張曉青，瞿慧燕，趙丹丹，楊曉利，蘭真真，楊 濤，周 華

心力衰竭指各種原因?qū)е碌男氖沂湛s、舒張功能障礙的一類疾病，病死率極高[1-2]。初期病理改變主要為左心室形狀及結(jié)構(gòu)改變，包括心肌細(xì)胞肥大、心肌代償性肥厚，病程日久，導(dǎo)致心肌細(xì)胞失代償，最終凋亡，發(fā)展為心力衰竭。正常水平自噬對(duì)維持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定十分重要，當(dāng)自噬不足或自噬過度均可能導(dǎo)致疾病發(fā)生。因此，干預(yù)自噬對(duì)緩解心力衰竭癥狀及延緩心力衰竭發(fā)展具有重要的臨床意義。中藥可有效改善心力衰竭病人的臨床癥狀，其機(jī)制包括抑制氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)、改善線粒體能量代謝、調(diào)控相關(guān)通路、對(duì)抗細(xì)胞凋亡、修復(fù)受損的心肌細(xì)胞并促進(jìn)心肌細(xì)胞功能恢復(fù)?，F(xiàn)綜述中藥調(diào)控自噬防治心力衰竭的研究進(jìn)展，以期為研發(fā)具有心肌細(xì)胞保護(hù)作用的活性成分提供依據(jù)。

1 自噬的功能及與心力衰竭的關(guān)系

自噬是真核細(xì)胞的生物學(xué)過程，由自噬體形成、自噬溶酶體形成和自噬溶酶體降解3個(gè)步驟組成[3]。正常生理?xiàng)l件下，自噬處于較低水平，當(dāng)三磷酸腺苷(adenosine triphosphate，ATP)能量耗竭、活性氧釋放和線粒體膜通道開放誘導(dǎo)自噬活性迅速升高[4]。一定條件下，適度激活的自噬對(duì)細(xì)胞具有保護(hù)作用，當(dāng)自噬不足或自噬過度激活時(shí)，造成細(xì)胞損傷，引發(fā)自噬性死亡[5]。心肌肥厚是心力衰竭的主要病理改變，因心肌細(xì)胞無(wú)分裂增殖能力，當(dāng)機(jī)體壓力負(fù)荷和代謝需求增加時(shí)，通過激活細(xì)胞自噬增加蛋白合成和新生肌節(jié)誘發(fā)心肌肥厚[6]，而激活的細(xì)胞自噬又通過維持心肌細(xì)胞正常形態(tài)逆向阻止心肌肥厚，抑制心肌重構(gòu)形成，延緩心力衰竭進(jìn)展[7]。有研究顯示，心力衰竭終末期，心肌組織出現(xiàn)大量自噬體囊泡[8]，心肌組織自噬相關(guān)蛋白Beclin-1和微管相關(guān)蛋白輕鏈3Ⅱ(LC3-Ⅱ)表達(dá)均升高，而功能性自噬又逆向維持心肌細(xì)胞穩(wěn)態(tài)[9]。心肌缺血的早期階段，自噬釋放游離脂肪酸和氨基酸，降解細(xì)胞內(nèi)衰老及功能不全的細(xì)胞器及多余的蛋白質(zhì)，之后通過三羧酸循環(huán)產(chǎn)生ATP，對(duì)心肌細(xì)胞的存活產(chǎn)生積極的意義；再灌注階段自噬過度激活導(dǎo)致自噬性心肌細(xì)胞死亡[10]。因此，自噬在心力衰竭的發(fā)生發(fā)展過程中發(fā)揮著保護(hù)作用，是導(dǎo)致心肌進(jìn)一步損傷的原因，目前尚無(wú)統(tǒng)一認(rèn)識(shí)[11]。

