梁麗英 陳晶 李海英

摘要：細胞凋亡是當前生命科學研究中最熱門的領域之一，細胞凋亡的信號傳導通路分為線粒體途徑，死亡受體途徑，內(nèi)質網(wǎng)應激反應性途徑，這3種途徑以線粒體為中心互相影響，相互交錯。三七總皂苷是由三七提取的有效成分，近年來有關中藥三七調(diào)控細胞凋亡的研究日漸增多，三七總皂苷通過對細胞凋亡的信號通路進行調(diào)節(jié)，進而影響細胞凋亡，維持機體內(nèi)平衡，阻止組織病理過程的惡化，這為三七的發(fā)展開辟了新的途徑。

關鍵詞：三七總皂苷 細胞凋亡；信號通路傳導

中圖分類號：R285.5文獻標志碼：A文章編號：1007-2349（2017）01-0084-04

【Abstract】Apoptosis is one of the most popular fields in life science research. The signal conduction pathways of apoptosis are divided into mitochondrial pathway，death receptor pathway and endoplasmic reticulum stress response pathway. The mitochondria are the center of the three pathways that mutually influence and mutually stagger. Panax notoginseng saponins are extracted from active ingredients inPanax notoginseng. In recent years the research on the regulation of apoptosis withPanax notoginseng is increasing. Panax notoginseng saponins affect apoptosis and maintain body balance through the regulation of the signaling pathways of apoptosis，thereby preventing the deterioration of pathological process of tissue，which creates a new way for the development of Panax notoginseng.

【Key words】Panax notoginseng saponins，apoptosis，signal pathway conduction

中藥三七為五加科植物人參三七Panax notoginseng（Burk.）F H.Chen的干燥根，含有三七皂苷、黃酮、揮發(fā)油、氨基酸、糖類等有效成分[1]。三七歷來以其卓著的醫(yī)藥價值而頗受醫(yī)家重視?，F(xiàn)代藥理學研究發(fā)現(xiàn)，三七對增強人體免疫力、補血養(yǎng)血、延緩衰老和抗疲勞、抗腫瘤有很好的效果。20世紀末，國內(nèi)外學者對田七進行了廣泛的藥理研究和臨床實驗，已證實，三七有心肌保護作用；預防血栓和抗血栓作用；鎮(zhèn)痛作用保護肝臟；抗炎癥作用、增強免疫作用；抗腫瘤作用；抗輻射作用；增加超氧化物歧化酶活性等[2]。三七總皂苷是由三七提取的有效成分，能調(diào)控多種細胞的凋亡[3-5]。三七可對細胞凋亡過程的不同環(huán)節(jié)進行調(diào)節(jié)，進而抑制細胞凋亡，維持機體內(nèi)平衡，阻止組織病理過程的惡化。細胞凋亡的信號途徑比較復雜，在凋亡誘導因子的刺激下經(jīng)歷不同的信號途徑。本文就中藥三七對細胞凋亡的三條信號通路——線粒體途徑、內(nèi)質網(wǎng)途徑和死亡受體途徑影響做一綜述，以便為人們進一步了解細胞凋亡發(fā)生的機制，闡明三七在細胞凋亡方面的作用，從而為治療一些相關的疾病奠定基礎。

細胞凋亡是細胞程序性死亡（Program cell death，PCD）中特有的一種細胞死亡方式，是細胞在一系列內(nèi)源性基因調(diào)控下發(fā)生的自然或生理性死亡過程，細胞凋亡與細胞壞死不同，細胞凋亡不是一件被動的過程，而是主動過程，它涉及一系列基因的激活、表達以及調(diào)控等的作用，它并不是病理條件下，自體損傷的一種現(xiàn)象，而是為更好地適應生存環(huán)境而主動爭取的一種死亡過程。細胞凋亡對多細胞生命體的生長發(fā)育維持機體穩(wěn)態(tài)腫擂免役監(jiān)視維持正常免役功能等有重要作用。不同細胞在不同環(huán)境、不同刺激的情況下，引起的凋亡途徑不同，目前認為，凋亡發(fā)生的途徑分為3種：線粒體途徑、內(nèi)質網(wǎng)途徑、死亡受體途徑。三七通過細胞凋亡的3個途徑調(diào)控細胞凋亡，產(chǎn)生廣泛的藥理作用。

