〔摘要〕 冠心?。╟oronary heart disease,CHD)的患病率和死亡率逐年上升,而銅死亡與CHD的形成發(fā)展具有重要關(guān)系,可通過血管損傷、引發(fā)炎癥反應(yīng)、增加總膽固醇水平等方式促進(jìn)CHD發(fā)展。銅死亡是一種新型的、銅依賴的細(xì)胞程序化死亡方式,與氧化應(yīng)激、抑制泛素-蛋白酶體系統(tǒng)、誘導(dǎo)脂?;鞍拙奂榷喾N途徑有關(guān),并參與多種疾病的病理過程。銅死亡可雙向致病,人體內(nèi)銅缺乏或積累過多均會(huì)對(duì)健康造成影響,維持體內(nèi)銅濃度平衡可能成為藥物干預(yù)銅死亡的重要靶點(diǎn)。心主血脈是中醫(yī)藏象學(xué)說(shuō)的重要理論之一。從心主血脈理論出發(fā),結(jié)合銅死亡在CHD中的發(fā)病機(jī)制,闡述中醫(yī)藥如何干預(yù)銅死亡進(jìn)展和思路,為藏象學(xué)說(shuō)現(xiàn)代應(yīng)用及中醫(yī)藥治療CHD提供新依據(jù)和新靶點(diǎn)。
〔關(guān)鍵詞〕 銅代謝;銅死亡;冠心?。恢嗅t(yī)藥;心主血脈
〔中圖分類號(hào)〕R256.2 〔文獻(xiàn)標(biāo)志碼〕A 〔文章編號(hào)〕doi:10.3969/j.issn.1674-070X.2024.10.030
Pathogenesis of cuproptosis in coronary heart disease and Chinese
medicine intervention from the perspective of "the heart
governing the blood and vessels"
YANG Yi1,2, CHEN Lingli1,3, ZHANG Shumeng1,2, YU Zixuan1,2, LI Jie1,2*
1. Hunan University of Chinese Medicine, Changsha, Hunan 410208, China; 2. Hunan Key Laboratory of Chinese Medicine Diagnostics, Hunan University of Chinese Medicine, Changsha, Hunan 410208, China; 3. Hunan Key Laboratory of Pathogeny Biology of Integrated Chinese and Western Medicine, Hunan University of Chinese Medicine, Changsha, Hunan 410208, China
〔Abstract〕 The prevalence and mortality rates of coronary heart disease (CHD) have been increasing year by year. Cuproptosis plays a significant role in the formation and progression of CHD, promoting CHD development by inducing vascular injury, triggering inflammatory reaction, and elevating total cholesterol levels. Cuproptosis is a novel, copper-dependent form of programmed cell death associated with multiple pathways, including oxidative stress, inhibition of the ubiquitin proteasome system, and induction of lipid-acylated protein aggregation, and it is involved in the pathological processes of various diseases. Cuproptosis can lead to disease in both directions, and deficiency or excessive accumulation of copper in the human body can impact health. Thus, maintaining a balanced copper concentration in the body may become an important target for drug intervention in cuproptosis. "The heart governing the blood and vessels" is one of the important theories in the zang-xiang theory of Chinese medicine. Based on the theory and the pathogenesis of cuproptosis in CHD, this paper elucidates how Chinese medicine intervenes the progression of cuproptosis, offering new evidence and targets for the modern application of zang-xiang theory and the treatment of CHD with Chinese medicine.
