肖安華,李虹維,顏春魯,汪永峰,李海龍,2*,李凱欣,徐鵬
(1.甘肅中醫(yī)藥大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院,甘肅 蘭州 730000;2.甘肅省中藥藥理與毒理學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,甘肅省中藥新產(chǎn)品創(chuàng)制工程實(shí)驗(yàn)室,甘肅 蘭州 730000;3.甘肅中醫(yī)藥大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室,甘肅 蘭州 730000)
炎癥反應(yīng)學(xué)說(shuō)作為動(dòng)脈粥樣硬化(Atherosclerosis,AS)的發(fā)病機(jī)制學(xué)說(shuō)之一,隨著近年來(lái)新興學(xué)科的發(fā)展,炎癥在動(dòng)脈粥樣硬化中的作用越來(lái)越受關(guān)注。因此針對(duì)于AS相關(guān)的抗炎藥物得以廣泛研究及應(yīng)用。這也為臨床選用動(dòng)脈粥樣硬化的藥物提供了更多選擇。本文就將近年來(lái)有關(guān)中藥類的抗炎藥物在AS中相關(guān)信號(hào)通路的研究進(jìn)展做出以下總結(jié)。
NF-kB作為一種Rel家族蛋白同源或異源二聚體化產(chǎn)生的物質(zhì),其主要形式是p50和p65兩個(gè)亞基構(gòu)成?;钚灾饕艿揭种埔蜃觡B(inhibitor of kB,IkB)影響,IkB由IKKα和IKKβ以及NF-kB的基本調(diào)制劑(NEMO)組成的一個(gè)復(fù)合體。正常情況下NF-kB與IkB連接后,以無(wú)活性的形式存在于胞液中。當(dāng)一些炎癥因子、病毒、自由基等因素作用下,IkB激酶(IkB kinas,IKK)會(huì)被激活,并且可以在特定的N端絲氨酸殘基部位激活I(lǐng)kBα/β磷酸化,使得IkB多聚二硝基化(polyubiquitination),致使其被26s蛋白酶體降解,進(jìn)而使得正常存在于胞質(zhì)中的NF-kB得以轉(zhuǎn)到胞核之中,并與相關(guān)靶基因序列中啟動(dòng)子區(qū)域的kB序列結(jié)合,發(fā)揮其生物學(xué)效應(yīng),例如誘導(dǎo)一些與炎癥相關(guān)的細(xì)胞因子、粘附分子,趨化因子、基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)和急性期蛋白等炎癥因子的表達(dá)。需要注意的是IκBα也是NF-KB一個(gè)靶基因,且IkB與NF-kB之間存在一定的反饋調(diào)節(jié)[1-2]。在相關(guān)文章中[3]提到NF-kB可通過(guò)調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)來(lái)參與到AS的發(fā)生發(fā)展過(guò)程當(dāng)中。提示NF-kB是一個(gè)與AS相關(guān)的炎癥因子表達(dá)的主要信號(hào)通路之一。
AP-1是由Jun(JunB、JunD、c-Jun),F(xiàn)os(Fra-1、Fra-2、Fos-B和c-Fos),ATF和MAF蛋白家族構(gòu)成的異源或同源的二聚體的轉(zhuǎn)錄因子,可識(shí)別cAMP反應(yīng)元件,AP-1的活性表達(dá)受到了c-Jun氨基末端激酶(JNK)磷酸化的調(diào)節(jié)[4]。JNK與細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)蛋白激酶(ERK),p38MAPK等多種同功酶組成的復(fù)合體稱MAPKs,它是一類絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶,在細(xì)胞生長(zhǎng)發(fā)育周期中扮演著很關(guān)鍵的作用,其磷酸化過(guò)程主要受到MAPK激酶激酶(MAPKKKs/MEKKs)影響。