朱明軍：中醫藥干預動脈粥樣硬化相關細胞信號通路的研究進展

朱明軍

河南中醫學院第一附屬醫院

主任醫師、教授，博士生導師,河南省優秀專家，入選百千萬人才工程，獲「有突出貢獻中青年專家」榮譽稱號...

動脈粥樣硬化（Atheroslerosis，AS）是嚴重危害人類的疾病，AS是心腦血管事件發生的共同基礎，是造成心腦血管疾病和死亡的重要因素。儘管採用了各種現代化治療方法，AS的發生仍居高不下並有加速趨勢，已成為一個社會公共健康問題。如何防止AS的發生，降低心腦血管疾病的發病率和死亡率仍然是醫學研究面臨的重大課題。而面對現代化學抗AS藥物的不良反應，中醫藥因其作用廣,毒副作用小,被廣泛應用於防治As中。本文就中醫藥通過干預信號通路在抗AS機制方面的研究進展作一綜述。

1. 現代醫學對AS的認識

目前認為 AS 是一種慢性炎症性疾病，其發病機制十分複雜，涉及脂質代謝紊亂，氧化應激，內皮細胞的損傷，SMC 的增殖和遷移等多個方面，最終以斑塊的破裂造成急性心腦血管疾病，嚴重威脅人們的健康。AS的形成是一個複雜的過程，已知的的危險因素有年齡、高血壓、糖尿病、高脂血症等。炎症-損傷-反應學說為其主流學說，其中炎症、氧化應激被認為是AS的核心發病機制。其具體過程見圖1所示。

圖1.動脈粥樣硬化的分期

（引自Nature:Rader DJ, Daugherty A. Nature. 2008;451(7181):904-13.）

炎症貫穿AS始終，眾多炎性細胞因子、黏附因子、趨化因子等相互作用，相互交聯，擴大炎症反應的級聯，促成了AS 病變的發生和發展。國際AS與炎症研究領域的學術權威Libby P.教授分別在2002年Nature雜誌及2012年Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology雜誌以相同題目「Inflammation in atherosclerosis」撰文認為炎症的分子細胞通路導致了AS。「炎症學說」已成為AS發病機制的主要學說之一。核轉錄因子-κB（NF-κB）、絲裂原活化蛋白激酶（mitogen-aetivated protein kinase，MAPK）以及T細胞共刺激分子介導的共刺激信號通路，在炎症信號轉導中具有重要意義。炎症是動脈粥樣硬化性疾病的始動因子。炎症導致血管局部中性粒細胞和單核細胞浸潤，促進脂質沉積，導致動脈粥樣硬化脂紋等早期病變的發生。巨噬細胞炎症反應和泡沫細胞的形成是AS過程中的兩個重要事件。

2. 中藥通過阻斷炎症通路抗AS的相關研究

2.1 核轉錄因子-kappa B(nuclear factor-kappa B,NF-κB)

NF-κB 是最初在鼠成熟 B 細胞和粒細胞瘤中發現並命名為細胞核 Kappa 輕鏈基因表達的調節子。NF-κB 是NF-κB/Rel 家族中的一員，由家族中的 p50 和 p65 組成，通常以同源或異源二聚體 p50/p65 非活性形式存在於幾乎所有類型細胞中。NF-κB是一種具有基因轉錄多項調控作用的轉錄因子。NF-κB通過調控細胞粘附 分子的表達，參與了單核細胞浸潤與遷移的全過程。粥樣斑塊中增多的NF-κB通過細胞間信號傳導通路破壞內皮結構和功能的完整性，參與啟動血管壁動脈粥樣斑塊的形成。