〔Keywords〕 copper metabolism; cuproptosis; coronary heart disease; Chinese medicine; the heart governing the blood and vessels
心血管疾病是人類死亡的重要原因,給社會(huì)和個(gè)人帶來(lái)巨大壓力,而冠心病(coronary heart disease,CHD)是其最主要因素。CHD是由冠狀動(dòng)脈粥樣硬化引起管腔狹窄或阻塞,造成心肌血、缺氧或壞死而導(dǎo)致的心臟病,是我國(guó)最常見的心血管系統(tǒng)疾病之一,其臨床發(fā)病率和死亡率逐年上升并呈現(xiàn)低齡化趨勢(shì)[1]。銅作為人體必需微量元素,參與了幾乎所有細(xì)胞類型的生理過程。最新研究發(fā)現(xiàn),銅死亡是一種區(qū)別于其他程序性細(xì)胞死亡(如鐵死亡、細(xì)胞凋亡、壞死)的新型死亡方式[2]。銅質(zhì)增生通過銅與三羧酸(tricarboxylic acid cycle, TCA)循環(huán)中的脂酰化酶結(jié)合而發(fā)生,這導(dǎo)致隨后的蛋白質(zhì)聚集,蛋白毒性應(yīng)激,并最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡[3]。與其他已知的細(xì)胞死亡方式相比,銅死亡表現(xiàn)出獨(dú)特的生物學(xué)和形態(tài)學(xué)特征。既往研究發(fā)現(xiàn),銅死亡在肝癌、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、骨質(zhì)疏松癥等多種疾病中發(fā)揮重要作用[4-6]。此外,有研究發(fā)現(xiàn),銅死亡在通過破壞血管完整性和功能、促發(fā)炎癥反應(yīng)、影響機(jī)體膽固醇水平等方面調(diào)控疾病進(jìn)展[7]。而利用銅離子載體將銅輸送到細(xì)胞中、銅螯合劑及銅伴侶抑制劑降低胞內(nèi)銅離子濃度是目前靶向銅誘導(dǎo)CHD中銅的潛在療法[8]。
藏象學(xué)說(shuō)作為中醫(yī)理論體系之核心,對(duì)疾病的防治及康復(fù)具有重大指導(dǎo)意義[9],“心主血脈”作為其理論之一,高度概括了心臟的主要生理功能,即心主持全身的血液和脈管,推動(dòng)血液循行于脈中,發(fā)揮濡養(yǎng)全身的功能,并強(qiáng)調(diào)血液正常運(yùn)行的基本條件是心氣充沛、血液運(yùn)行和脈道通利[10]。膽固醇水平升高、血管損傷、血管炎癥反應(yīng)與中醫(yī)“心主血脈”功能失調(diào)類似,其實(shí)質(zhì)為血流不暢及脈道不通,均能促發(fā)CHD[11]。推動(dòng)血液流動(dòng)及恢復(fù)脈道通利也可能成為藥物干預(yù)疾病的重要靶點(diǎn)。中醫(yī)藥具有價(jià)格低廉、 多靶點(diǎn)協(xié)同作用的優(yōu)勢(shì),銅死亡在CHD中的發(fā)病機(jī)制以及中醫(yī)藥對(duì)該機(jī)制的干預(yù)作用,值得進(jìn)行深入探討與研究。因此,本文對(duì)銅死亡的代謝及在CHD的作用機(jī)制及中醫(yī)藥相關(guān)性作一總結(jié)。
1 銅死亡特征
