天然藥物有效組分抗心肌缺血的研究進展

阿卜杜柯尤木·吐爾渾 綜述，王 碩，劉采艷，于曉瑾，韓 華 審校

(黑龍江中醫藥大學藥學院，黑龍江 哈爾濱 150040)

天然藥物中具有多種抗心肌缺血有效組分，如萜類、多酚類等化合物，亟待研究與開發。萜類化合物能夠調節心肌酶的表達，降低心肌缺血組織中脂質過氧化物的水平。多酚類化合物可調控心肌細胞內Ca2+水平，減輕心肌缺血導致的Ca2+過載；生物堿類化合物能夠逆轉心肌纖維化，恢復心臟功能；糖苷類、有機酸等多種有效組分都具有心肌保護作用，可協同減輕心肌缺血及心肌缺血再灌注(I/R)導致的損傷。I/R損傷是心肌缺血致死的主要原因之一。通過查閱國內外文獻資料，抗心肌缺血天然藥物有效組分的藥理作用及相關信號通路近期相關研究如下所述[1-2]。

1 抗心肌缺血天然藥物的有效組分

目前研究表明，抗心肌缺血天然藥物有效組分可分為萜類、多酚類、生物堿類等，能夠發揮多種生物活性保護心肌，如逆轉心肌纖維化、提升心肌細胞活性等，各類天然藥物有效組分的具體心肌保護作用如下。

1.1抗心肌缺血的萜類化合物 萜類化合物是抗心肌缺血天然藥物研究領域中的研究重點，例如丹參酮、銀杏內酯、香葉醇等均具有顯著的心肌保護作用。心肌缺血及I/R會導致心肌細胞內心肌酶水平和Ca2+水平發生改變，造成心肌功能障礙。丹參酮ⅡA是丹參中的一種萜類化合物，CHEN等[3]研究發現，經其處理后，明顯降低了I/R導致的大鼠心肌組織中丙二醛(MDA)、脫氫氧化酶(LDH)、活性氧(ROS)的升高水平。故丹參酮ⅡA能夠保護心肌免受損傷。

藏花醛為藏紅花中的一種萜類化合物。XUE 等[4]研究結果表明，藏花醛可明顯降低心肌缺血大鼠心肌細胞內Ca2+水平，耗氧量降低，細胞凋亡率下降。藏花醛還降低了心肌缺血大鼠模型血清中肌酸激酶(CK)、MDA、ROS水平，并增加超氧化物歧化酶(SOD)的活性，減輕心肌組織的氧化應激，減少心肌缺血損傷。銀杏內酯為銀杏葉中的一種二萜類化合物，有A、B、C等多種類型。ZHANG等[5]研究發現，I/R大鼠模型腹腔內注射銀杏內酯C后，其心肌梗死面積減少、心肌細胞線粒體功能障礙得到逆轉，且銀杏內酯C給藥組的浸潤性和黏附性中性粒細胞總數明顯降低，組織病理學評分減少，機體損傷減輕。

1.2抗心肌缺血的多酚類化合物 多酚類化合物對心血管系統生物活性較強，具有抗炎、逆轉心肌纖維化、抑制氧化應激損傷、調節胞內Ca2+水平等作用。BI 等[6]實驗研究發現，心肌缺血大鼠模型經梓醇預處理后，血流動力學參數明顯發生改變，說明梓醇具有良好的抗心肌缺血和心肌保護作用。高良姜素為高良姜中富含的酚類化合物。THANGAIYAN 等[7]研究表明，高良姜素可逆轉異丙腎上腺素(ISO)誘導大鼠所致血清中谷草轉氨酶(AST)、谷丙轉氨酶(ALT)、肌酸激酶同工酶(CK-MB)水平的增加，并且還能抑制心肌中膠原蛋白積聚，逆轉心肌纖維化。HU等[8]研究發現，經木犀草素預處理后I/R大鼠模型體內肌漿網Ca2+ATP酶(SERCA2a)的表達水平升高，其通過調節I/R大鼠心肌細胞內SERCA2a的水平，進而調節Ca2+的攝入，恢復大鼠的心臟收縮功能。由此可知，木犀草素可調節胞內Ca2+水平，減輕I/R損傷，起到保護心肌的作用。

