中醫(yī)藥調(diào)控相關(guān)信號(hào)通路防治心室重構(gòu)的研究進(jìn)展

徐 存 王保和

1.天津中醫(yī)藥大學(xué)研究生院，天津 301617；2.天津中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院心血管科 國(guó)家中醫(yī)針灸臨床醫(yī)學(xué)研究中心，天津 300381

心室重構(gòu)（ventricular remodeling，VR）是心血管疾病發(fā)展過(guò)程中機(jī)體對(duì)于心肌損傷、心功能受損所做出的適應(yīng)性改變，常以心室擴(kuò)大、心肌肥厚和功能障礙為主要特征，是心力衰竭發(fā)生發(fā)展過(guò)程中的基本病理機(jī)制，逆轉(zhuǎn)VR 這一病理過(guò)程是治療心力衰竭的關(guān)鍵。在我國(guó)35 歲以上人群中心力衰竭的患病人數(shù)已達(dá)890 多萬(wàn)人，約占總?cè)藬?shù)的1.3%，2000—2015 年的15 年間總體患病率增加44%[1]。西醫(yī)常采用血管緊張素受體腦啡肽酶抑制劑、鈉-葡萄糖共轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白2 抑制劑、β 受體阻滯劑和鹽皮質(zhì)激素受體拮抗劑等方法治療心力衰竭，但在改善二次住院率、死亡率等方面效果不佳。中醫(yī)藥依據(jù)其辨證論治、見(jiàn)微知著、以常衡變等理論觀(guān)點(diǎn)指導(dǎo)臨床用藥，調(diào)控信號(hào)通路將細(xì)胞外分子信號(hào)傳遞到細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮效應(yīng)，對(duì)于干預(yù)VR 治療心力衰竭具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)[2]。因此，本文就相應(yīng)藥物調(diào)控信號(hào)通路防治VR 進(jìn)行綜述。

1 病理變化

VR 是指心肌細(xì)胞、非心肌細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)發(fā)生適應(yīng)不良性改變，進(jìn)而出現(xiàn)心室腔擴(kuò)大、心肌肥厚、心肌纖維化等病理性改變，導(dǎo)致室壁壓力升高，僵硬度增加，收縮力下降。VR 主要機(jī)制：①心肌細(xì)胞發(fā)生拉伸或代償性肥大，且常有伴隨細(xì)胞的凋亡；②心肌細(xì)胞表型的改變，心肌肌球蛋白重鏈（myosin heavy chain，MHC）基因的α、β 兩種亞型再表達(dá)，α-MHC 向β-MHC轉(zhuǎn)換，造成心肌細(xì)胞收縮能力降低[3-4]；③非心肌細(xì)胞的改變和細(xì)胞外基質(zhì)的變化，成纖維細(xì)胞的基因高表達(dá)，分化成肌成纖維細(xì)胞，而后遷移到心肌中引起膠原蛋白Ⅰ、Ⅲ的過(guò)度沉積[5]，大量細(xì)胞外基質(zhì)的產(chǎn)生會(huì)增加室壁僵硬度，影響心臟的舒張功能和冠狀動(dòng)脈儲(chǔ)備能力，最后導(dǎo)致心肌細(xì)胞缺血、缺氧。

2 相關(guān)信號(hào)通路

2.1 轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β（transforming growth factor-β，TGF-β）/Smad 信號(hào)通路

TGF-β 是典型的纖維化生長(zhǎng)因子，其過(guò)表達(dá)會(huì)使心肌纖維化[6]。TGF-β/Smad 信號(hào)通路的異常激活會(huì)促進(jìn)膠原、細(xì)胞外基質(zhì)的產(chǎn)生和成纖維細(xì)胞的增殖，導(dǎo)致心肌纖維化加重[7]。

抗纖方[8]通過(guò)調(diào)節(jié)TGF-β 信號(hào)通路抑制心臟成纖維細(xì)胞的活性減輕心臟纖維化從而減弱VR；冠心舒通膠囊[9]可大幅下調(diào)α-平滑肌肌動(dòng)蛋白（alphasmooth muscle actin，α-SMA）、Smad3 和Ⅰ型膠原（collagen type Ⅰ，Col Ⅰ）的表達(dá)水平，減少心臟中膠原纖維的形成和積累，抑制TGF-β/Smad3 通路，改善心臟功能；芩丹膠囊[10]抑制TGF-β1、Col Ⅰ的蛋白水平及Smad2、Smad3、哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin，mTOR）的磷酸化水平，抑制衰竭心臟mTOR 信號(hào)傳導(dǎo)和TGF-β/Smad 通路，防止氧化應(yīng)激損傷和血管緊張素Ⅱ含量增加，改善壓力超負(fù)荷引起的心肌肥大、纖維化和功能障礙。

