中藥抑制細(xì)胞凋亡的研究進(jìn)展

　　摘要：就近年來中藥抑制細(xì)胞調(diào)亡的文獻(xiàn)進(jìn)行整理，從中藥調(diào)控細(xì)胞凋亡途徑、影響凋亡信號傳導(dǎo)、調(diào)控凋亡相關(guān)基因表達(dá)、調(diào)控細(xì)胞因子4個方面進(jìn)行系統(tǒng)綜述。認(rèn)為中藥在抑制細(xì)胞凋亡方面有較好的作用。
　　關(guān)鍵詞：凋亡；中藥；綜述
　　中圖分類號：R2－03　文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
　　文章編號：1007－2349(2007)11－0046－03
　　
　　細(xì)胞凋亡(apoptosis)是一種細(xì)胞生理性死亡的形式，是多細(xì)胞有機(jī)體為保持身體組織穩(wěn)定、調(diào)控自身細(xì)胞增殖和死亡之間的平衡、由基因控制的細(xì)胞自動性死亡過程，在機(jī)體的生長發(fā)育、衰老、免疫調(diào)節(jié)、內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定以及腫瘤、感染、自身免疫性疾病等生理病理過程中均有重要意義。機(jī)體通過凋亡過程來清除體內(nèi)不需要或有害細(xì)胞，或通過抗凋亡過程維持細(xì)胞功能。抑制凋亡在維護(hù)生命個體的穩(wěn)定、抗衰老等過程中有很重要的作用。近年來有關(guān)中藥抑制細(xì)胞凋亡的研究日漸增多，研究涉及缺氧、缺血等因素導(dǎo)致的神經(jīng)系統(tǒng)、心腦血管、胃腸功能損傷的保護(hù)、腫瘤治療(放、化療)后骨髓、免疫功能損傷的防治等方面。中醫(yī)藥可對細(xì)胞凋亡過程的不同環(huán)節(jié)進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)而抑制細(xì)胞凋亡，維持機(jī)體內(nèi)平衡，阻止組織病理過程的惡化。
　　
　　1 通過調(diào)控細(xì)胞凋亡途徑抑制凋亡
　　
　　機(jī)體內(nèi)存在多條細(xì)胞凋亡的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，其中內(nèi)源性的線粒體細(xì)胞色素C途徑和外源性的死亡受體途徑所介導(dǎo)細(xì)胞凋亡是目前研究較多的途徑。
　　1．1 通過調(diào)控線粒體細(xì)胞色素C途徑抑制凋亡 許多研究結(jié)果均表明，線粒體在細(xì)胞凋亡過程中起著“主開關(guān)”作用，是最重要的途徑之一，其通過Cyt－C途徑誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。在細(xì)胞凋亡信號的刺激下，會使caspases激活，胞質(zhì)Ca²⁺水平升高，產(chǎn)生ceramide，諸如此類的改變會直接或間接地引發(fā)線粒體通透性轉(zhuǎn)變孔道(PTP)開放，使能量產(chǎn)生中斷，線粒體內(nèi)膜跨膜電位(△ψm)的下降，并導(dǎo)致外膜破裂，釋放出Cyt－C等各種活性蛋白，Cyt－C從線粒體內(nèi)釋放是關(guān)鍵的一步。胞漿內(nèi)的Cyt－C在dA7P存在下，與凋亡蛋白酶活化因子－1(Apaf－1)結(jié)合，誘導(dǎo)caspase－9前體的寡聚化，并形成凋亡體。凋亡體的形成可激活caspase－9，繼而活化Caspase－3，啟動Caspase的級聯(lián)反應(yīng)，引起細(xì)胞凋亡。
　　有研究以缺氧／缺糖再給氧為模型，觀察清開靈注射液對神經(jīng)細(xì)胞線粒體膜電位的保護(hù)作用。結(jié)果發(fā)現(xiàn)清開靈注射液能顯著降低細(xì)胞內(nèi)Ca²⁺濃度，抑制細(xì)胞凋亡，提高線粒體膜電位和活性，認(rèn)為清開靈注射液可抑制缺氧一缺糖再給氧損傷所致的線粒體膜電位的降低、抑制神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)鈣超載與抑制細(xì)胞凋亡有關(guān)。
