中藥活性成分防治缺血性心臟病作用機制研究進展

何美云，榮卓，趙若楠，麻玉成，張夢帆，陳瑞丹，邵靜

作者單位：1河南中醫藥大學第一臨床醫學院，河南 鄭州450000；2新鄉醫學院三全學院，河南新鄉453003；3鄭州市第三人民醫院中醫科，河南 鄭州450000；4河南中醫藥大學第一附屬醫院老年病科，河南 鄭州450000

缺血性心臟病（IHD）是由于冠脈循環供血改變引起冠脈血流和心肌需求之間不對等而導致的心肌細胞缺血、缺氧、自噬、凋亡等心肌受損的一種疾病。IHD嚴重危害人類健康，國內外研究表明，心血管疾病因病種多、致死率高嚴重威脅人類健康［1-2］。目前研究認為，IHD 是由缺血和缺氧觸發一系列事件導致心肌細胞受損的一種疾病，如氧化應激、炎癥反應、細胞自噬和凋亡等都能導致不可逆轉的心肌細胞受損，盡管治療方式日益豐富，但至今為止改善受損的心肌細胞仍然是防治IHD 的重要研究內容［3］。單靶點藥物治療的效果并不理想，因此，迫切需要有效的治療策略和多靶點藥物，來提高IHD的治療效率。IHD 隸屬于中醫“胸痹”范疇，隨著藥理學研究技術的進展，中藥活性成分在防治IHD 時脫穎而出，并具有不可代替的作用。

為了解中藥活性成分防治IHD 的治療策略研究進展，本文檢索了近十年來中藥相關活性成分防治IHD 機制的實驗研究文獻。以中藥活性成分防治IHD 治療策略的關鍵問題為著力點進行分析和綜述，梳理了臨床應用較為廣泛的中藥活性成分治療該病的作用機制（見表1），以期為未來設計IHD的實驗研究提供有益參考，提高病人的生存質量。

表1 中藥活性成分防治缺血性心臟病（IHD）的作用和機制

1 調節氧化應激的作用機制

氧化應激是指氧自由基產生過多或內源性抗氧化防御系統受損引起的活性氧（ROS）積累的病理狀態。氧化應激被認為是心血管疾病發病的重要因素。過量的ROS 會誘導心肌細胞肥大、細胞凋亡和病變，從而對心肌細胞內鈣離子處理、心律和心臟重塑產生負面影響［4］。因此調節氧化應激是延緩IHD病情進展的主要機制之一。近年來在調節氧化應激研究方面中藥活性成分取得了可喜的成果。

虎杖，可入血分，其功在于活血祛瘀，能通經、止痛。白藜蘆醇是中藥虎杖的一種多酚類提取物，作為經典的抗氧化劑，具有多種生物學效應，可用來防治血管性疾病。當AMP∕ATP（腺苷三磷酸∕腺苷二磷酸），ADP∕ATP（二磷酸腺苷∕腺苷二磷酸）、ROS、細胞因子等，通過一些關鍵酶的磷酸化調節炎癥過程和氧化應激［5］，從而在改善代謝途徑和調節重要細胞功能上有短暫或長期的影響。在對異丙腎上腺素誘導的心肌梗死大鼠模型的研究中發現，予白藜蘆醇干預處理后，超氧化物歧化酶（SOD）活性顯著增強，ROS、丙二醛（MDA）的含量降低，eNO2020S磷酸化增加，推測白藜蘆醇可能通過血管內皮生長因子B∕磷酸腺苷激活蛋白激酶∕內皮型一氧化氮合酶∕一氧化氮通路（VEGF-B∕AMPK∕eNOS∕NO 通路）信號通路，進而改善血管功能和減輕心肌損傷來抑制氧化應激，從而起到保護心臟的作用［6］。

人參，2020 年版《中國藥典》云“大補元氣，補益脾肺……養血生津”。人參的活性成分人參皂苷是一種無毒的化合物，人參皂苷Rb1、Rg1 有抗氧化功能，可清除自由基，有效緩解心肌缺血和缺氧癥狀，降低細胞內鈣離子超載，發揮保護心肌細胞的作用［7-8］。人參皂苷Rb1 能顯著減少ROS 的產生，提高GSH表達和GR活性，抑制氧化應激［9］。進一步研究發現，Rb1 還可增強抗氧化酶的活性，通過激活PI3K∕Akt∕Nrf2 信號通路，發揮減輕自由基誘導的心肌損傷的作用［10］。人參皂苷Rg1可通過微核糖核酸-144∕核因子E2 相關因子2∕抗氧化反應元件（miR-144∕Nrf2∕ARE）信號通路抑制miR-144 的表達，減少細胞內ROS 含量，發揮抗氧化防御作用［11］。另外一項體外研究也提示 Rg1 可通過激活Nrf2∕HO-1 信號通路和抑制JNK 信號通路，提高缺氧∕復氧誘導的小鼠H9c2細胞中超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）和谷胱甘肽（GSH）的抗氧化能力，降低ROS 的生成，抑制線粒體膜去極化，促進抗氧化蛋白的表達，提高細胞生存率，有效抑制氧化應激逆轉受損心肌細胞［12］。表明Rg1、Rb1 可能通過抑制氧化應激而有助于心肌細胞的存活。

