自噬在高血壓靶器官損害中的作用及中醫(yī)藥治療研究進(jìn)展*

歐陽雅蓉，傅為武，黃彩依，羅麗瓊，黃冬歡，盧 帥，王慶高

1.廣西中醫(yī)藥大學(xué) (南寧530001)；2.廣西中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院(南寧530023)

高血壓靶器官損害包括心、腦、腎、血管、眼底等器官功能及結(jié)構(gòu)的變化，是導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化、心肌梗死、心力衰竭、猝死、腦梗死、腦出血、腎功能衰竭等臨床并發(fā)癥的主要原因，極大地威脅著人們的生命健康。盡管大量的臨床數(shù)據(jù)證明使用血管緊張素受體拮抗劑、血管緊張素轉(zhuǎn)化酶抑制劑、β受體阻滯劑等藥物的使用可起到保護(hù)靶器官、預(yù)防心血管終點(diǎn)事件的作用，但是防治高血壓靶器官損害仍是目前醫(yī)學(xué)上的一大難題。自噬是指細(xì)胞內(nèi)衰老、受損的細(xì)胞器及長(zhǎng)效蛋白降解，合成生命活動(dòng)所需能量的“廢物利用”的過程。目前認(rèn)為自噬在高血壓靶器官損害的過程中有重要的調(diào)節(jié)作用，影響動(dòng)脈斑塊形成、血管硬化、血栓形成、心肌纖維化、心室重塑、心肌肥厚、腎纖維化、腎衰竭、腦出血、腦梗死等過程。中醫(yī)藥在高血壓靶器官損害防治中具有特色作用，具有安全、高效、辨證施治的特點(diǎn)，可通過多成分、多靶點(diǎn)、多途徑干預(yù)高血壓靶器官損害。目前國(guó)內(nèi)外多項(xiàng)研究已證明中醫(yī)藥治療可通過調(diào)控自噬對(duì)高血壓靶器官損害進(jìn)行調(diào)控，因此，中醫(yī)藥調(diào)控自噬可能是高血壓靶器官損害的靶點(diǎn)及途徑，值得進(jìn)一步深入探討。

1 自噬的基本概念

自噬是指細(xì)胞在饑餓、缺氧、營(yíng)養(yǎng)缺乏、藥物誘導(dǎo)情況下，利用溶酶體清除衰老、受損、錯(cuò)誤折疊的蛋白及代謝廢物的過程，通過對(duì)細(xì)胞內(nèi)“廢物”的重新加工，產(chǎn)生氨基酸、核苷酸、糖、脂肪酸作為代謝燃料，以維持細(xì)胞的生命活動(dòng)[1-2]。mTOR處于自噬過程的關(guān)鍵位置，在正常細(xì)胞內(nèi) mTOR處于激活狀態(tài)，激活的mTOR磷酸化 ATG13，抑制了 ATG13-ATG1-ATG17 復(fù)合物的形成，從而抑制細(xì)胞的自噬過程。而當(dāng)細(xì)胞在營(yíng)養(yǎng)和能量缺乏、蛋白質(zhì)累積或者應(yīng)激狀態(tài)等情況下，mTOR的活性會(huì)受到抑制，ATG13的磷酸化水平降低，從而導(dǎo)致自噬水平會(huì)迅速被誘導(dǎo)上調(diào)[3]。自噬的完整過程包括三個(gè)階段：首先，在缺氧、饑餓、藥物等刺激因素的誘導(dǎo)下，細(xì)胞質(zhì)中大量由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、線粒體的膜結(jié)構(gòu)形成的雙層膜杯狀分隔膜游離在被降解物的周圍，形成自噬前體(Pre-autophagosome)；隨后自噬相關(guān)基因促使吞噬細(xì)胞形成杯口狀結(jié)構(gòu)，包裹待降解的細(xì)胞質(zhì)或細(xì)胞器，形成囊泡狀的自噬體(Autophagosome)；最后自噬體與溶酶體(Lysosome)融合成自噬溶酶體(Autolysosome)，溶酶體通過水解酶的作用降解自噬溶酶體內(nèi)所包裹的內(nèi)容物，重新生成氨基酸、脂肪酸、單糖等簡(jiǎn)單物質(zhì)，供細(xì)胞重新利用。目前常見的可以影響自噬通路包括AMPK/mTOR通路、PI3K/AKT/mTOR通路、Ras/Raf/MEK/ERK通路。自噬是細(xì)胞進(jìn)行“自我消化”的過程，基礎(chǔ)水平的自噬有助于清除受損細(xì)胞器，促進(jìn)細(xì)胞的新陳代謝；過度的自噬則會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞結(jié)構(gòu)及功能的破壞，對(duì)細(xì)胞及其生命活動(dòng)產(chǎn)生不利影響；自噬減少則導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的代謝廢物及受損、衰老的細(xì)胞器無法及時(shí)清除，產(chǎn)生細(xì)胞毒性，同樣可導(dǎo)致細(xì)胞的破壞死亡。

