芍藥苷對心肺細胞的保護作用及機制研究進展

吳曉芳(綜述)，韓　晶，易建華(審校)

(西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)部公共衛(wèi)生學(xué)院，西安 710061)

芍藥苷對心肺細胞的保護作用及機制研究進展

吳曉芳△(綜述)，韓晶，易建華※(審校)

(西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)部公共衛(wèi)生學(xué)院，西安 710061)

摘要：心肺系統(tǒng)疾病因其高發(fā)病率、高患病率、高病死率成為困擾人們的重大難題。芍藥苷，一種新的單萜苷，來源于芍藥根的有效活性成分。近年來，芍藥苷因其廣譜的藥效被廣泛應(yīng)用于心肺系統(tǒng)相關(guān)疾病的治療。根據(jù)目前相關(guān)研究報道，芍藥苷對多種心肺細胞具有重要的保護作用，能減輕多種原因，如缺氧、過氧化氫及脂多糖等所致的細胞損害，其具體機制可能與芍藥苷的抗氧化及抗炎癥等作用相關(guān)。

關(guān)鍵詞：芍藥苷；心肺細胞；保護作用；機制

芍藥苷，一種天然抗氧化劑，是芍藥根、牡丹根及紫牡丹根等中草藥的有效活性成分，這些中草藥在中國已經(jīng)有一千多年的應(yīng)用歷史[1]，常被用作類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、皮膚炎癥及婦科炎癥等疾病的治療方劑。目前研究發(fā)現(xiàn)，芍藥苷具有廣譜的藥理作用，如降低肺動脈高壓、舒張血管平滑肌、抗炎、鎮(zhèn)痛、抗過敏、抗纖維化、免疫調(diào)節(jié)、抗高血脂、抗血小板聚集等[2]。近年來，心肺系統(tǒng)相關(guān)疾病發(fā)病率和病死率逐年上升，世界各國因心肺系統(tǒng)相關(guān)疾病的經(jīng)濟負擔(dān)也逐年加重，一些新藥的開發(fā)也勢在必行，芍藥苷因其良好的藥效而被廣泛用于冠心病、動脈粥樣硬化癥、心肌肥厚、肺心病等心肺相關(guān)疾病的治療或輔助治療中，其具體機制則被眾多的體內(nèi)外研究所揭示?，F(xiàn)就芍藥苷對心肺細胞的保護作用及其作用機制予以綜述，為進一步開展芍藥苷心肺系統(tǒng)保護作用的研究提供依據(jù)。

