麥冬皂苷D 抗心血管疾病作用機制研究進展

陳志國，杜瑞娟，卞 華

（南陽理工學院張仲景國醫國藥學院，河南省張仲景方藥與免疫調節重點實驗室，河南 南陽 473004）

麥冬為百合科植物麥冬Ophiopogonjaponicus（L.f.）Ker-Gawl.的干燥塊根，味甘、微苦，微寒，歸心、肺、胃經，具有養陰生津、潤肺清心之效［1］。其所含的化學成分包括甾體皂苷、高異黃酮、多糖、揮發油等，其中甾體皂苷具有多種藥理活性。麥冬皂苷D 是從中藥麥冬中提取的一種甾體皂苷類單體，其分子式為C44H70O16，相對分子質量854.466，為白色結晶粉末，易溶于乙醇、水，不溶于丙酮、石油醚等非極性溶劑。藥理研究表明，麥冬皂苷D 在延緩衰老、改善學習記憶障礙、抗心腦血管疾病、抗腫瘤、抗炎、免疫調節等多方面均能發揮作用，尤其在心血管疾病方面的研究頗多［2］。心血管疾病仍然是頭號殺手疾病，每年奪走1 790 萬人的生命，占世界總死亡人數的31%［3］。本文根據近年來的相關研究報道，對麥冬皂苷D 抗心血管系統疾病的藥理作用進行綜述，以期為其深入研究和利用提供參考。

1 心肌細胞、內皮細胞的保護作用

1.1 調控內質網應激 內質網應激是細胞為應對內質網腔內錯誤折疊、未折疊蛋白聚集、鈣穩態失衡等狀況，而激活未折疊蛋白反應（unfolded protein response，UPR）、內質網超負荷反應、caspase-12 介導的凋亡通路等信號途徑的反應過程。內質網應激既能誘導葡糖調節蛋白78 （glucoseregulated protein 78，GRP78，也稱Bip）、GRP94 等內質網分子伴侶表達從而產生保護效應，亦能獨立地誘導內源性細胞凋亡，最終影響應激細胞的轉歸，如適應、損傷或凋亡。心血管疾病中發生的代謝紊亂、缺氧、炎癥等病理生理學因素均會引發內質網應激［4-6］。同時，內質網應激誘導炎癥和氧化應激，適應不良的未折疊蛋白反應誘導的凋亡。

各種細胞壓力，如未折疊蛋白的過度積累、氧化應激、病毒感染、葡萄糖缺乏和內質網鈣離子耗竭，都可能導致內質網應激。為了減輕這種壓力，內質網觸發UPR。UPR由多種內質網跨膜受體蛋白介導，如包括肌醇需求蛋白1（inositol-requiring kinase 1，IRE1）、RNA 激活的蛋白激酶樣內質網激酶（RNA-activated protein kinase-like ER kinase，PERK）、激活轉錄因子6 （activating transcription factor 6，ATF6）。這些受體蛋白的激活升高了內質網伴侶蛋白（如GRP78、GRP94） 表達。然而，如果過度或長期的應激則會導致內質網功能嚴重受損，需要通過激活C／EBP 同源蛋白（C／EBP homologous protein，CHOP）、c-Jun NH2 末端激酶（JNK） 或caspase-12 來觸發凋亡途徑［7］。研究表明，在許多疾病中（如心力衰竭） 存在內質網應激介導的細胞凋亡發生。

張光晨等［8］研究表明，異丙腎上腺素可誘導H9c2 細胞內質網應激標志蛋白Bip、PERK 表達升高，而預先給予麥冬皂苷D 處理，蛋白表達升高的趨勢被逆轉。研究還表明，麥冬皂苷D 可以降低阿霉素所致ATF6α、Bip、CHOP蛋白表達升高，對心肌細胞有保護作用［9］。雖然麥冬皂苷D'和麥冬皂苷D 同為麥冬中的皂苷成分且為同分異構體，但兩者在藥理效應存在明顯差異。麥冬皂苷D'對心肌細胞有較強毒性［10］，會引起心肌細胞以p-PERK、Bip 蛋白升高為標志的內質網應激增強，以及以CHOP、磷酸化真核起始因子2α （p-eIF2α）、激活轉錄因子4 （ATF4） 升高為特征的細胞凋亡增多，而麥冬皂苷D 能對抗麥冬皂苷D'所致上述心肌細胞損傷［11］。

1.2 抑制細胞凋亡 細胞凋亡是由多種基因決定的細胞主動的、有秩序的死亡過程。細胞凋亡路徑主要有3 種，包括內源性線粒體途徑、外源性死亡受體途徑、內質網途徑。其中，線粒體途徑是最主要的細胞凋亡路徑。相關研究表明這3 條細胞凋亡途徑是相互關聯的，且都由同一種蛋白酶——半胱氨酸蛋白酶（caspase） 家族連接［12］。

