呂麗娜,姜麗紅
(1. 長春中醫(yī)藥大學(xué) 中醫(yī)學(xué)院,吉林 長春 130021;2. 長春中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院 國家中醫(yī)心血管病臨床醫(yī)學(xué)研究中心分中心,吉林 長春 130021)
心血管疾病(CVD)嚴(yán)重危害人類健康和生命,其病死率、死亡率、復(fù)發(fā)率都很高。截至2018 年報告,我國心血管現(xiàn)患病人數(shù)達(dá)2.9 億,占居民死亡人數(shù)的40%,僅次于惡性腫瘤[1]。目前我國人口老齡化越來越重,其患病率和死亡率也在逐年上升。中醫(yī)中藥在心血管疾病治療中取得了重大進(jìn)展,通過西醫(yī)辯病及中醫(yī)辨證的治療相結(jié)合,現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究手段探索中藥的藥理機(jī)制,可為中醫(yī)中藥的應(yīng)用提供理論證據(jù)。
紅景天為景天科植物大花紅景天Rhodiola crenulata(Hook.f.et Thoms.)H Ohba的干燥根和根莖,主產(chǎn)于西藏、四川等地。味甘,性寒,歸脾、肺、心經(jīng),具有健脾益氣、活血化瘀的功效。紅景天的主要單體成分紅景天苷(Salidroside)近年來研究廣泛,其對于心腦血管疾病、神經(jīng)系統(tǒng)疾病具有良好作用?,F(xiàn)代藥理學(xué)研究證實(shí),紅景天苷具有抗氧化、抗衰老、清除氧自由基、調(diào)節(jié)免疫、抗炎癥反應(yīng)等作用。目前紅景天苷對心血管系統(tǒng)藥理作用研究成熟,但無詳細(xì)系統(tǒng)歸納,現(xiàn)就目前紅景天苷在心血管系統(tǒng)疾病中的藥理作用方面進(jìn)行綜述,以期為臨床用藥研究提供參考。
心肌纖維化是心肌損傷后的反應(yīng)性重構(gòu)過程。主要表現(xiàn)為心肌成纖維細(xì)胞增殖,分泌細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)蛋白替代受損組織。然而,細(xì)胞外基質(zhì)的過度產(chǎn)生和沉積,以及Ⅰ型和Ⅲ型膠原比例的上升,導(dǎo)致病理性纖維化重塑,加速心功能不全的進(jìn)展,最終導(dǎo)致心肌梗死、心律失常、心力衰竭等多種心血管疾病,死亡率升高[2]。紅景天苷可減少心肌梗死面積,改善心肌纖維的排列結(jié)構(gòu),保護(hù)急性心肌梗死后的損傷[3]。
紅景天苷可基于多條信號通路改善心肌纖維化水平,抑制心血管相關(guān)疾病的發(fā)生發(fā)展。wnt/β-catenin信號通路是心肌纖維化較為關(guān)鍵的信號通路,紅景天苷通過調(diào)控wnt/β-catenin 信號通路傳導(dǎo)減小心肌膠原面積,改善急性心肌梗死后的心室重構(gòu),抑制心肌纖維化[4]。紅景天苷還可通過抑制JNK/AP-1 信號通路,下調(diào)轉(zhuǎn)化生長因子-β1(TGF-β1)mRNA 表達(dá),抑制心肌細(xì)胞腫脹和心肌膠原纖維異常沉積,保護(hù)心肌細(xì)胞功能[5]。另外,紅景天苷通過下調(diào)糖尿病心肌病大鼠模型原癌基因C-jun、C-fos mRNA 的表達(dá),抑制MAPK 信號通路JNK、ERK 及p38MAPK 蛋白表達(dá),減輕p38 MAPK 和ERK1/2 磷酸化水平,進(jìn)而參與調(diào)節(jié)心肌纖維化的發(fā)生與TGF-β1 的表達(dá),并抑制其下游靶基因,降低心肌纖維化,改善室性心律失常[6]。心力衰竭是心血管疾病發(fā)展的終末階段,紅景天苷可下調(diào)急性心肌梗死后導(dǎo)致的心力衰竭大鼠膠原蛋白Ⅰ(colI)、前纖維蛋白-1(Profilin-1)蛋白表達(dá),抑制PI3K/AKT/GSK3β 通路中蛋白的磷酸化,減輕心肌纖維化,延緩心力衰竭[7]。
