芍藥苷對心肺細胞的保護作用及機制研究進展

吳曉芳(綜述)，韓　晶，易建華(審校)

(西安交通大學醫學部公共衛生學院，西安 710061)

芍藥苷對心肺細胞的保護作用及機制研究進展

吳曉芳△(綜述)，韓晶，易建華※(審校)

(西安交通大學醫學部公共衛生學院，西安 710061)

摘要：心肺系統疾病因其高發病率、高患病率、高病死率成為困擾人們的重大難題。芍藥苷，一種新的單萜苷，來源于芍藥根的有效活性成分。近年來，芍藥苷因其廣譜的藥效被廣泛應用于心肺系統相關疾病的治療。根據目前相關研究報道，芍藥苷對多種心肺細胞具有重要的保護作用，能減輕多種原因，如缺氧、過氧化氫及脂多糖等所致的細胞損害，其具體機制可能與芍藥苷的抗氧化及抗炎癥等作用相關。

關鍵詞：芍藥苷；心肺細胞；保護作用；機制

芍藥苷，一種天然抗氧化劑，是芍藥根、牡丹根及紫牡丹根等中草藥的有效活性成分，這些中草藥在中國已經有一千多年的應用歷史[1]，常被用作類風濕關節炎、皮膚炎癥及婦科炎癥等疾病的治療方劑。目前研究發現，芍藥苷具有廣譜的藥理作用，如降低肺動脈高壓、舒張血管平滑肌、抗炎、鎮痛、抗過敏、抗纖維化、免疫調節、抗高血脂、抗血小板聚集等[2]。近年來，心肺系統相關疾病發病率和病死率逐年上升，世界各國因心肺系統相關疾病的經濟負擔也逐年加重，一些新藥的開發也勢在必行，芍藥苷因其良好的藥效而被廣泛用于冠心病、動脈粥樣硬化癥、心肌肥厚、肺心病等心肺相關疾病的治療或輔助治療中，其具體機制則被眾多的體內外研究所揭示。現就芍藥苷對心肺細胞的保護作用及其作用機制予以綜述，為進一步開展芍藥苷心肺系統保護作用的研究提供依據。

1芍藥苷對心肺細胞的保護作用

1.1對血管內皮細胞的保護作用血管內皮細胞為內襯于血管內壁的單層扁平細胞，能參與機體的炎癥、免疫反應，并具有分泌、吞噬等功能，是許多心血管疾病(如動脈粥樣硬化，高血壓等)發生的病理學基礎。已有研究發現[3-10]，芍藥苷對人臍靜脈內皮細胞、人冠狀動脈內皮細胞、EA.hy926細胞及大鼠肺微血管內皮細胞等血管內皮細胞模型具有保護作用。傅保娣[3]曾利用體外培養的人臍靜脈內皮細胞研究了芍藥苷對缺氧損傷的人臍靜脈內皮細胞的保護作用，發現芍藥苷能降低丙二醛的產生，升高超氧化物歧化酶的活性，減輕缺氧引起的氧化應激損傷；常蘊青等[4]及馬增春等[5]利用人臍靜脈內皮細胞模型分別研究了芍藥苷對脂多糖及輻射引起的內皮細胞損傷的保護作用，發現芍藥苷能通過抑制細胞間黏附分子1(intercellular adhesion molecule-1,ICAM-1)的表達，減輕炎癥反應時內皮細胞的損傷；Ji等[6]利用氯化鈷處理人臍靜脈內皮細胞來制備內皮細胞缺氧模型，發現芍藥苷可以通過降低該內皮細胞缺氧誘導因子1α的產生，下調促凋亡基因p53及Bcl-2/腺病毒E1B 19 000相互作用蛋白3的表達，以保護氯化鈷誘導的內皮細胞缺氧性損傷；還有研究報道，芍藥苷對溶血磷脂酰膽堿[7]、過氧化氫[3]誘導的人臍靜脈內皮細胞損傷亦有保護作用。此外，翟小菊[8]利用人動脈冠狀內皮細胞模型，發現芍藥苷可以增加細胞內一氧化氮的水平，減少活性氧自由基(reactive oxygen species,ROS)的水平，減輕氧化低密度脂蛋白誘導的細胞損傷，發揮保護內皮細胞，預防動脈粥樣硬化形成的作用；Yu等[9]則利用EA.hy926細胞研究了芍藥苷對γ射線誘導的內皮氧化損傷的保護作用，發現芍藥苷可以通過抑制ROS的產生，穩定線粒體膜減輕γ射線誘導的內皮細胞損傷；劉燁等[10]體外原代培養大鼠微血管內皮細胞，發現芍藥苷可以促進內皮細胞一氧化氮的產生與釋放，減輕內皮細胞的炎癥損傷。

