孫續(xù)鵬,高愛社,朱艷琴
(河南中醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院,河南 鄭州 450046)
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·綜述·
中藥抑制再狹窄中血管平滑肌細(xì)胞增殖和遷移的研究進(jìn)展
孫續(xù)鵬,高愛社,朱艷琴
(河南中醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院,河南 鄭州 450046)
摘要經(jīng)皮冠狀動脈介入術(shù)后再狹窄是冠心病介入治療技術(shù)中面臨的重要醫(yī)學(xué)難題,而血管平滑肌細(xì)胞(vascular smooth muscle cells , VSMCs)的增殖和遷移是血管成形術(shù)后再狹窄的主要影響因素。中藥能較全面、有效地作用于介入術(shù)后的各個環(huán)節(jié),針對VSMCs增殖和遷移這一關(guān)鍵環(huán)節(jié)的有效藥物一直備受關(guān)注。綜述了中藥對VSMCs的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路、細(xì)胞周期,以及細(xì)胞外基質(zhì)等相關(guān)調(diào)控方面的研究。
關(guān)鍵詞中藥;再狹窄;平滑肌細(xì)胞,增殖,遷移;綜述
冠心病(coronary heart disease,CHD)是目前嚴(yán)重危害全世界人類健康的致死性疾病之一。經(jīng)皮冠狀動脈介入(percutaneous coronary intervention,PCI)逐漸成為治療冠心病的常規(guī)方法,然而,術(shù)后再狹窄(restenosis,RS)卻成為影響PCI療效的重要因素,而血管VSMCs增殖和遷移是血管成形術(shù)后再狹窄的主要影響因素[1-2]。血管內(nèi)皮受損可產(chǎn)生和分泌多種生長因子,作用于VSMCs膜上受體,激活VSMCs細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,最終啟動細(xì)胞內(nèi)增殖相關(guān)基因的表達(dá),誘導(dǎo)細(xì)胞周期的較快進(jìn)行,從而導(dǎo)致VSMCs的異常增殖及其向內(nèi)膜的遷移;同時分泌細(xì)胞外基質(zhì)成分及其他活性物質(zhì),從而引起內(nèi)膜進(jìn)一步增厚,導(dǎo)致血管的再狹窄[3]。中藥能較全面地作用于介入術(shù)后的各個病理環(huán)節(jié),療效肯定,可避免長期西藥治療帶來的副作用,對防治PCI術(shù)后再狹窄有重要的意義[4-8]。
1影響血管平滑肌細(xì)胞的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路
信號傳導(dǎo)通路對于整個生物系統(tǒng)的運(yùn)行以及完成其生物功能起到非常重要的作用。機(jī)體一系列生理病理運(yùn)轉(zhuǎn)的過程如:血管平滑肌細(xì)胞的增殖、分化、遷移等,必然通過信號轉(zhuǎn)導(dǎo)級聯(lián)反應(yīng),達(dá)到控制萌發(fā)、調(diào)整[9]。二苯乙烯苷(Tetrahydroxystilbene-2-O-b-D-glucoside,TSG)是何首烏的主要藥效成分,藥理作用廣泛,具有抗氧化、改善脂質(zhì)代謝、抑制血管平滑肌細(xì)胞增生和血小板聚集等作用[10]。有學(xué)者研究證實(shí)其對血小板源性生長因子-BB(platelet derived growth factor-BB,PDGF-BB)刺激的平滑肌細(xì)胞增殖具有抑制作用,抑制血管平滑肌細(xì)胞增殖,產(chǎn)生舒張血管平滑肌作用,可能是通過NO/cGMP/PKG信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路而發(fā)揮作用的[11]。還有相關(guān)研究表明:TSG具有抑制PDGF-BB誘導(dǎo)的血管平滑肌細(xì)胞有絲分裂信號轉(zhuǎn)導(dǎo)ERK1/2途徑的活化作用,從而對PDGF-BB刺激的平滑肌細(xì)胞增殖產(chǎn)生抑制作用[12]。