中藥基于PPARγ抗炎防治動脈粥樣硬化的研究進(jìn)展

張曉璐 南亞昀 姜希娟 曾文赟 張悅 王雙翠 張文瀾 王一婧

(1天津中醫(yī)藥大學(xué)中西醫(yī)結(jié)合學(xué)院，天津 301617；2寧夏回族自治區(qū)人民醫(yī)院寧夏老年疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心；3天津中醫(yī)藥大學(xué)護(hù)理學(xué)院)

2016年，心血管病死亡率仍居高不下，農(nóng)村和城市心血管病死亡占全部死因的比率分別為45.50%和43.16%〔1〕。心血管疾病的主要病理基礎(chǔ)是動脈粥樣硬化(AS)，其基本病變?yōu)閯用}內(nèi)膜脂質(zhì)沉積、平滑肌增殖遷移、纖維斑塊和粥樣斑塊形成。后期的斑塊結(jié)構(gòu)復(fù)雜、易損，斑塊破裂繼發(fā)血栓形成，易引起急性臨床事件，甚至危及生命。AS發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，涉及脂質(zhì)浸潤學(xué)說、內(nèi)皮損傷學(xué)說、炎癥反應(yīng)學(xué)說及血栓形成學(xué)說等，其中慢性炎癥被認(rèn)為貫穿于AS始終。近期大量研究表明，過氧化物酶體增殖物激活受體(PPAR)γ可通過抑制炎癥反應(yīng)、改善內(nèi)皮功能、調(diào)控平滑肌增殖和遷移、促進(jìn)膽固醇逆向運轉(zhuǎn)等多靶點發(fā)揮抗AS作用〔2，3〕，尤其對炎癥反應(yīng)發(fā)揮了廣泛的調(diào)節(jié)作用，被認(rèn)為是調(diào)控炎癥反應(yīng)的關(guān)鍵點。中草藥是不良反應(yīng)較小的活性天然產(chǎn)物，具有廣泛生理功能并且能夠通過多種信號通路綜合效應(yīng)系統(tǒng)治療疾病，是抗AS理想后備藥物〔4〕。近10年來，在對中藥不斷深入的研究中發(fā)現(xiàn)多種中藥復(fù)方及其單體可作為PPARγ激動劑，發(fā)揮抗炎效應(yīng)從而防治AS。本文對中藥基于PPARγ抗炎防治AS的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 炎癥在AS中的作用

AS被廣泛認(rèn)為是由低密度脂蛋白(LDL)在血管內(nèi)沉積、氧化進(jìn)而引發(fā)的慢性炎癥性疾病。在AS發(fā)生發(fā)展中，血管局部炎癥反應(yīng)及相關(guān)炎癥因子的釋放發(fā)揮關(guān)鍵作用〔5，6〕。AS血管病變特征是局部有大量單核細(xì)胞募集、遷移并分化為巨噬細(xì)胞。巨噬細(xì)胞不斷吞噬氧化型(ox)-LDL從而使脂肪細(xì)胞變成泡沫細(xì)胞，并釋放炎癥因子，促進(jìn)淋巴細(xì)胞斑塊內(nèi)聚集。此外，AS的進(jìn)一步加重還與M1型巨噬細(xì)胞和泡沫細(xì)胞等炎細(xì)胞的聚集及促炎因子，如白細(xì)胞介素(IL)-17A、腫瘤壞死因子(TNF)-α、IL-6、單核細(xì)胞趨化蛋白(MCP)-1和活性氧的產(chǎn)生等有密切聯(lián)系〔7〕。IL-17A可通過促進(jìn)單核/巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞募集到主動脈壁從而發(fā)揮促AS炎癥的作用〔8〕。此外，張程美等〔9〕研究結(jié)果顯示ox-LDL介導(dǎo)的單核巨噬細(xì)胞(THP)-1能提高M(jìn)1型巨噬細(xì)胞重要標(biāo)志性炎癥因子，如IL-6、TNF-α、IL-1β的 mRNA表達(dá)水平。因此，可通過抑制ox-LDL的產(chǎn)生減弱M1型巨噬細(xì)胞釋放促炎因子或促進(jìn)M1型向M2型巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)變，進(jìn)而發(fā)揮抗炎功能，減慢AS慢性炎癥發(fā)展過程并延緩脂質(zhì)斑塊形成時間。由此可見，炎癥反應(yīng)在脂質(zhì)斑塊的形成和進(jìn)展中起著中心作用。