　　1．2 通過調(diào)控死亡受體途徑抑制凋亡 凋亡還可以通過死亡受體通路介導(dǎo)，現(xiàn)知死亡受體途徑主要包括Fas／FasL途徑和TNFa／TNFR途徑。死亡受體家族成員包括7NFRl、TNFR2、Fas／CD95、TRAlL－Rs等，當(dāng)死亡受體與其相應(yīng)的配基(死亡配體)特異性結(jié)合后，將凋亡信號由胞外傳人胞內(nèi)，在連XLRM7nG3OC5qX8ZkyZkMZg==接分子的媒介下，激活Caspase，導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。
　　1．2．1 通過調(diào)控Fas／FasL途徑抑制凋亡 中藥可以通過調(diào)控Fas／FasL的表達(dá)，抑制受損細(xì)胞的凋亡。參附注射液對培養(yǎng)的乳鼠心肌細(xì)胞缺氧及缺氧／復(fù)氧時凋亡相關(guān)基因Fas／FasL蛋白表達(dá)影響研究發(fā)現(xiàn)，結(jié)果缺氧4.5h及10.5h后，心肌細(xì)胞Fas／FasL蛋白的陽性表達(dá)指數(shù)(positive expressionindex，PEI)參附注射液組明顯低于缺氧組；參附注射液可通過下調(diào)Fas／FasL蛋白表達(dá)，參附注射液組還見到caspase-3活性下降，提示參附注射液抑制乳鼠心肌細(xì)胞凋亡是通過Fas／FasL-caspase-3途徑實(shí)現(xiàn)的。
　　1．2．2 通過調(diào)控TNFa／TNFR途徑抑制凋亡 研究還發(fā)現(xiàn)中藥通過調(diào)控7NFa／TNFR途徑抑制細(xì)胞凋亡。枸杞多糖對老年大鼠T細(xì)胞過度凋亡及相關(guān)基因表達(dá)研究發(fā)現(xiàn)，枸杞多糖可以下調(diào)促凋亡的TNFRl基因mRNA表達(dá)并上調(diào)抗凋亡的Bcl-2基因mRNA表達(dá)，降低老年大鼠T細(xì)胞的過度凋亡，從而改善老年大鼠T細(xì)胞過度凋亡的狀態(tài)。
　　
　　2 通過影響凋亡信號傳導(dǎo)抑制凋亡
　　
　　細(xì)胞抗凋亡的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)是在內(nèi)外生存因子的刺激下，激活多種信號偶聯(lián)途徑的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程。常見的凋亡信號傳導(dǎo)途徑有磷脂酰肌醇－3－激酶(P13K)／蛋白激酶B(PKB或稱為AKT)途徑，RAS－MAPK途徑，NF－κB途徑，N()途徑等。
　　2．1 P13K／PKB途徑 P13K是一種胞內(nèi)磷脂酰肌醇激酶，PKB是P13K的靶蛋白之一，P13K與PKB是促進(jìn)凋亡作用的重要調(diào)節(jié)因子；其過量表達(dá)可抑制細(xì)胞的凋亡。黃芪多糖(APS)對2型糖尿病大鼠腎組織胰島素信號分子表達(dá)的研究發(fā)現(xiàn)，認(rèn)為黃芪多糖降低2型糖尿病大鼠血糖水平的機(jī)制可能與提高糖尿病大鼠腎組織中胰島素受體(InsR)、胰島素受體底物－1(IRS－1)、P13K水平，增加組織對胰島素的敏感性，改善胰島素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)有關(guān)。
　　2．2 RAS－MAPK途徑 絲裂原活化蛋白激酶家族(MAPKS)參與細(xì)胞凋亡的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程。MAPKS級聯(lián)反應(yīng)包括MAPKKK，MAPKK與MAPK等3個順序的活化過程。每一種激酶又由不同成分組成。MAPK包括ERK，jNK／SAPK，P38。有研究探討肝星狀細(xì)胞絲裂原活化蛋白激酶(HSCs MAPK)通路中ERK、JNK的活化情況，以及丹參藥物血清對磷酸化細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)蛋白激酶(P－ERK)、磷酸化氨基末端蛋白激酶(P－JNK)表達(dá)，肝纖維化大鼠經(jīng)丹參藥物血清干預(yù)后較對照組均顯著降低，正常大鼠經(jīng)丹參藥物血清干預(yù)后較正常大鼠對照組也均顯著減少。表明活化的HSCs中ERK、JNK保持著較高的磷酸化水平，兩者介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路是HSCs活化和增殖的重要途徑之一；阻斷MAPK信號通路可能是丹參治療肝纖維化的重要作用途徑之一。