2 自噬與靶器官損害

2.1 血 管 血管損傷是高血壓常見的靶器官損害，包括內(nèi)皮功能障礙、斑塊形成、動(dòng)脈硬化，其中內(nèi)皮功能障礙是高血壓最早期也是最重要的血管損害，是斑塊形成和動(dòng)脈硬化的起始階段。Zhang等[4]研究發(fā)現(xiàn)高血壓患者外周血中TGF-β1的表達(dá)升高，且TGF-β1通過調(diào)節(jié)PI3KC3信號(hào)通路來抑制血管內(nèi)皮細(xì)胞的自噬活性，從而調(diào)節(jié)內(nèi)皮細(xì)胞的增殖、遷移、凋亡過程，加劇高血壓患者的血管內(nèi)皮損傷。Tian等[5]研究證明高血壓臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞(HUVEC)增殖和自噬減少，同時(shí)伴隨自噬相關(guān)蛋白及 AMPK、ULK1蛋白水平下調(diào)，這表明了在高血壓中HUVEC凋亡導(dǎo)致的血管內(nèi)皮損傷，可能是由于抑制了AMPK/ULK1信號(hào)通路介導(dǎo)的自噬引起的。SIRT家族是血管鈣化、內(nèi)皮細(xì)胞纖維化、動(dòng)脈硬化中的重要調(diào)節(jié)因素。Guo等[6]研究表明SIRT6過表達(dá)促進(jìn)血管對(duì)NO生物利用度，降低細(xì)胞通透性，改善內(nèi)皮衰老和細(xì)胞凋亡，這個(gè)過程與促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞自噬相關(guān)，通過增加細(xì)胞自噬減少細(xì)胞的凋亡是內(nèi)皮細(xì)胞維持其正常功能的重要方式。而內(nèi)皮細(xì)胞中線粒體自噬調(diào)節(jié)內(nèi)皮細(xì)胞的氧化還原平衡，能夠及時(shí)清除細(xì)胞代謝產(chǎn)生的氧化應(yīng)激產(chǎn)物。Li等[7]發(fā)現(xiàn)自發(fā)性高血壓大鼠(SHR)中SIRT3低表達(dá)，超氧化物歧化酶2(SOD2)超乙?；途€粒體ROS過量生產(chǎn)，加劇了內(nèi)皮細(xì)胞損傷，通過補(bǔ)充SIRT3可恢復(fù)內(nèi)皮細(xì)胞中的自噬通量和線粒體氧化還原平衡，從而保護(hù)內(nèi)皮細(xì)胞。血管平滑肌細(xì)胞是維持血管結(jié)構(gòu)及張力的主要細(xì)胞成分，血管平滑肌細(xì)胞變性，是導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化的病理學(xué)基礎(chǔ)。目前相關(guān)研究發(fā)現(xiàn) Ang Ⅱ處理可導(dǎo)致平滑肌細(xì)胞自噬增強(qiáng)，誘導(dǎo)血管平滑肌細(xì)胞肥大，是調(diào)節(jié)血管重塑、導(dǎo)致管壁增厚和管腔狹窄的重要原因。Chen等[8]發(fā)現(xiàn)，Klotho基因敲除導(dǎo)致小鼠動(dòng)脈硬化和血壓升高，同時(shí)伴有MMP-9、TGF-β1、TGF-β3的上調(diào)，而通過抑制自噬小鼠主動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞自噬可減少M(fèi)MP-9、TGF-β1、TGF-β3的上調(diào)，因此推測(cè)平滑肌細(xì)胞過度自噬導(dǎo)致生長(zhǎng)因子和細(xì)胞外基質(zhì)的沉積，使血管壁及血流動(dòng)力學(xué)發(fā)生改變。Chen等[9]發(fā)現(xiàn)線粒體自噬可促進(jìn)線粒體的功能，通過刺激線粒體自噬可以恢復(fù)VSMC線粒體功能，抑制其增殖從而有效抑制血管重構(gòu)。