銅是人體各種生理過程中必需的微量元素,對(duì)生理功能起著重要的調(diào)控作用,如圖1。銅死亡是一種新近發(fā)現(xiàn)和定義的細(xì)胞死亡方式,由TSVETKO等[12]首次提出。從形態(tài)上看,銅死亡會(huì)表現(xiàn)出線粒體的收縮、細(xì)胞膜的破裂、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的損傷以及染色質(zhì)的破裂等一系列主要形態(tài)學(xué)特征,這些特征與凋亡方式相似,但其內(nèi)在機(jī)制又與其他細(xì)胞死亡方式不同[13-15]。從生化角度觀察銅以兩種形式存在于體內(nèi),亞銅離子(Cu+)和銅離子(Cu2+),并參與多種生理反應(yīng)。人們主要從食物中獲取銅,銅在食物中以Cu2+形式存在,通過吸收和運(yùn)輸進(jìn)入肝細(xì)胞,并通過銅藍(lán)蛋白將銅輸送到身體各部位。銅的穩(wěn)態(tài)失衡會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)銅濃度升高,可通過芬頓反應(yīng)、抑制泛素-蛋白酶體系統(tǒng)、與脂?;鞍捉Y(jié)合等方式從而引發(fā)細(xì)胞損傷和銅死亡[16]。
2 銅死亡發(fā)生機(jī)制
當(dāng)人體內(nèi)銅穩(wěn)態(tài)失衡,如銅積累過多或運(yùn)輸不當(dāng),使體內(nèi)銅濃度超過閾值,從而引起細(xì)胞受損乃至死亡[17]。(1)銅離子通過芬頓反應(yīng)催化H2O2產(chǎn)生大量的活性氧(reactive oxygen species,ROS)[18],對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生多方面的損害,包括損傷DNA[19]、干擾線粒體功能[20]、破壞細(xì)胞膜完整性等[21],導(dǎo)致細(xì)胞死亡。(2)銅離子通過抑制泛素-蛋白酶體系統(tǒng)抑制細(xì)胞蛋白酶活性并抑制細(xì)胞增殖[22]。(3)銅離子通過與脂肪?;鞍祝ū帷ⅵ?酮戊二酸、支鏈酮酸脫氫酶和甘氨酸切割系統(tǒng))結(jié)合,誘導(dǎo)脂肪?;鞍拙奂⒁种凭€粒體代謝功能以促使細(xì)胞腐爛[23],鐵氧還蛋白1(recombinant ferredoxin 1,F(xiàn)DX1)和硫辛酸合酶(recombinant lipoic acid synthetase,LIAS)在這一過程中起著至關(guān)重要的調(diào)節(jié)作用[24],其中,F(xiàn)DX1[25]是銅死亡的上游調(diào)節(jié)因子,其敲除或與脂?;嚓P(guān)的酶可以阻止銅死亡的發(fā)生。
3 銅死亡與CHD的相關(guān)研究
動(dòng)脈粥樣硬化(atherosclerosis,AS)是CHD的主要原因和疾病基礎(chǔ)。盡管銅在生理上是不可或缺的,但當(dāng)體內(nèi)的銅離子失衡的時(shí)候就會(huì)導(dǎo)致各種炎癥性血管疾病的發(fā)生,例如AS。以下從兩個(gè)方面探討銅死亡與CHD的相關(guān)研究。
3.1 銅死亡與CHD相關(guān)性
流行病學(xué)證據(jù)表明,體內(nèi)血清銅水平的變化與AS風(fēng)險(xiǎn)增加具有相關(guān)性,具體表現(xiàn)在:(1)AS病變中銅的減少與血清銅濃度的增加有關(guān),而血清銅濃度與AS病變的嚴(yán)重程度呈正相關(guān)[26-27],KOKSAL等[28]發(fā)現(xiàn),在AS等病理炎性條件下,細(xì)胞內(nèi)銅水平更高。(2)人類AS組織中銅濃度的差異可反映AS病變的階段。