1.2.1 與CHOP、JNK／C-Jun、caspase 相關 CHOP 也稱DNA 損傷誘導轉錄因子3 （DNA damage inducible transcript 3，DDIT3），在細胞凋亡、自噬和分化過程中起重要作用。CHOP 在內質網應激時表達升高，被認為是內質網應激啟動細胞凋亡的標志性蛋白。caspase 即半胱天冬酶，是在程序性細胞死亡中起重要作用的蛋白酶家族，在人類中已經確認的有12 種，鼠中有10 種。JNK 即c-Jun 氨基末端激酶，屬于有絲分裂原活化蛋白激酶（MAPK） 家族，對細胞因子、紫外線照射、熱休克、滲透休克等應激刺激有反應，同時在T 細胞分化和細胞凋亡途徑中發揮作用。c-Jun是一種由JUN基因編碼的轉錄因子，它通過JNK 途徑的雙重磷酸化而激活，從而具有抗凋亡活性。

研究顯示，在血管緊張素（Ang Ⅱ） 處理的H9c2 細胞中，CHOP、p-JNK 和裂解caspase-12 表達升高，麥冬皂苷D 處理能抑制這些標記物的升高，同時麥冬皂苷D 能升高正常H9c2 細胞中CYP2J3 表達和14，15-DHET 水平［13］。Qian 等［14］研究表明，H2O2處理使細胞凋亡小體增加，而麥冬皂苷D 預處理后會減少，60 μmol／L 麥冬皂苷D 幾乎完全消除了H2O2的促凋亡作用；麥冬皂苷D 能夠降低由H2O2誘導的caspase-3、caspase-9 mRNA 表達和酶活性升高，至少部分地通過轉錄調控來阻斷線粒體凋亡級聯反應的激活。黃小燕等［15］用HUVECs 考察麥冬皂苷D 的效用，Ang Ⅱ可誘導JNK 和c-Jun 磷酸化蛋白表達升高，麥冬皂苷D 處理后，其磷酸化蛋白表達降低，可知，麥冬皂苷D可通過抑制細胞凋亡而保護血管內皮細胞。

1.2.2 與Bax、p-eIF2α、ATF4 相關 Bax 也稱為Bcl-2 樣蛋白4，是Bcl-2 蛋白家族中第一個被鑒定的促凋亡成員。真核起始因子2α （eukaryotic initiation factor 2α，eIF2α） 作為eIF2 中的調節亞基，參與細胞的生長、增殖和細胞周期的調控，最近的研究證實，eIF2α 參與調節動脈粥樣硬化等心血管疾病形成。

研究表明，麥冬皂苷D 能夠降低由異丙腎上腺素誘導的H9c2 細胞的CHOP、p-eIF2α、Bax、caspase-12 水平升高，降低細胞凋亡率，提高H9c2 細胞存活率［8］。麥冬皂苷D 能夠對抗麥冬皂苷D'誘導的心肌細胞AFT4、CHO、peIF2α 蛋白表達升高，減輕麥冬皂苷D'所致心肌細胞損傷［11］。

1.3 減輕炎癥反應 核因子κB （nuclear factor kappa-B，NF-κB） 是一種重要的核轉錄因子，在生物體內參與調節細胞分化、凋亡過程，并且參與調節炎癥反應和免疫應答等重要的病理生理過程。NF-κB 家族包括RelA （p65）、RelB、c-Rel、p50 （NFκB1）、p52 （NF-κB2）。在靜息狀態時，NF-κB 二聚體與抑制蛋白（IκB） 組成異源三聚體，以無活性狀態貯存在細胞質內，當細胞受到外界信號刺激時，IκB 激酶（即IKK 復合體） 誘導IκB 蛋白磷酸化并降解，而NF-κB 二聚體發生核易位，進入細胞核的NF-κB 與DNA 序列結合，誘導靶基因的轉錄。

NF-κB 的活化可通過經典和非經典的刺激途徑而激活。NF-κB 激活的經典途徑主要是致炎細胞因子［如腫瘤壞死因子（TNF-α）、白介素-1 （IL-1）］、可與Toll 作用的病毒產物等，與相應受體結合后刺激NF-κB 二聚體與IκB 分離從而進入細胞核進行基因轉錄；非經典通路的啟動源自CD40、B 細胞活化因子（BAFF） 和淋巴毒素β （LT-β）的刺激，通過激活IKKα 使p100 （p52 的前體蛋白） 磷酸化，促進p52-RelB 二聚體的形成及其向核的轉位。研究表明，NF-κB 經典通路通過調節HIF-1、炎癥因子、細胞凋亡因子水平在心肌肥厚的發生發展中起重要作用［16］。

