中藥及其成分抗肝臟缺血再灌注損傷的研究進(jìn)展

鄭秀璐,李 妮,江 藝

1.福建中醫(yī)藥大學(xué)護(hù)理學(xué)院,福州 350122;2.中國人民解放軍聯(lián)勤保障部隊第900醫(yī)院,福州 350025

缺血再灌注(ischemia reperfusion,I/R)損傷包括兩個階段,即缺血和再灌注損傷,是組織和器官損傷加重一段時間后,血液流動恢復(fù)引起的細(xì)胞損傷、器官和組織缺血[1]。肝臟是對I/R最敏感的器官之一[2]。肝缺血再灌注損傷(hepatic ischemia-reperfusion injury,HIRI)是肝切除、肝移植、失血性休克和腹腔鏡手術(shù)的常見并發(fā)癥,輕則誘發(fā)肝功能障礙,重則導(dǎo)致肝衰竭、多器官功能障礙綜合征和全身炎癥反應(yīng)綜合征,甚至死亡[3]。HIRI病理過程是涉及氧化應(yīng)激、炎癥反應(yīng)、自噬和細(xì)胞凋亡等多重病理環(huán)節(jié)交互作用的連鎖反應(yīng)[4]。目前西醫(yī)治療HIRI在臨床應(yīng)用和療效方面還存在爭議[5]。近年來中醫(yī)藥治療HIRI取得了一些進(jìn)展,故探討中藥抗HIRI的潛在機(jī)制具有重要意義。

1 中藥對HIRI的保護(hù)作用機(jī)制

1.1 抗氧化應(yīng)激

活性氧自由基(reactive oxygen species,ROS)是正常生理反應(yīng)(如氧化磷酸化、脂質(zhì)降解和炎癥)的中間產(chǎn)物或副產(chǎn)物,可調(diào)節(jié)多種信號通路的轉(zhuǎn)導(dǎo),幫助機(jī)體維持正常生理功能。在HIRI過程中,ROS的過量生成破壞抗氧化系統(tǒng),兩者間的不平衡加劇氧化應(yīng)激(oxidative stress,OS),不僅引起脂質(zhì)過氧化、蛋白質(zhì)及脫氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid,DNA)氧化和線粒體功能障礙等直接損害,還通過多種細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)作用誘發(fā)炎癥和細(xì)胞死亡的啟動,導(dǎo)致肝損傷。但過量的ROS可通過內(nèi)源性抗氧化系統(tǒng)清除,內(nèi)源性抗氧化系統(tǒng)包括谷胱甘肽(glutathione,GSH)、過氧化氫酶(catalase,CAT)、谷胱甘肽過氧化酶(glutathione peroxidase,GSH-Px或GPx)和超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)等抗氧化酶。因此,靶向抗OS是防治HIRI的一種策略[6-7]。

