张新荣,徐国梅,袁姣姣,梁 娜,陆东亚

1 北京中医药大学,北京 100029; 2 北京中医药大学第三附属医院,北京 100029

痤疮是一种毛囊口角化过度与皮脂腺过度分泌导致的毛囊皮脂腺单位的慢性炎症,发病因素包括遗传、皮脂分泌过多、毛囊皮脂腺导管异常角化、痤疮丙酸杆菌感染、炎症反应、延迟型免疫反应、外部因素等[1-2],发病机制复杂,目前GATA6 蛋白、丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)通路/腺苷酸活化蛋白激酶途径和核转录因子κB(nuclear transcription factor-κB,NF-κB)、磷酸肌醇3激酶(phosphatidyl inositol 3-kinase,PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B,PKB)、TGF-β/Smad 通路、炎症因子途径参与了痤疮的发病机制[3-4]。对于重度痤疮,目前尚无完全治愈手段,对痤疮的治疗主要以局部外用维A 酸类药物、抗生素及全身使用抗生素、激素等为主[5],但副反应多,复发率高,给患者带来了严重心理压力。因此寻找安全有效的中药及提取物治疗方法已成为当前痤疮研究的热点,但其作用机制尚不清楚。现以中药及提取物治疗痤疮的作用靶点为主进行探讨,为中医治疗痤疮及新药研发提供依据。

1 痤疮发病机制

目前痤疮的发病机制与四大因素有关,分别是皮脂分泌过多、毛囊皮脂腺导管异常角化、皮脂腺滤泡中痤疮丙酸杆菌定植和炎症反应。痤疮丙酸杆菌(P.acnes)是毛囊皮脂腺内数量最多的微生物[6],痤疮的发生大多与P.acnes诱导的炎症反应有关。目前的研究热点领域有GATA6 蛋白、MAPK/NF-κB、PI3K/AKT、转化生长因子β(transforming growth factor-β,TGF-β)/Smad 信号通路及炎症因子等。PETRIDIS 等[7]通过鉴定15 个基因位点遗传变异,描述了严重痤疮的遗传易感性,表明痤疮易感性可能通过毛囊皮脂腺结构改变介导。寻常型痤疮患者TNF-A-308G/A基因多态性中等位基因A的频率分布较高,可能导致了肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor α,TNF-α)转录活性增强,继而增加了痤疮发生率,说明等位基因的存在加大了寻常痤疮风险[8]。研究还表明TNFA-308 G/A态性可能在土耳其患者痤疮易感性中起关键作用[9]。相关文献[10-11]显示,痤疮患者血液中胰岛素样生长因子-1(insulin-like growth factor-1,IGF-1)水平升高,通过NF-κB信号传导通路转导了IGF-1信号,导致培养的皮脂细胞中炎症生物标志物增加,而IGF-1 通过PI3K 增加的SREBP 介导皮脂细胞中脂肪生成。痤疮的发生还与Wnt/β-连环蛋白信号通路有关[12],Wnt/β-连环蛋白信号的激活通过调节表皮干细胞增殖、角质形成细胞分化和迁移以及毛囊再生来促进皮肤愈合。有报道称[13]食用脱脂牛奶可能会增加粉刺形成,国外学者ADEBAMOWO 等[14]研究显示脱脂奶的摄入量与寻常型痤疮呈正相关。

2 中药及提取物治疗痤疮的作用靶点

近年来,中药及提取物治疗痤疮显示出良好前景,并且对作用靶点及机制的研究已有一定进展,现结合近10 年研究文献,从信号通路及炎症因子角度将其归纳如下。

2.1 GATA6蛋白GATA6是GATA转录因子家族成员之一,具有高度保守的锌指结构,能识别GATA序列并与之结合,在组织发育中起关键调节作用[15],并与细胞增殖及凋亡有密切关系。GATA6蛋白在皮肤上层毛囊皮脂腺单位中表达[16],一方面通过促进TGF-β信号传导限制滤泡间表皮角质形成细胞分化和增殖,预防粉刺形成[17];另一方面通过诱导抗炎分子[白细胞介素10(interleukin-10,IL-10)和细胞程序死亡配体1(programmed cell deathligand 1,PD-L1)],并下调IL-8和IL-17细胞因子表达来调节皮脂细胞免疫功能;GATA6 还诱导低水平的促炎分子[IL-6、TLR2、TLR4 和干扰素γ(interferonγ,IFN-γ)]调节免疫菌毛单位和抗微生物反应;GATA6 又可触发导管和皮脂腺分化和限制,同时阻止细胞增殖和脂质生成,从而预防脂溢性皮脂过多。目前未找到中药及提取物以GATA6 蛋白为靶点治疗痤疮的文献。国内外研究GATA6 蛋白治疗痤疮的机制结果表明,GATA6 蛋白可作为今后中药及提取物治疗痤疮的新靶标。