孫勤國等研究顯示通過灌服AS模型大鼠小陷胸湯可減少NF-κB的表達，抑制斑塊面積，提示小陷胸湯在一定程度上可抑制動脈粥樣硬化大鼠主動脈斑塊的形成及其NF-κB的表達,這可能是小陷胸湯抗AS作用機制之一。方微等實驗結果顯示何首烏總苷可能通過抗氧化保護主動脈內皮細胞形態，降低ApoE-/-小鼠氧化型LDL(ox－LDL)的產生、減少主動脈壁NF-κB 的表達，從而保護VEC，起到防止小鼠實驗性動脈粥樣硬化病變形成的作用。富晶等結果顯示銀杏酮酯GBE 可能通過降低LOX-1 蛋白表達使VEC 對ox-LDL 的敏感性降低從而保護VEC，抑制NF-κB 激活從而下調內皮細胞上LOX-1 表達，這可能是GBE 抗動脈硬化機制之一。崔華等實驗顯示國產紅酒對AS 病變具有一定程度的消退作用而其機制可能系紅酒通過其抗氧化特性減少氧自由基生成或抑制其效應，從而抑制NF-κB 活化，並下調MCP-1的表達。

2.2 MAPK 信號轉導通路與 AS

裂原活化蛋白激酶(Mitogen Activated Protein Kinase，MAPK)是細胞內促增殖和傳遞應激信號的關鍵激酶，該家族包括ERK、p38等亞族。NF-κB蛋白家族是一種多效性的轉錄因子，可以與多種基啟動子部位的1出位點發生特異性的結合從而促進其轉錄表達。ERK、JNK、p38 MAPK的磷酸化可調節下游的NF-κB，氧化應激、細菌脂多糖，細胞因子等多種刺激可活化MAPK、NF-κB這條通路，能調控炎症性細胞因子、細胞表面受體、轉錄因子、粘附分子等的生成。ERK、JNK、p38、ERK5/BMK1 可以由不同的刺激因素激活，形成不同的轉導通路，激活各不相同的轉錄因子，介導不同的生物學效應，但這幾條通路存在廣泛的「cross talk」，從而導致通路間產生相互協同或抑制作用。

張洋等研究表明羅布麻葉總黃酮中、高劑量組能顯著改善胸主動脈壁病變,減少胸主動脈內皮下泡沫細胞及脂質空泡,並可降低大鼠血清中LDL-C、TC、TG水平以及hs-CRP的含量,提高HDL-C;同時發現羅布麻葉總黃酮中、高劑量組可以抑制p38MAPK的磷酸化,降低NF-κB、IL-6蛋白的表達。結論:羅布麻葉總黃酮對大鼠動脈粥樣硬化具有明顯的治療作用,其抗AS的作用可能是通過干預p38MAPK/NF-κb信號通路下調相關蛋白來實現的。研究[17]淫羊藿苷可調節動脈粥樣硬化大鼠的血脂水平,減少ox-LDL生成量,抑制高脂飼料誘導的大鼠動脈粥樣硬化。其抗動脈粥樣硬化的機制可能與阻斷ERK1/2、p38 MAPK信號通路激活而抑制血管平滑肌細胞增殖有關,亦可能與阻斷JNK、p38 MAPK及NF-κB信號通路激活而抑制血管內皮細胞損傷及凋亡有關。

2.3 轉化生長因子-β1(TGF-β1)/Smads信號通路

TGF-β1/Smads 信號轉導途徑在動脈粥樣硬化中的作用是當前心血管病研究的活躍領域。轉化生長因子-β (transrorming growth factor-β,TGF-β)是一種具有多功能的細胞因子。

內皮細胞中TGF-β信號通路的許多調節機制對血管內皮穩態的維持非常重要。Smads 蛋白是介導TGF-β1 信號從細胞膜傳入細胞核的唯一信號分子, 按其功能不同，該蛋白家族可分為活化型R-Smads(包括Smad1、2、3、5、8)、抑制型I-Smads (包括Smad6、7)和通用型Co-Smads( Smad4)三大類。TGF-β 可通過Smad 途徑誘導eNOS 的表達，TGF-β也可經多重機制抑制抑制型NOS 的表達。經NO 刺激的內皮細胞，TGF-β的表達有所下降，伴隨著下調了TGF-β的下游靶基因表達。NO 通過抑制Smad2 的磷酸化和核轉位來調控Smad 途徑。NO 合成的長期抑制會增加動脈粥樣硬化，從而引發早期的血管炎症、心肌纖維化和腎小球硬化症。

