謝 彬,袁 星,徐??疲鴿欇x (海軍軍醫(yī)大學藥學院天然藥物化學教研室,上海 200433)
盡管現代醫(yī)療衛(wèi)生條件有了很大改善,但心血管疾病仍然是世界上主要的健康問題。據2018 年世界衛(wèi)生組織數據統(tǒng)計,每年因心血管疾病導致死亡人數占總死亡人數超過30%。動脈粥樣硬化(AS)是動脈壁的一種慢性疾病,是引起心血管疾病的重要因素,病理特征為動脈內膜炎癥、壞死、纖維化和鈣化,動脈特定部位斑塊形成[1-2]。AS 致病因素較為復雜,目前認為主要與血管內皮細胞損傷、炎癥反應、脂質代謝紊亂、自噬與凋亡失衡等有關。近些年研究發(fā)現,腸道菌群紊亂,特別是腸道菌群代謝產物和AS 發(fā)生發(fā)展有著密切聯(lián)系[3]?,F代醫(yī)學在AS 防治中常用的保守治療藥物主要為他汀類藥物,臨床上取得一定的療效,但是療效不足以及藥物的副作用等局限性也慢慢呈現出來[4]。傳統(tǒng)中草藥作為中華文化的瑰寶,在中國的應用超過5 000 年,療效顯著,傳承至今仍展現出強大生命力。中藥尤其是中藥復方由于具有多成分、多靶點、多途徑的整體協(xié)同作用特點,在心血管疾病等復雜疾病的治療方面顯示出獨特的優(yōu)勢。越來越多的學者研究中藥復方治療AS 的藥效物質基礎及其作用機制,為中醫(yī)藥走向現代化、國際化奠定基礎。本文綜述近5 年中藥復方抗AS 的作用機制,為抗AS 中藥復方的深入系統(tǒng)研究提供參考。
高脂血癥是動脈粥樣硬化的獨立危險因素,尤其是血液中低密度脂蛋白含量,如果長時間超過人體生理需要濃度,就會引起動脈粥樣硬化的發(fā)生和發(fā)展[5]。劉傳亮等[6]探討復方丹參川芎中藥配方顆粒在常規(guī)治療基礎上對老年頸動脈粥樣硬化的影響及機制,發(fā)現和常規(guī)治療組比較,加用復方丹參川芎中藥配方顆粒能夠顯著降低患者血清總膽固醇(TC)、三酰甘油(TG)、低密度脂蛋白(LDL),有效改善血脂水平,縮小動脈粥樣硬化斑塊。梅瓊等[7]研究發(fā)現,當歸川芎組合能顯著降低大鼠血清LDL、TC、TG 水平,升高血清高密度脂蛋白(HDL)水平,顯著降低冠狀動脈粥樣斑塊面積指數(PAI),具有減輕冠狀動脈粥樣斑塊的作用。張燕等[8]探討不同劑量益氣滋陰、活血通絡復方對動脈粥樣硬化患者LDL 和HDL 水平的影響,結果表明該方防治動脈粥樣硬化的作用,與其能夠降低LDL、升高HDL有關。王磊等[9]觀察復方三七護脈湯,聯(lián)合西醫(yī)常規(guī)治療心血瘀阻型冠心病穩(wěn)定型心絞痛患者的臨床療效,發(fā)現復方三七護脈湯聯(lián)合西醫(yī)常規(guī)治療6 周后,血清TC、TG、LDL 水平均明顯下降,血清HDL 水平明顯升高,可明顯改善患者的血脂水平,療效優(yōu)于西醫(yī)常規(guī)治療。
