賀翼飛　付宇　趙楊　劉宇琳　習(xí)瑾昆

【關(guān)鍵詞】心肌損傷;白藜蘆醇;鋅離子;心肌保護(hù)

中圖分類號(hào)? R654.2? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼? A? ? 文章編號(hào)? 1671-0223（2020）06-021-03

4 白藜蘆醇和鋅離子心肌保護(hù)作用的聯(lián)系

4.1白藜蘆醇和鋅離子與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)作為細(xì)胞器之一，在細(xì)胞功能和存活中扮演十分重要的角色，內(nèi)部穩(wěn)定是保證其功能正常運(yùn)轉(zhuǎn)的前提，一旦內(nèi)環(huán)境發(fā)生紊亂可引起內(nèi)質(zhì)網(wǎng)功能障礙，導(dǎo)致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激[53]。細(xì)胞受損情況危急時(shí)，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的相關(guān)凋亡信號(hào)會(huì)發(fā)生活化，具體表現(xiàn)為CHOP、JNK、Caspase12的級(jí)聯(lián)與活化。大量研究顯示，ERS參與心肌I/R損傷的發(fā)生[16-17]。實(shí)驗(yàn)室前期研究顯示，在大鼠I/R損傷模型中，ERS相關(guān)蛋白-葡萄糖調(diào)節(jié)蛋白78（glucose regulated protein 78， GRP 78）、GRP 94在再灌注期時(shí)表達(dá)明顯增多，表明再灌注期導(dǎo)致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的發(fā)生，而白藜蘆醇能夠抑制再灌注損傷導(dǎo)致的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激。白藜蘆醇能夠模擬內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激抑制劑牛磺熊去氧膽酸（tauroursodeoxycholic Acid， TUDCA）的作用，但被鋅離子的特異性螯合劑N，N，N'，N'-四-（2-吡啶基甲基）乙二胺（TPEN）所抑制，說明鋅離子在白藜蘆醇保護(hù)心肌中充當(dāng)了一定的角色;另外，白藜蘆醇能夠模擬TUDCA顯著提高了鋅離子特異性熒光染料Newport Green DCF的強(qiáng)度，說明白藜蘆醇能夠促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)鋅離子的釋放以及能夠經(jīng)由鋅離子保護(hù)心肌[52]。此外，白藜蘆醇能夠使GSK-3β發(fā)生磷酸化、抑制mPTP開放，但同樣被TPEN所抑制，證明白藜蘆醇能夠增加細(xì)胞內(nèi)鋅離子，使GSK-3β磷酸化進(jìn)而阻止mPTP開放，發(fā)揮心肌線粒體保護(hù)作用[54]，進(jìn)一步說明鋅離子濃度與白藜蘆醇對(duì)于心肌保護(hù)具有協(xié)同作用。課題組前期實(shí)驗(yàn)還證明，白藜蘆醇還能經(jīng)由cGMP/PKG信號(hào)途徑，使GSK-3β失活進(jìn)而阻止mPTP開放，保護(hù)心肌[33];鋅離子也能激活cGMP/PKG信號(hào)通路阻止mPTP開放[47-48]。因此，白藜蘆醇和鋅離子對(duì)于心肌保護(hù)的信號(hào)通路和作用機(jī)制出現(xiàn)重合，我們推測(cè)兩者有可能協(xié)同保護(hù)心肌，這需要后續(xù)實(shí)驗(yàn)證實(shí)。

4.2白藜蘆醇和鋅離子與心肌梗死

鋅離子具有與白藜蘆醇同樣的抗炎癥和抗氧化特性，對(duì)于免疫系統(tǒng)的功能也至關(guān)重要，參與調(diào)節(jié)先天性和適應(yīng)性免疫細(xì)胞的細(xì)胞內(nèi)信號(hào)通路[55]。有研究證明，鋅離子通過穩(wěn)定蛋白質(zhì)巰基抗氧化作用和對(duì)抗過渡金屬催化的反應(yīng)來發(fā)揮其抗氧化作用[56-57];它還可以增強(qiáng)抗氧化劑蛋白質(zhì)和酶（如谷胱甘肽和過氧化氫酶）的活化[58];另外，它能夠通過增加兩種具有抗炎特性的鋅指蛋白A20和PPAR-α的基因表達(dá)來發(fā)揮抗炎癥作用[59]。白藜蘆醇能夠防止高脂飲食（HFD）小鼠中慢性氧化應(yīng)激的積累，調(diào)節(jié)血漿和脾臟中細(xì)胞因子的變化，并降低炎癥介質(zhì)的表達(dá)。白藜蘆醇作為一種可行的HFD有效補(bǔ)充劑，可以緩解氧化應(yīng)激，抑制炎癥基因并通過HFD抑制的芳基烴受體活化增加調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（Treg）的值[3]。還有研究證明，白藜蘆醇能夠通過維持鋅穩(wěn)態(tài)、提高SOD活性水平來減輕糖尿病大鼠的氧化應(yīng)激損傷[60]。

