中醫(yī)藥調(diào)控FoxO3α防治心血管疾病的研究進(jìn)展

石燦燦,張夢(mèng)賀,趙 浩,朱 靖

FoxO蛋白家族最初是在果蠅中發(fā)現(xiàn)的,目前被證實(shí)廣泛存在哺乳動(dòng)物體內(nèi),以一個(gè)翼螺旋轉(zhuǎn)錄DNA結(jié)合域?yàn)樘卣?被稱為叉頭盒蛋白,包括FoxO1(FKHR)、FoxO3α(FKHRL1)、FoxO4(AFX)和FoxO6四個(gè)亞型[1]。FoxO3α是其中最重要的成員,主要分布于肌肉、心臟、脾臟和卵巢,位于染色體6q21上,所以FoxO3α不僅可以在蛋白質(zhì)水平而且可以在基因水平上發(fā)揮生物學(xué)作用[2]。FoxO3α最初作為腫瘤抑制蛋白而受到廣泛的關(guān)注,現(xiàn)在越來(lái)越多的研究表明,FoxO3α在調(diào)節(jié)內(nèi)皮細(xì)胞及平滑肌細(xì)胞功能、抗動(dòng)脈粥樣硬化、抗心肌細(xì)胞纖維化等方面發(fā)揮重要作用,是治療心臟病的潛在靶點(diǎn)。FoxO3α是多個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的下游因子,與心血管疾病相關(guān)的主要有胰島素磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)/蛋白激酶B(Akt)信號(hào)通路、核因子-κB(NF-κB)信號(hào)通路、沉默信息調(diào)節(jié)器(SIRT)/FoxO3α信號(hào)通路,這些信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路主要通過(guò)磷酸化、糖基化、乙?；头核鼗せ罨蛞种艶oxO3α的活性參與細(xì)胞凋亡、自噬、氧化應(yīng)激、炎癥等多個(gè)生命活動(dòng)[3]。

1 FoxO3α的活性調(diào)節(jié)

FoxO3α轉(zhuǎn)錄因子是PI3K/Akt信號(hào)通路的關(guān)鍵下游因子,轉(zhuǎn)錄活性,受PI3K/Akt的調(diào)控,PI3K磷酸化促進(jìn)Akt向細(xì)胞核轉(zhuǎn)移,FoxO3α在細(xì)胞核被Akt磷酸化,磷酸化的FoxO3α從細(xì)胞核轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中,核定位信號(hào)被隱藏,并與14-3-3蛋白結(jié)合,轉(zhuǎn)錄活性變得不活躍[4]。FoxO3α被磷酸化后可與E3泛素連接酶相互作用,從而去磷酸化,從細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核,恢復(fù)轉(zhuǎn)錄活性并激活FoxO3α的下游因子進(jìn)行活性表達(dá)[5]。PI3K/Akt信號(hào)通路不僅可以抑制FoxO3α的轉(zhuǎn)錄活性,而且受FoxO3α轉(zhuǎn)錄因子的反向調(diào)節(jié)[6]。此外,FoxO3α的轉(zhuǎn)錄活性也受到多種激酶的調(diào)控,如IκB激酶β(IκB-β)、細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶(CDK)1、CDK2、細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶(ERK)、AMP活化蛋白激酶(AMPK)和c-Jun N末端激酶(JNK)。IκB激酶也可以磷酸化FoxO3α,除了促進(jìn)磷酸化的FoxO3α向細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)移,還可以通過(guò)蛋白質(zhì)系統(tǒng)介導(dǎo)FoxO3α的多泛素化和降解。有研究表明,IκB激酶對(duì)FoxO3α的磷酸化獨(dú)立于PI3K/Akt信號(hào)通路[7]。AMPK在營(yíng)養(yǎng)缺乏或缺氧條件下可以通過(guò)磷酸化激活FoxO3α在細(xì)胞核中的轉(zhuǎn)錄活性,且不影響FoxO3α的核定位,并通過(guò)轉(zhuǎn)錄觸發(fā)自噬[8]。研究表明,發(fā)生氧化應(yīng)激時(shí)JNK被激活,直接磷酸化FoxO3α或抑制14-3-3蛋白活性,增強(qiáng)其轉(zhuǎn)錄活性[9]。SIRT1則通過(guò)去乙?；档虵oxO3α的活性[10-12]。

