楊蒙香，張樂綜述 劉聰審校

動(dòng)脈粥樣硬化(AS)是目前心腦血管疾病的主要原因，其發(fā)病機(jī)制至今仍未闡明。動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生發(fā)展的病理生理機(jī)制包括脂質(zhì)浸潤、血小板活化、血栓形成、內(nèi)膜損傷、炎性反應(yīng)、氧化應(yīng)激、血管平滑肌細(xì)胞激活等[1]。

小檗堿(BBR)又稱黃連素，是在黃柏、黃連等植物中發(fā)現(xiàn)的一種異喹諾酮類生物堿。BBR在國內(nèi)臨床上長期認(rèn)為是治療細(xì)菌性腹瀉的抗菌藥物[2]。隨著進(jìn)一步深入研究發(fā)現(xiàn)小檗堿具有降脂作用[3]，因此，國內(nèi)外學(xué)者就其降脂及在動(dòng)脈粥樣硬化各環(huán)節(jié)的作用進(jìn)行了研究。研究證實(shí)，小檗堿可以從調(diào)節(jié)腸道菌群、調(diào)節(jié)血脂、抗炎、抗氧化應(yīng)激、下調(diào)內(nèi)脂素表達(dá)及抑制血管平滑肌細(xì)胞增生等方面發(fā)揮作用，從而發(fā)揮抗AS作用。現(xiàn)對BBR抗動(dòng)脈粥樣硬化的可能機(jī)制及進(jìn)展作一綜述。

1 調(diào)節(jié)腸道菌群

近來已有研究表明，BBR可以通過調(diào)節(jié)腸道微生物發(fā)揮抗肥胖作用[4]。而且，有研究顯示心血管疾病患者的腸道菌群分布與健康人不同[5-6]。近年來，越來越多的證據(jù)表明，腸道微生物能調(diào)節(jié)代謝途徑和代謝產(chǎn)物。氧化三甲胺(TMAO)是腸道微生物代謝產(chǎn)物三甲胺經(jīng)肝含黃素單氧化酶(FMO3)代謝而產(chǎn)生的氧化產(chǎn)物，它在動(dòng)脈粥樣硬化的進(jìn)展中發(fā)揮重要作用[7-9]。TMAO可通過引起血管炎性反應(yīng)、單核細(xì)胞—內(nèi)皮細(xì)胞相互作用和內(nèi)皮功能障礙從而引發(fā)AS發(fā)展[10]。此外，TMAO能夠促進(jìn)泡沫細(xì)胞的形成和動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的進(jìn)展[11-12]。Shi等[13]研究發(fā)現(xiàn)，高脂飲食喂養(yǎng)小鼠可增加FMO3的表達(dá)，而BBR治療可降低FMO3的表達(dá)，提示BBR可以通過介導(dǎo)TMA-FMO3-TMAO通路抑制動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生發(fā)展。并且還發(fā)現(xiàn)高脂飼料喂養(yǎng)的小鼠和正常飼料喂養(yǎng)的小鼠腸道菌群存在差異,而且BBR組與高脂飲食組的腸道菌群組成不同。同樣，實(shí)驗(yàn)認(rèn)為BBR可以通過調(diào)節(jié)腸道微生物群來降低高脂飲食誘導(dǎo)的動(dòng)脈粥樣硬化。這一發(fā)現(xiàn)支持腸道微生物群落與動(dòng)脈粥樣硬化進(jìn)展相關(guān)的結(jié)論。而且,研究顯示TMAO水平與腦血管疾病(CVD)風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)[10]。此外，Sun等[14]研究結(jié)果顯示:口服BBR通過改變微生物膽汁酸代謝和腸道FXR信號(hào)通路調(diào)節(jié)肝臟脂質(zhì)代謝。而且，學(xué)者推測口服BBR的藥理作用是通過BBR介導(dǎo)腸道菌群調(diào)控發(fā)揮的。也有證據(jù)表明BBR通過減少梭狀芽孢桿菌直接改變腸道微生物區(qū)系，隨后改變了腸道FXR信號(hào)[15]。同時(shí)有研究證實(shí)，BBR治療增加了腸道中的Akkermansia細(xì)菌，從而改善了載脂蛋白E(ApoE)基因敲除小鼠高脂飲食引起的動(dòng)脈粥樣硬化[16]。研究亦發(fā)現(xiàn)口服Akkermansia通過改善主動(dòng)脈和全身代謝性炎性反應(yīng)，顯著降低了高脂飲食誘導(dǎo)的動(dòng)脈粥樣硬化[17]。因此，調(diào)節(jié)腸道微生物群的組成可能是未來預(yù)防動(dòng)脈粥樣硬化的一種藥理學(xué)方法，而BBR可能是調(diào)節(jié)腸道菌群的一種新型藥物。