研究表明,鄰絡(luò)氨酸(銅誘導(dǎo)蛋白氧化的標(biāo)志物)僅在晚期AS病變中檢測(cè)到,而不是在AS早期[29]。因此,推測(cè)銅水平僅在晚期AS組織中升高。另有研究發(fā)現(xiàn),增加銅攝入量可以降低人類AS的風(fēng)險(xiǎn)[30],這表明早期AS患者病變中的銅濃度可能較低。(3)銅與AS病變的一個(gè)關(guān)鍵因素膽固醇代謝密切相關(guān)。LAMB等[31]在動(dòng)物模型的研究中對(duì)喂食高膽固醇的家兔進(jìn)行膳食銅補(bǔ)充,發(fā)現(xiàn)可有效預(yù)防動(dòng)物模型中的AS,提示銅參與了膽固醇代謝。WANG等[32]發(fā)現(xiàn),AS患者血漿銅水平隨著高膽固醇血癥的嚴(yán)重程度增加而升高。(4)銅水平與AS發(fā)生發(fā)展也受其他合并癥的影響。DIAF等[33]發(fā)現(xiàn)糖尿病患者的膳食銅攝入量與AS風(fēng)險(xiǎn)之間沒有顯著關(guān)聯(lián),但在非糖尿病患者中,銅的攝入量與AS風(fēng)險(xiǎn)顯著相關(guān)。
3.2 銅促進(jìn)CHD的潛在機(jī)制
近期研究表明,關(guān)于銅死亡與CHD的研究多是多維度分析,而銅促該疾病的潛在機(jī)制目前尚不清楚,銅死亡可能通過誘導(dǎo)氧化應(yīng)激、炎癥反應(yīng)、細(xì)胞焦亡等方式在促發(fā)AS中發(fā)揮作用。(1)研究發(fā)現(xiàn),血清銅水平過高誘導(dǎo)ROS過量從而激活的氧化應(yīng)激已經(jīng)成為AS的關(guān)鍵發(fā)病機(jī)制,該環(huán)節(jié)可激活多種炎癥因子,引發(fā)血管炎癥[34];并且將滯留在內(nèi)皮下的低密度脂蛋白氧化為氧化低密度脂蛋白,進(jìn)而誘發(fā)內(nèi)皮功能障礙,最終導(dǎo)致AS病變的惡化[35]。因此,推測(cè)氧化應(yīng)激可能是銅過載誘導(dǎo)AS的可能機(jī)制之一。(2)當(dāng)體內(nèi)銅缺乏時(shí)會(huì)降低黏附分子(如ICAM-1
和VCAM-1)的表達(dá),這些分子介導(dǎo)白細(xì)胞與活化的內(nèi)皮細(xì)胞的黏附[36],從而誘發(fā)血管炎癥反應(yīng),促進(jìn)AS病變發(fā)展。而使用TTM(銅螯合劑)能夠使ApoE-/-小鼠中的血清ICAM-1和VCAM-1水平以及主動(dòng)脈和心臟中黏附分子、單核細(xì)胞趨化蛋白-1(mono-cyte chemotactic protein-1,MCP-1)和促炎細(xì)胞因子的mRNA水平顯著降低[37]。與此同時(shí),主動(dòng)脈巨噬細(xì)胞標(biāo)志物,尤其是M1型巨噬細(xì)胞減少。這表明TTM通過螯合銅,降低了血管細(xì)胞中炎癥介質(zhì)的表達(dá),從而阻止了血管炎癥和AS病變的發(fā)展[38]。(3)有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn),銅過載能夠誘導(dǎo)細(xì)胞焦亡[39]。焦亡與AS的發(fā)展密切相關(guān),一方面,在AS的初始階段內(nèi)皮細(xì)胞焦亡能夠吸引單核細(xì)胞和其他炎癥細(xì)胞跨內(nèi)皮募集;另一方面,在晚期的AS病變中,巨噬細(xì)胞的焦亡可能促進(jìn)壞死核心的形成和斑塊的不穩(wěn)定性[40]。此外,血管平滑肌細(xì)胞(vascular smooth