趙玲琳等［17］研究發現，H9c2 細胞先缺氧處理11 h（5% CO2、94% N2、1% O2），恢復氧4 h，構建缺氧復氧心肌細胞損傷模型，麥冬皂苷D 能夠降低炎癥因子TNF-α、IL-1β 水平，減緩由缺氧復氧誘發的心肌細胞炎癥損傷。另有研究表明，H2O2能增加HUVECs 中TNF-α、IL-6 生成，麥冬皂苷D 預處理抑制TNF-α、IL-6 的釋放；H2O2誘導的TNF-β、IL-6、RelAmRNA 表達升高分別為8.14 倍、4.77倍、1.53 倍，而麥冬皂苷D 則降低了這些基因的表達［14］。Huang 等［18］研究發現，麥冬皂苷D 通過增加HUVECs 中CYP2J2／EETs 和過氧化物酶體增殖物激活受體（PPARs）水平，抑制Ang Ⅱ誘導的NF-κB 核轉位、IκBα 降低和促炎癥細胞因子（TNF-α、IL-6、VCAM-1） 的激活，具有保護內皮細胞的作用。

另有研究表明，Ang Ⅱ處理H9c2 細胞后，與對照組比較，p-IkBA、Rel-A、p-RelA 蛋白表達升高，而麥冬皂苷D預處理，能抑制Ang Ⅱ對這些蛋白的影響［19］。麥冬皂苷D對血Ang Ⅱ誘導的在體心肌肥大有緩解作用，如接受AngⅡ灌注的大鼠表現為腎血管性高血壓，隨后出現心肌肥厚，如心肌細胞橫截面積增加，左心室收縮末期內徑（LVESD）、左心室舒張末期內徑（LVEDD） 下降，麥冬皂苷D 能夠逆轉這些指標，對抗Ang Ⅱ誘導的心肌肥厚。總之，麥冬皂苷D 對減輕心肌肥厚有積極作用，其機制可能是通過升高CYP2J3 表達和抑制NF-κB 表達來抑制炎癥。

1.4 減輕氧化應激 氧化應激是指體內氧化與抗氧化作用失衡的一種狀態，傾向于氧化狀態，常導致中性粒細胞炎性浸潤，蛋白酶分泌增加，產生大量氧化中間產物。氧化應激是由自由基在體內產生的一種負面作用，并被認為是導致衰老和疾病的一個重要因素［20-21］。有證據表明，氧化應激在心血管疾病的進展中起著重要作用［22-23］。與其相關的酶類主要包括過氧化氫酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）、乳酸脫氫酶（LDH）、血紅素加單氧酶（HO-1）等，另外丙二醛（MDA）、一氧化氮（NO） 等產物的水平是氧化應激高低的標志。

1.4.1 與SOD、LDH 相關 活性氧（ROS） 是含氧的高活性化學物質，由SOD、CAT 等特定抗氧化酶活性控制［24］。MDA 是脂質過氧化的產物之一，其可加劇細胞膜的損傷，是反映細胞氧化應激損傷的重要指標。研究表明，當心肌細胞中大量ROS 累積，導致NO 釋放，正常的脂質發生過氧化產生過量的MDA，會增加心肌細胞膜的通透性，誘發LDH 等物質大量外泄，最終導致心肌細胞凋亡［25-26］。

趙玲琳等［17］研究表明，麥冬皂苷D 能夠升高SOD 活性，降低LDH 活性、MDA 水平，減輕缺氧、復氧所致的氧化應激損傷，保護大鼠心肌細胞。另有研究表明，H2O2能夠抑制大鼠心肌細胞H9c2 活性，麥冬皂苷D 能夠提高H2O2損傷后細胞存活率，升高H2O2損傷后細胞內NO 水平和SOD 活性，降低MDA、LDH 水平，修復H2O2誘導氧化應激所致的H9c2 細胞損傷［27］。

1.4.2 與細胞色素P450 及HO-1 相關 細胞色素P450 是一個含有血紅素的酶超家族，具有單加氧酶的功能，因其在450 nm 有特異吸收峰而得名。其參與內源性物質及藥物、環境化合物等外源性物質的代謝。細胞色素P450 酶系統可縮寫為CYP，其中家族以阿拉伯數字表示，亞家族以大寫英文字母表示，酶個體以阿拉伯數字表示，如CYP2J2。CYP2J3 存在與人類中，而CYP2J3、CYP4J3 存在于鼠中。HO-1 是熱休克蛋白（HSP） 家族的成員，被鑒定為HSP32，是血紅素代謝過程中的重要酶，它將血紅素轉化為膽綠素。

黃小燕等［27］研究表明，麥冬皂苷D 預處理后能升高H2O2損傷后CYP2J3 表達，使2 種二羥基二十碳三烯酸（11，12-DHET、14，15-DHET） 水平升高，并激活PI3K通路及其下游因子Akt、eNOS 的磷酸化。Qian 等［14］研究表明，麥冬皂苷D 抑制H2O2誘導的人臍靜脈內皮細胞（HUVECs） 線粒體ROS 生成，增強CAT、HO-1 活性，降低MDA、蛋白質羰基化物生成，抑制氧化還原敏感性信號轉導（如ERK），抑制CAT、HO-1、半胱氨酸氨基轉移酶的活性，減輕H2O2誘導的氧化應激損傷。

