益氣活血法調控心肌缺血再灌注損傷細胞自噬研究進展

頡志英，張志明，雍文興，王功臣，邵向陽，宋忠陽，梁艷

綜述

益氣活血法調控心肌缺血再灌注損傷細胞自噬研究進展

頡志英1，張志明2，雍文興2，王功臣2，邵向陽1，宋忠陽1，梁艷2

1.甘肅中醫(yī)藥大學，甘肅 蘭州 730000；2.甘肅中醫(yī)藥大學附屬醫(yī)院，甘肅 蘭州 730000

心肌缺血再灌注損傷（MIRI）防治已成為現(xiàn)代醫(yī)學的研究熱點，但其發(fā)生機制尚未完全闡明。隨著現(xiàn)代醫(yī)學對該病的深入研究，發(fā)現(xiàn)其與細胞自噬密切相關。益氣活血類中藥可調控心肌細胞自噬蛋白及基因的表達，本文就益氣活血類中藥對MIRI過程中細胞自噬的影響最新進展進行綜述。

益氣活血法；心肌缺血再灌注；自噬；綜述

據(jù)2018年中國心血管病報告顯示，心血管疾病的發(fā)生率呈逐年上升趨勢，推算心血管病現(xiàn)患病人數(shù)約2.9億，其中冠心病1100萬，且急性心肌梗死（acute myocardial infarction，AMI）的死亡率亦逐年升高[1]。目前，臨床針對治療AMI方案主要是以血液復流為目的的治療，但易引起心肌缺血再灌注損傷（myocardial ischemia-reperfusion injury，MIRI），已嚴重影響臨床療效。因此，深入探索MIRI的病理機制及針對其保護藥物成為目前臨床上的重點。自噬被認為是MIRI的發(fā)生機制之一，其作為細胞應對損傷的一種保護性反應，對維持正常生理功能以及細胞內環(huán)境穩(wěn)定十分重要[2]。有研究表明，中藥能增強或減弱自噬的強度從而治療相應疾病[3]。結合病位、病因病機及臨床癥狀，可將AMI歸屬于中醫(yī)學“胸痹”“真心痛”范疇，臨床上通過觀察AMI患者臨床癥狀及中醫(yī)證候，發(fā)現(xiàn)多數(shù)以心氣不足、心血失于推動為基礎，血脈滯澀為發(fā)病的直接原因。因此，氣虛血瘀、本虛標實是其主要病機，故益氣活血為其基本治則。茲就近年來益氣活血法防治MIRI自噬相關研究進行歸納總結，從中藥單體及有效成分、中藥復方2個方面進行綜述，以期為益氣活血法防治MIRI的臨床應用提供較系統(tǒng)的理論依據(jù)。

1 自噬機制

自噬是一種高度保守的細胞行為，通過泛素蛋白酶系統(tǒng)維持細胞內穩(wěn)定，它的發(fā)生過程是由雙層膜性結構對胞內成分（如蛋白質、脂質、細胞器等）進行包裹，之后通過與溶酶體結合，將包裹的內容物進行分解、再利用的過程。

自噬主要有3種形式：微自噬、巨自噬和分子伴侶介導的自噬[4]。最早觀測到的自噬現(xiàn)象是巨自噬。因此，本文中的自噬主要指巨自噬。自噬具有雙面性：一方面，其可發(fā)揮一種防御和應激調控作用，如在饑餓狀態(tài)下，細胞本身即可通過自噬降解部分蛋白質或損傷的細胞器，將其轉化為能量以供給細胞，也可清除變性或錯誤折疊的蛋白質或衰老的細胞器等，以維持細胞的穩(wěn)態(tài)[5]；另一方面，在一些特定的生理或病理狀態(tài)下，如炎癥、氧化應激或過度的缺氧、缺血，具有誘導細胞程序性死亡的作用[6]。

