黃明劍，溫志浩，龐 延 綜述，盧健棋 審校

(廣西中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院心血管內(nèi)科一病區(qū)，南寧 530023)

心肌纖維化(myocardial fibrosis，MF)是指心肌膠原纖維過量沉積和比例失調(diào)最終導(dǎo)致心功能不全的一種病理變化，除此之外，MF還是心肌梗死(簡稱心梗)后惡性心律失常的關(guān)鍵影響因素[1]。如何調(diào)控MF的進程，對于改善心梗預(yù)后具有重要意義。研究發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)化生長因子-β(TGF-β)/Smads信號傳導(dǎo)通路異常能夠影響成纖維細(xì)胞分化、遷移和纖維化相關(guān)因子表達(dá)從而促進MF[2-3]。近年來針對TGF-β/Smads信號傳導(dǎo)通路與心梗后MF發(fā)生、發(fā)展機制等研究越來越多，并得到了許多成果和啟示，現(xiàn)筆者對近年來的相關(guān)研究進行回顧與思考。

1 TGF-β/Smads信號傳導(dǎo)通路與心梗后MF的關(guān)系

TGF-β1是TGF-β家族中廣泛存在于哺乳動物細(xì)胞中且生物學(xué)作用較為重要的主要亞型，被認(rèn)為是促組織纖維化較為重要的影響因子[4]，TGF-β的生物活性作用較為豐富，研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)TGF-β受到纖溶酶、基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)-2及血小板反應(yīng)蛋白(TSP)-1等激活后在基質(zhì)降解及保持基質(zhì)穩(wěn)定性中起重要作用，TGF-β還是多通路信號的激活者，包括c-Jun-N末端激酶(JNK)、p38絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)及細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶(Erk)等。目前Smad蛋白被認(rèn)為是介導(dǎo)TGF-β信號傳導(dǎo)的主要下游作用底物，其主要分為：(1)受體型(R-Smads)，包括 Smad 2、3；(2)通用型(Co-Smads)；(3)抑制型(I-Smads)，包括Smad 6、7[5]。在正常情況下，TGF-β信號傳導(dǎo)主要分為活化、轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)移3個步驟，即TGF-β1受體活化使R-Smads磷酸化后→與Co-Smads結(jié)合轉(zhuǎn)錄成Smad復(fù)合物→復(fù)合物轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核內(nèi)參與調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄，而Smad3磷酸化的激活被認(rèn)為是TGF-β1發(fā)揮促纖維化的關(guān)鍵步驟，此外，I-Smads中的Smad7可與TGF-β1受體發(fā)生拮抗性結(jié)合阻止R-Smads磷酸化[6-7]，有研究報道，在梗死心肌區(qū)可發(fā)現(xiàn)TGF-β、Smad3表達(dá)上調(diào)而Smad7表達(dá)下降，TGF-β可以抑制趨化因子和促炎細(xì)胞因子合成參與梗死心肌區(qū)的炎性反應(yīng)，此外，血管緊張素Ⅱ(AngⅡ)與TGF-β相互作用還能夠誘導(dǎo)成纖維細(xì)胞外基質(zhì)蛋白和內(nèi)皮糖蛋白表達(dá)并且上調(diào)TIMP及PAI-1增強膠原Ⅰ型和Ⅲ型膠質(zhì)合成使膠原沉積導(dǎo)致MF發(fā)生[8]。

2 影響TGF-β/Smads信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路因子相關(guān)研究

MF在心血管疾病中普遍發(fā)生，可以導(dǎo)致心肌順應(yīng)性下降從而影響心肌收縮和舒張功能，了解MF調(diào)節(jié)機制對于研究有效預(yù)防和治療措施意義重大。微小RNA(microRNA，miR)是一種負(fù)性調(diào)節(jié)mRNA降解或翻譯，影響基因表達(dá)的非編碼RNA分子。CHEN等[9]發(fā)現(xiàn)大鼠心梗2周和4周后miR-24水平與左室舒張和收縮末期直徑及左室射血分?jǐn)?shù)呈正相關(guān)，與TGF-β1水平呈負(fù)相關(guān)，這可能與miR-24能夠抑制TGF-β1在梗死心肌區(qū)促成纖維細(xì)胞增殖作用有關(guān)。HONG等[10]則發(fā)現(xiàn)miR-22能夠下調(diào)AngⅡ和TGF-βRⅠ表達(dá)，降低膠原合成對抗MF。TAO等[11]研究顯示，miR-433可介導(dǎo)下調(diào)JNK1表達(dá)引發(fā)ERK和p38激酶激活Smad3磷酸化。miR-29、miR-30和miR-133可抑制結(jié)締組織生長因子(CTGF)表達(dá)降低膠原合成，miR-328可以上調(diào)TGF-βRⅢ激活Smad2/3和TGF-β1促進MF，miR家族目前被發(fā)現(xiàn)有1 900余種，對于心梗后MF的研究只是鳳毛麟角，對于MF的深入研究價值仍然非常巨大[12-13]。