1芍藥苷對心肺細胞的保護作用

1.1對血管內(nèi)皮細胞的保護作用血管內(nèi)皮細胞為內(nèi)襯于血管內(nèi)壁的單層扁平細胞，能參與機體的炎癥、免疫反應(yīng)，并具有分泌、吞噬等功能，是許多心血管疾病(如動脈粥樣硬化，高血壓等)發(fā)生的病理學(xué)基礎(chǔ)。已有研究發(fā)現(xiàn)[3-10]，芍藥苷對人臍靜脈內(nèi)皮細胞、人冠狀動脈內(nèi)皮細胞、EA.hy926細胞及大鼠肺微血管內(nèi)皮細胞等血管內(nèi)皮細胞模型具有保護作用。傅保娣[3]曾利用體外培養(yǎng)的人臍靜脈內(nèi)皮細胞研究了芍藥苷對缺氧損傷的人臍靜脈內(nèi)皮細胞的保護作用，發(fā)現(xiàn)芍藥苷能降低丙二醛的產(chǎn)生，升高超氧化物歧化酶的活性，減輕缺氧引起的氧化應(yīng)激損傷；常蘊青等[4]及馬增春等[5]利用人臍靜脈內(nèi)皮細胞模型分別研究了芍藥苷對脂多糖及輻射引起的內(nèi)皮細胞損傷的保護作用，發(fā)現(xiàn)芍藥苷能通過抑制細胞間黏附分子1(intercellular adhesion molecule-1,ICAM-1)的表達，減輕炎癥反應(yīng)時內(nèi)皮細胞的損傷；Ji等[6]利用氯化鈷處理人臍靜脈內(nèi)皮細胞來制備內(nèi)皮細胞缺氧模型，發(fā)現(xiàn)芍藥苷可以通過降低該內(nèi)皮細胞缺氧誘導(dǎo)因子1α的產(chǎn)生，下調(diào)促凋亡基因p53及Bcl-2/腺病毒E1B 19 000相互作用蛋白3的表達，以保護氯化鈷誘導(dǎo)的內(nèi)皮細胞缺氧性損傷；還有研究報道，芍藥苷對溶血磷脂酰膽堿[7]、過氧化氫[3]誘導(dǎo)的人臍靜脈內(nèi)皮細胞損傷亦有保護作用。此外，翟小菊[8]利用人動脈冠狀內(nèi)皮細胞模型，發(fā)現(xiàn)芍藥苷可以增加細胞內(nèi)一氧化氮的水平，減少活性氧自由基(reactive oxygen species,ROS)的水平，減輕氧化低密度脂蛋白誘導(dǎo)的細胞損傷，發(fā)揮保護內(nèi)皮細胞，預(yù)防動脈粥樣硬化形成的作用；Yu等[9]則利用EA.hy926細胞研究了芍藥苷對γ射線誘導(dǎo)的內(nèi)皮氧化損傷的保護作用，發(fā)現(xiàn)芍藥苷可以通過抑制ROS的產(chǎn)生，穩(wěn)定線粒體膜減輕γ射線誘導(dǎo)的內(nèi)皮細胞損傷；劉燁等[10]體外原代培養(yǎng)大鼠微血管內(nèi)皮細胞，發(fā)現(xiàn)芍藥苷可以促進內(nèi)皮細胞一氧化氮的產(chǎn)生與釋放，減輕內(nèi)皮細胞的炎癥損傷。

1.2對血管平滑肌細胞的保護作用血管平滑肌細胞是維持血管張力與構(gòu)成血管壁組織結(jié)構(gòu)的重要成分，其凋亡和異常增殖在動脈粥樣硬化、高血壓、介入術(shù)后再狹窄等病理過程中發(fā)揮重要作用。汪云開和黃兆銓[11]曾體外培養(yǎng)大鼠胸主動脈平滑肌細胞，用血管緊張素Ⅱ?qū)ζ溥M行干預(yù)處理，發(fā)現(xiàn)血管緊張素Ⅱ可導(dǎo)致其異常增殖，而芍藥苷預(yù)處理可以明顯抑制血管平滑肌細胞的異常增殖，其機制可能與芍藥苷促進一氧化氮及誘導(dǎo)型一氧化氮合酶的產(chǎn)生有關(guān)。Ji等[12]曾利用氧化低密度脂蛋白誘導(dǎo)血管平滑肌細胞，發(fā)現(xiàn)芍藥苷能通過下調(diào)與血管平滑肌增殖相關(guān)基因(血小板源生長因子BB基因、血小板源生長因子受體α基因)的表達，來抑制血管平滑肌細胞的異常增殖。錢國清等[13]則通過體外培養(yǎng)大鼠肺動脈平滑肌細胞，發(fā)現(xiàn)在缺氧情況下，該細胞會發(fā)生異常增殖，而芍藥苷預(yù)處理則能促進低氧情況下血管平滑肌細胞的凋亡。

1.3對支氣管及肺上皮細胞的保護作用支氣管上皮細胞為人類正常支氣管上皮細胞系，為機體復(fù)雜的防御系統(tǒng)的構(gòu)成部分，Gan等[14]采用芍藥苷直接干預(yù)該種細胞的方法，發(fā)現(xiàn)芍藥苷可以刺激該細胞分泌人β防御素2，進而加強上皮抗菌屏障。Hung等[15]體外培養(yǎng)人肺腺癌上皮細胞系A(chǔ)549細胞，發(fā)現(xiàn)芍藥苷可以通過多種途徑促進A549細胞凋亡，進而抑制A549的惡性增殖。

