丹參酮ⅡA治療肺動脈高壓作用機制

劉禮姣 綜述，謝利劍 審校

(上海交通大學附屬上海市兒童醫(yī)院，上海 200062)

肺動脈高壓(pulmonary arterial hypertension，PAH)是一種病因復雜、高致死性、進行性的惡性心血管疾病。無論是特發(fā)性還是繼發(fā)于各種疾病的PAH，患者均表現(xiàn)出相似的病理生理變化，包括肺血管異常收縮、肺血管炎癥、肺血管結構重塑及原位血栓形成等，最終導致肺血管阻力增加，隨后發(fā)生右心室肥厚、功能衰竭，甚至死亡。流行病學顯示，在>65歲人群中，PAH的發(fā)病率達10%[1]。多中心研究表明，我國成人PAH患者的3年病死率≥30%，未經(jīng)靶向藥物治療的特發(fā)性PAH的1、3、5年的生存率分別為66.0%、52.0%、35.0%，靶向藥物治療后5年生存率達50%[2-3]。由于靶向藥物的應用，成人PAH的療效得以改善。小兒PAH病因有多種，常見的是特發(fā)性肺動脈高壓(IPAH)和先天性心臟病相關的PAH(PAH-CHD)。近年來，在越來越多兒科臨床試驗證據(jù)指導下，靶向藥物的應用越來越廣，小兒PAH的預后明顯改善。在沒有合適治療時，IPAH患兒中位生存期比成人差，約10個月。Haworth S G等[4]在對216例小兒PAH治療效果回顧性分析中指出，應用靶向藥物治療后，IPAH患兒1、3、5年生存率率分別為86.5%、79.9%、71.9%。疾病相關PAH在1、3、5年生存率分別為92.3%、83.8%、56.9%，其中先天性心臟病術后嚴重肺動脈高壓的治療效果最差。盡管當前小兒PAH靶向治療策略改善了預后，但小兒PAH治療很大程度上取決于成人PAH的研究和臨床醫(yī)師的實踐經(jīng)驗，且臨床上應用的靶向藥物(如前列環(huán)素類、內(nèi)皮素受體拮抗劑、磷酸二酯酶抑制劑等)成本高昂，阻礙了其廣泛應用于臨床。因此，臨床上亟需一種經(jīng)濟有效的藥物治療PAH。

丹參及其活性成分具有安全高效、副作用低的特點，在中國及亞洲其他國家已廣泛應用于心血管疾病的治療[5-6]。丹參酮ⅡA是丹參中含量最豐富、最有效的一種成分，丹參酮ⅡA磺酸鈉(tanshinone ⅡA sodium sulfonate，STS)是丹參酮ⅡA的水溶性衍生物，廣泛用于腫瘤、糖尿病及神經(jīng)系統(tǒng)等疾病。丹參酮ⅡA通過降低升高的平均肺動脈壓和右心室壓、抑制肺血管重構、阻斷右心室肥厚等，對低氧和野百合堿誘導的PAH大鼠模型發(fā)揮保護作用。因此，本文就丹參酮ⅡA對PAH的作用機制作一綜述。

1 丹參酮ⅡA抑制肺血管異常收縮

有研究發(fā)現(xiàn)，Ca2+對肺血管的收縮具有至關重要的作用，STS可用于治療PAH。STS參與了肺動脈平滑肌細胞內(nèi)鈣穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)[7-8]，其作用機制包括：(1)經(jīng)典瞬時受體電位通道(canonical transient receptor potential，TRPC)是鈣池操縱性鈣通道SOCC的主要分子基礎，低氧條件下肺動脈平滑肌細胞內(nèi)鈣池操縱性鈣內(nèi)流增加，細胞內(nèi)Ca2+濃度升高導致肺血管收縮，促進PAH的發(fā)生和發(fā)展[9]。STS減少低氧誘導PAH模型大鼠肺動脈平滑肌細胞中TRPC1、TRPC6及SOCC的表達，降低細胞內(nèi)Ca2+濃度，從而減少右心室壓力及肺血管重構[7，10]。(2)過氧化物酶體增殖物激活受體(peroxisome proliferator-activated receptor，PPAR)γ是調(diào)節(jié)肺動脈平滑肌細胞內(nèi)Ca2+平衡的關鍵點之一，在PAH發(fā)病過程中發(fā)揮十分重要的作用[8]。Matsuda Y等[11]發(fā)現(xiàn)野百合堿誘導PAH模型大鼠肺動脈平滑肌細胞中PPARγ表達明顯下調(diào)，STS可影響PPARγ的表達[12-13]。Jiang Q等[14]在慢性低氧誘導PAH大鼠模型中同樣觀察到肺動脈平滑肌細胞中PKG和PPARγ表達下調(diào)，而STS可逆轉PKG和PPARγ表達的下調(diào)，并通過PKG-PPARγ通路減少低氧狀態(tài)下SOCC的表達，從而調(diào)節(jié)細胞內(nèi)Ca2+濃度。(3)也有研究[15-16]表明STS通過增加肺動脈平滑肌細胞Kv2.1、Kv1.5的表達，降低細胞內(nèi)Ca2+濃度。