1.3抗心肌缺血的生物堿類化合物 苦參堿是一種活性較強的生物堿。GUO等[9]研究發現，I/R大鼠模型經苦參堿治療后，心肌梗死面積減少，心肌組織中LDH的釋放減少。體外實驗表明，苦參堿可使經缺氧/復氧培養H9C2細胞活力明顯增強，LDH釋放減少和CK活性降低，抑制了心肌細胞凋亡。其他研究表明，苦參堿還具有抗心肌纖維化的作用。綜上，苦參堿可以減輕心肌缺血損傷，保護心肌功能。小檗堿可調節自噬相關蛋白的表達，誘導細胞增殖和自噬體形成，并降低心肌細胞中線粒體膜電位的增加，抑制細胞凋亡。ZHU等[10]研究發現，小檗堿可減少I/R大鼠模型的心肌梗死面積，顯著降低血清中CK-MB、LDH、AST水平，逆轉心臟功能障礙。YANG等[11]研究表明，川芎嗪降低了心肌缺血大鼠血清中促炎性細胞因子的水平，如IL-1β、IL-6和TNF-α等，減輕機體的炎性反應。降低血清中CK、LDH的水平，增加SOD水平，機體氧化應激損傷減輕，對心肌缺血損傷大鼠具有心肌保護作用。

1.4抗心肌缺血其他類化合物 藻藍蛋白是一種螺旋藻的提取物。丁演鸝等[12]研究發現，藻藍蛋白可清除I/R產生的自由基，使SOD水平升高，MDA、CK-MB水平降低。I/R大鼠模型經藻藍蛋白治療后，p27、p21表達升高。p27、p21對于缺血心肌組織的重構起關鍵調控作用。由此可知，藻藍蛋白能夠通過清除自由基和調節缺血心肌組織重構相關因子，抑制I/R所導致的機體損傷。

丹參中除脂溶性的萜類化合物丹參酮外，水溶性的丹酚酸同樣具有良好的心肌保護作用。GAO等[13]研究表明，丹酚酸B可逆轉ISO誘導小鼠心肌纖維化程度，恢復心肌功能。CHEN等[14]研究發現，對結扎左冠狀動脈前降支的大鼠給予白藜蘆醇，其心臟功能明顯改善。DOS SANTOS等[15]研究發現，心肌缺血大鼠經松蘿酸的β-環糊精包合物治療后，心臟功能恢復，細胞損傷標志物的釋放減少，具有心肌保護作用。

2 抗心肌缺血天然藥物有效組分相關作用信號通路

天然藥物有效組分可作用于多種信號通路，減輕心肌缺血及I/R損傷。PI3K/AKT、Nrf2/HO-1、NF-κB 3種信號通路相關信號因子為抗心肌缺血天然藥物有效組分主要作用位點。PI3K/AKT通路影響細胞的多種生理功能，心肌缺血會降低心肌細胞內PI3K和AKT的磷酸化水平，影響心肌細胞內微小RNA(microRNA，miR)的表達。核轉錄因子E2相關因子2(Nrf2)是調控細胞氧化損傷的關鍵轉錄因子，影響其下游血紅素加氧酶-1(HO-1)等抗氧化酶的表達。天然藥物有效組分可調節Nrf2/HO-1通路，從而發揮抗氧化、抑制細胞凋亡等作用，保護心肌免受損傷。NF-κB可調控多種細胞生理功能，在細胞的炎性反應中起決定性作用。心肌缺血會導致炎癥因子如TNF-α、IL表達增加，故天然有效組分也可通過調節NF-κB信號通路，進而減輕心肌缺血損傷。各類天然藥物有效組分所作用的具體相關信號通路概述如下。

2.1抗心肌缺血萜類化合物作用信號通路 ZHANG等[16]研究表明，采用不同濃度的靈芝酸A處理缺氧培養的H9C2細胞后，細胞活力增強，凋亡受到抑制。經Western blotting分析可知，靈芝酸A通過上調miR-182-5p、下調PTEN，調節PI3K/AKT信號通路，抑制心肌細胞的失活和凋亡。其他研究表明，香茅中的香葉醇可通過調節Keap1/Nrf2/HO-1通路，增加心肌損傷大鼠模型心肌細胞中Nrf2的核積累及HO-1的mRNA和蛋白表達水平，還調節了PI3K/AKT信號通路，進而減輕大鼠心肌損傷。YOUNIS等[17]研究發現，β-石竹烯下調TLR4及其銜接蛋白MyD88的表達，對于NF-κB信號通路具有抑制作用，減輕心肌炎性反應。恢復ISO導致的大鼠心臟功能障礙，減小心肌梗死面積。ZHANG 等[5]研究發現，銀杏內酯C對于缺氧復氧處理心肌細胞的CD40表達具有抑制作用，進而抑制p65亞基的易位性、IκB-α的磷酸化及活性。降低NF-κB信號通路下游炎癥因子的表達，增強心室肌細胞對炎癥損傷的耐受性。

