苦參堿防治心肌纖維化的研究進展1）

張曙光，戴友平

1 概 述

苦參為多年生落葉亞灌木植物苦參（sophora flavescens aat）的干燥根，又名苦甘草、苦參草等。苦參性苦、寒，具清熱燥濕、殺蟲、利尿等功效，用于熱痢、便血、尿閉、黃疸、赤白帶下、陰腫陰癢、濕瘡、濕疹、皮膚瘙癢等。藥理研究發現苦參有抗腫瘤、抗病毒、抗肝損傷、抗肝纖維化、抗心律失常、抗氧化、擴血管及中樞抑制等作用。苦參主要的藥理成分是生物堿及黃酮類。苦參生物堿、黃酮對心肌細胞有多種影響途徑，能有效防治纖維化的發生。

2 苦參堿防治心肌纖維化的作用機制

2．1 抑制AngⅡ誘導的心肌成纖維細胞（CFS）增殖及膠原合成 心肌成纖維細胞是心臟間質細胞的主要成分，其分泌的Ⅰ型、Ⅲ型膠原是心肌間質主要組成部分。膠原能維持心臟的幾何構型，保證心肌舒縮的協調性，參與心肌損傷的修復。膠原的張力及含量決定心肌順應性。生理狀況下，膠原的合成受膠原基因mRNA的轉錄調節，而降解受各種膠原酶的調控。膠原酶屬于基質金屬蛋白酶（MMPs）家族，而MMPs降解膠原的能力受內源性金屬蛋白酶抑制因子（TIMPs）的影響。TIMPs不僅可以和MMP酶原以1∶1結合抑制其活性，而且可滅活激活的酶原，使MMPs失去活性。因此，MMP／TIMPs的平衡可以維持膠原的正常代謝［1］。

吳珂等［2］研究發現，Mat能明顯抑制AngⅡ誘導的心肌成纖維細胞增殖及膠原合成。Mat顯著抑制心肌成纖維細胞增殖，降低了膠原合成；Mat通過抑制Ⅰ型膠原基因mRNA的表達，在轉錄水平降低膠原的合成；調節膠原在降解過程中MMP／TIMPs的平衡，AngⅡ可以降低 MMP－13mRNA的表達，提高TIMP－1mRNA的表達，而加入 Mat作用后，對TIMP－1的作用不顯著，但明顯提高了 MMP－13mRNA表達，在一定程度上增強了MMP－13的活性，加強了膠原的降解能力。戴友平等［3］以AngⅡ誘導的人胚肺成纖維細胞（HFL－I）為研究對象，不同濃度的Mat作用48h后，采用四氮唑鹽（MTT）法檢測Mat對HFL－I增殖的影響；羥脯氨酸測定HFL－I膠原合成量。研究發現在一定范圍內，苦參堿能抑制AngⅡ誘導的HFL－I增殖以及膠原的合成，其效果呈濃度依耐性。

2．2 抑制醛固酮（ALD）誘導的心肌成纖維細胞周期及增殖醛固酮水平的升高對心肌纖維化具有重要作用，醛固酮可以誘導心血管損傷、參與氧化應激反應及血管周圍炎癥而使心肌纖維化形成；醛固酮可以加強血管緊張素Ⅱ的作用，促進心肌纖維化；醛固酮可以上調心肌成纖維細胞內皮素受體，使MMP活性增加，刺激活性氧族的產生，誘導心肌纖維化；醛固酮還能夠經JAK2依賴性通路，上調ACE基因表達途徑參與心肌纖維化的形成。

胡迎春等［4］建立ALD誘導CFs纖維化模型，免疫熒光法測定轉化生長因子－β1（TGF－β1）、流式細胞儀（FCM）測定細胞周期及TGF－β1的表達，研究Mat對Ald誘導CFs增殖的影響。研究發現Mat能抑制Ald誘導的CFs增殖；機制可能包含直接拮抗Ald受體和下調AT1受體，抑制TGF－β1的表達，抑制CFs進入細胞分裂S期，其效應有劑量相關性。