2 丹參酮ⅡA可改善肺血管炎癥反應

在低氧及急慢性炎癥損傷因素刺激下，內(nèi)皮細胞被激活，介導血管內(nèi)皮細胞與炎癥細胞相互黏附，刺激血管內(nèi)皮細胞及炎癥細胞表達和釋放炎癥因子，例如細胞因子、生長因子、趨化因子等，正反饋促進炎癥的發(fā)生與發(fā)展，損傷血管內(nèi)皮細胞，使其功能紊亂，促進血管平滑肌細胞的遷移、增殖及纖維細胞的肌化，促進PAH的發(fā)生與發(fā)展[17]。萬利梅等[18]在低氧誘導PAH大鼠模型中發(fā)現(xiàn)，STS抑制白細胞介素(IL)-6的合成和釋放，可改善肺部炎癥細胞浸潤。徐磊等[19]在野百合堿誘導PAH大鼠模型中發(fā)現(xiàn)，STS治療組較對照組大鼠血清中IL-6和IL-8含量降低。在對其他繼發(fā)性PAH研究中同樣發(fā)現(xiàn)丹參酮具有治療作用，霍建民等[20]發(fā)現(xiàn)，霧化吸入STS注射液減少單純吸煙導致的慢性阻塞性肺疾病模型大鼠肺泡內(nèi)基質(zhì)金屬磷酸酶9(matrix metallopeptidase 9，MMP-9)、IL-8和TNF-α等的表達，減輕吸煙對肺彈力纖維的破壞作用；Guan R等[21]在香煙和香煙煙霧提取物(CSE)所致的慢性阻塞性肺疾病模型中發(fā)現(xiàn)，STS可下調(diào)肺組織中TNF-α和IL-1b的表達，減少肺部炎癥細胞浸潤，并指出STS可能通過阻斷絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)信號通路抑制CSE誘導缺氧誘導因子-1α(hypoxia-inducible factor-1α，HIF-1α)表達，抑制氧化應激和炎癥反應。有研究[22-24]表明在脂多糖誘導的急性肺損傷模型中，STS干預極大地降低了外周血清中TNF-α、IL-1β、IL-6的產(chǎn)生，并指出這種現(xiàn)象可能與以下作用機制有關：(1)STS抑制低氧誘導因子-1α的活性；(2)上調(diào)沉默信息調(diào)節(jié)因子2相關酶1(silent mating type information regulation 2 homolog-1，SIRT1)的表達，從而抑制NF-κB介導的炎癥細胞因子的產(chǎn)生；(3)抑制瞬時受體電位M7(transient receptor potential melastatin 7，TRPM7)的表達。

3 丹參酮ⅡA抑制肺血管重構

肺血管重構是PAH發(fā)生的重要病理基礎，包括肺動脈平滑肌細胞增殖與凋亡失衡，肺血管外基質(zhì)重構等[25]。STS對肺血管結構重構的病理環(huán)節(jié)具有影響，作用機制如下：(1)Zhang Z等[26]發(fā)現(xiàn)，STS與肺動脈平滑肌細胞DNA分子的小溝嵌合，降低細胞周期蛋白依賴性激酶抑制劑P27蛋白降解，使細胞周期停止在G0/G1期，抑制肺動脈平滑肌細胞的增殖；Xu J等[23]在低氧誘導PAH大鼠模型中發(fā)現(xiàn)，STS上調(diào)SIRT1的表達，促進信號分子叉頭蛋白O3a(Forkhead box protein O3a，F(xiàn)OXO3a)的表達，抑制低氧誘導的肺動脈平滑肌細胞增殖，提示STS可能通過SIRT1-FOXO3a通路抑制低氧誘導的肺動脈平滑肌增殖。(2)Chen M等[27]指出，在缺氧條件下，STS上調(diào)caspase-3表達，降低Hsp60表達，促進肺動脈平滑肌細胞凋亡，這種促凋亡作用可能與JAK2/STAT3通路中信號分子磷酸化水平降低，肺動脈平滑細胞中下游靶蛋白Cx43水平升高相關，此外，STS減少缺氧條件下大鼠肺動脈中膜的增厚，逆轉肺血管重構。(3)多項研究[28-30]指出STS抑制MAPK信號通路中調(diào)節(jié)蛋白激酶1/2(extracellular signal-regulated kinase 1/2，ERK1/2)磷酸化，下調(diào)c-jun的表達，同時抑制PI3K/AKT、IkBa磷酸化和p65的核轉運，進一步抑制NF-κB和AP-1結合，降低MMP的表達，從而減少TNF-α介導的肺動脈平滑肌細胞的遷移，減少肺血管重構。