1.5 Ca2+穩態相關 Ca2+是一種普遍存在的細胞第二信使，參與各種細胞內過程，從受精到基因表達和細胞存活。在心肌細胞中，Ca2+循環對于有效的肌細胞收縮和舒張至關重要［28］，細胞內Ca2+穩態的精確控制依賴于一系列專門的調節蛋白，包括轉錄因子、離子通道、Ca2+結合蛋白。在正常的心動周期中，Ca2+通過膜電位依賴的L 型通道進入細胞內，這導致Ca2+依賴型Ca2+釋放，即通過ryanodine 受體（RyR2） 從肌漿網釋放到胞漿中，該受體受calstabin 2（FKBP12.6） 的調節，最終啟動收縮周期。心臟舒張主要由肌漿網Ca2+-ATP 酶（SERCA2a） 的激活介導，該酶將Ca2+泵回肌漿網。SERCA2a 活性受另一種SR 膜蛋白——受磷蛋白（phospholamban，PLB） 的負性調節。去磷酸化的PLB 通過抑制其對Ca2+的表觀親和力來抑制SERCA2a 活性，并減少Ca2+重攝取到肌漿網中，而PLB 磷酸化逆轉SERCA2a 活性的抑制并增加肌漿網的Ca2+攝取［29］。鈣穩態對于維持正常的心臟功能至關重要，有證據表明，鈣穩態的改變和鈣循環蛋白的表達與心臟疾病密切相關。

You 等［13］研究表明，H9c2 細胞用Ang Ⅱ處理后，SERCA2a、PLB、RyR2、FKBP12.6 mRNA 表達降低，而麥冬皂苷D 預處理逆轉Ang Ⅱ介導的效應；Ang Ⅱ能夠降低SERCA2a、p-PLB、RyR2、FKBP12.6 蛋白表達，而麥冬皂苷D 阻止了Ang Ⅱ對這些蛋白的作用。另有研究表明，麥冬皂苷D 以CYP2J2 為直接作用靶點，誘導SERCA2a 和PLB 之間的相互作用增強，并且劑量依賴增加了內質網的Ca2+-ATPase 活性和 Ca2+攝取；麥冬皂苷 D 能誘導SERCA2a、PLBmRNA 表達升高，并使細胞p-PLB／PLB 比率升高［30］。

1.6 自噬相關 自噬是細胞的自然、保守的降解，并通過溶酶體依賴性調節機制去除不必要或功能失調的成分。自噬是生理條件下的一個動態過程，在病理條件下（包括心臟肥大、心力衰竭或各種類型的應激） 顯著增強。在特定情況下，自噬是一把雙刃劍，既通過去除蛋白質聚集體和受損的細胞器來保護細胞免受死亡，又通過增強自噬導致細胞死亡。但自噬在心臟中的作用機制仍不清楚。

自噬標志物為微管相關蛋白1 的輕鏈3 （LC3），正常情況下，LC3 以未脂化的可溶性形式存在于胞漿中，被稱為LC3-I，自噬形成時，LC3-I 酶解轉化成為膜型LC3（LC3-Ⅱ）。LC3-Ⅱ與自噬小體／自噬溶酶體的數量呈正相關，所以LC3-Ⅱ／LC3-I 被廣泛地應用于定量細胞自噬情況。p62 可作為將要被自噬作用降解的小泡的受體，也可作為要被清除的泛素化蛋白聚集物的受體。p62 蛋白可結合泛素，也可與LC3 結合，從而靶向自噬體并促進泛素化蛋白的清除。

王遠等［31］研究顯示，Ang Ⅱ誘導心肌細胞肥大基因BNP、β-MHCmRNA 表達升高，麥冬皂苷D 能夠抑制AngⅡ誘發的肥大基因升高；Ang Ⅱ誘導線粒體膜電位下降，麥冬皂苷D 能逆轉該效應；Ang Ⅱ增加了LC3-Ⅱ與LC3-I的比值，加入麥冬皂苷D 后，則有減弱趨勢。Zhang 等［32］研究表明，用麥冬皂苷D 或自噬抑制劑3-MA 預處理細胞后，阿霉素誘導的LC3-Ⅱ／LC3-I 和p62 表達比率的增加得到改善，會阻止阿霉素誘導自噬體形成；灌注阿霉素的小鼠的心臟明顯損傷，尤其是線粒體腫脹和線粒體嵴破裂。然而，在阿霉素灌注前接受麥冬皂苷D 處理的小鼠中，觀察到心肌形態的明顯改善；麥冬皂苷D 能逆轉由阿霉素所致的射血分數和左室短軸縮短率（LVFS） 降低，表明麥冬皂苷D 對阿霉素誘導的心功能不全具有保護作用。