鋅離子可以減輕心肌梗死（MI）所導(dǎo)致的心臟收縮功能和舒張功能障礙;在心肌梗死的動(dòng)物中過氧化氫酶和超氧化物歧化酶減少，但鋅離子能夠增加其活性[61]。同樣，白藜蘆醇可以抑制心肌梗死的雄性SD大鼠左心室射血分?jǐn)?shù)（LVEF）降低以及左心室異常擴(kuò)張;白藜蘆醇能夠顯著改善心肌梗死大鼠的心臟重塑和減輕收縮功能障礙，它是通過抑制超氧化物歧化酶和過氧化氫酶活性的降低以及減少心臟炎癥和纖維化來降低氧化應(yīng)激實(shí)現(xiàn)的[62]。

4.3白藜蘆醇和鋅離子與糖尿病性心肌病

在糖尿病性心肌病（DCM）小鼠中，用鋅離子治療可減輕心臟功能障礙、心肌肥大、心肌纖維化、心肌炎癥和氧化損傷[63];此外，鋅離子提高了DCM小鼠心臟的核因子E2相關(guān)因子2（Nrf2）功能和金屬硫蛋白（MT）表達(dá)[63]。同樣的，白藜蘆醇也能夠減輕DCM小鼠的心臟功能障礙和心肌肥大，減少DCM小鼠心肌的纖維化[64];另外，DCM小鼠心臟還表現(xiàn)出氧化損傷，同樣被白藜蘆醇減弱，白藜蘆醇同樣是通過增加Nrf2的表達(dá)和轉(zhuǎn)錄活性，以及Nrf2下游抗氧化靶標(biāo)來預(yù)防DCM[64]，白藜蘆醇與鋅離子再一次通過同樣的機(jī)制來保護(hù)心肌。

4.4白藜蘆醇和鋅離子與心肌缺血/再灌注

有研究表明，在體外實(shí)驗(yàn)，鋅離子通過激活PI3K/Akt途徑保護(hù)H9c2心肌細(xì)胞免受缺氧/復(fù)氧損傷誘導(dǎo)的凋亡性細(xì)胞死亡[65]。在體內(nèi)實(shí)驗(yàn)，白藜蘆醇使NOS，NO，Bcl-2蛋白和p-Akt的表達(dá)明顯增加，使心肌細(xì)胞凋亡和Bax/Bcl-2的表達(dá)明顯降低，但此作用被渥曼青霉素（PI3K-Akt特異性抑制劑）阻斷，說明白藜蘆醇可以抑制缺血/再灌注誘導(dǎo)的心肌細(xì)胞凋亡，PI3K-Akt信號(hào)通路參與其中[66]，證明了白藜蘆醇和鋅離子能夠通過同樣的信號(hào)途徑抑制心肌凋亡。此外，鋅離子可以介導(dǎo)腺苷（NECA）發(fā)揮抗再灌注損傷的心臟保護(hù)作用[48]。同樣，白藜蘆醇預(yù)處理也能通過腺苷（NECA）受體信號(hào)傳導(dǎo)，再通過Akt依賴性和非依賴性途徑觸發(fā)cAMP反應(yīng)元件結(jié)合蛋白（CREB）的磷酸化，從而發(fā)揮心臟保護(hù)作用[67]。

最近的研究顯示，白藜蘆醇-鋅組合用于治療前列腺癌，鋅耗竭是健康前列腺代謝轉(zhuǎn)化為前列腺惡性腫瘤的標(biāo)志性特征，鋅補(bǔ)充劑可以中止前列腺惡性腫瘤，但沒有足夠的生物可利用鋅，因此，使用白藜蘆醇重新調(diào)節(jié)鋅穩(wěn)態(tài)是一種新的PCa管理策略[68];白藜蘆醇與鋅組合還能使乳腺癌大鼠尿液中15-羥基二十碳四烯酸（15-HETE）濃度水平降低[69];白藜蘆醇能夠增加鋅指蛋白36 （ZFP36）表達(dá)并降低A549肺癌細(xì)胞中ZFP36靶基因的mRNA水平[70];另外，白藜蘆醇抑制DNA-甲基轉(zhuǎn)移酶1的表達(dá)并誘導(dǎo)ZFP36啟動(dòng)子的去甲基化，表明白藜蘆醇通過其在非小細(xì)胞肺癌中的ZFP36的表觀遺傳調(diào)節(jié)具有抗癌活性[70]。因此，白藜蘆醇與鋅離子作用機(jī)制具有一定的關(guān)聯(lián)性，其詳細(xì)機(jī)制有待于進(jìn)一步探討。

綜上所述，白藜蘆醇可以發(fā)揮心肌保護(hù)作用，鋅離子也能夠保護(hù)損傷的心肌;白藜蘆醇和鋅離子的心肌保護(hù)作用均與蛋白激酶信號(hào)通路有所聯(lián)系，我們的最新研究也證明了，白藜蘆醇能夠通過ERK/GSK-3β蛋白激酶信號(hào)通路增加細(xì)胞內(nèi)鋅離子濃度從而保護(hù)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激損傷的心肌細(xì)胞[71]。白藜蘆醇與鋅離子在其他方面或其他機(jī)制中是否存在某些聯(lián)系，有待于更多的研究。

參考文獻(xiàn)

[53] JS Johnson， M Gentzsch， L Zhang， et al. AAV exploits subcellular stress associated with inflammation， endoplasmic reticulum expansion， and misfolded proteins in models of cystic fibrosis[J]. PLoS Pathog， 2011， 7（5）： e1002053.

