TGF-β/Smads信号通路在心力衰竭心肌纤维化中的作用及中医药干预研究现状

在心力衰竭(HF)进展过程中,转化生长因子-β(TGF-β)/Smads信号通路的异常转导是HF心肌纤维化(MF)的重要机制。TGF-β是MF的关键因子,在HF MF过程中处于过度表达状态。Smads是TGF-β下游的主要效应因子,TGF-β/Smads通路诱导肌成纤维细胞异常增殖,加重心肌细胞外基质沉积,使心脏组织抗纤维化能力减弱,在HF MF的发病机制中发挥复杂作用。中医药在防治HF MF方面具有明确抑制心肌胶原沉积、抗心肌纤维化、保护心肌和改善心脏功能等功效。TGF-β/Smads通路是中药单体、中药复方、中成药发挥HF心肌保护作用的关键通路之一。本文对近10年来中医药干预TGF-β/Smads通路治疗HF MF现有的实验研究成果进行综述,以期为HF MF的防治及新药开发提供理论依据。     

基于TGF-β1/Smads信号通路治疗心肌梗死后心肌纤维化的研究进展

心肌梗死后心肌纤维化是心脏重塑从而导致心脏衰竭的重要原因,造成心肌梗死后心室重构的机制复杂,是多因素相互作用、共同参与的结果。但其中机制较为明确,并且在心肌纤维化进程中扮演重要作用的是TGF-β1依赖的Smads信号通路。心肌梗死后,活化的TGF-β1可以通过下游Smads信号发挥持续的生物学效应,活化成纤维细胞,引起细胞外基质沉积,使心肌成纤维细胞向肌成纤维细胞分化。因此,如何阻抑或控制TGF-β1/Smads信号通路是治疗心肌梗死后心肌纤维化的重要研究方向,该文就当前基于TGF-β1/Smads信号通路治疗心肌梗死后心肌纤维化的研究进行综述。     

TGF-β/Smads信号通路在心血管重构中的作用研究进展

转化生长因子-β（TGF-β）是由多种细胞分泌的一类具有多重生物学效应的生长因子,Smads蛋白是TGF-β的下游信号分子之一,介导TGF-β的细胞内信号转导。近年对TGF-β／Smads信号转导通路的分子组成及其在心血管重构中的作用机制进行了广泛的研究,现就其国内外研究进展综述如下。     

miRNA-21在糖尿病肾脏病的作用机制及中药干预新进展

糖尿病肾脏病是糖尿病的并发症之一，可进展至终末期肾脏病。近年研究发现，miRNA-21可通过调控转化生长因子-β1(TGF-β1)/Smads、磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）/蛋白激酶B(AKT)、Wnt/β-连环蛋白等信号通路影响糖尿病肾脏病的进展。中药对miRNA-21表达具有调节作用，可以靶向miRNA-21调控TGF-β1/Smads、磷酸酶张力蛋白同源物/PI3K/AKT/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白、过氧化物酶体增殖物激活受体等信号转导，引发信号级联反应，干预纤维化、炎症、氧化应激、自噬等病理过程。就miRNA-21在糖尿病肾脏病中的作用机制及中药对其的干预作用进行综述。     

中药在TGF-β信号通路抑制肺纤维化中的 作用研究进展

肺纤维化是一种严重致死性疾病,其发病并非单一机制。上皮间质转化（EMT）是肺纤维化发生和发展的重要过程,在这个过程中TGF-β信号通路是其发展的重要机制。TGF-β信号通路分为Smads通路和non-Smads通路。目前中药在治疗肺纤维化方面具有显著作用已被证实,有关其治疗肺纤维化的机制也有大量研究。本文对中药在TGF-β信号通路中的抑制作用作一综述,以期为中药治疗肺纤维化的开发和利用提供参考。     

FGF21对大鼠肝癌模型中TGF-β信号通路的影响

目的研究FGF21通过TGF-β／Smads信号通路延缓肝癌发生发展的分子机制。方法采用Westernblot法检测各组大鼠肝癌组织的TGF-β1,TGF-β R Ⅱ,Smad2,3,4,7的蛋白表达水平,采用Q-PCR法检测各组大鼠肝癌组织的TGF-β1,TGF-β R Ⅱ,Smad2,3,4,7的mRNA表达水平。结果在不同FGF21浓度下,TGF-β1,TGF-β R Ⅱ,Smad2,3,4,7表达水平不N（P〈0．05）。结论FGF21通过促进TGF-β／Smads信号通路中的信号分子或受体的表达,或者通过下调此信号通路的阻断分子而抑制肿瘤发生。     