Intermedin(IMD)是鈣基因相關(guān)肽超家族的成員，F(xiàn)ANG等[14]探討IMD1-53在新生心梗大鼠中的作用發(fā)現(xiàn)，IMD1-53可以明顯弱化梗死瘢痕區(qū)TGF-β/Smad3信號傳導(dǎo)及抑制Ⅰ、Ⅲ型膠原蛋白表達(dá)。ZHANG 等[15]的心梗模型發(fā)現(xiàn)Notch3信號傳導(dǎo)能夠抑制TGF-β1/Smad3表達(dá)和下調(diào)α平滑肌肌動蛋白(α-SMA)及Ⅰ型膠原表達(dá)，阻礙心肌成纖維細(xì)胞向肌成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化；而MOIN等[16]的心力衰竭臨床研究也證實了Notch3信號傳導(dǎo)的抗MF作用。NLRC5已被證實能夠介導(dǎo)TGF-β1/Smad3信號促肝、肺纖維化的作用，近年來有研究表示NLRC5敲除后亦可在梗死心肌中介導(dǎo)TGF-β1/Smad3信號傳導(dǎo)抑制MF細(xì)胞增殖和遷移[17]，與eIF3a敲除作用相同[18]。KHAN等[19]研究中發(fā)現(xiàn)心梗大鼠纖維蛋白-2敲除后能夠?qū)е翧ng Ⅱ失去激活TGF-β/Smad3信號能力并促進利尿鈉肽表達(dá)對抗纖維化。此外，當(dāng)心梗發(fā)生后，組織蛋白酶S表達(dá)會異常升高和活化并抑制R-Smads激活和纖連蛋白表達(dá)，有效改善梗死后左心室收縮和舒張功能[20]。另外研究報道鈣激活氯離子通道因子ANO1同樣具有抑制TGF-β/Smad3活化途徑從而抑制心梗大鼠MF作用[21-23]；白細(xì)胞介素(IL)-6在心肌缺氧情況下能夠促進心肌細(xì)胞凋亡和抑制Smad3激活，同時促進血管內(nèi)皮細(xì)胞(ECs)血管生成；腫瘤壞死因子相關(guān)蛋白-6(CTRP6)通過減弱TGF-β1誘導(dǎo)的成纖維細(xì)胞遷移和α -SMA及心肌素相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子-A(MRTF-A)表達(dá)，增強CF活化蛋白激酶(AMPK)和Akt磷酸化介導(dǎo)MF發(fā)生，但研究發(fā)現(xiàn)CTRP6對Smad3磷酸化卻無明顯影響。

