摘要: 炎症损伤是糖尿病肾病(DKD)发生、发展的关键因素。核因子
κB (NF-
κB)、丝裂原激活蛋白激酶(MAPK)、NOD样受体蛋白3和Smads等信号转导通路是DKD炎症性肾损伤的重要机制，其中NF-
κB通路发挥着关键作用。NF-
κB通路激活后形成的炎症因子网络连接不同的信号通路，加剧肾脏炎症损伤。许多中药复方、单药、有效成分和活性成分可以调节与炎症损伤相关的信号通路中关键分子的表达，如转化生长因子-
β激活激酶1、NF-
κB、p38 MAPK、NOD样受体蛋白3和Smad7。这些疗法具有多靶点的特点，作用多重、交叉，可以通过多种机制治疗DKD肾脏炎症和损伤，应用了中医的“整体观”。
Abstract: Inflammatory injury is a key factor in the occurrence and development of diabetic kidney disease (DKD). Signal transduction pathways such as nuclear factor κβ (NF-κB), mitogen-activated protein kinase (MAPK), NOD-like receptor protein 3, and Smads are important mechanisms of inflammatory renal injury in DDK, with the NF-κB pathway playing a crucial role. After the NF-κB pathway is activated, the formed inflammatory factor network connects different signaling pathways, exacerbating renal inflammatory injury. Many traditional Chinese medicine (TCM) formulas, single herbs, effective components, and active ingredients can regulate the expression of key molecules in signaling pathways related to inflammatory injury, such as transforming growth factor-β-activated kinase 1, NF-κB, p38 MAPK, NOD-like receptor protein 3, and Smad7. These therapies have the characteristics of multiple targets, exerting multiple and cross effects, and can treat DDK renal inflammation and injury through various mechanisms, applying the “holistic view” of traditional Chinese medicine.
1. 概述
糖尿病肾病(DKD)是糖尿病最常见、最严重的并发症，炎症损伤是DKD发生发展的关键因素。DKD患者肾脏中巨噬细胞、中性粒细胞、T细胞等炎症细胞被激活并浸润，细胞因子、粘附分子、化学分子等炎症介质过量产生，炎症相关信号转导通路被激活，最终导致炎症反应。炎症相关信号通路主要包括核因子κB (NF-κB)、MAPK、NOD样受体蛋白3 (NLRP3)和Smad7。研究表明，中药复方、单药、有效成分及活性成分可通过调节相关炎症信号通路，对抗DKD的炎症性肾组织损伤，从而延缓DKD的进展。
2. 中药介导的DKD肾脏NF-κB信号通路的调控
NF-κB信号通路的激活在DKD肾脏炎症损伤中发挥着关键作用。在DKD中，高血糖、晚期糖基化终末产物(AGE)、活性氧(ROS)和DAMP、IL-1β、TNF-α以及其他炎症因子可激活肾脏NF-κB信号传导，导致DKD肾脏炎症因子的产生和炎症损伤的加重[1]。许多中药或其提取物可以下调肾组织中Toll样受体和髓系分化因子88的表达，抑制IKK和IκBα蛋白的磷酸化，从而抑制NF-κB的易位，拮抗DKD肾脏的炎症反应。