任敏研究發現槲皮素能夠顯著抑制TGF-β1誘導的成纖維細胞的增殖，同時抑制了TGF-β1誘導的成纖維細胞Smad2、p-Smad、α-SMA、Ⅰ/Ⅲ型前膠原mRNA和蛋白的高表達，再者槲皮素能夠通過TGF-β1/Smad2信號通路改善TGF-β1誘導的成纖維細胞的生物活性的改變，從而發揮抗AS的作用。張璐研究顯示調脂通脈顆粒可通過血清炎性因子的調節,使模型兔動脈斑塊組織中CRP、IL-6、 IL-17的mRNA表達下調,使IL-10、TGF-β的mRNA表達增加,減輕炎症因子對斑塊的作用。

2.4 JAK/STAT信號通路

JAK/STAT 途徑是細胞因子信號轉導的重要途徑之一，不僅參與炎症反應，同時也與氧化應激、細胞損傷、凋亡等密切相關。JAK 家族包括 JAK1、JAK2、JAK3 和TYR2 4 個成員。STAT 家族包括 STAT1、STAT2、STAT3、STAT4、STAT5a、STAT5b 和 STAT6 共 7 個成員。細胞膜上的各種細胞因子受體與相應的配體結合，形成同源或異源二聚體後，促使細胞質內的 JAKs 相互磷酸化而被激活，活化後的 JAKs 磷酸化其受體酪氨酸殘基，STAT 補位到受體複合物的酪氨酸磷酸化特異位點，JAKs 接近 STATs 並磷酸化 STAT 的一個羥基酪氨酸，從而激活 STAT。活化後的 STAT 與受體分離，形成同源二聚體或異源二聚體，然後轉位到細胞核，與 DNA 上的特定調節序列結合，調節基因的轉錄。JAK/STAT 通路調控的基因包括凋亡相關基因如 Fas、Bcl-2、Bax，炎性相關基因如 COX-2、iNOS、IL-8、IL-6 及其他如內皮素 1（ET-1）、NADPH 氧化酶基因等。實驗證明 JAK/STAT 信號通路在 AS 的發生髮展中可能發揮重要作用。Gharavi 等發現磷酸化激活的STAT3（P-STAT3）主要存在於動脈粥樣硬化斑塊炎症區的內皮細胞中，而在其他炎性細胞中較少，非炎症區則幾乎沒有。

厚朴酚（Magnolol）是中藥厚朴中的抗菌有效成分，能夠抑制牛主動脈內皮細胞中STAT3 下游中IL- 6 激活的Tyr705 和Ser727 的磷酸化，而不影響JAK1/JAK2/ERK1/2 的磷酸化，顯著減少STAT3 與IL- 6 response element（IRE）域的結合，抑制IL- 6 誘導的ICAM- 1 啟動子的活化及ICAM- 1 在內皮細胞表面的表達，減少單核細胞對IL- 6 激活的ECs 的黏附，從而抑制STAT3 激活發揮作用的細胞周期蛋白D1 和MCP- 1，抑制影響易損斑塊的信號通路。橙皮素（Hesperidins）具有抑制炎症、抗氧化和降血脂的作用，研究發現橙皮素能夠減輕p38MAPK 的磷酸化及其下游的STAT1 的激活，影響As 斑塊的形成。