2 FoxO3α與心血管疾病

2.1 FoxO3α與動(dòng)脈粥樣硬化 血管平滑肌(VSMC)是心血管系統(tǒng)中的主要收縮成分,參與調(diào)節(jié)心血管系統(tǒng)的血流動(dòng)力學(xué),在心血管疾病的發(fā)生發(fā)展中起重要作用,VSMC凋亡可以促進(jìn)纖維帽結(jié)構(gòu)完整性的喪失,誘導(dǎo)動(dòng)脈粥樣硬化斑塊破裂,進(jìn)而引起腦卒中、心肌梗死和猝死[13]。動(dòng)脈粥樣硬化斑塊中的血管平滑肌較正常血管平滑肌對(duì)凋亡的易感性增加,在斑塊血管平滑肌中胰島素樣生長(zhǎng)因子1(IGF-1)介導(dǎo)的存活信號(hào)受損、IGF-1受體表達(dá)降低,Akt和FoxO3α的磷酸化表達(dá)降低,提示在動(dòng)脈粥樣硬化中FoxO3α激活,FoxO3α是介導(dǎo)動(dòng)脈粥樣硬化中的存活信號(hào)[14]。

Allard等[15]使用過(guò)氧化氫(H2O2)誘導(dǎo)大鼠VSMC凋亡,結(jié)果表明IGF1R表達(dá)水平調(diào)節(jié)VSMC在氧化應(yīng)激下的存活,Akt是IGF1R介導(dǎo)的VSMC存活的主要下游效應(yīng)物,單獨(dú)激活A(yù)kt足以使VSMC在氧化應(yīng)激下存活,Akt主要是通過(guò)磷酸化FoxO3α或GSK3介導(dǎo)VSMC保護(hù)作用。FoxO3α轉(zhuǎn)錄因子可激活許多參與細(xì)胞死亡的基因,包括FasL、Bim和Puma,GSK3是Bcl-2家族成員Mcl1的主要激酶,磷酸化的GSK3在動(dòng)脈粥樣硬化斑塊纖維帽內(nèi)的VSMC內(nèi)的表達(dá)降低,Akt通過(guò)磷酸化FoxO3α降低Bim的表達(dá)降低或磷酸化GSK3促進(jìn)細(xì)胞存活;此外,FoxO3α激活可以減少脂質(zhì)纖維帽面積,增大壞死核心區(qū),誘導(dǎo)VSMC凋亡和細(xì)胞外基質(zhì)降解,促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化和內(nèi)側(cè)變性,促進(jìn)損傷后的新生內(nèi)膜生成,明確調(diào)控VSMC存活的分子途徑可能有助于評(píng)估動(dòng)脈粥樣硬化斑塊破裂的可能性[16]。

