激活Nrf2/ARE信号通路减轻肝损伤的中药研究进展＊

陈美岑，吕黄华，农小欣，王振常，蒋俊娥，莫基安

（1. 广西中医药大学研究生学院 南宁市 530001；2. 广西中医药大学附属国际壮医医院南宁 530001；3. 广西中医药大学附属瑞康医院 南宁 530001）

肝脏是体内以代谢和解毒功能为主的一个腹腔重要脏器，具有氧化、还原、水解、结合等生理功能[1]。药物、病毒、自身免疫性肝病、过量饮酒、脂肪过度蓄积及某些代谢性疾病等均能引起肝损伤，长期的肝损伤易导致肝炎、肝硬化甚至肝癌等多种慢性肝病，威胁人们的生命安全。故采取积极有效的缓解肝损伤的治疗尤其重要。大量的研究表明，肝损伤与氧化应激有着千丝万缕的关系，而Nrf2 相关通路是抗氧化应激重要的信号通路之一[2]。因此，激活该信号通路的传导，可以有效地抑制肝损伤的进程，对肝脏疾病治疗有非凡的意义[3]。中医药文化源远流长，在治疗肝脏疾病有着丰富的经验，中医认为肝脏疾病的发生发展不外乎肝失疏泄或（和）肝不藏血，表现为肝郁气滞、肝火炽盛、肝虚血瘀、肝阴亏虚等，治疗上以疏肝解郁、清热解毒、扶正化瘀、养阴柔肝和通络止痛等为主，疗效有目共睹，在疾病防治中被广泛使用[4]。中医药治疗前景辽阔，但其作用机理仍存在许多空白，因此进一步借助先进的现代化技术手段，运用当今高科技技术，揭示中药治疗肝损伤的直接作用靶点及作用的信号通路，促进中医药的国际化发展，成为了一种需求。本文在总结概述了近5年关于中药激活Nrf2/ARE 信号通路，修复肝脏损伤的研究进展，为深入研究单味中药及中药复方有效成分靶向治疗肝损伤的治疗及进一步创新提供依据。

1 肝损伤

肝损伤是指外界多种因素侵袭肝脏，引起的肝脏功能受损，根据病因可分为病理性及暴力性肝损伤，其中病理性肝损伤包括化学性、药物性、酒精性和免疫性肝损伤等。

当肝脏受到化学性损伤时，肝细胞内的酶类如环氧化物酶-2（COX-2）等大量释放到血液中，分泌大量的炎症因子，激活NF-κB，上调COX-2的表达；细胞色素P450（CYP450）能将化学类物质转化为有毒性的代谢产物，损伤肝细胞DNA 和生物膜，引起脂质过氧化反应（lipid peroxidation,LPO），化学性肝损伤还能破坏线粒体通路并与Bcl-2家族有关[5]。

药物性肝损伤是指药物或药物的代谢产物直接损伤和（或）产生氧化应激，引起线粒体功能受损，最终可能导致肝衰竭。临床常见的损伤肝脏药物为对乙酰氨基酚（APAP）和异烟肼等。在药物性肝损时，药物或者其代谢产物通过阻止线粒体呼吸链运动，引起ATP 合成障碍，致ATP 生成减少，损害肝细胞内抗氧化应激系统的功能，诱导活性氧（reactive oxygen，ROS）生成增多，引起氧化应激损伤[6]。

酒精性肝损伤是因为长期过度饮酒，酒精会经过氧化氢酶系统（主要为CAT）及肝细胞内细胞色素P450，发生肝细胞的基因、蛋白质和脂质等氧化作用，使肝细胞内乙醛和ROS 过量蓄积，消耗谷胱甘肽，诱导炎细胞浸润，引发各种酶和肝细胞结构及功能变化，导致LPO[7]。

过度免疫或者错误免疫刺激均在免疫性肝损伤中起到关键作用，常见的免疫性肝损伤是病毒的入侵。肝脏受到病毒入侵时，聚集的大量炎性细胞便会使机体的免疫系统产生免疫应答，进而促发过度的免疫应激反应，导致肝细胞的损害[8]。

2 氧化应激与Nrf2/ARE信号通路

2.1 ROS 过度蓄积与氧化应激

氧化应激在肝病中的生理病理过程中起到举足轻重的作用，主要是通过启动LPO 从而改变生物膜功能，与生物大分子结合及破坏酶的活性等共同作用下引起不同程度的肝损伤。发生氧化应激时，细胞内ROS 过度产生和/或抗氧化防御功能减弱，引起组织、细胞损伤，线粒体被认为是ROS 产生的主要细胞内位点，过量的ROS 形成可能会破坏能量代谢并损害起关键作用的酶的活性[9]。ROS 在生理情况下产生较少，维持着机体正常机能；在病理条件下，ROS 大量蓄积，诱发LPO，产生MDA 等终末产物。ROS不仅可以直接损害肝细胞、激活如NF-κB、AMPKs、Akt等信号通路，而且可以激活炎症反应，释放炎症因子，造成多种肝病的发生[10]。不少的学者发现，细胞内存在酶系统及小分子抗氧化剂（还原剂）能耦合组成一套抗氧化/氧化还原网络，可以通过清除细胞内过度积累的ROS，阻断LPO 的发生，起到保护肝脏细胞的作用，这些因子包括SOD、CAT、GSH-Px、TrxR和Prxd等[11]。