　　2．3 NF－κB途徑 在大多數(shù)細(xì)胞類型中，NF－κB在胞漿中與抑制亞單位lκB結(jié)合形成無活性的復(fù)合物。在TNF誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡過程中，可刺激lκB的磷酸化作用及降解作用。使NF－κB能從復(fù)合物中釋放并活化，活化的NF-κB迅速轉(zhuǎn)位進(jìn)入胞核，繼而作用于靶基因，誘導(dǎo)基因表達(dá)，編碼前炎性蛋白，如IFN，細(xì)胞因子，生長因子，細(xì)胞黏附因子，紅細(xì)胞生成素與MHC－I類分子等，抑制NOS的生成，并誘導(dǎo)編碼凋亡抑制蛋白C－IAPl，C－IAP2基因表達(dá)，誘導(dǎo)抗凋亡基因Bcl－2，Bcl－x1的表達(dá)。探討人參皂甙對心血管疾病的保健和防治機(jī)制的研究發(fā)現(xiàn)，結(jié)果顯示內(nèi)毒素脂多糖(LPS)促使HUVEC NF－κB向細(xì)胞核內(nèi)轉(zhuǎn)移，人參皂甙則能阻止LPS誘導(dǎo)的NF－κB核內(nèi)轉(zhuǎn)移；能完全阻止LPS致內(nèi)皮細(xì)胞核提取物NF－κB DNA結(jié)合活性；IJs能使HUVl3C PAl－1蛋白及mRNA表達(dá)顯著增強(qiáng)，人參皂甙則使LPS的這種作用明顯減弱。認(rèn)為人參皂甙對心血管疾病的防治機(jī)制之一可能是通過NF－κB途徑拮抗LPS致HUVEC PAI－1的表達(dá)。
　　2．4 NO途徑 NO對細(xì)胞的增殖與存活有雙重效應(yīng)。它可以通過多種機(jī)制誘導(dǎo)細(xì)胞的凋亡，但在一些特定環(huán)境中，NO又可在一些細(xì)胞類型中作為凋亡的潛在抑制劑。川芎嗪對多巴胺誘導(dǎo)PCI2細(xì)胞凋亡的保護(hù)作用的研究發(fā)現(xiàn)，認(rèn)為川芎嗪可抑制DA引起的PCI2細(xì)胞凋亡，此作用可能與降低NO生成有關(guān)。NO的抗凋亡作用還與caspase水平有關(guān)。在死亡配體依賴與配體非依賴的凋亡中，NO均能抑制caspase的活性。黃芪、當(dāng)歸注射液可通過促進(jìn)NO的生成、誘導(dǎo)caspase3表達(dá)促進(jìn)體外培養(yǎng)的血管平滑肌細(xì)胞凋亡。同時還可通過上調(diào)bcl－2表達(dá)而抑制其阻止氧自由基破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，起抗細(xì)胞凋亡作用，通過抑制粘著斑激酶的表達(dá)，調(diào)節(jié)其對細(xì)胞增殖和凋亡的影響。已發(fā)現(xiàn)，NO在某些細(xì)胞類型的線粒體中起抗凋亡作用。如在鼠肝線粒體中，生理濃度的NO能可逆性的抑制PTP的開放，機(jī)制是通過膜的去極化與Ca²⁺的積聚作用。
　　2．5 其他 胞漿中游離的Ca²⁺作為第二信使在凋亡信號傳遞過程中起關(guān)鍵作用；細(xì)胞核內(nèi)鈣離子濃度的持續(xù)升高是導(dǎo)致細(xì)胞凋亡的主要原因。細(xì)胞凋亡時最顯著的變化是DNA的斷裂，鈣離子可直接激活核酸內(nèi)切酶促進(jìn)DNA斷裂，也可通過激活蛋白酶、磷酸酶和磷脂酶，導(dǎo)致染色質(zhì)結(jié)構(gòu)完整性的喪失。葛根素及由紅參和麥冬有效成分制成的參麥注射液對腦缺血／再灌注中神經(jīng)細(xì)胞均有一定的抑制作用。作用機(jī)制可能是阻斷Ca²⁺內(nèi)流和／或胞內(nèi)鈣庫的釋放。從抑制神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)鈣超載。
　　目前發(fā)現(xiàn)在某些細(xì)胞中，cAMP是引起細(xì)胞凋亡的信號。細(xì)胞內(nèi)cAMP濃度的上升可激活cAMP依賴性蛋白激酶，使靶細(xì)胞上某些絲氨酸和蘇氨酸磷酸化，從而影響這些蛋白的生物學(xué)功能，引起細(xì)胞凋亡。黃精多糖對正常小鼠血糖水平無明顯影響；但可顯著降低腎上腺素誘發(fā)的高血糖小鼠的血糖值；其機(jī)制可能是降低腎上腺素模型小鼠肝臟中cAMP的含量，通過抑制凋亡減輕高血糖肝臟的損害。
　　
　　3 通過調(diào)控凋亡相關(guān)基因表達(dá)抑制凋亡
　　