2.2 FoxO3α與動(dòng)脈微循環(huán) 低氧可以誘導(dǎo)心肌微血管內(nèi)皮細(xì)胞(CMECs)功能障礙,因在低氧環(huán)境中CMECs產(chǎn)生的血管擴(kuò)張劑和收縮因子不能平衡,這在心肌缺血損傷的發(fā)揮重要作用。Zhang等[17]將CMEC暴露在低氧環(huán)境中6～24 h,結(jié)果顯示缺氧誘導(dǎo)因子-1α(HIF-1α)和FoxO3α的表達(dá)顯著增加,Akt和FoxO3α的磷酸化降低,FoxO3α活性增加導(dǎo)致CMEC中的ROS積累,并同時(shí)誘導(dǎo)Bcl-2家族蛋白的紊亂,從而導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。Wang等[18]在大鼠心肌梗死模型中采用抗FoxO3α的抗體進(jìn)行免疫熒光分析確定FoxO3α在細(xì)胞中的位置,結(jié)果顯示常氧狀態(tài)下FoxO3α主要定位于CMEC的細(xì)胞質(zhì)中,低氧增加了FoxO3α的核定位和轉(zhuǎn)錄活性,LC3基因的表達(dá)為時(shí)間依賴性增加、微管相關(guān)蛋白輕鏈3Ⅱ(LC3-Ⅱ)積累和p62降解增加,表明低氧應(yīng)激促進(jìn)了CMEC中的自噬,FoxO3α是CMEC自噬的潛在誘導(dǎo)劑;抑制自噬可以改善心肌梗死大鼠的心臟功能和冠狀動(dòng)脈內(nèi)皮依賴性舒張功能,而增加自噬則會(huì)產(chǎn)生相反的效果,提示FoxO3α在缺血性疾病中調(diào)節(jié)冠狀動(dòng)脈微循環(huán)功能障礙中的關(guān)鍵作用。Qi等[19]在實(shí)驗(yàn)中觀察到,在CMEC衰老過(guò)程中Akt的激活增加,FoxO3α的激活減少,細(xì)胞內(nèi)抗氧化酶過(guò)氧化氫酶(CAT)和超氧化物歧化酶(MnSOD)的活性降低,ROS生成增加,p27Kip1途徑激活導(dǎo)致細(xì)胞周期停滯在G1期,在衰老的CMECs中添加外源性CAT和MnSOD,雖然有抑制氧化應(yīng)激的作用,但并不能延緩細(xì)胞衰老的進(jìn)程。氧化應(yīng)激和細(xì)胞周期停滯使CMEC的增殖和血管生成受到抑制,表明FoxO3α通過(guò)調(diào)節(jié)抗氧化劑/ROS/p27kip1信號(hào)通路在抑制CMECs衰老過(guò)程、促進(jìn)細(xì)胞增殖和血管生成中發(fā)揮著重要作用。

2.3 FoxO3α與缺血/再灌注損傷 及時(shí)恢復(fù)缺血心肌的血流灌注對(duì)于解除由冠狀動(dòng)脈狹窄或閉塞引起的心肌缺血缺氧造成的不可逆心肌損害是必要的,但是再灌注治療可能會(huì)使心肌受到更嚴(yán)重的損傷,這種損傷被稱為缺血/再灌注損傷。目前,缺血/再灌注損傷的機(jī)制尚不明確,可能與自噬和氧化應(yīng)激、細(xì)胞凋亡、鈣超載、能量代謝障礙等有關(guān)。

活性氧(ROS)積累因可導(dǎo)致線粒體功能障礙被證明與缺血/再灌注損傷有關(guān)系。線粒體是細(xì)胞能量代謝的主要場(chǎng)所,其中的ROS可在生理?xiàng)l件或受到外界應(yīng)激刺激時(shí)產(chǎn)生,當(dāng)線粒體中脂質(zhì)和碳水化合物進(jìn)行有氧分解或受到氧化刺激時(shí),線粒體中的ROS含量也增加。線粒體產(chǎn)生過(guò)量的ROS可氧化損傷線粒體DNA、蛋白質(zhì)和脂質(zhì),所以線粒體既是ROS產(chǎn)生的主要來(lái)源,也是ROS的主要損傷靶點(diǎn),線粒體功能障礙是心肌缺血/再灌注損傷的顯著特征,產(chǎn)生過(guò)量的ROS可導(dǎo)致線粒體自噬,最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡[20]。

