中藥對動(dòng)脈粥樣硬化血管平滑肌細(xì)胞凋亡基因調(diào)控作用的研究進(jìn)展

中圖分類號(hào)：R543.5 R256.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-1349(2007)12-1220-03

細(xì)胞凋亡(apoptosis)是普遍存在于人體組織細(xì)胞內(nèi)的細(xì)胞死亡的形式之一，是不同于壞死的正常生理性的程序性細(xì)胞死亡。它參與體內(nèi)細(xì)胞數(shù)量的調(diào)節(jié)，并清除體內(nèi)無功能的細(xì)胞、對機(jī)體有害的細(xì)胞、突變的細(xì)胞以及受到損傷后不能存活的細(xì)胞。平滑肌細(xì)胞(SMC)是構(gòu)成血管壁的重要成分，血管平滑肌細(xì)胞(VSMC)增殖形成AS，動(dòng)脈粥樣斑塊病變是AS發(fā)生、發(fā)展的重要過程，但后期較嚴(yán)重的AS斑塊中由于發(fā)生了細(xì)胞凋亡，而使纖維帽中的細(xì)胞大大減少，使斑塊更易破裂。凋亡的發(fā)生需要外部信號(hào)和內(nèi)部相關(guān)基因共同調(diào)控，外部信號(hào)通過第二信使進(jìn)行傳遞。已經(jīng)有研究證實(shí)影響VSMC凋亡的基因有Bcl-2，C-rayc，p53，ICE，CD95，p21等。大量的實(shí)驗(yàn)研究證明，中藥可干預(yù)VSMC凋亡的基因調(diào)控，充分體現(xiàn)了中藥的多層次、多靶點(diǎn)、多環(huán)節(jié)及整體調(diào)節(jié)的優(yōu)勢，為中藥防治AS開辟了新的途徑。

1 VSMC的凋亡現(xiàn)象及意義

無論是體外培養(yǎng)的人或大鼠的VSMC還是人類AS斑塊中的VSMC都存在著細(xì)胞凋亡現(xiàn)象。目前公認(rèn)內(nèi)皮損傷和SMC的移行增殖是AS啟動(dòng)和發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。在AS形成過程中，SMC的表型發(fā)生了改變，由收縮型轉(zhuǎn)化為合成型，并遷移到內(nèi)膜下大量增殖。初期AS斑塊中VSMC的增多不但由于自身不斷增殖，亦包括凋亡細(xì)胞死亡速度或死亡細(xì)胞數(shù)減少的因素在內(nèi)。此后引起的細(xì)胞凋亡可能參與了早期斑塊中細(xì)胞成分結(jié)構(gòu)及易崩潰斑塊的形成。VSMC的這種退行性改變非常有規(guī)律，并且受到另外一些未知基因的嚴(yán)密調(diào)控。細(xì)胞凋亡作為一種生理性死亡形式在正常的血管中同樣起著不可缺少的作用。正常血管壁損傷修復(fù)過程中如果凋亡發(fā)生率下降和／或凋亡小體不能被及時(shí)清除將形成AS。由于過量的細(xì)胞發(fā)生凋亡而無相應(yīng)的吞噬清除機(jī)制加以清除，就可導(dǎo)致巨噬細(xì)胞聚集、炎性細(xì)胞因子分泌增加，從而引起VSMC的移行、增殖，其他疾病相關(guān)因素如氧化脂質(zhì)的產(chǎn)生也可加重AS的嚴(yán)重程度。細(xì)胞凋亡發(fā)生率增高雖然是一種病理特征，但也是為了保持其自身細(xì)胞數(shù)目穩(wěn)定的一種機(jī)制，它調(diào)節(jié)著細(xì)胞增殖數(shù)目以達(dá)到保持血管壁結(jié)構(gòu)和功能的正常。細(xì)胞凋亡可能是出生后決定動(dòng)脈VSMC數(shù)目的主要因素，正常血管細(xì)胞增生和死亡有內(nèi)在的聯(lián)系，而在AS發(fā)生時(shí)這種關(guān)聯(lián)也許消失，無論血管SMC是否增殖，細(xì)胞凋亡率的變化也將會(huì)導(dǎo)致總的血管SMC數(shù)目增多或減少，細(xì)胞凋亡是正常血管中調(diào)節(jié)細(xì)胞數(shù)量平衡的一種機(jī)制，也可成為AS發(fā)病機(jī)制的一部分。