大量研究表明,中藥抗氧化劑對HIRI具有顯著改善作用。杜仲水提物(以杜仲多糖和京尼平苷為主)及醇提物可提高大鼠肝組織丙二醛(malondialdehyde, MDA)水平而減少ROS及其過氧化產(chǎn)物含量,下調(diào)SOD活性,抑制OS,改善HIRI,且杜仲水提物的保護(hù)作用優(yōu)于醇提物,且以高劑量的杜仲水提物效果最佳。在杜仲提取物中,屬環(huán)烯醚萜類的桃葉珊瑚苷、京尼平苷和京尼平,黃酮類的檞皮素、蘆丁和木犀草素,酚酸類的綠原酸、咖啡酸、抗壞血酸和阿魏酸均對HIRI中的OS具有抑制作用,且蘆丁聯(lián)合L-精氨酸可增強(qiáng)抗氧化能力;高劑量杜仲綠原酸(100 mg·kg-1)比烏司他丁的抗氧化作用更強(qiáng),但毒理學(xué)研究結(jié)果表明,京尼平苷574 mg·kg-1或更高劑量會誘發(fā)急性肝損傷;咖啡酸屬于2B類致癌物,其安全性有待驗證;抗壞血酸既可作為抗氧化劑,也可充當(dāng)促氧化劑,主要取決于劑量,1 000 mg·kg-1抗壞血酸可提高脂質(zhì)過氧化水平,加重肝損傷[8-10]。經(jīng)口胃管給予橄欖苦苷可降低HIRI大鼠肝組織MDA和熒光氧化產(chǎn)物含量,提高總巰基水平,減輕氧化損傷[11]。輪葉黨參總皂苷灌胃可增加HIRI大鼠體內(nèi)SOD、CAT、GPx及GSH等抗氧化酶的活性和抗氧化物質(zhì)含量,抑制OS[12]。低、中、高劑量的鼠麴草醇提物灌胃可提高大鼠機(jī)體抗氧化能力,對抗OS,改善HIRI[13]。YUCEL A等[14]研究發(fā)現(xiàn),夾竹桃麻素能抑制HIRI中的OS并提高抗氧化水平,保護(hù)受損肝臟。在HIRI過程中,早期可見誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase, iNOS)生成增加,大量的iNOS進(jìn)一步介導(dǎo)生成過量的一氧化氮,一氧化氮和氧自由基反應(yīng)可生成強(qiáng)毒性的過氧化亞硝酸鹽,最終損傷肝組織。硝基酪氨酸(nitrolysine,NT)是過氧化亞硝酸鹽形成的標(biāo)志物,MDA是脂質(zhì)氧化的終產(chǎn)物,兩者的變化可反映組織氧化損傷程度。研究表明,L-茶氨酸可降低HIRI后肝組織iNOS、MDA、髓過氧化物酶(myeloperoxidase,MPO)和氧化型谷胱甘肽(glutathiol,GSSG)的活性,并下調(diào)缺氧誘導(dǎo)因子1-α(hypoxia inducible factor 1-α,HIF1-α)的表達(dá)水平,改善肝損傷[15];大麻二酚能逆轉(zhuǎn)HIRI后肝組織iNOS、MDA、NT升高,減少一氧化氮生成,減輕OS[16]。核因子E2相關(guān)因子2(nuclear factor erythroid-2 related factor 2,Nrf2)作為抗氧化系統(tǒng)的調(diào)節(jié)劑,在維持氧化還原穩(wěn)態(tài)方面發(fā)揮著重要作用,它的激活可上調(diào)血紅素加氧酶-1(heme oxygenase-1, HO-1)和醌氧化還原酶1(quinone oxidoreductase 1, NQO1)表達(dá),HO-1是一種小分子熱激蛋白,對細(xì)胞有保護(hù)作用,可催化血紅素降解生成膽綠素、一氧化碳和亞鐵離子,它們共同構(gòu)成內(nèi)源性抗氧化系統(tǒng),抵抗OS的細(xì)胞毒性作用,減輕HIRI[17-18]。基于此,一些中藥成分靶向Nrf2抗氧化通路對HIRI發(fā)揮抑制作用,如丹參酮Ⅰ、虎杖苷和蘿卜硫素可降低肝組織MDA水平并提高SOD活性,激活Nrf2/HO-1通路,抑制由HIRI誘導(dǎo)的OS[19-21];黃芩素能增加Nrf2及其下游抗氧化酶SOD、HO-1和NQO1表達(dá)水平,通過調(diào)控Nrf2/ARE通路來減輕OS,改善HIRI[22];丹參素可提高肝組織GPx和SOD水平,靶向Nrf2/HO-1/絲裂原活化蛋白激酶(mitogen activated protein kinase, MAPK) p38通路對HIRI起抑制作用[23];金絲桃苷可降低MDA活性并提高SOD和GPx活性,上調(diào)HO-1、還原型輔酶Ⅱ(nicotinamide adenine dinucleotide phosphate, NADPH)和NQO1的表達(dá)水平,緩解HIRI中的OS[24]。此外,仙茅苷、山柰酚、牛樟芝的EK100、傘形花序酮、甘草甜素、黃芪多糖和玫瑰油等中藥活性成分均可通過調(diào)控Nrf2/HO-1通路來抑制肝臟缺血再灌注導(dǎo)致的OS損傷[25-31]。沉默信息調(diào)節(jié)因子1(silent information regulator 1, Sirt1)是抗氧化的另一重要通路,通過調(diào)控叉頭框蛋白O1(forkhead box protein O1, FOXO1)去乙?；瘉頊p輕氧化損傷[32-33]。朱仁英等[34]研究發(fā)現(xiàn),羥基紅花黃色素A可降低HIRI大鼠血清MDA含量而增加肝組織SOD、GPx活性,激活Sirt1通路以增強(qiáng)FOXO1去乙?；?減少氧化產(chǎn)物生成,保護(hù)受損肝臟。