2.2 心 臟 高血壓時(shí)Ang Ⅱ刺激心肌細(xì)胞肥大、線粒體損傷、炎癥反應(yīng)，導(dǎo)致心室肥厚、心肌纖維化和心臟炎癥，是導(dǎo)致高血壓性心臟病和進(jìn)一步發(fā)展為心力衰竭的重要原因。首先，壓力過負(fù)荷、神經(jīng)遞質(zhì)、生長(zhǎng)因子導(dǎo)致心肌細(xì)胞肥大，進(jìn)而導(dǎo)致左心室肥厚；其次，長(zhǎng)期高血壓使心臟代償性地增加心室肌收縮力來增加心排出量，以克服后負(fù)荷壓力。在高血壓大鼠心臟中，AngⅡ、基質(zhì)金屬蛋白酶2和TGF-β1影響高血壓心室重塑，超氧化物介導(dǎo)MMP-9，NF-κB的表達(dá)，調(diào)控心肌肥大和心臟炎癥的過程，加劇靶器官損害[10]。有學(xué)者通過對(duì)比高血壓左心室肥厚患者及心室正常者的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)高血壓患者血清自噬相關(guān)蛋白ATG9a升高，且與左心室射血分?jǐn)?shù)、左心室后壁厚度、室間隔厚度、褪黑素等相關(guān)指標(biāo)相關(guān)[11-12]。黃炯華研究發(fā)現(xiàn)在自發(fā)性高血壓大鼠心肌肥厚中，LC3Ⅱ/Ⅰ表達(dá)上調(diào)，p62 表達(dá)下調(diào)，表明自噬升高是心肌肥厚的重要介導(dǎo)因素[13]。Zhang等[14]發(fā)現(xiàn)腎血管性高血壓誘發(fā)左心室肥大和心肌缺氧，增強(qiáng)細(xì)胞自噬和線粒體降解，并且抑制線粒體的生物功能，這表明心肌細(xì)胞過度自噬和線粒體功能受損是導(dǎo)致高血壓性心臟病的重要原因。AngⅡ是誘導(dǎo)心臟炎癥的重要因素，在AngⅡ誘導(dǎo)的高血壓心臟損傷模型中，自噬相關(guān)基因Atg5促進(jìn)小鼠心臟巨噬細(xì)胞凋亡，通過降低Atg5的表達(dá)可減少心臟巨噬細(xì)胞的凋亡，調(diào)控心臟炎癥反應(yīng)[15]。劉文靜[16]研究發(fā)現(xiàn)在AngⅡ誘導(dǎo)的高血壓小鼠心肌肥厚模型中，IL-12p35基因與心肌質(zhì)量/體重指數(shù)相關(guān)，其可能通過JAK2/STAT4通路抑制心肌肥厚中的炎癥和自噬。在Li等[17]的研究中，Ang II輸注降低了野生型(WT)小鼠心臟中AKAP12的表達(dá)，而AKAP12敲除(KO)增強(qiáng)了炎癥細(xì)胞的浸潤(rùn)，AKAP12缺失加速了AngⅡ誘導(dǎo)的心臟組織學(xué)改變和功能障礙，此外，AKAP12-/-通過促進(jìn)由AngⅡ誘導(dǎo)的炎癥，氧化應(yīng)激，細(xì)胞凋亡和自噬而加重了心力衰竭和心肌纖維化。