ROS與各種細(xì)胞信號(hào)通路和轉(zhuǎn)錄因子的激活有關(guān),包括PI3K/Akt、絲裂原激活蛋白激酶(MAPK)和腫瘤抑制因子p53,較低的ROS水平可以促進(jìn)細(xì)胞存活,而較高的ROS水平促進(jìn)細(xì)胞凋亡。FoxO3α作為這些信號(hào)通路共同的下游因子參與調(diào)節(jié)ROS水平。FoxO3α通過(guò)增加ROS清除劑來(lái)保護(hù)細(xì)胞免受氧化應(yīng)激,從而有助于抑制線粒體自噬導(dǎo)致的細(xì)胞凋亡。Kops等[21]研究表明,FoxO3α通過(guò)蛋白激酶B(PKB)增加MnSOD的表達(dá),將生物體內(nèi)正常的代謝產(chǎn)物超氧陰離子自由基催化為過(guò)氧化氫和氧,保護(hù)靜止細(xì)胞免受氧化應(yīng)激。FoxO3α還介導(dǎo)CAT的調(diào)節(jié),催化過(guò)氧化氫轉(zhuǎn)化為水和氧氣[22]。因此,FoxO3α能夠調(diào)節(jié)MnSOD和CAT的表達(dá)以減少氧化損傷并增加細(xì)胞存活率。除了調(diào)節(jié)ROS清除劑外,FoxO3α還可以通過(guò)抑制線粒體的基因表達(dá)減少ROS的產(chǎn)生。FoxO3α通過(guò)增加MAX二聚化蛋白(MAD/MXD)的表達(dá)和降低c-MyC蛋白的穩(wěn)定性來(lái)抑制線粒體的活性,改變?nèi)毖醴磻?yīng)。這些研究結(jié)果表明,FoxO3α活化可降低線粒體的表達(dá)和線粒體的調(diào)節(jié)減少ROS的產(chǎn)生[23]。線粒體中存在FoxO3α/MnSOD/CAT級(jí)聯(lián)反應(yīng),通過(guò)促進(jìn)ROS解毒、氧化還原平衡和DNA修復(fù)來(lái)參與細(xì)胞應(yīng)激反應(yīng)增加細(xì)胞生存[24]。另外有一些研究結(jié)果不同的文獻(xiàn),Wang等[25]的研究表明,FoxO3α的轉(zhuǎn)錄活性被抑制也可以保護(hù)細(xì)胞免受凋亡,因?yàn)镾IRT1可以通過(guò)降低FoxO3α的乙?；?增加其泛素化水平,下調(diào)Bim的表達(dá)。Bim是一種重要的凋亡蛋白,活化的Bim可以激活Bax,促進(jìn)細(xì)胞色素C釋放和機(jī)制凋亡蛋白Bcl-2的表達(dá),保護(hù)細(xì)胞免受凋亡的影響。心肌梗死時(shí),心肌細(xì)胞受到氧化應(yīng)激作用導(dǎo)致細(xì)胞凋亡,丟失的心肌細(xì)胞無(wú)法恢復(fù),這在心肌重塑中發(fā)揮著重要作用。Motta等[26-27]也得出了相同的實(shí)驗(yàn)結(jié)論,猜測(cè)可能因?yàn)镕oxO3α乙?；环核鼗徒到鈺?huì)抵消其轉(zhuǎn)錄活性。

2.4 FoxO3α與心肌細(xì)胞肥大 心肌肥大是大量生理和病理刺激心臟使心臟根據(jù)環(huán)境進(jìn)行重塑作出的反應(yīng),其特征在于心肌細(xì)胞體積增加,心室壁厚度增加、心肌超負(fù)荷壓力早期增強(qiáng)心肌收縮力,可分為生理性肥大和病理性肥大[28-29]。生理性肥大主要因強(qiáng)烈運(yùn)動(dòng)、妊娠和出生后的生長(zhǎng)導(dǎo)致以心室壁和室間隔厚度生長(zhǎng)為典型特征,心臟的結(jié)構(gòu)和功能是正常的;病理性肥大主要是由神經(jīng)體液激活、血流動(dòng)力學(xué)負(fù)荷的慢性增加及其他心臟的應(yīng)激反應(yīng)引起。有臨床證據(jù)表明,心肌細(xì)胞肥大是心血管疾病的住院率和全因死亡率增加的重要預(yù)測(cè)因素。從機(jī)制方面分析,肥大是心肌細(xì)胞復(fù)雜的生化過(guò)程,大量細(xì)胞內(nèi)通路參與心肌細(xì)胞肥大和心臟重構(gòu)的過(guò)程[30]。

