張陽陽
(河南中醫(yī)學(xué)院第一臨床醫(yī)學(xué)院,鄭州450008)
基于衰老相關(guān)因子探討活血化瘀法調(diào)控干細(xì)胞衰老的有效性
張陽陽
(河南中醫(yī)學(xué)院第一臨床醫(yī)學(xué)院,鄭州450008)
干細(xì)胞廣泛分布于組織器官中,與機(jī)體衰老密切相關(guān)。中醫(yī)認(rèn)為,腎虛血瘀是衰老的病理基礎(chǔ),而活血化瘀法作為其重要的治療方法,其“化舊生新”層面與“干細(xì)胞理論”不謀而合。因此,從中醫(yī)“化舊生新”理論出發(fā),以干細(xì)胞研究及其衰老相關(guān)因子p16INK4a、p53、p21為切入點(diǎn),深入研究干細(xì)胞衰老的分子生物學(xué)機(jī)制,進(jìn)而明確活血化瘀法延緩干細(xì)胞衰老的有效性,為驗(yàn)證中醫(yī)藥抗衰老理論的科學(xué)性提供依據(jù),同時(shí)對(duì)防治老年疾病有一定的價(jià)值。
活血化瘀法;干細(xì)胞衰老;衰老相關(guān)因子;老年科
機(jī)體的衰老與干細(xì)胞密切相關(guān)。活血化瘀法作為中醫(yī)治療大法,其“化舊生新”層面與“干細(xì)胞理論”不謀而合。大量研究證實(shí),活血化瘀法可調(diào)控已衰老的干細(xì)胞功能修復(fù)并促進(jìn)其再生分化,但對(duì)其作用機(jī)制尚無統(tǒng)一定論。因此,本文擬以衰老相關(guān)因子p16INK4a、p53、p21為基點(diǎn),對(duì)活血化瘀法調(diào)控干細(xì)胞衰老的有效性作如下綜述。
中醫(yī)學(xué)對(duì)衰老有著深刻闡述和豐富實(shí)踐,認(rèn)為機(jī)體衰老的病理基礎(chǔ)多是腎虛血瘀,發(fā)展到一定程度就會(huì)引起多種老年疾病,如中風(fēng)、眩暈、癡呆、胸痹等。《內(nèi)經(jīng)》謂:“使道閉塞不通……以此養(yǎng)生則殃”,“使道”即血脈,明確指出血脈不通有礙養(yǎng)生長壽?!兜は姆ā芬嗵岢觯骸皻庋?,一疾不生”及“氣血不和,百病乃變化而生”。
王階等[1]認(rèn)為,老年多瘀是老年病臨床中常見的癥侯表現(xiàn),五臟功能衰退,氣血多虛,血液運(yùn)行不暢,是老年多瘀的病理基礎(chǔ);并進(jìn)一步指出,活血化瘀法作為治療血瘀的重要方法,臨床應(yīng)用中亦存在著一些弊端:如多局限于“活血”與“祛瘀”等表象,缺乏延續(xù)性和深入探討。張金生等[2-6]在大量的臨床和實(shí)驗(yàn)研究基礎(chǔ)上,運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)方法對(duì)活血化瘀法進(jìn)行論證,指出:血瘀如不除,只是一味求補(bǔ),非但效果不佳,而且會(huì)造成愈補(bǔ)愈滯,愈補(bǔ)愈虛之弊;活血化瘀不僅要“祛瘀”,更應(yīng)注重“生新”,“生新”層面包含“生新血、生新物、生新脈、化舊生新”四個(gè)方面,主要闡述“祛瘀血”之后疾病好轉(zhuǎn)、痊愈的內(nèi)在原因,揭示“生新”層面在“新物生,腐物消,機(jī)能復(fù)”的作用機(jī)制。這也正是活血化瘀法的理論內(nèi)涵所在。
干細(xì)胞衰老是機(jī)體組織器官衰老的細(xì)胞基礎(chǔ)。干細(xì)胞不僅可向多種組織細(xì)胞分化,而且存在廣泛遷移現(xiàn)象,可塑性極強(qiáng),其通過機(jī)體的調(diào)控不斷進(jìn)行自我更新和分化,在生理或病理情況下參與多種組織的更新和修復(fù),從而調(diào)控機(jī)體衰老,維持機(jī)體組織功能的穩(wěn)定性。不難發(fā)現(xiàn),干細(xì)胞的這種“自我更新和分化”潛能正與活血化瘀法的精髓——“化舊生新”不謀而合。
