蘇其利,朱 平,莊 建,陳寄梅,郭惠明,陳志衡,李 柳,趙明一,曠壽金
[1.中南大學(xué)湘雅三醫(yī)院兒科,長沙410006;2.廣東省心血管病研究所廣東省人民醫(yī)院(廣東省醫(yī)學(xué)科學(xué)院),廣州 510100]
·綜 述·
氧化應(yīng)激與缺血性心肌病的研究進(jìn)展△
蘇其利1,朱 平2,莊 建2,陳寄梅2,郭惠明2,陳志衡1,李 柳1,趙明一1,曠壽金1
[1.中南大學(xué)湘雅三醫(yī)院兒科,長沙410006;2.廣東省心血管病研究所廣東省人民醫(yī)院(廣東省醫(yī)學(xué)科學(xué)院),廣州 510100]
缺血性心肌?。╥schemic cardiomyopathy,ICM)是由冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟?。ü谛牟。┬募∪毖鸬男募」δ苁С?,全世界的冠心病事件發(fā)病率為35/萬~835/萬,且逐年上升。其發(fā)病機(jī)制包括缺血致心肌梗死、非梗死區(qū)代償肥大、內(nèi)皮功能障礙、細(xì)胞凋亡等所致心功能障礙。氧化應(yīng)激(oxidative stress,OS)是當(dāng)體內(nèi)氧自由基(oxygen free radical,OFR)產(chǎn)生過度或清除減少,造成體內(nèi)活性氧類生成與抗氧化防御之間的平衡紊亂,其在ICM疾病過程中可損害細(xì)胞膜,致鈣超載、細(xì)胞凋亡,產(chǎn)生炎性介質(zhì),損傷內(nèi)皮細(xì)胞,損害血小板功能,影響miRNA的表達(dá),繼而導(dǎo)致ICM的發(fā)生和發(fā)展。研究氧化應(yīng)激的標(biāo)志物和開發(fā)新的抗氧化藥物,將為ICM的診治提供新的方向和途徑。文中將近年來氧化應(yīng)激及其與ICM的關(guān)系研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。
缺血性心肌?。谎趸瘧?yīng)激;氧化應(yīng)激標(biāo)志物;抗氧化治療
1970年Bureh等首次將由冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟?。ü谛牟。┬募∪毖鸬男募」δ苁СC麨槿毖孕募〔。╥schemic cardiomyopathy,ICM)。其定義不包含孤立的室壁瘤、冠狀動(dòng)脈疾病引起的結(jié)構(gòu)異常,如乳頭肌功能失調(diào)、室間隔穿孔等。ICM最常見的病因是冠狀動(dòng)脈粥樣硬化;其次為冠狀動(dòng)脈痙攣;少見原因有冠狀動(dòng)脈栓塞、血管炎、先天性冠狀動(dòng)脈異常。臨床上ICM主要是指冠心病心肌缺血所致的心肌病。全世界的冠心病事件發(fā)病率為35/萬~835/萬,且逐年上升[1]。ICM 是西方國家最為常見的嚴(yán)重疾病,在我國亦日益增多,約11%~45%ICM最終發(fā)展為明顯的心力衰竭。目前,冠心病發(fā)病機(jī)制尚未完全明確,損傷-炎癥學(xué)說獲得多數(shù)認(rèn)同,其發(fā)病機(jī)制研究包括缺血致心肌梗死、非梗死區(qū)代償肥大;內(nèi)皮功能障礙;細(xì)胞凋亡等所致心功能障礙[2]。ICM慢性心力衰竭是一個(gè)廣泛的概念,是冠心病的一種初始和背景狀態(tài)[3]。目前研究表明氧化應(yīng)激與ICM發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān),在生命活動(dòng)的氧化代謝過程中會(huì)不斷地產(chǎn)生各種氧自由基(oxygen free radical,OFR),在正常情況下,機(jī)體產(chǎn)生的自由基在抗菌、消炎和抑制腫瘤等方面有重要意義。