4 丹參酮ⅡA通過抑制心肌肥厚逆轉肺動脈高壓

Van de Veerdonk M C等[31]指出，PAH導致右心室負荷增加，右心室心肌肥大在穩(wěn)態(tài)范圍內(nèi)代償性調(diào)節(jié)右心室功能，右心室擴張在急性期是有益的，根據(jù)Frank-Starling機制，這導致右心心輸出量增加。但根據(jù)Laplace定律，長期右心室擴張易導致心室壁厚度增加，心室壁應力降低，心室舒張期僵硬，最終導致右心室功能降低和右心室衰竭。PAH患者死亡的主要原因是右心室功能衰竭，因此改善右心室功能是最重要的治療目標之一。有研究[32]表明，靶向藥物主要通過降低右心室后負荷治療PAH，在臨床上取得了一定療效，但依然不能遏制PAH的進一步惡化。STS對心臟具有積極的保護作用，包括抗氧化作用、減少心肌梗死面積、抑制缺血再灌注損傷以及抑制心肌肥大等，其中抑制心肌肥大、改善右心室肥厚及其功能與治療PAH直接相關[33-34]。心肌肥厚循環(huán)血管緊張素Ⅱ(angiotensin，Ang-Ⅱ)水平升高，STS通過以下作用機制抑制Ang-Ⅱ介導的心肌肥厚：(1)下調(diào)Ang-Ⅱ的1型受體AT1R及其下游關鍵因子的表達[35]，如PKC及c-fos、c-jun[36]，減少心肌細胞肥大基因表達；(2)抑制MAPK信號通路中ERK1/2磷酸化及核轉運，抑制Ang-Ⅱ誘導的心室肥大[37-38]；(3)激活雌激素受體，減少胰島素樣生長因子受體(insulin like-growth factors，IGF-2R)表達[39]，抑制Ang-Ⅱ介導的心肌肥大。此外，STS通過與信號通路關聯(lián)抑制心肌細胞肥大基因表達：(1)下調(diào)轉化生長因子-β1(transforming growth factor，TGF-β1)的表達，上調(diào)Smad-7的表達，干擾TGF-β1/Smad通路信號傳導[40]；(2)抑制Ca2+/鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶/活化T細胞核因子(nuclear factor of activated T-cells，NFATc3)信號通路表達[41]；(3)Feng J等[42]發(fā)現(xiàn)，STS可能通過抑制Cys-C/Wnt信號通路表達抑制心肌肥厚。此外，STS可抑制PKC活性，促進局部心肌eNOS基因表達和內(nèi)源性NO的產(chǎn)生，調(diào)節(jié)心肌NO/NOS系統(tǒng)，逆轉心肌肥厚[43]。有研究[38，44]發(fā)現(xiàn)，STS可減少心肌細胞內(nèi)L-型Ca2+通道介導的鈣內(nèi)流，調(diào)節(jié)心肌細胞內(nèi)PKC、NO等信號分子的產(chǎn)生，減少心肌細胞內(nèi)Ca2+濃度，抑制心肌肥厚。

5 小結

丹參酮ⅡA對PAH的保護主要通過抑制肺血管異常收縮、肺血管重構，改善肺部血管炎癥反應，抑制心肌肥厚，改善右心室功能等發(fā)揮作用。丹參酮ⅡA在治療PAH中的療效引起越來越多研究者及臨床醫(yī)師的重視，但此類研究大多限于動物實驗或體外細胞實驗，還有大量的基礎工作尚需臨床研究者進一步完善。期望隨著研究的進展，丹參酮ⅡA成為治療PAH的新型藥物，造福廣大患者。