自噬在高血壓靶器官損害中的作用及中醫藥治療研究進展*

歐陽雅蓉，傅為武，黃彩依，羅麗瓊，黃冬歡，盧 帥，王慶高

1.廣西中醫藥大學 (南寧530001)；2.廣西中醫藥大學第一附屬醫院(南寧530023)

高血壓靶器官損害包括心、腦、腎、血管、眼底等器官功能及結構的變化，是導致動脈粥樣硬化、心肌梗死、心力衰竭、猝死、腦梗死、腦出血、腎功能衰竭等臨床并發癥的主要原因，極大地威脅著人們的生命健康。盡管大量的臨床數據證明使用血管緊張素受體拮抗劑、血管緊張素轉化酶抑制劑、β受體阻滯劑等藥物的使用可起到保護靶器官、預防心血管終點事件的作用，但是防治高血壓靶器官損害仍是目前醫學上的一大難題。自噬是指細胞內衰老、受損的細胞器及長效蛋白降解，合成生命活動所需能量的“廢物利用”的過程。目前認為自噬在高血壓靶器官損害的過程中有重要的調節作用，影響動脈斑塊形成、血管硬化、血栓形成、心肌纖維化、心室重塑、心肌肥厚、腎纖維化、腎衰竭、腦出血、腦梗死等過程。中醫藥在高血壓靶器官損害防治中具有特色作用，具有安全、高效、辨證施治的特點，可通過多成分、多靶點、多途徑干預高血壓靶器官損害。目前國內外多項研究已證明中醫藥治療可通過調控自噬對高血壓靶器官損害進行調控，因此，中醫藥調控自噬可能是高血壓靶器官損害的靶點及途徑，值得進一步深入探討。

1 自噬的基本概念

自噬是指細胞在饑餓、缺氧、營養缺乏、藥物誘導情況下，利用溶酶體清除衰老、受損、錯誤折疊的蛋白及代謝廢物的過程，通過對細胞內“廢物”的重新加工，產生氨基酸、核苷酸、糖、脂肪酸作為代謝燃料，以維持細胞的生命活動[1-2]。mTOR處于自噬過程的關鍵位置，在正常細胞內 mTOR處于激活狀態，激活的mTOR磷酸化 ATG13，抑制了 ATG13-ATG1-ATG17 復合物的形成，從而抑制細胞的自噬過程。而當細胞在營養和能量缺乏、蛋白質累積或者應激狀態等情況下，mTOR的活性會受到抑制，ATG13的磷酸化水平降低，從而導致自噬水平會迅速被誘導上調[3]。自噬的完整過程包括三個階段：首先，在缺氧、饑餓、藥物等刺激因素的誘導下，細胞質中大量由內質網、線粒體的膜結構形成的雙層膜杯狀分隔膜游離在被降解物的周圍，形成自噬前體(Pre-autophagosome)；隨后自噬相關基因促使吞噬細胞形成杯口狀結構，包裹待降解的細胞質或細胞器，形成囊泡狀的自噬體(Autophagosome)；最后自噬體與溶酶體(Lysosome)融合成自噬溶酶體(Autolysosome)，溶酶體通過水解酶的作用降解自噬溶酶體內所包裹的內容物，重新生成氨基酸、脂肪酸、單糖等簡單物質，供細胞重新利用。目前常見的可以影響自噬通路包括AMPK/mTOR通路、PI3K/AKT/mTOR通路、Ras/Raf/MEK/ERK通路。自噬是細胞進行“自我消化”的過程，基礎水平的自噬有助于清除受損細胞器，促進細胞的新陳代謝；過度的自噬則會導致細胞結構及功能的破壞，對細胞及其生命活動產生不利影響；自噬減少則導致細胞內產生的代謝廢物及受損、衰老的細胞器無法及時清除，產生細胞毒性，同樣可導致細胞的破壞死亡。