針對HIRI的抗氧化中藥制劑也在臨床得到推廣應(yīng)用。張瀝元等[35]于術(shù)后當(dāng)天起給肝癌切除術(shù)后HIRI的患者加用250 mL參芪扶正注射液治療,發(fā)現(xiàn)患者體內(nèi)抗氧化酶活性增強(qiáng),脂質(zhì)過氧化物含量減少,肝臟氧化程度減輕,且具有一定的安全性。余美林[36]探究足三里穴位注射葛根素對HIRI患者的影響,發(fā)現(xiàn)葛根素可降低患者M(jìn)DA含量并提高SOD水平,抑制OS,緩解肝損傷。王偉等[37]對行開腹肝切除術(shù)后HIRI的肝癌患者靜脈滴注異甘草酸鎂,結(jié)果表明,異甘草酸鎂可提高SOD水平,清除ROS,保護(hù)肝臟。

1.2 抗炎癥反應(yīng)

炎癥因子如腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、白細(xì)胞介素-1β(interleukin -1β,IL-1β)、白細(xì)胞介素-6(interleukin-6,IL-6)和轉(zhuǎn)化生長因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)等與體液因子間存在復(fù)雜的相互作用網(wǎng)絡(luò),過度的炎癥反應(yīng)被認(rèn)為是HIRI的重要機(jī)制之一,可誘導(dǎo)肝細(xì)胞啟動自噬性凋亡,導(dǎo)致肝損傷和肝功能障礙。炎癥小體是天然免疫系統(tǒng)的重要組成部分,有核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域樣受體蛋白1(nucleotide-binding oligomerization domain-like receptor protein 1, NLRP1)、核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域樣受體蛋白3(nucleotide-binding oligomerization domain-like receptor protein 3, NLRP3)、核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域樣受體蛋白4(nucleotide-binding oligomerization domain-like receptor protein 4, NLRP4)和先天性免疫受體黑色素瘤缺乏因子(absent in melanoma 2, AIM2)等,它們能識別病原相關(guān)分子和宿主來源的危險信號分子,招募并激活促炎癥蛋白酶半胱天冬酶1(caspase-1, Casp1),活化的Casp1切割I(lǐng)L-1β和白細(xì)胞介素-18(interleukin-18, IL-18)前體,產(chǎn)生成熟細(xì)胞因子,啟動和放大炎癥反應(yīng),參與HIRI過程[38]。細(xì)胞間黏附分子-1(intercellular cell adhesionmolecule-1,ICAM-1)是介導(dǎo)黏附反應(yīng)的一個重要黏附分子,能增強(qiáng)炎癥細(xì)胞與血管內(nèi)皮細(xì)胞黏附,加重炎性反應(yīng)。硫氧還蛋白互作蛋白(thioredoxin-interactingprotein,TXNIP)是α-抑制蛋白超家族成員之一,它的激活進(jìn)一步激活NLRP3,加重炎癥反應(yīng)。細(xì)胞焦亡是新發(fā)現(xiàn)的依賴Casp1的細(xì)胞程序性死亡方式,它不同于由半胱天冬酶3(caspase-3, Casp3)介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡,以細(xì)胞膜快速破裂,釋放大量炎癥因子為特征[39]。糖原合成酶激酶3β(glycogen synthase kinase 3β,GSK3β)是炎癥反應(yīng)的重要調(diào)控分子,巨噬細(xì)胞中的毒素增加GSK3β活性并激活NLRP3,提高環(huán)磷腺苷效應(yīng)元件結(jié)合蛋白(cAMP-response element binding protein, CREB)活性并增加白細(xì)胞介素-10(interleukin-10,IL-10)生成,降低核因子κB(nuclear factorκB, NF-κB)活性,減少ICAM-1表達(dá),進(jìn)而抑制炎癥。腺苷酸活化蛋白激酶(adenosine monophosphate activated protein kinase,AMPK)是細(xì)胞能量代謝的中央調(diào)節(jié)器,它的激活能減少炎性小體,具有抗炎作用[40]。因此,HIRI的炎癥反應(yīng)與炎癥因子、炎癥小體、ICAM-1、TXNIP、GSK3β和AMPK等重要物質(zhì)密切相關(guān),一些抗炎中藥成分對HIRI具有防治作用。芹菜素可降低IL-1β、IL-6和TNF-α水平,減輕炎癥反應(yīng),緩解HIRI,且呈劑量效應(yīng)關(guān)系[41]。白楊素脂質(zhì)體灌胃可下調(diào)NLRP3、凋亡相關(guān)斑點樣蛋白(apoptosis-associated speck-like protein,ASC)、活化的半胱天冬酶1(cleaved caspase 1, C-Casp1)和IL-1β蛋白表達(dá)水平,減輕HIRI的炎癥反應(yīng)[42]。在體內(nèi)試驗中,漆黃素能增加肝組織p-GSK3β、p-AMPK蛋白表達(dá)水平,減少NLRP3炎癥小體相關(guān)蛋白表達(dá)水平;在體外實驗中,漆黃素可通過調(diào)控GSK3β/AMPK/NLRP3炎癥小體通路來抑制HIRI的炎性反應(yīng)[43]。小檗堿一方面通過抑制TXNIP/NLRP3炎癥小體通路,改善HIRI的炎性損傷;另一方面可上調(diào)AMPK活性、抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和下游TXNIP、NLRP3炎癥小體形成,減輕脂肪肝I/R損傷的炎癥反應(yīng)[44-45]。