　　Bcl－2基因家族是最重要的細(xì)胞凋亡調(diào)控基因。抗凋亡基因bcl－2和bcl－xL是Bcl－2家族蛋白成員中主要的抗凋亡分子。bax基因是Bcl－2家族中重要的促凋亡基因。另外，p53、c－myc、Fas、c－fos等基因均是參與調(diào)控細(xì)胞凋亡的重要基因。有研究用黃芪注射液進(jìn)行治療貧血小鼠，提示黃芪注射液可通過上調(diào)抗凋亡蛋白Bcl－XL表達(dá)減輕骨髓有核細(xì)胞的凋亡，并促進(jìn)紅系、巨核系造血。丹參對持續(xù)性非臥床式腹膜透析(CAPD)相關(guān)性腹膜硬化模型大鼠腹膜間皮細(xì)胞凋亡有抑制作用，其機(jī)理是下調(diào)Fas基因的蛋白表達(dá)，上調(diào)Bcl－2基因的蛋白表達(dá)。c－los是一種轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子，正常情況下在腦內(nèi)水平極低。c－fos不適當(dāng)?shù)倪^度表達(dá)可干預(yù)細(xì)胞核的修復(fù)功能，導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。有實(shí)驗表明。c－fos可能誘導(dǎo)腦缺血一再灌流時海馬CAl區(qū)細(xì)胞晚期促凋亡基因的表達(dá)，共同調(diào)控細(xì)胞凋亡，而中藥有效成分葛根素可通過下調(diào)凋亡相關(guān)基因c－fos的表達(dá)，減少神經(jīng)細(xì)胞的凋亡，從而具有保護(hù)神經(jīng)的作用。
　　
　　4 通過調(diào)控細(xì)胞因子抑制凋亡
　　
　　細(xì)胞因子(cytokine，CK)是機(jī)體細(xì)胞分泌調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖、分化與死亡的一大類因子。與凋亡有關(guān)的細(xì)胞因子有氧自由基、氧化低密度脂蛋白(OX2LDL)及某些細(xì)胞因子等。清熱解毒方瀉心湯可顯著降低實(shí)驗性AS大鼠血清MAD水平，增強(qiáng)SOD活性，降低OX2LDL及N()水平等，從而抑制血管細(xì)胞過度凋亡。細(xì)胞因子如TNF(Tumomecrotiefactor)具有多種生物學(xué)功能，TNF在體外可誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞及大鼠肝細(xì)胞出現(xiàn)凋亡，其中TNF-α與凋亡的關(guān)系更為密切，能與TNF受體結(jié)合，引起細(xì)胞內(nèi)貯存Ca釋放，引起細(xì)胞內(nèi)游離Ca²⁺濃度升高，從而激活Ca²⁺依賴性核酸內(nèi)切酶，引起DNA片段斷裂和細(xì)胞凋亡。此外，與凋亡有關(guān)的細(xì)胞因子還有IL-2、IFN-γ、TGFβ1，NK細(xì)胞、IL-3、IL-4、IL-6、LAF-1(白細(xì)胞黏附因子)、CAM-1(細(xì)胞內(nèi)黏附分子)、GM-CSF(粒細(xì)胞－巨噬細(xì)胞集落刺激因子)、NGF(神經(jīng)生長因子)、SCF(干細(xì)胞因子)、IGF-1(胰島素樣生長因子)、核轉(zhuǎn)錄因子xu等。黃芪對脂多糖(LPS)致大鼠急性肺損傷(AIJ)后大鼠肺組織細(xì)胞有保護(hù)作用，其機(jī)制是減少促炎因子TNF-α、IL-1β的釋放，抑制肺泡上皮細(xì)胞凋亡。地黃飲子對阿爾茨海默病動物模型細(xì)胞凋亡抑制的機(jī)制，與上調(diào)核轉(zhuǎn)錄因子κB、hsp70mRNA的表達(dá)，抑制線粒體釋放細(xì)胞色素C，控制半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3的激活有關(guān)。
　　
　　5 結(jié)語
　　
　　調(diào)亡與抗凋亡的相對平衡及平衡的改變，伴隨著生命體胚胎、發(fā)育、生長、衰老、死亡的全過程。藥物抑制凋亡與抗腫瘤藥物促進(jìn)凋亡是相反的兩方面。如果促進(jìn)凋亡作用被認(rèn)為是中藥“祛邪”作用機(jī)理的話，那么抗凋亡作用可以被解釋為中藥“扶正”的機(jī)理之一。隨著研究的深入，發(fā)現(xiàn)中藥抗凋亡作用涉及醫(yī)學(xué)眾多領(lǐng)域，幾乎對細(xì)胞凋亡過程各個環(huán)節(jié)均有調(diào)控作用。有研究發(fā)現(xiàn)同一藥物對凋亡的干預(yù)可涉及調(diào)控影響多基因的表達(dá)，也可作用于不同的凋亡途徑。甚至對不同疾病，同一藥物對凋亡的干預(yù)也可能起完全相反的作用，這是中藥作用的特點(diǎn)，也是中藥機(jī)理研究的難點(diǎn)之一。其原因可能與中藥成分的多樣化有