董 艳，刘咏梅，王 阶

冠状动脉粥样硬化性心脏病(冠心病)以冠状动脉粥样硬化为基础病理改变，其发生发展与炎症反应、氧化应激及细胞凋亡等密切相关。其中，细胞凋亡是导致心脏或血管结构改变和功能失调的重要原因，而心肌细胞、血管内皮细胞、血管平滑肌细胞和巨噬细胞等的凋亡扮演着十分重要的角色。当这些细胞凋亡超出机体自身的调节能力，凋亡与增殖出现失衡，就会诱发冠状动脉粥样硬化和心肌损伤。目前，已有不少研究发现中药能通过调节冠心病相关细胞凋亡，发挥抗心肌缺血和缺血再灌注(I/R)损伤的作用。因此，有必要对冠心病发生发展过程中不同类型细胞的凋亡，以及中药干预这些细胞凋亡的作用机制进行梳理，以明确中药防治冠心病的分子机制，揭示其微观病理层面的药效，为提高临床疗效提供理论依据。

1 细胞凋亡的生物过程

细胞凋亡即细胞程序性死亡，是由基因调控的一种细胞自主有序的死亡，对机体维持细胞内环境稳定和正常生理功能具有十分重要的意义。但是，细胞凋亡是一把双刃剑，当出现过度凋亡，超出机体自身调节的范围时，亦会产生一系列的病理改变。经典的细胞凋亡途径包括线粒体途径(内源途径)和死亡受体途径(外源途径)。线粒体是调控凋亡信号转导的重要细胞器[1]，多种凋亡信号或上游通路被激活后能诱导线粒体发生形态或功能改变，膜电位降低，通透性增加，释放出促凋亡因子细胞色素c(Cyt c)，激活半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶(Caspase)级联反应[2]，从而促进细胞凋亡。而死亡受体凋亡通路由自杀相关因子(Fas)/ Fas配体(FasL)、肿瘤坏死因子(TNF)/TNF受体1(TNFR1)和TNF相关凋亡诱导配体(TRAIL)/TRAIL受体2(TRAILR2)等死亡受体/配体介导，其中Fas是一种Ⅰ型跨膜蛋白，为凋亡信号转导的启动子，与配体FasL结合后，激活Caspase级联反应[3]。此外，近年来有学者报道内质网应激(ERS)亦能促进细胞凋亡。当内质网受到持续而剧烈的损伤时，ERS触发的蛋白激酶受体样内质网激酶(PERK)、肌醇需要酶1(IRE1)和转录激活因子6(ATF6)3条促生存通路转变为C/EBP同源蛋白(CHOP)/生长阻滞和DNA损伤诱导基因153(GADD153)、c-Jun氨基末端激酶(JNK)及半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶12(Caspase12) 凋亡信号通路[4-5]。CHOP 基因被大量激活，能诱发下游死亡受体或线粒体凋亡途径[6-8]，促进细胞凋亡。因此，ERS介导的凋亡可被认为是细胞凋亡的第3条途径。

在以上细胞凋亡的过程中，凋亡调节因子B细胞淋巴瘤-2基因(Bcl-2)和Caspase家族受多种信号通路调节，参与了细胞凋亡的关键步骤。其中，Bcl-2和Bcl-2相关X蛋白(Bax)是细胞凋亡过程中具有相反作用的调节因子，主要参与线粒体凋亡途径；Bcl-2抑制细胞凋亡，Bax则促进细胞凋亡。Caspase为半胱天冬蛋白酶，是细胞凋亡过程中的关键调节因子[9]，在死亡受体凋亡途径、线粒体凋亡途径和ERS凋亡途径中发挥着不可替代的作用。

2 冠心病相关细胞凋亡

冠心病的发生发展与血管内皮细胞、血管平滑肌细胞、巨噬细胞以及心肌细胞等的凋亡失衡密切相关，且冠状动脉病变的严重程度与细胞凋亡呈正相关[10]。其中，内皮损伤和细胞凋亡是始动因素；血管平滑肌细胞过度增殖和迁移、巨噬细胞凋亡是发展因素；心肌细胞凋亡则是心肌缺血缺氧损伤的表现。