但當(dāng)體內(nèi)OFR產(chǎn)生過度或清除減少,造成體內(nèi)活性氧類生成與抗氧化防御之間的平衡紊亂即氧化應(yīng)激,損傷細(xì)胞結(jié)構(gòu),使脂質(zhì)過氧化破壞細(xì)胞膜,氧化蛋白質(zhì)使酶的功能受損,使核酸發(fā)生堿基修飾及鏈的斷裂造成染色體破壞,致細(xì)胞功能障礙,繼而導(dǎo)致相關(guān)疾病的發(fā)生和發(fā)展。氧化應(yīng)激在ICM疾病過程中可損害細(xì)胞膜,致鈣超載、細(xì)胞凋亡,產(chǎn)生炎性介質(zhì),損傷內(nèi)皮細(xì)胞,損害血小板功能,影響miRNA的表達(dá),繼而導(dǎo)致ICM的發(fā)生和發(fā)展。本文綜述氧化應(yīng)激及其與缺血缺氧性心肌病的關(guān)系。
在生命活動(dòng)的氧化代謝過程中會(huì)不斷的產(chǎn)生各種OFR,在正常情況下,適量的OFR作為一種第2信使,可以調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄因子、細(xì)胞生長、凋亡基因表達(dá)及細(xì)胞黏附等生理過程,在抗菌、消炎和抑制腫瘤等方面有重要意義。體內(nèi)的氧化劑主要包括活性氧(reactive oxygen species,ROS)和活性氮(reactive nitrogen species,RNS)兩大類[4],有些ROS與RNS尚呈現(xiàn)交叉性或雙重作用。生物體內(nèi)產(chǎn)生的ROS主要是超氧陰離子(O2-)與羥自由基(·OH)及其活性衍生物如過氧化氫(H2O2)、脂質(zhì)自由基(LO·、LOO·及LOOH)等脂質(zhì)過氧化物。RNS主要是一氧化氮及一氧化氮/氧氣反應(yīng)生成的系列含氮化合物。氧化劑均可發(fā)生電子轉(zhuǎn)移,易奪取質(zhì)子或羥基化等反應(yīng),能使糖類、氨基酸、蛋白質(zhì)、核酸和脂類發(fā)生氧化而產(chǎn)生一系列生理病理變化。
生物體內(nèi)的ROS來源于黃嘌呤氧化酶、還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(nicotinamide adenine dinucleotide phosphate,NADPH)氧化酶[3-4]、髓過氧化物酶(myeloperoxi?dase,MPO)、葡萄糖自身氧化以及線粒體電子傳遞系統(tǒng)、一氧化氮合酶(nitricoxidesynthase,NOS)、脂肪氧化酶、過渡金屬[5]等。心肌細(xì)胞的OFR主要來源于線粒體的氧化磷酸化作用過程及NADPH氧化酶。
體內(nèi)抗氧化防御體系包括酶性抗氧化、非酶系抗氧化劑及金屬絡(luò)合物[5]。酶性抗氧化包括超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)(Cu,Zn-SOD,Mn-SOD)、過氧化氫酶(catalase,CAT)、谷胱甘肽過氧化物酶(glutathione peroxidase,GPX)、谷胱甘肽還原酶、谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶、硫氧還原蛋白、谷氧還原蛋白等。非酶系抗氧化包括水溶性抗氧化劑尿酸、膽紅素、維生素C、內(nèi)源性黃酮及多酚等和脂溶性抗氧化劑維生素E、輔酶Q10(CoQ10)。金屬絡(luò)合物有生物鐵和銅結(jié)合蛋白[6],血紅素加氧酶等。在生理狀態(tài)下,抗氧化劑可以清除體內(nèi)產(chǎn)生的少量生理性氧化劑,但大量氧化劑產(chǎn)生后會(huì)消耗抗氧化劑,導(dǎo)致體內(nèi)活性氧類生成與抗氧化防御之間的平衡紊亂即造成氧化應(yīng)激。
