基于“正邪理論”探討自噬在動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)展中的作用

何義鑫,伍建光

(1. 江西中醫(yī)藥大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院,江西 南昌 330006;2. 江西中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院,江西 南昌 330006)

動(dòng)脈粥樣硬化(atherosclerosis,AS)是導(dǎo)致心腦血管病的病理基礎(chǔ)。目前推算心血管病現(xiàn)患病人數(shù)3.30億,病死率仍居首位,且呈現(xiàn)年輕化的趨勢(shì)[1-2]。自噬是真核生物中一種細(xì)胞自我保護(hù)的分解代謝機(jī)制,越來(lái)越多證據(jù)表明自噬與AS有著密切關(guān)系,如脂噬(脂滴的選擇性降解,屬于選擇性自噬的一種)受損影響三酰甘油、膽固醇等的降解,自噬還可通過(guò)抑制炎癥和凋亡而起到保護(hù)作用,而過(guò)高水平的自噬會(huì)加速動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的破裂[3-4]。中醫(yī)中的“正邪理論”是闡釋疾病發(fā)生、發(fā)展及轉(zhuǎn)歸的重要基礎(chǔ)理論,與細(xì)胞自噬機(jī)制有高度的相似性,或許以此為啟示為AS的防治提供新的思路。

1 正邪理論略談

正邪理論源于我國(guó)古代樸素唯物論,《侶山堂類(lèi)辨》云:“有正氣,必有邪淫,此天地自然之理也?！睆墓胖两袢藗兌颊J(rèn)為正與邪是處于一種相互轉(zhuǎn)化而又對(duì)立的層面,猶如太極中的陰陽(yáng)魚(yú),對(duì)于現(xiàn)代哲學(xué)來(lái)看這是矛盾的兩個(gè)方面?！额?lèi)經(jīng)》云“氣得其和則為正氣而生物,犯其變則為邪氣而傷物”,《素問(wèn)·五運(yùn)行大論》云“五氣更主,各有所先,當(dāng)其位則正”,寓意“正氣”是作為“當(dāng)位”“中和”而言,那么“邪氣”便是作為“失位”“偏位”可傷人而言了。如血運(yùn)行脈中,在其位則可營(yíng)養(yǎng)周身,如果“不在其位”,溢于脈外,離經(jīng)之血?jiǎng)t為瘀血,變成了邪氣。《素問(wèn)·評(píng)熱病論》云“邪之所湊,其氣必虛”,人體之本為“正氣”,虛邪賊風(fēng)為“邪氣”,人體疾病的發(fā)生、發(fā)展及歸化過(guò)程實(shí)際上就是“正邪交爭(zhēng)”的過(guò)程。

2 自噬的認(rèn)識(shí)