FGF21对HepG2细胞TGF-β信号通路的影响

目的研究FGF21对TGF-β/Smads信号通路中相关蛋白和mRNA表达的影响。方法采用Western blot法检测HepG2 cells的TGF-1,TGF-βRⅡ,Smad 2,3,4,7的蛋白表达水平和采用Q-PCR方法检测HepG2 cells的TGF-β1,TGF-βRⅡ,Smad 2,3,4,7的mRNA表达水平。结果在不同FGF21浓度下,TGF-β1,TGF-βRⅡ,Smad 2,3,4,7蛋白和mRNA表达水平不同(P<0.05)。结论 FGF21通过促进TGF-β信号通路中的信号分子或受体的表达,或者通过下调此信号通路的阻断分子而抑制肿瘤发生。     

TGF-β/Smads信号通路在心肌纤维化发生和治疗中应用前景的研究进展

心肌纤维化(MF)是多种心脏疾病发展到一定阶段的共同病理改变,是心肌重构的主要表现之一。这种病理变化存在于多种心血管疾病中,与心律失常、心力衰竭等疾病密切相关。转化生长因子-β(TGF-β)在MF的发生和发展中起着重要作用。TGF-β/Smads信号通路是TGF-β发挥生物学作用的主要通路,其分子组成与分子调节复杂,现将它在MF发生和治疗中应用前景作一综述。     

紫杉醇在纤维化疾病中应用的研究进展

纤维化是指机体受到各种因素刺激，多种纤维化相关信号通路被激活并共同介导，引起胶原蛋白、纤维连接蛋白、蛋白多糖、弹力蛋白等沉积导致靶器官和组织结构异常的过程。TGF-β₁/Smads是公认的在纤维化过程中起关键调控作用的信号通路。研究发现紫杉醇能通过抑制TGF-β₁/Smads信号通路而发挥抗纤维化作用。主要对紫杉醇在多种纤维化疾病中应用的研究进展进行综述。     

Fstl1-TGF-β1-Smad2/3信号通路与肺纤维化的靶向治疗

肺纤维化是以上皮细胞受损、成纤维细胞增殖活化、细胞外基质聚积、肺泡不可逆破坏为特点的肺间质性疾病,其发病机制尚不十分确切,常规药物治疗疗效不显著。研究发现,转化生长因子β(TGF-β1)在肺纤维化发生发展中起到关键作用,而TGF-β1-Smad2/3通路是TGF-β1信号传导的经典通路,Fstl1-TGF-β1-Smad2/3信号通路与肺纤维化密切相关,通过某一靶点阻断其信号通路可以抑制肺纤维化的进程;而Fstl1可以通过调节TGF-β1/Smad2/3信号通路来调控成纤维细胞活化和细胞外基质合成,具有促纤维化作用。通过某一靶点阻断其信号通路可以抑制肺纤维化的进程。Fstl1-TGF-β1-Smad2/3信号的传导与调控是一个涉及多靶点的复杂过程。笔者对肺纤维化中TGF-β信号传导通路及其靶向治疗做一综述,为抗肺纤维化治疗提供参考。     

基于TGF-β1/Smads通路研究化纤中药颗粒干预纳米氧化镍所致肺纤维化的作用

目的 探讨化纤中药颗粒(HXF)对纳米氧化镍(NiO)所致的肺纤维化的干预效果和作用机制。方法 将28只健康成年雄性SD大鼠随机分为对照组、纳米NiO组、纳米NiO+500 mg/kg HXF干预组和纳米NiO+1 000 mg/kg HXF干预组。Mssson染色和羟脯氨酸(Hyp)含量检测确定大鼠肺组织胶原蛋白沉积情况,Western blot检测大鼠肺组织Ⅰ型胶原蛋白(Col-Ⅰ)、TGF-β1和Smad3蛋白的表达水平。结果 与对照组相比,纳米NiO组大鼠肺组织大量胶原纤维沉积,Hyp含量和Col-Ⅰ蛋白表达升高,TGF-β1/Smads通路中TGF-β1和Smad3蛋白的表达均明显升高(F=10.568,F=4.593,F=28.354,F=31.533,F=17.236,P<0.05);与纳米NiO组相比,Masson染色结果显示HXF干预组大鼠肺组织胶原沉积减少,肺组织Hyp含量降低,Col-Ⅰ、TGF-β1和Smad3蛋白表达明显降低(P<0.05)。结论 HXF可通过抑制TGF-β1/Smads信号通路干预纳米NiO所致的肺纤维化。     

