中藥調控自噬防治心力衰竭的研究進展

張曉青，瞿慧燕，趙丹丹，楊曉利，蘭真真，楊 濤，周 華

心力衰竭指各種原因導致的心室收縮、舒張功能障礙的一類疾病，病死率極高[1-2]。初期病理改變主要為左心室形狀及結構改變，包括心肌細胞肥大、心肌代償性肥厚，病程日久，導致心肌細胞失代償，最終凋亡，發展為心力衰竭。正常水平自噬對維持細胞內環境的穩定十分重要，當自噬不足或自噬過度均可能導致疾病發生。因此，干預自噬對緩解心力衰竭癥狀及延緩心力衰竭發展具有重要的臨床意義。中藥可有效改善心力衰竭病人的臨床癥狀，其機制包括抑制氧化應激和炎癥反應、改善線粒體能量代謝、調控相關通路、對抗細胞凋亡、修復受損的心肌細胞并促進心肌細胞功能恢復?，F綜述中藥調控自噬防治心力衰竭的研究進展，以期為研發具有心肌細胞保護作用的活性成分提供依據。

1 自噬的功能及與心力衰竭的關系

自噬是真核細胞的生物學過程，由自噬體形成、自噬溶酶體形成和自噬溶酶體降解3個步驟組成[3]。正常生理條件下，自噬處于較低水平，當三磷酸腺苷(adenosine triphosphate，ATP)能量耗竭、活性氧釋放和線粒體膜通道開放誘導自噬活性迅速升高[4]。一定條件下，適度激活的自噬對細胞具有保護作用，當自噬不足或自噬過度激活時，造成細胞損傷，引發自噬性死亡[5]。心肌肥厚是心力衰竭的主要病理改變，因心肌細胞無分裂增殖能力，當機體壓力負荷和代謝需求增加時，通過激活細胞自噬增加蛋白合成和新生肌節誘發心肌肥厚[6]，而激活的細胞自噬又通過維持心肌細胞正常形態逆向阻止心肌肥厚，抑制心肌重構形成，延緩心力衰竭進展[7]。有研究顯示，心力衰竭終末期，心肌組織出現大量自噬體囊泡[8]，心肌組織自噬相關蛋白Beclin-1和微管相關蛋白輕鏈3Ⅱ(LC3-Ⅱ)表達均升高，而功能性自噬又逆向維持心肌細胞穩態[9]。心肌缺血的早期階段，自噬釋放游離脂肪酸和氨基酸，降解細胞內衰老及功能不全的細胞器及多余的蛋白質，之后通過三羧酸循環產生ATP，對心肌細胞的存活產生積極的意義；再灌注階段自噬過度激活導致自噬性心肌細胞死亡[10]。因此，自噬在心力衰竭的發生發展過程中發揮著保護作用，是導致心肌進一步損傷的原因，目前尚無統一認識[11]。

2 調控自噬防治心力衰竭的中藥

2.1 黃芪及活性成分 黃芪甲苷作為黃芪的高純度提取物，有“超級黃芪多糖”之稱，認為是黃芪中發揮抗氧化作用的主要成分，在多種氧化應激動物模型中具有顯著療效，可有效增強機體免疫力并提高機體抗病能力[12-13]。缺氧/復氧導致的H9c2心肌細胞損傷模型研究結果顯示，黃芪甲苷上調了轉錄因子GATA結合蛋白4(GATA-4)、B淋巴細胞瘤-2(Bcl-2)表達，同時下調了自噬和凋亡相關基因Beclin-1、LC3-Ⅱ、聚腺苷酸二磷酸核糖轉移酶(PARP)、Caspase-3，表明黃芪甲苷對缺氧/復氧損傷誘導的H9c2細胞凋亡和自噬具有保護作用[14]。

環黃芪醇(cycloastragenol，CAG)是從黃芪中分離的一種天然化合物，現代藥理學研究顯示，其具有抗炎、抗纖維化、內皮保護等多種藥理作用。異丙腎上腺素誘導的心肌損傷模型中，CAG通過抑制蛋白激酶1-核糖體S6蛋白激酶(Akt1-RPS6KB1)信號通路，降低去甲腎上腺素和醛固酮等多種神經內分泌因子水平，改善心臟血流動力學指標，促進心肌細胞自噬，減輕心肌功能障礙和心室重構[15]。