“自噬”一詞源于希臘語(yǔ)“自食”,是一種利用溶酶體作用對(duì)自身進(jìn)行調(diào)整修復(fù)的過(guò)程[5],實(shí)際上就是“自我消化、廢物再利用”的代謝過(guò)程。在哺乳動(dòng)物體內(nèi),根據(jù)物質(zhì)進(jìn)入溶酶體的途徑不同,自噬可分為三類(lèi),分別為巨自噬、微自噬、分子伴侶介導(dǎo)自噬。本文講述以巨自噬(以下均稱(chēng)為自噬)為主,其主要是一種內(nèi)質(zhì)網(wǎng)衍生的膜包被(雙膜囊泡)一些降解材料如細(xì)胞器、蛋白質(zhì)、過(guò)量的糖原等,形成了其特殊標(biāo)志物自噬體[6],然后運(yùn)輸?shù)饺苊阁w內(nèi)降解的過(guò)程[7]。自噬在一定的壓力條件下可誘導(dǎo),包括缺氧、營(yíng)養(yǎng)缺乏或外界刺激等[8],這便是自噬的過(guò)程,大致可分為自噬誘導(dǎo)、延伸、自噬體形成、自噬溶酶體形成及內(nèi)容物降解5個(gè)階段,其中研究發(fā)現(xiàn)ATG是自噬的核心基因[9],以上每一步都由特定的ATGs蛋白介導(dǎo)。階段的具體表達(dá)如下:壓力條件誘導(dǎo)共同作用于Unc-51樣激酶1(ULK1)復(fù)合物[由ULK1、ATG13和FAK家族激酶相互作用蛋白(FIP200)形成],之后通過(guò)磷酸化Ⅲ類(lèi)磷脂酰肌醇三磷酸激酶(PI3K)復(fù)合物使吞噬泡成核,吞噬泡的延伸是由ATG12-ATG5-ATG16L復(fù)合物、Ⅲ類(lèi)PI3K復(fù)合物、微管相關(guān)蛋白輕鏈3(LC3)-Ⅱ[在這個(gè)階段,ATG12-ATG5-ATG16L復(fù)合物促進(jìn)ATG4裂解的LC3/GABARAP(LC3-Ⅰ)與磷脂酰乙醇胺(PE)的偶聯(lián)形成LC3-Ⅱ,其整合到吞噬泡膜中]和γ-氨基丁酸受體相關(guān)蛋白(GABARAP)的ATG8家族蛋白以及ATG9輔助的。最終,擴(kuò)張的膜包囊降解材料形成一個(gè)自噬體,LC3-Ⅱ從這個(gè)結(jié)構(gòu)的外膜上分裂。自噬體的外膜與溶酶體的膜融合形成自噬溶酶體,其內(nèi)容物隨后被降解并輸出到細(xì)胞質(zhì)中供細(xì)胞再利用[8,10-11]。但究其本質(zhì),其實(shí)是一種細(xì)胞的保護(hù)機(jī)制,且是雙向的,過(guò)度亦會(huì)造成傷害,如破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)甚至誘導(dǎo)細(xì)胞死亡等,這種機(jī)制與人類(lèi)各種包括心血管、肺、肝、神經(jīng)、代謝等方面的疾病相關(guān)[12],尤其在心血管疾病發(fā)展過(guò)程中扮演著重要角色[13]。

自噬由相同靶標(biāo)并且參與著細(xì)胞生長(zhǎng)代謝途徑的雷帕霉素靶蛋白(mTOR)和AMP激活的蛋白激酶(AMPK)信號(hào)通路共同協(xié)調(diào)[14]。正常情況下,AMPK是受抑制的,而mTOR途徑對(duì)上游的Ⅰ類(lèi)PI3K、MAPK等作出反應(yīng)[5],并且通過(guò)mTOR復(fù)合物I(mTORCI)作用于ATG13,ATG13被磷酸化,誘導(dǎo)ULK1復(fù)合物分解,從而抑制自噬。在細(xì)胞應(yīng)激狀態(tài)下,mTOR磷酸化受到抑制,使ULK1復(fù)合物保持完整并能夠啟動(dòng)自噬體形成,啟動(dòng)自噬[15-16];AMPK則通過(guò)去磷酸化抑制mTORCI以及磷酸化激活ULK1復(fù)合物而啟動(dòng)自噬[17]。再有與吞噬泡形成及自噬體啟動(dòng)重要的途徑,細(xì)胞應(yīng)激后Beclin-1的合成和形成VPS34復(fù)合物,啟動(dòng)吞噬泡的形成,從而誘導(dǎo)自噬?，F(xiàn)研究較多在于PI3K/Akt/mTOR通路與自噬的關(guān)系[18]。所以從中也可以知道自噬其實(shí)是雙向的,一定條件下的自噬是保護(hù)機(jī)體的作用,不足則會(huì)在人體細(xì)胞應(yīng)激情況下不能提供足夠的能量,而在過(guò)度的情況下導(dǎo)致細(xì)胞的死亡[19]。

