黃芪有效成分抗動脈粥樣硬化機制研究進展

王麗娜，張磊，戴霞?

（1.山東中醫(yī)藥大學，山東 濟南 250355；2.山東中醫(yī)藥大學附屬醫(yī)院，山東 濟南 250011）

動脈粥樣硬化（atherosclerosis，AS）是一種慢性進行性動脈血管炎癥性疾病，在規(guī)范應用他汀類等降脂藥物并初見成效的當下，仍是造成心腦血管疾病發(fā)病率和病死率升高的主要原因［1］。因此，探索一種新的補充甚至是替代療法是目前抗AS 研究的核心目標。中醫(yī)學以其多通路、多靶點的治療特點在AS治療中備受青睞。根據(jù)發(fā)病部位及癥狀的不同，通常將AS歸屬于“胸痹”“中風”“脈痹”“頭痛”“眩暈”等范疇，以本虛標實立論，其中本虛以氣虛為主，而標實以血瘀為先［2］，故臨床治療AS常用益氣活血法［3］。黃芪素有“十方八芪”之稱，被譽為“補氣圣藥”。黃芪在《本草經(jīng)集注》中被記載具有“逐五藏間惡血、益氣”之用，《本草綱目》謂其：“益元氣，二也……排膿止痛，活血生血，內托陰疽，為瘡家圣藥，五也……”，以上均說明黃芪本身具有益氣活血之效。另有研究發(fā)現(xiàn)，黃芪是中醫(yī)臨床治療AS 的核心藥物之一［4］?，F(xiàn)代藥理學研究表明，黃芪及其成分具有多種生物活性，如調節(jié)血脂、免疫調節(jié)、抗氧化、抗炎、抗病毒等［5?6］，被廣泛應用于心血管、內分泌、免疫及腫瘤等領域。另外，有研究指出黃芪能從保護血管內皮、抗氧化應激、抑制炎癥反應等方面干預AS［3，7］。因此，通過梳理近幾年國內外相關文獻，本文基于AS 的病理特點，從參與AS 的主要細胞的角度對黃芪主要有效成分抗AS的機制進行綜述，以期為黃芪等中藥干預AS的研究及臨床應用提供一定的參考。

1 具有抗AS作用的黃芪有效成分

黃芪為豆科黃耆屬植物，根部入藥，以蒙古黃芪和膜莢黃芪兩種基源為主［8］。從現(xiàn)代藥理學角度出發(fā)，中藥發(fā)揮療效主要依靠其核心成分，即有效成分。通過文獻檢索發(fā)現(xiàn)，黃芪有效成分包括黃芪多糖、黃芪甲苷、黃芪黃酮類，其中黃酮類還包括槲皮素、山柰酚、芒柄花黃素等?，F(xiàn)將黃芪有效成分抗AS 的研究總結如下，結果見表1～表3。

表1 黃芪多糖抗AS研究

表2 黃芪甲苷抗AS研究

續(xù)表2

表3 黃芪黃酮類抗AS研究

2 黃芪有效成分抗AS作用機制

2.1 保護血管內皮細胞

2.1.1 抑制炎癥反應

在抑制炎癥反應過程中，主要通過調控相關炎癥信號因子的表達來改善內皮細胞損傷。NF－κB 是參與炎癥反應的重要核轉錄因子之一，通過下調NF－κB信號通路來減輕AS炎癥，已成為目前中藥有效成分抗AS 研究的熱點角度［43］，黃芪多個成分可通過此通路抑制炎癥反應［32，44?45］。TLR4是NF－κB的上游信號，槲皮素可以通過減弱內皮細胞中的TLR/NF－κB 信號通路來抑制ox－LDL 誘導的內皮白細胞黏附，并減少高脂飲食誘導的AS 大鼠炎癥反應，從而有效保護內皮細胞。CD40 信號與AS 的炎癥反應密切相關，該信號可在ox－LDL、TNF－α 等刺激下上調于內皮細胞內的表達量［46］。研究發(fā)現(xiàn)，黃芪甲苷能夠抑制內皮細胞中的CD40 信號，從而降低其下游炎癥因子TNF－α、sVACM－1、IL－6 和IL－8 的含量，顯示出良好的抗炎特性［23］。另外，NF－κB 又可促使NLRP3 炎癥小體形成［47］，NLRP3炎癥小體基因的沉默可減慢小鼠AS的進展［48］，而黃芪甲苷具有下調NLRP3蛋白表達的作用［28］。

2.1.2 抗氧化應激

在抗氧化應激方面，下調機體的ROS 及活性氮（RNS）至關重要，而SOD 等各種內源性抗氧化酶能夠在一定程度上清除ROS。有研究發(fā)現(xiàn)，在體外干預HUVECs 氧化應激損傷模型時，黃芪多糖能夠升高Cu/Zn－SOD蛋白表達，提高NO釋放量，并下調細胞凋亡率，有效緩解內皮細胞損傷［16］。張敬芳等［18］亦從體內實驗的角度驗證了黃芪多糖可以通過氧化應激通路干預AS，并從形態(tài)學進一步證實。黃芪甲苷能夠提高氧化應激后HUVECs 的SOD 活性，降低線粒體ROS 含量及NADPH 氧化酶活性，使線粒體膜電位顯著增高，從而提升線粒體抗氧化能力［25］。有研究指出，PPARγ信號的激活效應有益于治療AS等心血管疾病［49］，芒柄花黃素可以通過PPARγ信號通路發(fā)揮抗氧化作用［38］。