2 自噬與靶器官損害

2.1 血 管 血管損傷是高血壓常見的靶器官損害，包括內皮功能障礙、斑塊形成、動脈硬化，其中內皮功能障礙是高血壓最早期也是最重要的血管損害，是斑塊形成和動脈硬化的起始階段。Zhang等[4]研究發現高血壓患者外周血中TGF-β1的表達升高，且TGF-β1通過調節PI3KC3信號通路來抑制血管內皮細胞的自噬活性，從而調節內皮細胞的增殖、遷移、凋亡過程，加劇高血壓患者的血管內皮損傷。Tian等[5]研究證明高血壓臍靜脈內皮細胞(HUVEC)增殖和自噬減少，同時伴隨自噬相關蛋白及 AMPK、ULK1蛋白水平下調，這表明了在高血壓中HUVEC凋亡導致的血管內皮損傷，可能是由于抑制了AMPK/ULK1信號通路介導的自噬引起的。SIRT家族是血管鈣化、內皮細胞纖維化、動脈硬化中的重要調節因素。Guo等[6]研究表明SIRT6過表達促進血管對NO生物利用度，降低細胞通透性，改善內皮衰老和細胞凋亡，這個過程與促進內皮細胞自噬相關，通過增加細胞自噬減少細胞的凋亡是內皮細胞維持其正常功能的重要方式。而內皮細胞中線粒體自噬調節內皮細胞的氧化還原平衡，能夠及時清除細胞代謝產生的氧化應激產物。Li等[7]發現自發性高血壓大鼠(SHR)中SIRT3低表達，超氧化物歧化酶2(SOD2)超乙酰化和線粒體ROS過量生產，加劇了內皮細胞損傷，通過補充SIRT3可恢復內皮細胞中的自噬通量和線粒體氧化還原平衡，從而保護內皮細胞。血管平滑肌細胞是維持血管結構及張力的主要細胞成分，血管平滑肌細胞變性，是導致動脈粥樣硬化的病理學基礎。目前相關研究發現 Ang Ⅱ處理可導致平滑肌細胞自噬增強，誘導血管平滑肌細胞肥大，是調節血管重塑、導致管壁增厚和管腔狹窄的重要原因。Chen等[8]發現，Klotho基因敲除導致小鼠動脈硬化和血壓升高，同時伴有MMP-9、TGF-β1、TGF-β3的上調，而通過抑制自噬小鼠主動脈平滑肌細胞自噬可減少MMP-9、TGF-β1、TGF-β3的上調，因此推測平滑肌細胞過度自噬導致生長因子和細胞外基質的沉積，使血管壁及血流動力學發生改變。Chen等[9]發現線粒體自噬可促進線粒體的功能，通過刺激線粒體自噬可以恢復VSMC線粒體功能，抑制其增殖從而有效抑制血管重構。

2.2 心 臟 高血壓時Ang Ⅱ刺激心肌細胞肥大、線粒體損傷、炎癥反應，導致心室肥厚、心肌纖維化和心臟炎癥，是導致高血壓性心臟病和進一步發展為心力衰竭的重要原因。首先，壓力過負荷、神經遞質、生長因子導致心肌細胞肥大，進而導致左心室肥厚；其次，長期高血壓使心臟代償性地增加心室肌收縮力來增加心排出量，以克服后負荷壓力。在高血壓大鼠心臟中，AngⅡ、基質金屬蛋白酶2和TGF-β1影響高血壓心室重塑，超氧化物介導MMP-9，NF-κB的表達，調控心肌肥大和心臟炎癥的過程，加劇靶器官損害[10]。有學者通過對比高血壓左心室肥厚患者及心室正常者的數據，發現高血壓患者血清自噬相關蛋白ATG9a升高，且與左心室射血分數、左心室后壁厚度、室間隔厚度、褪黑素等相關指標相關[11-12]。黃炯華研究發現在自發性高血壓大鼠心肌肥厚中，LC3Ⅱ/Ⅰ表達上調，p62 表達下調，表明自噬升高是心肌肥厚的重要介導因素[13]。Zhang等[14]發現腎血管性高血壓誘發左心室肥大和心肌缺氧，增強細胞自噬和線粒體降解，并且抑制線粒體的生物功能，這表明心肌細胞過度自噬和線粒體功能受損是導致高血壓性心臟病的重要原因。AngⅡ是誘導心臟炎癥的重要因素，在AngⅡ誘導的高血壓心臟損傷模型中，自噬相關基因Atg5促進小鼠心臟巨噬細胞凋亡，通過降低Atg5的表達可減少心臟巨噬細胞的凋亡，調控心臟炎癥反應[15]。劉文靜[16]研究發現在AngⅡ誘導的高血壓小鼠心肌肥厚模型中，IL-12p35基因與心肌質量/體重指數相關，其可能通過JAK2/STAT4通路抑制心肌肥厚中的炎癥和自噬。在Li等[17]的研究中，Ang II輸注降低了野生型(WT)小鼠心臟中AKAP12的表達，而AKAP12敲除(KO)增強了炎癥細胞的浸潤，AKAP12缺失加速了AngⅡ誘導的心臟組織學改變和功能障礙，此外，AKAP12-/-通過促進由AngⅡ誘導的炎癥，氧化應激，細胞凋亡和自噬而加重了心力衰竭和心肌纖維化。