2.5 PI3K/Akt通路

PI3K 家族是調控磷脂代謝途徑以及磷脂源信使分子產生的重要催化酶系。它能特異性地向磷脂醯肌醇( phosphatidylinositol，PI) 3 位羥基，轉移ATP 的磷酸基團，使PI 磷酸化成肌醇脂類物質。AktmRNA表達量,抑制PI3-K/Akt信號通路有關。具有第二信使特徵的脂類衍生物是血管內皮細胞、血管平滑肌細胞、血小板等動脈粥樣硬化相關細胞的重要調控分子，PI3K 是催化第二信使特徵脂類衍生物生成的重要調控酶。血管內皮細胞損傷是動脈粥樣硬化形成的初始步驟。多種受體信號都可經PI3K-Akt 信號通路轉導，PI3K-Akt 信號通路的調控直接影響動脈粥樣硬化病理進程[24]。研究發現: 激活PI3K/Akt 信號途徑，可以抑制血管內皮細胞中組織因子的表達; 血管內皮生長因子( VEGF) /PI3K/Akt 信號通路的激活，能夠降低血管內皮細胞的凋亡。

中藥復方丹蔞片具有降低兔血脂、炎症因子，抗動脈粥樣硬化的作用，其作用機制可能與激活 PI3K/AKT 信號通路相關；導痰湯可以通過上調血管內皮細胞中PI3K和p-Akt的表達,達到治療頸動脈硬化的作用；參芪復方可有效防治糖尿病大血管病變的發生髮展,其機制可能與抑製糖尿病GK大鼠主動脈血管壁。

3 泛素-蛋白酶體通路

泛素-蛋白酶體（ubiquitin-proteasome system，UPS）途徑是細胞內非溶酶體途徑蛋白質降解通路，廣泛存在於真核生物細胞中，由泛素（Ub）、泛素活化酶（E1）、泛素偶聯酶（E2s）、泛素-蛋白連接酶（E3s）、26S 蛋白酶體以及泛素再循環酶等組成。UPS 對蛋白質的降解包括兩個連續的步驟：在多種蛋白酶的作用下，Ub 分子結合底物蛋白並標記；標記了的底物蛋白，被 26S 蛋白酶體識別並降解。UPS 除了介導蛋白降解外，還在抗原提呈、細胞周期、NF-κB 代謝、基因轉錄及表達等方面發揮重要調控作用，UPS 的異常則與許多疾病如腫瘤、炎症、動脈粥樣硬化、心功能不全、高血壓等的致病機制有關。

最近有證據顯示，在 AS 初期、發展期以及 AS 的併發症期，都可能有 UPS 的參與。在血管平滑肌細胞（SMCs）從收縮型向增殖型轉變過程中，UPS 起著重要的作用。這可能是由於新內膜泛素化增加，導致 SMCs 內的肌原纖維蛋白降解增加所致。

大黃蟄蟲丸干預高脂飼料餵養聯合大劑量維生素D3腹腔注射方式複製大鼠AS模型，泛素(Ub)、泛素活化酶(Ub E1)蛋白含量及mRNA表達均比模型對照組減弱,20S蛋白酶體活性增強，提示大黃蟄蟲丸防治AS的機制可能與阻抑泛素-蛋白酶體系統,發揮蛋白酶體抑制劑的作用有關。清熱化痰活血方組與其他各組比較,主動脈的MOMA-2的熒光表達、NF-кB的P65亞基及CD40L的表達、超氧化物陰離子自由基及CD40L的表達、斑塊的脂質核含量均有顯著下降(P

4 TOLL樣受體信號通路

Toll 樣受體（Toll-like receptor）是人們在研究果蠅胚胎髮育過程中發現的 dToll 基因所編碼的一種跨膜受體蛋白，到目前為止 TLR 家族至少已包括了 12 個成員。其中TLR4 是介導內毒素/脂多糖（lipopo-lysaccharide，LPS）應答的最主要受體。TLR 激活後信號途徑大致可分為MyD88 依賴途徑和非 MyD88 依賴途徑。其中 MyD88 是除 TLR3 外所有 TLRs 的銜接蛋白。MyD88 依賴途徑主要引起核因子 κB 易位進入細胞核內進而誘導免疫基因如單核細胞趨化蛋白、細胞黏附分子、白細胞介素等的轉錄；非 MyD88 依賴途徑主要激活干擾素調節因子 3（interferon regulated factor 3，IRF-3）並引起 I 型干擾素（type 1 interferons，IFNs）的轉錄。