3.1 細(xì)胞衰老與衰老相關(guān)因子細(xì)胞衰老的原因可分為內(nèi)在因素和外在因素。細(xì)胞內(nèi)在因素——端粒、端粒酶和基因表達(dá)等和細(xì)胞外的環(huán)境因素如細(xì)胞微環(huán)境的氧化應(yīng)激、細(xì)胞外蛋白或某些化學(xué)分子等共同作用,可引起一系列細(xì)胞衰老相關(guān)基因p16INK4a、p53、p21被激活,進(jìn)而促使其發(fā)生衰老相關(guān)性改變。例如,氧化應(yīng)激引發(fā)細(xì)胞衰老的各種途徑都涉及p16、p53和p21基因表達(dá)的改變,由此可見,p16、p53和p21在細(xì)胞衰老調(diào)控通路中的核心作用。
p53是一種腫瘤抑制基因(Tumor Suppressor Gene,TSG),由這種基因編碼的蛋白質(zhì)是一種轉(zhuǎn)錄因子,其控制著細(xì)胞周期的啟動(dòng)。許多有關(guān)細(xì)胞健康的信號(hào)向p53蛋白發(fā)送,關(guān)于是否開始細(xì)胞分裂就由這個(gè)蛋白決定。如果細(xì)胞受損,又不能得到修復(fù),p53蛋白將參與啟動(dòng)過程,使其衰老、凋亡。有學(xué)者認(rèn)為,p53直接促進(jìn)線粒體釋放高毒性的氧自由基來誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[7]。
p21基因是p53基因下游的細(xì)胞周期素依賴性激酶(CDK)抑制因子,作為Clp家族中的一員,與p53共同構(gòu)成細(xì)胞周期G1檢查站。美國最新研究發(fā)現(xiàn)[8],p21不僅對(duì)細(xì)胞有直接的影響,而且似乎控制著其他與衰變和疾病有關(guān)的若干基因。
p16INK4a作為CDK抑制因子,可以直接引起細(xì)胞周期的停滯并誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生衰老變化。王福龍等[9]認(rèn)為,p16INK4a基因啟動(dòng)子E2F-1結(jié)合位點(diǎn)的DNA超甲基化阻礙了E2F-1與p16INK4a啟動(dòng)子的結(jié)合,導(dǎo)致p16INK4a的下調(diào),延長了細(xì)胞壽命。美國一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)表明,抑制p16基因表達(dá),不僅細(xì)胞衰老速度減慢,壽命延長,而且端粒長度縮短也減慢;反之,增加p16基因表達(dá),不僅細(xì)胞衰老速度加快,壽命縮短,而且端粒長度縮短也加快。
3.2 活血化瘀法調(diào)控p16INK4a、p53、p21延緩干細(xì)胞衰老的研究進(jìn)展隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)技術(shù)的發(fā)展,活血化瘀藥物得到了深入的現(xiàn)代藥理學(xué)實(shí)驗(yàn)和科學(xué)性的研究,中醫(yī)藥理論協(xié)同干細(xì)胞技術(shù)調(diào)控衰老已成為研究的熱點(diǎn)。