Meng等[31]觀察發(fā)現(xiàn),FoxO3α通過(guò)抗氧化應(yīng)激的方式阻止心肌細(xì)胞肥大。氧化應(yīng)激是線粒體的主要損傷因素,影響線粒體的功能及代謝,心臟受到氧化應(yīng)激后,心肌細(xì)胞線粒體中的心臟肥大調(diào)節(jié)因子SIRT3升高。此外,β-腎上腺素能受體(β-AR)的慢性激活可誘發(fā)細(xì)胞凋亡和心臟肥厚,增加SIRT3表達(dá)[32]。FoxO3α的轉(zhuǎn)錄活性主要與其核質(zhì)位置有關(guān),SIRT3通過(guò)FoxO3α脫乙?；瘡亩黾覨oxO3α的核積累,促進(jìn)FoxO3α轉(zhuǎn)錄因子的轉(zhuǎn)錄,有轉(zhuǎn)錄活性的FoxO3α通過(guò)調(diào)節(jié)MnSOD和CAT的活性抑制ROS的活性,從而抑制ROS介導(dǎo)的Ras激活,進(jìn)而抑制GATA4和NFAT的表達(dá),阻止心肌細(xì)胞肥大。

Chen等[33]研究發(fā)現(xiàn),AMPK也參與抑制心肌細(xì)胞肥大的過(guò)程。AMPK激活可以降低磷酸化FoxO3α水平,增加FoxO3α的核轉(zhuǎn)錄活性,促進(jìn)FoxO3α的下游因子泛素連接酶MAFbx的表達(dá),使心肌細(xì)胞蛋白質(zhì)降解,從而抑制心肌細(xì)胞肥大,證實(shí)了AMPK通過(guò)調(diào)節(jié)FoxO3α/MAFbx信號(hào)通路及其下游蛋白降解,抑制血管緊張素Ⅱ(Ang Ⅱ)誘導(dǎo)的培養(yǎng)大鼠心肌細(xì)胞肥大。

JNK激活對(duì)FoxO3α的轉(zhuǎn)錄活性有促進(jìn)作用,Akt激活對(duì)FoxO3α的轉(zhuǎn)錄活性有抑制作用。在Chaanine等[34]的研究中,JNK信號(hào)通路和Akt信號(hào)通路在心力衰竭中均被激活,但是JNK激活可以覆蓋Akt對(duì)FoxO3α的抑制作用,導(dǎo)致FoxO3α轉(zhuǎn)錄活性增加,Bcl-2 EIB 19-kDa相互作用蛋白3(BNIP3)作為FoxO3α的效應(yīng)子,在心力衰竭中的表達(dá)也增加,誘導(dǎo)線粒體自噬,促進(jìn)細(xì)胞調(diào)亡,增加心室重構(gòu)降低心臟功能。

以上研究表明,FoxO3α在不同的信號(hào)通路中作用于不同的下游因子,參與氧化應(yīng)激、自噬等細(xì)胞活動(dòng),對(duì)心室重構(gòu)的發(fā)生發(fā)展起促進(jìn)或抑制作用。

2.5 FoxO3α與動(dòng)脈血管重塑 大動(dòng)脈和小動(dòng)脈血管的病理性重塑導(dǎo)致外周阻力增加是高血壓的主要病理機(jī)制,尤其小動(dòng)脈的血管重塑,是高血壓疾病的進(jìn)展標(biāo)志,且與高血壓的嚴(yán)重程度高度相關(guān)。Alstad等[35]研究表明,死于循環(huán)系統(tǒng)疾病的高血壓病人中心力衰竭占40%,腦出血占29%。因此延緩血管重塑進(jìn)程、控制血壓水平對(duì)減少心血管事件的發(fā)生是非常重要的。