自噬通路主要包括依賴雷帕霉素受體蛋白（mTOR）的自噬和非依賴mTOR的自噬。mTOR是一類絲氨酸/蘇氨酸激酶，其在進化中高度保守，并可作為自噬的關鍵分子，在自噬中發(fā)揮重要的作用[7]。mTORC1和mTORC2兩種不同的復合體存在于細胞內，其中mTORC1能促進細胞的生長和代謝，通過結合ULK1復合物而抑制自噬，而mTORC2具有調節(jié)細胞存活和骨架的功效，并且能磷酸化AKT，導致mTORC1被激活，從而調控自噬[8]。PI3K-AKT-mTOR信號通路是調節(jié)細胞周期的重要信號通路[9]，其中PI3K是一種胞內磷脂酰肌醇激酶，具有絲氨酸/蘇氨酸激酶的活力，參與細胞增殖、分化、凋亡等[10]。當PI3K受到多種生長因子如成纖維細胞生長因子（FGF）、血管內皮生長因子（VEGF）等激活，能誘導下游AKT表達[11]。AKT又稱蛋白激酶B（PKB），主要通過血小板-白細胞C激酶同源區(qū)和PIP3結合，一方面通過磷脂酰肌醇依賴性激酶1（PDK1）使第308位上的蘇氨酸位點（Thr308）磷酸化而被激活，另一方面PDK-2的存在使第473位上絲氨酸位點（Ser473）磷酸化也被激活，并且發(fā)現(xiàn)AKT在細胞存活和凋亡中發(fā)揮重要作用[12]。有研究發(fā)現(xiàn)，通過體外培養(yǎng)肺動脈平滑肌細胞（PASMC），激活并PI3K-AKT-mTOR信號并使之磷酸化，能下調自噬[13]，即PI3K-AKT-mTOR信號通路能抑制細胞自噬減從而輕細胞凋亡。

2 自噬與心肌缺血再灌注損傷關系

目前隨著對心血管疾病的不斷探索，表明與其相關的心肌細胞自噬可能具有雙向調控的作用[14]。心肌細胞再生能力非常有限，而細胞自噬通過降解功能異常的蛋白質或老化的細胞器，使細胞或物質得到更新，所以細胞自噬對維護心肌細胞活力十分重要。上調自噬水平對MIRI具有保護作用，主要是自噬通過清除細胞內雜物，使其得到更新，從而提高心肌細胞生存率。Li等[15]研究表明，細胞自噬通過清除毛狀樣蛋白（CLP36）保護心肌細胞免受MIRI，而CLP36的累積是再灌注損傷的重要因素。但亦有研究表明，再灌注損傷后可引起細胞過度自噬，常伴隨Beclin 1蛋白增加，因此阻礙自噬體的清除，進而導致心肌細胞死亡率升高[16]。Xu等[17]研究表明，缺血再灌注損傷時由于減少Beclin 1蛋白在心肌細胞中的表達而下調自噬水平，從而提高細胞生存率，提示自噬在此過程中有損傷性作用。綜合性研究表明，再灌注時自噬的程度（適度或過度）可能與缺血期缺血時間、缺血程度、自噬與凋亡時間、自噬的激活程度等緊密相關[18]。

3 益氣活血類中藥單體及其有效成分對自噬的影響

3.1 人參

人參具有大補元氣、補脾益肺、生津、安神益智等功效?！侗静輩R言》有“補氣生血、助精養(yǎng)神之藥也”。現(xiàn)代藥理研究表明，人參主要成分為人參皂苷[19]。李丹丹[20]研究發(fā)現(xiàn)，人參皂苷Rg1通過調控局灶性腦缺血再灌注模型大鼠Beclin 1、LC3及mTOR的表達，進而上調缺血組織和細胞自噬，從而對缺血再灌注神經元起到保護作用。喬磊[21]使用人參皂苷Rb1對動脈粥樣硬化小鼠進行干預，發(fā)現(xiàn)人參皂苷Rb1能上調LC3Ⅱ/LC3Ⅰ的比值、降低p62表達，并能降低泡沫細胞脂質沉積的作用，而抑制自噬后結果正好與前面相反，表明人參皂苷Rb1能激活自噬，降低動脈粥樣硬化脂質的沉積，從而保護血管。

3.2 丹參

丹參具有活血調經、祛瘀止痛、涼血消癰、除煩安神功效?！侗静荼阕x》曰：“丹參，功同四物，能祛瘀以生新，善療風而散結，性平和而走血……味甘苦以調經，不過專通營分?！爆F(xiàn)代藥理研究發(fā)現(xiàn)，丹參活性成分主要是兩大類，脂溶性成分包括丹參酮類、丹參酮醌類等，水溶性成分多為丹參素、丹參酸等[22]。孫大偉等[23]通過體外培養(yǎng)缺氧復氧處理心肌細胞并對其加入丹參素進行誘導，采用CCK-8法發(fā)現(xiàn)，含丹參素細胞增殖率顯著上升，且通過RT-PCR檢測發(fā)現(xiàn)，丹參素能明顯上調自噬相關基因LC3、Beclin 1的表達，從而對缺氧復氧心肌細胞損傷起保護作用。

