厚樸酚改善糖尿病心肌細(xì)胞損傷的信號通路研究進(jìn)展

李秀 劉德山

摘要：厚樸酚（magnolol，Mag）是從中藥厚樸中提取的一種含有酚羥基的生物活性物質(zhì)，是一種較強(qiáng)的自由基清除劑，可有效減輕炎癥反應(yīng)和降低脂質(zhì)積累，并在改善糖尿病心肌細(xì)胞損傷的多個信號通路中發(fā)揮作用。研究發(fā)現(xiàn)，厚樸酚主要通過抑制MAPA及NF-KB信號通路緩解炎癥損傷。厚樸酚可有效抑制 LPS介導(dǎo)的 ERK/MAPK通路的激活，同時，特定劑量范圍內(nèi)厚樸酚可以緩解 LPS刺激的細(xì)胞因子的釋放，在炎癥過程中可以通過抑制 ERK/MAPK活化來抑制炎癥發(fā)生。

關(guān)鍵詞：厚樸酚，糖尿病，信號通路

中圖分類號：R285?? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A?? 文章編號：1007-2349（2019）08-0083-03

糖尿病心肌病（Diabetic cardiomyopathy，DCM）是糖尿病（Diabetes mellitus，DM）主要并發(fā)癥之一。大量研究表明，高血糖引起的心血管并發(fā)癥可涉及心肌細(xì)胞結(jié)構(gòu)的改變、信號通路和炎癥因子的改變，持續(xù)性高血糖會誘導(dǎo)心肌炎癥因子及趨化黏附因子表達(dá)增高以及炎性細(xì)胞浸潤和聚集，隨后導(dǎo)致心肌發(fā)生一系列的損傷性病理改變[1]，因而抑制炎癥因子是緩解糖尿病心肌細(xì)胞損傷的重要方式。在炎癥發(fā)生發(fā)展過程中，干預(yù)炎癥信號通路可有效抑制炎癥因子的釋放，從而改善糖尿病心肌細(xì)胞損傷。

厚樸，味苦、辛，性溫，歸脾、胃、肺、大腸經(jīng)，具有燥濕消痰，下氣除滿的功效，臨床可應(yīng)用于濕滯傷中，脘痞吐瀉，食積氣滯，腹脹便秘，痰飲喘咳等疾病中[2]。《傷寒論》云：“發(fā)汗后，腹脹滿者，厚樸生姜半夏甘草人參湯主之”，為治療脾虛氣滯腹脹之常用方劑[3]。梔子厚樸湯載于《傷寒論》，曰“傷寒下后，心煩腹?jié)M，臥起不安者，梔子厚樸湯主之”，認(rèn)為其具有清熱除煩、寬中消滿之功，主治胸中熱郁氣滯證所見心煩、失眠等癥[4]。現(xiàn)代研究表明，厚樸的主要活性成分是厚樸酚，是一種含有酚羥基的生物活性物質(zhì)，可影響新內(nèi)膜的形成和動脈粥樣硬化相關(guān)的血管重構(gòu)過程，并具有很多有益的生物學(xué)作用，如抗菌抗炎、抗自由基、神經(jīng)保護(hù)功能、抗氧化、抗突變、腫瘤抑制等作用[5]。目前，通過實驗室、臨床發(fā)現(xiàn)的厚樸酚改善糖尿病心肌細(xì)胞損傷的信號通路有很多，厚樸酚在絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）信號通路、核轉(zhuǎn)錄因子-KB（NF-KB）信號通路、PPARs信號通路、JNK/p38信號通路等信號通路中的干預(yù)作用比較成熟，本文就近幾年有關(guān)厚樸酚改善糖尿病心肌細(xì)胞損傷發(fā)病機(jī)制中研究較多的幾條信號通路進(jìn)行綜述，總結(jié)各信號通路在糖尿病心肌病發(fā)生、發(fā)展過程中對心臟的保護(hù)作用研究概況，為進(jìn)一步深入挖掘厚樸酚發(fā)揮抗炎的作用機(jī)制提供理論依據(jù)。

