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刊物名称:国际临床医学

主管单位:新加坡学术出版社

主办单位:新加坡学术出版社

国际刊号:ISSN 2705-1013

刊  期:月刊

主  编:张聪华

投稿邮箱:gjlcyxgw@163.com

电  话:023-68045338

刊社地址:重庆市北部新区洪湖西路

出版论文

Wnt/β-catenin 信号通路在中药治疗结肠息肉中作用的 研究进展

张艳丽 1 周缰鹏 1 郑淑琼 1 李玲洁 1 张继红 2(通讯作者) 

1.三峡大学健康医学院,湖北 宜昌 443000 

2.宜昌市中医医院&湖北省功能性消化系统疾病中医临床医学研究中心,湖北 宜昌 443000

摘要:结肠息肉在消化道疾病中的发病率越来越高,当然,这和内镜技术的快速发展密不可分,人们对结肠息肉的认 识越来越深刻。现代医学研究发现,息肉的发生与 Wnt/β-catenin 信号通路的活化紧密相关。中医药在结肠息肉的治 疗中具有独到优势,多种单味药如半枝莲、白花蛇舌草、姜黄素、毛兰素、雷公藤红素等,中药复方如半夏泻心汤、 黄芩汤、乌梅丸等都可以通过 Wnt/β-catenin 信号通路治疗结肠息肉及防止息肉的发生,其机制主要是通过抑制 β-catenin 蛋白在细胞核内的异常聚集,从而阻止 Wnt/β-catenin 信号通路的活化。 

关键词:Wnt/β-catenin 信号通路;结肠息肉;中药 

1 Wnt/β-catenin 信号通路与结肠息肉的关系

1.1 结肠息肉 

随着现代生活水平的提高,肠道息肉的发病率逐渐年 轻化、普遍化,且易复发、难预防。结肠息肉[1]是指发生 在结肠黏膜上皮的,突出至肠腔的息肉样赘生物,既可单 发,也可多发,早期病变多为良性,且无明显临床表现, 但是随着时间的延长,可能会发生癌变。根据息肉的不同 病理特征可将其分为肿瘤性病变(结肠腺瘤)与非肿瘤性 病变(错构瘤、炎性及增生性息肉),多数患者自身常常 并没有症状表现,通常是在体检或者结肠镜检查时才被发 [2],部分患者表现可能会有便血、排便习惯改变、腹痛、 腹胀等临床表现,可根据息肉的大小、形态、数量以及是 否有消化道癌症的家族史等来判断息肉是否具有癌变风 [3]。结肠息肉的发病机制可能与以下多种因素存在关联, 包括幽门螺杆菌感染、慢性炎症、遗传、代谢综合征、便 秘、结肠黑变病等[4-6]。根据 2022 年我国最新的肠道息肉 统计数据显示,结肠镜检查中息肉的检出率约为 36.36%; 在具备结肠肿瘤家族遗传史、长期饮酒吸烟史、既往有肠 息肉病史、排便习惯改变及粪便性状改变、黏液血便、大 便隐血试验阳性等高危因素的人群中,息肉检出率显著增 高,可以达到 59.33%;值得注意的是,曾有肠道息肉病 史的患者,其罹患结直肠癌的风险是无肠道息肉患者的 5 倍 [7] 

现代医学中结肠息肉的首要治疗方法为内镜下手术 治疗[8],随着内镜技术的飞速进步,内镜下切除结肠息肉 的方法日益多样,从传统高频电切的应用到内镜下黏膜切 除术(Endoscopic mucosal resection,EMR)、内镜下黏膜 剥离术(Endoscopic submucosal dissection,,ESD)等的不 断成熟,可以为不同类型、不同分期的结肠息肉患者提供 多种手术方式,但是此类治疗方法容易出现手术后并发症, 如胀气、排便困难等,且无法避免结肠息肉的复发,有研 究称,息肉复发率高达 67.5%-70%[9],严重影响患者日常 生活[10]。暂无明确药物可以治疗结肠息肉,有报道称持续 低剂量阿司匹林和塞来昔布[11]、康复新液灌肠[12]可能对息 肉复发有效,但是尚未得到指南的认证和临床认证,因此, 研究中药对结肠息肉的治疗作用,具有良好的临床意义。 