2.2 MAPK/NF-κB 信号通路MAPK 是广泛存于哺乳动物内的一类丝/苏氨酸蛋白激酶,由细胞外信号刺激激活,并参与介导细胞生长、发育、分裂、分化、氧化应激和凋亡等多种生理及病理过程[18]。p38MAPK 是通过非磷酸化转化为磷酸化状态,进而促进下游底物磷酸化来实现信号传递,在MAPK家族中扮演重要角色,通常由细胞应激和促炎细胞因子激活,其激活能促进单核巨噬细胞产生IL-1α、IL-6、IL-8 等炎性因子,在炎症反应中起关键作用[19-20]。NF-κB是一个转录因子蛋白家族,是免疫系统中诱导转录的关键介质,通过刺激因子活化介导免疫和炎症基因表达和调控[21],在与增殖、细胞死亡、发育及先天和适应性免疫反应相关的多种细胞过程中起关键作用。顾炜等[22]选用痤疮合剂(夏枯草、枇杷叶、地黄、牡丹皮、黄连、桑白皮、连翘、金银花、黄芩、牛蒡子、川芎、防风、牡蛎、蝉蜕、北沙参、葛根、香附)研究兔耳痤疮模型MAPK 相关信号通路作用机制,结果显示,痤疮合剂能减低TNFR1、TNF-α、IL-8、IL-6蛋白表达,下调ERK、NF-κB、P38MAPK 蛋白表达,推测痤疮合剂可通过降低炎症细胞因子干预ERK、P38MAPK、NF-κB通路,从而干预痤疮发展过程。王海琦等[23]选用月见草种子提取物月见草油治疗兔耳痤疮模型对p38 MAPK、NF-κB 信号通路调节作用,结果显示,月见草油能降低p38 MAPK、NF-κB蛋白表达及IL-6、IL-1α炎症因子水平。由此可知月见草油能减少兔耳毛囊脂质栓塞,减轻其扩张并抑制皮脂腺导管上皮增生,减少炎症细胞浸润,同时还能调节p38 MAPK、NF-κB 信号通路进而影响IL-6、IL-1α水平,最终减轻炎症反应达到治疗痤疮的目的。朱筱婧[24]选用黄芩水提物研究痤疮炎症的抑制作用,结果显示,汉黄芩素抑制炎症因子IL-1β和IL-8 表达与分泌,通过MAPK 和NF-κB 信号通路抑制P.acnes 诱导的炎症反应,进而抑制下游炎症因子转录与表达,推测汉黄芩素可能通过抑制MAPK和NF-κB 信号通路进而抑制炎症因子(IL-1β和IL-8)的转录与表达,可用于抗痤疮添加剂中。郭苗苗[25]研究五味子提取物五味子总素治疗痤疮相关炎症模型机制,结果显示,在下游MAPK 途径中,五味子甲素可下调ERK和JNK蛋白磷酸化,五味子乙素可下调ERK和p38蛋白磷酸化,五味子丙素可同时下调ERK、JNK、p38蛋白磷酸化;在NF-κB途径中,五味子总素主要活性成分都可抑制NF-κB核质转移。提示五味子总素通过对TLR2 介导的MAPK/NF-κB 炎症信号通路的调控来减弱由P.acnes 诱导的炎症反应。表明五味子总素可以作为抗炎祛痘产品中的添加剂。

3 PI3K/Akt信号通路

PI3K 是一种蛋白质家族成员,具有丝氨酸/苏氨酸激酶、磷脂酰肌醇激酶活性[26],参与并控制免疫细胞发育、分化等许多重要功能。AKT 亦称PKB,是PI3K 下游主要效应物[27],具有丝氨酸/苏氨酸特异性蛋白激酶活性,可通过下游多种途径对靶蛋白进行磷酸化而发挥抗凋亡作用。研究发现[28],PI3K/Akt 信号通路是蛋白质合成的重要信号转导通路,PI3K一旦被激活,可将Akt磷酸化为p-Akt,而p-Akt 可启动下游级联反应,进一步磷酸化Bad、Caspase-3 等对抗细胞凋亡,在免疫系统细胞中发挥重要功能。蔡琳琳等[29]选用湿毒膏[青黛、黄柏、(煅)石膏、(煅)炉甘石,凡士林]治疗表皮生长因子受体酪氨酸激酶抑制剂(epidermal growth factor receptor-tyrosine kinase inhibitors,EGFR-TKIs)所致痤疮样皮疹,结果显示,其作用靶点有EGFR、EGF、PIK3CA等,通过ERBB2信号通路、Akt 信号正向调控、PIK3CA 信号、NIK/NF-kappaB信号调控等通路发挥治疗作用。陈湘君等[30]基于网络分析法选用白芷治疗痤疮的可能作用机制,结果显示,从白芷中筛选出活性成分20 个,作用于55 个靶标,主要通过调控PI3K/Akt、NF-κB、MAPK、成纤维细胞生长因子受体2(fibroblast growth factor recptor 2,FGFR2)等信号通路发挥治疗痤疮的作用。体现了白芷治疗痤疮多靶点、多途径的特点。朱婷婷[31]选用中药重楼提取物重楼皂苷Ⅰ(polyphllin I,PPI)抑制P.acnes刺激的角质形成细胞TLR2-p38MAPK-NF-κB 信号通路介导的炎症反应机制,结果显示,PPI 可抑制P.acnes 诱导的HaCaT 角质形成细胞炎症因子(IL-1β和IL-8)分泌、TLR2 表达和角质形成细胞异常角化、MAPK/NF-κB 信号通路活化,抑制IL-8分泌水平。提示PPI通过MAPK/NF-κB信号通路抑制与痤疮相关炎症因子的分泌及炎症反应,可作为治疗痤疮的新靶点。