2.1. TLR4表达下调
TLR4-NF-κB通路是NF-κB信号转导的重要机制之一。高糖激活TLR4，而TLR4通过一系列信号转导途径激活NF-κB，促进炎症因子相关基因的表达，增加IL-1β、IL-6、MCP-1等促炎细胞因子的产生，加重肾脏炎症损害[2]。中药中的许多活性成分或有效成分可以抑制TLR4-NF-κB通路，拮抗DKD肾脏的炎症损伤。小檗碱，中药活性成分黄连，可降血糖，保护肾脏。研究报道小檗碱可抑制DKD大鼠肾脏和高糖诱导的足细胞中TLR4的表达，并抑制TLR4-NF-κB通路。
2.2. 抑制IKK和IκBα的磷酸化
IKK是NF-κB信号通路中的重要激酶，IκBα是NF-κB信号通路中的重要抑制蛋白。IκBα与NF-κB结合并抑制其转位至细胞核。激活的IKK可以磷酸化和降解IκB，将NF-κB转位至细胞核，激活炎症因子基因的转录，增加炎症因子的产生。此外，炎症因子还可激活NF-κB，进一步加重DKD。一些中药化合物或活性成分可以抑制IκBα的磷酸化，从而抑制NF-κB入核。黄葵胶囊的主要成分是中药蜀葵花的提取物，具有清湿热、解毒消肿的作用，已广泛应用于临床治疗DKD。韩伟等报道黄葵胶囊可下调DKD大鼠肾脏IKK的表达并抑制IKK的磷酸化，从而减少抑制蛋白IκB的降解，抑制NF-κB的易位，拮抗在DKD肾脏中的炎症反应。龙胆苦甙是中药龙胆的活性成分，具有降低血脂、抗炎、抗氧化等作用。该药通过抑制高糖诱导的大鼠肾小球系膜细胞IĸBα的降解，抑制NF-κB通路的激活，改善炎症因子引起的肾损伤和肾纤维化进展。小檗碱也有类似的作用。
2.3. 直接抑制p65蛋白表达
p65又称RelA，是NF-κB家族的重要成员。一些中药化合物或活性成分可以直接抑制NF-κB (p65)发挥抗炎作用。藿朴夏苓汤出自清代石寿堂所著的《医苑》。该疗法由11味中药组成，具有显著的抗炎作用。钟艳华等发现藿朴夏苓汤可抑制脂多糖诱导的大鼠系膜细胞和DKD大鼠肾脏中p65、IL-1β、TNF-α的蛋白表达，表明藿朴夏苓汤通过抑制p65活性来减轻肾脏炎症。
3. 中药介导的DKD肾脏MAPK信号通路的调控
DKD发生过程中，高血糖、氧化应激、促炎因子等多种因素可激活MAPK信号通路，促进下游炎症细胞活化，诱导炎症介质释放，导致肾组织炎症损伤。在DKD大鼠的实验研究中发现，高糖可诱导巨噬细胞分化为促炎表型，促进TAK1激活，进而激活TAK-MKK-p38 MAPK和TAK-IKK-NF-κB通路，诱导TNF-α、IL-1β、MCP-1等炎症因子释放，从而加剧肾脏病理损伤[3]。
3.1. TAK1表达的抑制
TAK1属于MAPK家族，又称为丝裂原激活蛋白激酶7，该因子可通过转化生长因子-β1 (TGF-β1)、TNF-α、IL-1、TLR配体刺激和缺氧。TAK1参与多种病理生理过程，如细胞生长、炎症、免疫反应和氧化代谢。TAK1参与p38 MAPK炎症信号通路，并参与TNFR、IL-1R和TLR介导的NF-κB通路活性。研究表明，TAK1-MAPK信号级联在引发DKD炎症损伤中发挥关键作用。小鼠骨髓源性巨噬细胞经AGEs诱导后，P-TAK1和TAK1的表达水平及其下游因子p38 MAPK和JNK的磷酸化水平增加，NF-κB活性增加。炎症因子TNF-α和MCP-1的mRNA水平也相应升高。郭帅等报道以中药川芎、丹参、地龙、水蛭、全蝎组成的祛瘀通络中药可显著降低DKD大鼠肾组织中TAK1、JNK的蛋白表达，并抑制肾脏巨噬细胞的浸润和活化以及炎症因子MCP-1、IL-β、TNF-α释放入血，提示化瘀通络中药可降低肾损伤，通过抑制TAK1-JNK通路的激活来调节炎症反应。
3.2. MAPK磷酸化的抑制
MAPK级联的磷酸化是与DKD肾脏炎症损伤相关的重要机制。在DKD中，MAPK-TAK1被激活，磷酸化p38 MAPK，从而激活NF-κB信号通路，增加炎症因子的表达[4]。许多中药化合物或其活性成分可以抑制p38 MAPK和JNK的磷酸化，从而保护肾脏。六味地黄丸由地黄、山茱萸、山药、芍药、茯苓、泽泻组成。真武汤由茯苓、芍药、白术、生姜、附子组成。徐等报道DKD大鼠肾脏p38 MAPK磷酸化水平高于正常大鼠，六味地黄丸和真武汤治疗可抑制DKD大鼠肾脏p38 MAPK磷酸化，减轻肾脏炎症损害，并发挥肾脏保护作用。