1.4對心肺其他細胞的保護作用 除上述細胞外，Li等[16]還體外培養(yǎng)了心肌細胞H9C2細胞，發(fā)現(xiàn)芍藥苷可以抑制阿霉素誘導(dǎo)的心肌細胞氧化損傷；李金等[17]則利用H9C2細胞模型發(fā)現(xiàn)，芍藥苷可以抑制脂多糖誘導(dǎo)的炎癥發(fā)生，進而保護心肌細胞。張金艷等[18]體外原代培養(yǎng)胎鼠心肌細胞，使其缺氧2.5～5 h，隨后復(fù)氧2 h,建立缺氧-再復(fù)氧體外模型，發(fā)現(xiàn)芍藥苷能明顯減輕心肌細胞的缺氧-再復(fù)氧損傷。李健哲和余術(shù)宜[19]體外培養(yǎng)心肌成纖維細胞，發(fā)現(xiàn)芍藥苷能抑制異丙腎上腺素誘導(dǎo)的心肌成纖維細胞的增殖作用。

2芍藥苷對心肺細胞的保護作用機制

2.1芍藥苷的抗氧化作用氧化應(yīng)激與多種疾病密切相關(guān)，其中心肺系統(tǒng)疾病更與體內(nèi)外各種氧化應(yīng)激損傷密不可分，如氧化應(yīng)激可以導(dǎo)致內(nèi)皮細胞損傷，從而介導(dǎo)動脈粥樣硬化的形成；氧化應(yīng)激誘導(dǎo)心肌細胞的損傷，心肌成纖維細胞的異常增殖，從而介導(dǎo)心肌缺血性損傷。研究表明，芍藥苷是一種天然的抗氧化劑，具有很強的抗氧化作用，能保護細胞或機體使其免受于各種氧化應(yīng)激損傷[9,16,19-20]。

研究表明，芍藥苷呈劑量依賴性地減少過氧化氫誘導(dǎo)的內(nèi)皮細胞乳酸脫氫酶的釋放，丙二醛的形成以及胱天蛋白酶3的蛋白水解，并逆轉(zhuǎn)細胞外信號調(diào)節(jié)激酶1/2的磷酸化，從而拮抗內(nèi)皮細胞的氧化應(yīng)激損傷[20]。Yu等[9]發(fā)現(xiàn)，芍藥苷可以通過降低細胞內(nèi)ROS的生成，增加抗氧化物谷胱甘肽及超氧化物歧化酶的產(chǎn)生，并激活抗氧化通路核因子E2相關(guān)因子2/血紅素氧合酶1，誘導(dǎo)血紅素氧合酶1基因的表達來保護γ射線誘導(dǎo)的內(nèi)皮細胞氧化損傷。在阿霉素誘導(dǎo)H9C2細胞的模型中，有研究發(fā)現(xiàn)芍藥苷可以通過抑制還原型輔酶Ⅱ氧化酶2及還原型輔酶Ⅱ氧化酶4的表達，抑制還原型輔酶Ⅱ氧化酶的活性，來減少細胞內(nèi)ROS的產(chǎn)生，從而減輕阿霉素引起的細胞氧化應(yīng)激損傷，進而降低其誘導(dǎo)的心肌細胞凋亡[16]。此外還有研究發(fā)現(xiàn)，芍藥苷能逆轉(zhuǎn)異丙腎上腺素誘導(dǎo)的心肌成纖維細胞異常增殖，其機制是通過降低細胞內(nèi)ROS的水平，進而減少心肌營養(yǎng)素1蛋白的產(chǎn)生而實現(xiàn)的[19]。

2.2芍藥苷的抗炎作用炎癥反應(yīng)是機體抵抗外來刺激的一種保護機制，但當(dāng)炎性介質(zhì)產(chǎn)生過多時，對機體及其細胞會產(chǎn)生極大損害，而血管反應(yīng)則是炎癥反應(yīng)的中心環(huán)節(jié)。炎癥反應(yīng)介導(dǎo)了心肺系統(tǒng)許多難治性疾病，如慢性阻塞性肺疾病、哮喘、動脈粥樣硬化等，故抗炎也是治療心肺系統(tǒng)疾病的一大策略。研究表明，芍藥苷具有較強的抗炎作用，能減輕機體及其細胞炎癥反應(yīng)性損傷[4-5,7,14,21-23]。