2.1 血管内皮细胞凋亡增加 血管内皮细胞是构成冠状动脉内壁的主要细胞，具有吞噬和分泌功能，参与冠状动脉和心脏的多种生理和病理过程。临床上，多种原因诱导的血管内皮细胞损伤是触发冠状动脉粥样硬化形成的首动因素；同时，内皮细胞过度凋亡能诱导斑块侵蚀，内膜下胶原直接与血流接触，从而增加非斑块破裂性血栓事件的风险[11]。研究显示，冠心病血瘀证病人存在凋亡相关转录因子Bcl-2的差异表达[12]。而对于早发冠心病病人，其血管内皮细胞凋亡数目明显增加，可能与高密度脂蛋白(HDL)含量降低有关；进一步实验证实，低水平HDL能升高活性氧(ROS)含量，激活半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3(Caspase-3)、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶9(Caspase-9)活性，进而促进人脐静脉内皮细胞(HUVECs)凋亡[13]。而在氧化型低密度脂蛋白(ox-LDL)诱导的血管内皮损伤中，下调的张力蛋白同源基因(PTEN)和激活的信号转导和转录激活因子3(STAT3)信号通路介导了细胞增殖抑制和凋亡促进过程[14]。此外，亦有学者报道，血管内皮细胞的凋亡受非编码RNA调控。miR-124和miR-22均为血管内皮细胞保护因子，其中miR-124在冠心病病人血浆中低表达，能通过降低cleaved Caspase-3水平，升高Bcl-2表达，进而发挥抗HUVECs凋亡和促进HUVECs增殖的作用[15]；而miR-22则靶向下调人隐热蛋白(NLRP3)基因，抑制冠心病大鼠心肌微血管内皮细胞凋亡，并降低促炎性因子的表达[16]。另有研究发现，长链非编码RNA(lncRNA)牛磺酸上调基因1(TUG1)在冠心病病人中表达上调，当敲低lncRNA TUG1表达时，内皮细胞凋亡数目减少，且白细胞介素-8(IL-8)含量降低，表明lncRNA TUG1通过调节细胞凋亡和炎性因子，参与冠心病的发生发展[17]。

2.2 血管平滑肌细胞和巨噬细胞凋亡失衡 血管平滑肌细胞构成冠状动脉血管壁的肌层部分，在冠状动脉粥样硬化的病理状态下，平滑肌细胞增生，合成并分泌胶原纤维蛋白，促进管腔狭窄和管壁硬化。巨噬细胞为具有吞噬作用的免疫调节细胞，吞噬低密度脂蛋白后形成泡沫细胞，促进脂质斑块的形成。研究发现，死亡受体5(DR5)及其配体TRAIL主要表达于平滑肌细胞和巨噬细胞中，其浓度越高，冠状动脉病变的程度越重[18]。而在冠状动脉粥样硬化组织中，Bax、死亡相关蛋白激酶(DAPK)和瞬时受体电位通道5(TRPC5)等凋亡相关基因表达异常是造成细胞凋亡失衡的重要原因[19-20]。其中，TRPC5出现异常高表达，当降低TRPC5水平时，ox-LDL诱导的巨噬细胞增殖抑制和凋亡促进作用被抑制，其潜在的调节机制为减少Caspase-3表达和激活蛋白激酶B(Akt)信号通路[20]。由此可见，死亡受体介导的凋亡是血管平滑肌细胞和巨噬细胞异常凋亡的主要途径。