MEK3和MEK6是磷酸化p38 MAPKs的主要MAPK激酶,而其他不同的MEKs主要激活ERKs和JNKs[5]。有學(xué)者[6]提到了在MAPKs家族中JNK可通過(guò)AP-1調(diào)節(jié)多種炎癥因子表達(dá),這些炎癥因子有:TNF-α、IL-6、E-選擇素、ICAM-1、VCAM-1、COX-2、MMP-1、9、12,13等。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)[7-9]發(fā)現(xiàn)的這些炎癥因子當(dāng)中在AS中都有著重要的作用。王氏[10]也發(fā)現(xiàn)p38信號(hào)通路可以通過(guò)調(diào)控人主動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞Ⅰ型和Ⅲ型膠原的表達(dá),來(lái)影響AS。
JAK/STAT信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路是一種新發(fā)現(xiàn)的細(xì)胞因子與生長(zhǎng)激素受體信號(hào)必需的多功能性的級(jí)聯(lián)反應(yīng)。JAK (Janus Kinase)為胞質(zhì)中為非受體型酪氨酸激酶(TYKs)家族中的一員,JAK蛋白家族主要有JAK1-3及Tyk2四種組分,結(jié)構(gòu)上它們具有7個(gè)同源區(qū)域(JAK homology domain,JH),激酶區(qū)為JH1結(jié)構(gòu)域,是起到催化磷酸化轉(zhuǎn)移的主要區(qū)域;JH3-4主要起到穩(wěn)定酶構(gòu)象的作用。該蛋白家族的受體結(jié)合區(qū)處于JH6-7[11]。JH2結(jié)構(gòu)域作為“假”激酶區(qū),僅有調(diào)節(jié)功能,但在JAK2中被認(rèn)為具有較低的催化活性[12-13]。STAT(Signal transducers and activators of transcription)稱信號(hào)傳導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子,它在信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄上起著非常重要的作用,它具有SH2和SH3結(jié)構(gòu)域,其蛋白家族主要成員有STAT1-6,可作為酪氨酸磷酸化的底物之一[14-15]。JAK與相應(yīng)的細(xì)胞因子膜受體結(jié)合后通過(guò)磷酸化途徑激活,激活后的JAK與相應(yīng)受體結(jié)合以后能夠激活胞質(zhì)中的STAT,進(jìn)而形成同源或異源二聚體,轉(zhuǎn)移至細(xì)胞核內(nèi),并與特定的DNA序列相結(jié)合相應(yīng)的進(jìn)行特定基因表達(dá)。有學(xué)者[16]不僅提到JAK/STAT信號(hào)通路與腦缺血損傷有關(guān),還提到細(xì)胞因子IL-6和IL-10在激活STAT3中有著不同功能,前者主要起到促炎作用,后者則是抗炎作用,這提示STAT3在控制炎癥反應(yīng)中有著非常關(guān)鍵的調(diào)控作用在心血管疾病方面也有著重要的作用。唐氏[6]在書中提到IL-6、IL-10在炎癥反應(yīng)中不同的調(diào)節(jié)功能可能與SOCS3(suppressors of Cytokine signaling,SOCSs)這個(gè)在JNK2/STAT3通路中具有負(fù)反饋調(diào)節(jié)功能的分子[17]有關(guān),而且T細(xì)胞缺失SOCS3還可引起Th17極化以及IL-17、IL-10合成增加,與AS的病變有著密切的關(guān)系,在這當(dāng)中還總結(jié)提到Th17細(xì)胞極化具有抗AS作用,IL-17有促AS作用 。這些都表明JAK/STAT信號(hào)通路誘導(dǎo)的細(xì)胞因子與心血管疾病有著密切的關(guān)系,提示AS作為心血管疾病的病理基礎(chǔ),也可能受到JAK/STAT信號(hào)通路的調(diào)節(jié)。