最初發(fā)現(xiàn)自由基的作用是在吞噬細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的大量自由基具有殺滅病原菌、殺傷癌細(xì)胞等防御作用[7]。在體內(nèi)氧化還原過程中可降低生物毒性,具有解毒作用,同時(shí)參與甲狀腺激素等內(nèi)分泌系統(tǒng)激素的合成。自由基不僅僅可作用于分子改變分子結(jié)構(gòu),而且還可以作為信號(hào)參與生理過程[8],NADPH是活性氧的重要來源,NADPH呈細(xì)胞和組織特異性表達(dá),在生理狀態(tài)下被嚴(yán)格調(diào)控表達(dá),與許多生理功能有關(guān),并與不同的下游信號(hào)通路特異性偶聯(lián),調(diào)節(jié)細(xì)胞生理功能。生理狀態(tài)下少量自由基活性產(chǎn)物完成生理功能后可被抗氧化系統(tǒng)還原,不會(huì)造成病理損害。當(dāng)體內(nèi)OFR產(chǎn)生過度或清除減少,即氧化應(yīng)激狀態(tài)時(shí),可損傷細(xì)胞結(jié)構(gòu)使脂質(zhì)過氧化破壞細(xì)胞膜,氧化蛋白質(zhì)使酶的功能受損,使核酸發(fā)生堿基修飾及鏈的斷裂造成染色體破壞,致細(xì)胞功能障礙繼而導(dǎo)致相關(guān)疾病的發(fā)生和發(fā)展。
ICM與氧化應(yīng)激之間相互作用互相影響,相關(guān)實(shí)驗(yàn)室或臨床研究檢測(cè)血清及組織中氧化應(yīng)激標(biāo)志物水平可直接或間接體現(xiàn)ICM的存在及嚴(yán)重程度,對(duì)ICM的早期診斷和治療提供線索。
血清8-羥基-鳥嘌呤(8-hydroxy-2′-deoxyguanosine,8-OHdG)[9]:DNA組分之一的脫氧鳥苷在活性氧的作用下會(huì)變?yōu)?-OHdG。但因鳥嘌呤具有較高的分子軌道能級(jí),因此,當(dāng)DNA受到OFR攻擊時(shí),鳥嘌呤最易被氧化修飾為8-OHdG。目前8-OHdG已成為評(píng)估氧化應(yīng)激和DNA損傷常采用的生物標(biāo)志物。一項(xiàng)基于血清8-OHdG治療ICM的研究表明:ICM患者血清8-OhdG濃度顯著高于正常對(duì)照組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),且血清8-OhdG濃度在40 mg/d阿托伐他汀治療前、后比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)[10]。說明8-OHdG可作為ICM患者的診斷和治療療效的參考指標(biāo)。
丙二醛(malondialdehyde,MDA)[11]:MDA 是脂質(zhì)過氧化的穩(wěn)定產(chǎn)物,血漿MDA濃度是反映氧化應(yīng)激的重要指標(biāo)。一項(xiàng)選擇冠狀動(dòng)脈造影確診的冠心病患者及對(duì)照組共157例的相關(guān)研究表明,非ST抬高型急性冠狀動(dòng)脈綜合征(NSTE-ACS組)和ST抬高型急性冠狀動(dòng)脈綜合征(STE-ACS組)中血漿MAD濃度明顯高于對(duì)照組及穩(wěn)定型心絞痛(SAP組)[12]。表明MDA可作為鑒別心肌缺血程度的參考指標(biāo)。
8-異前列腺素 F2α(8-ISO-PGF2α)[13]:非環(huán)氧化酶催化自由基分解機(jī)制,損傷脂質(zhì)細(xì)胞膜花生四烯酸后的產(chǎn)物。用酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)檢測(cè)了44例穩(wěn)定型心絞痛(SA)、50例不穩(wěn)定型心絞痛(UA)、50例急性心肌梗死(AMI)和54名健康成人血漿8-ISO-PGF2α濃度結(jié)果顯示,穩(wěn)定型心絞痛、不穩(wěn)定型心絞痛、急性心肌梗死患者和正常成人的8-ISOPGF2α濃度分別是(572.6±381.3)pg/mL、(950.5±563.2)pg/mL、(2 789.5±1 773.5)pg/mL、(164.6±130.1)pg/mL,提示在穩(wěn)定型心絞痛、不穩(wěn)定型心絞痛、急性心肌梗死患者中8-ISOPGF2α的表達(dá)水平較正常成年人明顯升高,差異有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。提示8-ISO-PGF2可作為是否有心肌缺血及缺血程度的參考指標(biāo)。
