白藜蘆醇對缺血再灌注損傷心肌保護作用的研究進展

何淼，何燕

(廣西醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院，南寧530021)

白藜蘆醇(3，4，5-三羥基-反式-二苯乙烯)是天然多酚類化合物，主要存在于葡萄、花生、紅酒中，與“法國悖論”相關，是法國人喜愛高脂飲食但心血管疾病發(fā)病率低的重要保護因素[1]?，F(xiàn)有實驗室研究和部分臨床實驗證實，白藜蘆醇富含多種生物活性，包括抗氧化應激、抗腫瘤、降血糖、保護心血管、抗衰老等[2]。缺血性心臟病是世界公認的高致死率心臟疾病，恢復冠狀動脈(冠脈)血流是治療缺血性心臟病的重要手段，但缺血再灌注損傷嚴重影響缺血性心臟病的治療效果。有效防治缺血再灌注損傷仍是提高缺血性心臟病患者生活質量的關鍵[3]。隨著對白藜蘆醇心血管保護作用的深入研究發(fā)現(xiàn)，白藜蘆醇對缺血再灌注損傷心肌有保護作用，但作用機制存在爭議[4]。因此，闡明其病理生理機制是未來指導臨床治療缺血再灌注損傷心肌的關鍵。本文主要就白藜蘆醇對缺血再灌注損傷心肌的保護作用研究進展進行綜述。

1 白藜蘆醇對缺血再灌注損傷心肌的保護作用

缺血再灌注損傷系指通過溶栓、冠脈介入以及支架植入術等方法恢復心肌梗死后冠脈血液供應造成的心肌損傷加重現(xiàn)象[5]，如何早期識別和防治缺血再灌注損傷是缺血性心臟病治療的關鍵。目前已證實，缺血再灌注損傷與線粒體功能障礙、氧化應激、細胞凋亡、炎癥反應、鈣超載等病理機制存在關聯(lián)[6]，早期藥物干預缺血再灌注損傷可改善患者預后。研究表明，白藜蘆醇對缺血再灌注損傷心肌具有保護作用，主要表現(xiàn)為減少再灌注后心肌梗死面積、抑制心肌細胞凋亡及減輕心肌酶異常表達等。用白藜蘆醇對大鼠進行灌胃預處理，其后建立大鼠缺血再灌注損傷心肌模型，測定結果提示白藜蘆醇組微小RNA-21表達升高，心肌梗死面積減少，心肌細胞凋亡被抑制；同時，抑制微小RNA-21表達組，上述心肌保護作用受限。表明白藜蘆醇通過誘導微小RNA-21過表達發(fā)揮對缺血再灌注損傷心肌的保護作用[7]。宋娟等[8]研究發(fā)現(xiàn)，在缺血15 min及再灌注前1 min按照1 mL/kg比例注射白藜蘆醇至大鼠舌靜脈，對比大鼠缺血再灌注損傷程度，發(fā)現(xiàn)白藜蘆醇組比對照組室性心律失常時間縮短、左心室收縮舒張功能得到改善，進一步研究提示白藜蘆醇對缺血再灌注損傷心肌的保護作用與激活磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B(PI3K/Akt)信號通路，提高Akt、縫隙連接蛋白43(Cx43)及Cx43 mRNA表達相關。Cheng等[9]研究同樣證實，白藜蘆醇減少缺血再灌注損傷心肌的梗死面積，與降低血肌酐激酶(CK)、乳酸脫氫酶、過氧化物酶水平，提高心肌超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-PX)的活性，抑制缺血再灌注損傷心肌的氧化應激相關。上述研究均證明白藜蘆醇對缺血再灌注損傷心肌具有保護作用。但目前研究僅局限于動物實驗水平。闡明白藜蘆醇對缺血再灌注損傷心肌保護作用的病理生理機制，將為設計白藜蘆醇臨床實驗、開發(fā)新型治療缺血再灌注損傷藥物提供依據(jù)。