細(xì)胞凋亡是機(jī)體在生理及病理等一系列基因的調(diào)控過程中,為了更好適應(yīng)生存環(huán)境,維持自身內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài),采取的程序性死亡,包括染色體固縮、核碎裂、凋亡小體形成、細(xì)胞皺縮等。線粒體凋亡在細(xì)胞凋亡中占重要位置,線粒體結(jié)構(gòu)和功能的重構(gòu)導(dǎo)致一系列凋亡蛋白從線粒體內(nèi)釋放到細(xì)胞漿,線粒體誘發(fā)細(xì)胞凋亡的機(jī)制包括線粒體膜通透性轉(zhuǎn)化孔(mPTP)的開放、Bcl-2 蛋白家族的表達(dá)、Caspase 家族參與細(xì)胞的分化與凋亡、細(xì)胞色素C(Cyt-C)從線粒體的釋放等[8]。紅景天苷可降低凋亡指數(shù)(AI)、Bcl-2 相關(guān)的X 蛋白(Bax)水平,降低死亡受體與線粒體凋亡相關(guān)蛋白Fas、Cyt-C、Caspase-3、Caspase-8、Caspase-9、Cleaved Caspase-3 和Cleaved Caspase-9 的表達(dá),上調(diào)Bcl-2的蛋白表達(dá),提高環(huán)氧酶(COX)、琥珀酸脫氫酶(SDH)的活性,抑制線粒體通透性轉(zhuǎn)換孔開放、保護(hù)線粒體功能,從而抑制心肌細(xì)胞的凋亡,減少心肌缺血及再灌注損傷,保護(hù)心臟功能[9]。在高糖復(fù)合損傷心肌細(xì)胞大鼠模型中使用紅景天苷預(yù)處理,可通過抑制Drpl 蛋白表達(dá),上調(diào)線粒體Opal 蛋白,調(diào)節(jié)線粒體動力學(xué)平衡,抑制心肌細(xì)胞的凋亡[10]。此外,紅景天苷通過抑制促凋亡分子Caspase 3 和Caspase 9 的激活以及抗凋亡分子Bcl-2 的激活來抑制H9c2 細(xì)胞凋亡,改善了線粒體膜電位(ΔΨm),減少了細(xì)胞間Ca2+濃度的積累并抑制了H9c2 細(xì)胞中ATP 的過度消耗,減輕心肌細(xì)胞損傷[11-12]。
PI3K/AKT/GSK3-b 信號通路在細(xì)胞的凋亡及增殖中發(fā)揮重要作用,紅景天苷可激活RISK 信號通路上關(guān)鍵靶點(diǎn)PI3K、AKT 和GSK3-b 的磷酸化蛋白表達(dá),保護(hù)心肌缺血再灌注損傷[13]。糖尿病是心血管疾病的常見致病因素,紅景天苷可通過激活A(yù)KT 信號通路并上調(diào)血紅素加氧酶-1(HO-1)的表達(dá),改善糖尿病引起的心臟功能障礙、心肌肥大和體內(nèi)纖維化,預(yù)防心肌細(xì)胞凋亡和心室重構(gòu)[14]。紅景天苷預(yù)處理后,通過增加HIF-1α 表達(dá)并隨后上調(diào)VEGF 表達(dá)水平來對抗缺氧誘導(dǎo)的心肌細(xì)胞壞死和凋亡,提高心肌細(xì)胞活性,保護(hù)心肌[15-16]。紅景天苷和酪醇(TYR)引起劑量依賴性的核濃縮抑制作用,紅景天苷和酪醇分別或組合使用可下調(diào)凋亡蛋白Caspase-3活性,細(xì)胞色素C 釋放和JNK 激活,該組合的抗凋亡作用優(yōu)于單獨(dú)應(yīng)用紅景天苷或酪醇[17]。
心血管免疫炎癥反應(yīng)近年來被廣泛熟知,免疫是機(jī)體抵抗外邪的自我保護(hù)行為,過度免疫反應(yīng)則對機(jī)體產(chǎn)生損害,炎癥反應(yīng)則是機(jī)體過度免疫的結(jié)果。心血管炎癥反應(yīng)導(dǎo)致局部細(xì)胞浸潤,心肌瘢痕組織增生,促使心肌損傷[18]。紅景天苷可降低人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞(HUVEC)中脂多糖(LPS)和三磷酸腺苷(ATP)誘導(dǎo)的Caspase-1 的活化,抑制了白介素-1β(IL-1β)的釋放,發(fā)揮抗炎作用[19]。
