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中药单体保护内皮细胞抗动脉粥样硬化研究进展❋

2019-01-09廖海涛唐秋萍顾毓艳周凤华

中国中医基础医学杂志 2019年11期
关键词:丹参酮高糖单体

廖海涛,唐秋萍,张 烯,顾毓艳,周凤华

(南方医科大学中医药学院,广州 510515)

动脉粥样硬化(atherosclerosis, AS)是由多种因素共同造成的慢性炎症性疾病。截至2016年,由AS导致的心脑血管疾病已成为我国居民的主要死亡原因。其中心脏病和脑血管病分别位于城镇居民死亡原因的第2、3位,提示AS已经成为威胁国民健康的重要因素[1-2]。内皮细胞(Endothelial cells)有着较为活跃的生理功能,在维持血管正常功能方面有着十分重要的作用。内皮细胞的损伤和功能失调是AS发生的初始环节,也是心血管疾病发生和恶化的基础。内皮细胞损伤的机制主要有三方面,一是内皮细胞血管活性物质生成异常导致血管壁功能紊乱,二是内皮细胞表面黏附分子表达异常,三是氧化低密度脂蛋白(oxidized low density lipoprotein, ox-LDL)、过氧化氢(Hydrogen peroxide, H2O2)、高糖等氧化应激因素导致内皮细胞损伤[3-5]。中药因具有“多靶点多通道”等显著调节优势,近年来已成为AS防治研究的热点。越来越多的中药单体被证实具有内皮细胞保护作用,本文就其目前的研究进展进行整理归纳。

1 中药单体对内皮细胞产生血管活性物质的调控作用

1.1 丹参素钠

丹参素钠是一种酚性芳香酸化合物,是丹参中的主要活性成分。丹参素钠能有效抑制人血清低密度脂蛋白(LDL)诱导的小鼠血管内皮细胞中内皮素-1(ET-1)的表达,即对内皮细胞诱导的血管收缩有一定的抑制作用[6]。

1.2 白藜芦醇

白藜芦醇(resveratrol, Res)是一种非黄酮类多酚化合物,在虎杖、桑葚等植物中均有分布。Res能刺激经过高糖-脂处理的血管内皮细胞一氧化氮(NO)的表达[7]。另外,Res还能抑制内皮细胞ET-1的表达[8],可见Res在调控血管活性物方面有重要的作用。

1.3 黄芪多糖

黄芪多糖是从黄芪中提取出来的一种多糖类物质,它能够有效活化被游离脂肪酸抑制的腺苷酸活化蛋白激酶-内皮型一氧化氮合酶(AMPK-eNOS)通路,从而促进内皮细胞产生NO,起到保护内皮细胞的作用[9]。

1.4 大蒜素

大蒜素是从植物大蒜鳞茎中提取出的一种三硫代烯丙醚类化合物,能够有效抑制ox-LDL诱导的内皮细胞NO的分泌减少,从而有效延缓AS的进程[10]。

1.5 定心藤总黄酮

定心藤总黄酮是从定心藤中提取出的一种黄酮类化合物,具有提高高脂饮食小鼠内皮细胞产生NO的作用,同时能够提高超氧化物歧化酶(SOD)的表达,从而起到抗AS的作用[11]。

2 中药单体调节内皮细胞表面黏附分子表达

2.1 白藜芦醇

白藜芦醇能够对抗高糖引起的内皮细胞对E选择素的过度表达,而E选择素能够促使单核细胞向内皮细胞迁移,从而启动AS过程。其对抗E选择素过度表达的机制涉及到增加沉默信息调节因子2相关酶1(SIRT-1)的表达,以降低E选择素的表达,同时通过该途径还能达到抑制细胞间黏附分子-1(ICAM-1)过度表达的目的[12]。

2.2 牛磺酸

牛磺酸是最早从中药牛黄中提取出来的一种含硫的非蛋白氨基酸,其能够抑制p38道路的激活,以降低内皮细胞表面黏附分子(ICAM-1,VCAM-1)的表达,进而抑制炎性细胞向内皮细胞迁移,从而达到保护内皮细胞的作用[13]。

2.3 钩藤总生物碱

钩藤总生物碱是中药钩藤中的主要活性成分,其能够通过促进内皮细胞自噬来减少氧化应激导致的核转录因子-κB(NF-κB)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)等炎性反应相关因子的表达,并减少ICAM-1和VCAM-1的表达,从而达到保护内皮细胞的作用[14]。