研究表明,Toll樣受體/核轉(zhuǎn)錄因子-κB(Toll-like receptors/NF-κB,TLRs/NF-κB)通路在HIRI的炎癥反應(yīng)中起重要作用。TLRs是一組進(jìn)化上保守的Ⅰ型跨膜蛋白,包含TLR1～TLR13家族成員,與HIRI關(guān)系密切,其中Toll樣受體4(Toll-like receptors 4,TLR4)與HIRI病理生理關(guān)系最緊密,主要通過免疫途徑和炎癥途徑參與HIRI。TLR4表達(dá)于各型肝細(xì)胞,TLR4信號途徑在HIRI的發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮重要作用,可促進(jìn)細(xì)胞因子的釋放,故下調(diào)TLR4的表達(dá),有助于改善HIRI。I/R損傷會引發(fā)炎癥細(xì)胞活化、大量ROS生成和微循環(huán)障礙等多種病理變化,損傷肝細(xì)胞并釋放損傷相關(guān)的分子模式(damage associated molecular patterns,DAMPs),如高遷移率族蛋白1(high mobility group protein,HMGB1)、熱休克蛋白、非蛋白嘌呤分子及其降解產(chǎn)物和細(xì)胞外基質(zhì)降解產(chǎn)物等,DAMPs與肝細(xì)胞表面的TLR4結(jié)合,觸發(fā)炎癥級聯(lián)反應(yīng),同時,NF-κB是TLR4通路下游重要的核轉(zhuǎn)錄因子,它和核因子-κB抑制蛋白α(inhibitor of NF-κBα, IκBα)形成聚合物,當(dāng)細(xì)胞受到炎癥刺激時,IκBα被磷酸化降解,促進(jìn)炎性損傷,形成惡性循環(huán),加重肝損害[46-47]。因此,靶向TLR4/NF-κB通路是防治HIRI的一種潛在策略[48]。藥理研究發(fā)現(xiàn),諸多抗炎中藥成分在HIRI過程中參與調(diào)控TLR4/NF-κB通路。胡椒堿能抑制TLR4通路激活,下調(diào)其下游信號分子p-IRAK-1、p-p38和p-p65的表達(dá)水平,減輕HIRI的炎性損傷[49]。喬松素和芍藥苷通過抑制HMGB1/TLR4炎癥通路激活對HIRI發(fā)揮抑制作用[50-51]。香葉木素、漆黃素和2-甲氧基肉桂醛通過減弱NF-κB活化以降低IL-1β、IL-6炎癥因子水平,改善HIRI[52-54]。低、中、高劑量甲基蓮心堿灌胃可下調(diào)NF-κB p65蛋白表達(dá)水平,減少TNF-α含量,緩解HIRI的炎性損傷,且具有劑量相關(guān)性[55]。異甘草素、杜仲多糖和甘草次酸及其與葛根素的復(fù)合物通過抑制TLR4/NF-κB通路激活,在HIRI過程中發(fā)揮抗炎作用[56-59]。