2.2 丹參及其活性成分 丹參酮ⅡA(tanshinone ⅡA，TSA)作為丹參的主要單體和有效成分，具有抗腫瘤、抗氧化、保護缺血再灌注(I/R)損傷等作用。TSA促使心肌細胞存活是通過誘導自噬介導的，TSA通過激活磷酸腺苷活化的蛋白激酶-雷帕霉素靶蛋白(AMPK-mTOR)信號通路促進自噬，從而改善心肌梗死后心功能。體外研究顯示，利用雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin，mTOR)激動劑MHY1485可阻斷TSA的治療作用[16]。

丹參酚酸B(salvianolic acid B，SA-B)在臨床中廣泛用于治療心肌梗死、不穩定型心絞痛、纖維化疾病等。Han等[17]通過觀察6 h內不同時間饑餓條件下誘導心肌損傷造模成功后的心肌細胞，發現自噬標志基因LC3-Ⅱ的熒光斑點較對照組增加，且隨著時間延長呈進行性增長趨勢，SA-B干預后的治療組3 h后出現自噬標志基因LC3-Ⅱ熒光斑點及細胞損傷。由此表明SA-B通過抑制自噬保護3 h內的饑餓細胞免受損傷。丹參酚酸促使自噬對急性心肌梗死的心臟發揮保護作用，從而抑制心肌梗死后心力衰竭[18]。

2.3 川芎及其活性成分 川芎嗪(tetramethylpyrazine，TMP)是川芎中的主要生物堿活性成分，川芎嗪注射液廣泛用于治療缺血性疾病。有研究顯示，TMP通過磷酸肌醇3-激酶(PI3K)/Bcl-2減輕了Beclin-1相關的自噬功能障礙，促進心肌細胞自噬通量，降低了肌酸激酶、乳酸脫氫酶活性，有效地減輕了缺氧/復氧造成的心肌損傷[19]。TMP治療緩解了缺氧引起的H9c2心肌細胞活力喪失和凋亡，TMP發揮心肌細胞的保護作用可能與下調miR-499a，上調沉默調節蛋白1(Sirt1)并激活PI3K/蛋白激酶B(AKT)通路有關[20]。

阿魏酸(sodium ferulate，SF)是川芎中的主要有機酸活性成分，以結合型存在于川芎中，通過調節自噬通量發揮心臟保護作用。腹主動脈縮窄導致的心肌肥厚模型中，給予SF連續用藥25 d，結果顯示，血管緊張素Ⅱ和內皮素1表達降低，抑制了心房鈉尿因子、蛋白激酶C-β、細胞外調節蛋白1/2表達，可能與抑制蛋白激酶C(PKC)和絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)信號通路有關[21]。川芎的有機酸活性成分在治療心血管疾病方面發揮了有益作用。Wang等[22]通過注射異丙腎上腺素制備大鼠心肌缺血損傷模型，結果顯示，給予有機酸活性成分干預后，血清乳酸脫氫酶、肌酸激酶、肌鈣蛋白水平均降低，心肌梗死面積縮小，在氧糖剝奪模型中觀察到類似結果，有機酸可抑制心肌缺血損傷誘導的自噬，表現為自噬空泡增加、LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值增加、Beclin-1表達增加及p62表達減少。PI3K抑制劑LY294002可消除有機酸對心臟的保護作用。上述研究表明SF的心臟保護作用與激活PI3K/Akt/mTOR信號通路恢復自噬通量有關。

2.4 中藥復方 周俊佟等[23]通過腹腔注射鹽酸異丙腎上腺素制備大鼠急性心力衰竭模型，并對模型組大鼠進行參附湯水煎液2 mL(100 g)灌胃干預，發現參附湯可降低Beclin-1、自噬相關蛋白5同源物(Atg5)、Caspase-3 mRNA表達，表明參附湯具有抑制細胞凋亡損傷和調控細胞自噬的作用，同時通過改進心臟功能性作用和結構形態保護急性心力衰竭大鼠心肌細胞免受損害。雷雪等[24]細胞實驗顯示，參附湯含藥血清通過降低Beclin-1、Atg5、Caspase-3 mRNA表達提高血管緊張素Ⅱ和阿霉素干預后心肌細胞存活率，進一步證實參附湯通過調控自噬保護受損的心肌細胞。

解欣然等[25]通過制備缺氧復氧心肌細胞損傷模型，對造模后心肌細胞進行參元丹(黃芪、玄參等組成)含藥血清干預，采用免疫細胞化學法觀察干預組與模型組心肌細胞Beclin-1、Caspase-3及PI3K表達，結果顯示，參元丹含藥血清通過抑制PI3K下調Beclin-1和Caspase-3 mRNA表達，減少缺血/再灌注誘導的心肌細胞自噬水平，從而抑制心肌細胞應激損傷發揮心臟保護作用。