ICM發(fā)病過程中缺血缺氧引發(fā)一系列的生理病理變化,造成OFR大量增多,使得ROS在細(xì)胞中大量蓄積而促進(jìn)氧化應(yīng)激。其機(jī)制包括:(1)線粒體單電子還原增多[14](線粒體是心肌缺氧后OFR的主要來源。缺氧使三磷酸腺苷生產(chǎn)減少,Ca2+進(jìn)入線粒體功能受損,細(xì)胞色素氧化酶系統(tǒng)功能失調(diào),以致進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的氧經(jīng)單電子還原而形成OFR增多)。(2)中性粒細(xì)胞呼吸爆發(fā):缺血缺氧誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞黏附及活化,細(xì)胞內(nèi)NADPH及NADH氧化酶形成OFR。(3)黃嘌呤氧化酶形成增多:缺血缺氧時(shí)三磷酸腺苷減少,膜泵功能失調(diào),Ca2+進(jìn)入細(xì)胞激活Ca2+依賴蛋白水解酶,使黃嘌呤脫氫酶轉(zhuǎn)化為黃嘌呤氧化酶增多,從而產(chǎn)生大量的OFR。(4)兒茶酚胺分泌增多自氧化增強(qiáng)[15](交感-腎上腺髓質(zhì)是機(jī)體在應(yīng)激時(shí)的重要調(diào)節(jié)系統(tǒng)),在缺氧條件下,此系統(tǒng)分泌大量兒茶酚胺,一方面可代償調(diào)節(jié)缺氧所致的心功能下降,另一方面過多的兒茶酚胺及其自氧化作用增強(qiáng)能產(chǎn)生具有細(xì)胞毒性的OFR。
缺血所致氧化應(yīng)激作用于心臟細(xì)胞,通過不同的分子機(jī)制,可產(chǎn)生一系列病理反應(yīng),造成心肌損害,心功能受損。
3.1.1 細(xì)胞膜損傷 細(xì)胞膜是細(xì)胞生命活動(dòng)的基礎(chǔ),其成分含有大量多聚不飽和脂肪酸(poly unsaturated fatty acids,PUFAs),自由基對(duì)PUFA有很高的親和力,因此,細(xì)胞膜易受自由基攻擊。ROS作用于細(xì)胞膜的脂質(zhì)過氧化反應(yīng)是一個(gè)典型的自由基連鎖反應(yīng),SOR作用于PUFAs使之抽氫氧化后同時(shí)生成脂過OFR LOO·,LOO·,可對(duì)另一個(gè)PUFA反應(yīng)。PUFA在ROS的作用下,可在不飽和雙鍵上不斷發(fā)生過氧化反應(yīng)[16]。在這一過程中可產(chǎn)生許多中間產(chǎn)物,如LO·、LOO·及LOOH等。在常溫下,PUFA呈液態(tài)、流動(dòng)性好且清亮透明,經(jīng)過自由基引發(fā)過氧化反應(yīng)后PUFA可發(fā)生變質(zhì)后流動(dòng)性降低、黏度增加,使膜受體、膜蛋白酶、離子通道和膜轉(zhuǎn)運(yùn)功能障礙,從而導(dǎo)致膜的通透性增加,酶活性降低,細(xì)胞膜彈性下降,細(xì)胞變得僵硬[11]。其他生物膜,如線粒體膜、溶酶體膜、微粒體膜均可發(fā)生氧化損害,導(dǎo)致細(xì)胞功能障礙。