張代娟等研究發現中藥成分青心酮可通過TLR4 途徑下調 LPS 活化的小鼠平滑肌細胞、內皮細胞、巨噬細胞 TLR4 mRNA 和蛋白的表達，在一定程度上減少AS 病灶的形成。趙玉霞等報道具有益氣活血功效的中藥復方製劑腦心通膠囊可通過降低T LR4 的過度表達而穩定動脈粥樣硬化斑塊最新研究發現, 在o x-LDL 、LPS 誘導巨噬細胞泡沫化的過程中, 用虎杖苷與山楂提取物配伍來干預, 可明顯的抑制細胞內T LR4 的表達, 且優於單純的虎杖苷或山楂提取物。

5 Rho/Rho 激酶信號通路

Rho 是一種小分子 G 蛋白，包括 3 個亞型：RhoA，RhoB，RhoC。Rho 激酶（Rho-associated coiled-coil forming protein serine/threonine kinase，ROCK）是一種絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，主要包括氨基端的催化結構域（即激酶域，kinase domain）、中間的 α 螺旋區（包含 Rho 蛋白結合結構域，Rho-binding domain，RBD）和羧基端富含半胱氨酸的 pH 結構域（pleckstrin-homology domain，PHD）。ROCK的活性受細胞外信號和一些胞漿蛋白的調節。當 ROCK 接受 Rho 傳遞的活化信號後，會發生多個氨基酸位點的磷酸化而被激活，並介導其下游一系列磷酸化/脫磷酸化反應。

張紅珍研究顯示：與模型組比較,補陽還五湯可顯著降低Rho激酶及NF-κB p65 mRNA的表達，同時可顯著降低AS模型的血脂，提示補陽還五湯可下調主動脈Rho激酶及NF-κB p65mRNA表達水平,降低血脂,具有抗AS作用,抑制Rho激酶通路可能是其作用機制之一。張子新等研究表明通心絡治療後可提高AS動物模型eNOS,降低ET-1,降低MYPT表達，降低血脂。提示糖尿病合并動脈粥樣硬化大鼠出現內皮功能異常,通心絡可以改善血管內皮功能,其機制可能是通過Rho/Rho激酶信號通路抑制血管內皮損傷。

6、中醫目前對AS的認識進展

中醫古文獻雖無「動脈粥樣硬化」之名稱，但在歷代醫籍中，對類似血脂異常及由此引起的動脈粥樣硬化等併發症的臨床表現和治法，都有較詳細的論述，主要包含在「頭疼」、「眩暈」、「脈痹」、「心悸」、「胸痹」、「中風」等疾病中，臨床中以心腦血管病為主，也可見於一部分周圍血管病。中醫辯證治療本病也積累了不少經驗，但療效並不令人滿意，因此，對本病病機認識的是否正確需要進一步思考。筆者依據研究基礎並結合臨床經驗，提出「補腎調肝降濁法」治療AS。其依據如下：AS除與全身性疾病所致（繼發性血脂異常）外，多由於遺傳基因缺陷或環境因素相互作用引起；中醫認為，腎為先天之本，內寄真陰真陽，腎精不足，不能滋養血脈則血脈不暢，腎水不能涵養肝木，則肝失調暢，肝主疏泄失司，加之久坐不動，或飲食失節，脾之運化功能亦失調，導致水液代謝失調、痰瘀內生而導致AS，從現代醫學看：血脂異常的治療也是從肝入手。脾之運化功能失調，釀生痰濁；飲食不能生精則化為痰濁，痰濁瘀滯經脈，經脈不暢，發為脈痹及AS。

作者：閆奎坡 朱翠玲 朱明軍

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