2.1.3 調節(jié)脂質代謝

在調脂研究方面，并未發(fā)現(xiàn)有對黃芪有效成分降低LDL 含量進而保護血管內皮細胞作用的直接研究。但王意君等［50］發(fā)現(xiàn)，黃芪注射液能夠對游離脂肪酸導致的主動脈環(huán)損傷產(chǎn)生保護作用，具體表現(xiàn)為通過下調NF－κB 表達，增加內皮源性NO 合成/釋放。宋杰等［17］在前人工作基礎上進一步從細胞角度研究了黃芪多糖對血管內皮細胞的保護作用，其機制是通過活化被游離脂肪酸所抑制的AMPK－eNOS通路所實現(xiàn)的。

黃芪的有效成分具有抑制炎癥反應、抗氧化應激、調脂以及抗細胞凋亡［24，38］等作用，能多靶點、多通路地參與內皮細胞的保護，從而為黃芪干預AS早期斑塊擴大及后期血栓形成的研究提供理論參考。

2.2 阻止巨噬細胞泡沫化

巨噬細胞泡沫化是指巨噬細胞表面的清道夫受體識別并吞噬ox－LDL 后轉化成泡沫細胞的過程，這一過程是AS發(fā)生發(fā)展的關鍵一步［51］。因此，阻斷該過程的任意一個環(huán)節(jié)均可以控制AS的進展，故調節(jié)脂質水平和分布以及干預巨噬細胞對于治療AS 來說至關重要。

2.2.1 促進膽固醇逆向轉運

膽固醇逆向轉運（RCT）的強度是巨噬細胞向泡沫細胞衍變的關鍵因素。有研究指出，ABCA1、SR－B1等蛋白的表達水平與RCT 的強度呈正相關［52］。黃芪多糖［22］、黃芪甲苷［29，32］、黃芪總黃酮［35］能夠通過上調ABCA1 的表達，降低脂質含量，從而抑制泡沫細胞生成。其中，黃芪甲苷和黃芪總黃酮通過miR－33 途徑來發(fā)揮對ABCA1的調控作用。PCSK9在LDL－C代謝中起著關鍵作用，它能夠促進LDL－R的降解，LDL－R能夠通過結合并內吞LDL 調節(jié)膽固醇代謝［53］。因此，PCSK9目前成為降脂治療的新靶點。鄒紅鈺等［19］發(fā)現(xiàn)黃芪多糖具有下調THP－1 源性巨噬細胞PCSK9 蛋白及基因表達的作用，轉錄后水平反饋性升高LDL－R蛋白表達，并初步證明PPAR－β/δ 是其可能的作用通路之一。此外，黃芪甲苷、槲皮素也被發(fā)現(xiàn)具有靶向調控PCSK9的作用［26］。

2.2.2 促進巨噬細胞自噬

在一定范圍內，巨噬細胞自噬是機體的抗AS保護機制。Beclin1 基因是一種哺乳動物特有的自噬特征性基因，LC3－Ⅱ被認為是自噬過程的特征蛋白，用來反應自噬體分子量。張志鑫等［31］用黃芪甲苷干預巨噬細胞后發(fā)現(xiàn)干預組自噬小體較對照組數(shù)量增多，LC3－Ⅱ和Beclin1 蛋白的表達水平上調，充分說明了黃芪甲苷具有誘導巨噬細胞自噬的作用，并通過小鼠體內實驗進一步驗證自噬是通過PI3K/Akt/mTOR 信號通路調控的。Krüppel 樣轉錄因子2 在AS 中發(fā)揮重要作用，可以抑制自噬調節(jié)劑混合譜系激酶結構域樣假激酶（MLKL）的表達。MA 等［54］發(fā)現(xiàn)，毛蕊異黃酮可以通過KLF2/MLKL 信號通路來上調巨噬細胞自噬，減輕巨噬細胞浸潤，從而抑制泡沫細胞的形成、炎癥和細胞凋亡，為黃芪抗AS 研究提供了新的研究角度。MST1是一種絲氨酸－蘇氨酸激酶，參與多種生物學功能，包括下調自噬、細胞凋亡等［55］。槲皮素可以在下調MST1的同時上調LC3－Ⅱ及Beclin1 蛋白的表達來誘導巨噬細胞自噬［40］。需要注意的是，巨噬細胞自噬的結果并不能代表細胞的死亡，因此對于黃芪誘導巨噬細胞自噬的研究，需要在前人基礎上驗證有效成分干預后巨噬細胞的存活情況，以使抑制抗AS作用的結果更具說服力。

