抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激保護(hù)心肌缺血再灌注損傷的藥物研究進(jìn)展

劉丹+張永慧+金良友+潘連紅+馮曉靈

【摘 要】目的：介紹藥物防治心肌缺血再灌注損傷方面的研究進(jìn)展。方法：根據(jù)近幾年的研究文獻(xiàn)，總結(jié)藥物防治心從缺血再灌注損傷方面的研究進(jìn)展。結(jié)果：4-苯基丁酸、柚皮素、絞股藍(lán)皂苷、黃連素有良好的抗心肌缺血再灌注損傷作用。作用機(jī)理包括：抗氧化應(yīng)激、抗內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激等。結(jié)論：藥物可以通過(guò)抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激保護(hù)缺血心肌。

【關(guān)鍵詞】?jī)?nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激；心肌缺血再灌注損傷；研究進(jìn)展

缺血再灌注（I/R）損傷被認(rèn)為是冠心病危害的主要原因，但很少有有效的治療方法，預(yù)防或治療I/R損傷可。心血管疾病是許多國(guó)家公民死亡的主要原因，心肌缺血再灌注損傷是許多嚴(yán)重心臟病的主要原因。最近的報(bào)道提示內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激與缺血/再灌注（I/R）損傷的進(jìn)展有關(guān)。在缺血再灌注損傷誘導(dǎo)的細(xì)胞功能紊亂中氧化應(yīng)激和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激起了關(guān)鍵作用。有證據(jù)表明內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激啟動(dòng)了凋亡信號(hào)通路參與了心肌I/R損傷的發(fā)展[1]。各種刺激，如缺血、缺氧、自由基暴露，增加蛋白質(zhì)的合成，和基因突變，可以干擾ER的平衡，導(dǎo)致未折疊或錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)在ER病理積累[2-3]。未折疊蛋白反應(yīng)（UPR）是引發(fā)細(xì)胞ER膜蛋白傳感器（PERK、IRE1，和ATF6）檢測(cè)未折疊蛋白的積累[4]。葡萄糖調(diào)節(jié)蛋白78（GRP78）是一種重要的ER分子伴侶調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)折疊，I/R激活下游的凋亡蛋白CHOP、caspase-12，p-JNK，和Bax的表達(dá)，降低Bcl-2表達(dá)水平，從而啟動(dòng)細(xì)胞凋亡。本文就抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激保護(hù)心肌缺血再灌注損傷的藥物研究進(jìn)展作一綜述。

1 4-苯基丁酸

4-苯基丁酸（4-PBA）是一種具有穩(wěn)定多肽結(jié)構(gòu)、提高管腔折疊能力和運(yùn)輸異常蛋白的化學(xué)分子伴侶。體外實(shí)驗(yàn)中，4-PBA通過(guò)抑制特定的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激相關(guān)的細(xì)胞凋亡通路減輕I/R誘導(dǎo)的心肌細(xì)胞凋亡[5]。4-PBA顯著降低TUNEL陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)。4-PBA預(yù)處理也抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激蛋白GRP78、CHOP、caspase-12表達(dá)降低，Bax、JNK的磷酸化，增強(qiáng)抗凋亡蛋白Bcl-2的表達(dá)[6]。這表明4-PBA抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和氧化應(yīng)激，對(duì)心臟缺血再灌注損傷有較強(qiáng)的保護(hù)作用。我們表明4-PBA能有效抑制通過(guò)調(diào)節(jié)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激調(diào)節(jié)蛋白表達(dá)的I/R損傷介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡通路（GRP78，ATF6，和振作）及其相關(guān)的凋亡通路，包括CHOP、caspase-12，JNK和Bcl-2家族蛋白（Bax和Bcl-2）。

2 柚皮素

柚皮素主要來(lái)自葡萄柚和柑橘黃酮，已報(bào)道的具有保護(hù)作用。越來(lái)越多的證據(jù)表明內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡參與了心肌缺血再灌注損傷，抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激是預(yù)防心血管疾病的一個(gè)潛在的治療靶點(diǎn)和策略。研究結(jié)果表明，柚皮素治療導(dǎo)致的H9c2心肌細(xì)胞活力明顯增加，Bcl-2（抗凋亡蛋白），在細(xì)胞凋亡的形態(tài)學(xué)變化減小，Caspase-3和Bax的表達(dá)活性（促凋亡蛋白）在H/R-處理過(guò)的心肌細(xì)胞，這意味著柚皮素對(duì)H/R的保護(hù)作用。此外，柚皮素也顯著逆轉(zhuǎn)H/R的 ER應(yīng)激的調(diào)控葡萄糖調(diào)節(jié)蛋白78，C/EBP同源蛋白和裂解的caspase-12蛋白。同時(shí)，柚皮素顯著逆轉(zhuǎn)H/R中表達(dá)增加裂解活化轉(zhuǎn)錄因子6（ATF6）和磷酸化細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶的磷酸化水平（pERK）和肌醇需要酶1（IRE1α）H9c2細(xì)胞[7]。總之，這些結(jié)果表明ER應(yīng)激介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡有助于柚皮素對(duì)H/R損傷的保護(hù)作用，這可能是參與αATF6、IRE1和PERK通路的激活有關(guān)。

