郭英杰，王皓，李利霞，张守彦

(1.郑州大学第二附属医院 心血管内科，河南 郑州 450000；2.郑州大学附属洛阳中心医院 心血管内科，河南 洛阳 471000)

心力衰竭(heart failure，HF)是各种原因所致心血管疾病的终末阶段。近年来对HF的发病原因、病理生理学等机制研究有了较为全面且突破性的进展，药物治疗方案已经从传统的扩血管药物、强心剂以及利尿剂等逐步过渡至神经内分泌的治疗模式，但在中医药领域的发展仍较为缓慢。因此，从分子生物甚至基因层面研究中医药治疗HF的作用机制是非常必要的。

黄芪属于豆科植物科，长期以来被用作许多中药处方的重要成分。黄芪多糖(Astragalus polysaccharide，APS)是黄芪的重要成分之一，药理作用非常广泛，如具有较强的抗肿瘤作用，能有效缓解炎症性动脉内皮细胞损伤、抗动脉粥样硬化和胰岛素抵抗[1]。研究表明，APS也可以抑制心室重构，调节神经内分泌系统，抗炎抗氧化等，从而延缓HF的进展。目前针对APS对HF的研究还只是在动物实验中，临床上还没有单独关于其对HF的研究。

1 APS减轻心肌细胞凋亡和损伤

心肌细胞凋亡是各种原因导致的HF的关键环节，近年来其在心肌重塑中的作用也越来越受到重视。APS能够显著减轻细胞凋亡中的各个环节，例如氧化应激、细胞自噬、促凋亡蛋白表达等。Cao等[2]对使用多柔比星(阿霉素)化疗药物诱导的心肌损伤大鼠模型中发现，APS可以通过促进AKT磷酸化和抑制p38MAPK磷酸化，减轻阿霉素诱导的氧化应激和细胞凋亡。Cao等[3]进一步研究，使用阿霉素诱导的新生大鼠心肌细胞损伤模型和小鼠HF模型探索APS的功能，结果显示，阿霉素治疗导致C57BL/6J小鼠HF和心肌细胞凋亡增加，细胞自噬通量受到干扰。APS可以通过调节AMPK/mTOR途径修复自噬，减弱阿霉素诱导的心脏损伤。Sun等[4]使用高糖诱导H9C2细胞凋亡的模型中，发现黄芪多糖可通过抑制外源性和内源性的促凋亡蛋白的表达，调节线粒体中Bcl-2与Bax的比值，从而减轻高糖诱导的细胞凋亡。

2 APS逆转心肌肥厚作用

心肌肥厚可直接影响心脏舒缩功能，是导致HF发生的重要机制，是心血管疾病发病率和死亡率的独立危险因素[5]。APS可降低心肌细胞蛋白的合成，减缓组织炎症因子的释放，从而逆转心肌肥厚。赵素玲等[6]以原代培养乳鼠心肌细胞为模型，应用异丙肾上腺素(isoprenaline，Iso)10 μmol·L-1诱导心肌细胞肥大，发现心肌细胞蛋白质增加56.7%，体积增大88.4%。APS处理后，肥大的心肌细胞蛋白质降低，体积减小，ANP mRNA表达显著降低，与对照组比较，差异有统计学意义，且与剂量呈正相关性，表明APS能够有效抑制Iso诱导的心肌细胞肥大。另有研究发现Iso诱导心肌肥大的模型中，APS可调节TNF-/PGC-1α信号，提高ATP/ADP、ATP/AMP的比值，减少心肌组织游离脂肪酸，抑制心脏蛋白合成增加[7]。李胜陶等[8]在已有研究证实了APS对Iso诱导的心肌肥大有保护作用的基础上，进一步探讨APS是否是通过阻断TLR4/NF-K这一通路实现的，结果显示APS能抑制TLR4、p65的表达和IκBα的降解，表明APS可能是通过抑制TLR4/NF-KB通路的激活减缓组织中炎症因子的分泌，从而保护心脏。

3 APS抑制心肌纤维化

心肌纤维化是大多数心肌病的标志，特征是细胞外基质过度积累，导致正常心肌组织结构破坏和器官功能进行性障碍，是各种心脏损伤后发生心室重构和HF的驱动因素。已有研究发现各种miRNAs的异常表达在心肌纤维化和心力衰竭中起着重要作用，MiR-27最早发现参与细胞的增殖、分化及凋亡。APS可通过减少细胞因子的产生，抑制心肌细胞的增殖、分化及凋亡[9]。Ren等[10]建立脂多糖诱导H9C2细胞炎症损伤的模型，在0～200 μg·L-1不同浓度的APS处理后，应用cck-8试剂计算细胞存活率，结果表明APS通过提高细胞活性，减少细胞凋亡及细胞因子的产生，保护脂多糖对H9C2细胞造成的炎症损伤，这一保护作用可能是通过下调MiR-27的表达及抑制NF-kB、JNK通路实现的。

4 APS对神经-内分泌系统的影响

在HF初期，各种内源性神经内分泌因子和细胞因子激活，主要包括血管紧张素、心房利钠肽(atrial natriuretic peptide，ANP)、B型利钠肽(B-type natriuretic peptide，BNP)，其他包括内皮素(endothelin，ET)、肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor-α，TNF-α)及白细胞介素-6(interleukin，IL-6)。随着这些因素的长期、慢性激活促进心肌重构，加重心肌损伤和心功能恶化；后者又进一步激活神经内分泌细胞因子，形成恶性循环。