泡沫細胞是AS 病變的關鍵成分,它由血管內皮下的巨噬細胞攝取大量脂質膽固醇轉變而成[10]。泡沫細胞形成在AS 發(fā)生發(fā)展中起著至關重要的作用,它主要與脂質內流與外排失衡有關。膽固醇逆向轉運(RCT)是HDL 將多余膽固醇轉運至肝臟再循環(huán)或以膽酸形式排出體外的過程[11]。王曉寧[12]研究發(fā)現,化濁通脈方能夠通過提高兔膽固醇跨膜逆轉運關鍵蛋白小凹蛋白-1(cav-1)及基因水平、親環(huán)素A 的基因水平,上調三磷酸腺苷結合盒轉運體A1(ATP-binding cassette transporters A1,ABCA1)蛋白表達,促進細胞內膽固醇流出,從而達到抗AS效果。祝驥等[13]探討復方丹參片對頸AS 兔PPAR-γ/LXR-α/ABCA1 信號通路的影響,發(fā)現復方丹參片能夠降低血脂,增加兔頸動脈中PPAR-γ、LXR-α及ABCA1 mRNA 及蛋白質的表達,表明其可能通過激活PPAR-γ/LXR-α/ABCA1 信號通路促進RCT而發(fā)揮抗AS 作用。秦合偉等[14]探討血管軟化丸抗AS 的作用機制,發(fā)現用藥后小鼠主動脈的miR-33 a 表達量降低,ABCA1基因和蛋白相對表達量均升高,體外實驗發(fā)現血管軟化丸含藥血清呈濃度和時間依賴性下調miRNA33a表達,明顯上調ABCA1 mRNA 和蛋白的表達,但能被轉染miRNA33 mimic 抑制。表明血管軟化丸通過調控miR-33a,進而影響下游信號ABCA1 的表達,促進巨噬細胞內膽固醇流出,這可能是其抗AS 作用機制之一。許麗婷等[15]研究發(fā)現黃連解毒湯含藥血清各劑量組能夠明顯降低泡沫細胞內TC 含量,明顯升高ABCA1 mRNA 表達,表明黃連解毒湯可能是通過上調泡沫細胞ABCA1的轉錄與表達,促進膽固醇外排來實現防治AS 效果的。Deng 等[16]研究發(fā)現中藥復方丹蔞片提取物能夠通過激活PPARα/ABCA1信號通路,促進RCT,改善巨噬細胞內脂質沉積,從而防治AS。
血管內皮細胞損傷被認為是動脈粥樣硬化的起始環(huán)節(jié),貫穿動脈粥樣硬化發(fā)生發(fā)展的全過程。其發(fā)生機制可能與一氧化氮(NO)與活性氧化物(ROS)失衡,即氧化應激有關[17]。過量ROS 產生是導致氧化應激重要因素,血管內皮細胞中ROS的產生可誘導LDL 的氧化和ROS 敏感炎癥基因的表達[18]。近年來大量資料提示氧化應激及其產物,尤其是氧化低密度脂蛋白(Ox-LDL)是血管內皮損傷的主要因素,在動脈粥樣硬化的發(fā)生、發(fā)展中發(fā)揮重要作用[19]。李紅蓉等[20]研究通心絡對Ox-LDL 誘導損傷的血管內皮細胞的保護作用,對人臍靜脈內皮細胞加Ox-LDL(終濃度為30 mg/L)造成血管內皮細胞氧化應激損傷模型,發(fā)現通心絡組細胞線粒體膜電位、細胞培養(yǎng)液中NO 含量、超過氧化物岐化酶(SOD)活力明顯升高,表明通心絡有較強的抗氧化能力,可減輕Ox-LDL 對血管內皮細胞的損傷。汪玉成等[21]探討澤瀉湯在Ox-LDL誘導的血管平滑肌細胞(VSMC)增殖中的作用和機制,發(fā)現澤瀉湯含藥血清可顯著抑制Ox-LDL 誘導的VSMC 增殖,機制可能與上調p27 蛋白和抑制周期蛋白D1、周期蛋白E、PCNA 表達有關。王紅梅等[22]研究龍血通絡膠囊對Ox-LDL 致人臍靜脈內皮細胞損傷的保護作用,發(fā)現龍血通絡膠囊可促進Ox-LDL 損傷的血管內皮細胞增殖,降低胞內丙二醛(MDA)含量,減少細胞乳酸脫氫酶(LDH)釋放量,提高SOD 活力及NO 含量,提示龍血通絡膠囊可通過抑制Ox-LDL 對人臍靜脈內皮細胞損傷來防治動脈粥樣硬化。