1三七通過線粒體凋亡途徑調(diào)控

在哺乳動物中，由于凋亡的激活需要線粒體中細胞色素C（CytC）的釋放，因此CytC 由線粒體膜間隙釋放到細胞質中的多少可以作為判斷凋亡發(fā)生強弱的指標之一。最近研究認為，線粒體途徑發(fā)生在凋亡的早期階段，線粒體跨膜電位（mitochondrial membrane potential）凌亂是細胞凋亡時早期發(fā)生的細胞內(nèi)事件之一，線粒體內(nèi)膜跨膜電位（Δψm）與線粒體通透性在細胞凋亡過程中起重要作用[6-7]。線粒體膜電位的喪失是細胞凋亡發(fā)生的必然途徑。深入凋亡機制的研究表明，調(diào)控線粒體內(nèi)容物的釋放被認為與線粒體膜上一種稱為 mitochondrial permeability transition pore（PT pore）的巨大信道有關，打開此一信道會造成線粒體內(nèi)膜兩側 H+梯度消失、進而導致線粒體膜電位下降，造成線粒體漲大，外膜漲破之后cytochrome c釋放到細胞液中，與凋亡蛋白酶激活因子（Apaf-1）連接，并與 procaspase 9聚集，導致 procaspase 9 的分解和caspase 9的活化。活化的 caspase 9可激活 caspase 3而導致細胞凋亡[8-9]。國內(nèi)學者研究[5]發(fā)現(xiàn)，三七皂苷R1 通過抑制線粒體通路來減弱Aβ1-42 誘導SHSY5Y 細胞和過氧化氫誘導大鼠星形膠質細胞凋亡的作用。劉新文[4]應用三七總皂苷抑制順鉑誘導的大鼠腎細胞凋亡的實驗中發(fā)現(xiàn)，腎小管上皮細胞線粒體損害明顯改善，腎組織細胞凋亡率和Bax、caspase-9表達水平均明顯降低，Bcl-2的表達則明顯增強，認為三七總皂苷可能通過增加抑凋亡蛋白Bcl-2表達，減少促凋亡蛋白Bax和凋亡相關蛋白caspase-9的表達來調(diào)節(jié)細胞凋亡，從而發(fā)揮保護順鉑腎損害的作用。趙靜宇指出[10]三七總皂苷對Aβ25-35誘導的PC12細胞凋亡的保護作用，三七總皂苷能夠明顯抑制Aβ25-35誘導的PC12細胞活力下降和LDH漏出，減少ROS和MDA的產(chǎn)生，增加SOD、CAT和GSH-Px活力，穩(wěn)定線粒體膜電位，抑制caspase-3的活化。而且，三七總皂苷還能夠上調(diào)PC12細胞細胞核Nrf2、總Nrf2和細胞質中HO-1的蛋白表達。吳曉莉等[3]在三七皂苷R1通過線粒體相關通路促進白血病細胞株HL-60凋亡的研究中指出，三七皂苷R1 可顯著誘導HL-60 細胞凋亡，后細胞中Bcl-2 蛋白表達顯著減少；線粒體膜電位降低，胞質中Cyt-C 蛋白表達水平顯著下降，其作用機制可能是通過線粒體通路促進細胞的凋亡。