最新報道稱嫰椰子水不僅能增加肝臟中抗氧化基因Hmox1和Ptgs2的信使核糖核酸(messenger RNA,mRNA)水平,還可抑制HIRI的炎癥反應(yīng),減輕由HIRI誘發(fā)的遠(yuǎn)程肺損傷;輪葉黨參總皂苷灌胃通過抑制氧化應(yīng)激和炎性反應(yīng)對由HIRI導(dǎo)致的肝腎損傷起到治療作用[12,60]。嚴(yán)重的HIRI不僅直接導(dǎo)致肝損傷,還會損害肺、腎、腸道和心肌等重要組織,上述發(fā)現(xiàn)有助于研發(fā)防治HIRI及其相關(guān)遠(yuǎn)程器官損傷的有效藥物。

中醫(yī)講治則治法,通腑泄熱法是一種中醫(yī)下法,常用方劑有茵陳蒿湯、加味大柴胡湯等。前期研究證實,茵陳蒿湯具有抗肝損傷的作用,可用于治療阻塞性黃疸、急性黃疸型肝炎;加味大柴胡湯具有保肝的功效。李偉濤等[61]研究表明,茵陳蒿湯灌胃可抑制促炎因子IL-6和MPO釋放,升高CAT含量,促進(jìn)ROS清除,減輕HIRI。張北平等[62]研究發(fā)現(xiàn),茵陳蒿湯聯(lián)合加味大柴胡湯加減通過抑制NF-κB通路,下調(diào)其下游促炎因子ICAM-1和IL-1β的表達(dá)水平,減輕炎性反應(yīng),對HIRI發(fā)揮抑制作用。

1.3 抗細(xì)胞凋亡

細(xì)胞凋亡是一種生理性細(xì)胞自殺過程,對維持正常細(xì)胞功能至關(guān)重要[63]。它是由腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor, TNF)蛋白家族、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶家族[凋亡啟動子半胱天冬酶2(caspase-2,Casp2)、半胱天冬酶8(caspase-8, Casp8)、半胱天冬酶9(caspase-9, Casp9)和半胱天冬酶10(caspase-10, Casp10),凋亡執(zhí)行因子Casp3、半胱天冬酶6(caspase-6, Casp6)和半胱天冬酶7(caspase-7,Casp7)]、B淋巴細(xì)胞瘤/白血病-2(B cell lymphoma/lewkmia-2, Bcl-2)和Bcl-2相關(guān)X蛋白(Bcl-2 associated X protein, Bax)、細(xì)胞色素C(cytochrome C, Cyt-C)、p53、凋亡酶激活因子(apoptotic protease activating factor-1,Apaf-1)和凋亡誘導(dǎo)因子(apoptosis-inducing factor, AIF)等多種蛋白和細(xì)胞因子參與的一系列級聯(lián)反應(yīng)引起的,包括啟動階段、執(zhí)行階段和吞噬階段?？缒な荏wTNF蛋白接受、傳遞外界凋亡信號,招募和激活啟動子胱天蛋白酶原8(Pro caspase-8,Pro-Casp8)和下游效應(yīng)蛋白;Casp是細(xì)胞凋亡啟動和執(zhí)行階段的蛋白質(zhì)切割酶,直接誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡;Bcl-2蛋白維持線粒體膜穩(wěn)定性,Bax蛋白破壞線粒體膜穩(wěn)定性,二者是相互拮抗的凋亡相關(guān)因子,Bcl-2/Bax兩蛋白之間的比例可決定對細(xì)胞凋亡抑制作用的強(qiáng)弱;p53促進(jìn)Cyt-C釋放,增強(qiáng)Bax蛋白表達(dá),抑制Bcl-2蛋白表達(dá);Apaf-1、Casp9與Cyt-C結(jié)合激活后續(xù)線粒體凋亡級聯(lián)反應(yīng);AIF誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡和維持正常線粒體結(jié)構(gòu);HIF-1α蛋白在輕度低氧(1%～3%)時可抑制細(xì)胞凋亡,在重度低氧(0～0.5%)時則誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。細(xì)胞凋亡的發(fā)生受死亡受體介導(dǎo)的外源性途徑和細(xì)胞器介導(dǎo)的內(nèi)源性途徑調(diào)控,在內(nèi)源性途徑中,細(xì)胞器功能障礙如線粒體功能障礙、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激(endoplasmic reticulum stress, ERS)以及其他細(xì)胞器功能失調(diào),通過多個凋亡信號傳導(dǎo)途徑觸發(fā)細(xì)胞凋亡。在HIRI中,ROS、線粒體損傷和鈣離子蓄積是細(xì)胞凋亡的潛在誘因,促凋亡蛋白Bax過表達(dá)活化下游Casp,巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的炎癥因子TNF-α也可激活下游Pro-Casp3,啟動肝細(xì)胞凋亡。研究表明,細(xì)胞凋亡的發(fā)生具有延遲性,靶向線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)途徑阻止和減緩細(xì)胞凋亡,為HIRI提供治療策略[64]。