3 自噬在AS發(fā)展中的相關(guān)性

AS是一種慢性疾病,脂質(zhì)代謝異常和炎癥的發(fā)生都被認(rèn)為與AS的發(fā)病機(jī)制有關(guān),動(dòng)脈的狹窄是由血管平滑肌細(xì)胞(VSMC)增殖、脂質(zhì)的累積、鈣化以及動(dòng)脈腔內(nèi)斑塊積聚引起的炎癥所涉及的一系列反應(yīng)[20],自噬在動(dòng)脈粥樣硬化斑塊發(fā)展過(guò)程中主要表現(xiàn)在各種細(xì)胞類(lèi)型中,如內(nèi)皮細(xì)胞、血管平滑細(xì)胞和巨噬細(xì)胞[21]。

內(nèi)皮自噬在血管內(nèi)皮和AS的生理病理發(fā)展過(guò)程中扮演重要角色,其通過(guò)介導(dǎo)如屏障完整性、血管擴(kuò)張、白細(xì)胞黏附、血小板聚集和血管生成等關(guān)鍵步驟以維持血管穩(wěn)態(tài)。此外,在AS形成過(guò)程中,其在活性氧(ROS)的產(chǎn)生、促進(jìn)NOS的生成、脂質(zhì)代謝、減少細(xì)胞凋亡以及抑制炎癥反應(yīng)等方面也具有重要作用[22]。例如研究顯示,miR-214-3p通過(guò)直接靶向ATG5的3’UTR調(diào)控內(nèi)皮細(xì)胞中含氧低密度脂蛋白(ox-LDL)引發(fā)的自噬,參與AS內(nèi)皮細(xì)胞自噬的調(diào)節(jié)[23];miR-100可以通過(guò)抑制mTORC1途徑在內(nèi)皮細(xì)胞中起到抗炎作用,而上述也談及mTORC1本身會(huì)抑制自噬的啟動(dòng)[24]。VSMC是動(dòng)脈管壁上最豐富的一種類(lèi)型,對(duì)血流動(dòng)力學(xué)起到關(guān)鍵的調(diào)節(jié)作用。在AS發(fā)展過(guò)程中,有關(guān)的脂質(zhì)種類(lèi)、細(xì)胞因子、生長(zhǎng)因子等都可以促進(jìn)VSMC的自噬。例如,腫瘤壞死因子(TNF)-α是由VSMC和炎性細(xì)胞分泌,其可以增加自噬體囊泡的形成以及AS病變中自噬標(biāo)志物L(fēng)C3-Ⅱ和Beclin-1的表達(dá)[25]。自噬是VSMC表型轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵因素,血管損傷后,在血小板源性生長(zhǎng)因子(PDGF)等生長(zhǎng)因子刺激下,VSMC將其表型從基線(xiàn)收縮狀態(tài)修改為增殖合成狀態(tài)。盡管自噬是AS發(fā)展過(guò)程中的一種保護(hù)機(jī)制,但是過(guò)度自噬卻可誘導(dǎo)VSMC的死亡,膠原蛋白合成減少,導(dǎo)致斑塊出現(xiàn)不穩(wěn)定[26]?？偟膩?lái)說(shuō)VSMC自噬在一定程度上對(duì)血管起保護(hù)作用的。免疫系統(tǒng)對(duì)AS發(fā)病機(jī)制也有著重要影響,動(dòng)脈中的巨噬細(xì)胞在炎癥反應(yīng)、血管的修復(fù)和再生過(guò)程中都起著重要作用[27]。在AS斑塊形成期間,循環(huán)單核細(xì)胞進(jìn)入血管壁的內(nèi)皮下并轉(zhuǎn)化為巨噬細(xì)胞,隨后在吞噬oxLDL或其他修飾脂蛋白后變成泡沫細(xì)胞,而泡沫細(xì)胞就是AS的重要標(biāo)志,在泡沫細(xì)胞形成過(guò)程中,自噬上調(diào)不僅可以降低細(xì)胞內(nèi)脂滴的積累,還可以通過(guò)清除功能失調(diào)的線(xiàn)粒體和降低細(xì)胞內(nèi)ROS水平抑制細(xì)胞凋亡[28];但是巨噬細(xì)胞也可以通過(guò)分泌白細(xì)胞介素(IL)-1、IL-6和TNF-α等炎癥因子加劇炎癥反應(yīng),誘導(dǎo)VSMC死亡,進(jìn)而加劇斑塊的不穩(wěn)定性[29]。巨噬細(xì)胞自噬還能調(diào)節(jié)膽固醇的外流、轉(zhuǎn)移、炎癥介質(zhì)的產(chǎn)生,從而參與并影響AS的整個(gè)過(guò)程,相關(guān)研究也證實(shí)了AS斑塊的巨噬細(xì)胞豐富區(qū)域檢測(cè)到自噬相關(guān)蛋白ATG16L1的表達(dá);巨噬細(xì)胞自噬障礙可以導(dǎo)致AS的惡化[22,30-31]。