山楂，性酸，甘溫。具有降脂化濁，行氣散瘀的功效。黃酮類化合物是山楂提取物中的主要活性成分，具有調節氧化應激、抗炎和調節血脂的作用［13］。有研究將過氧化氫誘導的PC12 細胞經山楂葉黃酮處理后，采用蛋白質印跡法及試劑盒檢測PC12 細胞內相關蛋白Nrf-2、HO-1 和NQO-1 蛋白表達和氧化因子水平，結果顯示山楂葉黃酮可能通過激活Nrf-2∕ARE 信號通路進而抑制氧化應激反應，從而發揮保護神經作用［14］。提示山楂葉黃酮可作為一種抗氧化應激，保護神經的替代藥物。

以上研究表明，中藥活性成分可通過激活P13K∕Akt∕Nrf2 等信號通路降低ROS、MDA 的生成，提高SOD、GSH-Px 和GSH 抗氧化能力，促進抗氧化蛋白表達，從而逆轉氧化應激產生的病理損害，抑制氧化應激因子，起到防治IHD的作用。

2 抑制細胞凋亡的作用機制

生理狀態下，細胞凋亡是一種自主協調自殺的過程，由多種凋亡基因調控，但在病理狀態下，該過程涉及多種細胞殺傷和吞噬蛋白，不僅取決于胱天蛋白酶（caspase），而且受到B 細胞淋巴瘤-2（Bcl-2）蛋白家族的影響，Bcl-2家族調控細胞凋亡機制又與Bax和Bcl-2等細胞凋亡的因子有關。caspase-3作為細胞凋亡相關信號通路的匯聚體，一旦激活，將會促進蛋白酶的級聯反應，進而不可逆轉地激活凋亡信號途徑［15］。細胞凋亡是心肌缺血、缺血∕再灌注損傷和缺血后心臟重構所必需的，但過度的細胞凋亡會嚴重破壞細胞內環境中物質和能量的平衡。因此調控細胞凋亡已成為抑制IHD的熱點，并卓有成效。

丹參，活血化瘀，可入臟腑而化瘀滯。丹酚酸來源于中藥丹參，有學者通過建立體外缺氧∕復氧模型，在丹酚酸A刺激下培養乳鼠心肌細胞，分別用流式細胞術及蛋白質印跡法檢測細胞凋亡和Bax、Bcl-2、caspase-3 表達，結果顯示，丹酚酸A 可提高磷酸化-糖原合成激酶3β（p-GSK-3β）和磷酸化-絲氨酸-蘇氨酸蛋白激酶（p-AKT）的活性，降低ROS 含量、Bax∕Bcl-2 的比率和裂解caspase-3 的表達水平，推測其可能通過激活Akt ∕糖原合成激酶3β（Akt∕GSK-3β）信號通路，改善線粒體功能、調節微循環、抑制細胞凋亡，發揮減少心肌細胞損傷的作用［16］。

淫羊藿，歸肝腎經，肝主藏血，可影響心血管系統，改善造血功能。淫羊藿苷（icariin，ICA）是淫羊藿的主要活性成分，一項ICA 對心肌梗死后心臟重塑的研究顯示，通過采用TUNEL 法和蛋白質印跡法檢測細胞凋亡率和CD147、基質金屬蛋白酶-9（MMP-9）相關蛋白表達，結果提示ICA 可通過下調CD147∕MMP-9 信號通路，增加Bcl-2 蛋白表達，降低Bax、caspase-3 的表達，進而降低細胞凋亡水平，從而發揮抗凋亡的作用［17］。

丁香酸，一種從金釵石斛里提取的天然存在的單體，在一項體外缺氧∕復氧誘導的H9c2 心肌細胞損傷模型研究表明，用CCK-8 檢測方法觀察丁香酸對細胞存活率的影響，結果顯示丁香酸可顯著提高細胞存活率。推測其可能通過降低絲裂原活化蛋白激酶p38（p38MAPK）和c-Jun氨基末端激酶（JNK）的磷酸化水平，阻止p38MAPK和JNK信號通路的活化，抑制caspase-3、Bax 的表達，從而改善缺氧∕復氧誘導的細胞凋亡［18］。

