中藥抑制血管平滑肌增殖和遷移的作用機制研究概況

王 彬 ，周 歡

血管平滑肌細胞(vascular smooth muscle cell，VSMC) 主要存在于血管壁中膜，是構成動脈內(nèi)壁、形成血管結構和維持血管張力的主要成分[1]。生理狀態(tài)下，VSMC增殖和凋亡處于動態(tài)平衡，血管張弛有度，以維持正常的血壓水平。在眾多血管重構因子、炎癥、機械損傷等影響下，中膜VSMC 增殖、肥大并向內(nèi)皮下遷移，導致血管壁損傷不能修復，內(nèi)膜增厚，血管重構，最終導致動脈粥樣硬化(AS)的發(fā)生、發(fā)展[2]。近年來大量研究證明，中藥可合理抑制VSMC增殖和遷移，為防治血管增殖性疾病開辟了新的途徑?，F(xiàn)就中藥抑制VSMC增殖和遷移作用機制的相關文獻綜述如下。

1 VSMC的病理生理特性

VSMC來自胚胎發(fā)育時期的中胚層，逐漸分化為不同的細胞群，并獲得具有成年特征的分化表型，即收縮型。但在某些因素刺激下，VSMC又能夠去分化為分泌型，細胞形態(tài)由長梭形變?yōu)槎嘟切?，與VSMC內(nèi) p38(MAPK)/HSP27通路活化介導纖維肌絲聚合形成偽足有關[3]，分泌型VSMC具有較強的增殖遷移能力，并分泌大量促炎因子。VSMC表型的轉換常常是其發(fā)生增殖、遷移的前提條件。

2 內(nèi)皮素(ET)/一氧化氮(NO)失衡與VSMC增殖

ET和NO是血管內(nèi)皮細胞合成釋放的一對最重要的內(nèi)源性血管舒縮因子。正常情況下，二者處于動態(tài)平衡，以維持血管張力和內(nèi)膜的無增殖狀態(tài)。ET可與其不同受體結合后，經(jīng)由MAPK、活性氧(ROS)通路等多個級聯(lián)信號轉導，刺激VSMC凋亡、遷移，造成血管內(nèi)皮損傷，參與AS的發(fā)生[4]。汪晨凈等[5]通過培養(yǎng)大鼠VSMCs ，在不同時間以不同濃度內(nèi)皮素-1(ET-1)刺激VSMC，觀察ET-1對大鼠VSMC產(chǎn)生單核細胞趨化蛋白-1(MCP-1)的影響，結果發(fā)現(xiàn)ET-1能誘導大鼠VSMC MCP-1蛋白及mRNA表達，這可能是其造成血管內(nèi)皮損傷、VSMC增殖、遷移和凋亡的原因之一。 NO作為一種氣體信號分子，是內(nèi)源性血管舒張因子的主要活性成分，由前體L-精氨酸在一氧化氮合酶(NOS)作用下生成，能夠激活鳥苷酸環(huán)化酶，生成環(huán)磷酸鳥甙(cGMP)，影響Na+-Ca2+交換，擴張血管。莫雪妮等[6]通過實驗發(fā)現(xiàn)，天麻鉤藤飲加味可改善高血壓大鼠中、小動脈血管重構，抑制內(nèi)皮細胞和VSMC增生，與血漿ET含量下降呈現(xiàn)一定的一致性，故推測其機制與降低血管局部組織ET含量，抑制VSMC增殖有關。離體實驗方面，萬強等[7]發(fā)現(xiàn)，川芎嗪可通過調節(jié)VSMC內(nèi)ET-1和NO含量及成纖維細胞生長因子受體-1(FGFR-1)蛋白表達，下調JNK磷酸化，繼而抑制PM2.5誘導的VSMC增殖。由此推測，川芎嗪可能通過調節(jié)ET/NO失衡進而達到抗VSMC增殖的作用。