隐丹参酮通过TWEAK/Fn14和TGF-β1/Smads信号通路缓解OVA诱导哮喘小鼠气道炎症

目的探究隐丹参酮对哮喘小鼠气道重塑模型的治疗作用,以及其机制是否与TWEAK/Fn14和TGF-β1/Smads信号通路相关。方法选取♀BALB/c小鼠40只,分为5组(每组8只),分别为control组、OVA模型组、隐丹参酮低、高剂量组(20、40 mg·kg~(-1))、地塞米松阳性对照组(1 mg·kg-1)。HE及PAS染色法观察小鼠肺组织的炎症情况及杯状细胞变化; Diff-Quick染色法对小鼠BALF中各类细胞计数; ELISA法检测小鼠BALF中炎性及促炎细胞因子的含量; Western blot检测肺组织TWEAK、Fn14、TGF-β1、Smad2/3、Smad4表达;免疫组化法检测小鼠肺组织中TWEAK、TGF-β1的表达水平。结果隐丹参酮能减少OVA诱导的炎症细胞渗出及杯状细胞增生;隐丹参酮抑制哮喘小鼠BALF中总细胞及EOS、NEU、LYM的生成,并降低促炎细胞因子的水平; Western blot结果显示,隐丹参酮抑制TWEAK、Fn14、TGF-β1、Smad2/3、Smad4的蛋白表达;免疫组化结果显示,隐丹参酮可减少肺组织中TWEAK、TGF-β1蛋白表达。结论隐丹参酮通过TWEAK/Fn14和TGF-β1/Smads信号通路改善OVA诱导的小鼠气道炎症。     

活性维生素D_3对单侧输尿管结扎大鼠肾间质转化生长因子-β/Smads信号轴核酸表达的影响

目的研究幼年大鼠单侧输尿管结扎(UUO)模型中,转化生长因子(TGF)-β/Smads信号通路中TGF-β1、Smad3、Smad7mRNA表达趋势及相关性,探讨活性维生素D3对肾脏保护作用的可能机制。方法 3～4周龄幼年SD雄性大鼠54只,随机均分为3组,假手术组、UUO模型组、UUO模型干预组,模型组和干预组行左侧输尿管结扎术,干预组给予0.1μg·kg-1·d-1活性维生素D3灌胃,灌胃满3、7、14d后杀鼠取左肾,采用实时荧光定量-聚合酶链反应(RT-PCR)法检测各组TGF-β1、Smad3、Smad7mRNA表达水平。结果模型组TGF-β1、Smad3的mRNA表达均明显高于假手术组(P<0.01),Smad7的表达低于假手术组(P<0.01);活性维生素D3干预组TGF-β1、Smad3的mRNA表达明显低于模型组(P<0.01),但仍强于假手术组(P<0.01);Smad7的表达则明显强于模型组(P<0.01),低于假手术组(P<0.01);TGF-β1、Smad3mRNA的表达水平与Smad7mRNA的表达呈负相关。结论在幼鼠肾小管间质损伤过程中,TGF-β/Smads信号通路参与了其发生发展,其中TGF-β1、Smad3起促进作用,Smad7起抑制作用。活性维生素D3可能通过下调Smad3的表达,上调Smad7的表达,减少TGF-β1的产生而起保护作用。     

蛇毒血凝酶调控TGF-β1/Smads信号通路干预肝纤维化

目的探讨蛇毒血凝酶如何调控TGF-β1/Smads信号通路从而干预肝纤维化的发生发展。方法选取健康清洁级SD雄性大鼠60只,随机分为正常组、模型组和蛇毒血凝酶实验组各20只。模型组和实验组用皮下注射CCl4诱导肝纤维化大鼠模型为评价载体,正常组皮下注射花生油作为对照,检测血清中ALT、AST、ALB含量和Col-IV、LN参数,苏木素-伊红(HE)染色测定肝纤维化程度表达,用RT-PCR法检测肝组织中TGF-β1及Smad3水平,Western blot法测定肝组织TGF-β1及Smad3蛋白表达。结果实验组的HE染色显示肝纤维化程度好转。正常组和实验组的血清ALT、AST和ALB含量明显低于模型组大鼠(P0.05),实验组与正常组比较,血清ALT、AST和ALB含量差异无统计学意义(P0.05)。模型组大鼠血清TCol-IV、LN参数明显高于正常组和实验组(P0.05);实验组与正常组相比差异无统计学意义(P0.05)。实验组与正常组比较,大鼠肝脏组织TGF-β1和Smad3的表达无明显差异(P0.05);实验组TGF-β1和Smad3的表达高于正常组和模型组(P0.05)。与模型组相比,正常组和实验组TGF-β1及Smad3蛋白表达明显降低(P0.05);实验组与正常组比较,TGF-β1及Smad3蛋白表达差异无统计学意义(P0.05)。结论蛇毒血凝酶干预能显著改善肝功能,降低肝纤维化程度,提示其作用机制可能与调控肝组织TGF-β1/Smads信号通路有关。     