2.4 丹参酮ⅡA

丹参酮ⅡA是中药丹参中的主要活性成分。丹参酮能够抑制内皮细胞ICAM-1的表达同时抑制活性氧(ROS)的生成,其与丹参酮ⅡA抑制重组人细胞内氯离子通道蛋白1(CLIC1)的表达有关[15]。另外,丹参酮ⅡA可以抑制TNF-α诱导的VCAM-1表达,同时还可通过抑制TNF-ɑ诱导的IκB激酶(IKK)/NF-κB信号通路,以抑制ICAM-1的表达[16]。

2.5 螺旋藻激酶

螺旋藻激酶是植物螺旋藻经过发酵后产生的一种蛋白激酶。螺旋藻激酶能够降低由于H2O2氧化作用而导致的内皮细胞ICAM-1和VCAM-1表达增加,从而起到保护内皮细胞的作用[17]。

2.6 黄芪甲苷

黄芪甲苷(Astragaloside IV, AST IV)是中药黄芪中的一种活性成分。AST IV能够抑制ox-LDL诱导的CD40信号表达,进而抑制内皮细胞表达分泌TNF-α、可溶性血管细胞黏附因子-1(sVACM-1)、白介素-6(IL-6)和白介素-8(IL-8),而达到抗内皮细胞氧化应激损伤的目的[18]。

2.7 姜黄素

姜黄素是中药姜黄中的一种酸性酚类物质。姜黄素能够消除氧自由基,削弱氧化应激损伤,从而抑制内皮细胞ICAM-1的表达[19]。另外,姜黄素还可以通过NF-κB途径抑制ICAM-1的表达[20]。

2.8 山楂叶原花青素

山楂叶原花青素是山楂叶中的活性成分之一。山楂叶原花青素能够有效抑制TNF-ɑ所导致的内皮细胞过度表达ICAM-1和E-选择素。这种抑制作用具有剂量依赖性,最佳剂量范围在40~50 mg/L[21]。

3 中药单体抗氧化应激引起的细胞损伤

3.1 抗内皮细胞凋亡或衰老

3.1.1 二氢杨梅素 二氢杨梅素(dihydromyricetin, DMY)是一种黄酮类化合物,在藤茶中大量存在。DMY能够抑制高糖诱导的内皮细胞存活率降低,其主要机制是通过抑制内皮细胞FOF1-ATP合成酶(呼吸链酶复合物Ⅴ)活性,降低ATP含量进而激活AMPK通路抑制高糖诱导的细胞内皮凋亡[22]。DMY还能够通过激活蛋白激酶B(Akt)和细胞外调节蛋白激酶(ERK1/2)途径,从而激活核转录因子E2相关因子2(Nrf2)/血红素加氧酶(HO-1)信号,达到抗ox-LDL诱导的内皮细胞凋亡的目的[23]。

3.1.2 白藜芦醇 白藜芦醇可以通过降低PM2.5诱导的内皮细胞中氧自由基生成和降低细胞色素C(Cytochrome C)的浓度,从而达到抗内皮细胞凋亡的作用[24]。另外,Res能够激活SIRT1的表达,从而抑制细胞的凋亡和延缓内皮细胞衰老[25]。Res可通过抑制ox-LDL诱导的Bcl-2基因(Bcl-2)/Bcl相关X蛋白(Bax)比值异常降低和线粒体损伤(包括线粒体膜去极化和细胞色素c释放)来抑制内皮细胞的凋亡,但Res并不影响caspase-8的激活[26]。Res还可以逆转高糖导致的内皮细胞SOD减少,同时高糖还会使内皮细胞AMPK信号传导失活而导致氧化应激损伤,而Res正是逆转其作用的有效物质[27]。

3.1.3 黄芪甲苷 黄芪甲苷能够促进内皮细胞的增殖和抗内皮细胞凋亡,其抗内皮细胞的机制涉及到c-Jun氨基末端激酶(JNK)通路,通过对磷酸化AKT(P-AKT)、磷酸化JNK(P-JNK)、Bcl-2等的抑制作用,从而抑制高糖导致的内皮细胞凋亡[28]。另外,AST IV能够通过提升Mn-SOD的活性来清除线粒体的ROS,从而提升内皮细胞线粒体的抗氧化能力,进而达到保护内皮细胞的作用[29]。AST IV还具有抑制还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶4(Nox4)的作用,进而抑制转化生长因子-β1(TGF-β1)/ Smad2信号通路的激活,从而抑制内皮细胞凋亡[30]。

3.1.4 黄芪多糖 黄芪多糖是中药黄芪中提取的一种多糖类物质。黄芪多糖能够促进内皮细胞Cu/Zn-SOD的表达,进而增强内皮细胞的抗氧化能力,同时实验显示黄芪多糖组内皮细胞的凋亡率明显低于H2O2组[31]。