2 中藥對VSMC凋亡基因調(diào)控的影響

2．1 Bcl-2家族 Bcl-2是人體的一個(gè)正常基因，其蛋白表達(dá)產(chǎn)物定位于線粒體膜、核膜和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，壽命較長的組織細(xì)胞如神經(jīng)細(xì)胞和心肌細(xì)胞中Bcl-2表達(dá)量較高。Bcl-2基因產(chǎn)物并不促進(jìn)細(xì)胞分裂，而是增強(qiáng)細(xì)胞的存活，通過抵抗細(xì)胞凋亡而延長細(xì)胞壽命，從而使組織細(xì)胞總數(shù)增加。Bcl-2基因直接抑制細(xì)胞凋亡，上調(diào)其表達(dá)引起細(xì)胞增生，下調(diào)其表達(dá)促進(jìn)細(xì)胞凋亡。Bax表達(dá)可抑制Bcl-2的作用，gel與Bax的比例形成一對正、負(fù)調(diào)控因素，決定細(xì)胞是否接受誘導(dǎo)凋亡的外部信號(hào)。萬磊等通過應(yīng)用丹參對AS家兔模型進(jìn)行干預(yù)治療發(fā)現(xiàn)，丹參可抑制AS斑塊的形成，并可以上調(diào)粥樣斑塊內(nèi)Bax的陽性細(xì)胞表達(dá)率，輕度下調(diào)Bcl-2蛋白的表達(dá)，因而降低了Bcl-2/Bax的比率。張莉芳等研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)歸芍藥散(組成：當(dāng)歸、芍藥、川芎、澤瀉、茯苓、白術(shù))高、低劑量組均能不同程度地降低AS家兔Bcl-2蛋白表達(dá)量，提高Bax的蛋白含量，從而抑制了SMC過度增殖，調(diào)節(jié)了SMC增殖與凋亡之間的平衡，緩解或抑制了AS的發(fā)生。甄艷軍等通過動(dòng)物試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，玉米苞葉可通過下調(diào)Bcl-2蛋白表達(dá)而影響AS家兔VSMC凋亡，同時(shí)縮AS小斑塊面積，具有顯著治療家兔AS作用。張明泉等觀察軟脈膠囊(組成：姜黃、膽南星、水蛭、三七、海藻等)對實(shí)驗(yàn)性AS家兔的流式細(xì)胞學(xué)指標(biāo)的影響發(fā)現(xiàn)，軟脈膠囊抗AS形成的機(jī)制是通過降低基因Bcl-2的表達(dá)和增加Bax的表達(dá)，促進(jìn)細(xì)胞凋亡。郭峰等研究發(fā)現(xiàn)，丹參有效成分迷迭香酸能夠通過下調(diào)體外培養(yǎng)的VSMC中Bcl-2蛋白表達(dá)，上調(diào)Bax蛋白表達(dá)，降低Bcl-2/Bax比率，從而影響VSMC凋亡。

2．2 基因C-myc C-myc基因?qū)?xì)胞具有促進(jìn)增殖及誘導(dǎo)凋亡的雙重作用，在血清中當(dāng)生長因子和絲裂原等刺激信號(hào)存在時(shí)，可通過激活相應(yīng)的信號(hào)轉(zhuǎn)錄系統(tǒng)抑制凋亡，促進(jìn)增殖。反之則促進(jìn)凋亡，抑制增生。C-myc基因表達(dá)的失調(diào)有利于凋亡的發(fā)生。金惠民等通過觀察調(diào)肝導(dǎo)濁中藥對大鼠VSMC內(nèi)C-myc表達(dá)發(fā)現(xiàn)，調(diào)肝導(dǎo)濁中藥抑制C-myc表達(dá)，對SMC增殖起到良好的調(diào)控作用，從而有效地防止AS的發(fā)生與發(fā)展。王亞利等經(jīng)過實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，蜈蚣可通過下調(diào)AS家兔VSMC對C-myc基因的表達(dá)水平，調(diào)節(jié)VSMC的DNA和蛋白質(zhì)的代謝，抑制SMC的增殖。于永紅等研究發(fā)現(xiàn)，茵陳、赤芍、三棱、淫羊藿具有降脂、抗脂質(zhì)過氧化、保護(hù)內(nèi)皮細(xì)胞及功能、抑制原癌基因C-myc，C-fos，V-sis表達(dá)等多種藥理作用，對家兔實(shí)驗(yàn)性AS病灶具有明顯的消退作用。王東生等通過觀察茵陳五苓散(組成：茵陳、澤瀉、茯苓、豬苓、白術(shù)、桂枝)對AS大鼠VSMCC-mycmRNA表達(dá)發(fā)現(xiàn)，茵陳五苓散具有良好的抗AS作用，其下調(diào)相關(guān)基因C-myc mRNA的表達(dá)可能是其治療的分子機(jī)制。張絲微等研究發(fā)現(xiàn)，祛痰瀉濁方可通過抑制血小板衍化生長因子(PDGF)、胰島素生長因子-1(IGF-1)的合成和分泌，抑制VSMC增殖，起作用部分是通過下調(diào)C-myc表達(dá)實(shí)現(xiàn)的。