1.7 對抗鐵死亡 鐵死亡是一種鐵依賴性的，區別于細胞凋亡、細胞壞死、細胞自噬的新型的細胞程序性死亡［33］。由脂質修復酶谷胱甘肽過氧化物酶4 （GPX4） 的活性喪失和隨后的脂質活性氧（ROS） 積累，特別是脂質氫過氧化物積累過多引起。

林毅等［34］研究表明，麥冬皂苷D'誘導H9c2 細胞Fe2+、谷胱甘肽過氧化物酶 （GSH-Px） 活性升高，谷胱甘肽（GSH） 耗竭，鐵死亡相關蛋白TFR1、COX2、NOX1、ACSl4、SCLC7A11 表達升高，同時GPX4、FTH1 蛋白表達降低，麥冬皂苷D 能對抗上述指標變化，減輕麥冬皂苷D'所致心肌細胞鐵死亡損傷。

2 心血管相關的脂代謝的保護作用

心血管疾病，尤其是動脈粥樣硬化，危害著全世界人類的健康。過去幾十年的研究發現，脂質代謝失調誘導炎癥和免疫反應，導致動脈粥樣硬化；高血糖是動脈粥樣硬化的獨立危險因素［35］。脂質代謝障礙通常由器官（如動脈和肝臟） 中冗余的脂質沉積引起［36］。脂質轉運到動脈血管內膜后沉積，導致動脈粥樣硬化病變的形成［37］。

2.1 血清脂質水平、血糖代謝 流行病學數據表明，脂代謝紊亂在2 型糖尿病的產生和發展中起核心作用［38］。過量的脂質在心臟中長期存在，將導致胰島素抵抗和器官功能受損，這一過程稱為脂肪毒性［39］。心臟脂肪毒性不僅涉及心肌細胞內甘油三酯的過度積累，還涉及到脂質類型、脂肪酸譜的變化。最近，2 型糖尿病患者的血漿游離脂肪酸（FFA） 水平升高已被廣泛證實，尤其是飽和游離脂酸。在2 型糖尿病患者中，FFA 通過肉堿棕櫚酰轉移酶1 （CPT1）進入線粒體并進行β-氧化，生成乙酰CoA。雖然這增加了通過β-氧化途徑的流量，但脂酸在低周轉的代謝池中積累，從而升高甘油三酯水平，表明底物利用和效率之間不匹配。隨著脂酸的利用和心肌耗氧量的增加，心臟的效率會降低。過量的脂酸也與ROS 的產生、鈣超載、線粒體功能障礙、ER 壓力和細胞凋亡有關［40］。

Li 等［41］以瘦素受體缺陷型小鼠（db／db） 為2 型糖尿病動物模型，發現與非糖尿病小鼠相比，db／db 小鼠表現出肥胖、高血糖、高脂血癥。麥冬皂苷D 沒有減弱db／db小鼠的高血糖或減輕糖耐量受損，但是降低了小鼠體質量和血清脂質水平，減輕心臟脂滴的積累。湯響林等［42］研究發現，低于100 μmol／L 麥冬皂苷D 不會影響人源心肌細胞（AC-16） 活力，卻能夠選擇性誘導CYP2J2、CYP4F3 表達，調控脂肪酸信號分子的代謝途徑，從而起到保護心血管系統的作用。

Zhang 等［43］以載脂蛋白E 基因敲除小鼠（ApoE-／-） 為模型，研究麥冬皂苷D 對高脂飲食 （HFD） 喂養的ApoE-／-小鼠體質量和血脂水平的影響。與模型組比較，麥冬皂苷D 組小鼠體質量、血清總膽固醇、甘油三酯、LDLC 水平降低；此外，模型組MDA、LDH 水平升高，SOD 水平降低，麥冬皂苷D 處理可逆轉上述狀況；c-肽與血管壁中脂質沉積增加和平滑肌細胞增殖增加有關，促進動脈粥樣硬化［44］，麥冬皂苷D 能降低C 肽水平。口服葡萄糖耐量試驗和胰島素耐受試驗結果表明，麥冬皂苷D 能改善小鼠的血糖水平，改善胰島素抵抗。

Chen 等［45］研究表明，高脂飲食喂養的雄性C57BL／6J小鼠血清甘油三酯、總膽固醇、LDL-C 水平升高。麥冬皂苷D 降低了這些脂質參數以及LDL-C／HDL-C 的比值。此外，高脂飲食喂養的小鼠TNF-α、MCP-1 等促炎細胞因子水平升高。麥冬皂苷D 能降低血清TNF-α、MCP-1 水平。另外，高脂飲食喂養使小鼠體質量增加、血糖水平增加，麥冬皂苷D 逆轉這些現象。此外，在高脂飲食喂養的小鼠中出現了高胰島素血癥，麥冬皂苷D 使之降低。喂食高脂飲食的小鼠表現出葡萄糖和丙酮酸不耐受及胰島素抵抗，而麥冬皂苷D 能改善這些異常。

