朱明军中医药干预动脉粥样硬化相关细胞信号

朱明军

河南医院

主任医师、教授，博士生导师,河南省优秀专家，入选百千万人才工程，获“有突出贡献中青年专家”荣誉称号...

　　动脉粥样硬化（Atheroslerosis，AS）是严重危害人类的疾病，AS是心脑血管事件发生的共同基础，是造成心脑血管疾病和死亡的重要因素。尽管采用了各种现代化治疗方法，AS的发生仍居高不下并有加速趋势，已成为一个社会公共健康问题。如何防止AS的发生，降低心脑血管疾病的发病率和死亡率仍然是医学研究面临的重大课题。而面对现代化学抗AS药物的不良反应，中医药因其作用广,毒副作用小,被广泛应用于防治As中。本文就中医药通过干预信号通路在抗AS机制方面的研究进展作一综述。

1.现代医学对AS的认识

　　目前认为AS是一种慢性炎症性疾病，其发病机制十分复杂，涉及脂质代谢紊乱，氧化应激，内皮细胞的损伤，SMC的增殖和迁移等多个方面，最终以斑块的破裂造成急性心脑血管疾病，严重威胁人们的健康。AS的形成是一个复杂的过程，已知的的危险因素有年龄、高血压、糖尿病、高脂血症等。炎症-损伤-反应学说为其主流学说，其中炎症、氧化应激被认为是AS的核心发病机制。其具体过程见图1所示。

图1.动脉粥样硬化的分期

　　（引自Nature:RaderDJ,DaughertyA.Nature.;():-13.）

　　炎症贯穿AS始终，众多炎性细胞因子、黏附因子、趋化因子等相互作用，相互交联，扩大炎症反应的级联，促成了AS病变的发生和发展。国际AS与炎症研究领域的学术权威LibbyP.教授分别在年Nature杂志及年Arteriosclerosis,Thrombosis,andVascularBiology杂志以相同题目“Inflammationinatherosclerosis”撰文认为炎症的分子细胞通路导致了AS。“炎症学说”已成为AS发病机制的主要学说之一。核转录因子-κB（NF-κB）、丝裂原活化蛋白激酶（mitogen-aetivatedproteinkinase，MAPK）以及T细胞共刺激分子介导的共刺激信号通路，在炎症信号转导中具有重要意义。炎症是动脉粥样硬化性疾病的始动因子。炎症导致血管局部中性粒细胞和单核细胞浸润，促进脂质沉积，导致动脉粥样硬化脂纹等早期病变的发生。巨噬细胞炎症反应和泡沫细胞的形成是AS过程中的两个重要事件。

2.中药通过阻断炎症通路抗AS的相关研究

2.1核转录因子-kappaB(nuclearfactor-kappaB,NF-κB)

　　NF-κB是最初在鼠成熟B细胞和粒细胞瘤中发现并命名为细胞核Kappa轻链基因表达的调节子。NF-κB是NF-κB/Rel家族中的一员，由家族中的p50和p65组成，通常以同源或异源二聚体p50/p65非活性形式存在于几乎所有类型细胞中。NF-κB是一种具有基因转录多项调控作用的转录因子。NF-κB通过调控细胞粘附分子的表达，参与了单核细胞浸润与迁移的全过程。粥样斑块中增多的NF-κB通过细胞间信号传导通路破坏内皮结构和功能的完整性，参与启动血管壁动脉粥样斑块的形成。

　　孙勤国等研究显示通过灌服AS模型大鼠小陷胸汤可减少NF-κB的表达，抑制斑块面积，提示小陷胸汤在一定程度上可抑制动脉粥样硬化大鼠主动脉斑块的形成及其NF-κB的表达,这可能是小陷胸汤抗AS作用机制之一。方微等实验结果显示何首乌总苷可能通过抗氧化保护主动脉内皮细胞形态，降低ApoE-/-小鼠氧化型LDL(ox－LDL)的产生、减少主动脉壁NF-κB的表达，从而保护VEC，起到防止小鼠实验性动脉粥样硬化病变形成的作用。富晶等结果显示银杏酮酯GBE可能通过降低LOX-1蛋白表达使VEC对ox-LDL的敏感性降低从而保护VEC，抑制NF-κB激活从而下调内皮细胞上LOX-1表达，这可能是GBE抗动脉硬化机制之一。崔华等实验显示国产红酒对AS病变具有一定程度的消退作用而其机制可能系红酒通过其抗氧化特性减少氧自由基生成或抑制其效应，从而抑制NF-κB活化，并下调MCP-1的表达。