有研究發(fā)現(xiàn)[7]，芍藥苷能抑制溶血磷脂酰膽堿誘導(dǎo)的內(nèi)皮細胞炎性介質(zhì)的產(chǎn)生，其機制可能與抑制遲發(fā)型炎性介質(zhì)高遷徙率族蛋白1的表達和釋放，減少細胞的主動與被動分泌，同時下調(diào)晚期糖基化終產(chǎn)物受體、Toll樣受體2、Toll樣受體4的表達，減少核因子κB的活性，進而抑制核因子κB信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路激活有關(guān)。在脂多糖誘導(dǎo)的內(nèi)皮細胞模型中，Xu等[21]發(fā)現(xiàn)芍藥苷可通過抑制磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B,蛋白激酶C和肌動蛋白素的磷酸化，以及F肌動蛋白的重組，從而部分阻滯脂多糖誘導(dǎo)的內(nèi)皮細胞通透性升高，并呈劑量依賴性地抑制葡聚糖以及白細胞從內(nèi)皮細胞的滲出和遷移；此外，亦有研究發(fā)現(xiàn)芍藥苷能抑制脂多糖誘導(dǎo)的內(nèi)皮高遷徙率族蛋白1的釋放，下調(diào)ICAM-1的表達[4]，其機制也可能與芍藥苷能抑制核因子κB信號通路的激活相關(guān)[22]。在輻射誘導(dǎo)內(nèi)皮細胞損傷模型的研究中，芍藥苷可能通過抑制c-Jun氨基末端激酶通路，抑制與ICAM-1結(jié)合的轉(zhuǎn)錄激活因子1，進而抑制ICAM-1的表達，從而抑制炎癥的形成，減輕輻射引起的內(nèi)皮細胞的損傷[5]。在缺氧及氧化低密度脂蛋白誘導(dǎo)的內(nèi)皮細胞模型中，有研究發(fā)現(xiàn)芍藥苷呈劑量依賴性地促進內(nèi)皮型一氧化氮合酶的表達，增加抗炎介質(zhì)一氧化氮的產(chǎn)生，進而減輕缺氧及氧化低密度脂蛋白誘導(dǎo)的內(nèi)皮細胞損傷作用[23]。在人支氣管上皮細胞的體外模型中，芍藥苷可能通過激活p38、絲裂原活化蛋白激酶、細胞外信號調(diào)節(jié)激酶以及核因子κB等信號通路，上調(diào)人β防御素2的基因表達，進而抵抗細菌等感染性物質(zhì)介導(dǎo)的炎癥發(fā)生[14]。

2.3其他相關(guān)機制除上述兩種主要機制外，尚有研究發(fā)現(xiàn)多離子通道阻滯以及腺苷酸受體激活等機制。心臟的正常功能依賴于心肌細胞動作電位的產(chǎn)生和擴布，細胞膜離子通道的表達或功能異常是多種心律失常形成的病理生理基礎(chǔ)，Wang等[24]利用大鼠心室肌細胞及人胚腎293細胞發(fā)現(xiàn)，芍藥苷可以阻滯L型鈣電流、電壓門控鈉電流、內(nèi)向整流鉀電流等離子通道電流，而不影響瞬時外向鉀電流、慢激活延遲整流鉀電流及快激活延遲整流鉀電流等通道電流，從而發(fā)揮抗心律失常的作用，且無致藥物性心律失常的不良反應(yīng)。腺苷通過細胞表面不同的受體發(fā)揮不同的生物學(xué)效應(yīng)，其中分布在心肺系統(tǒng)的腺苷受體主要為A2B型腺苷酸受體，錢國清[25]和Qian等[26]體外培養(yǎng)肺動脈平滑肌細胞，發(fā)現(xiàn)芍藥苷可以通過促進低氧情況下A2B型腺苷酸受體的表達，進而阻滯細胞周期，減少抗凋亡蛋白Bcl-2的表達，增加促凋亡蛋白Bax的表達，從而促進肺動脈平滑肌細胞的凋亡，抑制平滑肌細胞的增生。