2 調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝

脂質(zhì)浸潤是AS的發(fā)病機(jī)制之一。當(dāng)含有膽固醇的低密度脂蛋白(LDL)在內(nèi)膜中積聚并激活內(nèi)皮細(xì)胞時(shí)，動(dòng)脈粥樣硬化過程啟動(dòng)。脂質(zhì)可被認(rèn)為是AS炎性反應(yīng)過程的觸發(fā)因素。臨床和流行病學(xué)觀察一致證明LDL-C濃度與動(dòng)脈粥樣硬化呈正相關(guān)[18]。研究表明，氧化低密度脂蛋白(ox-LDL)是導(dǎo)致AS發(fā)生的重要因素，其在血管內(nèi)膜下堆積，破壞血管內(nèi)皮細(xì)胞，產(chǎn)生泡沫細(xì)胞，誘導(dǎo)血管壁發(fā)生慢性炎性反應(yīng)，從而進(jìn)一步促使AS的發(fā)生。Kong等[19]將68例高脂血癥患者按治療方法分為BBR組和安慰劑組，研究結(jié)果表明，BBR組與安慰劑組相比血漿總膽固醇(TC)、三酰甘油(TG)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)水平分別下降21.41%、26.40%、28.22%，BBR治療前后差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.000)。BBR口服耐受性好，對腎功能無不良反應(yīng)。此外，它可以改善肝功能。其降血脂機(jī)制與提高LDL受體表達(dá)作用有關(guān)。相關(guān)研究顯示，BBR可以通過激活腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)來抑制肝細(xì)胞的脂質(zhì)合成，從而降低血漿膽固醇。Wang等[20]通過小鼠動(dòng)脈粥樣硬化的解偶聯(lián)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，BBR可激活A(yù)MPK通路，增加LDL受體的表達(dá)，從而改善動(dòng)脈粥樣硬化小鼠的脂質(zhì)代謝。也有研究表明，BBR可通過激活細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶(ERK)途徑穩(wěn)定LDL受體mRNA，從而增加肝細(xì)胞中LDL受體的表達(dá)[21]。還有研究表明，BBR通過原蛋白轉(zhuǎn)化酶 (PCSK9)—LDL—受體通路促進(jìn)LDL受體表達(dá)[22]。肝細(xì)胞內(nèi)的PCSK9將細(xì)胞表面的LDL受體轉(zhuǎn)向溶酶體降解，BBR抑制PCSK9的表達(dá)。而且,BBR加速肝細(xì)胞的退化核轉(zhuǎn)錄因子1α(HNF - 1α)蛋白介導(dǎo)PCSK9基因轉(zhuǎn)錄。此外，Shi等[13]研究結(jié)果表明，BBR可以通過調(diào)節(jié)脂代謝從而顯著改善ApoE基因敲除小鼠中西方飲食誘導(dǎo)的動(dòng)脈粥樣硬化。也有研究發(fā)現(xiàn)，BBR治療可明顯降低 LDL-C、TC、TG及載脂蛋白的水平，減少脂質(zhì)過氧化及增強(qiáng)超氧化物歧化酶(SOD)的活性。迄今為止報(bào)道的BBR調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝的各種機(jī)制主要集中在影響腸道膽固醇吸收、LDL受體介導(dǎo)的LDL膽固醇清除和膽固醇分解代謝。這些機(jī)制是相互調(diào)節(jié)的，到目前為止，它們之間的關(guān)系和相互作用尚不清楚，這意味著觀察到的效果可能是對多個(gè)過程起作用的結(jié)果。