2三七通過內(nèi)質網(wǎng)途徑調(diào)控凋亡

線粒體途徑是經(jīng)典的介導細胞凋亡信號傳導通路，近來研究發(fā)現(xiàn)過度內(nèi)質網(wǎng)應激可啟動細胞凋亡，是一條新的細胞凋亡信號傳導通路，內(nèi)質網(wǎng)應激是近年來細胞凋亡研究中備受關注的熱點，過去幾年里，對內(nèi)質網(wǎng)應激的機制和生理病理意義的研究有了很大的進步，內(nèi)質網(wǎng)應激是細胞內(nèi)一種適應性機制，持續(xù)或過強的內(nèi)質網(wǎng)應激則誘導細胞凋亡，造成組織損傷。內(nèi)質網(wǎng)（endoplasmic reticulum，ER），是真核細胞Ca+儲存、脂類合成、蛋白折疊和修飾的重要細胞器。ER對缺血、缺氧、等應激刺激極為敏感，內(nèi)質網(wǎng)應激可由多種原因引起，如缺氧、饑餓、鈣離子平衡失調(diào)、自由基侵襲及藥物。這些刺激引起從內(nèi)質網(wǎng)到胞漿和胞核的信號傳導，最終導致對存活的適應或凋亡。許多疾病的發(fā)病機制都與內(nèi)質網(wǎng)應激引起的凋亡有關，內(nèi)質網(wǎng)應激可特異性激活Caspase-12，Caspase-12 裂解Caspase-3 等下游效應蛋白酶，最終導致細胞凋亡[11～12]。黃小平[13]從內(nèi)質網(wǎng)應激角度探討三七主要有效成分配伍對小鼠腦缺血再灌注后神經(jīng)細胞凋亡的影響和作用機制，發(fā)現(xiàn)黃芪甲苷與三七的主要有效成分配伍能增強對腦缺血再灌注后神經(jīng)細胞凋亡的抑制作用，其機制與通過不同環(huán)節(jié)減輕內(nèi)質網(wǎng)應激有關，主要作用于JNK 通路和作用于Caspase-12 通路。余晶等[14]探索三七總皂苷在內(nèi)質網(wǎng)（ER）應激條件下的細胞保護作用，證實了三七總皂苷的抗凋亡作用的機制與穩(wěn)定內(nèi)質網(wǎng)內(nèi)環(huán)境，抵消TG-誘導的內(nèi)質網(wǎng)應激Bip/GRP78產(chǎn)生，降低pro caspase-12向caspase-12轉化有關。前人的研究已經(jīng)證實，ERS與疾病關系非常密切[15]，不同的應激源均可以不同程度誘導應激，持續(xù)的應激則可通過凋亡途徑誘導細胞凋亡，進而引起不同的功能障礙[16]。所以，為預防這些疾病，開發(fā)新的抑制ERS凋亡途徑的靶向藥物將成為焦點。

3三七通過死亡受體途徑調(diào)控細胞凋亡

近年來，死亡受體途徑引起的凋亡越來越得到重視。死亡受體是細胞上的一種跨膜蛋白，細胞表面的死亡受體接受胞外的凋亡刺激，并對凋亡信號進行傳遞，進而激活細胞內(nèi)的凋亡機制，導致細胞凋亡，這是對死亡受體途徑的最好概括。死亡受體均屬于腫瘤壞死因子受體（TNFR）超家族，其共同點是：胞外區(qū)有富含半胱氨酸的區(qū)域，胞內(nèi)區(qū)含有由同源氨基酸殘基構成并具有蛋白水解功能的“死亡結構域”（deathdomain，DD）[17]。DD 是死亡受體途徑的始動效應區(qū)，可傳遞死亡信號。死亡受體途徑（也稱為外源性途徑），經(jīng)由死亡受體（如TNF，F(xiàn)as 等）與FADD 的結合而激活Caspase-8 和caspase-10，進一步激活凋亡執(zhí)行者caspase-3，6，7，從而促進凋亡的發(fā)生[18]。雖然死亡受體眾多，但其凋亡信號的傳導通路卻主要有3條：Fas/FasL 途徑、TNFR 途徑、TRAIL 途徑。吳再起[19]在研究三七總皂苷在體外對人胃癌MKN-28 細胞具有抑制增殖和誘導凋亡的作用時，發(fā)現(xiàn)三七總皂苷誘發(fā)胃癌細胞凋亡與其上調(diào)死亡受體5 的表達活性有關。李劍瑜等[20]在三七總皂苷Rg 1、Rb1 對脂多糖引起的大鼠肝細胞凋亡及相關基因表達的保護作用的研究中，發(fā)現(xiàn)Rgl、Rbl 對bel-2 的表達時間和數(shù)量均無明顯影響，而明顯抑制促凋亡基因bax、Fas、FasL 的表達，Rg l、Rbl 對促凋亡基因的抑制作用無顯著性差異。提示Rg1、Rbl 抗凋亡作用可能是通過影響Fa s/FasL 的表達實現(xiàn)的。徐正祄在觀察三七總皂苷對肺缺血再灌注損傷時細胞凋亡及Fas/FasL 的影響發(fā)現(xiàn)[21]，三七總皂苷能有效抑制肺缺血再灌注損傷時肺組織細胞的凋亡，其機制是三七總皂苷可能通過抑制Fas/FasL 系統(tǒng)的激活，阻遏肺組織細胞凋亡。