2.1.1 生物堿類
青藤堿是從防己科植物青藤的根和莖獲取的一種生物堿,具備鎮(zhèn)痛,抗炎的功效。王氏[18]發(fā)現(xiàn)青藤堿可以作用于由OX-LDL誘導(dǎo)的THP-1單核巨噬細(xì)胞源性泡沫細(xì)胞,抑制泡沫細(xì)胞內(nèi)NF-kB活性表達(dá),進(jìn)而下調(diào)IL-1、IL-6、TNF-α的表達(dá),抑制泡沫細(xì)胞的活性以及降低胞內(nèi)膽固醇,恢復(fù)正常脂質(zhì)代謝,發(fā)揮抗AS作用。
黃連當(dāng)中提取的黃連素也是一種生物堿,它具有抗心力衰竭,抗炎,抗血小板等功效。Min Feng等人[19]發(fā)現(xiàn)該中藥的有效成分不僅通過(guò)影響ApoE-/-小鼠體內(nèi)NF-Kb/p65的核表達(dá),還可能通過(guò)調(diào)節(jié)該通路的下游產(chǎn)物TNF-α、IL-1β的表達(dá)進(jìn)而產(chǎn)生反饋調(diào)節(jié),共同抑制NF-kB活性表達(dá)。并相應(yīng)的影響下游TNF-α、IL-1β、IL-6、iNOS和COX-2等炎癥因子表達(dá),發(fā)揮抗炎作用及抗AS作用。除外還提到它也可能通過(guò)MAPK/NF-kB途徑影響相關(guān)的抗炎因子表達(dá),發(fā)揮著抗AS的作用。
2.1.2 單萜和三萜類
芍藥苷(PF)作為從芍藥中提取出的具有抗炎作用的單萜類化合物,有學(xué)者[20]研究發(fā)現(xiàn)該藥物能下調(diào)炎癥反應(yīng)中TLR4通路中下游調(diào)節(jié)蛋白MyD88的表達(dá),進(jìn)而影響NF-kB的IkBα磷酸化以及P65蛋白的表達(dá)過(guò)程,抑制NF-kB的轉(zhuǎn)錄活性來(lái)下調(diào)促炎因子IL-1β、TNF-α、IL-6的表達(dá),發(fā)揮抗AS作用。還有報(bào)道[21]稱PF可通過(guò)阻斷NF-kB信號(hào)通路后,通過(guò)抑制在血管平滑肌(VSMCs)的增殖與遷移過(guò)程中ox-LDL的產(chǎn)生,降低炎癥細(xì)胞因子分泌、抑制泡沫細(xì)胞的形成等機(jī)理來(lái)發(fā)揮抗AS作用。提示芍藥苷不僅可以通過(guò)TLR4/NF-kB途徑抑制NF-kB活性后影響相應(yīng)的炎癥因子表達(dá),還可通過(guò)抑制VSMCs中ox-LDL的表達(dá),參與到抗AS的過(guò)程當(dāng)中。
熊果酸是一種從枇杷葉中獲取的三萜類化合物,具備抗癌、抗炎、降血糖、抗菌等多種生物學(xué)效應(yīng)。有研究顯示[22]該藥物能夠通過(guò)影響NF-kB/p65的核轉(zhuǎn)移過(guò)程,抑制NF-kB的轉(zhuǎn)錄活性,降低LPS誘導(dǎo)產(chǎn)物ROS的表達(dá),來(lái)調(diào)節(jié)LOX-1的表達(dá)。提示該藥物能夠通過(guò)ROS/NF-kB途徑,調(diào)節(jié)LOX-1表達(dá),發(fā)揮其抗AS的作用。
2.1.3 中藥復(fù)方