2.2 肥胖、主動脈竇斑塊及肝臟脂肪變性 肥胖是一種慢性疾病，通常與脂質和葡萄糖代謝異常有關。它由多因素誘發，如不健康的飲食習慣、遺傳易感性和缺乏鍛煉。肥胖的特征包括體內脂肪組織和器官中的過量脂肪積累、血漿脂質水平的增加以及慢性低度炎癥。肥胖的發展會誘發許多疾病，包括2 型糖尿病、心血管疾病、脂肪肝，甚至癌癥［46］。近年來，中國超重和肥胖的發病率也急劇增加。因此，肥胖癥是對人類健康的巨大威脅，并給公共衛生系統帶來沉重負擔。

Zhang 等［43］研究顯示，高脂飲食喂養的小鼠主動脈竇中出現明顯的斑塊增多，麥冬皂苷D 對高脂飲食所致的主動脈竇斑塊具有抑制作用；ORO 染色顯示，麥冬皂苷D 處理后能減少主動脈竇中的脂質沉積，HE 染色顯示，模型組主動脈內膜增厚，血管中層平滑肌層變薄，而麥冬皂苷D能改善這些變化。麥冬皂苷D 能抑制血管中膽固醇沉積，并緩解了動脈粥樣硬化的進展。與模型組比較，麥冬皂苷D 組中肝細胞空泡化和肝臟中脂質負載的減少。與對照組比較，模型組肝質量和肝臟指數增加，而麥冬皂苷D 治療能降低了肝質量和肝臟指數；與模型組比較，麥冬皂苷D組天冬氨酸轉氨酶（AST）、丙氨酸轉氨酶（ALT） 活性降低。綜上所述，麥冬皂苷D 能改善了由高脂飲食誘導的ApoE-／-小鼠肝臟大泡性脂肪變性。

研究顯示，麥冬皂苷D 能減輕高脂飲食誘導的脂肪肝綜合征和附睪脂肪堆積。高脂飲食喂養誘導肝損傷，使血清ALT、AST 活性升高。麥冬皂苷D 治療能降低高脂飲食誘導的ALT、AST 活性的上調，證明其肝臟保護作用。在分子水平上，Srebp1c和Fas是促進單不飽和脂肪酸合成的關鍵脂肪生成基因，在高脂飲食喂養組Srebp1c、Fas表達升高，這種誘導在麥冬皂苷D 處理后得到改善［45］。

2.3 與線粒體動力學的動態平衡相關 線粒體是參與細胞代謝和能量產生的最重要的細胞器，許多糖尿病動物模型的中，能觀察到心肌線粒體呼吸鏈受損。作為一種具有雙層膜的半自主細胞器，線粒體的融合和分裂由一系列動力蛋白相關的調節蛋白控制［47］，在這些蛋白中，DRP1 是參與線粒體分裂的關鍵因子。當線粒體開始分裂時，DRP1可以從細胞質轉移到線粒體外膜，并通過GTP 水解促進線粒體收縮和切割。在線粒體融合過程中，線粒體外膜上的線粒體融合蛋白-1／2 （Mfn1／2） 蛋白纏繞成螺旋結構域并相互連接形成同源和異源二聚體，最終融合在線粒體外膜上［48］。除了Mfn1／2，視神經萎縮1 （OPA1） 位于線粒體膜間間隙，其主要功能是參與線粒體內膜的融合和重建［49］。在糖尿病心肌病患者中，心肌Mfn1／2、OPA1 表達降低，并伴有線粒體功能障礙。先前研究表明，DRP1 的過度表達還會導致心肌細胞線粒體功能障礙和胰島素抵抗。Bhatt 等［50］發現，ROS 參與了高糖水平誘導的線粒體斷裂，c 肽通過抑制線粒體的過度分裂來緩解糖尿病小鼠的血管損傷。因此，線粒體動力學的穩態無疑在這些條件下起著重要作用。

DRP1 的激活受到各種翻譯后修飾的調節，包括細胞周期蛋白依賴性激酶1 （CDK1） 對DRP1 的Ser616 位點的磷酸化、絲裂原激活蛋白激酶（MAPK）［51］和鈣調蛋白依賴性激酶Ⅱ（CaMKⅡ）［52］，以及蛋白激酶A （PKA） 在DRP1 的Ser637 位點的磷酸化。Ser-616 的磷酸化可以激活DRP1 活性并觸發線粒體裂變，而DRP1 在Ser637 的磷酸化可以抑制DRP1 的活性并抑制線粒體裂變。