1.2對血管平滑肌細胞的保護作用血管平滑肌細胞是維持血管張力與構成血管壁組織結構的重要成分，其凋亡和異常增殖在動脈粥樣硬化、高血壓、介入術后再狹窄等病理過程中發揮重要作用。汪云開和黃兆銓[11]曾體外培養大鼠胸主動脈平滑肌細胞，用血管緊張素Ⅱ對其進行干預處理，發現血管緊張素Ⅱ可導致其異常增殖，而芍藥苷預處理可以明顯抑制血管平滑肌細胞的異常增殖，其機制可能與芍藥苷促進一氧化氮及誘導型一氧化氮合酶的產生有關。Ji等[12]曾利用氧化低密度脂蛋白誘導血管平滑肌細胞，發現芍藥苷能通過下調與血管平滑肌增殖相關基因(血小板源生長因子BB基因、血小板源生長因子受體α基因)的表達，來抑制血管平滑肌細胞的異常增殖。錢國清等[13]則通過體外培養大鼠肺動脈平滑肌細胞，發現在缺氧情況下，該細胞會發生異常增殖，而芍藥苷預處理則能促進低氧情況下血管平滑肌細胞的凋亡。

1.3對支氣管及肺上皮細胞的保護作用支氣管上皮細胞為人類正常支氣管上皮細胞系，為機體復雜的防御系統的構成部分，Gan等[14]采用芍藥苷直接干預該種細胞的方法，發現芍藥苷可以刺激該細胞分泌人β防御素2，進而加強上皮抗菌屏障。Hung等[15]體外培養人肺腺癌上皮細胞系A549細胞，發現芍藥苷可以通過多種途徑促進A549細胞凋亡，進而抑制A549的惡性增殖。

1.4對心肺其他細胞的保護作用 除上述細胞外，Li等[16]還體外培養了心肌細胞H9C2細胞，發現芍藥苷可以抑制阿霉素誘導的心肌細胞氧化損傷；李金等[17]則利用H9C2細胞模型發現，芍藥苷可以抑制脂多糖誘導的炎癥發生，進而保護心肌細胞。張金艷等[18]體外原代培養胎鼠心肌細胞，使其缺氧2.5～5 h，隨后復氧2 h,建立缺氧-再復氧體外模型，發現芍藥苷能明顯減輕心肌細胞的缺氧-再復氧損傷。李健哲和余術宜[19]體外培養心肌成纖維細胞，發現芍藥苷能抑制異丙腎上腺素誘導的心肌成纖維細胞的增殖作用。

2芍藥苷對心肺細胞的保護作用機制

2.1芍藥苷的抗氧化作用氧化應激與多種疾病密切相關，其中心肺系統疾病更與體內外各種氧化應激損傷密不可分，如氧化應激可以導致內皮細胞損傷，從而介導動脈粥樣硬化的形成；氧化應激誘導心肌細胞的損傷，心肌成纖維細胞的異常增殖，從而介導心肌缺血性損傷。研究表明，芍藥苷是一種天然的抗氧化劑，具有很強的抗氧化作用，能保護細胞或機體使其免受于各種氧化應激損傷[9,16,19-20]。

研究表明，芍藥苷呈劑量依賴性地減少過氧化氫誘導的內皮細胞乳酸脫氫酶的釋放，丙二醛的形成以及胱天蛋白酶3的蛋白水解，并逆轉細胞外信號調節激酶1/2的磷酸化，從而拮抗內皮細胞的氧化應激損傷[20]。Yu等[9]發現，芍藥苷可以通過降低細胞內ROS的生成，增加抗氧化物谷胱甘肽及超氧化物歧化酶的產生，并激活抗氧化通路核因子E2相關因子2/血紅素氧合酶1，誘導血紅素氧合酶1基因的表達來保護γ射線誘導的內皮細胞氧化損傷。在阿霉素誘導H9C2細胞的模型中，有研究發現芍藥苷可以通過抑制還原型輔酶Ⅱ氧化酶2及還原型輔酶Ⅱ氧化酶4的表達，抑制還原型輔酶Ⅱ氧化酶的活性，來減少細胞內ROS的產生，從而減輕阿霉素引起的細胞氧化應激損傷，進而降低其誘導的心肌細胞凋亡[16]。此外還有研究發現，芍藥苷能逆轉異丙腎上腺素誘導的心肌成纖維細胞異常增殖，其機制是通過降低細胞內ROS的水平，進而減少心肌營養素1蛋白的產生而實現的[19]。

2.2芍藥苷的抗炎作用炎癥反應是機體抵抗外來刺激的一種保護機制，但當炎性介質產生過多時，對機體及其細胞會產生極大損害，而血管反應則是炎癥反應的中心環節。炎癥反應介導了心肺系統許多難治性疾病，如慢性阻塞性肺疾病、哮喘、動脈粥樣硬化等，故抗炎也是治療心肺系統疾病的一大策略。研究表明，芍藥苷具有較強的抗炎作用，能減輕機體及其細胞炎癥反應性損傷[4-5,7,14,21-23]。