3 抗炎作用

炎性反應(yīng)在動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)病機(jī)制中起著至關(guān)重要的作用。促炎細(xì)胞因子主要由動(dòng)脈粥樣硬化斑塊中的巨噬細(xì)胞分泌。如腫瘤壞死因子α(TNF-α)、白細(xì)胞介素(IL)-6、單核細(xì)胞趨化蛋白1(MCP-1)在動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生和加速中發(fā)揮重要作用。相關(guān)研究顯示，BBR可以抑制巨噬細(xì)胞中TNF-α、MCP-1、IL-6的表達(dá)和分泌。另外，轉(zhuǎn)錄因子激活子蛋白-1(AP-1)可以調(diào)控IL-6和環(huán)氧化酶-2(COX-2) 等多種炎性因子的表達(dá)。還有研究顯示，BBR能通過抑制AP-1的轉(zhuǎn)錄活性，從而抑制炎性因子的表達(dá)和AS的發(fā)生[23]。此外有研究發(fā)現(xiàn)，BBR抗動(dòng)脈粥樣硬化的活性也依賴于AMPK的激活。有研究顯示在ox-LDL誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞中，BBR通過激活A(yù)MPK和增加巨噬細(xì)胞自噬來發(fā)揮抗炎作用[24]。BBR可以抑制炎性因子的表達(dá)，其機(jī)制包括3個(gè)部分:(1)BBR可以抑制中性粒細(xì)胞的表達(dá)趨勢，阻止黏附分子的表達(dá); (2)通過抑制AP-1調(diào)控炎性反應(yīng)區(qū)前列腺素I2(PGI2)和血栓素A2(TXA2)的表達(dá); (3)通過抑制PGI2和TXA2的組成，可以保持PGI2和TXA2的平衡[25-26]。此外，有研究證實(shí)，BBR可通過抑制NF-κB信號(hào)通路，從而降低TNF-α和白細(xì)胞介素-1β(IL-1β)的水平，發(fā)揮抗炎作用[27]。

4 抗氧化應(yīng)激

LDL過氧化是AS發(fā)生的中心環(huán)節(jié)，ox-LDL促使黏附因子及多種炎性因子表達(dá)，誘導(dǎo)單核細(xì)胞進(jìn)入動(dòng)脈內(nèi)膜并轉(zhuǎn)化為巨噬細(xì)胞，誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞增生、移行，促進(jìn)血小板黏附、聚集及血栓形成，抑制一氧化氮(NO)的釋放，從而啟動(dòng)及加速AS的發(fā)生。有研究顯示，BBR治療可以通過SIRT1信號(hào)通路來降低心臟超氧化物生成、gp91phox表達(dá)及丙二醛(MDA)的濃度，同時(shí)增加SOD的活性，發(fā)揮其抗氧化作用[28]。還有研究表明，BBR的抗氧化能力主要取決于其對Nrf2信號(hào)通路的影響，減少NADPH氧化酶2(NOX2)依賴的活性氧(ROS)生成和線粒體ROS的產(chǎn)生從而增強(qiáng)抗氧化防御系統(tǒng)，保護(hù)機(jī)體免受氧化損傷[29]。BBR不僅可以抑制與谷胱甘肽過氧化物酶(GPX)、SOD超活化相關(guān)的脂類氧化(TBARS)，也可以抑制NO的生成和DPPH的氧化，而且這些特性以濃度依賴的方式發(fā)揮作用。此外，研究發(fā)現(xiàn)高同型半胱氨酸血癥(Hcy)具有氧化應(yīng)激作用，其氧化會(huì)產(chǎn)生大量的中間物質(zhì)，如生成的自由基及過氧化氫抑制NO的合成與釋放，繼而導(dǎo)致血管功能障礙，使血管內(nèi)皮受損，從而引起AS。Li等[30]研究結(jié)果顯示，Hcy小鼠經(jīng)BBR處理后動(dòng)脈粥樣硬化斑塊穩(wěn)定性增加，主要是因?yàn)锽BR通過激活PPARγ信號(hào)通路抑制氧化應(yīng)激，從而改善內(nèi)皮功能和增強(qiáng)動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的穩(wěn)定性。而且，體外和體內(nèi)同型半胱氨酸硫內(nèi)酯(HTL)誘導(dǎo)的內(nèi)皮功能障礙均被BBR逆轉(zhuǎn)，而且呈劑量依賴性。