細胞信號通路是一個異常復雜的網(wǎng)絡，目前認為凋亡通路主要有死亡受體途徑、線粒體途徑和內(nèi)質網(wǎng)途徑三條，三條途徑中除了線粒體途徑中的AIF途徑，其它途徑都可經(jīng)過Caspase的激活實現(xiàn)凋亡[22]。另外，根據(jù)激活路徑不同，凋亡途徑又可分為外源性途徑和內(nèi)源性途徑，外源性途徑即死亡受體途徑，內(nèi)源性途徑包括線粒體途徑和內(nèi)質網(wǎng)途徑。在外源性途徑中，當死亡受體和配體結合后可以通過Caspase-8的活化進一步激活下游的Caspase-3或其他的Caspase來誘導細胞凋亡，也可以通過活化的Caspase-8激活Bcl-2家族中的Bid進而通過線粒體途徑誘導凋亡。而在內(nèi)源性途徑中，Caspase-8的下游包含了Bcl-2家族的調(diào)節(jié)分子，如果抑制凋亡的分子作用增強，即使存在Caspase-8的活化，也不能繼續(xù)激活下游的分子，Caspase-3當然不會有變化。在凋亡的三條通路中，細胞可能走其中一條通路，也可能兩條，甚至三條，而這些通路的啟動時間各不相同，各個通路間相互交叉又相互聯(lián)系，例如在線粒體信號途徑和死亡受體信號途徑中，死亡受體途徑中的Caspase-8可以作用于Bid，切割Bid后產(chǎn)生15KDa的C末端片段tBid，tBid 可以從胞質中轉移到線粒體上，促進細胞色素C的釋放[23-24]。

4結語

近年來有關中藥三七調(diào)控細胞凋亡的研究日漸增多，研究涉及缺氧、缺血等因素導致的神經(jīng)系統(tǒng)、心腦血管、胃腸功能損傷的保護、腫瘤治療（放、化療）后骨髓、免疫功能損傷的防治等方面[25-27]。中藥三七可對細胞凋亡過程的不同環(huán)節(jié)進行調(diào)節(jié)，進而抑制細胞凋亡，維持機體內(nèi)平衡，阻止組織病理過程的惡化。三七能調(diào)控多種細胞凋亡，并且對正常組織細胞的毒性較低。其調(diào)控細胞凋亡的機制是多環(huán)節(jié)、多途徑的而且是多環(huán)節(jié)多途徑相互作用，但其最根本的機制是什么，尚有待進一步研究。三七皂苷對心血管系統(tǒng)、中樞神經(jīng)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)具有較好的預防緩解作用，還可以具有抗輻射、抗癌、抗炎、改善微循環(huán)等作用，具有良好的市場前景。近年來，受化學合成類藥物不良反應的影響下，人們越來越青睞于植物提取的天然藥物，致使三七的應用市場越來越廣闊。三七作為產(chǎn)于我國的特有藥材，藥用價值非常高，我國研究人員及世界研究人員對三七進行了大量的分析對照實驗，通過國際的高尖端水平對三七的藥理作用進行了較為詳細的研究并通過研究三七與機體相互作用及其規(guī)律，充分地證實了三七治療疾病的良好功效，三七的發(fā)展前景會越來越好。

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（收稿日期：2016-08-29）