目前已發(fā)現(xiàn)多種中藥活性成分通過靶向細(xì)胞凋亡相關(guān)因子和蛋白,或靶向線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)途徑,調(diào)控細(xì)胞凋亡,對HIRI具有抑制作用。海藻糖可抑制Casp3活化并促進(jìn)Bcl-2表達(dá),減輕細(xì)胞凋亡,改善HIRI[65]。黃芪可增加肝組織Bcl-2、Bax蛋白表達(dá),上調(diào)HIF-1α表達(dá)水平,抑制由HIRI引起的細(xì)胞凋亡[66]。竹節(jié)香附素A和百里醌能下調(diào)肝組織Bax和Casp3蛋白表達(dá)水平,減少肝細(xì)胞凋亡,發(fā)揮保肝作用[67-68]。藥理研究表明,人參皂苷Rg1是高效抗氧化劑、抗炎劑和抗凋亡劑,在治療肝臟疾病方面表現(xiàn)突出,不僅能通過抑制OS來緩解細(xì)胞凋亡,還能通過保護(hù)線粒體功能或調(diào)控ERS來抑制細(xì)胞凋亡,從而對HIRI起抑制作用[69-71]。芍藥苷和沒食子酸可作為線粒體功能調(diào)節(jié)劑,參與維持線粒體結(jié)構(gòu)與功能正常,減緩細(xì)胞凋亡,抑制HIRI進(jìn)展[72-73]。

研究發(fā)現(xiàn),蛋白激酶B(protein kinase B,PKB)是磷脂酸肌醇-3-激酶(phosphatidylinositol 3-kinase,PI3K)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的下游效應(yīng)器,參與調(diào)節(jié)細(xì)胞自噬和凋亡;MAPK包含細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶(extracellular signal regulated kinase,ERK)、p38 MAPK、c-Jun N末端激酶(c-Jun N-terminal kinase,JNK)和ERK5 4個亞族,其中p38 MAPK和JNK通路的磷酸化激活可調(diào)節(jié)Bcl-2/Bax值,他們是調(diào)控HIRI中細(xì)胞凋亡的潛在靶點[74-75]。LI S等[76]研究發(fā)現(xiàn),橙皮苷可增加肝組織Bcl-2蛋白表達(dá)并減少活化的Casp3(cleaved-caspase 3, C-Casp3)蛋白表達(dá),通過激活蛋白激酶B(protein kinase B, Akt)通路來抑制肝細(xì)胞凋亡;SHEN Y等[77]研究表明,楊梅苷通過激活PI3K/Akt通路上調(diào)Bcl-2蛋白表達(dá)并下調(diào)Bax、Casp3蛋白表達(dá),減少肝細(xì)胞凋亡,同時觸發(fā)肝細(xì)胞增殖,修復(fù)受損肝臟。在HIRI動物模型中,辣椒素可抑制肝組織ERK磷酸化,增大Bcl-2/Bax值,抑制線粒體凋亡,保護(hù)肝臟;銀杏葉提取物EGb761通過抑制p38 MAPK蛋白表達(dá)來降低肝細(xì)胞凋亡率,減輕肝損傷;五味子素A可逆轉(zhuǎn)HIRI誘導(dǎo)的JNK、p38和ERK磷酸化,通過調(diào)控MAPK通路抑制細(xì)胞凋亡;苦參堿能抑制MKK7/JNK、p38 MAPK磷酸化,減少肝細(xì)胞凋亡,減輕HIRI[78-81]。此外,SLIM C等[82]研究發(fā)現(xiàn),褐藻糖膠可通過激活A(yù)kt和AMPK通路來調(diào)節(jié)ERS,并通過抑制MAPK途徑來阻斷肝細(xì)胞凋亡,具有緩解ERS、OS和線粒體功能障礙的作用,與IGL-1溶液(一種保存移植肝臟的溶液)配合使用可防治肝臟冷缺血再灌注損傷,維持肝移植的完整性,是一種改善肝移植保存的新方法。