紅景天苷通過抑制PI3K/Akt 信號通路及AMPK /NF-κB/NLRP3 信號通路等多條信號傳導(dǎo)通路減弱血清中的相關(guān)促炎細(xì)胞因子,包括TNF-α、IL-1β 和IL-6等,對心肌缺血再灌注損傷具有心臟保護(hù)功能[20-21]。紅景天苷抑制心肌酶和相關(guān)促炎細(xì)胞因子的過度釋放,促進(jìn)離體心臟的心功能恢復(fù),表現(xiàn)為心肌收縮力和冠脈流血流的增強(qiáng),恢復(fù)體內(nèi)外ATP 和糖原的含量,升高大鼠和離體心臟p-AMPK、PPAR-α 和PGC-1α 的蛋白表達(dá),降低p-NF-κB、p65、p-IκBα、p-IKKα 和p-IKKβ 的蛋白表達(dá)。結(jié)果表明,紅景天苷通過調(diào)節(jié)AMPK/PGC-1α 和AMPK/NF-κB 信號通路改善心肌缺血再灌注損傷[22]。
氧化應(yīng)激是指機(jī)體受到外界刺激時產(chǎn)生的體內(nèi)高活性分子,活性氧增多,導(dǎo)致氧化系統(tǒng)與抗氧化系統(tǒng)的失衡,過度的氧化導(dǎo)致氧化物無法及時清除,最終損傷機(jī)體組織。在心血管疾病中,活性氧水平的過量導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌功能的紊亂,進(jìn)而引起心血管疾病的發(fā)展[23]。紅景天苷預(yù)處理后,細(xì)胞活力有所提高,乳酸脫氫酶(LDH)的釋放有所下降,活性氧自由基(ROS)和丙二醛(MDA)水平下調(diào),超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)的活性增加,降低了缺氧/復(fù)氧誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激反應(yīng),減輕心肌細(xì)胞損傷[24]。紅景天苷通過降低細(xì)胞間ROS 和MDA 的水平,改善SOD 和過氧化氫酶(CAT)的活性,從而對HUVEC 中的氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的細(xì)胞損傷具有保護(hù)作用,通過誘導(dǎo)核因子E2 相關(guān)因子2(Nrf2)核易位并激活HUVEC 中Nrf2 調(diào)節(jié)的血紅素加氧酶-1(HO-1)和醌氧化還原酶1(NQO-1)等抗氧化酶基因的表達(dá)來抑制氧化應(yīng)激損傷[25]。通過紅景天苷對氧剝奪葡萄糖(OGD)/復(fù)氧模型的H9c2 細(xì)胞作用中發(fā)現(xiàn),紅景天苷可抑制ROS 的產(chǎn)生,p53 線粒體易位和親環(huán)蛋白D(Cyp-D)結(jié)合以及線粒體膜電位降低。同時,紅景天苷可激活A(yù)kt 信號通路并促進(jìn)Nrf2 調(diào)控的基因(HO-1 和NQO-1)轉(zhuǎn)錄[26]。miR-103 基因的過表達(dá)消除了過氧化氫(H2O2)誘導(dǎo)的細(xì)胞活性和ROS 的產(chǎn)生,Bcl2 /腺病毒E1B 19 kDa 相互作用蛋白3(BNIP3)被確定為HUVEC 中的新型miR-103 靶標(biāo),紅景天苷通過上調(diào)miR-103 的表達(dá)來介導(dǎo)BNIP3 的下調(diào)并在細(xì)胞保護(hù)中起到抗氧化應(yīng)激作用[27]。此外,紅景天苷通過增加p-ERK 含量和降低p-p38 蛋白表達(dá)而抗氧化應(yīng)激和MAPKs 信號通路介導(dǎo)的急性力竭性損傷,保護(hù)心肌[28]。
腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)(RAAS)是通過調(diào)節(jié)血壓、水、電解質(zhì)平衡來維持機(jī)體的血流動力學(xué)穩(wěn)定,RAAS 的激活可導(dǎo)致血管收縮,血管平滑肌和心肌增生肥厚,進(jìn)而導(dǎo)致高血壓、心肌梗死、心力衰竭相關(guān)心血管疾病。故而尋找有效藥物抑制RAAS的過度激活是目前治療心血管疾病的熱點(diǎn)。