2.2MAPK信号转导通路与AS

　　裂原活化蛋白激酶(MitogenActivatedProteinKinase，MAPK)是细胞内促增殖和传递应激信号的关键激酶，该家族包括ERK、p38等亚族。NF-κB蛋白家族是一种多效性的转录因子，可以与多种基启动子部位的1出位点发生特异性的结合从而促进其转录表达。ERK、JNK、p38MAPK的磷酸化可调节下游的NF-κB，氧化应激、细菌脂多糖，细胞因子等多种刺激可活化MAPK、NF-κB这条通路，能调控炎症性细胞因子、细胞表面受体、转录因子、粘附分子等的生成。ERK、JNK、p38、ERK5/BMK1可以由不同的刺激因素激活，形成不同的转导通路，激活各不相同的转录因子，介导不同的生物学效应，但这几条通路存在广泛的“crosstalk”，从而导致通路间产生相互协同或抑制作用。

　　张洋等研究表明罗布麻叶总黄酮中、高剂量组能显著改善胸主动脉壁病变,减少胸主动脉内皮下泡沫细胞及脂质空泡,并可降低大鼠血清中LDL-C、TC、TG水平以及hs-CRP的含量,提高HDL-C;同时发现罗布麻叶总黄酮中、高剂量组可以抑制p38MAPK的磷酸化,降低NF-κB、IL-6蛋白的表达。结论:罗布麻叶总黄酮对大鼠动脉粥样硬化具有明显的治疗作用,其抗AS的作用可能是通过干预p38MAPK/NF-κb信号通路下调相关蛋白来实现的。研究[17]淫羊藿苷可调节动脉粥样硬化大鼠的血脂水平,减少ox-LDL生成量,抑制高脂饲料诱导的大鼠动脉粥样硬化。其抗动脉粥样硬化的机制可能与阻断ERK1/2、p38MAPK信号通路激活而抑制血管平滑肌细胞增殖有关,亦可能与阻断JNK、p38MAPK及NF-κB信号通路激活而抑制血管内皮细胞损伤及凋亡有关。

2.3转化生长因子-β1(TGF-β1)/Smads信号通路

　　TGF-β1/Smads信号转导途径在动脉粥样硬化中的作用是当前心血管病研究的活跃领域。转化生长因子-β(transrorminggrowthfactor-β,TGF-β)是一种具有多功能的细胞因子。

　　内皮细胞中TGF-β信号通路的许多调节机制对血管内皮稳态的维持非常重要。Smads蛋白是介导TGF-β1信号从细胞膜传入细胞核的唯一信号分子,按其功能不同，该蛋白家族可分为活化型R-Smads(包括Smad1、2、3、5、8)、抑制型I-Smads(包括Smad6、7)和通用型Co-Smads(Smad4)三大类。TGF-β可通过Smad途径诱导eNOS的表达，TGF-β也可经多重机制抑制抑制型NOS的表达。经NO刺激的内皮细胞，TGF-β的表达有所下降，伴随着下调了TGF-β的下游靶基因表达。NO通过抑制Smad2的磷酸化和核转位来调控Smad途径。NO合成的长期抑制会增加动脉粥样硬化，从而引发早期的血管炎症、心肌纤维化和肾小球硬化症。

　　任敏研究发现槲皮素能够显著抑制TGF-β1诱导的成纤维细胞的增殖，同时抑制了TGF-β1诱导的成纤维细胞Smad2、p-Smad、α-SMA、Ⅰ/Ⅲ型前胶原mRNA和蛋白的高表达，再者槲皮素能够通过TGF-β1/Smad2信号通路改善TGF-β1诱导的成纤维细胞的生物活性的改变，从而发挥抗AS的作用。张璐研究显示调脂通脉颗粒可通过血清炎性因子的调节,使模型兔动脉斑块组织中CRP、IL-6、IL-17的mRNA表达下调,使IL-10、TGF-β的mRNA表达增加,减轻炎症因子对斑块的作用。

2.4JAK/STAT信号通路

　　JAK/STAT途径是细胞因子信号转导的重要途径之一，不仅参与炎症反应，同时也与氧化应激、细胞损伤、凋亡等密切相关。JAK家族包括JAK1、JAK2、JAK3和TYR24个成员。STAT家族包括STAT1、STAT2、STAT3、STAT4、STAT5a、STAT5b和STAT6共7个成员。细胞膜上的各种细胞因子受体与相应的配体结合，形成同源或异源二聚体后，促使细胞质内的JAKs相互磷酸化而被激活，活化后的JAKs磷酸化其受体酪氨酸残基，STAT补位到受体复合物的酪氨酸磷酸化特异位点，JAKs接近STATs并磷酸化STAT的一个羟基酪氨酸，从而激活STAT。活化后的STAT与受体分离，形成同源二聚体或异源二聚体，然后转位到细胞核，与DNA上的特定调节序列结合，调节基因的转录。JAK/STAT通路调控的基因包括凋亡相关基因如Fas、Bcl-2、Bax，炎性相关基因如COX-2、iNOS、IL-8、IL-6及其他如内皮素1（ET-1）、NADPH氧化酶基因等。实验证明JAK/STAT信号通路在AS的发生发展中可能发挥重要作用。Gharavi等发现磷酸化激活的STAT3（P-STAT3）主要存在于动脉粥样硬化斑块炎症区的内皮细胞中，而在其他炎性细胞中较少，非炎症区则几乎没有。