2 調(diào)控自噬防治心力衰竭的中藥

2.1 黃芪及活性成分 黃芪甲苷作為黃芪的高純度提取物，有“超級(jí)黃芪多糖”之稱，認(rèn)為是黃芪中發(fā)揮抗氧化作用的主要成分，在多種氧化應(yīng)激動(dòng)物模型中具有顯著療效，可有效增強(qiáng)機(jī)體免疫力并提高機(jī)體抗病能力[12-13]。缺氧/復(fù)氧導(dǎo)致的H9c2心肌細(xì)胞損傷模型研究結(jié)果顯示，黃芪甲苷上調(diào)了轉(zhuǎn)錄因子GATA結(jié)合蛋白4(GATA-4)、B淋巴細(xì)胞瘤-2(Bcl-2)表達(dá)，同時(shí)下調(diào)了自噬和凋亡相關(guān)基因Beclin-1、LC3-Ⅱ、聚腺苷酸二磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(PARP)、Caspase-3，表明黃芪甲苷對(duì)缺氧/復(fù)氧損傷誘導(dǎo)的H9c2細(xì)胞凋亡和自噬具有保護(hù)作用[14]。

環(huán)黃芪醇(cycloastragenol，CAG)是從黃芪中分離的一種天然化合物，現(xiàn)代藥理學(xué)研究顯示，其具有抗炎、抗纖維化、內(nèi)皮保護(hù)等多種藥理作用。異丙腎上腺素誘導(dǎo)的心肌損傷模型中，CAG通過抑制蛋白激酶1-核糖體S6蛋白激酶(Akt1-RPS6KB1)信號(hào)通路，降低去甲腎上腺素和醛固酮等多種神經(jīng)內(nèi)分泌因子水平，改善心臟血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)，促進(jìn)心肌細(xì)胞自噬，減輕心肌功能障礙和心室重構(gòu)[15]。

2.2 丹參及其活性成分 丹參酮ⅡA(tanshinone ⅡA，TSA)作為丹參的主要單體和有效成分，具有抗腫瘤、抗氧化、保護(hù)缺血再灌注(I/R)損傷等作用。TSA促使心肌細(xì)胞存活是通過誘導(dǎo)自噬介導(dǎo)的，TSA通過激活磷酸腺苷活化的蛋白激酶-雷帕霉素靶蛋白(AMPK-mTOR)信號(hào)通路促進(jìn)自噬，從而改善心肌梗死后心功能。體外研究顯示，利用雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin，mTOR)激動(dòng)劑MHY1485可阻斷TSA的治療作用[16]。

丹參酚酸B(salvianolic acid B，SA-B)在臨床中廣泛用于治療心肌梗死、不穩(wěn)定型心絞痛、纖維化疾病等。Han等[17]通過觀察6 h內(nèi)不同時(shí)間饑餓條件下誘導(dǎo)心肌損傷造模成功后的心肌細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)自噬標(biāo)志基因LC3-Ⅱ的熒光斑點(diǎn)較對(duì)照組增加，且隨著時(shí)間延長(zhǎng)呈進(jìn)行性增長(zhǎng)趨勢(shì)，SA-B干預(yù)后的治療組3 h后出現(xiàn)自噬標(biāo)志基因LC3-Ⅱ熒光斑點(diǎn)及細(xì)胞損傷。由此表明SA-B通過抑制自噬保護(hù)3 h內(nèi)的饑餓細(xì)胞免受損傷。丹參酚酸促使自噬對(duì)急性心肌梗死的心臟發(fā)揮保護(hù)作用，從而抑制心肌梗死后心力衰竭[18]。

2.3 川芎及其活性成分 川芎嗪(tetramethylpyrazine，TMP)是川芎中的主要生物堿活性成分，川芎嗪注射液廣泛用于治療缺血性疾病。有研究顯示，TMP通過磷酸肌醇3-激酶(PI3K)/Bcl-2減輕了Beclin-1相關(guān)的自噬功能障礙，促進(jìn)心肌細(xì)胞自噬通量，降低了肌酸激酶、乳酸脫氫酶活性，有效地減輕了缺氧/復(fù)氧造成的心肌損傷[19]。TMP治療緩解了缺氧引起的H9c2心肌細(xì)胞活力喪失和凋亡，TMP發(fā)揮心肌細(xì)胞的保護(hù)作用可能與下調(diào)miR-499a，上調(diào)沉默調(diào)節(jié)蛋白1(Sirt1)并激活PI3K/蛋白激酶B(AKT)通路有關(guān)[20]。