4.1 APS抑制肾素-血管紧张素-醛固酮(renin-angiotensin-aldosterone system，RAAS)系统心肌局部存在RAS，RAS的活性终产物-血管紧张素Ⅱ，通过收缩血管，兴奋交感神经，促醛固酮和血管升压素释放，促心肌肥厚、纤维化、增殖，增强氧化应激等病理生理效应，参与HF、心脏重构等心肌病变的形成[11]。李琴等[12]应用血管紧张素Ⅱ诱导H9C2细胞肥大模型，随机分为空白对照组和血管紧张素组(10-6mol·L-1)，血管紧张素加入APS(10-6mol·L-1)高浓度组，血管紧张素加入APS(10-7mol·L-1)中浓度组和血管紧张素加入APS(10-8mol·L-1)低浓度组进行观察，结果发现，与空白对照组相比，血管紧张素Ⅱ诱导H9C2心肌细胞肥大，APS能抑制H9C2心肌细胞表面积增大，使细胞总蛋白及心肌细胞肥大相关基因mRNA的表达水平明显下降，心肌细胞存活率明显上升，表明APS能有效抑制血管紧张素Ⅱ诱导的心肌细胞肥大。研究表明，除了经典的血管紧张素转化酶(angiotensin converting enzyme，ACE)途径，心脏局部的血管紧张素Ⅱ还存在着非ACE途径来源，其中最重要的来源是糜蛋白酶途径[13]。Chen等[14]研究发现APS可以下调胃促胰酶的活性及基因表达，从而抑制心肌血管紧张素的生成，但对ACE的活性及基因表达和血浆中血管紧张素Ⅱ无明显作用。因此，APS不仅显著降低血管紧张素Ⅱ的表达，而且可通过旁路途径抑制血管紧张素Ⅱ的产生。

4.2 APS减少内皮素(endothelial，ET)分泌ET是由循环系统内皮细胞释放的强效血管收缩肽。HF时，一方面血流动力学障碍造成内皮细胞损伤，表现为内皮细胞活性降低或释放NO减少，内皮缩血管肽生成增多；另一方面交感神经和RAAS系统激活刺激ET分泌增多。增多的ET还可导致细胞肥大增生，参与心脏重塑过程，从而形成恶性循环，加速HF的进展[15]。APS可通过信号通路，促凋亡蛋白表达等，减少血管内皮细胞的凋亡。Xie等[16]应用Na2S2O4诱导心脏微血管内皮细胞缺氧/复氧损伤(hypoxia/reoxygenation，HR)模型，分为对照组、HR组、HR加入APS 25 mg·L-1组、HR加入APS 50 mg·L-1组、HR加入APS 100 mg·L-1组，结果显示APS通过调节PI3K/AKT信号通路，抑制血管内皮细胞的凋亡，也可通过提高BCL-2的表达，降低BAX的表达及抑制caspase3的活性。

4.3 APS抑制利钠肽表达HF时，心室室壁张力增高，ANP和BNP分泌明显增加，增高的程度与HF的严重程度呈正相关，可作为评定HF预后的指标。APS可有效抑制ANP和BNP的表达，并呈剂量依赖性。Dai等[17]以0.05、0.10、0.20 mg·L-1浓度的APS分别处理Iso诱导的心肌细胞模型，与正常心肌细胞相比，Iso处理48 h后心肌细胞ANP和BNP的表达明显增加，结果显示APS可通过Ca2+介导的钙调磷酸酶/NFATc3及CaMKⅡ通路，抑制ANP和BNP基因的表达。

5 APS抗炎的作用

TNF-α、IL-6可通过下调肌浆网Ca2+-ATP酶，延缓舒张心肌细胞钙离子的重吸收，导致心脏舒张功能不全[18]。黄芪多糖能够有效改善心肌缺血再灌注损伤时的炎症反应，抑制炎症因子的表达，具有抑制心肌缺血再灌注损伤的作用。Luan等[19]在观察APS对Iso诱导新生小鼠心室肌细胞肥大的影响时发现APS能够降低TNF-α、IL-6水平，证实APS能够降低小鼠体内炎症反应。赵启明等[20]在APS对未成年大鼠心肌缺血再灌注损伤作用研究中，发现APS可抑制TNF-α蛋白的表达，改善缺血再灌注损伤诱导的炎症反应，发挥抗心肌缺血再灌注损伤作用。

6 APS抗氧化的作用

血管内皮细胞是血管内壁的扁平细胞，具有分泌功能和机械屏障作用。内皮细胞的损伤促进血管生成动脉粥样硬化、血栓形成、高血压和HF的发生。活性氧(reactive oxygen species，ROS)参与内皮细胞的凋亡，内源性活性氧主要来源于H2O2[21]。APS可通过多个环节参与抗氧化作用，比如ROS水平、一氧化氮合酶及铜锌超氧化物歧化酶蛋白表达等。Han等[22]在研究H2O2导致的人脐静脉内皮细胞损伤中，发现APS能降低细胞内ROS水平，增加内皮一氧化氮合酶和铜锌超氧化物歧化酶的蛋白表达，提高NO的活性和细胞抗氧化能力，对H2O2造成的人脐静脉内皮细胞损伤起到保护作用。

7 展望

与单用西药治疗HF相比，在常规强心、利尿及扩血管治疗基础上加用黄芪注射液治疗HF能提高有效率。APS是中药黄芪重要的生物活性成分之一，来源丰富，毒副作用少，安全可靠，因此，对HF的治疗具有良好的应用前景。但由于多糖结构的复杂性和研究手段的局限性，需要解决多糖化学结构测定不准确、提取分离难度大、质量控制困难等诸多问题。尽管APS对HF机制方面的研究相对成熟，但临床研究尚不足，仍存在诸多问题，如治疗HF需要给予多大剂量的APS才能在血液中达到最佳的有效浓度及其安全性，还需要大样本、多中心的临床试验研究进一步证实。