另有實(shí)驗(yàn)研究[13]報道,通過建立大鼠頸動脈球囊損傷模型,分組對照,TSG用藥組動脈內(nèi)膜中膜的比例是顯著減少,并且α-平滑肌肌動蛋白(α-smooth muscle actin,α-SMA),增殖細(xì)胞核抗原(proliferating cell nuclear antigen, PCNA),PDGF-BB的表達(dá)減少,研究表明TSG可抑制P-AKT、P-ERK、NF-kB和P-IKBA蛋白的表達(dá),其機(jī)制可能通過阻斷ERK和AKT信號通路及NF-kb信號通路從而影響細(xì)胞有絲分裂達(dá)到抑制血管平滑肌細(xì)胞增殖的目的。研究[14]證實(shí):二苯乙烯苷可以延緩血管損傷后內(nèi)膜增生再狹窄,并且其機(jī)制可能與TSG抑制pERK1/2的蛋白表達(dá),從而抑制ERK活化,阻滯MARK通路,抑制平滑肌細(xì)胞增生遷移有關(guān)。
川芎嗪是從川芎中提取的有效成分。有學(xué)者采用培養(yǎng)的大鼠胸主動脈VSMCs,以血管緊張Ⅱ(angiotensinⅡ,AngⅡ)作為細(xì)胞刺激因子,發(fā)現(xiàn)Wnt4、β-catenin、Dvl-1、CyclinD1、ColI等基因和蛋白表達(dá)水平升高,而川芎嗪對AngⅡ刺激下增殖狀態(tài)的VSMCs具有明顯抑制作用,使Wnt4/Dvl-1/β-catenin/CyclinD1通路的mRNA和蛋白表達(dá)水平下降,呈現(xiàn)濃度依賴性,提示川芎嗪抑制VSMCs增殖的作用部分是通過抑制Wnt信號通路來實(shí)現(xiàn)的[15]。
2影響細(xì)胞周期
細(xì)胞的增殖與細(xì)胞的周期密切相關(guān),細(xì)胞增殖的速度調(diào)節(jié)最終著落在細(xì)胞周期上。細(xì)胞周期存在著兩個重要的限制點(diǎn):G1/S和G2/M期。當(dāng)刺激信號通過限制點(diǎn)后,即使刺激信號再被去除,細(xì)胞仍然會開始DNA的復(fù)制和細(xì)胞的增殖[16]。
韓冰等觀察到以雷紅沖劑(由雷公藤、紅花、川牛膝、桑黃、黃芪、甘草組成)治療后的家兔髂動脈內(nèi)膜增生程度明顯改善, PCNA、血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor ,VEGF)、細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶2(cyclin dependent kinase 2 ,CDK2)等蛋白的表達(dá)減少, p21cip1蛋白的表達(dá)升高,提示雷紅沖劑可能具有抑制細(xì)胞DNA的合成、抑制細(xì)胞周期S期染色體DNA的復(fù)制從而抑制細(xì)胞周期的進(jìn)程,引起細(xì)胞G1、G2甚至S期的阻滯,而起到抑制平滑肌細(xì)胞增殖的作用[17]。此外,有研究[18]發(fā)現(xiàn), PDGF刺激下的血管平滑肌細(xì)胞進(jìn)入S期、G2/M期的細(xì)胞增多,在G0/G1期的細(xì)胞明顯減少,表明細(xì)胞增殖活躍。通過對比TSG處理組與對照組發(fā)現(xiàn),TSG劑量依賴性地通過調(diào)節(jié)PDGF-BB誘導(dǎo)細(xì)胞周期調(diào)控蛋白的表達(dá),使細(xì)胞周期停滯于G0/G1期,表明TSG通過阻止VSMCs通過細(xì)胞周期中的G1/S限制點(diǎn),使其不能進(jìn)入S期來實(shí)現(xiàn)其抑制VSMCs增殖的作用。另有研究[11]發(fā)現(xiàn),TSG濃度依賴性阻滯細(xì)胞周期于G0/G1期,從而抑制細(xì)胞周期進(jìn)程,達(dá)到抑制血管平滑肌細(xì)胞增殖的目的。螺旋藻(spirulinaplatensis)可益氣養(yǎng)血、化痰降濁,從中分離純化的藻藍(lán)蛋白(C-PC)具有改善血脂代謝、調(diào)節(jié)免疫等作用[18-23]。有研究證實(shí)C-PC可通過上調(diào)細(xì)胞周期關(guān)鍵抑制因子P21、P27的基因表達(dá),降低PCNA的表達(dá),明顯減緩細(xì)胞周期G1/S進(jìn)程,從而抑制VSMCs過度的增殖,使其具有抗VSMCs增殖性管腔再狹窄的作用[20]。
3影響細(xì)胞外基質(zhì)