2.3 心肌细胞凋亡增加 心肌细胞是心脏发挥正常舒缩功能和电活动的载体，其细胞凋亡参与心肌缺血缺氧损伤的病理过程。研究发现，在冠心病猝死早期或轻度缺血状态下，细胞凋亡可能为心肌细胞死亡的主要方式，其受Bax和Bcl-2蛋白表达的影响[21]。当Bax/Bcl-2表达失衡时，线粒体途径被激活，促进了心肌细胞凋亡[22]。另有研究报道，心肌缺氧能通过促进Rho相关蛋白激酶1(ROCK1)和Rho相关蛋白激酶2(ROCK2)基因表达，进而激活Caspase-3和磷酸化磷脂酰肌醇-3-羟激酶(p-PI3K)介导的凋亡途径。当ROCK1和ROCK2表达沉默时，由缺氧诱导的大鼠心肌细胞增殖减弱及凋亡增强得到一定改善[23]。同时，在冠心病猝死心肌组织中，程序性细胞死亡因子4(PDCD4)表达上调能促使细胞过度凋亡，细胞间连接过度破坏和端粒酶表达增强[24]。此外，冠心病病人冬眠心肌细胞凋亡数目增加，并与p38丝裂原活化蛋白激酶(p38 MAPK)蛋白[25]与肿瘤坏死因子-α(TNF-α)mRNA[26]表达呈正相关。因此，心肌缺血缺氧能诱导多种凋亡相关因子和炎性因子表达，从而促进心肌细胞出现异常凋亡。

3 中药调节冠心病细胞凋亡作用机制

许多中药复方或活性成分能通过激活或抑制线粒体、死亡受体或ERS的3条凋亡途径，同时调节细胞凋亡相关因子、信号通路或靶基因，参与血管内皮细胞、血管平滑肌细胞、巨噬细胞和心肌细胞等的凋亡过程，从而在冠心病的防治中发挥越来越重要的作用。

3.1 调节3条细胞凋亡途径 线粒体、死亡受体和ERS介导的凋亡是细胞凋亡的3条主要途径。其中，线粒体能接受不同凋亡刺激，在促凋亡和抗凋亡过程中发挥着关键的作用；而血清可溶性Fas(sFas)能激活死亡受体凋亡途径，其表达上调与冠心病相关[27]；ERS凋亡途径则作为一种新的凋亡激活方式，在中药抗凋亡过程中发挥着越来越重要的作用。研究显示，龙牙楤木总皂苷通过开放线粒体ATP敏感性钾通道(mitoKATP)，稳定线粒体膜电位，降低膜通透性，减轻钙超载，抑制氧化应激反应和心肌细胞凋亡，从而改善能量代谢，抗心肌I/R损伤。同时，该心肌保护作用能被mitoKATP抑制剂5-羟基奎酸盐(5-HD)所逆转，表明mitoKATP很可能是龙牙楤木总皂苷抑制心肌细胞凋亡的作用靶点[28-29]。而丹参酮ⅡA(Tan ⅡA)则能升高线粒体膜电位，抑制线粒体中凋亡诱导因子(AIF)的核转移和脱氧核糖核酸(DNA)片段化，并降低ROS含量，从而发挥抗内皮细胞凋亡的作用[30]。

对于死亡受体凋亡途径，有研究显示，大黄素能上调Fas的mRNA 表达，激活细胞凋亡，抑制兔主动脉平滑肌细胞增殖[31]。而益气通脉口服液、参乌冠心颗粒可通过下调Fas和Bax表达，升高Bcl-2，减少Caspase-3含量，进而同时调节死亡受体和线粒体途径，发挥抗大鼠I/R损伤和缺血心肌细胞凋亡的作用[32-33]。此外，有学者报道心肌细胞内钙超载能激活凋亡相关基因，诱导I/R损伤，且心肌细胞凋亡程度与细胞内钙离子浓度呈正比[34-35]。而川芎嗪能通过减轻I/R心肌细胞的钙超载，降低Fas蛋白表达，从而抑制死亡受体介导的细胞凋亡[36-37]。同样，通过调控细胞膜钙离子通道，降低胞内Ca2+超载，人参皂苷Rb1[38]、牛磺酸[39]和粉防己碱[40]等表现出抑制心肌细胞凋亡和抗I/R损伤的保护作用。有关ERS凋亡途径，有研究发现，黄连素能抑制胞外信号调节激酶(ERK)-钙激活中性蛋白酶2(Calpain2)信号通路，进而对抗ERS诱导的心肌细胞凋亡[41]。相反，对于异常增殖的血管平滑肌细胞，TanⅡA和丹参通脉方能通过激活ERS诱导细胞凋亡。其潜在的作用机制为TanⅡA促进ERS标志性免疫球蛋白结合蛋白(BIP)的基因上调，放大ERS信号[42]。而丹参通脉方亦可促进BIP的基因及蛋白表达，同时上调CHOP，进而促进血管平滑肌细胞凋亡，发挥抗动脉粥样硬化的作用[43]。