2 PPARγ的抗炎、防治AS作用

PPARγ是核激素受體家族中的配體激活受體，有PPARγ1、PPARγ2、PPARγ3和PPARγ4 4種亞型。PPARγ3、PPARγ4與PPARγ1編碼的蛋白相同，在內(nèi)皮細(xì)胞、血管平滑肌細(xì)胞、巨噬細(xì)胞及心肌細(xì)胞中廣泛表達(dá)，而PPARγ2則在脂肪細(xì)胞中廣泛存在〔10，11〕。PPARγ與配體結(jié)合后可同時調(diào)節(jié)炎性反應(yīng)和脂質(zhì)代謝，是連接炎癥和脂質(zhì)代謝的關(guān)鍵分子，在各種炎癥基因的RNA聚合酶結(jié)合位點與其他核轉(zhuǎn)錄因子發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，進(jìn)而調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)。有研究證實〔12〕，PPARγ通過抑制炎癥反應(yīng)、促進(jìn)血管內(nèi)皮功能、調(diào)控平滑肌增殖和遷移及促進(jìn)膽固醇逆轉(zhuǎn)等，發(fā)揮穩(wěn)定AS斑塊的作用。研究表明〔13〕，在AS早期和晚期，PPARγ在淋巴細(xì)胞、單核細(xì)胞分化的巨噬細(xì)胞及巨噬細(xì)胞源性泡沫細(xì)胞中均低表達(dá)〔13〕。在AS早期階段，PPARγ被激活后，IL-1β、TNF-α介導(dǎo)的血凝素樣氧化LDL受體(LOX)-1表達(dá)降低及單核細(xì)胞的黏附聚集減少，從而抑制炎癥反應(yīng)。在巨噬細(xì)胞中，特異性敲除PPARγ后，大量炎癥基因表達(dá)以致加重炎癥反應(yīng)〔14〕。Liu等〔15〕研究證實，高脂飲食誘導(dǎo)大鼠糖尿病模型中，PPARγ抑制劑GW9662進(jìn)行干預(yù)后，大鼠主動脈TNF-α、IL-1β和IL-6的蛋白表達(dá)量明顯升高，表明PPARγ具有明確的抗炎作用。

3 PPARγ通過多通路發(fā)揮抗炎作用

在炎癥反應(yīng)中，PPARγ可通過抑制炎癥信號傳導(dǎo)途徑和炎癥因子的產(chǎn)生而達(dá)到抗炎作用。相關(guān)炎癥信號通路包括核因子(NF)-κB信號通路、蛋白酪氨酸激酶(JAK)-信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子(STAT)信號通路和激活蛋白酶(AP)-1信號通路等(圖1)。 其中，NF-κB和JAK-STAT信號通路介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)可誘導(dǎo)大量炎癥因子如TNF-α、IL-6和IL-8釋放〔16〕，在AS斑塊發(fā)展中起促進(jìn)作用。

圖1 炎癥信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路

3.1PPARγ-NF-κB信號通路 NF-κB包含p50和p65 2個亞基。在靜息狀態(tài)下，NF-κB與抑制蛋白單體IκB結(jié)合，以非活性的異二聚體形式存在于細(xì)胞質(zhì)中；在炎癥信號刺激下，NF-κB p50/p65異源二聚體與IκB解離，p50/p65轉(zhuǎn)位入核并與協(xié)同活化因子p300和環(huán)磷腺苷效應(yīng)元件結(jié)合蛋白(CREB)的結(jié)合蛋白(CBP)結(jié)合，進(jìn)而與靶基因上的特定κB序列結(jié)合，激活下游IL-1β、TNF-α、IL-6等靶基因的轉(zhuǎn)錄〔17，18〕。近期研究發(fā)現(xiàn)，PPARγ是NF-κB的上游調(diào)控信號，可抑制NF-κB介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)〔19〕。PPARγ激活后可直接與二聚體p65/p50結(jié)合，形成轉(zhuǎn)錄抑制復(fù)合物，抑制NF-κB信號傳導(dǎo)及DNA合成〔20〕，降低IL-1β、TNF-α等炎癥因子的表達(dá)，抑制血管炎癥反應(yīng)。PPARγ可通過競爭結(jié)合p300和CBP而抑制NF-κB的轉(zhuǎn)錄〔21〕。此外，PPARγ還可通過調(diào)控NF-κB信號通路，抑制基質(zhì)金屬蛋白酶和黏附分子等炎癥因子表達(dá)從而防治AS〔22〕。