muscle cell,VSMC)焦亡可能釋放促炎因子,導(dǎo)致持續(xù)的炎癥,惡化AS,并導(dǎo)致斑塊的不穩(wěn)定性[41]。銅過載與焦亡發(fā)生的相關(guān)研究尚不多見,可以此切入,將焦亡作為銅過載引發(fā)AS的可能機(jī)制進(jìn)行探索。與此同時(shí),有團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了5個(gè)銅死亡相關(guān)基因(F5、MT4、RNF7、S100A12和SORD)作為潛在的CHD診斷生物標(biāo)志物[42]。然而,CHD中銅穩(wěn)態(tài)和銅死亡的病因?qū)W仍缺乏直接證據(jù)。
除此之外,普通人群缺乏精確的診斷方法,銅在促冠狀A(yù)S中的具體濃度仍未確定,需要進(jìn)一步研究;目前銅死亡干預(yù)CHD靶點(diǎn)及藥物仍處于預(yù)測(cè)階段,需通過實(shí)驗(yàn)加強(qiáng)驗(yàn)證。鑒于銅的積累和銅的缺乏都可能對(duì)血管的完整性和功能有害,故維持銅穩(wěn)態(tài)對(duì)于預(yù)防AS和相關(guān)心血管疾病至關(guān)重要。
4 心主血脈理論與銅死亡的相關(guān)性
在中醫(yī)理論中,心為“君主之官”,主宰人的整個(gè)生命活動(dòng)[43]。而“心主血脈”是其重要生理功能之一。該理論出自《素問·痿論篇》中的“心主身之血脈”。心氣推動(dòng)血液運(yùn)行于脈中,流注全身,循環(huán)不休,發(fā)揮營(yíng)養(yǎng)和濡潤(rùn)作用。心為五臟六腑之大主,主宰人的整個(gè)生命活動(dòng)。脈是承載和輸送血液的道路,而血是心和脈的重要作用對(duì)象。
心氣可以推動(dòng)和調(diào)控脈道的舒縮,使脈道通利,血流通暢。線粒體作為細(xì)胞能量場(chǎng)所,與中醫(yī)理論“氣”具有一定關(guān)聯(lián)性。氣的變化可推動(dòng)能量代謝,產(chǎn)生維持機(jī)體功能活動(dòng)的能量。線粒體電子傳遞鏈(mitochondria electron transfer chain,mtETC)可通過銅離子產(chǎn)生高效ATP,而線粒體基質(zhì)中銅濃度增加可消耗大量ATP,導(dǎo)致ATP水平下[44]。心氣虛時(shí)機(jī)體表現(xiàn)為“下降的、靜止的、抑制的”[45],與血清中銅離子濃度升高導(dǎo)致線粒體能量缺損可類比。當(dāng)血清中銅離子濃度升高,大量消耗ATP,心氣則不足,進(jìn)而主血脈功能失調(diào),血行不利,停于脈中,產(chǎn)生瘀血,日久加重CHD發(fā)展。
心主血的基本內(nèi)涵是心氣推動(dòng)和調(diào)控血液運(yùn)行,輸送營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及全身各臟腑形體官竅的作用?!吨T病源候論·血淋候》中提到:“心主血,血之行身,通遍經(jīng)絡(luò),循環(huán)臟腑?!睔庑袆t血行,心之病變與血運(yùn)失調(diào)直接相關(guān)。心以陽(yáng)氣為用,心陽(yáng)虛不能溫運(yùn)心氣,運(yùn)血無(wú)力同時(shí)脈道失于溫煦則虛寒內(nèi)生,血凝為瘀使脈道堵塞,進(jìn)一步加重血瘀。此與血栓形成在病理認(rèn)識(shí)方面較為相似,其機(jī)制為氧化應(yīng)激及血小板活化所致,而銅在其中發(fā)揮了重要作用。氧化應(yīng)激是銅死亡重要機(jī)制之一,早期可通過刺激血小板活化,增加血小板聚集性。