3 基質金屬蛋白酶(MMPs)與VSMC增殖

細胞外基質(ECM)是組成血管壁的“骨架”，不僅能維持血管壁的完整，還可作為媒介為血管細胞傳遞增殖、分化和凋亡等信號。MMPs是一類鋅依賴性的肽鏈內(nèi)切酶，主要由巨噬細胞、平滑肌細胞和內(nèi)皮細胞等產(chǎn)生，能夠降解ECM和基膜各組分，是調節(jié)ECM重建的最重要酶類，通過降解ECM，從而促進血管主要細胞的遷移和增殖，在內(nèi)膜增生和血管重塑中起著關鍵作用，與AS不穩(wěn)定斑塊有著密切的聯(lián)系。正常VSMC位于血管壁中膜層，被ECM所包繞，VSMC的遷移必須要克服ECM的阻礙，MMPs通過降解ECM促進了VSMC的遷移。同時，伴隨著ECM的降解，被包裹的生長因子釋放，生長因子、整合素等介導的增殖信號放大，間接刺激了VSMC的增殖。Johnson等[8]研究發(fā)現(xiàn)，大鼠左頸動脈結扎28 d后，MMP-3基因敲除鼠新生內(nèi)膜厚度顯著降低，VSMC遷移受阻，而外源性導入MMP-3基因卻能夠恢復其促遷移的作用。 中藥以MMPs作為干預靶點抑制細胞增殖取得了一定的療效。李洋洋等[9]通過高脂飲食復合腹腔注射維生素D3法建立AS大鼠模型，給予水蛭粉連續(xù)8周灌胃，結果發(fā)現(xiàn)水蛭粉可抑制平滑肌細胞表型轉化、增殖和遷移等環(huán)節(jié)，抑制血管內(nèi)膜增厚，減緩動脈粥樣硬化的進展，并推測其可能通過下調基質金屬蛋白酶-2(MMP-2)和基質金屬蛋白酶-9(MMP-9)水平、抑制平滑肌細胞α-肌動蛋白(α-actin)表達的下調而發(fā)揮抗VSMC增殖作用。此外，汪玉成等[10]通過體外ox-LDL誘導VSMCs，建立VSMCs遷移的AS細胞模型，采用20%澤瀉湯含藥血清干預， 結果發(fā)現(xiàn)澤瀉湯可抑制ox-LDL誘導的VSMCs遷移和MMP-2、MMP-9蛋白表達，提示澤瀉湯抑制VSMCs遷移的作用機制可能與影響MMP-2和MMP-9的表達有關。

4 小凹、小凹蛋白-1(caveolin-1)與VSMC增殖

小凹是細胞質膜表面特異的疏水性內(nèi)陷微區(qū)，呈燒瓶狀，該結構聚集了多種受體分子和信號分子，具有強大的信號轉導功能，大量分布于內(nèi)皮細胞、平滑肌細胞、脂肪細胞等終末分化細胞的細胞膜[11]。Caveolin-1作為小凹的標記蛋白和重要結構蛋白，參與了小凹的形成以及相關細胞增殖、分化和凋亡等信號通路的調控[12]。Gosens等[13]報道，Caveolin-1在平滑肌表型轉換中扮演重要角色，有助于維持氣道平滑肌收縮表型。有研究發(fā)現(xiàn)caveolin-1在大鼠骨髓間充質干細胞(BMSCs)向VSMCs分化過程中起到了重要作用[14]。Caveolin-1表達的水平隨轉化生長因子-β1(TGF-β1)誘導時間的延長而增強，提示Caveolin-1可能參與了干細胞來源的VSMC的形成。曲悅君[15]以體外培養(yǎng)的大鼠氣道平滑肌細胞(ASMCs)為基礎，檢測有無Caveolin-1存在的條件下，姜黃素對ASMCs增殖的影響及其作用機制，結果證實了姜黃素抑制大鼠氣道平滑肌細胞ASMCs的增殖是通過調節(jié)caveolin-1的表達發(fā)揮作用的。

5 Apelin與VSMC增殖

Apelin是日本學者Tatemoto等從牛胃分泌物中提取并純化的孤兒G蛋白偶聯(lián)受體(APJ)的天然配體，主要在心血管、腦、肺和乳腺等組織中表達。體內(nèi)有多種亞型， Apelin-13被鑒定為人類心臟的主要亞型。Apelin是重要的血管生成因子，通過促進血管新生，在缺血性心臟病、心肌重塑中具有重要的作用[16]。心血管組織中，Apelin 受體主要存在于內(nèi)皮細胞中，在許多脈管系統(tǒng)的平滑肌細胞和心肌衰弱細胞中也有發(fā)現(xiàn)，具有抗炎、抗凋亡、調節(jié)血管穩(wěn)態(tài)等功效。