Strassheim等[36]研究發(fā)現(xiàn),PI-103處理的肺動(dòng)脈血管新生血管內(nèi)皮細(xì)胞(VVECs)中的Akt磷酸化顯著減少,FoxO3α核積累增加,轉(zhuǎn)錄活性在VVEC群體中持續(xù)激活,導(dǎo)致VVECs多個(gè)管狀結(jié)構(gòu)發(fā)育不良,證實(shí)了PI3K/Akt途徑不僅在VVEC形態(tài)反應(yīng)中發(fā)揮作用,還參與了VVEC的有絲分裂過(guò)程。FoxO3α作為ATP誘導(dǎo)的PI3K/Akt調(diào)節(jié)VVEC血管生成的基本調(diào)節(jié)因子,可能在減輕病理性血管重構(gòu)方面具有潛在的靶向調(diào)節(jié)意義。

有研究將5～6個(gè)月的雄性小鼠進(jìn)行頸動(dòng)脈結(jié)扎,與對(duì)照血管相比,FoxO3α激活增加了內(nèi)膜面積和細(xì)胞計(jì)數(shù),證明FoxO3α在頸動(dòng)脈結(jié)扎后的血管重塑和新生內(nèi)膜形成中起主要作用[16]。高血壓是發(fā)生心血管疾病風(fēng)險(xiǎn)的一個(gè)獨(dú)立的預(yù)測(cè)因子,但是越來(lái)越多的高血壓病人即使聯(lián)合使用3種或3種以上的降壓藥,血壓控制仍不達(dá)標(biāo)[37],所以通過(guò)逆轉(zhuǎn)與高血壓相關(guān)的血管重塑減緩高血壓的進(jìn)展對(duì)全球健康至關(guān)重要,通過(guò)干預(yù)信號(hào)通路對(duì)減輕病理性重塑可能是未來(lái)治療高血壓的一個(gè)新的方向。

3 中醫(yī)藥與FoxO3α

3.1 中醫(yī)單藥與FoxO3α 梁俊清等[38]研究發(fā)現(xiàn),缺氧時(shí)細(xì)胞內(nèi)HIF-1α的表達(dá)呈現(xiàn)一定程度的升高,磷酸化Akt明顯降低,通心絡(luò)干預(yù)后,HIF-1α的表達(dá)進(jìn)一步增加,磷酸化Akt水平明顯增多,通心絡(luò)還可以通過(guò)激活PI3K/Akt信號(hào)通路抑制FoxO3α的轉(zhuǎn)錄活性,使缺氧的內(nèi)皮細(xì)胞Bcl-2和Mcl-1上調(diào),提升細(xì)胞活性,改善缺氧導(dǎo)致的內(nèi)皮細(xì)胞損傷,減少動(dòng)脈粥樣硬化的進(jìn)展。Fu等[39]研究發(fā)現(xiàn),燈盞花素也有抗動(dòng)脈粥樣硬化的作用。燈盞花素是燈盞細(xì)辛的一種提取物,具有清除氧自由基和抗氧化作用;燈盞花素可通過(guò)調(diào)節(jié)Hippo/FoxO3α和PI3K/Akt信號(hào)通路,顯著增加PI3K和p-Akt的蛋白表達(dá)水平,增加絲氨酸253處FoxO3α的磷酸化,并促進(jìn)FoxO3α從細(xì)胞核輸出到細(xì)胞質(zhì),抑制FoxO3α的活性表達(dá),提高Bcl2的蛋白表達(dá)水平,降低Fas、Caspase-3、Bax和Bim的蛋白表達(dá)水平來(lái)抑制血管內(nèi)皮細(xì)胞的損傷和凋亡;燈盞花素還可以明顯清除血管緊張素Ⅱ誘導(dǎo)的人主動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞(HAEC)損傷模型中的ROS,減少細(xì)胞凋亡,從而發(fā)揮抗動(dòng)脈粥樣硬化作用。