3.1.5 丹参酮ⅡA 丹参酮ⅡA能够降低caspase-3/7和caspase-9活性,从而抑制内皮细胞凋亡[32]。其机制涉及到丹参酮ⅡA抗内皮细胞线粒体凋亡途径,与其能够抑制线粒体膜去极化和细胞色素c释放有关。但是如果剪除孕烷X受体(PXR)则丹参酮ⅡA抗线粒体凋亡作用消失,提示该受体的存在可能是其发挥抗线粒体凋亡的一个前提条件[32]。

3.1.6 山核桃叶总黄酮 山核桃叶总黄酮是胡桃科山核桃属植物山核桃中提取出来的一种黄酮类物质。山核桃叶总黄酮能够通过降低miR-34a、P53的表达和提高SIRT1的表达以调控SIRT1/P53/P21/CDK2/E2F1信号轴,从而延缓血管紧张素Ⅱ促内皮细胞衰老的作用[33]。

3.1.7 银杏内酯B 银杏内酯B是存在于银杏叶中的一种二萜类化合物,它能够降低凋亡相关蛋白Bax的表达和提高抗凋亡相关蛋白Bcl-2的表达,从而抗内皮细胞凋亡[34]。

3.2 调控内皮细胞自噬

3.2.1 钩藤总生物碱 钩藤总生物碱被证实能够增加受H2O2氧化作用损伤的内皮细胞中自噬小体的数量,并能明显提高自噬相关蛋白LC3Ⅱ/LC3Ⅰ、Beclin-1的表达,即通过促进自噬作用抵抗H2O2的氧化损伤[14]。

3.2.2 丹参酮ⅡA 丹参酮ⅡA能够促进受ox-LDL氧化作用影响的内皮细胞SOD的表达,同时能够调节内皮细胞Atg12-Atg5 和 LC3-PE 自噬信号通路,促进氧化应激损伤内皮细胞的自噬活性,从而达到抗氧化应激损伤的作用[35]。另有证据表明,丹参酮能够通过调控磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)/Akt/雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信号通路来抗ox-LDL的氧化损伤作用[36]。

3.2.3 二氢杨梅素 DMY能够抑制ox-LDL诱导的血管内皮细胞损伤,提高细胞的存活率。其主要机制是DMY能够提高内皮细胞内自噬体和自噬溶酶体数量,通过促进自噬作用降解细胞内受损、没有功能和衰老的细胞器和蛋白质,从而增强内皮细胞对氧化应激的抵抗能力[37]。

3.2.4 桑色素 桑色素(morin hydrate,MO)是一种从桑科植物的树皮中提取出来的黄酮类化合物。桑色素能够通过诱导内皮细胞自噬达到抑制TNF-α诱导的环氧合酶-2(COX-2)和基质金属蛋白酶-9(MMP-9)的表达。其促进自噬的效果与其可以促进微管相关蛋白1轻链3-B(MAP1LC3B)表达和选择性自噬接头蛋白(SQSTM/P62)降解有关[38]。

3.2.5 巴西苏木素 巴西苏木素是一种高异黄酮类化合物的衍生物,它能够通过抑制高糖诱导的内皮细胞Beclin1表达降低促进内皮细胞自噬,从而起到抗内皮细胞损伤的作用[39]。

4 讨论

动脉粥样硬化的防治工作目前仍是困惑全世界心血管病医生的共同难题,其基础研究也一直是众多学者关注的热点。西药的疗效快速、有效,但同时也会带来很多副作用,并且治疗成本较高。中药因其具有多靶点、多途径、经济安全等特点,不断被人们重视,已成为临床治疗AS的重要措施。

通过内皮细胞途径防治AS是中药单体药效研究中的重要组成部分,其药理作用涉及到调控血管活性物质的释放、内皮细胞表面黏附分子的表达和抗氧化应激损伤等诸方面。而这些机制往往不是相互独立而是相互影响互为因果的,中药单体的疗效也具有多靶点、多途径等特点。随着研究的不断深入,中药单体抗内皮细胞损伤的作用机制得到进一步补充和阐明,为其防治AS提供了更可靠的科学依据。但目前中药单体抗内皮细胞损伤的相关研究还存在许多问题,一是目前中药单体大多为横向研究,所检测的指标也多为横向联系,较分散且缺乏研究深度;二是研究方法及途径缺乏标准化,实验室条件及实验者自身操作会造成很多差异;三是AS是受多条路径多基因共同调控的复杂疾病,针对单个基因或通路的研究,不能充分解释中药单体的药理作用;四是研究多数为简单重复性劳动,缺乏创新性。这也是目前中医药科研发展过程所遭遇的瓶颈问题,严重制约了中医药的现代化和全球化。

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