2.3 腎 臟 腎小球足細胞是腎小球濾過功能的基礎，足細胞損傷引發腎小球硬化，腎小球硬化是慢性腎功能衰竭的標志。在高血壓腎損害的小鼠中，足細胞肌動蛋白細胞骨架的拉伸強度降低，加劇腎小球毛細血管損傷[18]。潘明嬌[19]報道老年自發性高血壓大鼠腎小球足細胞自噬活性增強，足細胞損傷及死亡增加，通過下調自發性高血壓大鼠足細胞自噬可促進nephrin等蛋白合成，改善高血壓大鼠腎損傷。腎纖維化是高血壓時常見的腎臟并發癥，導致腎臟結構的破壞和腎功能的丟失，是導致腎功能衰竭的重要病因。腎纖維化與細胞外基質及膠原在腎臟的持續沉積有關。APJ受體與血管緊張素Ⅱ受體高度同源，是G蛋白偶聯受體家族成員之一，調控多種器官的生理病理過程，Apelin/APJ 系統在心血管系統及腎臟中調控纖維化及內皮細胞損傷過程。韋建輝等[20]證明Apelin-13 能抑制 SHR腎臟組織中細胞自噬的水平，這可能與Apelin-13 抑制腎纖維化機制有關。Pushpakumar等[21]發現使用MMP抑制劑處理后高血壓大鼠可顯著降低大鼠的平均血壓，改善腎功能指數，減少了Ⅰ型膠原蛋白的沉積，并增加了腎內血管中的彈性蛋白，減少腎纖維化，而這些作用可能是通過提高自噬實現的。在醛固酮誘發的高血壓大鼠中，通過抑制腎臟炎性細胞因子的水平，可以增加腎組織中LC3-Ⅱ的蛋白水平以及p62降解，改善腎功能的同時減輕心肌炎癥和心肌纖維化，而使用自噬抑制劑后，上述作用減弱[22]。

2.4 大 腦 高血壓可引起腔隙性腦梗死、腦梗塞、腦出血以及高血壓腦病等腦損害，高血壓患者的血壓變異性與急性腦卒中密切相關[23]。自噬是腦損傷中重要的病理學變化，目前相關研究認為過高的自噬可能在腦出血、腦梗死中起保護作用，這一觀點在高血壓引起的腦損害中同樣成立。研究發現解偶聯蛋白2(UCP2)可抑制活性氧簇(Reactive oxygen species，ROS)水平，減少氧化應激對內皮細胞的損傷；上調UCP2可減少細胞內ROS含量，增加自噬相關蛋白及細胞NO的表達、因此認為UCP2可通過增加自噬從而減少內皮細胞凋亡，通過增加NO含量減少ROS所致的氧化應激，改善血管舒張功能，從而達到預防卒中的作用[24]。Forte等[25]發現高鹽喂養的中風傾向性自發性高血壓大鼠的大腦自噬減少，且自噬功能障礙與NDUFC2下調、線粒體功能障礙和NAD耗竭有關，激活自噬改善線粒體功能，減少高血壓中風發生。在易卒中自發性高血壓大鼠中大腦組織 ATG12 高表達，抑制 ATG12 表達能夠抑制大鼠腦組織抑制 LC3 表達，促進P62的蛋白表達，抑制自噬水平，從而降低大鼠血壓，這可能與抑制大鼠腦組織氧化應激水平有關[26]。葉亮等[27]研究發現，與正常組相比，高血壓腦出血大鼠腦組織自噬小體增加，自噬抑制后增加了腦梗死面積,同時伴隨PINK1、LC3、Parkin蛋白表達量顯著降低；這說明了高血壓腦出血大鼠腦組織線粒體自噬增加可能是一種保護途徑，抑制線粒體自噬可能通過抑制線粒體的功能導致大鼠缺氧缺血情況加重。