4 正邪理論與AS的相關(guān)性

中醫(yī)對(duì)于AS的病名基本歸于“脈痹”“胸痹”“中風(fēng)”“血濁”“脈積”等范疇。AS的病因病機(jī)在現(xiàn)在看來(lái)仍然非常復(fù)雜,大多數(shù)醫(yī)家均認(rèn)為AS基本病機(jī)為正虛邪實(shí),屬本虛標(biāo)實(shí)之證,本于氣血陰陽(yáng)之不足,標(biāo)于內(nèi)外之邪實(shí),整個(gè)病程虛實(shí)夾雜、互為轉(zhuǎn)化[32]?！罢奔础罢龤狻?從人體自身而言,包含著精氣血津液的協(xié)調(diào)運(yùn)行,“邪”即“邪氣”,包括外感六淫、疫癘及內(nèi)生痰、飲、瘀、毒等?！罢敖粻?zhēng)”存在于疾病從發(fā)生、發(fā)展到歸化的整個(gè)過(guò)程,《靈樞·百病始生》“不得虛,邪不能獨(dú)傷人”,正氣的不足和邪氣的強(qiáng)盛都是不可或缺的因素,前者是致病內(nèi)在原因,后者則是發(fā)病的條件。“無(wú)正則邪不顯”,正邪的交爭(zhēng)過(guò)程也是自噬維持機(jī)體平衡的過(guò)程。

正氣的作用包括:自我調(diào)節(jié),抗邪防病,自我修復(fù)。自噬在正常細(xì)胞中主要扮演著促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)循環(huán)和代謝調(diào)節(jié)的角色,而在各種生理或病理的刺激(包括饑餓、缺氧、炎癥等)下,自噬可以將這些因刺激受損的細(xì)胞成分分解代謝,產(chǎn)生ATP以維持當(dāng)前應(yīng)激下的自身能量供應(yīng),并且能夠?qū)ψ陨硭ダ霞?xì)胞器進(jìn)行“清除”,誘導(dǎo)多余細(xì)胞的程序性死亡等[33],以維持體內(nèi)的動(dòng)態(tài)平衡。自噬機(jī)制似乎與正氣的自我調(diào)節(jié)、防病、修復(fù)功能以及外邪入體刺激人體作用機(jī)制高度吻合。內(nèi)外之邪侵犯人體之時(shí),正氣充足而內(nèi)守,此時(shí)人體內(nèi)細(xì)胞接受外界刺激自噬上調(diào),分解代謝自身已損傷細(xì)胞器為自身供能,自噬還可通過(guò)受體途徑如p62、NDP52等蛋白泛素化連接病原體以協(xié)助自噬小體將其捕獲清除,其還可以促進(jìn)巨噬細(xì)胞從促炎型向抑炎型的轉(zhuǎn)化、未成熟的自然殺傷細(xì)胞(iNKs)向成熟NK細(xì)胞轉(zhuǎn)化以及B細(xì)胞分化[34],在免疫應(yīng)答中扮演重要角色,正氣充足則邪氣無(wú)所藏匿,體外之邪無(wú)所侵犯,體內(nèi)所產(chǎn)痰濁、瘀血、毒邪等邪氣隨氣血津液協(xié)調(diào)運(yùn)行而清除。