5 抑制血管平滑肌細(xì)胞增殖

血管平滑肌細(xì)胞(VSMC)是動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的主要成分，動(dòng)脈中膜的VSMC遷入內(nèi)膜，吞噬脂質(zhì)形成肌源性泡沫細(xì)胞，增生遷移形成纖維帽，是形成動(dòng)脈粥樣硬化纖維斑塊的重要環(huán)節(jié)。有研究發(fā)現(xiàn)BBR在G0和G1/M期阻斷細(xì)胞周期，對VSMC具有抑制增殖作用。G1抑制的機(jī)制與細(xì)胞周期蛋白D1的減少有關(guān)。進(jìn)一步的結(jié)果表明,BBR可以通過延遲或使部分Akt通路的激活來抑制血管緊張素Ⅱ(AngII)和肝素結(jié)合表皮生長因子(HB-EGF),并抑制VSMC增殖和遷移。然而，有研究表明，BBR通過失活ERK/Egr-1信號(hào)通路和降低下游靶點(diǎn)(Egr-1、c-Fos、cyclin D1和PDGF-A)的表達(dá)，阻斷損傷誘導(dǎo)的VSMC再生長[31]。而且，Liang等[32]發(fā)現(xiàn)BBR通過激活A(yù)MPK/p53/p21(Cip1)信號(hào)來抑制血小板衍生生長因子(PDGF)誘導(dǎo)的VSMC生長，同時(shí)通過抑制Ras/Rac1/Cyclin D/Cdks來抑制PDGF刺激的遷移。這些觀察結(jié)果為BBR的抗增殖和抗遷移特性提供了分子解釋。此外，國內(nèi)有研究發(fā)現(xiàn)，BBR抑制溶酶原誘導(dǎo)的VSMCs DNA合成和細(xì)胞增殖，抑制溶酶原刺激的VSMCs遷移。它還能抑制細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶(ERKs)的激活，降低轉(zhuǎn)錄因子AP-1的活性，以及溶解氧誘導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)活性氧種類(ROS)的增加[33]。此外，有研究發(fā)現(xiàn)，BBR可通過激活A(yù)MPK信號(hào)通路降低ox-LDL誘導(dǎo)的炎性反應(yīng)，間接抑制VSMC的增殖和遷移，而且BBR呈劑量和時(shí)間依賴性[34]。

6 下調(diào)內(nèi)脂素的表達(dá)

內(nèi)脂素(visfatin)是一種長度為52 kDa的促炎因子，具有潛在胰島素樣脂肪因子的作用，由浸潤脂肪組織的巨噬細(xì)胞表達(dá)，并在炎性反應(yīng)信號(hào)的作用下產(chǎn)生[35]。其可作為 AS形成、內(nèi)皮功能紊亂、血管損傷的臨床標(biāo)志物[36]。近年來，visfatin已成為CVD患者診斷和風(fēng)險(xiǎn)分層最可靠、最具吸引力的生物標(biāo)志物之一，被認(rèn)為是頸動(dòng)脈內(nèi)膜增厚(IMT)的獨(dú)立危險(xiǎn)因素[37]。visfatin與代謝綜合征呈正相關(guān)，此外還與炎性細(xì)胞因子有關(guān),如IL-6和TNF-α,這些細(xì)胞因子促進(jìn)炎性反應(yīng)和動(dòng)脈粥樣硬化的進(jìn)展[38]。另外有研究顯示，visfatin可顯著降低載脂蛋白E基因敲除小鼠動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的穩(wěn)定性[39]。還有研究顯示，在一定濃度范圍內(nèi), 小檗堿以濃度和時(shí)間依賴性的方式促進(jìn)離體脂肪細(xì)胞visfatin mRNA 及蛋白表達(dá)。

7 小結(jié)與展望

目前AS仍是心腦血管疾病發(fā)生發(fā)展的主要原因，預(yù)防AS的發(fā)生已成為當(dāng)下熱點(diǎn)。然而AS的形成是多因素相互作用的進(jìn)行性疾病。因此，在動(dòng)脈粥樣硬化的研究中，應(yīng)從多途徑、多環(huán)節(jié)、多靶點(diǎn)深入研究。綜上所述，BBR可能是通過調(diào)節(jié)腸道菌群、減少炎性反應(yīng)、下調(diào)內(nèi)脂素表達(dá)、調(diào)節(jié)血脂及抗氧化應(yīng)激等發(fā)揮抗動(dòng)脈粥樣硬化作用。但目前對小檗堿藥理作用的了解還不夠全面與透徹，BBR的抗動(dòng)脈粥樣硬化研究仍處于實(shí)驗(yàn)階段，尚未確定最佳劑量。因此，仍需要更深入的研究及實(shí)驗(yàn)來探討小檗堿抗動(dòng)脈粥樣硬化的作用機(jī)制，以及應(yīng)用BBR的臨床安全性及有效性。