4 TGF-β / Smad信号通路

TGF-β作为一种有效的免疫抑制细胞因子,与IL-2 结合,通过在CD4+调节性T 细胞中诱导Foxp 3 表达来诱导Treg 细胞分化,诱导调节抑制促炎性细胞,但这取决于促炎性细胞因子如IL-6 是否存在。总体而言,TGF-β通过影响细胞分化和细胞增殖发挥作用。Smad蛋白是较少的受体和下游细胞内效应物,可介导细胞内信号传导[32]。TGF-β信号增加还可导致纤维化,研究显示,多数由TGF-β信号增加引起的纤维化作用被认为由Smad途径介导[33]。刘洪君等[34]利用蒲公英甾醇治疗小鼠痤疮,结果显示蒲公英甾醇可降低血清IL-1β、IL-8表达水平,减少耳组织中TNF-α阳性细胞数,增加胸腺皮质厚度和淋巴细胞数量,降低TGF-β1和Smad3 蛋白表达。从而推测蒲公英甾醇可抑制TGF-β/Smad 通路的激活并调节小鼠血清炎症因子表达,从而改善痤疮病情。杨逸璇等[35]应用烫伤大鼠动物模型,选用石榴皮多酚软膏研究痤疮发病机制,结果显示,石榴皮多酚软膏可加快组织修复,抑制瘢痕形成,降低增生性瘢痕组织TGF-β1、Smad4 水平,提示石榴皮多酚软膏抗增生性瘢痕形成作用可能与TGF-β调控的Smad4 表达有关。从而推测石榴皮多酚软膏可通过调控TGF-β/Smad信号通路抑制抗增生性瘢痕形成。

5 炎症因子

IL-8、IL-1β和TNF-α 等均由单核-巨噬细胞产生,介导天然免疫,这些因子又被称为前炎症细胞因子,是启动固有性免疫应答反应的关键[36]。Th1 和Th2 细胞均为辅助性T 细胞,Th1 细胞介导细胞免疫,分泌IL-2 和IFN-γ等细胞因子;Th2 细胞介导体液免疫,分泌IL-4和IL-13等细胞因子,Th1 和Th2 细胞通过分泌细胞因子彼此进行交叉调节、相互抑制,Th1/Th2 分化失衡引起细胞因子分泌异常[37]。李畅等[38]研究结果显示,金银花通过降低兔血清TNF-α 水平抑制机体TNF-α 表达,进而抑制痤疮炎症;金银花降低兔耳HE 组织染色毛囊周围炎症细胞浸润程度,降低兔血清IL-1β、TNF-α 水平。推测金银花的抗炎、抗角化作用明确,金银花调节NF-κB信号通路影响IL-1β、TNF-α细胞因子水平进而减轻炎症反应,以达治疗痤疮的目的。严纯等[39]选用HaCaT 细胞炎症模型,以花椒提取物花椒精油预先作用于HaCaT 细胞,再用P.acnes 干预细胞,结果显示,花椒精油可抑制P.acnes 所致HaCaT 细胞炎症,降低IL-8、TNF-α、IL-1β、IL-6 等促炎性因子蛋白水平,抑制促炎性因子mRNA 表达。推测花椒精油可能通过下调TLR2 表达抑制NF-κB 表达,降低促炎性因子蛋白水平和mRNA 表达,进而抑制P.acnes 所致炎症。刘永军等[40]研究中药消痤颗粒对重度痤疮患者免疫应答的作用,结果显示,消痤颗粒可升高痤疮患者血清IL-2 与IFN-γ水平,降低IL-4 水平,同时还可调整机体免疫功能,使其趋向于平衡。推测当患者机体针对P.acnes 及其代谢产物等的免疫应答过度,产生大量超敏型免疫球蛋白抗体IgG,通过浸透皮损激活因子而产生炎性趋化分子,造成炎症因子过度聚集,通过消痤颗粒发挥抗炎、抗病原微生物与调整免疫功能等作用,使过度聚集的炎性细胞因子重新排列调整,以维持相对平衡状态,从而达到治疗痤疮的目的。

基于中药及提取物寻找新靶点治疗痤疮的药物研究和开发潜力巨大。上述研究表明,GATA6蛋白、MAPK/NF-κB、PI3K/Akt、TGF-β/Smad 信号通路及炎症因子等可能为中药及提取物治疗痤疮的作用靶点。

6 总结

目前临床及动物实验均表明中药及提取物治疗痤疮具有良好效果,但其确切作用机制尚不明确,本文对既往中药及提取物治疗痤疮的分子机制进行综述,探讨中药及提取物可能的作用靶点,一方面为中药及提取物治疗痤疮提供理论依据;另外对进一步阐明痤疮的发病机制和寻找有效治疗新靶点有重要意义。