3.1.2 Ca2+超載 正常情況下細(xì)胞內(nèi)鈣濃度為10-8~10-7mol/L,細(xì)胞外鈣濃度為10-3~10-2mol/L。細(xì)胞內(nèi)鈣44%存在于線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中,游離鈣僅為細(xì)胞內(nèi)鈣的0.005%,機(jī)體功能生物膜不自由通透及轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)調(diào)節(jié),維持細(xì)胞內(nèi)鈣穩(wěn)態(tài)。心肌細(xì)胞膜損害、線粒體膜損害均可致胞內(nèi)Ca2+增多,三磷酸腺苷的消耗及生成減少也可影響心肌肌漿網(wǎng)Ca2+泵活性,導(dǎo)致肌漿網(wǎng)攝Ca2+能力下降,均可導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)鈣超載。細(xì)胞內(nèi)Ca2+增加,線粒體攝取過程中消耗大量三磷酸腺苷,同時(shí)與線粒體內(nèi)含磷酸根的化合物結(jié)合生成不溶性的硫酸鈣沉積于線粒體內(nèi)膜,干擾線粒體的磷酸化,使三磷酸腺苷合成減少。Ca2+與鈣調(diào)節(jié)蛋白結(jié)合增多,從而激活多種鈣依耐性水解酶,其中磷脂酶使生物膜受損,產(chǎn)生的膜磷脂降解產(chǎn)物花生四烯酸(AA)和溶血卵磷脂等可加重細(xì)胞功能紊亂;蛋白激酶激活可引起細(xì)胞骨架破壞;核酸內(nèi)切酶的活化可導(dǎo)致核酸分解;黃嘌呤脫氫酶轉(zhuǎn)變?yōu)辄S嘌呤氧化酶、花生四烯酸通過環(huán)加氧酶和脂加氧酶作用可促進(jìn)OFR形成;造成氧化應(yīng)激-鈣超載惡性循環(huán),加劇氧化應(yīng)激心肌損害。鈣儲(chǔ)蛋白進(jìn)入細(xì)胞的通路(Store-operated calcium entry,SOCE)抑制可以降低ROS水平、降低內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激、改善線粒體功能障礙,對(duì)H2O2所致的內(nèi)皮功能損害具有保護(hù)作用[17]。
3.1.3 細(xì)胞凋亡 氧化應(yīng)激通過線粒體途徑及死亡受體途徑等機(jī)制誘導(dǎo)凋亡。急性心肌梗死標(biāo)本中可見凋亡的心肌細(xì)胞主要位于梗死中心區(qū)域與未受累區(qū)域之間的低灌流區(qū)域,這一區(qū)域的心肌細(xì)胞核染色質(zhì)濃縮、細(xì)胞皺縮等凋亡特征明顯,凋亡調(diào)節(jié)蛋白Bcl-2/bax表達(dá)上調(diào)。氧化應(yīng)激誘導(dǎo)心肌細(xì)胞及血管平滑肌細(xì)胞凋亡在ICM的發(fā)生演化。過氧化應(yīng)激還可以通過Nrf2/keap1系統(tǒng)在調(diào)整血管平滑肌細(xì)胞凋亡,調(diào)節(jié)血管穩(wěn)態(tài)[18],促進(jìn)血管平滑肌細(xì)胞的凋亡,抑制血管再生程中起重要作用。
3.1.4 產(chǎn)生炎癥介質(zhì)趨化白細(xì)胞黏附激活 氧化應(yīng)激激活細(xì)胞因子級(jí)聯(lián)反應(yīng):在心肌梗死的實(shí)驗(yàn)?zāi)P椭?,誘導(dǎo)和釋放促炎細(xì)胞因子腫瘤壞死因子-α,白細(xì)胞介素-1,白細(xì)胞介素-6和趨化因子的表達(dá)[19]。細(xì)胞膜磷脂降解,花生四稀酸代謝產(chǎn)物白三稀、血小板活化因子、補(bǔ)體和激肽等具有很強(qiáng)的白細(xì)胞趨化激活作用。白細(xì)胞集聚可嵌頓、堵塞毛細(xì)血管加劇組織細(xì)胞缺氧;增加血管通透性加重組織水腫;激活的白細(xì)胞還可釋放溶酶體酶使組織蛋白水解破壞。阻斷活性炎性物質(zhì)可改善ICM的心功能[20]。
