综述:靶向PI3K/Akt通路治疗溃疡性结肠炎:中药的综合调控特性

《Frontiers in Pharmacology》:Targeting the PI3K/Akt pathway for the treatment of ulcerative colitis: integrative regulatory features of traditional Chinese medicine

【字体: 时间:2025年10月10日 来源:Frontiers in Pharmacology 4.8

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  本文系统探讨了PI3K/Akt信号通路在溃疡性结肠炎(UC)发病中的核心调控作用,重点阐述中药活性成分(如黄酮类、生物碱)及复方通过多靶点调控炎症因子(TNF-α/IL-1β/IL-6)、氧化应激(SOD/GSH/MDA)、细胞自噬与凋亡(Bcl-2/Bax/Caspase-3)、肠屏障功能(ZO-1/Occludin/MUC2)及肠道菌群平衡(SCFAs/BAs轴)的整合机制,为UC的标准化治疗提供新视角。

  
2 PI3K/Akt信号通路在UC中的作用
溃疡性结肠炎(UC)是一种慢性炎症性肠病,其发病与PI3K/Akt信号通路的异常激活密切相关。该通路通过调控炎症反应、氧化应激、自噬与凋亡、肠屏障功能及肠道菌群稳态等多维度参与UC病理进程。
在炎症调控方面,PI3K/Akt通路的过度激活可磷酸化IκB,进而触发NF-κB的活化,导致促炎因子TNF-α、IL-1β和IL-6的过量产生,同时抑制抗炎因子IL-10的表达。阻断该通路可显著减轻肠道炎症反应。
氧化应激失衡是UC的重要特征,表现为活性氧(ROS)积累与抗氧化酶(SOD、GSH、CAT)活性下降。研究证实,抑制PI3K/Akt通路可提升SOD和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-XP)活性,降低丙二醛(MDA)含量,恢复氧化/抗氧化平衡。例如,Hy-Exos通过递送miR-214-3p调控PI3K/Akt/mTOR轴,有效抑制ROS生成。
在自噬与凋亡调控中,PI3K/Akt通路通过调节mTOR活性影响巨噬细胞极化。通路抑制可促进M2型巨噬细胞极化(抗炎表型),抑制M1型(促炎表型),并增强自噬相关蛋白(如Atg5、Beclin1、LC3II)表达。凋亡方面,该通路通过调控Bcl-2家族蛋白(Bcl-2/Bax)和Caspase-3(如cleaved-Caspase3/9)维持肠上皮细胞稳态。陈皮水提取物(CUP)可通过抑制Bax和Caspase-3表达,上调Bcl-2和Survivin,发挥抗凋亡作用。
肠屏障修复是UC治疗的关键。PI3K/Akt通路可调控紧密连接蛋白(ZO-1、ZO-2、Occludin、Claudin)和黏蛋白MUC2的表达。阿魏酸通过上调miR-200c-3p抑制PTEN,增强PI3K/Akt信号,从而恢复Occludin和ZO-1表达。升麻提取物通过抑制PI3K/Akt/NF-κB通路提升Claudin-1、Occludin、ZO-1和MUC2水平。
肠道菌群紊乱是UC的典型特征,表现为有益菌(如厚壁菌门、阿克曼菌、双歧杆菌)减少和致病菌(如拟杆菌门、大肠杆菌)增多。PI3K/Akt通路通过胆汁酸(BAs)-菌群轴和短链脂肪酸(SCFAs)-菌群轴间接调节菌群平衡。白藜芦醇(RSV)通过抑制PI3K/Akt通路增加阿克曼菌丰度;葛根多糖(PPL)降低革兰阴性菌相对丰度;大黄酸抑制PI3K/Akt/mTOR通路,减少肠杆菌科和Turicibacter,增加S24-7和Rikenellaceae。
3 中医对UC的认识与治疗
UC在中医属“痢疾”范畴,病机以湿热为主导,涉及血瘀、脾肾亏虚、寒热错杂。经典方剂如葛根芩连汤、乌梅丸、白头翁汤、黄芩汤等,以及其主要草药(葛根、白芍、黄芩、黄连、大黄、苦参)均显示通过调控PI3K/Akt通路发挥抗UC作用。活性成分包括葛根多糖、芍药苷、黄芩素、小檗碱、大黄酸、氧化苦参碱等。
4 中药活性成分通过PI3K/Akt通路治疗UC
4.1 炎症反应调控