3.2 调节细胞凋亡相关因子 Bcl-2和Caspase家族是细胞凋亡的关键调控因子，同时也是中药干预的重要靶点。不少中药活性提取物、中药复方和中成药，包括苯甲酰芍药甙[44]、菟丝子总黄酮[45]、葛根素[46]、茯苓杏仁甘草汤合橘枳姜汤[47]、二参汤[48]、复方三七颗粒[49]、枳桂舒心颗粒[50]、活血胶囊[51]和参红通络颗粒[52]等，能通过上调Bcl-2，下调Bax蛋白表达，升高Bcl-2/Bax比值，抑制心肌、血管平滑肌细胞凋亡，从而发挥抗心肌缺血和抗冠状动脉粥样硬化的作用。此外，瓜蒌薤白半夏汤合血府逐瘀汤[53]、加味温胆方[54]、当归补血汤[55]和冠心平[56]等不仅能调节Bcl-2和Bax平衡，还能降低心肌细胞、血管内皮细胞中Caspase-3、Caspase-9和半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-8(Caspase-8)的表达水平，发挥抗凋亡作用。值得注意的是，人参皂苷Re能抑制Bcl-2，并升高Caspase和Bax表达，促进血管平滑肌细胞凋亡，表现出抗球囊损伤和内膜增生的作用[57]。由此可见，通过调控Bcl-2、Bax和Caspase等表达，中药发挥明显的抗心肌内皮细胞凋亡，协调平滑肌细胞凋亡失衡，进而防治冠心病的作用。

3.3 调节细胞凋亡相关信号通路 目前有关中药抗凋亡相关的信号通路主要包括磷脂酰肌醇-3-羟激酶(PI3K)-Akt 和p38 MAPK通路。其中，PI3K-Akt信号通路能直接抑制凋亡促进因子Bcl-2相关死亡促进因子(Bad)、Bax和Caspase-9等活性[58-59]；或上调叉头转录因子(Forkhead)[60]和核因子-κB (NF-κB)[61]，促进p53失活或降解[62-63]，间接调节凋亡相关蛋白，从而发挥多途径抗细胞凋亡的作用。相反，p38 MAPK信号通路则促进细胞凋亡，其作用机制可能与增强原癌基因(c-myc)和TNF表达[64-65]，磷酸化p53(p-p53)[66]，调节Fas/FasL表达[67]，并诱导Bax转位[68]相关。研究发现，Tan ⅡA能上调PI3K-Akt信号通路，抑制心肌细胞凋亡，并降低炎症反应，从而缩小糖尿病大鼠I/R的心肌梗死面积，改善心功能[69]。而丹皮酚则通过抑制p38 MAPK信号通路，降低TNF-α、p-p53和cleaved Caspase-3蛋白水平，改善血管平滑肌细胞凋亡[70]。此外，大蒜素可以下调 p53蛋白表达，参与巨噬细胞、血管平滑肌细胞的凋亡过程，缩小斑块面积，并稳定易损斑块[71]。

3.4 调节ncRNA表达及功能 ncRNA是一类具有基因调节功能的非蛋白编码RNA，主要包括miRNA、lncRNA及circRNA等，能直接或间接调控mRNA的表达，进而参与下游细胞凋亡相关通路。中药活性提取物被证实能通过靶向调节miRNA或lncRNA表达，发挥调控血管内皮细胞或平滑肌细胞凋亡的作用。研究显示，三七总皂苷能改善过氧化氢(H2O2)诱导的HUVECs凋亡，潜在的机制为下调hsa-miR-146b-5p表达[72]。而黄芩素和川芎嗪则分别通过调节lncRNA和miRNA促进异常增殖的血管平滑肌细胞凋亡。其中，黄芩素上调lncRNA AK021954，并降低成纤维细胞生长因子18(FGF18)表达，从而以剂量依赖方式抑制血管平滑肌细胞增殖并促进凋亡[73]。川芎嗪下调miRNA-21、miRNA-221和miRNA-223，同时上调miRNA-143和miRNA-145表达，进而抑制钙调蛋白依赖性激酶Ⅱδ(CaMKⅡδ)，并促进钙调蛋白激酶ⅡN(CaMKⅡN)表达，表现出抗平滑肌细胞增殖和迁移，促进细胞凋亡，抑制血管重塑的功能[74]。