1.2 Wnt/β-catenin 信号通路 

通常,息肉被称为未明确病理性质的肿瘤[13],结肠息 肉中的腺瘤性息肉被归类于消化道癌前病变,经典演变模 式为“腺瘤-癌”[14],因此人们对于这一类疾病的重视程 度日益提高。近年来,在结肠息肉发病机制研究方面取得 许多进展,相关探索日益细化,与结肠息肉发生密切相关 Wnt/β-catenin 信号通路与结肠息肉发生的相关性较高, 并被广泛研究。有研究表明,在息肉中β-连环蛋白的核 表达显著增加,而正常结肠黏膜的核β-连环蛋白染色很 少 [15]。在 Heyu Song 等的研究中发现,HNF1A A98V变异加 上一个 HFD 通过降低 Cdx2 的表达来激活β-连环蛋白, 从而促进结肠息肉的形成[16]

Wnt 信号通路最早是在 20 世纪 80 年代的动物研究 中被发现的[17],该通路的活化机制主要是依赖于 Wnt 配 体与卷曲蛋白(FZD)家族的细胞表面受体的相互作用。 除上述两种蛋白外,Wnt 信号通路还包括:β-catenin 蛋 白、结肠腺瘤性息肉病(APC)蛋白 、Axis 抑制蛋白、 低密度脂蛋白相关受体蛋白 5(LRP5)、LRP6、松散蛋 白(Dsh),糖原合成酶激酶 3(GSK-3)、酪蛋白激酶 1 (CK1)等。在这些蛋白中,β-catenin 蛋白是 Wnt 信号 通路的核心组成部分,它不仅在维持细胞间黏附以及临近 组织的形态结构方面发挥着举足轻重的作用,而且对细胞 正常生理功能及组织稳定状态的维持意义重大。 Wnt 信号通路主要划分为经典 Wnt 信号通路(Wnt/ β-catenin)和非经典 Wnt 信号通路。在生物体早期发育 阶段,Wnt/β-catenin 经典信号通路通常处于不活跃状态。 当此信号通路被激活,Wnt 配体相关蛋白与 LRP5/6 相结 合形成跨膜复合物,促使 Dsh 发生磷酸化,磷酸化后的 Dsh 与 Axin 结合,从而抑制 GSK-3 的激活,导致β -catenin 无法完成磷酸化,使与之相关复合物的降解过程 出现异常,随着细胞质中未被降解的游离 β-catenin 蛋白 含量逐渐增加,积累的 β-catenin 蛋白被 TCF-4 转录因子 携带进入细胞核内。在细胞核中,β-catenin 蛋白与转录 因子 TCF/LEF 相互作用,启动 Wnt 通路下游靶基因的转 录及相关蛋白的表达,这一连锁反应会引起细胞增殖失控、 细胞黏附力下降、血管新生加速,同时促进各类炎症介质 和纤维化因子的生成,对肠道形成慢性刺激,最终导致息 肉的产生。 

2 单味中药的作用机制

中药药理学迅速发展,中药单体有效成分的机制研究 更加细化,已有多项研究表明中药单体对肿瘤有显著抑制 作用。 

半枝莲,具有清热解毒,化瘀利尿的作用,是黄芩属 植物半枝莲的干枯全草,其味辛、苦,性寒。Wei 等 [18] 发现半枝莲乙醇提取物(EESB)在体外研究中能够通过 Wnt/β-catenin 信号通路抑制结直肠癌(CRC)异种移植 小鼠模型中肿瘤细胞的生长,其作用机制是阻止β-catenin 蛋白聚集,抑制 Wnt/β-catenin 信号通路,阻滞细胞周期 和繁殖,达到治疗目的。此外,1997 年就有报道称端粒 酶与结直肠肿瘤息息相关[19],过表达的端粒酶蛋白赋予肿 瘤细胞无限的繁殖能力,而在结直肠息肉及结肠炎症性疾 病中端粒相对较长,但是,当前对于半枝莲能够抑制端粒 酶活性仅存在于中药复方研究中[20],或许,在未来,半枝 莲抑制外周血中端粒酶的活性能够成为结肠息肉研究中 的热点。

白花蛇舌草早已有抗肿瘤作用的相关报道,在成都中 医药大学史玉荣等[21]的研究中发现,终浓度为 125 μg /ml、 250 μg /ml和500 μg /ml的白花蛇舌草乙醇提取物和10 μM IWR-1-endo 可以显著抑制 β-catenin mRNA 表达,达到 抑制 Wnt/β-catenin 信号通路,起到防止结肠息肉的目的。 