3 中醫藥干預治療

3.1 中藥復方及針灸治療 天麻鉤藤飲及其加減變化具有平肝潛陽，滋補肝腎的功效，常用于治療陰虛陽亢型高血壓，已在臨床上廣泛證明了具有良好的降壓功效[28]?，F代藥理學機制證明其可能與抑制核轉錄因子NF-κB移位、改善炎癥反應、基因調節有關。李云攀等[29]研究表明天麻鉤藤飲通過Ca2+/AMPK/mTOR信號通路降低ANGⅡ、IL-1 等血管活性物質與炎癥介質，從而抑制內皮細胞自噬，保護血管內皮，發揮降壓作用。李超[30]發現中藥復方藤菔降壓片可改善內皮細胞損傷，其機制可能與上調血管內皮細胞的自噬水平以改善ox-LDL介導的內皮損傷有關。黃芪-丹參藥對對自發性高血壓大鼠腎損害程度改善的效果優于纈沙坦，從蛋白及mRNA層面上論證其機制，發現黃芪-丹參藥對從蛋白及mRNA水平上增加自發性高血壓大鼠腎臟AMPKα、Sestrin表達，抑制Ca MKK表達，并且該機制可能與激活AMPK通路密切相關[31]。太沖為肝臟元氣匯集之所，具有疏肝理氣、平肝潛陽的作用。百會位于巔頂，與足厥陰肝經相交，對于肝陽上亢，氣血厥逆引起的頭痛頭暈尤為敏感。紀智[32]發現電針“百會”“太沖”可有效降低自發性高血壓大鼠血壓、減輕其心肌細胞肥大及心室肥厚程度、改善心功能等，同時降低心肌細胞中ANP和AngⅡ的表達，通過對PI3K/Akt/mTOR通路蛋白的檢測，推斷電針通過激活該通路，調節心肌細胞功能，從而達到保護心臟的作用。同時，張躍[33]發現電針“百會”“太沖”可以改善自發性高血壓大鼠的心肌肥大，其機理可能與電針通過下調Beclin-1和LC3的表達，抑制心肌細胞的過度自噬，從而保護心肌細胞有關。

3.2 中藥有效成分治療 炎癥反應和氧化應激是高血壓發病的重要機理，Tain等[34]發現白藜蘆醇通過減少氧化應激，介導腎素-血管緊張素系統(RAS)以促進血管舒張，增加SIRT1表達及自噬水平對高脂飲食誘導的高血壓雄性子代大鼠腎臟起到保護作用及改善高血壓。姜黃素可通過PI3K/AKT 自噬通路降低高血壓中的血管膠原水平，改善血管重構及管腔狹窄[35]。在另一項研究中，姜黃素能夠減少血管內皮的氧化應激水平，提高內皮細胞NO產量，保護血管內皮細胞，可起到預防腦卒中的作用[24]。染料木素可減輕 AngⅡ誘導的高血壓小鼠心臟損害及減少心肌纖維化，其過程可能與減少心肌細胞自噬相關[36]。在肥胖性高血壓中，何首烏中的有效成分二苯乙烯苷可通過抑制內皮細胞自噬改善微血管的內皮功能障礙[37]。鐵皮石斛可通過抑制心肌細胞過度自噬減緩大鼠左室肥厚的進程[38]。黃連素能抑制mTOR、p38和ERK1/2信號通路，提高心肌自噬，下調轉化生長因子β1蛋白，改善自發性高血壓大鼠心室重構及心肌纖維化[39]。蟲草素可以降低Dahl鹽敏感性大鼠的中風幾率，延長生存期，這可能與自噬在中樞神經細胞中的表達降低有關[40]。

4 小 結

高血壓靶器官損害在中醫無對應的病名，當存在血管、心、腦、腎損害時，可歸屬于“脈脹”“心悸”“胸痹”“中風”“水腫”“癃閉”等范疇。高血壓血液流變學(血管阻力大、湍流)、血液成分(血脂、炎癥物質、氧化應激產物)的改變，會導致全身多個臟腑的病變。自噬可看作人體內邪正、陰陽平衡的過程。人體處于健康狀態時，自噬處于基礎水平，促進機體的新陳代謝；高血壓時，人體病邪入侵，陰陽失衡，導致自噬的紊亂。自噬不足則導致血管內的炎癥物質、氧化應激產物積累，促進動脈硬化及血栓形成；自噬過度則會導致內皮細胞破壞，導致血管損傷及靶器官受損。自噬同樣可被看作“去菀陳莝”的過程，持續的、基礎水平的自噬可清除血管內的炎癥物質及氧化應激產物，減少保護內皮細胞；可清除衰老的內皮細胞，維持血管完整性；可抑制血小板及其他細胞成分的黏附聚集，抑制血栓形成，減少心血管不良事件的發生。通過對自噬的調控，可以達到恢復自身陰陽平衡，調控高血壓靶器官損害的過程。相關研究發現中醫藥可通過多成分、多靶點、多途徑干預高血壓靶器官損害，是防治高血壓靶器官損害的有效手段。因此，通過中醫藥調控自噬是高血壓靶器官損害防治的有效手段，可為高血壓靶器官損害的防治提供創新思路。