何首乌致肝损伤的信号通路及其作用机制.docx

I:10.12449/JCH240332何首乌致肝损伤的信号通路及其作用机制梁子哈L李佳辉程爽、袁卓雅I,荣文雅2,刘亚杰郝玉洁L王睿林'1河南中医药大学第一临床医学院，郑州4500002南方医科大学中医药学院，广州5104053解放军总医院第五医学中心中医肝病科，北京100039通信作者：王酬，wri7905(ORQD:0000-0002-7129-016X)摘要：何首乌是一种临床常用的补益类中草药，相关肝损伤事件近年来被频繁报道，其安全性问题逐渐引起国内外关注.本文梳理近年来何首乌致药物性肝损伤信号通路及作用机制的研究进展，基于信号通路角度，为临床正确合理应用何首乌提供新思路。现有研究证据表明，何首乌参与调控多条信号通路，通过破坏线粒体功能、加重胆汁酸淤积、诱发免疫应激、氧化应激、内质网应激等多种途径导致肝细胞死亡，多靶点、多途径、多层次诱导药物性肝损伤的发生发展。关键词：何首乌；化学性与药物性肝损伤；信号传导基金项目：国家自姆4学基金面上项目(81673806)冲国医药教育协会2020重用学攻关问隘口医药技术难题(2020KTY001)MechanismofactionofPolygonummultiflorumininducingliverinjury:Astudybasedonsignalingpathways1.IANGZihan,lUJiahui1,CHENGShuang',YUANZhuoya',RONGWey,UUYajie'lHAOYujie,WANGRuilirf.(1.FirstClinicalMedicalCollegeOfHenanUniversityofChineseMedicine,Zhengzhou450000,China;2.SchoolofTraditionalChineseMedicine,SouthernMedicalUniversity,Guangzhou510405,China;3.DepartmentofTraditionalChineseMedicineHepatology,TheFifthMedicalCenterofPLAGeneralHospital,Beijing100039,China)Correspondingauthor:WANGRuiIinlwrl7905(3)163.m(ORCID:0000-0002-7129-016X)Abstract:Polygonummultiflorum(PM),acommonlyusedChineseherbalmedicineinclinicalpractice,hasbeenassociatedwithfrequentreportsofliverinjuryinrecentyears,andthemedicationSafetyofPMhasattractedmoreandmoreattentiinChinaandglobally.ThisarticlereviewstherecentresearchadvancesinthesignalingpathwaysandmechanismsofPMincausingdrug-inducedliverinjury(DILI)andaimstoprovidenewideasfortheproperandrationaluseofPMinclinicalpractice.TheresultsshowthatPMisinvolvedintheregulationofvarioussignalingpathways,anditleadstothedeathofhepatocytesbydestroyingmitochondrialfunction,exacerbatingbileaddaccumulation,andinducingimmuneresponse,oxidativestress,andendoplasmicreticulumstress,therebyinducingthedevelopmentandprogressiOfDIUthroughmultipletargets,pathways,andlevels.Keywords:PolygoniMultifloriRadix;ChemicalandDrugInducedUverInjury;SignalTransductionResearchfunding:NationalNaturalScienceFoundationOfehina(GeneralProgram)(81673806);MajorScientificandTechnologicalIssuesandChallengesinMedicineandPharmacy2020bytheChinaAssodatiofMedicalEducatkn(2020KTY001)药物性肝损伤（DILI）是指由各类处方或非处方的化学药物、生物制剂、传统中药、天然药、保健品、膳食补充剂及其代谢产物乃至辅料等所诱发的肝损伤m,较于其他肝损伤缺乏明显的特异性，具有潜在肝毒性，严重时可发展为肝衰竭甚至死亡。其中由中草药诱发的肝损伤具有临床使用广泛、潜伏期长、发病隐匿、诊断困难、机制复杂、难以预测等特点，占亚洲国家所有DlLI发病率的25%是医学界逐渐关注的重点问题。中草药在我国已有上千年的应用史，自近代以来随着中草药致毒性事件频发，如何解决中草药毒性问题迫SgBl0If暗乌（polygonummultiflommthunb,PMM钠传统常用补益类中草药，具有解毒、截疟、润肠通便的功效，经过炮制后由卜肝肾、强筋骨、翩!血、乌须发、化浊降脂，临床广泛用于治疗高脂血症、神经衰弱、老年痴呆、骨关节炎辙病。