LOMINADZE等[46]通過體外研究發(fā)現(xiàn),銅缺乏大鼠血小板對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞的黏附顯著低于銅充足大鼠。經(jīng)二磷酸腺苷(adenosine diphosphate,ADP)誘導(dǎo)的銅缺乏大鼠血小板聚集性顯著高于銅充足大鼠。結(jié)果表明,飲食中銅缺乏可能導(dǎo)致血小板血管性血友病因子(von willebrand factor,vWF)減少和血小板纖維蛋白原增加,使得血小板與內(nèi)皮細(xì)胞的黏附性減少,血小板聚集性增大,從而促進(jìn)血栓形成,加速CHD進(jìn)展。
心主脈,脈為血之府,是容納和運(yùn)輸血液的通道?!端貑枴ち?jié)藏象論篇》提示:“心者,其充在血脈?!毙年幣c心陽(yáng)協(xié)調(diào),脈道通利,則血運(yùn)流暢;脈道壅滯,則血液無(wú)法輸送至全身。此現(xiàn)象與血管病理變化在機(jī)制方面具有一定的相似性,而體內(nèi)銅穩(wěn)態(tài)失衡是促血管內(nèi)皮損傷的重要因素。研究表明[47],當(dāng)體內(nèi)銅濃度升高時(shí),銅可直接作用于血管內(nèi)皮或通過脂蛋白代謝,將超氧化物和過氧化氫轉(zhuǎn)化為高度有害的羥自由基,從而損害內(nèi)皮細(xì)胞,加速CHD進(jìn)展。血管內(nèi)皮激活的特征是細(xì)胞黏附分子和促炎趨化因子上調(diào)。銅通過附著在血漿蛋白(如銅藍(lán)蛋白、反式銅蛋白、白蛋白和其他血漿蛋白)上進(jìn)入血液循環(huán)后被輸送至心臟[48]。Cu(Ⅱ)影響生長(zhǎng)因子和細(xì)胞膜受體之間的相互作用。當(dāng)Cu(Ⅱ)進(jìn)入細(xì)胞膜后,金屬還原酶將其還原為Cu(Ⅰ),Cu(Ⅰ)控制細(xì)胞質(zhì)中眾多細(xì)胞器的氧化還原平衡,并通過改變磷酸酶的結(jié)構(gòu)直接調(diào)節(jié)激酶活性,從而改變質(zhì)膜中生長(zhǎng)因子受體的激活狀態(tài),銅離子發(fā)生還原并生成羥基自由基引發(fā)與DNA和脂質(zhì)的反應(yīng),相應(yīng)地?fù)p害內(nèi)皮細(xì)胞,并誘導(dǎo)心血管系統(tǒng)中的DNA損傷和脂質(zhì)過氧化[49]。當(dāng)體內(nèi)銅濃度降低,可能通過降低SDO1水平導(dǎo)致NO水平下降[50],進(jìn)而血管內(nèi)皮功能受損,無(wú)法產(chǎn)生血管舒張所需的足夠量的生物活性物質(zhì),故血管舒張性減小,同時(shí)加重氧化應(yīng)激。以上兩種情況均可促進(jìn)CHD進(jìn)展。
5 中醫(yī)藥干預(yù)銅死亡誘導(dǎo)CHD的研究進(jìn)展
銅死亡是多種疾病的重要機(jī)制,可被單味藥及其活性成分等療法干預(yù),提示調(diào)控銅死亡可能是防治CHD的潛在方式。CHD的西醫(yī)病理基礎(chǔ)為AS,其對(duì)應(yīng)中醫(yī)基礎(chǔ)理論為心主血脈異常,而中醫(yī)藥對(duì)銅死亡誘導(dǎo)CHD具有干預(yù)作用,主要體現(xiàn)在養(yǎng)心血和通心脈兩個(gè)方面。
5.1 養(yǎng)心血