3.5 其他作用机制 ox-LDL和血同型半胱氨酸(Hcy)均为促进动脉粥样硬化发生发展的重要危险因素。其中Hcy具有促进平滑肌细胞增殖和诱导动脉粥样硬化的作用[75]，且该作用可能由ERS介导的细胞凋亡调控[76]。相反，高Hcy血症亦能激活ERS反应，从而促进动脉粥样硬化进展[77]。中药通过降低ox-LDL、Hcy水平，发挥抑制心肌细胞、血管内皮细胞凋亡，或促进异常增殖的平滑肌细胞凋亡的作用。丹酚酸B能抑制ox-LDL诱导的HUVECs凋亡，且该内皮保护作用在一定范围内呈量效关系[78]。淫羊藿苷和姜黄素则能对抗ox-LDL诱导的血管平滑肌细胞增殖并促进其凋亡[79]。其中，姜黄素通过抑制ox-LDL诱导的血管平滑肌细胞单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)和单核细胞趋化蛋白(MCP)的mRNA表达，发挥细胞增殖抑制和凋亡促进作用[80]。另有研究显示，淫羊藿苷还能促进葡萄糖调节蛋白78(GRP78)mRNA表达，激活Caspase3酶活性，抑制Hcy诱导的血管平滑肌细胞增殖并促进其凋亡[75，81]。银杏叶胶囊则通过降低Hcy水平，下调Bax、即刻早期基因(c-Fos)和诱导型一氧化氮合酶(iNOS)基因表达，抑制血管内皮细胞凋亡[82]。桃红四物汤可降低高Hcy血症模型大鼠TNF-α的mRNA及蛋白水平，抑制cleaved Caspase3表达，并具有下调Fas mRNA的趋势，从而发挥抗死亡受体凋亡途径的潜能[83]。苦碟子和葛根通脉饮亦可促进Hcy诱导增殖的平滑肌细胞凋亡，进而发挥抗动脉粥样硬化的作用[84-85]。

据报道，某些中药参与调节细胞凋亡，但具体抗凋亡机制尚未完全阐述。例如，温心胶囊[86]、参麦注射液[87]、补阳还五汤[88]、落新妇苷[89]和冠心伏寒颗粒[90]等均能减少心肌细胞凋亡。而人参皂苷Rb1[91]和榅桲提取物[92]则抑制I/R或H2O2诱导的血管内皮细胞凋亡；冠通方[93]和红花[94]对异常增殖的血管平滑肌细胞具有明显的促凋亡作用。值得注意的是，通心络胶囊不仅能改善I/R大鼠模型的心肌细胞凋亡[95]；同时，通过抑制巨噬细胞向M1型极化，通心络还能降低血管内皮细胞凋亡率，进而发挥内皮保护功能[96]。

4 结 语

细胞凋亡失衡普遍存在于冠心病病人的血管内皮细胞、血管平滑肌细胞、巨噬细胞和心肌细胞中。作为疾病的重要促进因素，细胞凋亡同时也是药物发挥治疗作用的重要调控途径。许多中药复方或提取物能通过调控线粒体、死亡受体或ERS凋亡途径，或调节细胞凋亡途径中的关键因子、通路或靶基因等，发挥显著的心肌或血管保护作用。通过揭示中药的抗凋亡作用，不仅有助于明确其防治冠心病的分子机制，并揭示其微观病理层面的药效，提高临床疗效；更能从改善血管或心肌细胞存活方面进一步促进冠心病中药新药的研发。但是，目前的研究大多为中药复方制剂，药味较多、药量不定且成分复杂，因此，精确中药发挥药效的具体成分或成分组合，是今后在中药抗凋亡和防治冠心病领域亟待解决的问题。