1.4 調(diào)控細(xì)胞自噬

自噬是一種高度保守的溶酶體分解代謝途徑,負(fù)責(zé)降解細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)和處理受損細(xì)胞器以維持細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài),其在臟器I/R損傷過程中發(fā)揮雙向調(diào)控作用,是決定細(xì)胞是否存活的重要因素,適度的自噬是對抗炎癥的天然防御機(jī)制,可減輕HIRI,而過度自噬不僅會導(dǎo)致必需細(xì)胞器降解,還可誘發(fā)細(xì)胞不可逆性死亡,加劇HIRI[83-85]。線粒體作為細(xì)胞內(nèi)氧化磷酸化的場所,是對低氧反應(yīng)最敏感的細(xì)胞器,其功能受損會影響臟器I/R,不僅通過生成過量ROS引發(fā)OS和線粒體損壞而加重HIRI,還會誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡因子等分子釋放入細(xì)胞質(zhì)基中,促使肝細(xì)胞程序性死亡。線粒體自噬是選擇性地清除功能失調(diào)或多余的線粒體以維持線粒體穩(wěn)態(tài)的過程。人抑癌基因Beclin1(Bcl-1)、微管相關(guān)蛋白1輕鏈3-Ⅱ(microtubule associated protein 1 light chain 3-Ⅱ, LC3-Ⅱ)、自噬相關(guān)基因-7(autophagy-related gene-7, ATG-7)和p62蛋白表達(dá)水平與線粒體自噬密切相關(guān),Bcl-1是一種自噬蛋白質(zhì),可介導(dǎo)自噬相關(guān)蛋白定位于吞噬泡;LC3是自噬的關(guān)鍵調(diào)控因子,在自噬過程中,LC3-Ⅰ與ATG-7和ATG-3等自噬效應(yīng)因子形成膜結(jié)合后,產(chǎn)生LC3-Ⅱ,并定位到自噬小體中,啟動細(xì)胞發(fā)生自噬,并且LC3-Ⅱ的含量和發(fā)生自噬的程度成正比,LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值的大小可估計自噬水平的高低。p62是一種自噬特異性底物,與LC3-Ⅱ直接結(jié)合后選擇性整合到自噬體中,并在自噬中被降解。線粒體功能的調(diào)節(jié)有助于維持能量代謝和正常肝功能的平衡,因而,適度調(diào)節(jié)線粒體自噬水平是構(gòu)成HIRI期間線粒體質(zhì)量控制和保肝的有效方法。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是一種多功能細(xì)胞器,是細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)和脂質(zhì)合成、加工、包裝和運輸?shù)闹饕獔鏊?。?dāng)機(jī)體處于缺血、缺氧或饑餓等情況時,鈣穩(wěn)態(tài)失衡、未折疊/錯誤折疊的蛋白質(zhì)積累、固醇和脂質(zhì)等水平失調(diào),觸發(fā)ERS,而ERS進(jìn)一步導(dǎo)致未折疊/錯誤折疊的蛋白質(zhì)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中堆積,形成惡性循環(huán),且持續(xù)的ERS會誘發(fā)過度自噬促進(jìn)細(xì)胞凋亡,是加劇HIRI的重要原因之一。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)作為參與蛋白質(zhì)穩(wěn)態(tài)的關(guān)鍵細(xì)胞器,促進(jìn)細(xì)胞自噬和凋亡,靶向ERS自噬途徑有助于維持蛋白質(zhì)和肝細(xì)胞內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài),是治療HIRI的潛在策略[83]。