2．3 基因p53 正常的野生型p53基因?yàn)橐晦D(zhuǎn)錄因子，對正常的細(xì)胞周期無明顯的作用，但當(dāng)DNA異常吋，p53蛋白及其轉(zhuǎn)錄活動(dòng)明顯增多，可使細(xì)胞停留于G期而不能進(jìn)入S期，以便于DNA修復(fù)，而不至于復(fù)制有缺陷的DNA。如果DNA破壞嚴(yán)重，不能修復(fù)，則野生型p53可直接命令細(xì)胞岡亡。甄艷軍等；通過動(dòng)物試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，玉米苞葉可通過下調(diào)p53蛋白表達(dá)而調(diào)節(jié)AS家兔VSMC凋亡，從而達(dá)到抗AS的作用，對于防治AS的發(fā)生有重要意義。韓峰等通過應(yīng)用活血化瘀、養(yǎng)心安神中藥百草降脂靈(由山楂、丹參的有效成分組成)，對AS家兔進(jìn)行預(yù)防性給藥后發(fā)現(xiàn)，百草降脂靈叮減少兔腹主動(dòng)脈壁突變型p53基因表達(dá)，這可能是其預(yù)防AS的分子機(jī)制之一。柴錫慶等研究發(fā)現(xiàn)，以益氣健脾藥物組方(大黃芪、當(dāng)歸、何首烏、澤瀉、徐長卿、白術(shù)等)制備的中藥血清既可刺激VSMC，p53和C-myc基因表達(dá)，又可下調(diào)Bcl-2表達(dá)，這種雙向調(diào)節(jié)的結(jié)果加速了細(xì)胞凋亡。

2．4 白細(xì)胞介素-1β轉(zhuǎn)換酶(ICE)家族 目前的哺乳動(dòng)物細(xì)胞中共克隆出10個(gè)半胱氨酸蛋白酶類ICE家族成員，分別命名為Caspase 1～10，其家族成員參與了自身和相互激活，剪切底物的天冬氨酸肽鍵，引起細(xì)胞凋亡。現(xiàn)已證實(shí)細(xì)胞凋亡的信號(hào)通過Caspases的激活，催化底物，使蛋白質(zhì)裂解，最終導(dǎo)致細(xì)胞解體。楊長春等實(shí)驗(yàn)研究表明，黃芪、當(dāng)歸注射液可以顯著抑制由堿性成纖維細(xì)胞生長因子誘導(dǎo)的黏著斑激酶表達(dá)，增加細(xì)胞培養(yǎng)液中的一氧化氮含量，誘導(dǎo)Caspases一3表達(dá)，促進(jìn)體外培養(yǎng)的VSMC凋亡。

