染料木素抗動脈粥樣硬化研究進展*

周雪冰 綜述，歐剛衛審校（遵義醫學院生化教研室，貴州遵義563000）

染料木素抗動脈粥樣硬化研究進展*

周雪冰 綜述，歐剛衛△審校
（遵義醫學院生化教研室，貴州遵義563000）

木素/治療應用；異黃酮類；動脈粥樣硬化/治療；綜述

動脈粥樣硬化（atherosclerosis，AS）是指大動脈血管壁慢性退變性疾病［1］，是大多數心、腦血管疾病的病理基礎［2］，是現代社會人們過早死亡的主要原因，嚴重威脅人類健康。有研究發現，染料木素擁有多種有益于心、腦血管功能調節的作用包括神經保護、心血管保護及抗氧化效果等［3］。近年來，國內外學者對染料木素抗AS的作用及機制進行了多方面研究，不斷取得進展和突破。

染料木素化學名為4′，5，7-三羥基異黃酮，為大豆異黃酮的主要組成部分，是一種有益于心血管系統的植物雌激素，在過去十年中由于其對人類的一些退行性疾病的潛在有利影響而引起了廣泛關注，被廣泛應用于制藥、保健品等領域。本文概括并歸納了近年來對染料木素的相關研究，分析其對AS的研究狀況并進行總結，并對其應用前景進行展望。

1　染料木素結構及其生物活性

染料木素（4′，5，7-三羥基異黃酮）又稱為染料木黃酮、金雀異黃素等［4-5］，其是一種植物雌激素，是一種來源于豆科植物的天然異黃酮類化合物［6-7］。1899年染料木素首次從戴爾的金雀花中分離出來，這是一種家庭豆科的開花植物。因此，染料木素的名稱源于植物的一個屬名，這是第一次分離，現如今大豆是染料木素最豐富的來源。

染料木素是由2個芳香環通過一種雜環吡喃環連接而形成，化學結構與17β-雌二醇（estradiol，E2）——一種內源性雌激素相似［8］，其二酚羥基活性基團可與雌激素受體結合，發揮雌激素樣作用。異黃酮類化合物具有廣泛的生物活性、營養學價值及治療意義，是許多中藥材的有效成分之一。近年來，隨著不斷的研究及探索，有研究發現，染料木素生物學功能包括弱的雌激素作用（在藥理劑量是一種著名的非特異性酪氨酸激酶抑制劑［9］）、抑制腫瘤血管形成作用、抗氧化作用、抑制脂質過氧化、改善冠狀動脈反應性等作用，在生物體內有心血管保護、抗菌、殺菌等作用。

2　抗AS作用及機制

2.1抑制炎性反應AS是目前公認的慢性炎癥，眾多炎癥細胞和炎癥介質參與其中。血管內皮細胞的增殖和凋亡平衡是保持血管結構和功能正常的基礎。高血脂、糖尿病、細菌和病毒感染等AS危險因素均可刺激血管內皮細胞，促進AS的形成、發展。在AS形成的發病機制中一個關鍵的早期事件是炎癥引起的內皮細胞激活，可導致單核細胞與內皮細胞相互黏附，隨后轉移到內皮下。Babu等［9］在高糖誘導的人主動脈內皮細胞損傷模型中觀察到染料木素能降低細胞培養上清液中MCP-1、白介素（interleukin，IL）-8及 VCAM-1、ICAM-1的分泌，從而抑制單核細胞與內皮細胞的黏附，染料木素的這種抑制血管內皮細胞炎性反應的作用至少部分是通過促進環腺苷酸/蛋白激酶A信號通路完成的。Ji等［10］研究還表明，染料木素可通過腺苷酸活化蛋白激酶依賴機制激活核因子κB活化的巨噬細胞，減輕脂多糖誘導的腫瘤壞死因子α和IL-6的釋放，從而達到抗炎作用，進而預防AS的發生、發展。血紅素加氧酶（hemeoxygenase，HO）系統在抑制炎癥過程中具有重要作用，核因子E2相關因子2（nuclear factor E2 related factor 2，Nrf2）在HO-1的表達活化作用中具有重要作用。有研究表明，染料木素能通過活化Nrf2/HO-1，抑制氧化型低密度脂蛋白誘導的內皮細胞炎性反應［11］，防止AS的發生、發展。

2.2對內皮細胞氧化應激損傷的保護作用氧化應激及抗氧化防御失衡導致體內活性氧簇紊亂是導致機體發生病理損傷的原因之一。大量研究表明，氧自由基參與了心血管疾病的發生、發展。通常機體能通過酶系統與非酶系統產生氧自由基，脂質被組織代謝過程中產生的氧自由基過氧化形成氧化型低密度脂蛋白，脂質過氧化能促進巨噬細胞形成泡沫細胞，刺激內皮細胞釋放多種炎性細胞因子及細胞黏附分子，從而誘導血管內皮細胞和平滑肌細胞增生、移位，加重AS的發生、發展。總超氧化物歧化酶（total superoxide dismutase，TSOD）和一氧化氮合成酶（nitric oxide synthase，NOS）是體內脂質過氧化產物之一，其水平高低常可反映體內脂質過氧化程度，間接反映機體細胞受自由基攻擊的嚴重程度，故對T-SOD和NOS的影響可反映藥物抗氧化能力。賀中民等［12］研究表明，染料木素具有抗氧化作用，可顯著降低AS大鼠血清T-SOD、NOS水平，減輕大鼠AS時血管內皮細胞的氧化損傷，進而達到防治AS的作用。尹學哲等［13］也證明，染料木素能降低AS家兔脂質過氧化程度，增強低密度脂蛋白（low-densitylipoprotein，LDL）抗氧化修飾能力，對AS的防治具有積極作用。張華屏等［14］還在細胞水平上證明，染料木素可通過促進內皮型NOS表達，保護血管內皮細胞，從而達到降低AS危險性的可能。王莉等［15］也證明，染料木黃酮衍生物具有拮抗血管內皮細胞氧化應激損傷的活性。