2.3 腎 臟 腎小球足細(xì)胞是腎小球?yàn)V過功能的基礎(chǔ)，足細(xì)胞損傷引發(fā)腎小球硬化，腎小球硬化是慢性腎功能衰竭的標(biāo)志。在高血壓腎損害的小鼠中，足細(xì)胞肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架的拉伸強(qiáng)度降低，加劇腎小球毛細(xì)血管損傷[18]。潘明嬌[19]報(bào)道老年自發(fā)性高血壓大鼠腎小球足細(xì)胞自噬活性增強(qiáng)，足細(xì)胞損傷及死亡增加，通過下調(diào)自發(fā)性高血壓大鼠足細(xì)胞自噬可促進(jìn)nephrin等蛋白合成，改善高血壓大鼠腎損傷。腎纖維化是高血壓時(shí)常見的腎臟并發(fā)癥，導(dǎo)致腎臟結(jié)構(gòu)的破壞和腎功能的丟失，是導(dǎo)致腎功能衰竭的重要病因。腎纖維化與細(xì)胞外基質(zhì)及膠原在腎臟的持續(xù)沉積有關(guān)。APJ受體與血管緊張素Ⅱ受體高度同源，是G蛋白偶聯(lián)受體家族成員之一，調(diào)控多種器官的生理病理過程，Apelin/APJ 系統(tǒng)在心血管系統(tǒng)及腎臟中調(diào)控纖維化及內(nèi)皮細(xì)胞損傷過程。韋建輝等[20]證明Apelin-13 能抑制 SHR腎臟組織中細(xì)胞自噬的水平，這可能與Apelin-13 抑制腎纖維化機(jī)制有關(guān)。Pushpakumar等[21]發(fā)現(xiàn)使用MMP抑制劑處理后高血壓大鼠可顯著降低大鼠的平均血壓，改善腎功能指數(shù)，減少了Ⅰ型膠原蛋白的沉積，并增加了腎內(nèi)血管中的彈性蛋白，減少腎纖維化，而這些作用可能是通過提高自噬實(shí)現(xiàn)的。在醛固酮誘發(fā)的高血壓大鼠中，通過抑制腎臟炎性細(xì)胞因子的水平，可以增加腎組織中LC3-Ⅱ的蛋白水平以及p62降解，改善腎功能的同時(shí)減輕心肌炎癥和心肌纖維化，而使用自噬抑制劑后，上述作用減弱[22]。

2.4 大 腦 高血壓可引起腔隙性腦梗死、腦梗塞、腦出血以及高血壓腦病等腦損害，高血壓患者的血壓變異性與急性腦卒中密切相關(guān)[23]。自噬是腦損傷中重要的病理學(xué)變化，目前相關(guān)研究認(rèn)為過高的自噬可能在腦出血、腦梗死中起保護(hù)作用，這一觀點(diǎn)在高血壓引起的腦損害中同樣成立。研究發(fā)現(xiàn)解偶聯(lián)蛋白2(UCP2)可抑制活性氧簇(Reactive oxygen species，ROS)水平，減少氧化應(yīng)激對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞的損傷；上調(diào)UCP2可減少細(xì)胞內(nèi)ROS含量，增加自噬相關(guān)蛋白及細(xì)胞NO的表達(dá)、因此認(rèn)為UCP2可通過增加自噬從而減少內(nèi)皮細(xì)胞凋亡，通過增加NO含量減少ROS所致的氧化應(yīng)激，改善血管舒張功能，從而達(dá)到預(yù)防卒中的作用[24]。Forte等[25]發(fā)現(xiàn)高鹽喂養(yǎng)的中風(fēng)傾向性自發(fā)性高血壓大鼠的大腦自噬減少，且自噬功能障礙與NDUFC2下調(diào)、線粒體功能障礙和NAD耗竭有關(guān)，激活自噬改善線粒體功能，減少高血壓中風(fēng)發(fā)生。在易卒中自發(fā)性高血壓大鼠中大腦組織 ATG12 高表達(dá)，抑制 ATG12 表達(dá)能夠抑制大鼠腦組織抑制 LC3 表達(dá)，促進(jìn)P62的蛋白表達(dá)，抑制自噬水平，從而降低大鼠血壓，這可能與抑制大鼠腦組織氧化應(yīng)激水平有關(guān)[26]。葉亮等[27]研究發(fā)現(xiàn)，與正常組相比，高血壓腦出血大鼠腦組織自噬小體增加，自噬抑制后增加了腦梗死面積,同時(shí)伴隨PINK1、LC3、Parkin蛋白表達(dá)量顯著降低；這說明了高血壓腦出血大鼠腦組織線粒體自噬增加可能是一種保護(hù)途徑，抑制線粒體自噬可能通過抑制線粒體的功能導(dǎo)致大鼠缺氧缺血情況加重。

