Th1/Th2型细胞因子平衡及自由基代谢的影响［J］.免疫学杂志，2009，25（3）：290-292.
［20］龚婕宁，郭海，魏凯峰，等.养肺活血方对肺纤维化大鼠细胞外信号调节激酶1/2和核因子κ-B信号通路的影响［J］.中国中医药信息杂志，2009，16（11）：21-22.
［21］段斐，耿德海，许文杰，等.复方鳖甲软肝方防治肺纤维化细胞凋亡的实验研究［J］.时珍国医国药，2008，19（5）：1054-1055.
［22］蔡辉，张群燕，董晓蕾，等.补肾复方对压力负荷增加大鼠心肌纤维化的影响［J］.中华中医药学刊，2010，28（4）：677-681.
［23］张群燕，董晓蕾，赵智明，等.补肾复方对压力负荷增加大鼠血浆及心肌局部血管紧张素Ⅱ水平的影响［J］.中国中医急症，2010，19（5）：820-822. ［24］胡世云，冼绍祥，赵立诚，等.天麻钩藤饮对肾血管性高血压大鼠心肌纤维化及AngⅡ和ALDO的影响［J］.中药药理与临床，2009，25（3）：1-3. ［25］郭秋红，张一昕，赵淑明，等.葶苈生脉方对心衰大鼠心肌纤维化及TGF-β1 表达的影响［J］.中华中医药杂志，2010，25（4）：585-587.
［26］赵淑明，郭秋红，张志良，等.葶苈生脉方对慢性心衰大鼠血清肿瘤坏死因子-α、白细胞介素-6及心肌胶原的影响［J］.时珍国医国药，2010，21（1）：153-154.
［27］王静，宋耀鸿.淫羊蕾总黄酮对心力衰竭大鼠心肌纤维化的影响［J］.疑难病杂志，2009，8（10）：577-580.
［28］杨乐，王照华，李树生，等.丹参酮IIA磺酸钠对心肌纤维化及Th1/Th2类细胞因子水平的影响［J］.医药导报，2010，29（6）：701-703.
［29］宋慧文，王琳.苦参素对实验性兔心房颤动左房纤维化细胞间黏附分子-1 表达的影响［J］.实用医学杂志，2009，25（12）：1920-1922.
［30］Hélène F rancois，Sandrine Placier，Martin Flamant，
etal.Prevention of renal vascular and glomerular fibrosis by epidermal growth factor receptor inhibition［J］.FASEB，2004，18（7）：926-928.。