以上研究提示，中藥提取物中的有效活性成分可通過抑制蛋白酶級聯反應，改善線粒體功能，調節凋亡基因的表達，降低細胞凋亡數量，修復缺血性心肌細胞損傷，發揮防治IHD的作用。

3 調節自噬的作用機制

自噬通常被認為是一種溶酶體溶解的過程，在這個過程中，長時間存在或折疊異常的蛋白質和損傷老化的細胞器會被隔離、消除并回收利用，持續不斷的為細胞提供能量和營養。基礎的自噬可以有效地調節氧化應激，逆轉損傷的細胞并溶解多余的蛋白，緩解心肌細胞能量危機［19］，起到維持細胞內微環境平衡和保護心肌細胞的作用。病理性的自噬則會加重心肌損害，甚至增加神經系統事件的風險［20］。mTOR（哺乳動物雷帕霉素靶蛋白）和AMPK 介導的通路是調節細胞自噬的重要途徑之一，可通過調控相關轉錄因子，激活種蛋白激酶，從而抑制自噬的發生［21-22］。

丹參酮ⅡA是丹參活性成分中一種主要的親脂性提取物，能快速地融入血液［23］。有研究以乳鼠心肌細胞為研究對象，構建缺氧6 h 復氧18 h 的細胞損傷模型，探討丹參酮IIA對缺氧∕復氧誘導的心肌細胞損傷的作用機制，發現丹參酮ⅡA通過激活mTOR 信號通路，促使Bcl-2 蛋白表達水平升高，降低泛素結合蛋白62（p62）、微管相關蛋白輕鏈3Ⅱ（LC3-Ⅱ）和B細胞淋巴瘤-2蛋白相互作用中心卷曲螺旋蛋白1（Beclin-1）表達水平，提高了小鼠的成活率［24］。提示丹參酮ⅡA可保護受損的心肌細胞，發揮抑制心肌細胞自噬的作用。

葒草苷是一種黃酮類單體化合物，存在于中藥金蓮花中，研究表明葒草苷可降低細胞損傷率［25］。通過以大鼠為研究對象用結扎方法構建心肌缺血再灌注模型，采用紅四氮唑（TTC）及蛋白質印跡法分別檢測心肌梗死面積和相關蛋白表達、磷酸化水平，發現葒草苷干預的處理組通過激活磷脂酰肌醇-3-激酶∕絲氨酸-蘇氨酸蛋白激酶-哺乳動物雷帕霉素靶蛋白（PI3K-Akt-mTOR）信號通路，可明顯改善大鼠心肌梗死面積，下調LC3-Ⅱ表達，增加p70核糖體S6 蛋白激酶（p70S6K）、Akt 和mTOR 的磷酸化水平，從而緩解心肌缺血再灌注誘導的心肌酶損傷，抑制心肌細胞病理性自噬［26］。

黃連素（berberine，BBR）又稱小檗堿，是中藥黃連提取物中主要有效成分，現代研究發現具有抗心肌缺血和保護心臟的作用，是一種在防治IHD 方面具有良好發展前景的天然產物衍生藥物［27］。有研究以體外培養H9c2大鼠心肌細胞為實驗對象，制作缺氧細胞模型，觀察BBR 對該模型細胞活力和自噬的影響，結果發現BBR 通過激活AMPK 信號通路，增強了心肌細胞存活率，提高了細胞活力，抑制了LC3-Ⅱ∕LC3-Ⅰ的比值和腺病毒E1B-19k Da 相互作用蛋白3（BNIP3）、Bax、caspase-3 表達，實現維持細胞內能量代謝平衡，調節心肌細胞的自噬，發揮保護受損心肌細胞的作用［28］。

綜上表明，中藥活性成分可通過不同的信號通路調節細胞活性、降低相關自噬因子表達水平，繼而抑制細胞自噬，提示其不僅可以為防治心肌缺血∕再灌注損傷提供新的治療靶點，還可以為臨床IHD的防治和新藥的開發提供依據。

4 抗炎癥反應的作用機制

炎癥是多種疾病發病的主要原因，是疾病發生發展過程中生理、病理的基礎。缺血性損傷會促使對組織修復至關重要的炎癥反應增強，但過度和慢性炎癥反應則是導致IHD 的發病機制［29］。現代研究豐富了ROS 的作用機制，有學者提出，氧化應激會誘導ROS 的產生［30］，ROS 則會引發白細胞趨化性和炎癥，加重心臟損傷。在IHD 中，大量的細胞黏附分子和細胞因子（腫瘤壞死因子、干擾素、核因子-kappaβ、白細胞介素等）參與調控免疫反應和炎癥過程。近年來越來越多的研究顯示中藥對炎癥和心血管疾病之間復雜和多維相互作用的理解取得了實質性進展［31-32］，在面對IHD 治療時抗炎策略更具有廣闊的前景。