2 白藜蘆醇對缺血再灌注損傷心肌的保護作用機制

2.1 白藜蘆醇與一氧化氮(NO)途徑 NO是重要的血管擴張劑，通過一氧化氮合酶(NOS)結合四氫生物蝶呤(BH4)和L-精氨酸產生。人體內存在神經(jīng)元型NOS(nNOS)、內皮型NOS(eNOS)、誘導型NOS(iNOS)三種NOS同工酶，eNOS主要存在于內皮細胞，通過eNOS/NO途徑催化生成NO，減輕缺血再灌注損傷[10]。研究表明，對eNOS基因敲除大鼠進行研究發(fā)現(xiàn)，基因敲除型大鼠比野生型大鼠缺血再灌注損傷程度重，證實白藜蘆醇預處理通過eNOS/NO加速內皮功能的修復。同時，部分學者傾向于iNOS通過生成NO產生心臟保護效應[11]。但有研究持相反意見，毋亞男等[12]用白藜蘆醇分別在缺血前15 min和再灌注前1 min經(jīng)靜脈處理大鼠，2 h后測定其NO和NOS表達，結果發(fā)現(xiàn)白藜蘆醇上調nNOS和eNOS表達，抑制iNOS表達，增加內源性NO表達，改善缺血再灌注損傷心肌的冠脈循環(huán)。實驗室應用NOS抑制劑(L-NAME)處理白藜蘆醇組大鼠，結果顯示白藜蘆醇對缺血再灌注損傷心肌的保護作用受抑制，提示NO在白藜蘆醇的心肌保護中起關鍵作用[13]。上述研究證實，白藜蘆醇對缺血再灌注損傷心肌的保護作用與調節(jié)NOS/NO通路，增加NO表達相關。但白藜蘆醇對nNOS、eNOS、iNOS三種同工酶的具體調控機制存在爭議。未來需要更多實驗數(shù)據(jù)闡明白藜蘆醇通過NOS/NO途徑保護缺血再灌注損傷心肌的具體病理生理機制。

2.2 白藜蘆醇與線粒體保護 白藜蘆醇通過線粒體保護減少缺血再灌注損傷導致的心肌細胞凋亡。宋麗華等[14]研究表明，提取大鼠心肌細胞線粒體，測定顯示缺血再灌注組琥珀酸脫氫酶(SDH)活性下降，表明缺血再灌注損傷時心肌有氧氧化能力下降；鈉鉀腺苷三磷酸酶(Na+-K+-ATPase)、鈣腺苷三磷酸酶(Ca2+-ATPase)活性下降，表明缺血再灌注損傷心肌能量代謝障礙。而白藜蘆醇預處理大鼠組心肌線粒體SDH、Na+-K+-ATPase、Ca2+-ATPase活性提高，表明白藜蘆醇可通過改善心肌線粒體有氧氧化及能量代謝保護心肌。同時，使喚心肌缺血耐受力的熱休克蛋白70表達增加亦起心肌保護作用。此外，白藜蘆醇具備調控線粒體通透孔(mPTP)開放的能力。研究已證實抑制mPTP在缺血再灌注早期的開放，可減少缺血再灌注損傷心肌梗死面積，改善心臟收縮功能。這可能與白藜蘆醇增加糖原合成酶激酶3β(GSK-3β)水平并促進GSK-3β與線粒體親環(huán)蛋白D共沉淀，抑制mPTP開放有關[15]。白藜蘆醇可通過降低線粒體內鈣離子濃度，減少mPTP開放，減輕線粒體損傷，改善心肌舒張功能[14]。Liao等[16]發(fā)現(xiàn)，白藜蘆醇按2.0 mg/kg喂養(yǎng)大鼠6周可減少缺血再灌注損傷后心肌梗死面積，其保護機制與白藜蘆醇抑制mPTP開放，減少細胞色素C及Caspase-3水平，抑制線粒體介導的細胞凋亡相關。

2.3 白藜蘆醇與炎癥反應 炎癥反應是導致缺血再灌注損傷的重要病理生理機制。炎癥反應通過激活腫瘤壞死因子α(TNF-α)、白細胞介素1β(IL-1β)、IL-6、IL-8等炎性細胞因子，促進中性粒細胞及淋巴細胞等炎癥細胞浸潤以及血管內皮細胞損傷均可介導缺血再灌注損傷。Schwager等[17]證實白藜蘆醇具備下調TNF-α、IL-1β、IL-6等炎性細胞因子水平，抑制單核細胞、中性粒細胞等炎性細胞表達的能力。早期應用白藜蘆醇抑制炎癥反應可減輕缺血再灌注損傷。黃新宇等[18]研究發(fā)現(xiàn)，白藜蘆醇激活核因子E2相關因子2(Nrf2)-抗氧化反應元件通路，促使Nrf2及其下游具有抗炎、抗氧化應激效應的靶蛋白血紅素加氧酶1(HO-1)高表達，減輕炎癥反應。同時，白藜蘆醇提高SOD和GSH-PX等自由基清除酶活性，減輕氧化應激。鄧穎等[19]研究也支持白藜蘆醇上調PI3K/Akt/ Nrf2通路活性，增強HO-1蛋白活性，減輕缺血再灌注損傷。同時白藜蘆醇對缺血再灌注損傷心肌的保護作用部分被LY294002(PI3K/Akt抑制劑)抑制，進一步驗證白藜蘆醇的心血管保護作用與PI3K/Akt/Nrf2通路相關。一定濃度的白藜蘆醇抑制缺血再灌注損傷大鼠NALP3炎性體表達，影響Caspase-1活化，最終致下游IL-1β、IL-18等炎性因子水平下降，減輕炎癥反應[20]。Li等[21]應用白藜蘆醇預處理大鼠，監(jiān)測發(fā)現(xiàn)TOLL樣受體4(TLR4)和核因子κB(NF-κB)表達受限，炎性細胞因子生成減少，腫瘤壞死因子水平下降，心肌細胞凋亡速度減緩，心肌梗死面積較單純缺血再灌注損傷模型減少，提示白藜蘆醇通過TLR4和NF-κB通路減輕缺血再灌注損傷。