目前研究證明，多種中藥活性成分可對(duì)TGF-β/Smad 信號(hào)通路發(fā)揮作用，但具體調(diào)控機(jī)制尚未明晰。此外，通過(guò)這些研究也發(fā)現(xiàn)TGF-β/Smad 信號(hào)通路在今后可能成為干預(yù)VR 的有效途徑。

2.2 核因子-κB（nuclear factor kappa-B，NF-κB）信號(hào)通路

NF-κB 是負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)先天性和適應(yīng)性免疫應(yīng)答的轉(zhuǎn)錄因子，參與炎癥反應(yīng)、血管平滑肌增殖和細(xì)胞凋亡[11]。NF-κB 信號(hào)通路被激活后誘導(dǎo)炎癥因子在心肌組織聚集和膠原沉積，加重心肌纖維化[12]。

心力衰竭小鼠進(jìn)行附子-甘草浸膏[13]灌胃后腫瘤壞死因子-α、白細(xì)胞介素-6（interleukin-6，IL-6）和IL-10 水平下降，TLR4 和NF-κB 的蛋白下調(diào)，提示附子-甘草可減輕缺血引起的炎癥反應(yīng)，改善左室功能和結(jié)構(gòu)，減輕心肌損傷；清達(dá)顆粒[14]治療自發(fā)性高血壓大鼠（spontaneously hypertensive rats，SHR）可降低IL-6、腫瘤壞死因子-α 的水平，降低NF-κB 和p-NF-κB 的表達(dá)，并增加NF-κB 抑制蛋白的表達(dá)，抑制NF-κB 通路和差異表達(dá)代謝物減輕血壓升高，改善SHR 的VR 和炎癥；橙花叔醇[15]作為心臟保護(hù)劑，可防止高血壓引起的VR，SHR 經(jīng)過(guò)治療后心臟組織中的膠原沉積減少，AT1R、ERK1/2、TLR4 等炎癥介質(zhì)和NF-κB 表達(dá)減少，提示橙花叔醇可通過(guò)靶向TLR4/NF-κB 信號(hào)通路，減輕高血壓相關(guān)的炎癥和氧化應(yīng)激反應(yīng)。

中醫(yī)藥通過(guò)抑制NF-κB 信號(hào)通路來(lái)改善VR，但其上下游仍有較多效應(yīng)因子尚未被發(fā)掘，這些效應(yīng)因子可能是改善VR 的良好靶點(diǎn)，今后研究中可注重此方面，為VR 的干預(yù)提供新思路、新方法。

2.3 絲裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）信號(hào)通路

MAPK 在細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中參與有害非生物應(yīng)激過(guò)程，包括氧化應(yīng)激、滲透壓改變、DNA 損傷等。MAPK 信號(hào)通路針對(duì)細(xì)胞的應(yīng)激及炎癥因子等作出應(yīng)答，激活或過(guò)度表達(dá)后可引起心功能降低，促進(jìn)炎性反應(yīng)[16]。

SHR 經(jīng)芍藥苷[17]干預(yù)后心肌組織炎癥浸潤(rùn)和纖維化減少，IL-6 和單核細(xì)胞趨化蛋白-1 的水平降低，p-JNK、p-ERK1/2 和p-p38 蛋白表達(dá)下降，而腫瘤壞死因子-α 升高，提示芍藥苷通過(guò)MAPK 信號(hào)通路減輕心臟肥大、纖維化和炎癥，改善左室功能；益氣復(fù)脈粉針劑[18]改善心力衰竭小鼠左室功能和結(jié)構(gòu)損傷，并下調(diào)p-p38、p-JNK 和p-ERK1/2 的表達(dá)，抑制MAPKs 信號(hào)通路激活，進(jìn)而降低心肌纖維化，改善VR 和心力衰竭；玄參活性物[19]治療SHR 可降低p-ERK、p-JNK、p-p38MAPK 的水平，抑制ERK1/2、JNK和p38 MAPK 通路進(jìn)而抑制交感神經(jīng)和腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)，預(yù)防高血壓性VR。