3 中醫(yī)藥干預(yù)治療

3.1 中藥復(fù)方及針灸治療 天麻鉤藤飲及其加減變化具有平肝潛陽，滋補(bǔ)肝腎的功效，常用于治療陰虛陽亢型高血壓，已在臨床上廣泛證明了具有良好的降壓功效[28]?，F(xiàn)代藥理學(xué)機(jī)制證明其可能與抑制核轉(zhuǎn)錄因子NF-κB移位、改善炎癥反應(yīng)、基因調(diào)節(jié)有關(guān)。李云攀等[29]研究表明天麻鉤藤飲通過Ca2+/AMPK/mTOR信號(hào)通路降低ANGⅡ、IL-1 等血管活性物質(zhì)與炎癥介質(zhì)，從而抑制內(nèi)皮細(xì)胞自噬，保護(hù)血管內(nèi)皮，發(fā)揮降壓作用。李超[30]發(fā)現(xiàn)中藥復(fù)方藤菔降壓片可改善內(nèi)皮細(xì)胞損傷，其機(jī)制可能與上調(diào)血管內(nèi)皮細(xì)胞的自噬水平以改善ox-LDL介導(dǎo)的內(nèi)皮損傷有關(guān)。黃芪-丹參藥對(duì)對(duì)自發(fā)性高血壓大鼠腎損害程度改善的效果優(yōu)于纈沙坦，從蛋白及mRNA層面上論證其機(jī)制，發(fā)現(xiàn)黃芪-丹參藥對(duì)從蛋白及mRNA水平上增加自發(fā)性高血壓大鼠腎臟AMPKα、Sestrin表達(dá)，抑制Ca MKK表達(dá)，并且該機(jī)制可能與激活A(yù)MPK通路密切相關(guān)[31]。太沖為肝臟元?dú)鈪R集之所，具有疏肝理氣、平肝潛陽的作用。百會(huì)位于巔頂，與足厥陰肝經(jīng)相交，對(duì)于肝陽上亢，氣血厥逆引起的頭痛頭暈尤為敏感。紀(jì)智[32]發(fā)現(xiàn)電針“百會(huì)”“太沖”可有效降低自發(fā)性高血壓大鼠血壓、減輕其心肌細(xì)胞肥大及心室肥厚程度、改善心功能等，同時(shí)降低心肌細(xì)胞中ANP和AngⅡ的表達(dá)，通過對(duì)PI3K/Akt/mTOR通路蛋白的檢測(cè)，推斷電針通過激活該通路，調(diào)節(jié)心肌細(xì)胞功能，從而達(dá)到保護(hù)心臟的作用。同時(shí)，張躍[33]發(fā)現(xiàn)電針“百會(huì)”“太沖”可以改善自發(fā)性高血壓大鼠的心肌肥大，其機(jī)理可能與電針通過下調(diào)Beclin-1和LC3的表達(dá)，抑制心肌細(xì)胞的過度自噬，從而保護(hù)心肌細(xì)胞有關(guān)。