黄芪多糖对糖尿病大鼠肾脏TGF-β1/Smads信号通路的影响

目的观察黄芪多糖(astragalus polysaccharide,APS)对糖尿病(diabetes mellitus,DM)大鼠肾脏TGF-β1/Smads信号通路的影响。方法 Wistar大鼠随机分为正常组、糖尿病组(DM组)、APS低、高剂量组。一次性腹腔注射链脲佐菌素(streptozotocin,STZ)制备DM大鼠模型。APS低、高剂量组分别给予200、400 mg·kg~(-1)·d~(-1)APS干预8周。检测大鼠空腹血糖(fasting blood-glucose,FBG)、血肌酐、尿素氮(blood urea nitrogen,BUN)、肾损伤标志物尿肾损伤分子-1(kidney injury molecule-1,KIM-1)、尿骨桥蛋白(osteopontin,OPN)浓度。检测大鼠肾脏TGF-β1、Smad2、p-Smad2、Smad3、p-Smad3、Smad7、基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase,MMP)2、MMP-9、组织金属蛋白酶抑制因子-1(tissue inhibitor of matrix metalloproteinases 1,TIMP-1)、TIMP-2水平。结果与正常组比较,DM组大鼠空腹血糖、血肌酐、尿素氮、尿KIM-1、OPN浓度明显升高;肾脏TGF-β1、Smad2、p-Smad2、Smad3、p-Smad3、TIMP-1、TIMP-2水平明显升高,而肾脏Smad7、MMP-2、MMP-9明显降低。APS明显降低了DM大鼠空腹血糖、血肌酐、尿素氮、尿KIM-1、尿OPN浓度,并抑制了肾脏TGF-β1/Smads信号通路的活性。结论 APS对DM大鼠有肾脏保护作用,其机制可能与抑制DM大鼠肾脏TGF-β1/Smad信号通路有关。     

黄芪有效部位群对大鼠肌成纤维细胞增殖移行及胞内Smads蛋白磷酸化的影响

目的研究黄芪有效部位群(effective fractions of as-tragalus,EFA)对转化生长因子-β1(transforming growth factor beta 1,TGF-β1)诱导的大鼠肌成纤维细胞(myofibroblast,MFB)增殖、移行及胞内Smads蛋白磷酸化的影响。方法采用MTT法观察EFA不同浓度对新生小牛血清(NBS)或TGF-β1诱导的MFB细胞增殖的影响;浸润小室法观察EFA对TGF-β1诱导的MFB细胞移行的影响;免疫吸附和Western blot法研究EFA对TGF-β1诱导的MFB细胞内Smads蛋白磷酸化的影响。结果EFA(10~160mg·L-1)呈浓度依赖性抑制NBS及TGF-β1诱导的MFB细胞增殖;EFA(80mg·L-1)能明显抑制TGF-β1诱导的MFB细胞移行;EFA(10~80mg·L-1)呈浓度依赖性抑制TGF-β1诱导的MFB细胞内Smad2C、Smad2L蛋白磷酸化,但各组间Smad2/3蛋白表达水平无差别。结论EFA通过干扰TGF-β/Smad信号转导通路而抑制MFB细胞的增殖、移行从而起到抗肝纤维化的作用。     

小干扰RNA抑制TIEG基因对瘢痕疙瘩成纤维细胞TGF-β信号通路的影响

目的用小干扰RNA(siRNA)封闭瘢痕疙瘩成纤维细胞中转化生长因子(TGF)-β诱导早期基因(TIEG)的表达,观察对成纤维细胞TGF-β/Smads信号通路基因表达的影响。方法采用小分子RNA干扰(RNAi)技术,用脂质体将pSUPER.gfp/TIEG2转染原代培养的人瘢痕疙瘩成纤维细胞,应用反转录聚合酶链反应(RT-PCR)方法检测阻碍内源性TGF-β/Smads信号转导的条件下瘢痕疙瘩成纤维细胞TIEG、Smad2、Smad7以及α-平滑肌肌动蛋白(SMA)、胶原ⅠmRNA表达水平。结果 pSUPER.gfp/TIEG2可有效干扰瘢痕疙瘩成纤维细胞中TIEG的表达,并使Smad2mRNA表达减弱,Smad7mRNA表达增强;同时α-SMA和胶原ⅠmRNA表达减弱。结论针对TIEG基因的siRNA干扰质粒转染瘢痕疙瘩成纤维细胞后能明显抑制TIEGmRNA表达,并使其调控TGF-β/Smads信号通路,一定程度上抑制了瘢痕疙瘩中成纤维母细胞转分化及细胞外基质的合成。     