大量中藥被發(fā)現(xiàn)能通過(guò)抑制MAPK 信號(hào)通路的方式減少心臟膠原蛋白的沉積，減輕心臟肥大和心肌纖維化，延緩VR 或心力衰竭的發(fā)展進(jìn)程，但中藥的特點(diǎn)是成分、機(jī)制復(fù)雜，因缺乏適當(dāng)?shù)难芯糠椒▽?dǎo)致目前仍難以明確大多數(shù)中藥的作用機(jī)制。

2.4 NLRP3 炎性小體信號(hào)通路

NLRP3 炎性小體是一種存在于免疫和炎癥細(xì)胞中的模式識(shí)別受體，其產(chǎn)生與炎癥刺激相關(guān)[20]。病理狀態(tài)下，NLRP3 信號(hào)通路的激活會(huì)引起炎癥反應(yīng)，使血管通透性增加，導(dǎo)致心肌損傷[21]。

活血潛陽(yáng)祛痰方[22]治療肥胖高血壓大鼠可減少Col Ⅰ和Col Ⅲ的蛋白表達(dá)，降低NLRP3、半胱氨酸蛋白酶-1 和IL-1β 的水平，干預(yù)NLRP3/Caspase-1/IL-1β 通路減緩心臟纖維化的發(fā)展，抑制VR 和心力衰竭；鹿芪方[23]下調(diào)NLRP3、ASC、半胱氨酸蛋白酶-1、IL-1β、半胱氨酸蛋白酶-3 和Bax 的表達(dá)，上調(diào)Bcl-2的水平，減輕心肌梗死小鼠心肌肥厚，抑制NLRP3/ASC/Caspase-1/IL-1β 級(jí)聯(lián)的激活減少炎癥浸潤(rùn)，下調(diào)Caspase-3/Bax 信號(hào)減少心肌細(xì)胞凋亡，改善VR 和心臟功能。

NLRP3 炎性小體常聯(lián)合半胱氨酸蛋白酶-1、IL-1β 等通路減少炎癥反應(yīng)和細(xì)胞凋亡，減緩心肌纖維化的發(fā)展，保護(hù)心功能。研究多使用中藥復(fù)方制劑，未深入分析發(fā)揮作用的活性成分，此需進(jìn)一步闡明。

2.5 磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B/mTOR（phosphatidylinositide 3-kinases/protein kinase B/mTOR，PI3K/Akt/mTOR）信號(hào)通路

PI3K/Akt/mTOR 信號(hào)通路參與基因轉(zhuǎn)錄、蛋白質(zhì)翻譯和核糖體生物合成[24]，在自噬調(diào)節(jié)中被認(rèn)為是唯一的抑制性通路，參與調(diào)控巨噬細(xì)胞自噬、極化和脂質(zhì)代謝等，激活PI3K/Akt/mTOR 信號(hào)通路，可以影響細(xì)胞的增殖和凋亡能力[25]。

心力衰竭大鼠在服用香蒲新苷[26]后基質(zhì)金屬蛋白酶-2、9 的表達(dá)下降，LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ的比值降低，p-Akt/Akt、p-mTOR/mTOR 的比值增加，提示香蒲新苷通過(guò)降低炎癥因子和基質(zhì)金屬蛋白酶水平，改善大鼠心臟結(jié)構(gòu)和心功能指數(shù)，抑制PI3K/Akt/mTOR 通路，介導(dǎo)心肌細(xì)胞缺氧/復(fù)氧途徑的自噬；芪參益氣滴丸[27]減少修復(fù)性心肌纖維化大鼠的自噬體數(shù)量，下調(diào)心肌中Beclin-1 的表達(dá)和LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ的比值，上調(diào)p62 蛋白的表達(dá)，增加p-PI3K/PI3K、p-Akt/Akt 和p-mTOR/mTOR 的比值，調(diào)節(jié)PI3K/Akt/mTOR 通路抑制過(guò)度的心肌自噬；牛舌草總黃酮[28]降低心肌梗死小鼠體內(nèi)促炎因子的水平，降低Bax/Bcl-2、p-PI3K/PI3K、p-Akt/Akt、p-mTOR/mTOR 的比值，通過(guò)抗炎、抑制PI3K/Akt/mTOR 通路對(duì)心臟功能和VR 起到有益影響，對(duì)慢性心肌梗死損傷也具有保護(hù)作用；冠心丹參方[29]降低Col Ⅰ、Col Ⅲ和α-SMA 水平，通過(guò)調(diào)控PI3K/Akt 通路改善VR 和心臟功能。