2．3 抑制成纖維細胞的活化及細胞外基質（ECM）的合成 器官纖維化以器官實質ECM大量增生為特征，是器官的一種慢性反復損傷愈合反應的結果，是各種慢性疾病共同的病理特點。宋健等［5］從細胞及分子水平闡明了苦參堿可抑制肝成纖維細胞增殖及Ⅲ型膠原mRNA的表達，苦參堿可能通過這兩方面的作用抑制膠原合成。周愛玲等［6］研究發現，苦參素對四氯化碳誘導的肝纖維化有防治作用，其作用機制可能是通過減少基質金屬蛋白酶2（MMP－2）mRNA及 MMP－2蛋白的表達，促進ECM的降解，抑制ECM沉積，因此減輕或逆轉肝纖維化。鄂裘愷等［7］的實驗研究發現，苦參素能降低肝纖維化大鼠肝臟羥脯氨酸及丙二醛的含量，認為苦參素在減少膠原合成、減輕纖維化方面有良好的作用。

2．4 降低轉化生長因子β1的水平 TGF－β1是已知最強的促纖維化細胞因子。苦參堿可以降低TGFβ1的表達，抑制TGFβ1－Smad信號傳導通路的關鍵信息傳導分子的表達，從而干擾了TGFβ1誘導的纖維化信號的表達。姚鋼煉等［8］研究發現，苦參素通過降低TGFβ1等細胞因子的表達而減少產生ECM細胞的活化，通過減少ECM的沉積而發揮抗纖維化的作用。沈祥春等［9］研究氧化苦參堿（OMT）對大鼠急性心肌梗死誘發實驗性心肌纖維化的保護作用及其對TGF－β－Smads信號通路的影響。研究發現，OMT顯著降低急性心肌梗死8周后誘發的實驗性心肌纖維化程度，抑制 TGF－β1，Smad2，Smad3，Smad4mRNA表達的上調和增加Smad7mRNA的表達。OMT對急性心肌梗死所致實驗性心肌纖維化具有一定的抑制作用，其作用機制可能與TGF－β－Smads信號系統有關。

2．5 影響心肌成纖維細胞的周期 在細胞周期G1末期存在一個限制點，細胞只有越過才能進行增殖，這一限制點由G1期的細胞周期蛋白（cyclin）和細胞周期素依賴性激酶（Cdk）調節。P27為細胞周期蛋白依賴性激酶抑制因子，主要通過抑制G1／S限制點中的各種cyclin及Cdk，使細胞停滯于G0／G1期，是細胞內調節增殖及細胞周期的重要因素［10］。在高血壓左心室肥厚過程中，P27蛋白水平逐漸下降，P27在心室纖維化中起重要作用［11］。

周艷芳等［12］通過體外培養新生 Wistar大鼠的心肌成纖維細胞，MTT比色法檢測細胞增殖，FCM分析儀測定細胞周期及其蛋白的表達。隨著苦參堿濃度的增加，CFs MTT值呈下降趨勢；苦參堿可使CFs的S期細胞百分率下降，G0／G1期百分率上升，與AngⅡ組比較有明顯差異；AngⅡ可使CFs P27表達陽性率降低，而苦參堿可促進CFs P27表達。苦參堿可抑制AngⅡ誘導的心肌成纖維細胞增殖及膠原合成，而P27參與了抑制CFs增殖的過程并起重要作用。

2．6 降低心肌細胞間黏附分子－1（ICAM－1）表達的影響ICAM－1是免疫球蛋白超家族的一種細胞黏附分子，是一種單鏈跨膜糖蛋白，屬于整合素家族成員。ICAM－1可與多種細胞表面成分相結合，包括淋巴細胞功能相關抗原－1（LFA－1）（CD11a／CD18）、Mac－1（CD11b／CD18）及 P150／95（CD11c／CD18）。ICAM－1分布廣泛，各種心肌細胞、成纖維細胞、上皮細胞、血管內皮細胞、淋巴細胞以及單核細胞等均有ICAM－1分布［13］。ICAM－1參與機體炎癥反應、免疫識別，是影響組織纖維化的重要炎性介質。正常組織內細胞表達量極少，病理狀態下表達量則顯著增加。ICAM－1通過和免疫細胞表面的LFA－1結合促使免疫細胞與靶細胞黏附，參與細胞介導的免疫反應。在人心肌纖維化中，心肌組織中ICAM－1的表達明顯增強。影響心肌的纖維化形成因素，大致可分為血流動力學、代謝以及體液激素三方面因素［14］。相關研究表明，C反應蛋白（CRP）、透明質酸（HA）、層黏蛋白（LN）和Ⅳ型膠原均為較好的組織纖維化指標［15］。