芍药苷(PF)通过PI3K-Akt-mTOR通路抑制TNF-α和IL-1β释放,上调肠道干细胞标志物(Lgr5、Sox9、Ascl2)。白芨二氢菲类化合物抑制EGFR/PI3K/Akt通路,降低TNF-α和IL-6。双去甲氧基姜黄素(BDMC)抑制PI3K/Akt通路,减少IL-6、IL-1β、TNF-α和MCP-1。罗汉果皂苷V(MGV)通过AMPK-PI3K/Akt/mTOR轴抑制TNF-α、IL-6、COX-2、iNOS。
4.2 氧化应激抑制
去氢吴茱萸碱(DHE)抑制PI3K/Akt/NF-κB通路,降低MDA,提升HO-1和SOD。党参水提物(DS)中的黄豆黄素提升GSH和SOD,降低MPO和MDA。广藿香精油(PEO)抑制PI3K-Akt通路,降低TNF-α和IL-1β,提升GSH。
4.3 自噬与凋亡调控
地榆乙酯组分(SOEA)通过PI3K-Akt/NF-κB/STAT3通路调节免疫细胞比例。桔梗皂苷D(PLD)促进M2型巨噬细胞极化。氧化苦参碱(OMT)抑制PI3K/Akt,激活cleaved-Caspase3/9,降低Bcl-2和Bad。黄芩素(BI)抑制PI3K/Akt,提升Bcl-2,抗凋亡。
4.4 肠屏障修复
小檗碱(BBR)靶向IRGM1抑制PI3K/Akt/mTOR,恢复ZO-1、Occludin、Claudin-1表达。黄芪甲苷抑制PI3K/Akt磷酸化,提升ZO-1、Occludin、Claudin-5/7、Villin。芦荟素A激活p-PI3K/p-Akt,促进MUC2和MUC5AC合成。
4.5 菌群平衡调节
RSV抑制PI3K/Akt,增加阿克曼菌。葛根多糖(PPL)降低促炎因子,改善菌群结构。大黄酸抑制PI3K/Akt/mTOR,调节肠杆菌科和益生菌。衢枳壳黄酮(含柚皮素、橙皮苷)恢复Lachnospiraceae_NK4A136_group和Alloprevotella,减少Escherichia-Shigella。人参纳米纤维(GNFs)抑制TLR4-PI3K/Akt/NF-κB,富集Muribaculum、Lachnoclostridium。异荭草素(Isovitexin)抑制PI3K/Akt,增加Odoribacter和丁酸产量。
5 中药复方在UC治疗中的潜力
5.1 炎症反应调控
清紫止痛汤(QZZTD)通过槲皮素、木犀草素等抑制Akt1,降低TNF-α。葛根芩连汤(GQD)抑制EGFR/PI3K/p-Akt,减少TNF-α、IL-1β、IL-6。乌梅丸(FMPs)通过VEGF-PI3K/Akt-eNOS通路调节TNF-α、IL-6、IL-8、IL-10,促进血管修复。
5.2 氧化应激抑制
苦竭缘汤(KD)抑制PI3K/Akt/NF-κB,降低TNF-α、IL-1β、IL-6,提升IL-10,增强SOD、CAT、GPx,降低MDA。
5.3 自噬与凋亡调控
人参败毒散(RBP)抑制PI3K/Akt/NF-κB,下调Bax,上调Bcl-2。复方苦参汤(CSD)抑制PI3K-Akt/mTOR,提升Atg5、Atg7、Beclin1、LC3II,降低p62和BCL2。
5.4 肠屏障修复
白头翁汤(PD)降低Beclin1和LC3,提升Occludin和ZO-1,降低Claudin-2。四神丸(SSP)抑制PI3K/Akt-Rho/ROCK,提升Claudin-5、JAM1、CX43、VE-cadherin。清肠温中汤(QCWZD)上调MSP/RON,抑制PI3K/Akt,提升Occludin和ZO-1,降低Claudin-2。
5.5 菌群平衡调节
黄芩汤(HQD)抑制Ras-PI3K-Akt-HIF-1α-NF-κB,调节M1/M2巨噬表型(iNOS/CXCL10 vs MR2/Trem2),改善菌群多样性。苦竭缘汤(KD)抑制PI3K/Akt/NF-κB,增加Alloprevotella、Treponema、Prevotella,减少Escherichia_Shigella、Desulfovibrio。左金丸(ZJP)调节菌群与Treg细胞(CD4+CD25+Foxp3+)互作,提升Desulfovibrionaceae、Verrucomicrobiaceae。
6 结论与展望
中药通过多组分协同靶向PI3K/Akt通路,多维调控“炎症-氧化-屏障-菌群”轴,复方则通过多靶点交叉通路(如Rho/ROCK、Ras-HIF-1α-NF-κB)实现增效。未来需加强剂量标准化、临床验证及新型递药系统(如pH响应结肠靶向颗粒、蛋白纳米粒、脂质体)开发,以提升成分稳定性与靶向性,推动中医药标准化与现代化。
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