吳潔等[29]通過制備慢性心力衰竭大鼠模型,通過檢測心動圖指標(biāo)、心室重構(gòu)相關(guān)指標(biāo)和RAAS 指標(biāo)的水平,結(jié)果發(fā)現(xiàn),紅景天苷可抑制腎素(PRA)、血管緊張素(Ang Ⅱ)和醛固酮(ALD)的表達(dá)水平,增加心室前后負(fù)荷,促進(jìn)成纖維細(xì)胞增殖及膠原合成,改善慢性心力衰竭。高靜媛等[30]研究不同劑量的紅景天苷對糖尿病心肌病大鼠模型中IL-6和Ang Ⅱ水平,發(fā)現(xiàn)低劑量(50 mg/kg)、中劑量(100 mg/kg)紅景天苷組能夠有效降低IL-6 的表達(dá)水平,Ang Ⅱ的表達(dá)隨著紅景天苷的劑量增高而升高,提示紅景天苷可能通過抑制腎素-血管緊張素(RAS)系統(tǒng)減輕心臟損傷。
阿霉素是廣泛應(yīng)用于腫瘤相關(guān)疾病的化療藥物,但因與心肌具有較強(qiáng)的親和力,易引起劑量依賴性的心肌損傷及不可逆性大面積心肌壞死。其機(jī)制與線粒體功能障礙、心肌細(xì)胞內(nèi)鈣超載進(jìn)而引起的細(xì)胞凋亡密切相關(guān)[31]。紅景天苷通過激活QKI/FoxO1 通路減輕阿霉素誘導(dǎo)的心臟毒性,下調(diào)Bax、Caspase3和FoxO1 的表達(dá)水平,減輕心功能不全[32]。
腹腔注射脂多糖(LPS)可導(dǎo)致大鼠心肌損傷,尤其是心肌細(xì)胞能量代謝的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)—線粒體損傷明顯,出現(xiàn)心肌線粒體腫脹,心肌纖維排列不規(guī)整等[33]。紅景天苷通過在體內(nèi)抑制脂多糖誘導(dǎo)的內(nèi)毒素血癥心肌損傷大鼠中iNOS、COX-2、NF-κB 和PI3K /Akt / mTOR 信號通路,發(fā)揮心臟保護(hù)作用[34]。
通過對小鼠下腔靜脈取血,體外洗滌血小板,發(fā)現(xiàn)紅景天苷可抑制凝血酶誘導(dǎo)的血塊回縮,同時對血小板無明顯毒性,其過程可能是通過減少血小板TXA2 的含量發(fā)揮體外抗血栓作用[35]。紅景天苷體外灌流后可使大鼠心肌細(xì)胞膜鈉通道電流(INa)幅值增高,I-V 曲線下移,改善快鈉通道活性,調(diào)節(jié)Na+-Ca2+交換體功能,減少鈣外排,增強(qiáng)心肌保護(hù)[36]。通過建立苯腎上腺素誘導(dǎo)的大鼠心肌肥大細(xì)胞模型,發(fā)現(xiàn)紅景天苷可上調(diào)微小RNA miR-30d-5p 的表達(dá),同時抑制其靶基因GRP78 mRNA 及蛋白表達(dá)水平,抑制心肌細(xì)胞表面積的增大,從而改善心肌細(xì)胞肥大[37]。
紅景天苷可通過多靶點(diǎn)、多途經(jīng)改善心肌纖維化水平、抑制心肌細(xì)胞凋亡、抗炎、抗氧化、抑制腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)、降低毒性。此外,在抗血栓、調(diào)節(jié)Na+-Ca2+交換、改善心肌細(xì)胞肥大等方面也發(fā)揮著重要作用。目前對于紅景天苷的研究局限于基礎(chǔ)研究方面,對于臨床研究應(yīng)用相對匱乏,具體調(diào)控網(wǎng)絡(luò)方面研究證據(jù)不足。因此,在今后研究中,應(yīng)著重于在重要調(diào)控機(jī)制方面,應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)等相關(guān)技術(shù),深入探索關(guān)鍵作用靶點(diǎn)機(jī)制,從而為紅景天苷在臨床中的應(yīng)用提供更多依據(jù)。