2.2 Nrf2/ARE 信号通路

研究表明，核因子E2 相关因子（Nrf2）是一种重要抗氧化调节因子，能参与过氧化物ROS 清除[12]。Nrf2/ARE 是经典的抗氧化应激信号通路。正常生理状态下，细胞处于稳定状态，Nrf2 的活性被抑制，与Keap1蛋白偶联存在细胞浆中。当细胞受到各种外源性刺激时，Keap1/Nrf2/ARE 信号通路则发生以下变化：①Keap1经泛素化降解，并与Nrf2解偶联；②解偶联后的Nrf2 转移进入细胞核，核内的小Maf 蛋白与之结合行成异二聚体；③核内的异二聚体与下游的抗氧化反应元件（antioxidant response element，ARE）相结合，继而启动相关基因的转录；④相关基因包括下游抗氧化保护性蛋白、相应Ⅱ相解毒酶等，如谷胱甘肽（glutathion,GSH）、谷胱甘肽过氧化物酶（qlutathione peroxidase,GPx）、谷胱甘肽-S-转移酶（glutathione-S-transferase,GST）、血红素氧化酶（heme oxygenase-1,HO-1）、醌氧化还原酶I（quinone oxidoreductase 1，NQO1）、谷氨酸半胱氨酸连接酶催化亚基（glutamate cysteine ligase catalytic, GCLC）、谷氨酸半胱氨酸连接酶(glutamate cysteine ligase catalytic modifier subunie, GCLM)等[13]，见图1。

3 中药激活Nrf2/ARE 信号通路缓解肝损伤

中药可以通过多个环节对抗肝脏的氧化损伤，如调节肝脏的代谢、解毒和促进肝细胞增殖等，成为肝损伤防治的重要靶点。近年来单味中药及其复方制剂激活Nrf2/ARE 信号通路减轻肝损伤所受到的关注不断上升，越来越多的研究表明中药在肝损伤的治疗方面有广阔的前景。

3.1 中药治疗化学性损伤

3.1.1 单味中药

山楂酸为五环三萜类化合物。王颖等[14]发现山楂酸可以负性调节Keap1 蛋白表达量，降低MDA 含量，增高SOD 活力、GSH 的含量，促进胞核Nrf2 蛋白表达，对CCL4诱导的急性肝损伤模型小鼠有保护作用。

川芎嗪是一种生物碱，能显著提高CCl4诱导的肝纤维化大鼠组织中GST 含量，抑制MDA 活性，促进Nrf2 蛋白表达，揭示川芎嗪可通过激活Nrf2/ARE 信号通路起到抗肝纤维化的作用[15]。

图1 氧化应激与Nrf2/ARE信号通路

刘利平等[16]以CCl4 诱导小鼠肝组织氧化应激，结果提示穿山龙水提物可降低MDA 的含量，升高SOD、GSH、GSH-Px 的含量，上调Nrf2、HO-1、NQO1 及下调Keap1蛋白含量。

吴灿等[17]发现萜类化合物银杏内酯B可上调CCl4诱导的肝纤维化HO-1、Bcl-2 蛋白表达，增加SOD、GSH-Px 活性，下调Bax 蛋白的表达、减少MDA 含量，并促进Nrf2蛋白核转移。提示银杏内酯B抗肝纤维化作用可能与激活了Nrf2/HO-1 通路，调节Nrf2/HO-1及Bcl-2/Bax途径有关。

黄芪甲苷具有增强免疫力、增加能量、抗疲劳、保肝等作用，胡雅梦等[18]发现黄芪甲苷能够通过提高Nrf2、HO-1、NQO1 蛋白表达，有效缓解电离辐射带来的损害，抑制细胞内的ROS过度积累。

姜黄素是一种能够清除自由基的亲脂类化合物，可以升高汞所致氧化应激肝损伤中的SOD、GPx活性，降低MDA含量，并呈剂量与效应相统一地上调细胞核内Nrf2、HO-1、GCSh 蛋白及mRNA 的表达，最终达到降低ROS 水平。实验结果提示姜黄素在肝脏氧化应激下促进Nrf2 信号通路的对汞引起的肝毒性具有保护作用[19]。