宋劍濤等研究發(fā)現(xiàn)活血化瘀藥在人體生理病理、生化免疫等方面具有一定的免疫和調(diào)節(jié)作用;劉昌孝等[10]對(duì)活血化瘀中藥五味藥性功效的化學(xué)及生物學(xué)基礎(chǔ)研究進(jìn)行了思考總結(jié),用現(xiàn)代科學(xué)和技術(shù)手段開展中藥藥性理論和科學(xué)內(nèi)涵研究,提出以活血化瘀中藥的五味藥性為切入點(diǎn),認(rèn)識(shí)中藥藥味相關(guān)的化學(xué)物質(zhì)-功效相關(guān)的生物學(xué)基礎(chǔ)的內(nèi)在聯(lián)系,闡述“性效關(guān)聯(lián)”“藥證相關(guān)”的重要性。
陳學(xué)忠等[11]認(rèn)為活血化瘀藥三七、當(dāng)歸能提高腎上腺皮質(zhì)功能,隨著增齡蛋白質(zhì)合成能力低,DNA消耗,某些RNA成分合成能力下降,p53、p21的表達(dá)量增加,從而導(dǎo)致細(xì)胞衰老加速。
張金生等[12-13]對(duì)活血化瘀法“祛瘀血”與“生新”層面的干細(xì)胞生物學(xué)特性開展一系列臨床和實(shí)驗(yàn)研究,發(fā)現(xiàn)活血化瘀法不僅能協(xié)同西藥干細(xì)胞動(dòng)員劑動(dòng)員BMSC,提高BMSC出髓效率,增加BMSC數(shù)量、并促進(jìn)干細(xì)胞“歸巢”到心肌梗死區(qū)、分化成新的心肌細(xì)胞,而且能降低細(xì)胞衰老相關(guān)因子p16INK4a、p53、 p21的表達(dá)(P<0.05),證實(shí)活血化瘀法具有促進(jìn)AMI大鼠模型心肌血管新生、提高AMI大鼠模型心肌細(xì)胞VEGF、bFGF蛋白表達(dá)、降低心肌缺血性損傷的作用。
王銘等[14]從內(nèi)皮細(xì)胞衰老的角度研究益氣活血中藥干預(yù)血管老化的機(jī)制,發(fā)現(xiàn)衰老血管內(nèi)皮細(xì)胞的增殖障礙主要源于p53、pl6基因的異常表達(dá)。
張夢思等[15]運(yùn)用當(dāng)歸多糖(ASP)對(duì)衰老模型大鼠脾臟結(jié)構(gòu)與功能影響及其機(jī)制進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn),衰老模型組大鼠脾細(xì)胞p53、p21蛋白表達(dá)增加,推測可能原因是D-半乳糖使脾細(xì)胞DNA的損傷,進(jìn)而上調(diào)p53、p21基因和蛋白表達(dá),啟動(dòng)細(xì)胞衰老進(jìn)程,證明ASP作為具有活血作用的當(dāng)歸中的重要成分,能延緩造血干細(xì)胞的衰老。
衰老的發(fā)生從機(jī)制上看是由于細(xì)胞的衰老導(dǎo)致的,p16INK4a、p53、p21作為關(guān)鍵效應(yīng)物,是細(xì)胞老化的微觀表達(dá),而通過活血化瘀法對(duì)其調(diào)控可延緩細(xì)胞衰老。隨著全球老齡化時(shí)代的到來,通過干細(xì)胞研究找尋活血化瘀法激活干細(xì)胞和調(diào)控衰老的分子生物學(xué)機(jī)制,為防治老年疾病提供了一定的的科學(xué)價(jià)值。同時(shí)筆者認(rèn)為,要借助于干細(xì)胞等現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù),充分挖掘中醫(yī)藥抗衰老的優(yōu)勢,加強(qiáng)抗衰老天然藥物或其有效成分對(duì)延緩干細(xì)胞衰老的研究,從而推動(dòng)中醫(yī)藥抗衰老理論的發(fā)展。
[1]王階.老年多癖證專題筆談[J].北京中醫(yī),1999(5):52.
[2]張金生.活血化瘀治法理論研究探要[J].中醫(yī)雜志,2009,50(10):871-873.