芪丹利心丸是由黃芪、黨參、丹參、葶藶子等中藥組成，在臨床治療慢性心力衰竭中取得了良好的療效。Shi等[26]通過結扎冠狀動脈左前降支制備心力衰竭模型，對造模成功的大鼠灌胃芪丹利心丸，與纈沙坦和生理鹽水對照組比較，芪丹利心丸治療可改善左心室重構和心功能，其機制可能與調控mTOR/P70S6K信號通路、增強心肌細胞的自噬作用相關，進一步明確芪丹利心丸在心臟保護中的有效性。

Ren等[27]研究顯示，給予心肌梗死大鼠連續灌胃4周養心康片，可有效提高心臟射血分數、減少心肌細胞凋亡、減輕心肌纖維化，其機制與抑制AMPK/mTOR信號通路活化，降低p-MAPK、LC3Ⅱ/LC3Ⅰ、Beclin-1表達相關。

3 中藥調控自噬防治心力衰竭的機制研究

3.1 抑制氧自由基的生成 氧自由基包括超氧陰離子(O2-)、過氧化氫(H2O2)、羥自由基(OH)等。氧自由基具有活性強、易發生反應的特點，分為外源性氧自由基和內源性氧自由基。氧自由基的產生可破壞細胞膜、線粒體、肌質網、溶酶體，在心力衰竭發生、發展過程中發揮著重要作用。董順福等[28]通過測定丹參中總黃酮含量、抗氧化性及其清除自由基的能力，并與黃芪、人參相比，證實丹參在3種中藥中總黃酮含量最高，抗氧化性及清除超氧陰離子自由基能力最強，且丹參中所含的丹參素鈉可提高心力衰竭大鼠左室射血分數及左室短軸縮短率，降低心力衰竭大鼠死亡率[29]。人參的主要藥用有效成分人參皂苷可清除超氧陰離子自由基，增加超氧化物歧化酶活性，提高血管內皮活性。蔡鎮[30]研究顯示，中藥人參煎劑能有效擴血管、增強心功能、降低腦鈉肽水平，有效延緩心力衰竭進展。

3.2 改善線粒體能量代謝 線粒體是進行能量代謝的主要場所，也是能量代謝底物轉化與轉運的必要環節。線粒體病變及功能紊亂導致機體多系統及多器官的病理變化。陳維中等[31]研究發現，丹參素鈉注射液可改善心肌細胞能量代謝，提高心肌收縮性，從而增強心臟泵血能力并提高心排血量。張琳等[32]研究顯示，丹參素可提高大鼠離體心臟ATP含量及腺苷酸能荷值，乳酸含量降低，降低了缺血再灌注心肌組織乙酰輔酶A/輔酶A比值，抑制心肌脂肪酸氧化，調節心肌能量代謝，從而保護受損的心肌細胞。

3.3 抑制自噬相關基因的表達 參與自噬調控的基因稱為Atg，目前酵母中至少確定了32種Atg，這些基因在自噬不同階段發揮著重要作用，共同參與自噬在細胞內的整個作用過程[33]。人參皂苷Rg3可上調心肌組織Atg7和Beclin-1表達，提高了過氧化物酶體增殖物激活受體共激活因子1α(pGC-1α)和核因子E2相關因子2(NRF2)蛋白水平，促進了心肌組織線粒體適應性[34]。

4 小 結

對大鼠急性缺血和缺血再灌注模型研究顯示，缺血6 h內心肌細胞通過自噬保護受損心肌，6 h后激活機體凋亡途徑，加速心肌細胞死亡[34]。乳鼠心肌細胞缺氧研究顯示，6 h內細胞存活率較高，6 h后細胞出現自噬性死亡[35]。自噬的兩面性表明，一方面可保護受損的心肌細胞，另一方面又啟動細胞自噬性死亡。因此，明確自噬發揮心肌細胞作用的時間段至關重要。

中藥通過多靶點調節自噬，保護受損的心肌細胞，延長治療作用的時間窗。中藥活性成分豐富，具有廣闊的開發前景，隨著多學科交叉的不斷深入研究，中藥在心肌細胞保護方面發揮較大的作用，為心血管疾病的治療提供新途徑。