2．5 CD95 又稱為Fas/APO-1。APO-1是存在于細(xì)胞表面的一種蛋白。抗APO一]單克隆抗體可介導(dǎo)一些變異的人B細(xì)胞和C細(xì)胞株發(fā)生凋亡，其作用可能通過模擬介導(dǎo)死亡的陽性信號(hào)或通過抑制需要生存的某些因子的活動(dòng)而發(fā)揮其凋亡作用。Fas是一種細(xì)胞表面受體，與腫瘤壞死因子和神經(jīng)生長因子受體高度同源。Fas抗體與細(xì)胞膜上的Fas抗原分子結(jié)合可觸發(fā)細(xì)胞凋亡。Fas/APO-1在很多細(xì)胞表面表達(dá)，AS中血管SMC可表達(dá)Fas抗原這種死亡信號(hào)。李玫等觀察中藥雷公藤提取物雷公藤甲素(T₁₀)對VSMC周期進(jìn)程的影響和誘導(dǎo)凋亡作用后發(fā)現(xiàn)，藥物作用后指數(shù)增殖期VSMC凋亡峰增高。抗CB95抗體標(biāo)記VSMC，發(fā)現(xiàn)在凋亡峰升高前，CD95表達(dá)有明顯的一過性增高。從形態(tài)學(xué)、細(xì)胞學(xué)和免疫化學(xué)幾個(gè)方面提供的證據(jù)表明，T₁₀可以誘導(dǎo)指數(shù)增殖期VSMC凋亡。T₁₀誘導(dǎo)VSMC凋亡可能與促進(jìn)凋亡分子Fas表達(dá)有關(guān)。白霞等通過研究烏雞白鳳丸對動(dòng)脈硬化家兔主動(dòng)脈SMC凋亡及調(diào)節(jié)基因表達(dá)的影響發(fā)現(xiàn)，烏雞白鳳丸能使高脂家兔細(xì)胞凋亡率明顯降低，F(xiàn)as，Bcl-2，Bax基因蛋白表達(dá)明顯增高，考慮烏雞白鳳丸拮抗AS形成的機(jī)制與其調(diào)節(jié)主動(dòng)脈SMC凋亡相關(guān)基因蛋白Bcl-2，F(xiàn)as，Bax的平衡，抑制VSMC凋亡有關(guān)。

2．6 p21 CDl是參與細(xì)胞周期調(diào)控的分子之一，主要通過與細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶(CDK)結(jié)合，抑制CDK活性。在眾多的家族成員中，p21參與多種功能活動(dòng)，在細(xì)胞生物學(xué)中的地位令人矚目。p21表達(dá)受p53或其他外源性因子在轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控。馬增春等通過觀察復(fù)方丹參方(組成：丹參、三七、冰片)對腫瘤壞死因子(TNF-α)刺激VSMC的影響發(fā)現(xiàn)，復(fù)方丹參方抑制了TNF-α引起的VSMC的增殖，TNF-α作用VSMC后有16個(gè)蛋白質(zhì)下調(diào)和24個(gè)蛋白質(zhì)上調(diào)，復(fù)方丹參方作用VSMC后可使這些改變的蛋白質(zhì)水平有所恢復(fù)。復(fù)方丹參方可以下調(diào)鈣調(diào)蛋白依賴蛋白激酶、N-raS、基質(zhì)金屬蛋白酶9的水平，上調(diào)p53腫瘤抑制因子、周期素依賴激酶抑制因子p21的水平。李淑穎等研究發(fā)現(xiàn)，川芎當(dāng)歸提取物(ELCAS)能顯著抑制ERK，JNK和p38的磷酸化以及血清誘導(dǎo)的Cyclin D1蛋白的表達(dá)，并表現(xiàn)出良好的濃度依賴性；同時(shí)ELCAS能劑量依賴性地促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)周期蛋白抑制子p21過表達(dá)，并抑制pRb磷酸化水平和Cyclin D1蛋白表達(dá)。

3 展 望

從分子基因水平探討AS的發(fā)生、發(fā)展機(jī)制是目前研究的熱點(diǎn)之一，也取得了很大的成績。研究人員已經(jīng)開始從分子基因水平來揭示中藥抗AS的作用機(jī)制，從更深的層次、更本質(zhì)地揭示中藥的作用原理。但中藥抗AS的細(xì)胞分子學(xué)機(jī)制十分復(fù)雜，其藥理學(xué)基礎(chǔ)涉及多個(gè)環(huán)節(jié)，其研究工作有待進(jìn)一步深入。中藥抗AS作用廣泛，副反應(yīng)少，具有明顯的優(yōu)勢，對這些環(huán)節(jié)進(jìn)行分子生物學(xué)的深入研究，必將推動(dòng)中醫(yī)理論的發(fā)展，進(jìn)一步研究有著廣闊的前景。

作者簡介：孫薇(1979—)，女，現(xiàn)為安徽中醫(yī)學(xué)院2005級(jí)碩士研究生(郵編：230038)；乙伶、李忠志、楊明、姚淮芳，工作于安徽中醫(yī)學(xué)院。

(本文編輯 郭懷印)