自噬受許多高度保守的自噬相關(guān)基因或信號通路調(diào)控,調(diào)節(jié)細(xì)胞自噬對HIRI具有抑制作用。藥理研究證實,一些植物提取物通過調(diào)控自噬相關(guān)基因、激活/抑制自噬相關(guān)通路來改善HIRI。油酸通過抑制Akt/哺乳動物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin, mTOR)通路促進(jìn)肝細(xì)胞自噬,減輕HIRI[86]。槲皮素可提升肝細(xì)胞自噬率和Bcl-1蛋白表達(dá)水平,通過激活A(yù)MPK/mTOR通路調(diào)控自噬來減輕肝損傷[87]。橘皮苷可提高LC3和Bcl-1蛋白表達(dá)水平并降低p62蛋白表達(dá)水平,通過激活Nrf2/HO-1通路增強(qiáng)肝細(xì)胞自噬,清除細(xì)胞內(nèi)氧化物質(zhì),減輕HIRI;巖藻聚糖可降低LC3和Bcl-1蛋白表達(dá)水平并增加p62蛋白表達(dá)水平,通過抑制Janus激酶/信號轉(zhuǎn)導(dǎo)子與轉(zhuǎn)錄激活因子(The janus kinase/signal transducer and activator of transcription, JAK/STAT)通路抑制肝細(xì)胞自噬,改善HIRI;紫草素可抑制Bcl-1、LC3和p62蛋白表達(dá),通過激活PI3K/Akt通路抑制肝細(xì)胞自噬,緩解HIRI;丹參酮ⅡA能增加LC3-Ⅱ和Bcl-1蛋白表達(dá)水平,通過激活MAPK/ERK/mTOR通路增強(qiáng)肝細(xì)胞自噬,抑制HIRI[88-91];甘草甜素可下調(diào)Casp3和Bax蛋白表達(dá)而上調(diào)Bcl-2蛋白表達(dá),降低LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ值,阻斷HIRI中肝細(xì)胞自噬,且具有劑量依賴性[29]。巖白菜素、齊墩果酸和川陳皮素不僅參與調(diào)控肝細(xì)胞自噬,還參與調(diào)控線粒體自噬,通過抑制肝細(xì)胞自噬和線粒體自噬對HIRI起抑制作用[92-94]。小檗堿可抑制由ERS引起的網(wǎng)狀吞噬,對脂肪肝I/R具有治療作用[95]。

2 小結(jié)與展望

HIRI多發(fā)于肝切除、肝移植、休克和血管手術(shù)等多種情況中,其系氧化應(yīng)激、炎癥反應(yīng)、細(xì)胞凋亡和自噬等多因素且復(fù)雜的病理過程,若不能給予有效治療,會嚴(yán)重影響患者的預(yù)后,是臨床亟待解決的問題。目前對于HIRI的治療策略包括藥物治療、缺血預(yù)處理、缺血后處理和機(jī)器再灌注等,其中藥物治療作為基本治療手段在不斷優(yōu)化、發(fā)展[5]。我國中藥資源豐富,越來越多的中藥活性成分被挖掘并投入應(yīng)用,中藥抗HIRI的優(yōu)勢與重要性正在逐漸顯現(xiàn),中藥的單一有效成分可能通過不同的信號通路導(dǎo)向同一機(jī)制而發(fā)揮治療作用,中藥的不同成分可能通過不同的機(jī)制發(fā)揮積極效用,總之,中藥活性成分通過多靶點、多層面、多途徑緩解HIRI。這些研究主要處于動物模型或細(xì)胞研究階段,尚缺乏相關(guān)的臨床研究;潛在的機(jī)制和確切的治療靶點還有待闡明,涉及的不良反應(yīng)、藥代動力學(xué)和毒理作用還需深入探究,希望未來的研究能加快中藥走進(jìn)臨床防治HIRI,并助力尋找更多對抗HIRI安全、有效的中藥,推動中醫(yī)藥在肝疾病治療領(lǐng)域中的應(yīng)用。