3 絞股藍(lán)皂苷

絞股藍(lán)皂苷（GP）是絞股藍(lán)的主要有效成分，具有抗炎和抗氧化能力。GP在改善心肌I/R損傷的作用進(jìn)行了研究。在大鼠心肌缺血再灌注損傷和心肌細(xì)胞缺氧/復(fù)氧損傷模型中，GP不僅有效地降低細(xì)胞凋亡率，也能顯著改善I/R損傷大鼠的心臟功能。此外，Western印跡結(jié)果表明，GP通過(guò)阻斷CHOP途徑和激活PI3K/Akt通路抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和細(xì)胞凋亡[8]。研究表明，動(dòng)物和細(xì)胞實(shí)驗(yàn)都表明上調(diào)了CHOP，GRP78，p-PERK，peIF2α，ATF4表達(dá)水平，下調(diào)了p-Akts表達(dá)水平。在CHOP信號(hào)通路中，GRP78是一個(gè)關(guān)鍵的蛋白伴侶[9]。

4 黃連素

黃連素（Berberine，BBR）是一種異喹啉生物堿，發(fā)揮心臟保護(hù)作用。因?yàn)閮?nèi)質(zhì)網(wǎng)（ER）應(yīng)激對(duì)心肌缺血/再灌注損傷的關(guān)鍵作用（I/R）誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡。BBR預(yù)處理顯著降低MI/R心肌梗死面積，改善心功能，抑制心肌細(xì)胞凋亡和氧化損傷。此外，BBR預(yù)處理抑制MI/R的 ER應(yīng)激，通過(guò)下調(diào)心肌組織的eIF2α、ATF4和CHOP表達(dá)的磷酸化水平。BBR預(yù)處理還激活JAK2/STAT3信號(hào)通路，并與AG490聯(lián)合治療，具體的JAK2/STAT3抑制劑，阻止不僅有保護(hù)作用，而且對(duì)BBR，BBR MI / R ER應(yīng)激的抑制作用。在心肌細(xì)胞，治療與BBR（50μmol/L）顯著降低細(xì)胞凋亡，氧化應(yīng)激和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，這是由與JAK2 siRNA轉(zhuǎn)染廢除[10]。BBR對(duì)MI/R損傷通過(guò)激活STAT3信號(hào)通路和減輕內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡。

5 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，心肌缺血再灌注損傷治療藥物開(kāi)發(fā)領(lǐng)域研究十分活躍，發(fā)現(xiàn)了一些有效成分，另外，一些原本用于其他用途的藥物也被發(fā)現(xiàn)具有較強(qiáng)的抗心肌缺血的作用。目前對(duì)于ERS與心肌缺血再灌注損傷的研究逐漸深入，ERS應(yīng)激機(jī)制的明確，為臨床防治心肌缺血再灌注損傷提供了理論依據(jù)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]Minamino T，Kitakaze M.ER stress in cardiovascular disease[J].J Mol Cell Cardiol，2010，48：1105-1110.

[2]Sozen E，Karademir B，Ozer NK.Basic mechanisms in endoplasmic reticulum stress and relation to cardiovascular diseases[J].Free Radic Biol Med，2015，78：30-41.

[3]Powell KS，Latterich M.The making and breaking of the endoplasmic reticulum[J].Traffic，2000，1：689-694.

[4]Nishitoh H.Life and death under the ER stress condition[J].Journal of Oral Biosciences，2004，46：259-269.

[5]Jian L，Lu Y，Lu S，Lu C.Chemical chaperone 4-phenylbutyric acid protects H9c2 cardiomyocytes from ischemia/reperfusion injury by attenuating endoplasmic reticulum stress-induced apoptosis[J].Mol Med Rep，2016，13：4386-4392.

[6]Jian L，Lu Y，Lu S，Lu C.Chemical Chaperone 4-Phenylbutyric Acid Reduces Cardiac Ischemia/Reperfusion Injury by Alleviating Endoplasmic Reticulum Stress and Oxidative Stress[J].Med Sci Monit，2016，22：5218-5227.

[6]Tang JY，Jin P，He Q.Naringenin ameliorates hypoxia/reoxygenation-induced endoplasmic reticulum stress-mediated apoptosis in H9c2 myocardial cells： involvement in ATF6， IRE1α and PERK signaling activation[J].Mol Cell Biochem.2017，424（1-2）：111-122.

[8]Yu H，Zhang H，Zhao W，et al.Gypenoside Protects against Myocardial Ischemia-Reperfusion Injury by Inhibiting Cardiomyocytes Apoptosis viaInhibition of CHOP Pathway and Activation of PI3K/Akt Pathway In Vivo and In Vitro[J].Cell Physiol Biochem，2016，39（1）：123-136.

[9]Guo XF， Yang XJ. Endoplasmic reticulum stress response in spontaneously hypertensive rats is affected by myocardial ischemia reperfusion injury[J].Exp Ther Med，2015，9：319-326.

[10]Zhao GL，Yu LM，Gao WL，et al.Berberine protects rat heart from ischemia/reperfusion injury via activating JAK2/STAT3 signaling and attenuating endoplasmic reticulum stress[J].Acta Pharmacol Sin，2016 ，37（3）：354-367.

[責(zé)任編輯：朱麗娜]