3 TGF-β/Smads信號傳導(dǎo)通路在心梗后MF治療中的研究進展

MF是直接影響心梗預(yù)后的重要因素，心梗后MF過程較為復(fù)雜，目前普遍認(rèn)為MF發(fā)生、發(fā)展與心梗后交感神經(jīng)系統(tǒng)(SNS)、腎素血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)(RAAS)、基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)、金屬蛋白酶組織抑制劑(TIMP)炎性細(xì)胞因子(包括腫瘤壞死因子α和IL等)及TGF-β/Smads信號傳導(dǎo)通路等激活密切相關(guān)，其相互之間發(fā)揮著促進或抑制的交叉作用。眾多的實驗研究顯示，無論是傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)還是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)，其改善實驗動物心梗后MF的機制尚不十分明確，但可能與抑制TGF-β/Smads信號傳導(dǎo)通路有關(guān)。現(xiàn)代藥理實驗的廣泛開展，為中醫(yī)藥在臨床的應(yīng)用提供了更為有力的依據(jù)。丹皮酚為中藥牡丹皮的有效成分之一，時召平等[24]通過大鼠實驗研究證實，相對于模型組，丹皮酚組急性心梗大鼠MF程度減輕，且TGF-β1、Smad2 mRNA及蛋白表達(dá)降低，這提示丹皮酚可能通過調(diào)控TGF-β1、Smad2 mRNA和蛋白表達(dá)水平來干預(yù)實驗性急性心梗大鼠的心室重構(gòu)進程。大蒜辣素是國際公認(rèn)的大蒜活性物質(zhì)，具有明顯的心血管保護作用，李少春等[25]證實大蒜辣素能夠下調(diào)急性心梗大鼠心肌TGF-β1、Smad3蛋白表達(dá)，上調(diào)Smad7表達(dá)，具有抗心梗后MF的作用。另外，中成藥抗心梗后MF的研究也取得一定成就。相關(guān)研究表明，在心梗后心室重構(gòu)的過程中，TGF-β1/Smads通路為關(guān)鍵調(diào)控因子，而血塞通則通過對TGF-β1mRNA、Smad3 mRNA的負(fù)性調(diào)節(jié)及增加Smad7 mRNA的表達(dá)，從而抑制MF，改善心肌重塑[26]。吳以嶺等[27]認(rèn)為，心室重構(gòu)的實質(zhì)就是心臟脈絡(luò)中的瘀血、水飲等病理產(chǎn)物堆積，導(dǎo)致心臟變形變厚。這與西醫(yī)學(xué)近年來提出的血流動力學(xué)改變，導(dǎo)致細(xì)胞外基質(zhì)沉著、心室重構(gòu)的機制相吻合。芪藶強心膠囊(黃芪、葶藶子、人參、附子等)具有益氣溫陽、活血通絡(luò)、利水消腫之功效，相關(guān)的研究發(fā)現(xiàn)，服用芪藶強心膠囊4周后的急性心梗大鼠MF程度較模型組減輕(P<0.05)，且TGF-β1和p-Smad3等表達(dá)明顯降低(P<0.05)[28]，說明芪藶強心膠囊能夠抑制心梗大鼠MF，其機制可能與調(diào)控TGF-β1/Smad3 信號通路相關(guān)蛋白有關(guān)。加參方(香加皮、三七等)為張伯禮院士的臨床長用方，大量前期臨床及實驗研究均提示本方有改善心室重構(gòu)的作用，而高原等[29]進一步研究表示該方能夠抑制大鼠缺血危險區(qū)心肌組織中的TGF-β1和Smad2、3蛋白表達(dá)，從而抑制MF并且該作用成劑量依賴性。另外，通過心肌缺血大鼠實驗證實參芪益氣滴丸能夠調(diào)節(jié)TGF-β/Smads 信號通路，從而降低MF程度[30]。西藥對于此信號通路的影響研究也進入了較為成熟的階段。左卡尼丁能夠通過清除氧自由基及優(yōu)化調(diào)節(jié)能量代謝，進而減少對各種信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)的激活，從而減少TGF-β1的生成，抑制MF，改善心肌重構(gòu)。李佳彧等[31]通過心梗大鼠實驗發(fā)現(xiàn)，左卡尼丁組心梗區(qū)TGF-β1mRNA表達(dá)水平明顯下降，從而證實了上述觀點。既往研究發(fā)現(xiàn)，血管緊張素Ⅱ(AngⅡ)通過刺激血管緊張素Ⅰ型受體(AT1)可直接誘導(dǎo)TGF-β1的生成，促進MF，從而使心肌重構(gòu)[32]。韓素霞[33]等通過使用AT1拮抗劑氯沙坦鉀干預(yù)心梗大鼠，以觀察對梗死心肌TGF-β1表達(dá)的影響，最后證實氯沙坦鉀能夠有效抑制心梗區(qū)AngⅡ及TGF-β1的表達(dá)，從而抑制心肌重構(gòu)，且該作用呈劑量依賴性。近年來發(fā)現(xiàn)，他汀類藥物除了具有調(diào)節(jié)血脂的作用外，還具有抗炎、抗氧化應(yīng)激、改善內(nèi)皮功能等作用[34]。有研究證實，瑞舒伐他汀可能通過降低大鼠心梗區(qū)TGF-β1的表達(dá)水平，調(diào)節(jié)α-SMA 表達(dá)，減少心肌成纖維細(xì)胞生成，減少膠原沉積，抑制心肌重構(gòu)[35]。另一項研究證實，硫酸鋅聯(lián)合阿司匹林對大鼠急性心梗區(qū)有很好的保護作用，其機制可能是通過抑制TGF-β及COX-2的表達(dá)，促進SOD-1及GPX-4的表達(dá)，從而抑制炎性反應(yīng)，實現(xiàn)對梗死心肌的保護作用[36]。

4 結(jié) 語

目前，急性心梗的治療不僅要盡早開通血流灌注，預(yù)后方面除了積極預(yù)防血栓再形成以外，更要注重延緩MF的發(fā)展，這對于遠(yuǎn)期生存預(yù)后具有重大意義。心梗后MF發(fā)展過程涉及多種基因、生物分子及信號通路等眾多互為影響因素?；仡櫼陨涎芯靠梢园l(fā)現(xiàn)，TGF-β/Smads信號傳導(dǎo)通路是其中一個較為重要的影響通路，但其作用機制并未完全明確，影響因素亦較多，其針對性藥物研究多局限在動物實驗階段，且缺乏遠(yuǎn)期療效觀察，藥物濃度影響等方面研究證據(jù)亦不足，臨床試驗病例研究數(shù)量較為有限，大規(guī)模多中心臨床試驗開展難度較大。目前西醫(yī)治療上多以ARB、ACEI、β受體阻滯劑等作為抑制MF發(fā)展主要藥物，但臨床上有時候也存在一定限制，如血壓偏低、心率較慢、腎功能不全等，中醫(yī)治療方面多集中在活血化瘀藥物研究，也得到了不少的成效，但其主要作用機制明確性及藥物劑量差異性等仍需探索。在今后的研究中，需要做更大樣本量、更加深入的探索，結(jié)合現(xiàn)代化指標(biāo)及醫(yī)療技術(shù)，以便開展大樣本多中心臨床研究，尋找抗MF多靶點療效藥物，更好為患者服務(wù)。