3.3. 抑制炎症细胞因子
炎症因子是MAPK信号通路的产物和激活剂，是MAPK信号正反馈的关键环节。在DKD期间，激活的MAPK易位至细胞核，磷酸化NF-κB，并增加炎症因子(如TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-18)的表达。这些因素进一步刺激p38 MAPK信号通路，形成正反馈环，加重肾脏炎症反应，促进DKD的发生发展。许多中药或其活性成分可以通过调节MAPK信号通路来抑制炎症因子的产生。黄芩苷是中药黄芩的有效成分，具有抗菌、抗炎、抗氧化作用。有研究报道，黄芩苷可通过抑制DKD小鼠肾脏中与MAPK信号通路相关的多种分子的表达，从而抑制T淋巴细胞、中性粒细胞、巨噬细胞等炎症细胞的浸润[5]。此外，黄芩苷还可降低肾组织中IL-1β、IL-6、MCP-1、TNF-α等炎症因子的表达，改善DKD小鼠肾组织的病理状态，减轻肾脏炎症损伤。
4. 中药介导的DKD肾脏NLRP3炎症小体信号通路的调控
NLRP3-Caspase-1-GSDMD信号通路的激活是DKD肾脏炎症的重要机制。高糖和高胰岛素增加AGEs，导致氧化应激，促进ROS过量产生，激活NLRP3，募集ASC和procaspase-1，形成NLRP3炎症小体，促进procaspase-1自我裂解和激活。此外，成熟的Caspase-1促进IL-1β/IL-18等炎症因子的裂解和成熟，并裂解GSDMD生成N端GSDMD，诱导细胞膜穿孔损伤，导致细胞焦亡。
4.1. ROS产生减少
ROS主要是指化学性质比氧更活泼的含氧化合物。ROS在加速炎症方面发挥着重要作用。高血糖和高胰岛素会增加AGE，导致氧化应激和过量ROS生成，诱导NLRP3寡聚化和变构，并激活NLRP3炎症小体。许多中药或其活性成分可以减少ROS的产生，发挥肾脏保护作用。NADPH氧化酶4是体内关键的氧化还原酶，也是催化ROS产生的主要酶。人参活性成分人参皂苷Rg5在STZ诱导的DKD小鼠高脂饮食喂养5周后，降低NADPH氧化酶4活性并抑制ROS介导的NLRP3炎症小体活化，减少DKD中的氧化应激和炎症反应。当归补血汤由黄芪、当归组成，具有补气生血的作用，具有类似的功效[6]。
4.2. 炎症体成分的表达下调
NLRP3、ASC和Caspase-1分别是NLRP3炎症小体的受体分子、连接分子和效应分子。许多中药或其活性成分可以抑制NLRP3炎症小体的各个分子，从而发挥肾保护作用。据报道，黄葵胶囊可降低DKD大鼠肾小管上皮细胞和肾脏中NLRP3、Caspase-1和IL-1β的表达，抑制NLRP3炎症小体的活化，减轻DKD大鼠肾小管上皮间质转化。中药姜黄的活性成分姜黄素、人参皂苷化合物K等也有类似作用。冬虫夏草是一种滋补肺肾的中药，该药下调DKD大鼠肾组织和高糖诱导的小鼠足细胞中NLRP3、ASC和Caspase-1的蛋白以及mRNA水平，并降低下游IL-1β和IL-18的表达。因此，冬虫夏草可以通过抑制NLRP3炎症小体的活性来减轻DKD和足细胞的炎症损伤。藏红花的主要成分藏红花素，具有类似的功效[7]。
4.3. 抑制炎症因子
NLRP3-Caspase-1-IL-1β/IL-18是DKD肾脏炎症损伤的重要机制。NLRP3炎症小体的激活导致IL-1β/IL-18的产生增加，IL-1β/IL-18可以与相应的细胞因子受体结合，启动NF-κB信号通路，为细胞因子提供第一个信号。激活NLRP3炎症小体信号通路，形成正反馈回路，加剧炎症反应。许多中药或其活性成分可以减少和抑制IL-1β、IL-18等促炎因子，从而抑制NLRP3信号传导，发挥肾保护作用。青蒿琥酯是中药青蒿的主要成分青蒿素的衍生物，具有抗炎活性。Sun等发现青蒿琥酯不仅能降低细胞中IL-1β和IL-6的mRNA水平，还能抑制细胞中NLRP3的表达。该结果表明青蒿琥酯可以通过抑制NLRP3炎症小体通路和炎症细胞因子的产生来减轻肾脏炎症损伤。甘草素和黄芪多糖IV分别从中药甘草和黄芪中提取，具有相似的功效[8]。
5. 中药介导的DKD肾脏Smad信号通路的调控