3.3 黃芪

黃芪具有補氣健脾、升陽舉陷、益衛(wèi)固表、利尿消腫、托毒生肌功效。《神農本草經》言“黃芪，甘微溫，無毒。主癰疽……補虛，小兒百病”。現(xiàn)代藥理研究發(fā)現(xiàn)，黃芪中化學成分主要包括黃芪多糖類、黃酮類化合物、皂苷類化合物等，具有抗感染、抗病毒、抗腫瘤、抗氧化等功效[24]。史楠等[25]研究發(fā)現(xiàn)，黃芪甲苷與大鼠腦缺血再灌注時發(fā)現(xiàn)，黃芪甲苷能調控LC3/mTOR信號通路，增加自噬量，從而緩解/治療大鼠腦缺血再灌注的損傷。李媛等[26]研究認為，黃芪甲苷能通過激活自噬減輕腦缺血再灌注損傷。

3.4 川芎

川芎具有活血行氣、祛風止痛功效?！侗静輩R言》：“芎，上行頭目，下調經水，中開郁結，血中氣藥?！爆F(xiàn)代藥理研究發(fā)現(xiàn)，川芎有效成分主要包括內酯、酚酸、生物堿及多糖等。其中川芎內酯組分有強心、擴張血管、保護血管內皮細胞、增加冠脈和末梢血管血流量作用。研究表明，通過異丙腎上腺素誘導大鼠MIRI模型，模型組大鼠LC3Ⅱ/LC3Ⅰ、Beclin 1表達升高，p62表達下降，川芎內酯組分明顯抑制LC3Ⅱ/ LC3Ⅰ、Beclin 1的表達，而提高p62的表達[27]。初步闡明心肌缺血過程中引起了細胞自噬，而川芎內酯組分可抑制自噬。

3.5 三七

三七有化瘀止血、活血定痛功效?！侗静萸笳妗罚骸叭邭馕犊鄿?，能于血分化其血瘀?！比呖傇碥帐侨哂行Щ钚猿煞种弧Ｑ芯匡@示，三七總皂苷能降低患者心絞痛發(fā)生頻率和持續(xù)時間，改善心電圖[28]。也有研究發(fā)現(xiàn)，三七總皂苷可通過多途徑調節(jié)線粒體功能而抑制細胞凋亡[29]。另外，三七總皂苷可明顯提高大鼠腎臟中自噬相關基因Atg5和Beclin 1的表達及相關蛋白LC3Ⅱ/LC3Ⅰ的表達[30]。

3.6 當歸

當歸有補血調經、活血止痛、潤腸通便功效。《醫(yī)學啟源》曰：“當歸，氣溫味甘，能和血補血，尾破血，身和血?！痹谛难芟到y(tǒng)方面，當歸揮發(fā)油被認為是主要有效成分。有研究發(fā)現(xiàn)，當歸揮發(fā)油對大鼠局灶性腦缺血再灌注損傷有防護作用[31]。當歸揮發(fā)油能下調自噬相關蛋白Beclin 1、LC3Ⅱ、Atg5的表達，細胞存活率明顯上升，表明當歸揮發(fā)油可能通過抑制自噬減輕腦缺血再灌注神經細胞的損傷[32]。

4 益氣活血類中藥復方對自噬的影響

4.1 補陽還五湯

補陽還五湯主要由黃芪、當歸尾、赤芍、川芎、紅花、桃仁、地龍等組成，具有益氣活血通絡功效，其在臨床應用療效顯著[33]?，F(xiàn)代藥理研究表明，補陽還五湯可通過清除氧自由基、提高抗氧化防御系統(tǒng)、抑制心肌酶活性、阻斷炎癥途徑、抑制鈣超載等多種方式保護損傷心肌[34]。有研究發(fā)現(xiàn)，補陽還五湯可降低小鼠腦缺血后半暗帶組織LC3Ⅱ/LC3Ⅰ的表達，抑制p62蛋白的降解，減少腦梗死面積[35]，表明該方能通過抑制腦缺血后半暗帶組織過度自噬而發(fā)揮腦保護作用。