3.1.2 复方中药

三味干姜散由干姜、肉豆蔻、豆蔻组成，常用于治疗用于肝炎及肝肿大，实验证实其能降低CCl4所致肝损伤中MDA 含量、Bach1 蛋白表达，提高GSH-PX 活性，上调HO-1、Nrf2 细胞核蛋白表达及HO-1、Nrf2mRNA 的表达水平，并提高核Nrf2/Bach1 比值，从而促进机体抗氧化应激及肝损伤[20]。

小柴胡颗粒具有抗炎保肝、解热镇痛等作用，贾为壹等[21]采用硫代乙酰胺(TAA)致大鼠急性肝损伤模型，发现小柴胡颗粒明显升高SOD 含量，降低MDA 活性 ，上 调 Nrf2、Keap1、HO-1、NQO1、GCLC、GCLMmRNA 及蛋白表达，揭示其治疗急性化学性肝损伤的机制可能与激活Keap1/Nrf2/ARE 途径对抗氧化应激有关。

3.2 中药治疗药物性肝损伤类

黄芩素属中药黄芩的单体，可明显上调Nrf2 蛋白及基因表达，促进Nrf2 核转位，呈剂量依赖型升高提示黄芩素可能通过激活转录因子Nrf2 相关通路而对具有肝细胞毒性的药物起抑制作用[22]。

左玮等[23]观察到红景天苷能升高APAP 诱导肝损伤模型小鼠Nrf2、HO-1、NQO1、GCLC 蛋白表达，下调Keap1 含量，其抗药物性肝损伤的作用机制大概与促进Nrf2入核，激活Keap1/Nrf2信号通路，增强下游靶点HO-1、NQO1、GCLC的表达有关。

研究表明紫草素能提高SOD、GST 活性，降低MDA 含量，上调Nrf2、HO-1、GST 蛋白及基因的表达，其缓解APAP 导致急性肝损伤，改善LPO 状态主要是通过激活Nrf2信号通路而起作用的[24]。

荷叶总生物碱是一种氧自由基清除剂，由黄酮、生物碱、皂苷等多种化学成分组成，舒广文等[25]发现其能呈现剂量依赖性的增强APAP 所致小鼠肝损伤中SOD、CAT、GSH-Px 酶的活力，提高GSH、降低MDA 含量，上调Nrf2 蛋白在胞核中的表达及下游HO-1、GCLC 在蛋白和基因水平上的表达，促进AMPKα的磷酸化水平。

五味子提取物可以使肝脏组织中GST 及SOD 活性明显上升，并上调Nrf2、GLCc、GLCm、GST、HO-1 基因表达，促进Nrf2核内高表达，并激活Nrf2/HO-1信号通路，使下游抗氧化酶的表达活性上调，最终可起到保护APAP引起的急性肝损伤[26]。

人参皂苷Rd 有抗氧化和解毒能力，主要依赖于提高Nrf2 核转位率，降低Keap1 蛋白表达和上调核内下游GCLC、GCLM、HO-1、NQO1 等靶基因表达，揭示人参皂苷可通过调控Keap1/Nrf2/ARE 信号通路对APAP引起的急性肝损伤起到保护作用[27]。

3.3 中药治疗酒精性肝损伤类

3.3.1 单味中药

穿心莲内酯是一种二萜类化合物，曹衡玉等[28]用乙醇诱导体外肝细胞氧化应激损伤，结果证明穿心莲内酯能明显使MDA 含量下降，提高GSH 水平，上调HO-1 蛋白表达，促进转录因子Nrf2 核转位，使肝细胞中ROS水平下降。

黄芩苷可以降低酒精性肝损伤中的促炎因子如TNF-α、IL-1β等表达，抑制NF-κB 活化，促进Nrf2 核移位，增加下游靶基因HO-1的含量，揭示了黄芩苷可以抑制乙醇诱导的ROS过度表达[29]。

肉豆蔻提取物通过调控ERK 磷酸化和p38 信号通路，激活Nrf2/ARE 信号通路，提高GST 活性，增加Nrf2 在细胞核内的积累量，并上调HO-1、NQO1、GCLC、GCLM 基因及蛋白含量，对酒精性肝损伤起到保护作用[30]。

绞股蓝皂苷属于皂苷类，呈现一定的剂量效应关系降低MDA 水平，升高TNF-α、IL-6、SOD、CAT、GSH的活性，提高Nrf2 及其下游HO-1、GCLC、GCLM 蛋白水平，下调NF-κB 蛋白表达，抑制p65 的核转位，通过激活Nrf2/ARE 信号通路、抑制NF-κB 核转移起到抗氧化应激作用[31]。

丹皮酚可以降低ROS、MDA、IL-1β、IL-6、TNF-α活性及含量，抑制NF-κBp65 核移位，促进Nrf2、NQO1和HO-1 表达，通过激活Nrf2 信号通路缓解急性酒精性肝损伤所致的氧化应激反应[32]。