大量文獻證明Apelin具有促進血管平滑肌增殖的作用。有學者認為Apelin 通過PI3K/Akt /ERK/CyclinD1信號通路和Jagged-1/Notch3/CyclinD1信號通路誘導VSMC增殖。此后的研究中又發(fā)現(xiàn)Apelin-13可通過磷酸化AMPKα使Drp1表達增加，誘導PINK1/Parkin通路相關的線粒體自噬，促進VSMC增殖，從而加劇了動脈粥樣硬化的進展[17-18]。Liu等[19]報道Apelin-13能通過PI3K/Akt信號通路促進SD大鼠胸主動脈VSMC增殖，呈時間和劑量依賴性。除此之外，Li等[20]研究也表明Apelin 通過Jagged-1/Notch 3信號轉導通路調節(jié)CyclinD1 的表達來促進VSMC的增殖。因此，如何有效利用Apelin的心血管保護作用，避免其誘導細胞的過度增殖，造成內(nèi)膜增厚、管腔狹窄等不利反應是應該關注的問題。

6 血紅素氧合酶-1(HO-1)與VSMC增殖

HO-1是血紅素降解的起始酶和限速酶，HO-1通過降解血紅素產(chǎn)生一氧化碳、膽綠素和鐵離子，膽綠素進一步經(jīng)膽綠素還原酶作用生成膽紅素。HO-1屬誘導型酶，與氧化應激反應密切相關，其代謝產(chǎn)物一氧化碳(CO)和膽色素具有抗炎、抗氧化、抗凋亡功能，通過調節(jié)血管平滑肌細胞、內(nèi)皮細胞、粒細胞等的增殖、遷移和黏附發(fā)揮重要的血管保護作用[21]。當機體出現(xiàn)氧化應激反應時，轉錄子Nrf2與其受體Keap-1解離，由胞漿轉位進入細胞核內(nèi)，與抗氧化反應原件ARE結合，啟動一系列抗氧化酶基因的表達，如HO-1、谷胱甘肽過氧化物酶(GPs)及NAD(P)H等，保護機體免受ROS損害。其中HO-1近年來在抑制VSMC增殖方面引起了人們的廣泛關注。Andres等[22]研究表明HO-1及其代謝產(chǎn)物CO通過抑制NADPHox活性，減少ROS產(chǎn)生而發(fā)揮抑制大鼠VSMC增殖和遷移的作用，運用SiRNA沉默NADPHox同工酶Nox2和Nox4表達，增殖可受到明顯抑制。Duckles等[23]報道HO-1抑制VSMC增殖通過其代謝產(chǎn)物CO介導細胞T型Ca2+通道阻斷而實現(xiàn)。概括來講，HO-1抗細胞增殖效應與其抗氧化功能密不可分，通過減少ROS的產(chǎn)生，從而使對ROS敏感的增殖相關通路AKT、MAPKs、 JAK等磷酸化水平均下降，VSMC增殖也被阻斷。

有文獻報道梔子苷元(京尼平)能夠劑量依賴地抑制腫瘤壞死因子-α(TNF-α)誘導的VSMC遷移和增殖，與HO-1mRNA水平的升高呈現(xiàn)較好的一致性，而SiRNA沉默則可部分抵消京尼平抑制增殖的作用[24]。Hwang等[25]報道夏枯草提取物能夠顯著抑制高糖誘導的VSMC增殖，研究發(fā)現(xiàn)運用夏枯草提取物干預細胞增殖模型，CyclinD1、CyclinE表達下調；抗氧化通路Keap-1/Nrf2/ARE活化及HO-1合成水平增加；增殖相關通路ERK、核轉錄因子-κB(NF-κB)等受到抑制，提示夏枯草抗平滑肌增殖機制與HO-1抗氧化效應有關。

7 結 語

VSMC遷移和增殖是AS演變的主要因素，是經(jīng)皮冠狀動脈介入治療(PCI)術后再狹窄、高血壓血管重構的重要病理基礎，如何有效限制平滑肌異常增殖和遷移是心血管領域亟待解決的問題。VSMC增殖是多種細胞因子、血管活性物質共同作用的結果，涉及MAPK/ERK、PI3K/Akt等多條信號通路，與局部的炎癥微環(huán)境、基質外環(huán)境密切相關，而最終獲得增殖能力的VSMC又可以分泌大量的促炎因子，放大增殖效應，機制復雜，臨床尚無特效的抑制VSMC增殖的藥物。中藥以其多靶點、多層次優(yōu)勢，在抗炎、抗血小板聚集、抗氧化應激、調脂等方面取得了一定的療效，探討中醫(yī)藥抗VSMC增殖的新靶點，為臨床治療提供新的途徑。但目前關于中藥調控Apelin、caveolin-1等增殖相關靶點的研究甚少，為以后進行深入研究提供了方向。