炎癥反應在動脈粥樣硬化發(fā)展過程中扮演著重要角色。在動脈粥樣硬化早期階段,主要特征是血管內皮損傷,脂質代謝紊亂以及血流動力學改變,在動脈粥樣硬化進展期,主要特征是內皮下炎癥反應[23]。因此,改善炎癥反應對防治動脈粥樣硬化至關重要。
與動脈粥樣硬化有關的炎癥反應相關通路主要有核因子κB(NF-κB)信號通路、絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)信號通路與AP-1,以及Janus 激酶/信號傳導及轉錄激活因子(JAK/STAT)信號通路等[24]。Cheng 等[25]研究發(fā)現,銀丹心腦通可抑制NF-κB 轉錄活性,降低下游通路中腫瘤壞死因子α(TNF-α)、白介素1β(IL-1β)等相關炎癥因子表達,延緩動脈粥樣硬化進展,表明其抗動脈粥樣硬化機制可能是通過NF-κB 信號通路調控血管的炎癥反應來實現的。劉敘陽等[26]以脂多糖誘導的血管內皮細胞為研究對象,探討補陽還五湯(益氣活血)、血府逐瘀湯(活血)、四君子湯(益氣)含藥血清對細胞Toll 樣受體4(TLR4)及下游信號轉導通路主要元件的影響,發(fā)現補陽還五湯和血府逐瘀湯可抑制TLR4,下游髓樣分化因子88(My D88),腫瘤壞死因子受體相關因子6(TRAF-6)及NF-κB 的基因表達,改善炎癥反應,從而防治動脈粥樣硬化。羅永苗[27]以動脈粥樣硬化患者為研究對象,探討參七脈心通膠囊基于NF-κB 信號通路抗動脈粥樣硬化的作用機制,發(fā)現參七脈心通膠囊能夠下調NFκB 表達,降低IL-6、TNF-α 炎癥因子水平,抑制NF-κB 信號轉導通路,改善炎癥反應,從而達到防治動脈粥樣硬化的作用。張冰冰等[28]研究益糖康對動脈粥樣硬化兔血清中炎癥因子以及NF-κB、MAPK 信號通路的影響,發(fā)現其能有效抑制NFκB、P38MAPK、JNK 蛋白磷酸化水平,降低下游炎癥因子IL-1β、IL-6、TNF-α 的表達,表明其可能是通過NF-κB 和MAPK 通路防治動脈粥樣硬化。
巨噬細胞極化在炎癥反應中扮演重要作用。巨噬細胞表型主要分為M1 型和M2 型,M1 型巨噬細胞通過分泌促炎因子(IL-6、IL-12、IL-1β、TNF-α 等)來促進炎癥反應,M2 型巨噬細胞主要通過分泌抑炎因子(IL-10、TGF-β 等)來抑制炎癥反應[29-30]。秦合偉等[31]探討血管軟化丸抗動脈粥樣硬化的分子機制時發(fā)現,血管軟化丸含藥血清可以誘導巨噬細胞高表達M2 型巨噬細胞的標志CD206,使巨噬細胞由M1 型向M2 型極化,抑制炎癥反應。Li 等[32]研究發(fā)現,通心絡能夠抑制源于THP-1 的Notch-1 信號通路,阻止巨噬細胞向M1型轉化,從而改善炎癥反應來發(fā)揮抗AS 療效。
人體內腸道微生物組成復雜,腸道內菌群數量超過上千種,但是在全部細菌中,有30~40 種的優(yōu)勢細菌卻占比99%[33]。腸道微生物對人體消化功能和健康關系密切,腸道微生物組成改變可能會促進動脈粥樣硬化進程,Menni 等[34]指出腸道菌群的多樣性和動脈粥樣硬化進展呈負相關,也有研究[35]表明艾克曼菌能夠通過恢復腸道屏障,改善代謝內毒素血癥引起的炎癥,減輕AS 病變。除此之外,腸道微生物的代謝產物被認為是加速動脈粥樣硬化發(fā)展的關鍵因素,尤其是三甲胺氧化物(TMAO)[36]。除TMAO 外,腸道菌群代謝物短鏈脂肪酸丁酸能夠抑制腸道膽固醇吸收,延緩動脈粥樣硬化進展[37]。丙酸能夠降低炎癥水平,抑制動脈粥樣斑塊形成,從而減少心血管疾病發(fā)生[38]。