研究发现，PM主要含有二苯乙烯类、羟基慈醍类衍生物、黄酮类、磷脂类等化合物,同时这些活性成分也具有潜在的肝毒性，如大黄素、二苯乙烯首（TSG）、大黄酸等。继1988年PM引起肝毒性事件被首次报道后，美国、英国等国家也陆续出现服用PM导致肝损伤病例（4）,此后多国发布PM及相关制剂警告及监管通告。因此，如何安全合理使用PM以减少和避免肝损伤发生是一项重要的临床问题。1 PM致DlLl机制简述PM诱导的肝损伤（PM-DILI）以特异质型药物性肝损伤（IDlU）为主，但并不排除高剂量给药时诱发的直接肝毒性作用，其病理特征以肝细胞损伤型最为常见，其次是胆汁淤积型和混合型15）。PMQlLl机制主要通过破坏线粒体功能，诱发免疫应激及氧化应激反应，改变胆汁腺态，干扰细色素P450酶（CYP450）、尿昔二磷酸葡萄糖醛酸转移酶（UGT）等相关代谢酶的表达等途径最终导致肝细胞死亡16。肝细胞死亡是PM-DILI的起始事件，主要包括凋亡、坏死、自噬等途径，其中坏死与凋亡是当前研究的主要热点。PM及其代谢产物作用于机体所激活的促死亡与抗死亡相关信号通路的平衡，决定着肝细胞死亡事件是否发生以及肝细胞损伤程度171多种信号通路在PM-DILI发病过程中扮演着重要角色，并可能成为PM引起肝损伤的潜在治疗靶点。2 PM通过线粒体相关信号通路致DlLI机制2.1线粒体参与肝细胞死亡线粒体作为细菌来源的细胞器，由围绕基质的两层膜组成，含有酶和线粒体DNA,是三磷酸腺昔（ATP）的主要部位，参与真核细胞的能量产生、代谢和凋亡，在调节各种药物诱导的肝细胞死亡中起核心作用【8）线粒体毒性是导致DIU的主要机制之一，药物及其代谢产物经过多种化学反应，诱导细胞内应激，激活线粒体触发细胞死亡的外在与内在途径，通过相关信号影响Bcl2家族成员的平衡，如促凋亡（Bax、Bak）、抗凋亡（Bd2、BdXL）,进而影响线粒体的通透性（图1）。死亡受体激活或细胞应激使肝脏线粒体通透性转变（MPT）,线粒体去极化，并导致ATP的严重消耗、细胞色素C释放、半胱天冬酶活化从而调节细胞程序性死亡。由此可知，MPT在线粒体介导细胞死亡中发挥关键作用。药物及其代谢化合物积聚在线粒体，通过改变电子传递复合物的氧化还原状态，或与这些复合物中的蛋白质共价结合，共同导致电子流中断促进活性氧（ROS）的产生，进/损害呼吸链,导致更多的ROS产生，当ROS达到一定阈值时,激活关键的c-JunN端激酶（JNK）信号通路，同时导致MPTi由此可见，药物及其代谢产物作用于线粒体通过抑制其呼吸链、增加ROS以及MPT最终导致DILI的发生（图2）。I外在途径FasiTNF-a死亡受体I内在显径I维胞府激Caspase-8BidBCI2、BClaL技粒体谩造性跨腰至日舞放Bmf, Bimt JNK等注：Bid,BH3相互作用蝌亡激创PJ;tBid,Bid的t随形式；Bmf1Bcl-2修饰因子；Bim.Bd2相互作用的模块.图1线粒体介导的细胞死亡机制Figure1MitOChOndria-mediatedcellulardeathmechanism1912.2 JNK信号通路JNK信号通路是丝裂原活化蛋白激酶蛋白家族成员，主要由细胞因子和环境应激激活，参与细胞增殖、分化、发育、炎症反应与凋亡|叫。线粒体是JNK促凋亡信号传导的主要靶点，Han等（？）研究发现，JNK信号通路介导线粒体在对乙酰氨基酚诱导的DILI中起重要作用在肝毒性剂量下，对乙酰氨基酚及代谢产物与线粒体中的谷胱甘肽（GSH）和蛋白质共价结合，导致肝细胞发生剧烈的氧化还原变化，GSH过氧化物酶消耗GSH解毒导致线粒体中电。2释放增加，心。2是ROS最主要成分，其含量的增加是细胞质中JNK活化的关键因素。JNK激活后可易位到线粒体，诱导MPT的发生及细胞色素C、凋亡诱导因子等凋亡因子的释放，抑制线粒体生物能量产生，从而促进肝细胞坏死与凋亡【71°JNK激活后，本身也可通过线粒体ROS生成，增加导致细胞凋亡信号调节激酶1的激活，从而实现自我放大、自身激活与此同时，JNK还可以直接参与Bcl-2家族成员的调控，如激舌Bax、使BClXl失活研究频，PM可降低肝线粒体琥珀酸脱氢酶活力和呼吸链复合物I活性，影响还原型辅酶I呼吸链功能，导致细胞代谢障碍，从而增加ROS生成,激活JNK;此外，PM可磁Fas/FasL死亡受体通路，上调促凋亡因子Bax表达，下调抗凋亡因子Bcl-2表达，影响肝脏线粒体的通透性。Lin等1闭研究发现，大黄素可通过抑制线粒体呼吸链复合物功能,影响氧化磷酸化途径，导致ROS生产增加，随后激活JNK,诱导肝细胞死亡.研究1415J发现，PM可降!硼细胞中GSH图2线粒体介导的DlLl机制7Figure 2 Mechanism of mitochondria mediated DILI171水平，提高ROS含量，增强JNK表达水平以上研究提示，PM可能通过影响线粒体呼吸链功能，改变线粒体通雌，；雏GSH,增力口ROS鹊，射舌JNK信三½,从而诱导DILl的发生。2.3 RoS/ATM/P53通路毛细血管扩张性共济失调突变基因（ATM）编码的蛋白是一种丝氨酸/苏氨酸激酶，在DNA双链断裂时被激活，通过磷酸化参与DNA修复和细胞周期控制的关键底物来响应DNA损伤。P53作为肿瘤抑制基因，参与调节细胞周期检杳点、细胞凋亡、衰老、DNA修复，维持基因组完整性和控制血管生成117¼Lai等（18】研究发现，大黄素可触发ROS产生并破坏线粒体膜电位，使ATM在Serl981位点磷酸化激活，伴随着P53在Serl5位点磷酸化激活，Bax表达增强，通过线粒体介导细胞色素C释放诱导细胞凋亡Bounda等1"】研究发现，大黄酸通过线粒体途径诱导细胞凋亡的机制与上述过程相似以上研究提示，PM活性成分可能通过激活ATM、P53,增强Bax的表达，通过线粒体介导与其他危险因素共同参