2.3 抑制血管平滑肌細胞增殖和遷移

VSMC 位于血管壁中膜，在泡沫細胞分泌的生長因子和促炎因子的作用下，VSMC 增殖、遷移到血管中膜，并與泡沫細胞、巨噬細胞共同參與斑塊的形成。有研究表明，泡沫細胞除來源于巨噬細胞外還有一部分來自平滑肌細胞，即平滑肌細胞源性泡沫細胞［56］。黃芪有效成分同樣對血管平滑肌細胞增殖和遷移有抑制作用。

有研究指出，持續(xù)高糖環(huán)境可以促進VSMC 的增殖與遷移［57］。高惠娟等［58］研究發(fā)現(xiàn)，黃芪能夠抑制高糖誘導的VSMC 增殖和遷移，該過程主要通過調控miR－18a－5p/MFN2 軸實現(xiàn)。p38 MAPK 信號通路是經(jīng)典的炎癥反應通路，除此之外，還能通過調節(jié)細胞周期相關蛋白的表達參與VSMC 增殖以及調節(jié)細胞遷移［59］。MMP－2是調節(jié)是細胞遷移的關鍵因素，CHEN等［34］用黃芪甲苷干預PDGF－BB 誘導的人表皮VSMC模型，發(fā)現(xiàn)黃芪甲苷能上調細胞周期相關蛋白，下調平滑肌細胞特異性抗原、α－平滑肌肌動蛋白、肌間線蛋白3 種人表皮VSMC 分化表型標志物的表達水平，以此說明黃芪甲苷具有抑制VSMC 增殖與遷移的作用；并通過進一步實驗發(fā)現(xiàn)黃芪甲苷是通過抑制MMP－2蛋白表達來抑制細胞遷移的，而發(fā)揮增殖與遷移作用最終是通過下調p38 MAPK 信號通路實現(xiàn)的。PDGF－BB 也能正向調節(jié)血管平滑肌細胞的遷移，芒柄花黃素能夠抑制PDGF－BB 刺激下的體外細胞模型［37］。

2.4 抑制血小板聚集

內皮細胞受損后會激活血小板和凝血系統(tǒng)，從而形成動脈血栓。因此，阻止血栓形成亦是AS 治療目標，而在血小板是在該過程中發(fā)揮關鍵作用的細胞。血栓素A2（TXA2）和前列環(huán)素I2（PGI2）均是由血小板產(chǎn)生的花生四烯酸的代謝活性物質，TXA2促進血小板聚集和血管收縮，PGI2 則與其作用相反；生理情況下，兩者處于相對平衡，但在AS 等已形成血栓的疾病中TXA2/PGI2值則會升高［60］。早先有研究發(fā)現(xiàn)黃芪總皂苷有抗血小板聚集的作用，其機制可能與通過升高PGI2 含量來降低TXA2/PGI2 值以及升高NO 保護內皮細胞有關［61］。黃芪是中醫(yī)臨床治療血小板聚集的核心藥物［62］，而近年來鮮有關于黃芪有效成分抗血小板聚集的研究。最新研究發(fā)現(xiàn)，與正品黃芪成分高度相似的黃芪屬植物——梭果黃芪具有抗血小板聚集的特性，主要作用途徑是抑制TXA2 活性［60］。因此，關于黃芪有效成分通過抗血小板聚集來抗AS 的研究仍需大量基礎實驗進一步探討。

3 小結與展望

AS多累及冠狀動脈、腦動脈、頸動脈等大動脈，繼發(fā)于高血壓、糖尿病、高血脂等基礎代謝類疾病，一旦形成，大都不可逆，目前治療多以干預原發(fā)病來防止靶器官損害為原則。所以深入探索AS發(fā)病機制，從疾病本身入手成為目前AS 治療的研究重點。黃芪有效成分可以改善和治療AS，并且相關研究已取得一定的進展。因此，本文以AS的病理過程中主要的參與細胞為線索，從黃芪有效成分保護內皮細胞、阻止巨噬細胞泡沫化、抑制血管平滑肌遷移和增殖以及抗血小板聚集的角度探討了其抗AS 的途徑，并發(fā)現(xiàn)黃芪抗AS 具有多成分、多通路、多靶點、多效果的特點。

盡管既往關于黃芪有效成分抗AS 機制的國內外研究甚多，但仍有部分問題亟待改善。①炎癥反應、氧化應激或細胞凋亡等可發(fā)生于AS多個階段，應完善研究模型，將上述反應的研究對象具體到病理環(huán)節(jié)；②黃芪有效成分抗血小板聚集等血栓形成的階段缺乏大量嚴謹?shù)幕A實驗來充實；③研究多停留在動物實驗和細胞實驗階段，缺乏單一制劑相關的臨床試驗評價以及循證醫(yī)學研究；④黃酮成分存在于多種植物中且黃酮化合物種類多樣，通常很難使研究標準化，因此應控制黃芪黃酮中化合物的來源，優(yōu)化干預手段，為進一步研究黃芪抗AS的機制奠定良好的基礎。可見，針對黃芪有效成分抗AS 機制的深入研究，能夠為AS 治療藥物的研究與開發(fā)起到一定的推動作用。