[54]賀永貴， 張義東， 張國彬， 等. 鋅離子參與白藜蘆醇的心肌線粒體保護(hù)作用及其機(jī)制研究[J]. 中國新藥雜志， 2016， 25（08）： 928-932+948.

[55] I Wessels， M Maywald， L Rink. Zinc as a gatekeeper of immune function[J]. Nutrients， 2017， 9（12）：1286.

[56] TM Bray and WJ Bettger. The physiological role of zinc as an antioxidant[J]. Free Radic Biol Med， 1990， 8（3）： 281-291.

[57] P SR. Zinc and Health： Current status and future directions. Proceedings of a workshop. Bethesda， Maryland， USA. November 4-5， 1998[J]. J Nutr， 2000， 130（5S Suppl）： 1341s-1519s.

[58] A Goel， V Dani and DK Dhawan. Protective effects of zinc on lipid peroxidation， antioxidant enzymes and hepatic histoarchitecture in chlorpyrifos-induced toxicity[J]. Chem Biol Interact， 2005， 156（2-3）： 131-140.

[59] M Jarosz， M Olbert， G Wyszogrodzka， et al. Antioxidant and anti-inflammatory effects of zinc. Zinc-dependent NF-kappaB signaling[J]. Inflammopharmacology， 2017， 25（1）： 11-24.

[60] S Asadi， MN Moradi， N Khyripour， et al. Resveratrol attenuates copper and zinc homeostasis and ameliorates oxidative stress in type 2 diabetic rats[J]. Biol Trace Elem Res， 2017， 177（1）： 132-138.

[61] AF Goncalves， BF Polegato， AA Fernandes， et al. Zinc supplementation attenuates cardiac remodeling after experimental myocardial infarction[J]. Cell Physiol Biochem， 2018， 50（1）： 353-362.

[62] P Raj， BM Aloud， XL Louis， et al. Resveratrol is equipotent to perindopril in attenuating post-infarct cardiac remodeling and contractile dysfunction in rats[J]. J Nutr Biochem， 2016， 28：155-163.

[63] J Wang， S Wang， W Wang， et al. Protection against diabetic cardiomyopathy is achieved using a combination of sulforaphane and zinc in type 1 diabetic OVE26 mice[J]. J Cell Mol Med， 2019， 23（9）： 6319-6330.

[64] G Wang， X Song， L Zhao， et al. Resveratrol prevents diabetic cardiomyopathy by increasing nrf2 expression and transcriptional activity[J]. Biomed Res Int， 2018， 2018：2150218.

[65] X Zeng and X Tan. Epigallocatechin-3-gallate and zinc provide anti-apoptotic protection against hypoxia/reoxygenation injury in H9c2 rat cardiac myoblast cells[J]. Mol Med Rep， 2015， 12（2）： 1850-1856.

[66] 何東偉， 劉新偉， 龐勇， 等. 白藜蘆醇對(duì)大鼠缺血再灌注心肌細(xì)胞凋亡的抑制作用與PI3K-Akt信號(hào)通路的關(guān)系[J]. 中國中藥雜志， 2012， 37（15）： 2323-2326.

[67] S Das， A Tosaki， D Bagchi， et al. Resveratrol-mediated activation of cAMP response element-binding protein through adenosine A3 receptor by Akt-dependent and -independent pathways[J]. J Pharmacol Exp Ther， 2005， 314（2）： 762-769.

[68] CK Singh， A Pitschmann and N Ahmad. Resveratrol-zinc combination for prostate cancer management[J]. Cell Cycle， 2014， 13（12）： 1867-1874.

[69] B Bobrowska-Korczak， D Skrajnowska， K Seidel， et al. Effect of zinc， copper and resveratrol supplementation on the urinary level of 15-hydroxyeicosatetraenoic acid at the early stage of breast cancer in rats[J]. J Biol Regul Homeost Agents， 2019， 33（1）： 19-28.

[70] A Fudhaili， NA Yoon， S Kang， et al. Resveratrol epigenetically regulates the expression of zinc finger protein 36 in nonsmall cell lung cancer cell lines[J]. Oncol Rep， 2019， 41（2）： 1377-1386.

[71] Y He， Y Fu， M Xi， et al. Zn2+ and mPTP mediate resveratrol-induced myocardial protection from endoplasmic reticulum stress[J]. Metallomics， 2020， 12（2）：290-300.

（續(xù)完）? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? [2020-01-03收稿]

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金（NSFC81570275）;河北省自然科學(xué)基金（H2018209309）;河北省高層次人才資助項(xiàng)目（A2017010069）;河北省高校百名優(yōu)秀創(chuàng)新人才支持計(jì)劃（SLRC2017051）

作者單位：063000 河北省唐山市，華北理工大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院，唐山市慢性病臨床基礎(chǔ)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

* 通訊作者