線粒體動力學的調節涉及許多因素，如氧化還原狀態、炎癥因子、Ca2+水平。鈣調神經磷酸酶（calcineurin，CaN）是一種由Ca2+-鈣調素（又稱鈣調蛋白，calmodulin，CaM）調節的絲氨酸和蘇氨酸磷酸酶。研究已經證實，CaN 可以去磷酸化DRP1 的Ser637 位點，通過這種去磷酸化，線粒體分裂的抑制被逆轉，并且DRP1 的線粒體易位被CaN促進［53］。

透射電子顯微鏡和酶活性測定發現，db／db 小鼠的心肌線粒體結構損傷及呼吸鏈功能受到損害［41］。在體外，棕櫚酸導致H9c2 心肌細胞存活率降低，線粒體分裂（片段化） 過度，以及線粒體膜電位和ATP 含量降低，并啟動內源性凋亡，而麥冬皂苷D 能體外提高H9c2 細胞存活率，抑制內源性細胞凋亡，以及緩解線粒體過度裂變和功能障礙。

研究顯示，db／db 小鼠的心肌和棕櫚酸刺激的心肌細胞表現出類似的趨勢，包括p-DRP1 （Ser616） 增加，但p-DRP1 （Ser637）、Mfn1／2、OPA1 蛋白表達降低，DRP1 在心肌細胞中的易位；麥冬皂苷D 逆轉了上述蛋白表達，明顯抑制了棕櫚酸刺激的DRP1 的線粒體轉位。綜上所述，麥冬皂苷D 的心臟保護作用可能是通過調節線粒體動力學來實現的，至少部分是通過抑制DRP1 依賴的線粒體過度裂變來實現。

研究還發現，麥冬皂苷D 可以抑制棕櫚酸刺激的心肌細胞CaN 活性，降低胞質Ca2+水平并改善心肌細胞的收縮能力。綜上所述，麥冬皂苷D 通過抑制過度的線粒體分裂和凋亡發揮抗心肌脂毒性損傷的作用，Ca2+／CaN／DRP1 軸至少部分參與了這一過程。

2.4 與脂代謝相關的mTOR／SREBP1／SCD1 信號通路 m TOR 是磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K） 相關的激酶家族的成員，并且它形成 2 種不同的復合物——mTORC1、mTORC2。研究表明，mTOR 的激活可以通過激活脂肪生成基因的轉錄來促進脂肪生成，包括 SREBP1、ACC、SCD1［54］，而mTOR／SREBP1 信號通路的抑制會降低這些生脂基因的表達［55］。mTORC1 通過SREBP1 （肝臟從頭脂肪生成的主要調節因子） 調節肝臟脂質代謝［56-57］。SREBP1最初是作為一種無活性前體合成的，并定位于內質網。響應胰島素信號，SREBP1 被切割并轉運至細胞核，以誘導生脂基因表達。mTORC1 的肝臟特異性抑制會消除SREBP1功能，并使小鼠對由高脂飲食誘導的肝脂肪變性和高膽固醇血癥具有抵抗力［58］。由于內皮功能障礙發生在動脈粥樣硬化的初始階段，mTOR 信號通路參與氧化應激誘導的內皮損傷［59］。mTOR 的抑制劑雷帕霉素可降低ApoE-／-小鼠的氧化應激、調節炎性反應并減輕動脈粥樣硬化進展。此外，mTOR 在葡萄糖穩態中起關鍵作用，mTOR 在高脂飲食誘導的肥胖小鼠中的過度激活導致肝臟中的胰島素抵抗，其中mTOR 抑制劑起降糖劑的作用。因此，抑制mTOR／SREBP1／SCD1 通路可能具有改善脂質代謝、抗氧化和葡萄糖穩態的治療潛力。

Zhang 等［43］研究表明，與對照組比較，高脂飲食喂養組ApoE-／-小鼠mTOR、SREBP1、ACC、SCD1 mRNA 和蛋白表達升高；與高脂飲食喂養組比較，麥冬皂苷D 組mTOR、SREBP1、ACC、SCD1 mRNA 表達降低。Western blot 結果顯示，麥冬皂苷D 能降低SREBP1、SCD1、mTOR、p-mTOR 水平和肝臟mTOR 蛋白表達。總之，麥冬皂苷D 通過mTOR／SREBP1／SCD1 通路改善脂質代謝。

3 對腸內微生物群的影響

腸道微生物群是由數萬億種微生物組成的復雜生態系統，與宿主共同發育，并取決于宿主基因組、營養和生活方式［60］。近年來，腸道菌群在動脈粥樣硬化等心血管疾病中的作用日益受到關注，腸道菌群可通過調節血脂水平改善動脈粥樣硬化。研究發現，菌群失調細菌及其衍生產物通過破壞的腸屏障轉移到肝臟，并引起肝臟炎癥反應或代謝物與飲食因素相互作用，導致肝臟中的脂質代謝失調［61］。同時，高脂飲食誘導的代謝性疾病以微生物多樣性喪失為特征，特別是擬桿菌屬／厚壁菌屬比值失衡，對宿主能量代謝產生多重影響［62］。因此，腸道微生物群在代謝性疾病中起著重要的作用。