[3]張金生.“化舊生新”與干細(xì)胞衰老[J].中醫(yī)學(xué)報(bào),2014,29(7):996-998.
[4]張金生.活血化瘀與干細(xì)胞循環(huán)[J].中醫(yī)雜志,2012,53(6):451-454.
[5]張金生.關(guān)于“干細(xì)胞循環(huán)”理論在中醫(yī)基礎(chǔ)研究中應(yīng)用前景的思考[J].中國實(shí)驗(yàn)方劑雜志,2011,17(2):263-264.
[6]張金生.活血化瘀治法理論“祛瘀血”和“生新”層面的內(nèi)涵探究[J].北京中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào),2012,35(4):230-232.
[7]趙思達(dá),常春康.p53與細(xì)胞衰老關(guān)系的研究進(jìn)展[J].診斷學(xué)理論與實(shí)踐,2014,13(6):636-639.
[8]Calkoen FG,Vervat C,van Pel M,et al.Despite differential gene expression profiles pediatric MDS derived mesenchymal stromal cells display functionality in vitro[J].StemCell Res.2015,28,14(2):198-210.
[9]劉俊平.衰老及相關(guān)疾病細(xì)胞分子機(jī)制研究進(jìn)展[J].生物化學(xué)與生物物理進(jìn)展,2014,41(3):215-230.
[10]劉昌孝,張鐵軍,何新,等.活血化瘀中藥五味藥性功效的化學(xué)及生物學(xué)基礎(chǔ)研究的思考[J].中草藥,2015,46(5):615-624.
[11]陳學(xué)忠,尹芳,楊俐,等.活血化瘀延緩衰老的研究[J].浙江中西醫(yī)結(jié)合雜志,2002,12(9):592-594.
[12]張金生,張寶霞,朱慧芳,等.三七總皂苷對(duì)歸巢到腦梗死邊緣區(qū)CD105+-
BMSC增殖分化實(shí)驗(yàn)研究[J].北京中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào),2014,37(11):777-785.
[13]張寶霞,張金生.活血化瘀方藥動(dòng)員骨髓干細(xì)胞治療心肌梗死31例[J].中醫(yī)研究,2009,22(3):29-30.
[14]王銘.血管老化相關(guān)內(nèi)皮細(xì)胞衰老的機(jī)制研究與益氣活血中藥的干預(yù)作用[D].北京:中國中醫(yī)科學(xué)院,2012.
[15]張夢思,鄒婷,葉淵文,等.當(dāng)歸多糖對(duì)衰老模型大鼠脾臟結(jié)構(gòu)與功能的影響[J].解剖學(xué)報(bào),2015,46(2):257-264.
To Explore the Effectiveness of Method of Promoting Blood Circulation and Removing Blood Stasis in the Regulation of Stem Cell Senescence based on the Senescence Related Factors
ZHANGYangyang
(The First Clinical Medical School,Henan University of Traditional Chinese Medicine,Zhengzhou450008,China)
Stem cells are widely distributed in tissues and organs that are closely related to senescence.Traditional Chinese medicine holds that kidney deficiency and blood stasis is the pathological basis of senescence.Promoting blood circulation for removing blood stasis is an important method for the treatment of blood stasis syndrome,and the"removing damaged tissue and generating new tissue"level and"stem cell theory"is consistent.Therefore,with the help of TCM"removing damaged tissue and generating new tissue"theory,stem cell research and senescence related factors of p16INK4a,p21 and p53 were the starting point,which determined the validity of the method in delaying stem cells senescence and provided the basis for the scientific validation of the senescence theory of TCM,at the same time,there were certain scientific value to prevention and treatment of senile diseases.
method of promoting blood circulation and removing blood stasis;stem cell aging;senescence related factors;geriatrics
10.3969/j.issn.1672-2779.2015.14.004
1672-2779(2015)-14-0007-02
:蘇玲本文校對(duì):蘇玲
2015-05-25)