2.4 白藜蘆醇與內皮細胞 白藜蘆醇改善缺血再灌注損傷后大鼠左心室功能、抑制肌CK同工酶釋放，減少心肌梗死面積，與上調血管內皮生長因子B表達，激活Akt，抑制糖原合成酶激酶3β(GSK-3β)相關[22]。薛一濤等[23]發(fā)現(xiàn)血管內皮生長因子活化磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)，激活PI3K下游Akt磷酸化，Akt抑制靶蛋白GSK-3β表達，調控細胞凋亡。上述研究提示白藜蘆醇通過上調內皮生長因子表達，激活PI3K-Akt-GSK3β通路，抑制細胞凋亡，減輕缺血再灌注損傷心肌。同時，白藜蘆醇介導PI3K-Akt通路，上調生存素(SVV)水平，抑制心肌微血管內皮細胞凋亡，減輕心肌缺血再灌注損傷[24]。白藜蘆醇對缺血再灌注損傷心肌的保護作用除了與PI3K-Akt-GSK3β通路、PI3K-Akt-SVV通路有關，還可能與白藜蘆醇對心肌內皮祖細胞(EPCs)增殖的影響相關。EPCs不僅具有修復損傷內皮細胞的功能，而且可以促進缺血心肌組織的血管再生。鄭浩等[25]研究發(fā)現(xiàn)，白藜蘆醇抑制細胞內活性氧的產生，減少細胞凋亡因子細胞色素C的釋放及其下游Caspase-3被切割成DNA碎片，抑制血管內皮細胞凋亡。同時，白藜蘆醇促進血管內皮祖細胞增殖與抑制Bax促凋亡蛋白表達相關。

2.5 白藜蘆醇與沉默信息調節(jié)因子1(SIRT1) Sirtuins家族(包含SIRT1～SIRT7)是一組依賴于煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)的去乙?；?。SIRT1參與機體抗炎癥、抗氧化應激反應及細胞凋亡的過程，發(fā)揮減輕內皮功能障礙、改善心室肥厚、減少缺血再灌注損傷等心血管保護作用[26]。白藜蘆醇作為SIRT1強激活劑，增加體內SIRT1表達，可發(fā)揮多種通路對缺血再灌注損傷心肌的保護作用。白藜蘆醇預處理大鼠組SIRT1水平升高，同時調節(jié)有絲分裂活化蛋白激酶(MAPK)通路下游抗凋亡細胞外調節(jié)蛋白激酶(ERK)高磷酸化表達，下調親凋亡氨基末端激酶(JNK)和p38蛋白表達；同時白藜蘆醇對缺血再灌注心肌的保護作用可被SIRT1抑制劑阻斷，表明白藜蘆醇通過SIRT1-MAPK通路，調控ERK、JNK、p38，減輕缺血再灌注損傷心肌的細胞凋亡[27]。此外，白藜蘆醇提高SIRT1活性，通過介導熱休克轉錄因子1(HSF1)去乙?；⒃黾訜嵝菘说鞍妆磉_，減少Caspase-3裂解，同樣抑制缺血再灌注損傷心肌細胞凋亡[28]。腹腔注射白藜蘆醇減輕缺血再灌注損傷，與減少體內線粒體解偶聯(lián)蛋白2(UCP-2)表達相關，表明白藜蘆醇可能通過SIRT1-UCP-2信號通路發(fā)揮作用[29]。對白藜蘆醇預處理大鼠心肌細胞進行研究，發(fā)現(xiàn)SIRT1水平升高，抑制促凋亡因子p53蛋白去乙?；湎掠斡H凋亡蛋白Bax表達降低，抗凋亡蛋白Bcl-2水平升高，心肌細胞凋亡減輕。同時在白藜蘆醇組用一類SIRT1抑制劑ex527抑制SIRT1表達，p53乙酰化增多，心肌保護作用降低，表明白藜蘆醇通過SIRT1-p53途徑發(fā)揮缺血再灌注損傷心肌的保護作用[30]。

近年來關于白藜蘆醇對缺血再灌注損傷心肌的保護機制研究越來越多，但目前研究局限于動物實驗及細胞水平，缺乏臨床數(shù)據(jù)支持，臨床應用前景未明。未來有待對白藜蘆醇進一步研究，闡明其對心肌保護的病理生理機制，探討臨床使用白藜蘆醇的安全性和有效劑量，開辟預防和治療缺血再灌注損傷心肌的新方向。