有研究發現[7]，芍藥苷能抑制溶血磷脂酰膽堿誘導的內皮細胞炎性介質的產生，其機制可能與抑制遲發型炎性介質高遷徙率族蛋白1的表達和釋放，減少細胞的主動與被動分泌，同時下調晚期糖基化終產物受體、Toll樣受體2、Toll樣受體4的表達，減少核因子κB的活性，進而抑制核因子κB信號轉導通路激活有關。在脂多糖誘導的內皮細胞模型中，Xu等[21]發現芍藥苷可通過抑制磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B,蛋白激酶C和肌動蛋白素的磷酸化，以及F肌動蛋白的重組，從而部分阻滯脂多糖誘導的內皮細胞通透性升高，并呈劑量依賴性地抑制葡聚糖以及白細胞從內皮細胞的滲出和遷移；此外，亦有研究發現芍藥苷能抑制脂多糖誘導的內皮高遷徙率族蛋白1的釋放，下調ICAM-1的表達[4]，其機制也可能與芍藥苷能抑制核因子κB信號通路的激活相關[22]。在輻射誘導內皮細胞損傷模型的研究中，芍藥苷可能通過抑制c-Jun氨基末端激酶通路，抑制與ICAM-1結合的轉錄激活因子1，進而抑制ICAM-1的表達，從而抑制炎癥的形成，減輕輻射引起的內皮細胞的損傷[5]。在缺氧及氧化低密度脂蛋白誘導的內皮細胞模型中，有研究發現芍藥苷呈劑量依賴性地促進內皮型一氧化氮合酶的表達，增加抗炎介質一氧化氮的產生，進而減輕缺氧及氧化低密度脂蛋白誘導的內皮細胞損傷作用[23]。在人支氣管上皮細胞的體外模型中，芍藥苷可能通過激活p38、絲裂原活化蛋白激酶、細胞外信號調節激酶以及核因子κB等信號通路，上調人β防御素2的基因表達，進而抵抗細菌等感染性物質介導的炎癥發生[14]。

2.3其他相關機制除上述兩種主要機制外，尚有研究發現多離子通道阻滯以及腺苷酸受體激活等機制。心臟的正常功能依賴于心肌細胞動作電位的產生和擴布，細胞膜離子通道的表達或功能異常是多種心律失常形成的病理生理基礎，Wang等[24]利用大鼠心室肌細胞及人胚腎293細胞發現，芍藥苷可以阻滯L型鈣電流、電壓門控鈉電流、內向整流鉀電流等離子通道電流，而不影響瞬時外向鉀電流、慢激活延遲整流鉀電流及快激活延遲整流鉀電流等通道電流，從而發揮抗心律失常的作用，且無致藥物性心律失常的不良反應。腺苷通過細胞表面不同的受體發揮不同的生物學效應，其中分布在心肺系統的腺苷受體主要為A2B型腺苷酸受體，錢國清[25]和Qian等[26]體外培養肺動脈平滑肌細胞，發現芍藥苷可以通過促進低氧情況下A2B型腺苷酸受體的表達，進而阻滯細胞周期，減少抗凋亡蛋白Bcl-2的表達，增加促凋亡蛋白Bax的表達，從而促進肺動脈平滑肌細胞的凋亡，抑制平滑肌細胞的增生。

3結語

上文敘述了芍藥苷對心肺細胞損傷的保護作用及其作用機制，發現目前該方面研究尚不夠深入和全面，許多問題仍需進一步解決：①目前用人臍靜脈內皮細胞作為細胞模型的研究較多，但用該細胞進行的動脈粥樣硬化相關研究國際上尚未認可，需要增加更多的原代培養的內皮細胞研究。②國內目前眾多研究均采用芍藥苷預處理的實驗方案，應增加更多關于芍藥苷對受損細胞的保護作用及修復方面的研究，從而更全面地揭示芍藥苷的作用及其有效作用方式、時間。③目前損害心肺系統的有害因素較多，應增加干預物的種類，進一步拓寬研究范圍，從而進一步深入地探索芍藥苷發揮作用的靶點。

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Research Progress in Mechanisms and Protective Effects of Paeoniflorin on Cardiopulmonary System CellsWUXiao-fang,HANJing,YIJian-hua.(SchoolofPublicHealth,HealthScienceCenter,Xi′anJiaotongUniversity,Xi′an710061,China)

Abstract:Because of the high incidence,morbidity and mortality,cardiopulmonary system diseases have become a great problem us.Paeoniflorin,a new kind of monoterpene glycosides,is one of active ingredients extracted from the root of Chinese herbaceous peony.Recently,paeoniflorin has been widely applied in the treatment of cardiopulmonary diseases for its broad-spectrum efficacy.According to the current related researches,it is found that paeoniflorin plays an important role in protecting a variety of cardiopulmonary cells caused by various reasons such as hypoxia,hydrogen peroxide,lipopolysaccharide and so on,the mechanisms of which may be related to its antioxidant and anti-inflammatory effects.

Key words:Paeoniflorin; Cardiopulmonary system cells; Protective effects; Mechanisms

收稿日期：2015-03-19修回日期：2015-05-21編輯：伊姍

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.24.040

中圖分類號：R285

文獻標識碼：A

文章編號：1006-2084(2015)24-4531-03