Xue等[40]的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),與缺血/再灌注損傷組相比,人參皂苷Rb2可以有效減少超氧陰離子蓄積,上調(diào)SIRT1的表達(dá),增加FoxO3α活性,減少心肌細(xì)胞凋亡,減輕氧化應(yīng)激和炎癥,降低心肌梗死面積,降低心肌標(biāo)志物水平,顯著改善心功能不全,增加心臟射血分?jǐn)?shù),對(duì)心臟有保護(hù)作用。Yang等[41]研究發(fā)現(xiàn),姜黃素也可通過(guò)激活SIRT1信號(hào),上調(diào)抗凋亡蛋白Bcl-2的表達(dá),下調(diào)促凋亡蛋白Bax的表達(dá),提高線粒體MnSOD活性,防止線粒體產(chǎn)生過(guò)多的ROS,從而減輕心肌缺血/再灌注損傷線粒體缺陷,保護(hù)細(xì)胞在缺血/再灌注損傷過(guò)程中免受氧化應(yīng)激所致的凋亡。Zhang等[42]用丹參酮ⅡA磺酸鈉(TST)處理缺血/再灌注損傷的大鼠,發(fā)現(xiàn)TST激活A(yù)kt/FoxO3α/Bim介導(dǎo)的信號(hào)通路,降低FoxO3α的轉(zhuǎn)錄活性,減少線粒體內(nèi)細(xì)胞色素C的表達(dá)水平,下調(diào)降低Bim蛋白表達(dá)水平,減少缺血/再灌注損傷誘導(dǎo)的大鼠心肌細(xì)胞凋亡,縮小心肌梗死面積,改善缺血/再灌注損傷大鼠的心功能。

董文婷等[43]研究發(fā)現(xiàn),紫檀芪可以通過(guò)激活Sirt3/FoxO3α信號(hào)通路減輕心肌組織氧化應(yīng)激損傷,改善大鼠腹主動(dòng)脈縮窄所致的心肌肥厚。熊朝剛等[44]的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,黃芪甲苷通過(guò)激活Sirt3抑制血管緊張素Ⅱ誘導(dǎo)的心肌肥大以及氧化應(yīng)激。Liu等[45]研究發(fā)現(xiàn),FoxO3α是黃芩素的下游靶點(diǎn),其可促進(jìn)過(guò)氧化氫酶活性以抑制ROS爆發(fā),并在異丙腎上腺素誘導(dǎo)心肌肥厚時(shí)激活自噬,促進(jìn)自噬相關(guān)蛋白微管相關(guān)蛋白輕鏈3Ⅰ(LC3-Ⅰ)向LC3-Ⅱ的轉(zhuǎn)化,并相應(yīng)地下調(diào)了p62水平,減輕異丙腎上腺素誘導(dǎo)的ROS的產(chǎn)生,進(jìn)而抑制心肌肥厚。另一種中藥提取物葫蘆素B是葫蘆素類中的一員,具有抗癌、抗炎、抗脂肪細(xì)胞分化的作用。Xiao等[46]研究發(fā)現(xiàn),葫蘆素B通過(guò)阻斷Akt/mTOR/FoxO3α信號(hào)通路,增加LC3-Ⅱ、ATG5、ATG7、ATG12和Beclin1的表達(dá),增加自噬,抑制心肌細(xì)胞肥大。

3.2 中醫(yī)復(fù)方與FoxO3α 三味檀香散是一種含有活性分子的蒙藏傳統(tǒng)藥物,由檀香、肉豆蔻、廣棗3種藥物組成,常用于冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病的治療。Sun等[47]研究發(fā)現(xiàn),三味檀香散通過(guò)激活下游的PI3K/Akt/FoxO3α信號(hào)通路,促進(jìn)Akt和FoxO3α的磷酸化,調(diào)節(jié)下游促凋亡的Bim,減少ST段抬高、病理改變和心肌梗死范圍,同時(shí)三味檀香散中的3味單藥在體外具有不同的抗氧化能力和抑制心肌細(xì)胞凋亡的能力,對(duì)缺血/再灌注損傷起保護(hù)作用。錢(qián)夢(mèng)[48]研究發(fā)現(xiàn),補(bǔ)中益氣湯可以通過(guò)作用于PI3K/Akt通路,降低磷酸化FoxO3α水平,增加FoxO3α的表達(dá),清除線粒體中過(guò)多的ROS,減少細(xì)胞氧化應(yīng)激反應(yīng),增加細(xì)胞的存活率。