在中藥復方通過腸道菌群防治動脈粥樣硬化方面,Zhang 等[39]研究發(fā)現,定心方4 號能顯著降低小鼠血脂,減少動脈斑塊面積,小鼠腸道m(xù)uribaculaceae和ruminococcaceae菌豐度增加,erysipelotrichaceae菌豐度降低,這些菌群的改變對脂代謝是有益的,表明定心方4 號抗動脈粥樣硬化機制可能與其改變腸道菌群組成有關。Zhu 等[40]研究發(fā)現,中藥復方澤瀉湯明顯改變小鼠腸道菌群組成,降低血清TMAO 和肝臟黃素單加氧酶3(FMO3)水平,減少動脈粥樣硬化斑塊面積,表明其抗動脈粥樣硬化作用可能是通過調節(jié)腸道菌群,進而調節(jié)TMA-FMO3-TMAO 軸來實現的。Ji 等[41]探討中藥復方通脈逐瘀湯通過調節(jié)腸道菌群抗動脈粥樣硬化的作用機制,發(fā)現通脈逐瘀湯能顯著改變雌性C57BL/6J 小鼠腸道菌群組成,某些細菌的豐度比如腸桿菌、鏈球菌、梭菌等在給予通脈逐瘀湯處理后恢復正常水平。此外,通脈逐瘀湯能夠降低小鼠血清TMAO 水平,在抗生素處理來抑制腸道菌群的基礎上再使用通脈逐瘀湯,TMAO 水平未見明顯改變,結果表明通脈逐瘀湯能夠通過改變腸道菌群組成,調節(jié)相關腸道代謝通路效應,來發(fā)揮抗動脈粥樣硬化作用。
靶向干預某些特定腸道菌群可能是防治AS 或者其他心血管疾病的新途徑[42],已有研究確定在LDLr-/-小鼠中定向重塑腸道微生物組以預防AS 的發(fā)生和進展的可行性[43]。中醫(yī)理論指出“心與小腸相表里”,這表里關系可能部分是通過調節(jié)腸道菌群途徑來實現的。通過調節(jié)腸道菌群組成,進而改變腸道功能,影響與AS 關系密切的腸道菌群代謝物,可能是中藥復方通過腸-心軸防治AS 的主要機制。目前,單味中藥及其提取物通過調節(jié)腸道菌群抗AS 的研究較多,中藥復方通過調節(jié)腸道菌群抗AS 的研究較少,AS 和某類特定菌群之間的關系尚不十分確切,有待深入研究,中藥復方調節(jié)腸道菌群的具體有效成分也有待進一步挖掘。
越來越多的學者研究傳統(tǒng)中藥治療疾病藥效物質基礎及其作用機制,但是大部分研究基于單味中藥,或者中藥單體,涉及中藥復方抗動脈粥樣硬化作用機制的研究不多,通過調節(jié)腸道菌群作用機制研究中藥復方抗動脈粥樣硬化更少。中藥復方具有多成分、多通路、多靶點的優(yōu)勢,但是目前研究基于藥效方面多,具體作用機制網絡通路研究較少,給中藥復方現代研究帶來機遇和挑戰(zhàn)。中醫(yī)理論指出,心與小腸相表里,這表里關系可能部分是通過調節(jié)腸道菌群這途徑來實現的,這就為中藥復方通過調節(jié)腸道菌群抗動脈粥樣硬化提供了中醫(yī)理論基礎,目前16s RNA 測序和宏基因組等技術的推廣應用,更為腸道菌群的深入研究提供技術支撐,中藥網絡藥理學的發(fā)展也為中藥復方多種作用機制研究提供了可能。