3結(jié)語

上文敘述了芍藥苷對心肺細胞損傷的保護作用及其作用機制，發(fā)現(xiàn)目前該方面研究尚不夠深入和全面，許多問題仍需進一步解決：①目前用人臍靜脈內(nèi)皮細胞作為細胞模型的研究較多，但用該細胞進行的動脈粥樣硬化相關(guān)研究國際上尚未認可，需要增加更多的原代培養(yǎng)的內(nèi)皮細胞研究。②國內(nèi)目前眾多研究均采用芍藥苷預(yù)處理的實驗方案，應(yīng)增加更多關(guān)于芍藥苷對受損細胞的保護作用及修復(fù)方面的研究，從而更全面地揭示芍藥苷的作用及其有效作用方式、時間。③目前損害心肺系統(tǒng)的有害因素較多，應(yīng)增加干預(yù)物的種類，進一步拓寬研究范圍，從而進一步深入地探索芍藥苷發(fā)揮作用的靶點。

參考文獻

[1]Ji Y,Wang T,Wei ZF,etal.Paeoniflorin,the main active constituent of Paeonialactifloraroots,attenuates bleomycin-induced pulmonary fibrosis in mice by suppressing the synthesis of type Ⅰ collagen[J].J Ethnopharmacol,2013,149(3):825-832.

[2]胡南,許惠玉,陳志偉，等.芍藥苷的藥理學(xué)研究進展[J].齊齊哈爾醫(yī)學(xué)院學(xué)報,2007,28(9):1093-1095.

[3]傅保娣.芍藥苷對缺氧損傷人臍靜脈內(nèi)皮細胞的影響[D].濟南:山東大學(xué),2007.

[4]常蘊青,趙中夫,楊柳絮，等.芍藥苷對LPS誘導(dǎo)的臍靜脈內(nèi)皮細胞HMGB1及ICAM-1表達的影響[J].長治醫(yī)學(xué)院學(xué)報,2009,23(1):4-7.

[5]馬增春,聶志明,洪倩，等.芍藥苷通過JNK-AP1通路對輻射內(nèi)皮細胞起保護作用[C].第十一屆中國科協(xié)年會論文集，重慶：中國科協(xié)，2009:24-28.

[6]Ji Q,Yang L,Zhou J,etal.Protective effects of paeoniflorin against cobalt chloride-induced apoptosis of endothelial cells via HIF-1alpha pathway[J].Toxicolin Vitro,2012,26(3):455-461.

[7]Li JZ,Wu JH,Yu SY,etal.Inhibitory effects of paeoniflorin on lysophosphatidylcholine-induced inflammatory factor production in human umbilical vein endothelial cells[J].Int J Mol Med,2013,31(2):493-497.

[8]翟小菊.芍藥苷對ox-LDL致內(nèi)皮細胞損傷的干預(yù)作用[D].鄭州:河南大學(xué),2012.

[9]Yu J,Zhu X,Qi X,etal.Paeoniflorin protects human EA.hy926 endothelial cells against gamma-radiation induced oxidative injury by activating the NF-E2-related factor 2/heme oxygenase-1 pathway[J].ToxicolLett,2013,218(3):224-234.

[10]劉燁,索占偉,董虹，等.芍藥苷對肺微血管內(nèi)皮細胞內(nèi)一氧化氮水平及eNOS表達的影響[J].中國畜牧雜志,2010,46(17):54-57.

[11]汪云開,黃兆銓.芍藥苷對血管緊張素Ⅱ誘導(dǎo)的大鼠動脈平滑肌細胞增殖的影響[J].中國中醫(yī)急癥,2012,21(3):399-400.

[12]Ji B,Geng P,Liu JG,etal.Effects of active components extracted from QixueBingzhi Recipe on proliferation of vascular smooth muscle cells and expressions of platelet-derived growth factor and its receptor genes[J].J Integr Med,2006,4(1):30-34.

[13]錢國清,褚金國,李國祥，等.芍藥苷對低氧大鼠肺動脈平滑肌細胞凋亡的影響[J].中華中醫(yī)藥學(xué)刊,2013,31(12):2709-2710.

[14]Gan YY,Cui X,Ma T,etal.Paeoniflorinupregulates beta-defensin-2 expression in human bronchial epithelial cell through the p38 MAPK,ERK,and NF-kappaB signaling pathways[J].Inflammation,2014,37(5):1468-1475.