DKD患者肾脏中TGF-β1-Smad3信号通路被激活，Smad7表达下调加重炎症损伤。研究表明，肾脏Smad7过表达可显著抑制DNA结合活性、核转位、NF-κB (p65)的转录活性以及IL-1β和TNF-α诱导的NF-κB依赖性炎症反应。因此，合理控制Smad7的水平可能是TGF-β1/Smad3和NF-κB信号通路参与DKD肾脏炎症损伤的关键[9]。
5.1. 抑制Smad7表达
在与炎症和纤维化相关的DKD肾组织中，Smad7的水平与Smurf2相关。Smurf2是Smad7的泛素蛋白连接酶，与Smad7结合并促进Smad7降解；一旦肾脏Smad7被降解，Smad3过度激活，TGF-β1/Smad3信号通路被激活，从而加重DKD肾组织的炎症损伤和纤维化[10]。此外，Smad7可以通过诱导IκBα、防止IκBα降解以及抑制NF-κB信号驱动体外和体内的炎症激活来负调节NF-κB信号传导。糖肾方可通过抑制Smad7阻断NF-κB信号通路的激活，治疗DKD肾脏炎症。该方抑制DKD大鼠肾组织中Smurf2、Smad3的表达，上调Smad7的表达，改善IκBα的降解和NF-κB (p65)的核转位，降低TGF-β1的蛋白、mRNA水平、IL-1β、IL-6和MCP-1，并有效防止DKD中的肾纤维化和炎症损伤。因此，抑制Smurf2介导的Smad7泛素降解可能是糖肾方抑制TGF-β1/smad3介导的肾纤维化和NF-κB依赖性肾炎损伤的核心机制。
5.2. 抑制TGF-β1表达
TGF-β1在肾脏中表达最高，影响促炎细胞因子的活性，对T淋巴细胞和中性粒细胞发挥趋化作用，是DKD中肾脏纤维化和炎症发展的重要介质。许多中药或其活性成分可以通过调节TGF-β1/Smad信号通路来抑制炎症反应并预防肾脏损伤。在通过高脂、高糖饮食和低剂量STZ注射建立的DKD大鼠模型中，雷公藤甲素通过降低TGF-β1的表达并减少肾脏中巨噬细胞的浸润来减轻蛋白尿和足细胞炎症损伤。李等证明紫草的主要成分乙酰紫草素能够降低DKD小鼠肾组织中IL-1β、IL-16和MCP-1的表达，抑制TGF-β1的表达和Smad2/3的磷酸化，上调Smad7表达。因此，乙酰紫草素通过抑制TGF-β1/Smad通路和炎症反应来减轻肾纤维化。苦杏仁苷是苦杏仁的主要成分，具有抗炎、抗纤维化等类似作用。
6. 结论
肾脏中与DKD相关的炎症信号转导通路包括NF-κB、MAPK、NLRP3和Smad信号通路。NF-κB信号通路是DKD肾脏炎症损伤相关的核心通路。NF-κB易位至细胞核，直接调节炎症因子的表达，并与其他炎症信号通路密切相关。TAK1激酶是MAPK信号通路的重要上游分子，可以激活IKK激酶，IKK激酶是NF-κB信号通路的上游分子。MAPK信号通路激活后，激活的MAPK易位至细胞核并磷酸化NF-κB，增加炎症因子的产生。NLRP3炎性体激活的第一个信号是在NF-κB信号通路激活后提供的。在Smad信号通路中，Smad7通过负向调节NF-κB信号传导来抑制NF-κB信号通路激活。
炎症因子网络连接着DKD肾脏中不同的炎症信号通路，是形成正反馈环的关键因素。IL-1β等炎症细胞因子不仅可以激活NF-κB、MAPK、NLRP3炎症小体等信号通路，而且也是这些信号通路的产物。TGF-β1不仅是TAK1-p38 MAPK途径的激活分子和产物分子，也是Smad途径的激活分子和产物分子。因此，正反馈环的形成是炎症损伤加重的重要原因。此外，氧化应激在多种炎症信号通路的激活中发挥着重要作用。
中药对DKD肾脏炎症损伤的调节作用具有多靶点、多效性和交叉性的特点。多靶点是指一种中药可以作用于一条信号通路中的多个靶点。例如，小檗碱可以同时抑制NF-κB信号通路中TLR4、IκBα和P65的表达。多效性是指一种中药可以干扰不同的信号通路。例如，人参皂苷化合物K和人参皂苷Rg5可以作用于3种不同的信号通路：NF-κB、MAPK和NLRP3，来对抗DKD中的炎症性肾损伤。重叠是指不同中药可以作用于同一途径或同一靶点。例如，糖肾方和乙酰紫草素能够抑制TGF-β1的表达并上调Smad7信号通路从而达到抗炎作用。这种多途径、多靶点的作用符合中医的整体理念，也适应DKD肾脏炎症信号通路激活的复杂性。也就是说，这些效应是由多种机制介导的。本文仅讨论与DKD炎症性肾损伤密切相关的4条信号通路。随着医学科技的发展，新的途径将会被发现。探讨中药对DKD肾脏炎症损伤相关信号通路的调节机制，对于DKD的临床治疗和新药研发具有重要意义。