通心絡(luò)膠囊作為一種主要的抗炎藥物,已經(jīng)廣泛應(yīng)用到臨床當(dāng)中。有報(bào)道[23]稱通心絡(luò)可抑制染色體X(Bmx)中骨髓激酶和NF-kB的活化,下調(diào)MAPK家族成員c-JunN端—末端激酶和p38的磷酸化,通過(guò)Bmx/NF-kB/MAPK的途徑對(duì)炎性血管的增生起到抑制作用,發(fā)揮抗AS作用,還有報(bào)道[24]稱該復(fù)方抑制C16誘導(dǎo)的IL-Iβ和TNF-α的釋放,發(fā)揮抗AS的作用也可能與抑制NF-kB轉(zhuǎn)錄活性相關(guān)。提示通心絡(luò)抑制NF-kB信號(hào)通路參與抗AS,可能與抑制其下游的IL-1β和TNF-α表達(dá)有關(guān);下調(diào)c-JunN端-末端激酶磷酸化可能也與影響AP-1活性有關(guān)。
銀丹心腦通作為一種中藥復(fù)方,具有活血化瘀、行氣止痛等功效。有學(xué)者[25]發(fā)現(xiàn)該方可下調(diào)NF-kB下游通路中CRP、TNF-α、IL-1β等相關(guān)炎癥因子表達(dá),發(fā)揮抗AS與其抑制NF-Kb/p65核表達(dá)過(guò)程后,抑制NF-kB的轉(zhuǎn)錄活性有關(guān)。證明了該復(fù)方可通過(guò)NF-kB信號(hào)通路調(diào)控血管的炎癥反應(yīng),發(fā)揮其抗AS作用。
復(fù)方益糖康由黃連、黃芪、黃柏、等12味中藥構(gòu)成的一種具備益氣健脾、養(yǎng)陰活血功效的中藥復(fù)方。具有降糖,降脂等作用。張氏等人[26]發(fā)現(xiàn)該方下調(diào)NF-kB下游細(xì)胞因子VCAM-1、ICAM-1、MCP-1、IL-6、IL-8表達(dá),使得AS發(fā)生的關(guān)鍵因素泡沫細(xì)胞表達(dá)減少,并且該作用于抑制NF-kB活性有關(guān)。同時(shí)指出該方也可抑制MAPK途徑,發(fā)揮抗AS作用。
參麥湯是由紅參和麥冬組成的復(fù)方,其活性成分主要是紅參中的人參二醇及人參三醇皂苷,以及麥冬中的皂苷類化合物。在中國(guó)參麥注射液作為一種新類型已被廣泛使用與急性心肌梗死治療當(dāng)中。有研究稱[27]該配方能抑制NF-Kb/p65的表達(dá)來(lái)影響NF-kB的激活,進(jìn)而通過(guò)該信號(hào)通路抑制LPS誘導(dǎo)的大鼠心肌微血管內(nèi)皮細(xì)胞(CMECs)中炎癥介質(zhì)IL-1、IL-6、TNF-α、ICAM-1的合成和釋放,發(fā)揮了血管保護(hù)機(jī)制,對(duì)AS起了一定的保護(hù)作用。
2.1.4 黃酮和醇類
木樨草素是一種天然類的黃酮類化合物,具備抗炎,抗過(guò)敏,抗菌,抗腫瘤等藥理活性。有科學(xué)家[28]證明其能夠下調(diào)細(xì)胞因子VCAM-1、TNF-α、MMPs表達(dá)發(fā)揮其保護(hù)AS的功能,這與其抑制TNF-α介導(dǎo)的NF-kB的轉(zhuǎn)錄活性,下調(diào)NF-kB通路活性有關(guān)。提示該藥物作用可能是通過(guò)抑制TNF-α介導(dǎo)的反饋系統(tǒng),調(diào)節(jié)NF-kB活性后影響相應(yīng)促炎因子,發(fā)揮抗AS作用。
蒲公英全草中的活性成份有甾醇,果膠等。其具備清熱解毒,消腫散結(jié),利尿通淋的功能。有學(xué)者[29]發(fā)現(xiàn)蒲公英提取物中的甲醇通過(guò)降低VCAM-1,相關(guān)促炎因子以及單核細(xì)胞的粘附分子來(lái)減弱LPS誘導(dǎo)的內(nèi)皮細(xì)胞激活,發(fā)揮抗內(nèi)皮細(xì)胞炎癥和抗AS作用,該效應(yīng)也與抑制NF-kB轉(zhuǎn)錄活性有關(guān)。
2.2.1 調(diào)控MAPKs信號(hào)通路相關(guān)的中藥
(1)黃酮及酮類