阿魏酸(sodium ferulate，SF)是川芎中的主要有機(jī)酸活性成分，以結(jié)合型存在于川芎中，通過調(diào)節(jié)自噬通量發(fā)揮心臟保護(hù)作用。腹主動(dòng)脈縮窄導(dǎo)致的心肌肥厚模型中，給予SF連續(xù)用藥25 d，結(jié)果顯示，血管緊張素Ⅱ和內(nèi)皮素1表達(dá)降低，抑制了心房鈉尿因子、蛋白激酶C-β、細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白1/2表達(dá)，可能與抑制蛋白激酶C(PKC)和絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)信號(hào)通路有關(guān)[21]。川芎的有機(jī)酸活性成分在治療心血管疾病方面發(fā)揮了有益作用。Wang等[22]通過注射異丙腎上腺素制備大鼠心肌缺血損傷模型，結(jié)果顯示，給予有機(jī)酸活性成分干預(yù)后，血清乳酸脫氫酶、肌酸激酶、肌鈣蛋白水平均降低，心肌梗死面積縮小，在氧糖剝奪模型中觀察到類似結(jié)果，有機(jī)酸可抑制心肌缺血損傷誘導(dǎo)的自噬，表現(xiàn)為自噬空泡增加、LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值增加、Beclin-1表達(dá)增加及p62表達(dá)減少。PI3K抑制劑LY294002可消除有機(jī)酸對(duì)心臟的保護(hù)作用。上述研究表明SF的心臟保護(hù)作用與激活PI3K/Akt/mTOR信號(hào)通路恢復(fù)自噬通量有關(guān)。

2.4 中藥復(fù)方 周俊佟等[23]通過腹腔注射鹽酸異丙腎上腺素制備大鼠急性心力衰竭模型，并對(duì)模型組大鼠進(jìn)行參附湯水煎液2 mL(100 g)灌胃干預(yù)，發(fā)現(xiàn)參附湯可降低Beclin-1、自噬相關(guān)蛋白5同源物(Atg5)、Caspase-3 mRNA表達(dá)，表明參附湯具有抑制細(xì)胞凋亡損傷和調(diào)控細(xì)胞自噬的作用，同時(shí)通過改進(jìn)心臟功能性作用和結(jié)構(gòu)形態(tài)保護(hù)急性心力衰竭大鼠心肌細(xì)胞免受損害。雷雪等[24]細(xì)胞實(shí)驗(yàn)顯示，參附湯含藥血清通過降低Beclin-1、Atg5、Caspase-3 mRNA表達(dá)提高血管緊張素Ⅱ和阿霉素干預(yù)后心肌細(xì)胞存活率，進(jìn)一步證實(shí)參附湯通過調(diào)控自噬保護(hù)受損的心肌細(xì)胞。

解欣然等[25]通過制備缺氧復(fù)氧心肌細(xì)胞損傷模型，對(duì)造模后心肌細(xì)胞進(jìn)行參元丹(黃芪、玄參等組成)含藥血清干預(yù)，采用免疫細(xì)胞化學(xué)法觀察干預(yù)組與模型組心肌細(xì)胞Beclin-1、Caspase-3及PI3K表達(dá)，結(jié)果顯示，參元丹含藥血清通過抑制PI3K下調(diào)Beclin-1和Caspase-3 mRNA表達(dá)，減少缺血/再灌注誘導(dǎo)的心肌細(xì)胞自噬水平，從而抑制心肌細(xì)胞應(yīng)激損傷發(fā)揮心臟保護(hù)作用。

芪丹利心丸是由黃芪、黨參、丹參、葶藶子等中藥組成，在臨床治療慢性心力衰竭中取得了良好的療效。Shi等[26]通過結(jié)扎冠狀動(dòng)脈左前降支制備心力衰竭模型，對(duì)造模成功的大鼠灌胃芪丹利心丸，與纈沙坦和生理鹽水對(duì)照組比較，芪丹利心丸治療可改善左心室重構(gòu)和心功能，其機(jī)制可能與調(diào)控mTOR/P70S6K信號(hào)通路、增強(qiáng)心肌細(xì)胞的自噬作用相關(guān)，進(jìn)一步明確芪丹利心丸在心臟保護(hù)中的有效性。

Ren等[27]研究顯示，給予心肌梗死大鼠連續(xù)灌胃4周養(yǎng)心康片，可有效提高心臟射血分?jǐn)?shù)、減少心肌細(xì)胞凋亡、減輕心肌纖維化，其機(jī)制與抑制AMPK/mTOR信號(hào)通路活化，降低p-MAPK、LC3Ⅱ/LC3Ⅰ、Beclin-1表達(dá)相關(guān)。