2.3抑制血管平滑肌細胞（vascular smooth muscle cells，VSMC）增殖VSMC增生參與了許多病理過程包括血管重塑、血管內膜增生和AS的形成。有研究發現，血小板源性生長因子（platelet-derived growth factor，PDGF）可刺激增生平滑肌細胞從血管中層遷移至內膜下，且能促進總膽固醇和LDL進入細胞內，引起細胞內脂質堆積，促進膠原纖維、彈力纖維及蛋白多糖的合成，同時抑制肌凝蛋白合成，導致細胞損傷或壞死，最終導致動脈內粥樣斑塊的形成，加劇AS發展［16］。染料木素可通過阻斷G0/G1期到S期細胞周期的發展，從而抑制PDGF誘導的大鼠主動脈平滑肌細胞增殖［17］。Matori等［18］發現，給雄性鼠注射30 d染料木素，可通過雌激素受體β顯著抑制肺動脈VSMC增殖。

2.4抑制新生血管生成在胚胎發育過程中血管內皮祖細胞（血管母細胞）是形成原始血管網過程中的一個小小的毛細血管，被稱為“血管”。血管新生大多發生在斑塊的基底部和肩部，新生血管的密度與AS斑塊的生長及動脈管腔狹窄的嚴重性呈正比，因此，血管新生可促進AS的發展及其并發癥的發生［19］。新血管的形成包括激活血管內皮細胞、細胞外基質降解、內皮細胞的遷移和增殖及形成管狀結構等過程［20］。該過程由多種誘導血管生成劑及各種內源性血管生成抑制劑調節，涉及的分子包括血管內皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）、PDGF、促血管生成素、內皮抑素等。血管生成誘導劑和抑制劑不平衡可能會導致疾病的發生，如AS、心臟和腦缺血等［21］。VEGF是血管生成的重要調節因子，其受體的分泌或阻斷與抑制血管形成有關［22］。用5～50 μM劑量的染料木素可抑制VEGF刺激后人臍靜脈內皮細胞的生長，給予染料木素治療后VEGF受體——酪氨酸激酶-1表達減少，因此，可以認為，染料木素可通過抑制VEGF介導的信號轉導途徑抑制新血管生成和血管內皮細胞生長［23］。有研究探討了染料木素對乳腺癌細胞VEGF蛋白及mRNA表達的影響，結果發現，與未處理細胞比較，經染料木素處理細胞VEGF蛋白水平顯著下降，且VEGF mRNA表達水平與蛋白表達水平的變化一致。細胞外基質組成部分在細胞連接中具有舉足輕重的作用，細胞外基質成分已被證明能刺激血管生成［24］，因此，減少細胞外基質的降解可抑制新血管生成。基質金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase， MMP）-2是參與血管生成最相關的蛋白水解酶之一［25］。有研究顯示，染料木素可降低MMP包括MMP-2、MMP-3、MMP-13、MMP-15 mRNA水平［26］。

2.5減少血小板聚集，防止血栓形成AS的形成與凝血和纖溶系統異常及血栓形成密切相關。血管損傷后損傷部位凝血酶生成，促進纖維蛋白沉積和血小板黏附、聚集，釋放活性物質，這是血栓形成的重要環節。有研究發現，糖尿病大鼠長期食用染料木素后血小板聚集率顯著降低，在人體外血小板聚集實驗中染料木素能抑制腺嘌呤核苷二磷酸鈉、膠原蛋白和腎上腺素誘導的血小板聚集，表明染料木素具有抑制血小板聚集的作用［27］。Borgward等［28］研究也表明，染料木素可降低血小板聚集，且呈劑量依賴性。由于染料木素是受體酪氨酸激酶抑制劑，具有阻斷PDGF等其他生長因子的作用。血管損傷后損傷部位凝血酶生成，血小板被激活并釋放PDGF，而染料木素能通過抑制凝血酶誘導的血小板激活和凝集，進而抑制PDGF的釋放。通過抑制血小板激活和聚集［29］，染料木素可防止血栓形成進而防止AS的形成、發展。

3　小結與展望

隨著人們生活質量的日漸提升，心血管疾病患病率也逐年增加。AS是大多數心血管疾病的潛在病理基礎，嚴重危害人類健康。因此，尋找有效的策略預防和治療至關重要。

異黃酮類化合物是一類廣泛分布于植物界的天然產物，具有眾多的生物學功能，近幾十年來一直受到科學工作者的關注。染料木素是異黃酮類化合物中活性最強的一種，具有毒性低、藥源豐富等優點，廣泛應用于制藥、保健品等領域。現已有大量數據表明，染料木素可通過抑制炎性反應、對內皮細胞氧化應激損傷的保護作用、抑制VSMC增生、抑制新血管生成等作用對AS達到防治的目的。如今，染料木素從不同角度防治AS作用的機制已越來越明確，預示著人類在防治心血管疾病方面的又一大進展，相信在不久的將來，染料木素將成為防治AS的安全、有效的新興藥物。

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貴州省科技廳聯合基金重點資助項目（黔科合J字LKZ［2013］14）。

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（2015-12-16）