羅布麻葉其主要成分是黃酮類化合物,其具有平心悸,止眩暈,強(qiáng)心利尿等藥理作用。張氏[30]通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)該提取物在AS大鼠胸主動(dòng)脈中可以通過(guò)調(diào)控p38 MAPKs的磷酸化水平,影響NF-kB的轉(zhuǎn)錄活性,使得CRP、IL-6表達(dá)水平下降。提示該中藥能夠通過(guò)抑制p38/NF-kB通路減弱相關(guān)炎癥因子表達(dá)起到保護(hù)內(nèi)皮細(xì)胞的作用,實(shí)現(xiàn)抗AS作用。
丹參酮IIA作為丹參中的一種有效成分,《神農(nóng)本草經(jīng)》上記錄到丹參有:“祛痰止痛,活血通經(jīng),養(yǎng)心除煩”之功效,除外該藥物也具有抗炎,抗氧化等生物學(xué)作用。付氏[31]發(fā)現(xiàn)丹參酮IIA可能通過(guò)調(diào)控TNF-α/p38MAPK/ NF-kB/ RBP4 (視黃醛結(jié)合蛋白),發(fā)揮調(diào)脂,抗炎及抗AS的作用。有文獻(xiàn)報(bào)道[32]RPB4與炎癥因子IL-6、MCP-1、CD68表達(dá)有著緊密的聯(lián)系,是AS演變發(fā)展及炎癥反應(yīng)的重要標(biāo)志。提示丹參酮IIA也可能是通過(guò)p38MAPK信號(hào)通路,影響這些炎癥因子表達(dá)發(fā)揮其抗AS作用。
槲皮素為豆科植物槐的干燥花蕾中提取出的黃酮類化合物。具備降血壓,抗腫瘤等功效。Shobha Bhaskar等人[33]研究發(fā)現(xiàn)槲皮素可通過(guò)抑制高膽固醇血癥大鼠模型中的TLR/NF-kB、TLR/MAPKs途徑,以及PLI3/AKT信號(hào)通路來(lái)降低體內(nèi)TLR2、TLR4和TNF-α的基因表達(dá),發(fā)揮強(qiáng)效的抗炎作用及抗AS功能。提示槲皮素可以通過(guò)MAPKs途徑以及聯(lián)合其他炎癥反應(yīng)信號(hào)通路,起到強(qiáng)抗炎作用,在抗AS中可為一種非常有效的藥物。
(2)蟲類
水蛭作為一種動(dòng)物類中藥,《神農(nóng)本草經(jīng)》記錄其主要功能為“破血,逐瘀,通經(jīng)”。吳氏[34]通過(guò)水蛭干預(yù)早期AS大鼠發(fā)現(xiàn),其抑制VSMCs的增殖,減少血管內(nèi)膜增厚,延緩斑塊進(jìn)程,發(fā)揮抗AS作用與調(diào)控p38MAPK信號(hào)通路有關(guān)。
(3)生物堿
苦參堿為豆科植物中獲取的生物堿,具備清熱燥濕,殺蟲,利尿的功能。有學(xué)者[35]研究發(fā)現(xiàn)它可通過(guò)抑制HASMCs中NF-kB、MAPKS途徑,以及ROS的產(chǎn)生,導(dǎo)致TNF-α的表達(dá)下降,進(jìn)而使得TNF-α在HASMCs中刺激VCAM-1和ICAM-1的表達(dá)水平也被抑制。提示苦參堿可通過(guò)MAPKs途徑影響相應(yīng)的TNF-α表達(dá)炎癥因子,有成為抗AS藥物的潛力。
2.2.2 與AP-1相關(guān)的中藥
穿心蓮主要成分是二萜內(nèi)酯化合物,《嶺南采藥錄》記載其主要功能為:清熱解毒,涼血,消腫。有學(xué)者[36]介紹到:谷胱甘肽(GSH)作為細(xì)胞抗氧化防御系統(tǒng)的一員,協(xié)助清除過(guò)多的活性氧,維持細(xì)胞內(nèi)氧化還原平衡。并據(jù)此為理論發(fā)現(xiàn)其有效成分內(nèi)酯可通過(guò)PI3K/Akt/AP-1通路影響GSH表達(dá),發(fā)揮抗氧化/抗炎特性,也被認(rèn)為可預(yù)防氧化應(yīng)激介導(dǎo)的疾病。提示AS作為一種可由氧化應(yīng)激介導(dǎo)的疾病[37],該藥物可通過(guò)抑制PI3K/Akt/AP-1通路發(fā)揮到一定的抗AS作用。