3.1.5 損傷血管內(nèi)皮細(xì)胞 血管內(nèi)皮細(xì)胞是覆蓋于心血管內(nèi)壁的一層多功能細(xì)胞。內(nèi)皮細(xì)胞之間連接非常緊密,生理情況下可有效地阻止血液中大分子及血細(xì)胞穿過血管壁,起到屏障作用。隔絕血漿凝血因子,尤其是Ⅻ因子及Ⅶ因子與基質(zhì)和平滑肌細(xì)胞層中的組織因子接觸,從而阻斷凝血過程及補(bǔ)體的激活。血管內(nèi)皮細(xì)胞還可以通過分泌各種生物活性物質(zhì)調(diào)節(jié)凝血狀態(tài),如前列腺素(PGI2)內(nèi)皮細(xì)胞源性舒張因子(EDRF)抑制血小板活化并舒張血管;合成并表達(dá)血栓調(diào)節(jié)蛋白(TM)與凝血酶結(jié)合,啟動(dòng)C蛋白途徑,抑制凝血活酶復(fù)合物形成等。血管內(nèi)皮細(xì)胞可分泌一氧化氮、前列環(huán)素(PGI2)等血管活性物質(zhì)調(diào)節(jié)血管張力。氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的內(nèi)皮細(xì)胞凋亡,最終導(dǎo)致血管通透性增加,血管內(nèi)血栓形成和周圍炎癥反應(yīng)在ICM中起重要作用[21]。
3.1.6 損害血小板功能 血小板作為止血的主要媒介可成為ROS/RNS的目標(biāo)。氧化應(yīng)激可影響血小板的生理功能及血小板數(shù)量,可導(dǎo)致血小板生長過量或不足或骨髓抑制。在正常外周血,血小板處于非黏連的靜息狀態(tài),在氧化應(yīng)激時(shí)內(nèi)皮功能障礙及其他病理?xiàng)l件下,血小板生理及形態(tài)學(xué)均發(fā)生改變,血小板功能的非正常活化及和白細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞的交互作用可以促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)病機(jī)制和血栓事件形成[22]。
3.1.7 影響miRNA的表達(dá) 一項(xiàng)關(guān)于心肌肥厚中ROS和miRNA表達(dá)關(guān)系的研究結(jié)果顯示,在心肌細(xì)胞中不同濃度和作用時(shí)間的ROS可致miR1的表達(dá)水平不同,從而改變心肌蛋白的表達(dá)[23]。在動(dòng)物模型中,miR1的類似物應(yīng)用可通過抑制主動(dòng)脈縮窄(TAC)誘導(dǎo)的心肌蛋白過表達(dá)減緩心肌肥大。而且,miR1的抑制物可緩解缺血再灌注所致的心肌凋亡和改善心功能。在ROS所致的病理?xiàng)l件下可雙向地改變miRNA的表達(dá)水平,從而使心肌在病理?xiàng)l件下表現(xiàn)為不同的表型。
補(bǔ)充外源性抗氧化物質(zhì)或增加內(nèi)源性抗氧劑產(chǎn)物的合成可對(duì)抗ROS造成的心肌損害,是目前治療ICM的新思路[24]。已有大量研究證明,多種抗氧化劑可延緩ICM的發(fā)生、發(fā)展,傳統(tǒng)的抗氧化劑如還原型谷胱甘肽、維生素E、維生素C、他汀類藥物、血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制劑類及血管緊張素抑制劑及一些中醫(yī)藥等。近年來,大量的新型抗氧化藥物在各種動(dòng)物實(shí)驗(yàn)?zāi)P秃团R床試驗(yàn)中也得到了證實(shí)。
骨橋蛋白[25](osteopontin,ONP)作為一種細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞蛋白和細(xì)胞因子參與調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞的功能和不同組織的重構(gòu)過程,是肌成纖維細(xì)胞在體外分化所必須的,在血管緊張素II所致的小鼠心肌肥厚模型中與心肌纖維化及心肌適應(yīng)相關(guān)。通過對(duì)WT小鼠及OPN(-/-)小鼠的相關(guān)研究顯示,抑制OPN的表達(dá)可降低血紅素氧合酶-1(hemeox?ygenase-1,HO-I),谷胱甘肽過氧化物酶,鋅儲(chǔ)存,金屬硫蛋白的相關(guān)表達(dá)。同時(shí)固生蛋白C,基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP-9,MMP-12)的表達(dá)降低,而基質(zhì)金屬蛋白酶-13表達(dá)增高。提示ONP通過調(diào)節(jié)抗氧化介質(zhì)、炎癥反應(yīng)和其級(jí)聯(lián)效應(yīng)發(fā)揮保護(hù)小鼠ICM心肌細(xì)胞的作用。
