中藥單體苦參堿（Aloperine）對肺動脈高壓疾病的治療機制

格根圖雅，徐 磊

（內蒙古醫科大學，內蒙古 呼和浩特 010050）

1 PH概述

PH是一種嚴重的多因素心血管綜合征，限制肺動脈循環的流動。特點為靜息平均肺動脈壓力≥25毫米汞柱，楔形壓力(PAWP)≤15毫米汞柱，移動時＞30 mmHg。它的特點病因眾多、起病隱匿、患病率高、危害性大。全球約1%的成年人患有PH，約有5000萬肺動脈高壓患者。未經治療的IPH患者5年和7年的生存率分別為57%和49%。PH涉及多種機制的相互作用，包括血管重構、血管收縮和血栓形成，其中血管重構為最重要的進展因素。傳統的治療主要是增強心肌收縮力、利尿、擴張肺動脈血管、緩解癥狀和增強運動耐力減輕癥狀，最佳的治療為改善肺動脈血管內皮功能、減輕增厚的血管壁，逆轉肺血管的重構。近幾年防治PH的理想的臨床藥物尚不多見。[1]

2 Aloperine的藥理學特征

肺動脈高壓（PH）的靶向藥物于1995年就開始面世了，從1995年的依前列醇（持續靜脈），1999年的一氧化氮，2001年波生坦，2002年的曲前列環素（持續皮下）；2003年的伊洛前列素；2004年的曲前列環素（靜脈）；2005年的西地那非，2007年的安立生坦，2008年的依前列醇（新靜脈劑型），2009年的他達那非、曲前列環素（吸入）聯合西地那非（靜脈），2013年的馬西替坦、Riociguat（sGC激動劑），直到目前國內應用的sGC激動劑Riociguat。靶向治療藥物起到了很重要的作用。Aloperine中藥單體通過體外和體內誘導細胞凋亡和細胞周期阻滯而發揮抗腫瘤作用，并同時具有抗纖維化、抗炎等多種作用，可有效抑制肺動脈血管的增厚、重構，控制肺動脈高壓的發展。網絡藥理學方法側重于探索網絡連接性、藥物靶點和設計最佳治療策略。在網絡藥理學中比較了心血管疾病和Aloperine的靶基因，收集了25個相同的靶基因，在氮代謝、唾液分泌、鈣信號通路、神經活性配體-受體相互作用和cGMPPKG信號通路中富集。Aloperine可通過以上途徑特別是NO-sGC-cGMP途徑治療肺動脈高壓。[2]

3 Aloperine對PH的治療作用機制總結與探討：

研究證實，應用Aloperine后低氧及MCT誘導的肺動脈高壓模型大鼠在血流動力學、病理形態學、超聲心動圖等方面均有明顯改善，通過緩解肺動脈壓力和右心室肥厚，減輕肺血管重塑，達到預防和治療PH的作用。

3.1 通過降低肺組織炎癥因子表達以治療肺動脈高壓

炎癥相關因子進入血管內，直接或間接造成肺血管壁重塑，形成PH。血管壁重塑的特征為肺血管中膜層平滑肌細胞增多和肥大，是PH持續存在且難以治療的重要因素。

2020年的研究顯示，在PH的發展中起重要作用的有IL-6和TGF-β1等炎性因子。實驗中SPF級SD大鼠口服Aloperine后，NF-κB，TNF-α和IL-1β等炎性蛋白的表達水平顯著降低。還可以降低NF-κB，Bp65，p-IKKα，p-IκBα，TNF-α和CyclinE1等炎性因子的表達水平。可明顯改善SPF級SD大鼠的肺血管內皮細胞的損傷，基本恢復內皮細胞核的形狀，改善了高爾基體和內質網的擴張。這表明苦參堿可以通過NF-κBp65信號通路改善MCT誘導的大鼠肺動脈高壓。[3]

3.2 通過抑制氧化應激反應治療肺動脈高壓。

研究證明氧化應激導致PH形成是由煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶（Nox）觸發的。在PH中，Nox2和Nox4被上調，并參予了肺動脈阻力和壓力增加的發展。2017年一項研究結果表明，Aloperine處理可以減輕氧化應激生物標志物的變化并抑制Nox2，Nox4的表達水平。大鼠實驗中，肺動脈及右心室壓力，肺部及心臟橫斷面病理形態，超聲心動圖數據方面在苦參堿治療顯示出顯著改善。[4]