1 Mag在MAPK信號通路中的作用

MAPK是炎癥信號通路的重要組成部分，在介導(dǎo)糖尿病心肌病等一系列慢性炎癥方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用，目前已知MAPK有4個主要亞族：ERK、ERK5、p38絲裂原活化蛋白激酶（p38MAPK）和JNK[6]。可降低 TNF-α處理過的血管內(nèi)皮細(xì)胞磷酸化 ERK、JNK和 p38的表達(dá)，可通過抑制 Ras依賴的促分裂 MAPK和磷脂酰肌醇3激酶/Akt信號通路，進(jìn)一步延緩血管內(nèi)皮細(xì)胞生長因子誘導(dǎo)的血管增生[7-8]。

信號通路在炎癥中起著關(guān)鍵作用，MAPK作為炎癥信號通路的重要組成部分，在介導(dǎo)DCM在內(nèi)的慢性炎癥方面發(fā)揮了主要作用。目前已知的 MAPK的4個主要亞族中，ERK、JNK和 p38 MAPK在 DCM的發(fā)生發(fā)展過程中扮演了重要角色，高血糖可有效激活心肌細(xì)胞中絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）/核轉(zhuǎn)錄因子-KB（NF-KB）炎癥通路，加強(qiáng)炎癥因子的表達(dá)，進(jìn)而發(fā)生心肌細(xì)胞肥大凋亡、膠原沉積、心肌纖維化等病理改變[9]。同時，大量體內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn)，厚樸酚可以通過調(diào)控MAPK信號通路抑制炎癥反應(yīng)從而緩解組織損傷。

2 Mag在NF-KB信號通路中的作用

NF-KB信號通路是一種多組分的信號通路，被認(rèn)為是調(diào)節(jié)促炎因子基因表達(dá)的關(guān)鍵通路，可有效促進(jìn)糖尿病心肌病的發(fā)生和發(fā)展[10-12]。NF-KB通路在炎癥信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中發(fā)揮十分重要的作用，它受IKK活化調(diào)節(jié)，IKK可促進(jìn)胞質(zhì)中的IKB磷酸化。在靜息細(xì)胞中，IKBa結(jié)合在 P65上的 DNA結(jié)合位點上，使 NF-KB以二聚體的形式存在于細(xì)胞質(zhì)中，當(dāng)炎癥發(fā)生時，IKK會使 IKB磷酸化，并從 P65的 DNA結(jié)合位點上游離下來，脫掉 IKBa的 NF-KB轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核中，從而調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄過程[13]。因此，NF-KB信號通路在心肌肥厚的發(fā)展過程中起關(guān)鍵的作用。Lee等[14]研究證實高糖能顯著激活NF-KB信號通路，進(jìn)一步調(diào)節(jié)炎癥因子表達(dá)。Lorenzo 等[15]發(fā)現(xiàn)由高糖導(dǎo)致的NF-KB激活能促進(jìn)炎癥因子表達(dá)，從而導(dǎo)致心肌組織病理損傷性改變。同時，生物合成途徑被成功激活，誘發(fā)蛋白質(zhì)O-糖基化，進(jìn)而刺激心臟肌成纖維細(xì)胞，膠原合成隨之增加。心肌細(xì)胞的眾多信使系統(tǒng)發(fā)生協(xié)同或拮抗作用，導(dǎo)致一系列二聚體轉(zhuǎn)錄因子激活，這些轉(zhuǎn)錄因子統(tǒng)稱為NF-KB轉(zhuǎn)錄因子，是胞內(nèi)最重要的核轉(zhuǎn)錄因子[16]。當(dāng)存在多重刺激因素時，NF-KB在機(jī)體介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)中可起到核心轉(zhuǎn)錄調(diào)控作用。

大量研究結(jié)果表明，Mag對NF-KB活性的抑制作用表現(xiàn)在抑制IKBα及P65的磷酸化，而不影響其總蛋白的表達(dá)[17]。NF-KB的活化一般從IKB家族蛋白的磷酸化降解優(yōu)先開始，IKB的磷酸化導(dǎo)致IKB和NF-KB分離，NF-KB入核，啟動其轉(zhuǎn)錄活性。Mag通過抑制NF-KB信號通路的活性從而預(yù)防或延緩糖尿病心肌病的發(fā)生和發(fā)展。