研究表明,姜黄素[22]可以通过降低促炎因子,抑制 Wnt/β-catenin 信号通路,减少β-catenin 在细胞核内的 异常聚集,以达到抑制上皮间质转化的进程,减缓疾病的 发展进程。以此为依据,认为在未来治疗息肉的过程中, 姜黄素具有良好的应用前景。 

石斛,素有“养阴圣品”的美名,其提取物毛兰素[23] 具有显著的抗肿瘤活性,可以抑制细胞增殖、促进细胞凋 亡、有效防止肿瘤转移,在孙一涵开展的关于毛兰素对结 肠癌细胞干预机制的探究中发现,毛兰素可以抑制β -catenin 蛋白进入细胞核内,降低β-catenin/TCF 的转录 活性,同时增强β-catenin 蛋白的稳定性,降低下游靶基 因的激活。毛兰素具有靶向 Wnt/β-catenin 信号通路的潜 力,为结肠癌的治疗提供了新的研究方向

 雷公藤红素 [24]是植物雷公藤的三萜类化合物和环氧 二萜内酯类化合物,有研究机制表明,雷公藤红素通过增 强热激因子 1 的表达上调肝激酶 B1 的转录活性,肝激酶 B1 激活下游分子 AMP 活化蛋白激酶α,使 Yes 相关蛋白 发生磷酸化,磷酸化的 Yes 相关蛋白进一步促进泛素化- 蛋白酶体途径对 β-catenin 蛋白的降解,降低其在细胞核 内的浓度,从而抑制 Wnt/β-catenin 信号通路。

 除以上中药之外,其他中药单体,比如菝葜皂苷、白 藜芦醇、青蒿琥酯、大黄素和丹参酮ⅡA 也具有相似的作 用,都可以抑制 Wnt/β-catenin 信号通路的活化,在此不 一一详细介绍。 

3 中药复方研究 

结肠息肉最早记载于《黄帝内经》中《灵枢·水胀》: “恶气乃起,息肉内生”。后世将其归属于“肠覃”“肠 ”等范畴,” [25]。有医家认为湿热瘀阻是结肠息肉形成 的主要证候[9]。国医大师李佃贵教授指出浊毒内蕴在结肠 息肉形成中起着关键作用[26]。李老指出,由于生活水平的 提高,人们的饮食结构发生变化,更多食用高油、高盐、 高糖、高脂肪等食物,且不规律的饮食习惯会损伤脾胃的 消化吸收功能,脾胃运化无力,水湿在体内难以代谢,则 会停滞体内。随着时间的推移,最初的湿邪日久形成黏腻的浊邪,浊邪不断积累化为热邪,热势极盛则转为毒邪, 如此发展,终致浊毒蕴结人体;与此同时,现代生活节奏 飞快,人们普遍面临较高的精神压力,容易导致情志不畅。 而肝主疏泄,情志不畅就会影响肝的疏泄功能,导致气机 升降失常,气机逆乱则肝气容易横逆犯胃,肝胃不和,进 而导致水湿之邪停滞体内,无法消散,久而久之湿邪郁而 化热,热邪持续不解又顺势滋生浊邪,最终同样促成浊毒 在体内的蕴积。当浊毒博结于肠道,为结肠息肉的生成提 供了“土壤”。由此,李老认为化浊解毒为根本治疗大法, 同时兼有化瘀、清热、利湿等。李老在临床治疗息肉病人 时,多用黄连、黄芩等清热药,茯苓、白术等健脾化湿, 莪术、红藤、延胡索等活血化瘀,半夏、瓜蒌、胆南星等 健脾化痰。

 黄芩汤(黄芩、芍药、甘草、大枣)源自经典医籍《伤 寒论》,该方具有清热止痢,和中止痛的功效,在临床实 践中常用于治疗湿热下痢,凭借其显著疗效,被誉为“万 世治痢之祖方”。在马旭冉等[27]人的研究中发现,黄芩汤 具有双重调节作用,一方面可以通过稳定 β-catenin 蛋白 的突变来阻断泛素-蛋白体的异常降解过程,减少糖原合 成酶激酶 3β(GSK-3β)活性亚基的释放,从而抑制 β-catenin 蛋白在细胞核中的异常聚集及磷酸化过程,从 而阻碍下游相关靶基因的激活;另一方面黄芩汤还可以通 过抑制促炎因子 IL-1β 的表达来稳定上皮间质转化相关 因子 Snail,以此可以在病理状态下有效延缓上皮间质转 化进程。实验表明,黄芩汤具备多靶点干预 Wnt 途径及 其相关成分的能力,可对异常的上皮间质转化进程予以调 节,维持组织内环境稳态,从而达到减少息肉的发展。 