制何首烏為何首烏炮制而成,其主要有效成分為游離蒽醌類化合物,主要包括大黃素和大黃素甲醚。具備明顯的補(bǔ)肝腎、益精血、養(yǎng)心寧神,降血脂,抗AS的作用。李氏[38]研究發(fā)現(xiàn)該藥物中的有效成分大黃素可能會(huì)通過(guò)提高JAK2/STAT3信號(hào)通路中其抑制因子SOCS3的表達(dá),以此阻斷JAK2/STAT3信號(hào)通路,發(fā)揮抗AS作用,且有一定的劑量依賴性。并且在上文中提到SOCS3與炎癥因子IL-10、IL-6的不同調(diào)節(jié)功能有關(guān),故提示該藥物的作用靶點(diǎn)可能是通過(guò)調(diào)節(jié)SOCS3的表達(dá)來(lái)參與到JAK2/STAT3信號(hào)通路中,影響其相應(yīng)炎癥因子表達(dá)來(lái)發(fā)揮抗AS作用。
綜上所述,相關(guān)抗炎中藥的有效成分在NF-kB中發(fā)揮抗AS的機(jī)理主要通過(guò)抑制NF-kB通路中IkB的磷酸化進(jìn)一步抑制NF-kB/P65的表達(dá),來(lái)抑制其轉(zhuǎn)錄活性;也可通過(guò)聯(lián)合MAPKs途徑,即NF-kB/MAPKs通路調(diào)控其下游IL-Iβ、TNF-α、CRP、MMPs、VCAM-1、ICAM-1、MCP-1、IL-6、IL-8等細(xì)胞因子表達(dá),通過(guò)下調(diào)內(nèi)皮細(xì)胞的損傷,單核細(xì)胞的粘附,血管平滑肌的增殖與遷移,泡沫細(xì)胞的形成以及斑塊的不穩(wěn)定性等方面發(fā)揮抗AS作用。有趣的是槲皮素,黃連的有效成分也可通過(guò)抑制TNF-α反饋調(diào)控NF-kB表達(dá)的水平。除外還未發(fā)現(xiàn)有關(guān)直接與MAPKs/AP-1信號(hào)通路有關(guān)抗AS中藥的研究報(bào)道,僅有相關(guān)MAPKs家族或是AP-1有關(guān)通路抗AS的中藥報(bào)道。上文提到MAPKs家族中的JNK可調(diào)節(jié)AP-1的活性,而JNK的磷酸化過(guò)程受到MAPKs激酶的影響,據(jù)此推測(cè)在MAPKs家族中其他蛋白的活化過(guò)程是否會(huì)影響調(diào)節(jié)AP-1的MAPKs表達(dá),從而調(diào)節(jié)AP-1的表達(dá),進(jìn)而影響相應(yīng)的促炎因子表達(dá),參與到抗AS中去,這需要更多的學(xué)者投入研究。有關(guān)與JAK/STAT信號(hào)通路的抗炎中藥研究報(bào)道也很少,僅通過(guò)一個(gè)中藥發(fā)現(xiàn)其機(jī)制可能是通過(guò)提高JAK2/STAT3中其抑制因子SOCS3的表達(dá)發(fā)揮抗AS作用。這也需要更多研究投入,去為尋找和設(shè)計(jì)抗AS藥物提供更多的選擇和理論依據(jù)??偟膩?lái)說(shuō)抗炎中藥在NF-kB/MAPKs/JNK介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)中,主要機(jī)理還是通過(guò)調(diào)控其轉(zhuǎn)錄活性,抑制相應(yīng)細(xì)胞因子表達(dá),發(fā)揮抗AS作用。且這些信號(hào)通路在相應(yīng)細(xì)胞因子及其他物質(zhì)影響下有著密切聯(lián)系,上文就提到就有TLR介導(dǎo)NF-Kb/MAPKs途徑,提示著信號(hào)通路相互聯(lián)系也有可能構(gòu)成一種非常復(fù)雜的炎癥信號(hào)反應(yīng)通路,在AS的形成過(guò)程中扮演著重要的作用,這也不失為尋找一種新藥治療AS的研究方向。
目前關(guān)于抗炎中藥有效成分發(fā)揮抗AS作用的研究報(bào)道還少,希望通過(guò)闡述以上內(nèi)容,能夠?yàn)閷で蟾嘞嚓P(guān)抗炎中藥提供新的思路和理論依據(jù)。