AS多見(jiàn)于肥胖及老年患者,與飲食、情志、不良生活方式都有著密切關(guān)系,受上述諸多因素影響,患者日久易表現(xiàn)為氣血津液不足,正氣虧虛,溫煦與推動(dòng)功能異常,五臟失于濡養(yǎng)。《素問(wèn)·玉機(jī)真藏論篇》云:“心受氣于脾”,心主血脈,如后天不足,水谷之精不能奉心化赤,氣血津液化生無(wú)源,則脈道不充,心氣不足則血脈推動(dòng)無(wú)力,合則血行瘀滯,“血不利則為水”。肺、脾、腎功能失調(diào)則水液停聚而生痰濁,進(jìn)一步加重氣血津液代謝異常。正氣愈虛,此時(shí)體內(nèi)細(xì)胞自噬不足,免疫功能低下,亦易感邪氣,內(nèi)外合邪為患,邪氣入脈絡(luò)耗傷正氣,正邪失調(diào),其無(wú)法降解自身已損及衰老細(xì)胞器,痰濁、瘀血、濕毒等病理產(chǎn)物積聚體內(nèi)無(wú)法清除。邪是導(dǎo)致各種脈管病的重要因素,如張建平教授認(rèn)為毒、瘀之邪可引起血小板的增多、血液凝結(jié)及血栓形成,從而促進(jìn)AS的進(jìn)展[35]。邪氣亢盛則易侵犯、阻滯、凝結(jié)于脈道,脈道實(shí)為氣血運(yùn)行之管道而承氣血之濡養(yǎng),《黃帝內(nèi)經(jīng)·靈樞·經(jīng)脈》中所言:“經(jīng)脈者,所以能決生死,處百病,調(diào)虛實(shí),不可不通”,氣血失調(diào)則脈道不利而造成血管脆性下降、內(nèi)皮細(xì)胞紊亂、炎癥等的發(fā)生[36]。內(nèi)皮細(xì)胞、血管平滑肌細(xì)胞為滿(mǎn)足自身修復(fù)及供能,進(jìn)而造成自噬過(guò)度激活,大量降解自身細(xì)胞器,能量供給異常,加快了氧化應(yīng)激、炎癥反應(yīng)及血栓形成的進(jìn)展。非正常狀態(tài)下細(xì)胞自噬與中醫(yī)正邪理論在動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)展中的關(guān)系見(jiàn)圖1。