在血管成形術(shù)術(shù)后再狹窄過程中,VSMCs增殖及從中膜向內(nèi)膜的遷移是內(nèi)膜增厚及血管再狹窄發(fā)展過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),而細(xì)胞外基質(zhì)(extracellular matrixc,ECM)是VSMCs向內(nèi)膜遷移必須克服的屏障[21-22]?;|(zhì)蛋白酶金屬(matrix metalloproteinase,MMPs)是一種重要的基質(zhì)降解酶類,可降解細(xì)胞外基質(zhì),促進(jìn)血管平滑肌細(xì)胞從中膜遷移到內(nèi)膜,此時,遷移的血管平滑肌細(xì)胞及其分泌出大量的細(xì)胞外基質(zhì),從而導(dǎo)致內(nèi)膜增生及術(shù)后血管再狹窄的發(fā)生[23—25]。
葛根素是傳統(tǒng)中藥葛根的主要藥效成分之一,藥理學(xué)研究表明其具有舒張血管、抗炎癥、降脂等作用[26]。有實(shí)驗(yàn)顯示,葛根素可抑制頸動脈球囊損傷模型大鼠內(nèi)膜增生再狹窄,其作用機(jī)制可能是在大鼠頸動脈內(nèi)皮細(xì)胞損傷后通過下調(diào)MMP-2和增強(qiáng)COL-ⅣmRNA的表達(dá),從而抑制平滑肌細(xì)胞增殖遷移,減輕新生內(nèi)膜的增生[27]。
有學(xué)者通過建立大鼠頸動脈球囊損傷模型,分組對照觀察,發(fā)現(xiàn)TSG藥物組可明顯抑制MMP-2和MMP-9在體內(nèi)外的表達(dá);然后進(jìn)一步的研究還發(fā)現(xiàn),TSG可抑制由不成熟的平滑肌細(xì)胞分泌存在于細(xì)胞外基質(zhì)中Ⅰ型和Ⅲ型膠原mRNA的表達(dá),在培養(yǎng)的血管平滑肌細(xì)胞中可明顯抑制PDGF-BB刺激誘導(dǎo)細(xì)胞的遷移[13]。此研究表明:TSG可通過調(diào)節(jié)金屬基質(zhì)蛋白酶和膠原蛋白來抑制血管平滑肌細(xì)胞的遷移。
淫羊藿苷是淫羊藿提取物中的重要活性物質(zhì)之一,具有抗炎、保護(hù)心腦血管等藥理作用[28]。另有研究[29]證實(shí):在動脈球囊損傷后,淫羊藿苷可通過抑制MMP-2 mRNA的表達(dá),減少對ECM的降解,從而抑制平滑肌細(xì)胞的遷移,減少球囊損傷后內(nèi)膜增生再狹窄的發(fā)生。
黃芩苷是從中藥黃芩中提取的一種黃酮類化合物。有研究通過建立動物球囊損傷模型,分組對照觀察,黃芩苷用藥組可顯著抑制球囊損傷誘導(dǎo)的MMP-9表達(dá),表明黃芩苷可通過抑制MMP-9的表達(dá)從而抑制VSMCs的遷移及內(nèi)膜的增生再狹窄[30-31]。
4小結(jié)
血管成形術(shù)后再狹窄是冠狀動脈粥樣硬化心臟病介入治療后的重要難題,而VSMCs的增殖和遷移是血管成形術(shù)后再狹窄的主要影響因素。中藥主要是通過對VSMCs的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路、細(xì)胞周期和細(xì)胞外基質(zhì)等方面進(jìn)行調(diào)控,多靶點(diǎn)抑制VSMCs的增殖和遷移,從而治療血管成形術(shù)后再狹窄,但其具體的分子作用機(jī)制尚未清楚,起效成分還有待系統(tǒng)性、特異性的研究;因此,廣大中醫(yī)藥工作者需要利用現(xiàn)代醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)研究,結(jié)合臨床治療,開展多層次、多領(lǐng)域、全方位的科學(xué)合作研究,為中醫(yī)藥防治血管成形術(shù)后再狹窄提供更多的實(shí)驗(yàn)、臨床依據(jù)。
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(編輯陶珠)
文章編號:1001-6910(2016)06-0076-03
中圖分類號:R541.4
文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B
doi:10.3969/j.issn.1001-6910.2016.06.35
通信作者:朱艷琴,教授,碩士生導(dǎo)師,jc.zyqin@ 163.com
收稿日期:2015-12-21;修回日期:2016-03-09