[15]Hung JY,Yang CJ,Tsai YM,etal.Antiproliferative activity of paeoniflorin is through cell cycle arrest and the Fas/Fas ligand-mediated apoptotic pathway in human non-small cell lung cancer A549 cells[J].Clin Exp Pharmacol Physiol,2008，35(2):141-147.

[16]Li JZ,Yu SY,Wu JH,etal.Paeoniflorin protects myocardial cell from doxorubicin-induced apoptosis through inhibition of NADPH oxidase[J].Can J PhysiolPharmacol,2012,90(12):1569-1575.

[17]李金,唐其柱,劉源，等.芍藥苷對LPS誘導(dǎo)H9C2細胞氧化應(yīng)激損傷的作用[J].醫(yī)學(xué)研究雜志,2014,43(3):68-70.

[18]張金艷,李澎,李貽奎,等.丹皮酚、芍藥苷及二者配伍對體外培養(yǎng)心肌細胞缺氧/復(fù)氧損傷的影響[J].中國中西醫(yī)結(jié)合雜志，2012,32(4):510-514.

[19]李健哲,余術(shù)宜.芍藥苷對異丙腎上腺素誘導(dǎo)心肌成纖維細胞增殖和膠原產(chǎn)生的影響及其機制研究[J].中國現(xiàn)代醫(yī)學(xué)雜志,2013,23(16):47-52.

[20]Chen T,Guo ZP,Jiao XY,etal.Protective effects of peoniflorin against hydrogen peroxide-induced oxidative stress in human umbilical vein endothelial cells[J].Can J Physiol Pharmacol,2011,89(6):445-453.

[21]Xu H,Song J,Gao X,etal.Paeoniflorin attenuates lipopolysaccharide-induced permeability of endothelial cells:involvements of F-actin expression and phosphorylations of PI3K/Akt and PKC[J].Inflammation,2013,36(1):216-225.

[22]Jin L,Zhang LM,Xie KQ,etal.Paeoniflorin suppresses the expression of intercellular adhesion molecule-1 (ICAM-1) in endotoxin-treated human monocytic cells[J].Br J Pharmacol,2011,164(2b):694-703.

[23]傅保娣,劉玉娥,張岫美，等.芍藥苷對缺氧損傷內(nèi)皮細胞產(chǎn)生NO、eNOS和細胞粘附分子的影響[J].藥物分析雜志,2007,27(4):555-557.

[24]Wang RR,Li N,Zhang YH,etal.The effects of paeoniflorin monomer of a Chinese herb on cardiac ion channels[J].Chin Med J (Engl),2011,124(19):3105-3111.

[25]錢國清.低氧對大鼠肺動脈平滑肌細胞腺苷受體表達的影響及芍藥苷的干預(yù)作用[D].溫州:溫州醫(yī)學(xué)院,2010.

[26]Qian G,Cao J,Chen C,etal.Paeoniflorin inhibits pulmonary artery smooth muscle cells proliferation via upregulating A2Badenosine receptor in rat[J].PLoS One,2013,8(7):e69141.

Research Progress in Mechanisms and Protective Effects of Paeoniflorin on Cardiopulmonary System CellsWUXiao-fang,HANJing,YIJian-hua.(SchoolofPublicHealth,HealthScienceCenter,Xi′anJiaotongUniversity,Xi′an710061,China)

Abstract:Because of the high incidence,morbidity and mortality,cardiopulmonary system diseases have become a great problem us.Paeoniflorin,a new kind of monoterpene glycosides,is one of active ingredients extracted from the root of Chinese herbaceous peony.Recently,paeoniflorin has been widely applied in the treatment of cardiopulmonary diseases for its broad-spectrum efficacy.According to the current related researches,it is found that paeoniflorin plays an important role in protecting a variety of cardiopulmonary cells caused by various reasons such as hypoxia,hydrogen peroxide,lipopolysaccharide and so on,the mechanisms of which may be related to its antioxidant and anti-inflammatory effects.

Key words:Paeoniflorin; Cardiopulmonary system cells; Protective effects; Mechanisms

收稿日期：2015-03-19修回日期：2015-05-21編輯：伊姍

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.24.040

中圖分類號：R285

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1006-2084(2015)24-4531-03