　　厚朴酚（Magnolol）是中药厚朴中的抗菌有效成分，能够抑制牛主动脉内皮细胞中STAT3下游中IL-6激活的Tyr和Ser的磷酸化，而不影响JAK1/JAK2/ERK1/2的磷酸化，显著减少STAT3与IL-6responseelement（IRE）域的结合，抑制IL-6诱导的ICAM-1启动子的活化及ICAM-1在内皮细胞表面的表达，减少单核细胞对IL-6激活的ECs的黏附，从而抑制STAT3激活发挥作用的细胞周期蛋白D1和MCP-1，抑制影响易损斑块的信号通路。橙皮素（Hesperidins）具有抑制炎症、抗氧化和降血脂的作用，研究发现橙皮素能够减轻p38MAPK的磷酸化及其下游的STAT1的激活，影响As斑块的形成。

2.5PI3K/Akt通路

　　PI3K家族是调控磷脂代谢途径以及磷脂源信使分子产生的重要催化酶系。它能特异性地向磷脂酰肌醇(phosphatidylinositol，PI)3位羟基，转移ATP的磷酸基团，使PI磷酸化成肌醇脂类物质。AktmRNA表达量,抑制PI3-K/Akt信号通路有关。具有第二信使特征的脂类衍生物是血管内皮细胞、血管平滑肌细胞、血小板等动脉粥样硬化相关细胞的重要调控分子，PI3K是催化第二信使特征脂类衍生物生成的重要调控酶。血管内皮细胞损伤是动脉粥样硬化形成的初始步骤。多种受体信号都可经PI3K-Akt信号通路转导，PI3K-Akt信号通路的调控直接影响动脉粥样硬化病理进程[24]。研究发现:激活PI3K/Akt信号途径，可以抑制血管内皮细胞中组织因子的表达;血管内皮生长因子(VEGF)/PI3K/Akt信号通路的激活，能够降低血管内皮细胞的凋亡。

　　中药复方丹蒌片具有降低兔血脂、炎症因子，抗动脉粥样硬化的作用，其作用机制可能与激活PI3K/AKT信号通路相关；导痰汤可以通过上调血管内皮细胞中PI3K和p-Akt的表达,达到治疗颈动脉硬化的作用；参芪复方可有效防治糖尿病大血管病变的发生发展,其机制可能与抑制糖尿病GK大鼠主动脉血管壁。

3泛素-蛋白酶体通路

　　泛素-蛋白酶体（ubiquitin-proteasomesystem，UPS）途径是细胞内非溶酶体途径蛋白质降解通路，广泛存在于真核生物细胞中，由泛素（Ub）、泛素活化酶（E1）、泛素偶联酶（E2s）、泛素-蛋白连接酶（E3s）、26S蛋白酶体以及泛素再循环酶等组成。UPS对蛋白质的降解包括两个连续的步骤：①在多种蛋白酶的作用下，Ub分子结合底物蛋白并标记；②标记了的底物蛋白，被26S蛋白酶体识别并降解。UPS除了介导蛋白降解外，还在抗原提呈、细胞周期、NF-κB代谢、基因转录及表达等方面发挥重要调控作用，UPS的异常则与许多疾病如肿瘤、炎症、动脉粥样硬化、心功能不全、高血压等的致病机制有关。

　　最近有证据显示，在AS初期、发展期以及AS的并发症期，都可能有UPS的参与。在血管平滑肌细胞（SMCs）从收缩型向增殖型转变过程中，UPS起着重要的作用。这可能是由于新内膜泛素化增加，导致SMCs内的肌原纤维蛋白降解增加所致。

　　大黄蛰虫丸干预高脂饲料喂养联合大剂量维生素D3腹腔注射方式复制大鼠AS模型，泛素(Ub)、泛素活化酶(UbE1)蛋白含量及mRNA表达均比模型对照组减弱,20S蛋白酶体活性增强，提示大黄蛰虫丸防治AS的机制可能与阻抑泛素-蛋白酶体系统,发挥蛋白酶体抑制剂的作用有关。清热化痰活血方组与其他各组比较,主动脉的MOMA-2的荧光表达、NF-кB的P65亚基及CD40L的表达、超氧化物阴离子自由基及CD40L的表达、斑块的脂质核含量均有显著下降(P0.01)。结论:清热化痰活血方可以显著抑制主动脉动脉粥样硬化的炎性因子的表达,其机制与部分抑制泛素蛋白酶体通路有关,蛋白酶体可能是中药作用的一个靶点。