3.2PPARγ-JAK-STAT信號通路 JAK-1通過交互自身磷酸化激活，繼而JAK-1分別激活STAT1和 STAT2。STAT1形成同源二聚體后與協(xié)同活化因子CBP或p300結(jié)合，在細(xì)胞核內(nèi)可形成炎癥信號通路，從而調(diào)控下游細(xì)胞間黏附分子(ICAM)-1等炎癥因子表達(dá)〔23〕。有研究表明，ICAM-1是內(nèi)皮活化的表面標(biāo)志物，在促炎癥反應(yīng)過程中起關(guān)鍵作用，其表達(dá)與AS發(fā)生發(fā)展有密切關(guān)系〔17〕。當(dāng)PPARγ與配體結(jié)合并被激活后，PPARγ-類視黃醇X受體(RXR)異二聚體可與STAT1競爭性結(jié)合CBP及p300，從而使STAT1的活化受阻，抑制ICAM-1、IL-1β、IL-6、TNF-α，干擾素(IFN)-γ等促炎因子的合成與釋放。此外，相關(guān)研究表明IFN-γ高表達(dá)可活化JAK-STAT通路，并誘導(dǎo)TNF-α分泌。PPARγ通過抑制JAK-STAT通路，阻斷IFN-γ的表達(dá)，切斷惡性循環(huán)，從而抑制炎癥反應(yīng)〔20〕。

3.3PPARγ-AP-1信號通路 AP-1是一種核轉(zhuǎn)錄因子。在炎癥反應(yīng)中，AP-1可促進(jìn)細(xì)胞因子和黏附因子等炎癥因子的合成。PPARγ可通過與AP-1競爭結(jié)合協(xié)同活化因子CBP和p300，抑制AP-1信號通路，這一過程與PPARγ-JAK-STAT炎癥信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路相似〔24〕。研究發(fā)現(xiàn)，TNF-α可激活A(yù)P-1并產(chǎn)生一系列炎癥因子，而PPARγ的抑制劑GW6471則可逆轉(zhuǎn)這一作用〔25〕，提示PPARγ可通過抑制AP-1信號通路減少炎癥因子表達(dá)，從而達(dá)到抗炎、抗AS的作用。

4 PPARγ的中醫(yī)藥干預(yù)

傳統(tǒng)中醫(yī)并無AS之名，其屬于“真心痛”“心悸”“胸痹”“眩暈”“中風(fēng)”等范疇。因此該病為本虛標(biāo)實之證，以脾腎虧虛為本，痰瘀毒互結(jié)為標(biāo)。益氣活血、清熱解毒為其主要治則。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的抗炎與傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)的清熱解毒殊途同歸。許多學(xué)者對大量中藥進(jìn)行研究，以探討PPARγ通過抗炎作用達(dá)到抗AS的作用〔26〕，中藥有許多活性成分、單體及中藥復(fù)方湯劑能夠激活或上調(diào)各種組織的PPARγ基因表達(dá)，從而抑制免疫炎癥反應(yīng)。通過中藥對PPARγ信號傳導(dǎo)通路的作用達(dá)到抗AS的作用機(jī)制取得了較大進(jìn)展。本文將近10年基于PPARγ靶標(biāo)改善炎癥的中藥單體或復(fù)方等進(jìn)行總結(jié)(圖2)。發(fā)現(xiàn)中藥復(fù)方及其單體干預(yù)的動物模型主要集中于ApoE-/-小鼠AS模型、糖尿病動物模型和泡沫細(xì)胞和脂肪細(xì)胞等細(xì)胞模型；干預(yù)靶點主要集中于PPARγ及與之相關(guān)的NF-κB、TNF-α、IL-6，此外還包括MCP-1、ATP結(jié)合盒轉(zhuǎn)運體(ABC)A1、肝X受體(LXR)α、脂聯(lián)素、IL-1、IL-1β、IL-2、腺苷酸激活蛋激酶(AMPK)等。

圖2 中藥單體/復(fù)方基于PPARγ靶標(biāo)改善炎癥、抗AS的模型及靶點

綜上，AS發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，其致病因素尚不明確。通過對其多水平、多層次研究的梳理，發(fā)現(xiàn)可通過上調(diào)PPARγ的表達(dá)，調(diào)控NF-κB、JAK-STAT及AP-1等相應(yīng)炎癥信號通路，進(jìn)而干預(yù)多種促炎因子，如TNF-α、IL-6和IL-8等的基因表達(dá)，控制炎癥反應(yīng)程度，發(fā)揮抗AS作用。基于PPARγ發(fā)現(xiàn)抗AS的理想藥物，還需將目前相關(guān)研究進(jìn)一步細(xì)化和深入研究。