半夏泻心汤,出自张仲景《伤寒论》,药物组成为半 夏、黄芩、干姜、人参、黄连、甘草、大枣 7 味药,具有 寒热平调、消痞散结的功效,是辛开苦降治法的代表方, 临床上常用于胃肠道疾病,包括功能性消化不良[28]、慢性 胃炎[29]、溃疡性结肠炎[30]、结肠癌[31]等。在蒋一芳关于炎 症性肠病的研究中发现[32],半夏泻心汤可以降低 β-catenin 的表达,同时增加 E-cadherin、GSK-3β 蛋白含量,减少 Wnt3a、β-catenin、annexin A1 和 cyclin D1 的蛋白含量, 从而抑制 Wnt/β-catenin 信号通路。在息肉的发展过程中, Wnt/β-catenin 信号通路至关重要,因此,半夏泻心汤同 样能够通过抑制 Wnt/β-catenin 信号通路的活化从而起 到防治结肠息肉的作用。 

乌梅丸能清上热温下寒,能够温脏安蛔,主要用于治 疗蛔厥证,现代将其广泛运用于慢性萎缩性胃炎、溃疡性 结肠炎、肠易激综合征、胃食管反流病、肠息肉等疾病中 [33]。在张然等[34]的实验中发现,在乌梅丸基础上加入白芍、 黄芪、枳壳、木香健脾行气补虚等药物,在小鼠肠癌模型 实验中,上述药物展现出显著效果,不仅有效抑制肿瘤生 长,减小肿瘤体积,还能提高小鼠存活率。后期在对其进 行机制研究中发现,乌梅丸抑制小鼠肠癌细胞增殖的的机 制与降低 Wnt/β-catenin 信号通路中相关蛋白的表达水 平有关。腺瘤性息肉,被认为是癌前病变,其癌变风险较 高,根据中医治未病思想,乌梅丸可通过抑制 Wnt 信号 通路的活化达到抑制“息肉→癌”的转变,从而减少息肉 癌变风险。 

4 结论与展望 

近年来,中医药在治疗息肉方面展示的良好疗效,越 来越多的研究开始从微观及分子层面探讨其治疗息肉 的作用机制,其中,Wnt 信号通路与息肉的关联受到科 研人员的广泛关注。本文系统总结了多个单体中药及中药 复方制剂对 Wnt/β-catenin 信号通路的靶向干预机制,有 助于明确息肉的发生与 Wnt/β-catenin 信号通路的潜在 关系。中药在临床中取得良好疗效的同时,对于 Wnt/β -catenin 信号通路相关蛋白也有调节作用,对于临床指导 用药也提供了相关参考和更多思考,说明祖国传统医学对 于息肉的治疗方面具有巨大优势。 

尽管 Wnt 信号通路与息肉的研究越来越广泛,但仍 存在以下问题:1.中医中许多单味中药及复方对息肉均有 治疗作用,远远不止文中论述提及的,因此在以后的研究 中,应该将研究方向聚焦于类似药物,阐述清楚两者的关 系;2.研究深度和宽度不够,主要集中于 Wnt/β-catenin 信号通路的研究,而忽略了其他信号靶点的研究;3.在当 前的研究领域,以中药为依托的探索已逐步开展。但不可 忽视的是,研究视角过度偏向现代医学,致使现代医学与 中医的深度融合研究迟迟未能有效推进;4.已有的研究多 是动物实验,缺少临床观察、临床转化。 

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作者简介:张艳丽(1997-),女,土家族,湖北宜昌, 硕士研究生,三峡大学健康医学院,研究方向:脾胃病科 方向。

通讯作者:张继红(1967-),女,汉族,湖北宜 昌,硕士研究生学历,宜昌市中医医院,研究方向:消化 系统基础与临床研究 基金项目:宜昌市中医医院湖北省功能性消化系统疾病中 医临床医学研究中心。

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