3.2 中藥有效成分治療 炎癥反應(yīng)和氧化應(yīng)激是高血壓發(fā)病的重要機(jī)理，Tain等[34]發(fā)現(xiàn)白藜蘆醇通過減少氧化應(yīng)激，介導(dǎo)腎素-血管緊張素系統(tǒng)(RAS)以促進(jìn)血管舒張，增加SIRT1表達(dá)及自噬水平對(duì)高脂飲食誘導(dǎo)的高血壓雄性子代大鼠腎臟起到保護(hù)作用及改善高血壓。姜黃素可通過PI3K/AKT 自噬通路降低高血壓中的血管膠原水平，改善血管重構(gòu)及管腔狹窄[35]。在另一項(xiàng)研究中，姜黃素能夠減少血管內(nèi)皮的氧化應(yīng)激水平，提高內(nèi)皮細(xì)胞NO產(chǎn)量，保護(hù)血管內(nèi)皮細(xì)胞，可起到預(yù)防腦卒中的作用[24]。染料木素可減輕 AngⅡ誘導(dǎo)的高血壓小鼠心臟損害及減少心肌纖維化，其過程可能與減少心肌細(xì)胞自噬相關(guān)[36]。在肥胖性高血壓中，何首烏中的有效成分二苯乙烯苷可通過抑制內(nèi)皮細(xì)胞自噬改善微血管的內(nèi)皮功能障礙[37]。鐵皮石斛可通過抑制心肌細(xì)胞過度自噬減緩大鼠左室肥厚的進(jìn)程[38]。黃連素能抑制mTOR、p38和ERK1/2信號(hào)通路，提高心肌自噬，下調(diào)轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β1蛋白，改善自發(fā)性高血壓大鼠心室重構(gòu)及心肌纖維化[39]。蟲草素可以降低Dahl鹽敏感性大鼠的中風(fēng)幾率，延長(zhǎng)生存期，這可能與自噬在中樞神經(jīng)細(xì)胞中的表達(dá)降低有關(guān)[40]。

4 小 結(jié)

高血壓靶器官損害在中醫(yī)無對(duì)應(yīng)的病名，當(dāng)存在血管、心、腦、腎損害時(shí)，可歸屬于“脈脹”“心悸”“胸痹”“中風(fēng)”“水腫”“癃閉”等范疇。高血壓血液流變學(xué)(血管阻力大、湍流)、血液成分(血脂、炎癥物質(zhì)、氧化應(yīng)激產(chǎn)物)的改變，會(huì)導(dǎo)致全身多個(gè)臟腑的病變。自噬可看作人體內(nèi)邪正、陰陽平衡的過程。人體處于健康狀態(tài)時(shí)，自噬處于基礎(chǔ)水平，促進(jìn)機(jī)體的新陳代謝；高血壓時(shí)，人體病邪入侵，陰陽失衡，導(dǎo)致自噬的紊亂。自噬不足則導(dǎo)致血管內(nèi)的炎癥物質(zhì)、氧化應(yīng)激產(chǎn)物積累，促進(jìn)動(dòng)脈硬化及血栓形成；自噬過度則會(huì)導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞破壞，導(dǎo)致血管損傷及靶器官受損。自噬同樣可被看作“去菀陳莝”的過程，持續(xù)的、基礎(chǔ)水平的自噬可清除血管內(nèi)的炎癥物質(zhì)及氧化應(yīng)激產(chǎn)物，減少保護(hù)內(nèi)皮細(xì)胞；可清除衰老的內(nèi)皮細(xì)胞，維持血管完整性；可抑制血小板及其他細(xì)胞成分的黏附聚集，抑制血栓形成，減少心血管不良事件的發(fā)生。通過對(duì)自噬的調(diào)控，可以達(dá)到恢復(fù)自身陰陽平衡，調(diào)控高血壓靶器官損害的過程。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)中醫(yī)藥可通過多成分、多靶點(diǎn)、多途徑干預(yù)高血壓靶器官損害，是防治高血壓靶器官損害的有效手段。因此，通過中醫(yī)藥調(diào)控自噬是高血壓靶器官損害防治的有效手段，可為高血壓靶器官損害的防治提供創(chuàng)新思路。