PI3K/Akt/mTOR 信號(hào)通路發(fā)揮調(diào)控作用干預(yù)VR的過(guò)程中，其下游涉及多種效應(yīng)因子，這些效應(yīng)因子之間是否存在協(xié)同或者拮抗作用，尚未進(jìn)行全面的研究。在今后中可進(jìn)行多層次的設(shè)計(jì)，進(jìn)一步探究PI3K/Akt/mTOR 信號(hào)通路與VR 的關(guān)系。

2.6 其他信號(hào)通路

2.6.1 Ca2+信號(hào)通路 Ca2+作為細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)信使，通過(guò)傳遞信息調(diào)控血管舒縮、細(xì)胞增殖和凋亡等；吞噬細(xì)胞中Ca2+穩(wěn)態(tài)失調(diào)會(huì)降低凋亡細(xì)胞清除率，增加疾病風(fēng)險(xiǎn)；Ca2+信號(hào)通路能通過(guò)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)鈣庫(kù)操縱的Ca2+內(nèi)流維持其穩(wěn)態(tài)[30]。

附子水溶性生物堿[31]減少心肌梗死大鼠心肌細(xì)胞橫截面積、心肌膠原和左室凋亡細(xì)胞占比，降低左室α-SMA、Col Ⅰ和Col Ⅲ的蛋白水平，通過(guò)降低蘭尼堿受體2 和肌質(zhì)網(wǎng)Ca2+ATP 酶2a 的表達(dá)、維持細(xì)胞內(nèi)Ca2+循環(huán)穩(wěn)態(tài)，抑制VR 改善心功能。

2.6.2 血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）/血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子受體2（vascular endothelial growth factor receptor 2，VEGFR2）信號(hào)通路VEGF 可提高血管通透性、促進(jìn)血管新生[32]，其過(guò)表達(dá)會(huì)使心肌細(xì)胞肥大促進(jìn)VR。VEGFR2是VEGF 發(fā)揮功能的關(guān)鍵受體，兩者特異性結(jié)合可發(fā)揮功能。VEGF/VEGFR2 信號(hào)通路在疾病發(fā)生發(fā)展中體現(xiàn)出加劇或抑制纖維化的兩面性特征，以調(diào)節(jié)血管新生[33]。

Liu 等[34]降低心力衰竭大鼠的心臟重量/體重、左心室質(zhì)量/體重的比值和B 型腦鈉肽水平，上調(diào)內(nèi)皮型一氧化氮合酶的表達(dá)，下調(diào)Col Ⅰa1、Col Ⅲa1、TGF-β1、半胱氨酸蛋白酶-3、VEGF 和VEGFR2 的表達(dá)，通過(guò)抑制VEGF/VEGFR2 信號(hào)通路，減少心臟纖維化和細(xì)胞凋亡，改善VR。

3 展望

綜上，針對(duì)防治VR，中藥單體或復(fù)方可通過(guò)調(diào)節(jié)多個(gè)信號(hào)通路發(fā)揮干預(yù)作用，進(jìn)而調(diào)整心臟功能，影響VR 進(jìn)程，延緩心力衰竭的發(fā)生。目前針對(duì)中醫(yī)藥防治VR 的作用機(jī)制研究多集中在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)或細(xì)胞實(shí)驗(yàn)等方面，缺乏足夠規(guī)模的臨床數(shù)據(jù)來(lái)佐證實(shí)驗(yàn)結(jié)論。同時(shí)，也缺乏以中醫(yī)經(jīng)典理論為指導(dǎo)的機(jī)制研究。因此，在以后的研究中，應(yīng)當(dāng)將臨床數(shù)據(jù)和中醫(yī)經(jīng)典理論相結(jié)合，這對(duì)于更好地發(fā)揮中醫(yī)藥治療優(yōu)勢(shì)病種的作用、提升患者的生活質(zhì)量具有重大意義。