二氢杨梅素能够使炎性因子IL-1β、IL-6 的含量显著下降，下调keap-1 表达，抑制NF-κB 活性，促进Nrf2 核内转移，上调HO-1 蛋白表达，通过激活Keap-1/Nrf2 信号通路及改变Nrf2、NF-κB 的无序核定位减轻乙醇诱导的肝损伤[33]。

3.3.2 复方中药

吴仕娇等[34]发现三味干姜散能够有效缓解乙醇所致的酒精性模型大鼠急性肝损伤，降低MDA 的含量，增加组织中SOD、GSH、GSH-Px 酶的活性，上调细胞核中Nrf2、HO-1 基因的表达，提高呼吸链复合物酶的活性，并降低线粒体细胞膜的通透性。

3.4 中药治疗免疫性肝损伤类

3.4.1 单味中药

刀豆蛋白A(ConA)可以诱导小鼠发生急性免疫性肝损伤，而覆盆子提取物可以使肝组织中SOD、CAT、GSH 活性以及Nrf2、Bcl-2 蛋白明显上升，MDA 含量及Keap-1、Bax 蛋白表达降低，可激活Keap-1/Nrf2 通路消除体内过多积累的ROS[35]。

穿心莲内酯不仅可以减轻急性酒精性肝损伤，还能保护脂多糖（LPS）和D-氨基半乳糖（D-GalN）诱导的免疫性肝损伤，呈剂量依赖性降低MDA 和IL-1β、TNF-α的含量，增加Nrf2、HO-1蛋白的表达，抑制NFκB激活，抑制ROS生成[36]。

芒果苷可以抑制细胞中MDA的含量，上调Nrf2和HO-1的表达，抑制细胞内ROS的积累，通过激活Nrf2/HO-1 信号途径，保护肝脏免受LPS/D-GalN 所致的急性免疫性肝损伤[37]。

姜黄素是中药姜黄的生物活性物质，能够拮抗NF-κB发生活化，降低MDA、TNF-α水平，呈剂量依赖地上调核内Nrf2 及抗氧化防御基因HO-1、NQO-1、GCLC 的表达，提示姜黄素可以通过激活Nrf2 信号通路、抑制NF-κB 激活，减轻LPS/D-GalN 引起的免疫性肝损伤[38]。

3.4.2 复方中药

卢娜等[39]研究发现蒿鳖养阴软坚方可促进Nrf2核转移，增加HO-1蛋白在胞浆内的表达，通过激活Nrf2/HO-1信号通路，拮抗ConA引起的免疫性肝损伤。

三味干姜散不仅能够缓解化学性、酒精性肝损伤，能降低ConA 所致的免疫性肝损伤模型大鼠中的MDA 活性，升高抗氧化剂SOD、GSH-Px、GSH 酶的活性，上调核内Nrf2mRNA 表达，其作用机制可能与调Nrf2-ARE-抗氧化酶通路有关[34]。

4 问题及展望

临床研究发现引起肝损伤的原因多种多样，因此在治疗上采用针对性及靶向治疗方式极为重要。目前肝损伤治疗，西医尚缺少疗效确切及副作用少的药物。近几年文献资料显示，中药在防治肝损伤的疗效不言而喻，大量中药提取物的有效成分在实验研究中被证实了有明显的修复肝损伤的功效。本文阐述了Nrf2/ARE信号通路对肝损伤的重要性及总结了近5年单味中药及中药复方在防治肝损伤的作用方式。就目前研究现状而言，中药激活Nrf2/ARE 信号通路主要集中于提高SOD、CAT、GSH、GSH-PxG 等活性，降低MDA 含量，正向调节Nrf2、HO-1、GCLC、GCLM、GST和负性调节Keap1 基因及蛋白表达，而关于在Keap1/Nrf2/ARE 信号通路的上游或者下游的其他信号因子是否参与了肝损伤治疗的研究尚空白。同时，我们知道黄芩为小柴胡汤的药物组成之一，纵观本文中黄芩素、黄芩苷及小柴胡颗粒在肝损伤中的治疗机制可知，中药复方比单纯中药更具有药物多、靶点多、途径多的特点，但是其药物搭配具有相互协同或是拮抗作用现尚未阐明，这一点提示我们在今后研究中可由中药或者复方扩展至药物配伍所起的具体机制作用去探寻中药更多的配伍规律及防治肝损伤的新方法。另一方面，中医药在治疗各种原因引起的肝损伤虽然已经深入至蛋白基因水平，但是大部分仅局限于实验研究，而实验证实能够激活Nrf2/ARE 信号通路的药物，就有可能成为未来临床治疗肝损伤的潜在性药物，这将为进一步治疗肝损伤及药物创新研制的开发提供思路。但是其能否在临床上造福广大肝损伤患者，仍待进一步研究和探讨。