既往研究發現BBR 除了參與調節心肌細胞自噬外，在調控炎癥反應，調節高脂血癥、心血管疾病等方面均具有較好的治療效果［33-34］。陳莉等［35］通過體外培養人臍靜脈內皮細胞（HUVECs）構建TNF-α誘導的炎癥反應模型，基于NF-кB∕YY1 通路探討BBR 對炎癥反應的影響，結果發現BBR 可抑制IL-6、IL-8 促炎因子的分泌，下調核因子-кB（NF-кB）、轉錄因子陰陽-1（YY1）蛋白表達水平，通過NF-кB∕YY1 信號通路減輕內皮損傷，改善血管功能，進而起到抑制炎癥反應的作用。

人參皂苷Rbl 作為一種抗炎劑，可以保護心血管系統［36］，朱志揚等［37］為了研究人參皂苷Rbl 在心肌細胞炎癥反應中的作用機制，構建了脂多糖（LPS）誘導的H9c2 心肌細胞炎癥反應模型，予人參皂苷Rb1干預后顯示TNF-α、IL-6、IL-1β促炎因子及p-AKT 表達明顯下降，推測其可能通過抑制PI3K∕AKT 信號通路改善心肌細胞損傷，抑制炎癥過程。另有學者發現人參皂苷Rbl 可通過mTOR 通路調節凋亡基因Bax 和Bcl-2 的表達，減弱心肌缺血再灌注損傷，發揮誘導細胞凋亡的作用［38］。提示人參皂苷Rbl 可通過調節炎癥反應、抑制細胞凋亡發揮保護心肌細胞的作用。

黃芪，歸脾、肺經，可大補肺脾之氣以資生化之源。黃芪甲苷是從黃芪中提取的一種有機物，益于血管生成，可發揮調節血管內皮、保護心臟的作用［39-40］。有學者對黃芪甲苷Ⅳ預處理調控炎性因子IL-6 和TNF-α 表達抗缺氧∕復氧誘導的H9c2 大鼠心肌細胞損傷進行探討，結果發現黃芪甲苷-Ⅳ可通過激活P13K∕Akt∕HO-1信號通路顯著下調促炎因子IL-6和TNF-α 分泌水平，進而抑制大鼠心肌細胞損傷后炎癥反應和其他病理損害［41］。表明黃芪甲苷-Ⅳ可逆轉心肌細胞損傷，調節炎性因子來保護心肌細胞。

提示中藥活性成分可調節特異性免疫細胞亞群，防止過度炎癥應激反應，并參與缺血后的組織修復，起到防治IHD的作用。

5 小結與展望

綜上所述，中藥活性成分可通過干預IHD 后炎癥和氧化應激、改善心肌細胞凋亡、自噬等病理生理狀態，來緩解心肌細胞因缺血缺氧引起的損傷，修復受損的心臟功能，改善缺血區血流供給，有效防治IHD，降低發病率和病死率，提高病人生存質量，并能有效改善預后，減少致殘率和復發率。然而防治IHD的中醫藥種類眾多，不可能將具體藥物及作用機制進行一一詳述，在此僅綜述了臨床應用廣泛的十余種中藥活性成分，這也是本綜述的不足之處。

近年來，中藥活性成分的臨床應用頗受關注。中藥在臨床配伍應用中遵循傳統中醫理論，因此不同中藥所含的活性成分也可能具有不同程度的協同和拮抗作用。與中藥七情相同，其所含的幾種活性成分之間的相互作用也可能會或多或少地影響其他活性成分的吸收、代謝和療效。因此未來需要在活性成分的協同和拮抗作用方面開展相關研究。由于疾病的復雜性及病人基礎疾病的不同，藥物給藥的時間、頻次和劑量也需要進一步研究驗證。同時，大多數中藥活性成分治療IHD 的研究是在細胞和動物實驗中進行的，僅有很少一部分有臨床研究數據。故而更好地了解IHD 的病理學及中藥的藥理學作用更有助于未來對這些藥物及其靶標進行大規模臨床研究。通過大規模的臨床試驗，以確保中藥活性成分的臨床療效和安全性。盡管目前在臨床上中藥活性成分治療IHD 時依然處于輔助地位的預防治療，但由于中藥活性成分的多級、多通道和多靶點優勢可有效降低單鏈作用的副作用，尤其是在改善血管內皮狀態、調節炎癥反應、抑制氧化應激、參與細胞自噬與凋亡上有極大的開發前景，臨床應用潛力很大，值得更多學者投入精力開展研究，以便促進醫療事業的發展，并為中醫藥的創新和中醫醫學理論的發展奠定基礎。