通過調(diào)節(jié)microRNA的表達(dá)可以影響氧化應(yīng)激相關(guān)通路的表達(dá),如miR200a在缺血、缺氧心肌中的表達(dá)明顯降低。過表達(dá)miR200a可以保護(hù)心肌免受缺氧所致的細(xì)胞損害及過度的ROS。通過生物信息學(xué)分析及雙熒光報(bào)告實(shí)驗(yàn),miR200a可與Keap1的3′非編碼端相互作用,從而調(diào)節(jié)Nrf2。實(shí)時(shí)熒光定量聚合酶鏈反應(yīng)(q-RT-PCR)和WB分析表明miR200a可下調(diào)Nrf2的表達(dá)。表明miR200a可通過抑制Keap1抗缺氧所致心肌損害及細(xì)胞凋亡從而發(fā)揮心肌保護(hù)作用,通過miR200a活化Nrf2可作為一種潛在的新型的治療ICM策略[26]。
花旗松素(taxifolin)[27]是從黃杉屬綠樅中提取的一種二氫槲皮素,屬于黃酮類中草藥。有相關(guān)研究表明其有抗炎、抗腫瘤、護(hù)肝等作用。在心肌細(xì)胞中可通過下調(diào)cas?pase3/9,上調(diào)Bcl2/Bcl-xl恢復(fù)線粒體跨膜電位及滲透性,抑制氧化應(yīng)激所致線粒體凋亡途徑。同時(shí)可調(diào)節(jié)JAK2表達(dá)抑制其激活的NADPH氧化酶產(chǎn)生ROS抗氧化應(yīng)激,發(fā)揮心肌保護(hù)作用。
蒜素(allicin)[28]是大蒜的主要活性成分,其可通過改變脂肪酸組成發(fā)揮心血管保護(hù)作用。新近的研究表明,蒜素預(yù)處理可保護(hù)氧化低密度脂蛋白(ox-LDL)所致的HUVEC細(xì)胞株內(nèi)皮損傷減少細(xì)胞凋亡,通過抑制caspase-3和NADPH氧化酶活性,減少ROS的產(chǎn)生。從而抑制細(xì)胞凋亡和氧化應(yīng)激通路發(fā)揮心血管保護(hù)作用。
綜上所述,氧化應(yīng)激可通過損傷細(xì)胞膜、Ca2+超載、促進(jìn)細(xì)胞凋亡、產(chǎn)生炎癥介質(zhì)趨化白細(xì)胞黏附激活、損傷血管內(nèi)皮細(xì)胞等不同的機(jī)制參與ICM的發(fā)生、發(fā)展過程,同時(shí)與ICM之間可互相影響促進(jìn)。相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究提示針對(duì)ICM的抗氧化治療有一定療效。對(duì)ROS在ICM各個(gè)時(shí)段及靶點(diǎn)的作用進(jìn)行更精確、深入的研究,可進(jìn)一步了解ROS與ICM之間的密切關(guān)聯(lián),加強(qiáng)與臨床研究的結(jié)合,從而為ICM的臨床治療提供更加廣闊的前景。
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國家自然科學(xué)基金(項(xiàng)目編號(hào):81500231);湖南省自然科學(xué)基金(項(xiàng)目編號(hào):2013JJ6018&2015JJ6118);湖南省衛(wèi)生廳科研基金(項(xiàng)目編號(hào):132013-024);中南大學(xué)湘雅三醫(yī)院“新湘雅人才工程(項(xiàng)目編號(hào):JY201524)。
蘇其利(1990-),女,臨床在讀碩士研究生,研究方向?yàn)閮嚎萍膊≡\治。
曠壽金,E-mail:kuang_shja@sohu.com;共同通信作者:趙明一,E-mail:36163773@qq.com
2016-09-19)