利福平对肝星状细胞TGF-β1及Smad4表达的影响

目的探讨不同浓度的孕烷X受体(pregnane X receptor,PXR)诱导剂利福平对肝星状细胞LX2细胞增殖的影响及对TGF-β1/Smad4信号通路的影响。方法培养肝星状细胞LX2,给予不同浓度利福平终(浓度为10、20和40μmol/L)处理24 h,采用MTT比色法检测肝星状细胞LX2增殖。用实时定量PCR(RT-PCR)检测TGF-β1及Smad4 mRNA的表达。结果不同浓度利福平能抑制肝星状细胞LX2增殖及TGF-β1及Smad4 mRNA的表达,呈剂量依赖性。结论 PXR诱导剂利福平可抑制肝星状细胞LX2增殖,抑制TGF-β1/Smad4信号通路,为PXR活化抗肝纤维化的作用机制之一。     

黄芪多糖对大鼠心肌纤维化的保护作用

目的观察黄芪多糖(astragalus polysaccharide,APS)通过转化生长因子-β1(transforming growth Factor-β1,TGF-β1)/Smads信号传导通路对异丙肾上腺素(isoproterenol,ISO)诱导的大鼠心肌纤维化的影响。方法 SD(Sprague-Dawley)大鼠分别ig给予APS 400和800 mg·kg~(-1),24 h后ip给予ISO 10 mg·kg-1,连续14 d。BL420型四道生理记录仪记录左心室收缩最大压(left ventricular systolic pressure,LVSP)及左心室舒张末压(left ventricular end-diastolic pressure,LVEDP),左心室最大收缩、舒张期压力微分(maximum rate of rise/decrease of LVSP,±dp/dtmax)全心质量指数(heart mass index,HMI)和左心室质量指数(left ventricular mass index,LVMI);苏木精-伊红染色法(hematoxylin-eosin staining,HE)染色和天狼星红染色,在光镜下观察其心肌形态并测定其胶原容积积分(collagenvol-umefraction,CVF);Western蛋白印迹法测定TGF-β1和Smads蛋白的表达;RT-PCR测定TGF-β1mRNA的表达;ELISA测定I型前胶原羧基前肽(propeptide of type I procollagen,PICP)及其抑制物I型胶原交联羧基末端肽(type I collagen carboxy-terminal cross-linked peptide,ICTP)的含量。结果与正常组相比,模型组大鼠心功能指数显著上升(P<0.01);左心室质量指数显著上升(P<0.01);CVF显著上升(P<0.01);PICP/ICTP明显上升,Smad2/3,Smad4及TGF-β1的蛋白含量显著上升(P<0.01);Smad 7蛋白含量显著下降(P<0.01);TGF-β_1 mRNA的表达明显升高(P<0.01)。给药APS后,心功能指数可明显下降(P<0.05),左心室质量指数显著上升(P<0.05),CVF减少(P<0.05),Smad2/3(P<0.05),Smad4及TGF-β1的蛋白含量及mRNA的表达均下降(P<0.05),Smad7的蛋白含量上升(P<0.05)。通过ELISA测定PICP/ICTP能反映与TGF-β_1表达呈正相关性,其比值明显下降(P<0.05)。结论 APS对ISO诱导的心肌纤维化有一定的防治作用,其机制与抑制TGF-β_1/Smads通路相关。     

TGF-β_1介导的Smads与ERK通路在肺纤维化中的作用及相互关系

丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)是体内四大信号转导系统之一,已发现p38、ERK5/BMK1、ERK及JNK/SAPK4个亚族。它参与介导生长、发育、分裂、分化、死亡及细胞间功能同步等多种细胞过程,其中ERK通路在肺成纤维细胞(FB)增殖过程中起着非常重要的作用。在肺纤维化(pulmonaryfibrosis)的进程中,转化生长因子β-1(TGF-β1)介导的Sma-andMAD-related(Smad)与ERK通路,通过对FB等细胞的作用、对多种炎症因子生成的调控以及促进转录因子活化等机制来调节纤维化过程的发生发展。该文就Smads和ERK通路在肺纤维化发病中的作用及两条通路之间的相互关系作一综述。