3.3 Aloperine通過抑制人肺動脈平滑肌細胞（HPASMCs）的增殖、抗腫瘤的特征及抑制細胞DNA合成治療肺動脈高壓。

肺動脈血管平滑肌細胞（PASMCS）異常增殖是肺血管重塑的關鍵病理特征。2019年的一項體外實驗得出，Aloperine顯著抑制由血小板衍生的生長因子-BB誘導的人肺動脈平滑肌細胞（HPASMC）的增殖和DNA合成，阻斷細胞周期從G0/G1進展到S期，并提高總凋亡率。這些結果表明，Aloperine負調節核因子-κB信號通路活性以對PH發揮保護作用，并抑制HPASMCs增殖，因此通過負調節肺血管重構在治療PH中具有很高的價值。

2019年通過全面的生物信息學方法和體外功能分析，評估了ALO的詳細抗腫瘤機制。使用數據庫中藥分子機制生物信息學分析工具和PubChem項目，確定了ALO的潛在目標。ALO可能與細胞凋亡的誘導有關。此外，分子對接表明，ALO有望對接Bcl2蛋白的活性口袋，這表明Bcl2是ALO的直接靶標。[5]

3.4 通過調節信號通路治療肺動脈高壓

Aloperine通過調節RhoA/Rhokinsase(ROCK)信號通路抑制MCT誘導的大鼠PH。

RhoA/ROCK通路與PH有關。2017年的研究表明，Aloperine治療后，大鼠肺組織中RhoA、ROCK1、ROCK2的表達減少，ROCK2的活性抑制。RhoA是Rho蛋白中的一種富裕亞型體內家族，在細胞中起重要作用粘附，細胞生長，基因表達。該蛋白質具有各種生物效應主要是通過調節其下游Rho激酶（Rho相關的卷曲螺旋蛋白激酶，ROCK）。使用ROCK抑制劑治療可降低肺動脈壓和肺動脈高壓患者的血管阻力。

另外，通過調節肺動脈血管內皮功能+信號通路也可治療肺動脈高壓。

內皮功能障礙在肺動脈高壓發生發展過程中起重要作用，是肺動脈高壓形成的重要機制之一。

苦參堿通過調控PRMT1/ADMA/DDAH2信號通路發揮對肺動脈高壓的保護作用。苦參堿對MCT誘導的肺動脈高壓大鼠肺動脈血管的保護作用是通過調控ADMA/DDAH2信號通路，恢復eNOS的表達水平，改善內皮功能而發揮作用。ADMA是一種內源性一氧化氮合酶的競爭性抑制劑，能競爭性抑制一氧化氮合酶活性，減少一氧化氮的生成。苦參堿對肺動脈高壓的保護作用是通過調節ADMA/ DDAH2信號通路，恢復eNOS的表達水平，而使NO的生成和釋放增加，減輕了血管平滑肌的增生，從而改善內皮功能，緩解了肺動脈高壓。

4 通過Aloperine與高血壓的關系對Aloperine治療肺動脈高壓的展望

有研究表明Aloperine可治療高血壓。自發性高血壓大鼠是遺傳性高血壓動物模型，與人類原發性高血壓形成有相似之處。早期控制高血壓有益于延緩心室重構和心力衰竭的發生。在降低動脈血壓的同時又保持心輸出量及充足的血供，使靶器官免受缺氧性損害為理想的降壓藥應。研究提示，Aloperine不但能降低自發性高血壓大鼠的血壓，還能降低、左室舒張末期壓，升高左心室收縮壓和左室收縮/舒張最大速率等血流動力學指標，從而改善心臟舒縮功能，可抑制和延緩對高血壓心室的重構和心力衰竭形成。我們由此考慮Aloperine降低主動脈血壓的機制可用于降低肺動脈血壓。

在血管系統中，我們發現KCNQ5形成的通道單獨使用在血管張力方面具有影響力，因此發現是降血壓藥物的潛在靶點。Aloperine特異性活化KCNQ5，Aloperine通過S4-S5連接物精氨酸(KCNQ5 - r212)結合激活KCNQ5。[6]而在肺血管系統平滑肌細胞中，也存在KCNQ5基因，是否可通過Aloperine激活此基因運用蛋白對接的方式激活肺動脈平滑肌或內皮的一部分通路從而起到降低PH的效果。是我們的研究動力與方向。

5 Aloperine的毒副作用

通過動物實驗以及臨床試驗未曾報Aloperine的毒副作用，價格適宜，適合大部分患者肺動脈高壓類藥物的需求。Aloperine是一種很有前途的治療藥物，用于治療人類疾病，包括癌癥、肺動脈高壓。隨著研究的進展，希望能成為治療PH的中藥單體藥物，造福廣大患者。