5 治 法

中醫(yī)治法宜循“扶正祛邪”為要,祛邪不傷正,扶正不留邪。緩則治其本,如年老體衰勞倦之人,“扶正”當(dāng)以補(bǔ)益精氣血津液為主,如人參具有補(bǔ)益氣血津液的作用,其提取物人參皂苷化合物K具有抗炎及誘導(dǎo)自噬的作用[37],上調(diào)自噬,延緩動(dòng)脈斑塊的形成;人參皂苷Rb1可以通過(guò)AMPK通路激活巨噬細(xì)胞自噬,促進(jìn)AS脂質(zhì)斑塊的代謝,有益斑塊的穩(wěn)定[38]。黃芪擁有“補(bǔ)氣諸藥之最”的美譽(yù),李園園等[39]發(fā)現(xiàn)黃芪中的代表性活性單體成分黃芪甲苷可上調(diào)內(nèi)皮細(xì)胞中自噬相關(guān)蛋白LC-3及Beclin-1,誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞自噬,起到內(nèi)皮保護(hù)作用及抗炎作用。溫陽(yáng)扶正之藥包括補(bǔ)骨脂及附子等,其中補(bǔ)骨脂提取物甲基補(bǔ)骨脂黃酮能夠通過(guò)抑制mTOR磷酸化,增加LC-3和Beclin-1蛋白表達(dá),誘導(dǎo)血管平滑肌細(xì)胞自噬,抑制細(xì)胞的鈣化以及凋亡,延緩AS的發(fā)展;附子中包含的附子多糖能夠升高ox-LDL誘導(dǎo)下血管平滑肌細(xì)胞的LC3Ⅱ/LC3Ⅰ比值,自噬上調(diào),抑制ox-LDL而減少泡沫細(xì)胞形成,并且抑制細(xì)胞鈣化[40]。張磊等[41]研究發(fā)現(xiàn),有補(bǔ)益精血功效的制首烏所含大黃素可以通過(guò)抑制PI3K/Akt及其下游mTOR信號(hào)通路的活性,刺激自噬上調(diào),增加糖脂代謝,實(shí)現(xiàn)抗AS作用?！办钚啊碑?dāng)活血化瘀、利水化濁、清熱解毒為主,一旦AS發(fā)展為冠心病心肌梗死、心絞痛等急性冠脈綜合征時(shí),當(dāng)先考慮“急則治其標(biāo)”,以活血通絡(luò)為主。Zhang等[42]研究也指出從活血化瘀藥物丹參中提取的丹參酮ⅡA能夠通過(guò)調(diào)節(jié)自噬相關(guān)蛋白LC-3、p62和Beclin-1,同時(shí)通過(guò)上調(diào)AMPK和下調(diào)mTOR來(lái)介導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞自噬的上調(diào),改善血管功能。還有實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,從瘀血熱毒角度論治的犀角地黃湯,能夠明顯抑制自噬基因Atg-5、Beclin-1的mRNA表達(dá)[43];化痰祛瘀解毒通脈湯中的主要成分丹參酸A、小檗堿可以激活A(yù)MPK-mTOR、抑制Akt-mTOR通路增加細(xì)胞自噬,能夠減少炎癥因子的分泌[44];清熱化痰之黃連溫膽湯可通過(guò)下調(diào)PI3K/Akt/mTOR信號(hào)通路,誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞自噬,降低血清中膽固醇、三酰甘油、低密度脂蛋白等,穩(wěn)定AS易損斑塊[45]。扶正祛邪兼顧的益氣活血藥組人參三七川芎中提取物人參三七川芎醇,可促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)的自噬相關(guān)蛋白Beclin-1、LC3Ⅱ的增多,從而上調(diào)自噬,延緩內(nèi)皮衰老。陳婉瑩等[46]發(fā)現(xiàn),通過(guò)電針或艾灸對(duì)內(nèi)關(guān)穴進(jìn)行預(yù)處理,可下調(diào)細(xì)胞中ULK1和Beclin-1的表達(dá),抑制細(xì)胞過(guò)度自噬和凋亡,改善心肌缺血再灌注損傷。

綜上,在AS早期或者是緩解期,以扶正為主,多以補(bǔ)益精氣血津液為法,輔以活血化瘀、清熱化痰解毒,防止外邪“熱、毒”致病引起斑塊的突然破裂[47]?！端貑?wèn)遺篇·刺法論》云“正氣存內(nèi),邪不可干”,自噬上調(diào),則可清除衰老或已損細(xì)胞器,清除體內(nèi)痰濁瘀血之邪氣,達(dá)到推陳出新的效果;急性發(fā)作、斑塊破裂期,此時(shí)自噬過(guò)度激活,誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞分泌炎癥因子、膽固醇外流,當(dāng)以祛邪為主,以活血祛瘀化濁為法,輔以溫陽(yáng)益氣,清除病理產(chǎn)物,氣血津液充足則血脈通利。

6 總 結(jié)

隨著研究不斷進(jìn)展,自噬在AS發(fā)展過(guò)程中越來(lái)越受到重視。筆者以“正邪理論”與自噬機(jī)制高度相似為基礎(chǔ),簡(jiǎn)略探討了在“正邪理論”啟示下的自噬在AS發(fā)展中的作用,AS的發(fā)展中是以細(xì)胞自噬不足或太過(guò),內(nèi)外有形實(shí)邪積聚無(wú)法清除為結(jié)果,治療可以扶正祛邪為法。該理論的簡(jiǎn)述或許可以為今后中西醫(yī)結(jié)合防治動(dòng)脈粥樣硬化提供新的思路。

利益沖突:所有作者均聲明不存在利益沖突。