已有研究證實，腸道內不同微生物菌科與肥胖、脂代謝相關，如丹毒絲菌科與高脂血癥、肝臟脂肪、膽固醇代謝物水平［63］之間呈正相關，鼠李科菌可能具有緩解誘導的肥胖的作用［62］。糞大腸桿菌可以防止腸道腫瘤生長，乳球菌科及其乳球菌屬細菌可以緩解高脂飲食誘導的肥胖［64-65］。

Zhang 等［43］研究麥冬皂苷D 對高脂飲食喂養的ApoE-／-小鼠腸道微生物群的影響，結果顯示，模型組體質量增加，擬桿菌門／厚壁菌門的比例降低，而麥冬皂苷D能增加擬桿菌門的相對豐度，降低厚壁菌門相對豐度。在微生物分類的科水平上，麥冬皂苷D 組中有較低水平的丹毒絲菌科和較高水平的鼠李科；在微生物分類的屬水平，麥冬皂苷D 組中糞大腸桿菌和乳球菌等有益菌屬的相對豐度升高，回腸桿菌屬（屬于丹毒絲菌科） 等有害屬豐度降低。在糞便代謝成分水平，麥冬皂苷D 組的核糖、丙酸、纈氨酸、蛋氨酸、谷氨酸、賴氨酸水平均相對模型組較高。

Chen 等［45］研究顯示，高脂飲食喂養的雄性C57BL／6J小鼠，糞便中的腸道生態失調的特點是擬桿菌門和厚壁菌門（B／F） 比率降低，產生內毒素的變形菌增加，免疫穩態細菌種類減少。UPGMA 分析表明，普通喂養和高脂飲食喂養的小鼠比較，以及高脂飲食和“高脂飲食+麥冬皂苷D組” 比較，微生物群有顯著的差異，麥冬皂苷D 處理后，高脂飲食喂養的小鼠的腸道微生物群的整體結構向普通喂養喂養的小鼠轉變。高劑量的麥冬皂苷D 將高脂飲食喂養的小鼠糞便中的B／F 比率升高，變形菌門降低。冗余分析（redundancy analysis，RDA） 以確定高脂飲食喂養和麥冬皂苷D 處理改變的特定細菌基因型。與普通喂養組比較，高脂飲食喂養顯著改變了52 個操作分析單元（operational taxonomic unit，OTU），其中28 個增加，24 個減少。糞便移植實驗結果顯示，麥冬皂苷D 的效應是可轉移的，因此證實了肥胖與腸道微生物群改變相關，并且肥胖與腸道菌群可以通過功能性藥物改變。

4 結語與展望

麥冬皂苷D 作為麥冬的主要活性成分之一，取材廣泛，其抗心血管疾病的活性是多靶點的綜合作用，可為抗心血管制劑的開發提供思路及選擇。麥冬皂苷D 抗心血管疾病可通過抑制氧化應激反應、炎癥反應、內質網應激反應、細胞凋亡及線粒體自噬，保護心肌細胞和血管內皮細胞，調控脂代謝、糖代謝水平，影響腸道微生物群的復雜生態系統等方面發揮功效，作用機制見圖1。

圖1 麥冬皂苷D 作用機制

麥冬皂苷D 是一種甾體皂苷，這類化合物的特點是生物利用度低，吸收困難，在腸內滯留時間長，反而易于被腸道微生物群代謝和水解，并作為次級糖苷或苷元發揮作用。藥動學研究顯示［45］，靜脈注射后，麥冬皂苷D 在肝臟中的清除緩慢，這意味著盡管麥冬皂苷D 可以被肝臟吸收，但不能被直接利用；而通過灌胃給藥，小鼠血漿和肝臟中，麥冬皂苷D 的濃度幾乎檢測不到。總之，無論采用何種給藥途徑，麥冬皂苷D 的原始形式生物利用度較低。所有這些發現表明，麥冬皂苷D 可能通過與腸道微生物群相互作用來調節代謝。麥冬皂苷D 對腸道微生物群的調節可能代表了其在宿主中多種作用的共同平臺。基于此，廣大學者今后可對其進行結構修飾、合成其他衍生物及藥物制劑新技術等方面進行研究，改善其藥學特性，提高其生物利用度，增強臨床療效，豐富給藥途徑，充分發揮藥理作用。總之，麥冬皂苷D 具有廣泛的藥理作用和廣闊的開發前景，是治療心血管疾病的潛在治療藥物。