4.2 維腦康

維腦康主要由藏紅花、人參、銀杏等組成，具有補氣活血功效。鄭詠秋等[36]研究表明，維腦康可上調大鼠局灶性腦缺血再灌注損傷腦組織Beclin 1表達，這可能與通過增強自噬而改善腦缺血再灌注損傷有關。

4.3 參元丹

參元丹主要由黃芪、玄參、丹參、黨參、延胡索、地龍等組成。研究表明，參元丹可下調缺血Wistar乳鼠心肌細胞自噬相關基因Beclin 1 mRNA的表達，降低LC3Ⅱ/LC3Ⅰ比值來抑制自噬，從而保護缺血心肌細胞的損傷[37]。

4.4 加味丹參飲

加味丹參飲主要由丹參、黃芪、赤芍、紅花、當歸、川芎等組成，具有益氣活血功效。研究表明，加味丹參飲預處理對缺氧/復氧H9C2心肌細胞損傷具有防護作用，其機制可能與上調自噬相關蛋白LC3Ⅱ及Beclin 1的表達、誘導自噬相關[38]。

4.5 通心絡膠囊

通心絡膠囊主要由人參、全蝎、水蛭、赤芍、檀香等組成，具有益氣活血、通絡止痛功效。有研究通過大鼠AMI建模探索通心絡膠囊對心肌細胞的保護機制，結果表明，通心絡膠囊組LC3熒光染色顯著增強，LC3Ⅱ/LC3Ⅰ比值上升，Beclin 1、p-AMPK表達上調，p-mTOR表達下調；AMPK抑制劑可顯著阻斷自噬進程。表明其可能通過AMPK/mTOR通路上調缺氧心肌細胞的自噬，從而保護缺氧心肌細胞。而PI3K/Akt通路也與自噬密切相關，通心絡膠囊抑制神經元凋亡的作用可能與自噬密切相關[39-40]。

5 小結

目前，益氣活血法已被廣泛應用于心腦血管疾病，尤其是心肌/腦缺血再灌注損傷中臨床療效顯著。而自噬作為MIRI發(fā)病機制之一，益氣活血類中藥調控自噬具有多通路、多靶點的優(yōu)勢，不僅可從中藥單體、提純物及其主要成分進行自噬的研究，且中藥復方調控自噬的研究也意義重大。文獻報道較多的中藥及其復方調控自噬的研究已有一定進展，但缺乏對多靶點作用機制的深入研究。中醫(yī)學理論體系的主要特點是整體觀念和辨證論治，人是一個有機的整體，臨床治療中需隨證加減，因此中藥復方調控自噬更顯優(yōu)勢。加強益氣活血復方調控自噬的相關研究，有助于更好地發(fā)揮中醫(yī)學理論體系的優(yōu)勢，提高臨床療效。

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Research Progress in Method of Reinforcing Qi and Activating Blood Circulation in Regulation of Cell Autophagy During Myocardial Ischemia-Reperfusion Injury

XIE Zhiying1, ZHANG Zhiming2, YONG Wenxing2, WANG Gongchen2,SHAO Xiangyang1, SONG Zhongyang1, LIANG Yan2

The prevention and treatment of myocardial ischemia-reperfusion injury (MIRI) has become a research hotspot in modern medicine, but the mechanism of its occurrence is not completely clear. With the in-depth study of this disease in modern medicine, it is found to be closely related to cell autophagy. TCM with the efficacy of reinforcing qi and activating blood circulation can regulate the expression of autophagy proteins and genes in cardiomyocytes. This article reviewed the latest developments in the effects of TCM with the efficacy of reinforcing qi and activating blood circulation on cell autophagy during MIRI.

method of reinforcing qi and activating blood circulation; myocardial ischemia-reperfusion injury; autophagy; review

R2-05；R285.5

A

1005-5304(2020)12-0130-05

10.19879/j.cnki.1005-5304.202001017

國家自然科學基金（81660730）

張志明，E-mail：zhangzhimingys@163.com

（2020-01-02）

（2020-01-15；編輯：華強）