Li等[49]研究發(fā)現(xiàn),AngⅡ以濃度依賴的方式上調(diào)CMEC中LC3B-Ⅱ的蛋白水平,增加自噬小體和自溶酶體的數(shù)量;Akt是芪藶強(qiáng)心的下游信號(hào)通路,芪藶強(qiáng)心可以增加FoxO3α的磷酸化,促進(jìn)磷酸化的FoxO3α從細(xì)胞核轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì),抑制FoxO3α的轉(zhuǎn)錄活性,減弱Ang Ⅱ引起的自噬小體和自溶酶體的聚集,進(jìn)而下調(diào)Ang Ⅱ誘導(dǎo)的自噬,減少內(nèi)皮細(xì)胞凋亡,延緩心力衰竭的進(jìn)展。張?zhí)K潔[50]利用雙氧水誘導(dǎo)大鼠心肌細(xì)胞的氧化應(yīng)激反應(yīng),檢測(cè)各組ROS、p-FoxO3α、Sirt4表達(dá)水平及凋亡蛋白Bcl-2、Bax、Bim、cleaved Caspase-3的表達(dá),結(jié)果發(fā)現(xiàn),與模型組相比,益氣活血組ROS、Bax、Bim、cleaved Caspase-3呈劑量依賴的Bcl-2的表達(dá)水平呈劑量依賴的方式增加;益氣活血組+Sirt4敲減組Bax、Bim、cleaved Caspase-3表達(dá)回升但是低于模型組,Bcl-2表達(dá)下降但是高于模型組,表明益氣活血方通過(guò)Sirt4/FoxO3α通路增加FoxO3α的活性減少凋亡蛋白的表達(dá),保護(hù)心肌細(xì)胞減少氧化應(yīng)激的損傷,減少炎癥反應(yīng),抑制細(xì)胞凋亡。此外,溫腎養(yǎng)血方[51]、六味地黃丸[52]也分別被證實(shí)可通過(guò)激活PI3K/Akt信號(hào)通路作用于FoxO3α,減少細(xì)胞凋亡,增加細(xì)胞存活率。

4 小結(jié)與展望

綜上所述,雖然激活FoxO3α的轉(zhuǎn)錄活性可以促進(jìn)許多促細(xì)胞凋亡因子誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡,減少脂質(zhì)纖維帽面積,增大壞死核心區(qū),調(diào)節(jié)動(dòng)脈微循環(huán),加快動(dòng)脈粥樣硬化的進(jìn)展,但是FoxO3α轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)也可以調(diào)節(jié)MnSOD和CAT的活性清除線粒體中過(guò)多產(chǎn)生的ROS,有抗氧化應(yīng)激作用,阻止細(xì)胞肥大,減輕病理性血管重構(gòu)。因此,認(rèn)為FoxO3α對(duì)心血管功能既有保護(hù)作用又有損傷作用。一些中藥可以通過(guò)抑制FoxO3α的活性,減緩心血管疾病的進(jìn)展,另外也有證據(jù)表明中藥可以通過(guò)激活FoxO3α的轉(zhuǎn)錄活性發(fā)揮保護(hù)心血管的作用,給中醫(yī)藥通過(guò)干預(yù)FoxO3α治療心血管疾病提供了客觀依據(jù),但基于目前中醫(yī)藥作用于FoxO3α轉(zhuǎn)錄因子的研究相對(duì)缺乏,對(duì)進(jìn)一步認(rèn)識(shí)中醫(yī)藥對(duì)FoxO3α的作用機(jī)制造成了很大限制,是當(dāng)下亟需要探究的問(wèn)題。