3 中藥調(diào)控自噬防治心力衰竭的機(jī)制研究

3.1 抑制氧自由基的生成 氧自由基包括超氧陰離子(O2-)、過氧化氫(H2O2)、羥自由基(OH)等。氧自由基具有活性強(qiáng)、易發(fā)生反應(yīng)的特點(diǎn)，分為外源性氧自由基和內(nèi)源性氧自由基。氧自由基的產(chǎn)生可破壞細(xì)胞膜、線粒體、肌質(zhì)網(wǎng)、溶酶體，在心力衰竭發(fā)生、發(fā)展過程中發(fā)揮著重要作用。董順福等[28]通過測(cè)定丹參中總黃酮含量、抗氧化性及其清除自由基的能力，并與黃芪、人參相比，證實(shí)丹參在3種中藥中總黃酮含量最高，抗氧化性及清除超氧陰離子自由基能力最強(qiáng)，且丹參中所含的丹參素鈉可提高心力衰竭大鼠左室射血分?jǐn)?shù)及左室短軸縮短率，降低心力衰竭大鼠死亡率[29]。人參的主要藥用有效成分人參皂苷可清除超氧陰離子自由基，增加超氧化物歧化酶活性，提高血管內(nèi)皮活性。蔡鎮(zhèn)[30]研究顯示，中藥人參煎劑能有效擴(kuò)血管、增強(qiáng)心功能、降低腦鈉肽水平，有效延緩心力衰竭進(jìn)展。

3.2 改善線粒體能量代謝 線粒體是進(jìn)行能量代謝的主要場(chǎng)所，也是能量代謝底物轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)運(yùn)的必要環(huán)節(jié)。線粒體病變及功能紊亂導(dǎo)致機(jī)體多系統(tǒng)及多器官的病理變化。陳維中等[31]研究發(fā)現(xiàn)，丹參素鈉注射液可改善心肌細(xì)胞能量代謝，提高心肌收縮性，從而增強(qiáng)心臟泵血能力并提高心排血量。張琳等[32]研究顯示，丹參素可提高大鼠離體心臟ATP含量及腺苷酸能荷值，乳酸含量降低，降低了缺血再灌注心肌組織乙酰輔酶A/輔酶A比值，抑制心肌脂肪酸氧化，調(diào)節(jié)心肌能量代謝，從而保護(hù)受損的心肌細(xì)胞。

3.3 抑制自噬相關(guān)基因的表達(dá) 參與自噬調(diào)控的基因稱為Atg，目前酵母中至少確定了32種Atg，這些基因在自噬不同階段發(fā)揮著重要作用，共同參與自噬在細(xì)胞內(nèi)的整個(gè)作用過程[33]。人參皂苷Rg3可上調(diào)心肌組織Atg7和Beclin-1表達(dá)，提高了過氧化物酶體增殖物激活受體共激活因子1α(pGC-1α)和核因子E2相關(guān)因子2(NRF2)蛋白水平，促進(jìn)了心肌組織線粒體適應(yīng)性[34]。

4 小 結(jié)

對(duì)大鼠急性缺血和缺血再灌注模型研究顯示，缺血6 h內(nèi)心肌細(xì)胞通過自噬保護(hù)受損心肌，6 h后激活機(jī)體凋亡途徑，加速心肌細(xì)胞死亡[34]。乳鼠心肌細(xì)胞缺氧研究顯示，6 h內(nèi)細(xì)胞存活率較高，6 h后細(xì)胞出現(xiàn)自噬性死亡[35]。自噬的兩面性表明，一方面可保護(hù)受損的心肌細(xì)胞，另一方面又啟動(dòng)細(xì)胞自噬性死亡。因此，明確自噬發(fā)揮心肌細(xì)胞作用的時(shí)間段至關(guān)重要。

中藥通過多靶點(diǎn)調(diào)節(jié)自噬，保護(hù)受損的心肌細(xì)胞，延長(zhǎng)治療作用的時(shí)間窗。中藥活性成分豐富，具有廣闊的開發(fā)前景，隨著多學(xué)科交叉的不斷深入研究，中藥在心肌細(xì)胞保護(hù)方面發(fā)揮較大的作用，為心血管疾病的治療提供新途徑。