宋慧文等［16］通過建立肺靜脈源性心房顫動心肌纖維化的動物模型，用苦參素進行防治，觀察血清CRP、HA、LN水平以及心肌組織的病理學變化，用免疫組化方法觀察心肌組織中ICAM－1的表達。苦參堿防治組血清CRP、HA、LN水平顯著低于對照組，心肌組織纖維化程度及炎癥反應程度較模型組明顯降低，心肌組織ICAM－1表達水平下降。苦參素可降低心肌組織ICAM－1的表達水平，減輕心臟炎癥，與其抗心肌纖維化作用密切相關。

2．7 抑制氧化應激及炎性因子 苦參堿對多種急性滲出性炎癥有明顯的抑制作用，對慢性炎癥則無明顯抑制作用，其抗炎作用與垂體－腎上腺素系統無明顯關系，而是其具有非甾體類抗炎藥的特性，并對紅細胞膜有一定的穩定作用。苦參堿并不直接抑制前列腺素的產生及白細胞趨向性，證明它可能是一種較弱的抗炎藥，或者代表一類抑制炎癥但不影響花生四烯鏈的抗炎藥。苦參堿有可能通過保護線粒體DNA和酶的活性而發揮抗氧化、抗纖維化作用，但具體是通過什么途徑發揮抗線粒體氧化應激的作用，需要進一步的研究。

2．8 通過抗病毒、抑制免疫起到抗纖維化的作用 苦參堿是一種雙向免疫調節劑，它在低濃度時可刺激淋巴細胞增殖，而在高濃度時則抑制之。但總的來說，以免疫抑制為主［17］。成揚等［18］研究了苦參素對小鼠免疫性肝纖維化作用機制，認為苦參素具有抗小鼠免疫性肝損傷及纖維化的作用，這種作用是可能通過包括免疫抑制在內的多種途徑完成的。王娟等［19］觀察三參飲（苦參、人參、丹參）對病毒性心肌炎小鼠心肌纖維化的防治作用，三參飲能明顯降低組織中MMP－9，TIMP－1的表達，具有抗病毒、抑制免疫等作用，在病毒性心肌炎早期進行三參飲的干預，可以有效防治心肌纖維化的形成。

3 結 語

心肌纖維化近年來日趨受到國內外心血管專家的重視，雖然現代醫學針對其各個發病環節有多種防治手段，并且已取得了一定的療效，但總體效果欠佳。苦參堿具有較為廣泛的心血管藥理作用，其中抗缺氧、降血脂、正性肌力、擴血管、抗心律失常、抗動脈粥樣硬化等作用的研究日益深入。苦參堿抗心肌纖維纖維化的作用被藥理研究逐漸重視，體外研究發現苦參堿能抑制血管緊張素Ⅱ、醛固酮誘導的離體心肌成纖維細胞的增殖，通過抑制ECM，降低TGF－β1，影響心肌成纖維細胞的周期，降低ICAM－1的表達，抑制氧化應激及炎性因子，抗病毒、抑制免疫等途徑防治心肌纖維化。目前苦參堿抗心肌纖維化的研究主要集中在體外實驗，心肌纖維化的模型構建不統一，系統的整體實驗亦未見報道，即使是體外抗心肌纖維增生和心肌重塑的實驗有待驗證，苦參堿對心肌纖維化的防治作用仍需大量的臨床及實驗研究來探索和證實。

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