3 Mag在PPARs信號通路中的作用

過氧化物酶體是一種由單層膜圍繞而成的異質(zhì)性細(xì)胞器，其功能主要是清除分子氧和過氧化物，與脂類、糖類、膽固醇的代謝密切相關(guān)。自然界中的眾多脂肪酸類化合物可有效激活其受體進(jìn)而刺激過氧化物酶體增殖，這些刺激物稱為過氧化物酶體增殖物。其受體稱為過氧化物酶體增殖物激活受體[18]。PPARs是一類由配體激活的核轉(zhuǎn)錄因子，屬于核受體家族成員，其主要有3個亞型PPARа、PPARγ、PPARб，它們的功能和分布各異。其中，核受體的過氧化物酶體受體γ（PPARγ）是一個主要集成商——中央信號維持脂質(zhì)和葡萄糖穩(wěn)態(tài)，是治療2型糖尿病等一系列疾病的關(guān)鍵靶點[19]。PPARγ是一類配體激活型轉(zhuǎn)錄因子，主要功能是將體內(nèi)各種穩(wěn)態(tài)變化、炎癥或藥物等刺激轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)胞內(nèi)信號，在體內(nèi)活性物質(zhì)合成、分泌、細(xì)胞增殖、分化和能量代謝調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用[20]。

大量研究表明，PPARs與肥胖、心血管疾病、糖尿病、腫瘤關(guān)系密切，在機(jī)體內(nèi)激活 PPARs后能產(chǎn)生多種生理學(xué)效應(yīng)，如調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝、提高胰島素敏感性、抗腫瘤、保護(hù)神經(jīng)元、抑制炎癥反應(yīng)等。厚樸酚可通過與PPARγ直接結(jié)合，進(jìn)而激活其活性，同時也調(diào)節(jié)著PDK/AKT通路，有效促進(jìn)細(xì)胞外的信號調(diào)節(jié)激酶AKT蛋白磷酸化[21]。

4 Mag在JNK/p38/Akt信號通路中的作用

心肌出現(xiàn)顯著的肥大纖維化等損傷時，常伴隨 ERK、JNK和 p38 MAPK信號通路的磷酸化激活，而厚樸酚能顯著抑制上述信號分子的磷酸化，從而達(dá)到緩解 DCM炎癥性損傷的效果[22]。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)阿托伐他汀及 p38 MAPK抑制劑能有效抑制 p38 MAPK磷酸化從而阻斷下游信號分子激活，有效緩解炎癥反應(yīng)，進(jìn)一步延緩包括 DCM在內(nèi)的糖尿病并發(fā)癥的發(fā)生和發(fā)展[23]。Chen SC等[24]研究發(fā)現(xiàn)，厚樸酚保護(hù)內(nèi)皮細(xì)胞的過程如下所述，即：抑制和延緩IL-6誘導(dǎo)的磷酸化過程，從而抑制STAT3的活化;抑制IL-6介導(dǎo)的干擾素效應(yīng)元件（IRE）活化;抑制IL-6誘導(dǎo)的人單核白血病細(xì)胞-1（THP-1）細(xì)胞的黏附。

為了維持心肌的正常生理功能，糖尿病患者心肌細(xì)胞β-腎上腺素受體被激活，在其被激活后，煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶和活性氧簇合成增加，此路徑介導(dǎo)心力衰竭和心肌重構(gòu)進(jìn)一步發(fā)展，在此過程中，p38促分裂原活化蛋白激酶被磷酸化。在此過程中，厚樸酚通過PI3K/Akt信號通路調(diào)控胰島素信號通路誘導(dǎo)3T3-L1前脂肪細(xì)胞分化成脂肪細(xì)胞[25]。

5 小結(jié)

Mag作為傳統(tǒng)中藥厚樸中提取的重要活性成分之一，已被廣泛證實具有良好的抗炎活性。Mag可以通過抑制MAPK信號通路、核轉(zhuǎn)錄因子-KB（NF-KB）信號通路、PPARs信號通路、JNK/p38信號通路等信號通路的活性，較好的干預(yù)炎癥反應(yīng)和心肌病炎性損傷，加強(qiáng)糖尿病心肌病發(fā)生、發(fā)展過程中對心臟的保護(hù)作用。可有效降低炎癥因子TNF-α與IL-6表達(dá)，從而有效避免出現(xiàn)心肌的肥大和纖維化[26]。隨著外界環(huán)境、社會、藥物、情緒等多種因素對機(jī)體的影響，糖尿病心肌病的發(fā)病率在持續(xù)攀升。Mag可以通過干預(yù)多個炎癥信號通路來減少或抑制炎癥因子的釋放，在心臟保護(hù)、防治糖尿病并發(fā)癥的應(yīng)用將會有更加廣闊的臨床應(yīng)用前景。

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（收稿日期：2019-04-15）