4TOLL样受体信号通路

　　Toll样受体（Toll-likereceptor）是人们在研究果蝇胚胎发育过程中发现的dToll基因所编码的一种跨膜受体蛋白，到目前为止TLR家族至少已包括了12个成员。其中TLR4是介导内毒素/脂多糖（lipopo-lysaccharide，LPS）应答的最主要受体。TLR激活后信号途径大致可分为MyD88依赖途径和非MyD88依赖途径。其中MyD88是除TLR3外所有TLRs的衔接蛋白。MyD88依赖途径主要引起核因子κB易位进入细胞核内进而诱导免疫基因如单核细胞趋化蛋白、细胞黏附分子、白细胞介素等的转录；非MyD88依赖途径主要激活干扰素调节因子3（interferonregulatedfactor3，IRF-3）并引起I型干扰素（type1interferons，IFNs）的转录。

　　张代娟等研究发现中药成分青心酮可通过TLR4途径下调LPS活化的小鼠平滑肌细胞、内皮细胞、巨噬细胞TLR4mRNA和蛋白的表达，在一定程度上减少AS病灶的形成。赵玉霞等报道具有益气活血功效的中药复方制剂脑心通胶囊可通过降低TLR4的过度表达而稳定动脉粥样硬化斑块最新研究发现,在ox-LDL、LPS诱导巨噬细胞泡沫化的过程中,用虎杖苷与山楂提取物配伍来干预,可明显的抑制细胞内TLR4的表达,且优于单纯的虎杖苷或山楂提取物。

5Rho/Rho激酶信号通路

　　Rho是一种小分子G蛋白，包括3个亚型：RhoA，RhoB，RhoC。Rho激酶（Rho-associatedcoiled-coilformingproteinserine/threoninekinase，ROCK）是一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，主要包括氨基端的催化结构域（即激酶域，kinasedomain）、中间的α螺旋区（包含Rho蛋白结合结构域，Rho-bindingdomain，RBD）和羧基端富含半胱氨酸的pH结构域（pleckstrin-homologydomain，PHD）。ROCK的活性受细胞外信号和一些胞浆蛋白的调节。当ROCK接受Rho传递的活化信号后，会发生多个氨基酸位点的磷酸化而被激活，并介导其下游一系列磷酸化/脱磷酸化反应。

　　张红珍研究显示：与模型组比较,补阳还五汤可显著降低Rho激酶及NF-κBp65mRNA的表达，同时可显著降低AS模型的血脂，提示补阳还五汤可下调主动脉Rho激酶及NF-κBp65mRNA表达水平,降低血脂,具有抗AS作用,抑制Rho激酶通路可能是其作用机制之一。张子新等研究表明通心络治疗后可提高AS动物模型eNOS,降低ET-1,降低MYPT表达，降低血脂。提示糖尿病合并动脉粥样硬化大鼠出现内皮功能异常,通心络可以改善血管内皮功能,其机制可能是通过Rho/Rho激酶信号通路抑制血管内皮损伤。

6、中医目前对AS的认识进展

　　中医古文献虽无“动脉粥样硬化”之名称，但在历代医籍中，对类似血脂异常及由此引起的动脉粥样硬化等并发症的临床表现和治法，都有较详细的论述，主要包含在“头疼”、“眩晕”、“脉痹”、“心悸”、“胸痹”、“中风”等疾病中，临床中以心脑血管病为主，也可见于一部分周围血管病。中医辩证治疗本病也积累了不少经验，但疗效并不令人满意，因此，对本病病机认识的是否正确需要进一步思考。笔者依据研究基础并结合临床经验，提出“补肾调肝降浊法”治疗AS。其依据如下：AS除与全身性疾病所致（继发性血脂异常）外，多由于遗传基因缺陷或环境因素相互作用引起；中医认为，肾为先天之本，内寄真阴真阳，肾精不足，不能滋养血脉则血脉不畅，肾水不能涵养肝木，则肝失调畅，肝主疏泄失司，加之久坐不动，或饮食失节，脾之运化功能亦失调，导致水液代谢失调、痰瘀内生而导致AS，从现代医学看：血脂异常的治疗也是从肝入手。脾之运化功能失调，酿生痰浊；饮食不能生精则化为痰浊，痰浊瘀滞经脉，经脉不畅，发为脉痹及AS。

作者：闫奎坡朱翠玲朱明军

朱明军中医药干预动脉粥样硬化相关细胞信号

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