2.2抗心肌缺血多酚類化合物作用信號通路 ZHANG等[18]研究發現，風輪菜總黃酮通過誘導AKT的磷酸化，激活Nrf2/HO-1信號通路。從而增強Nrf2的核轉運并增加HO-1的表達，增強細胞的抗氧化防御能力，保護心肌免受損傷。GU 等[19]研究發現，斯皮諾素能抑制細胞糖原合成酶激酶-3β(GSK-3β)磷酸化，上調Nrf2/HO-1通路的活性，增加Nrf2和HO-1的釋放，顯著減輕心肌組織氧化應激，減少細胞凋亡。WANG 等[20]研究發現，葛根素能夠降低I/R小鼠心肌組織中TNF-α水平，調節NF-κB信號通路，降低NF-κB、caspase-1、IL-1β的水平，顯著減輕I/R導致的炎癥損傷。其他研究表明，山奈酚可下調miR-15b的表達，TLR4是miR-15b的靶蛋白，進而減輕糖氧剝奪(OGD)培養導致的心肌細胞炎癥。還能夠升高PI3K和AKT的磷酸化水平，激活PI3K/AKT信號通路，抑制OGD培養導致的心肌細胞凋亡。

2.3抗心肌缺血糖苷類化合物作用信號通路 XING等[21]研究發現，缺氧造成H9C2細胞中miR-21的表達增加，給予天麻素會進一步上調miR-21的表達，下調PTEN表達，激活PTEN/PI3K/AKT通路，抑制心肌細胞的凋亡。天麻素可減輕H9C2細胞的缺氧損傷，能夠保護心肌細胞免受缺氧損傷。PAN等[22]研究發現，當歸多糖能夠下調缺氧培養H9C2細胞miR-22表達，激活PI3K/AKT信號通路增加PI3K和AKT的磷酸化程度，抑制細胞凋亡。WEI等[23]研究發現，經黃芪甲苷Ⅳ腹腔給藥后的I/R大鼠模型體內AKT磷酸化水平升高，激活PI3K/AKT通路，減輕大鼠I/R損傷心肌梗死面積減小。YU等[24]研究表明，莫諾忍冬苷能夠降低心肌細胞中TNF-α、IL-1β的水平，抑制NF-κB信號通路的作用,減少心肌細胞炎癥損傷。

2.4抗心肌缺血其他化合物作用信號通路 LI等[25]研究發現，龍血竭提取物能夠激活PI3K/AKT信號通路，增加PI3K、AKT磷酸化水平，并調節其下游靶標因子的表達，包括血管內皮生長因子、血管緊張素等，改善心臟功能。SHI等[26]通過實驗表明，蘇木酮A可調節Keap1/Nrf2/HO-1途徑，下調Keap1導致Nrf2積累，增強Nrf2轉錄活性，進而導致HO-1的表達增加，減輕I/R所致的氧化應激反應。蘇木酮A抑制了I/R導致的心肌細胞凋亡，顯著改善了心臟功能。其他研究表明，紅沒藥醇可抑制NLRP3炎性體激活和TLR4-NFκB/MAPK信號通路，改善溶酶體功能障礙和自噬，減輕心肌缺血引起的氧化應激和炎癥[27]。

3 小結與展望

隨著抗心肌缺血天然藥物研究的發展，越來越多的天然有效組分被發現具有良好的心肌保護作用。上述研究表明，萜類化合物如銀杏內酯、丹參酮ⅡA等，多酚類化合物如梓醇、山奈酚等，生物堿類化合物如苦參堿、小檗堿等；糖苷類化合物如當歸多糖、黃芪甲苷Ⅳ等，這些天然藥物有效組分可調控miR、PI3K等細胞內生物信號因子的表達水平。分別通過作用PI3K/AKT信號通路，調節心肌細胞內凋亡相關蛋白的表達，抑制缺血心肌細胞凋亡；作用Nrf2/HO-1通路，調節抗氧化酶的表達，抑制細胞的氧化應激反應；作用NF-κB信號通路，減少炎癥因子的表達，減輕缺血心肌細胞的炎性反應。總之，天然藥物可調節多種信號通路，起到抗炎、抗氧化等作用減輕心肌缺血損傷。

各類天然藥物有效物質的具體信號通路作用位點雖然不同，但所作用的信號通路上下游相互之間具有交叉位點。由此可知，天然藥物中的各有效組分對于心肌缺血及I/R損傷，具有潛在的協同治療作用。在分子水平，進一步可闡明天然藥物在臨床應用中常采用中藥復方配伍方式治療的內在機制。綜上研究結果，天然藥物展現出對于心肌缺血治療不可替代的重要價值。期待日后對抗心肌缺血天然藥物的研究更加豐富深入，能夠挖掘出更多具有抗心肌缺血的天然有效組分，為我國傳統中藥治療心肌缺血的現代化研究和中藥現代化發展帶來希望。