從中醫(yī)學(xué)角度看,陰虛為血虛之漸,陰虛則其滋潤(rùn)、濡養(yǎng)功能減弱,使心臟缺血、缺氧而疼痛痙攣,誘發(fā)CHD加重。從西醫(yī)角度看,心肌缺血、缺氧誘發(fā)的能量障礙可與血栓栓塞互為因果關(guān)系。當(dāng)心肌能量障礙收縮無(wú)力時(shí),心房向心室排血受阻,導(dǎo)致左心房?jī)?nèi)壓升高,血流速度減慢,形成渦流,容易引起血栓形成;當(dāng)血栓隨血液流動(dòng)堵塞冠狀動(dòng)脈時(shí),又會(huì)影響心臟的血液灌注量,導(dǎo)致心臟的供氧減少,出現(xiàn)能量障礙。因此,可從活化血小板角度來(lái)觀察中藥干預(yù)情況。丹參注射液主要成分是從中藥材丹參的根莖中提取的棕色至棕紅色水溶性酚酸類物質(zhì),具有一定程度的抗凝和溶栓作用[51]。研究發(fā)現(xiàn),酚酸類物質(zhì)因其羥基和羧基,具備螯合銅的能力,產(chǎn)生谷胱甘肽、抗壞血酸、酚類、類黃酮、生育酚和類胡蘿卜素等抗氧化劑,阻止線粒體釋放細(xì)胞色素C氧化酶,保護(hù)植物免受ROS的影響,維持細(xì)胞氧化還原的狀態(tài)[52],減輕CHD發(fā)展。研究發(fā)現(xiàn),三七提取物三七總皂苷(Panax notoginseng saponins, PNS)具有抑制血小板聚集的功能,其機(jī)制為PNS抑制NF-κB信號(hào)通路并抑制促炎因子的表達(dá)[53]。體內(nèi)銅濃度過高時(shí),可通過產(chǎn)生ROS和激活NF-κB通路導(dǎo)致炎癥反應(yīng);KOJOK等[54]發(fā)現(xiàn)血小板中的NF-κB具有非基因組誘導(dǎo)血小板活性,導(dǎo)致血小板聚集,血栓增多;故PNS可通過干預(yù)銅死亡引起的血小板NF-κB 信號(hào)通路降低促炎因子的表達(dá),維持血管和血細(xì)胞的促生存狀態(tài),減少AS血栓形成。
5.2 通心脈
CHD臨床上最常見的病理產(chǎn)物是冠狀動(dòng)脈血管脂質(zhì)沉積,當(dāng)體內(nèi)血脂過高形成AS后,冠狀動(dòng)脈內(nèi)血流量減少,管腔狹窄,可加重CHD。黃酮類化合物具有降脂作用,其主要從黃芩、葛根、銀杏葉等中草藥中提取[55]。黃酮類化合物可通過降低低密度脂蛋白上的銅結(jié)合位點(diǎn),來(lái)阻止其氧化低密度脂蛋白,且其B環(huán)上的兩個(gè)相鄰羥基(鄰苯二酚)具有優(yōu)越的抗氧化作用[56]。當(dāng)體內(nèi)銅離子濃度降低時(shí),可將apoB中的特定氨基酸殘基(即apoB-100上的含組氨酸位點(diǎn))結(jié)合,引發(fā)低密度脂蛋白分子核心中不飽和脂肪?;湹难趸?,產(chǎn)生丙二醛(malondialdehyde,MDA)等醛氧化物[57]。當(dāng)氧化修飾后的低密度脂蛋白過量時(shí),其攜帶的膽固醇便積存在動(dòng)脈壁上,日久易引起動(dòng)脈硬化。當(dāng)膽固醇水平降低時(shí),血脂隨之降低,冠脈管腔增大,血流相對(duì)增加,從而緩解CHD發(fā)展。MAJEWSKI等[58]學(xué)者通過對(duì)雄性Wistar大鼠長(zhǎng)期補(bǔ)充銅及白藜蘆醇(resveratrol,RSA)發(fā)現(xiàn),當(dāng)大鼠體內(nèi)銅濃度上升時(shí),攝入RSA可減少血管收縮。RSA是從虎杖、葡萄等植物中分離提取出來(lái)的一種抗氧化劑,能抗組織纖維化,從而抑制和減輕CHD的發(fā)生與發(fā)展[59]。徐磊[60]通過網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)發(fā)現(xiàn),RSA可以調(diào)節(jié)包括FDX1在內(nèi)的15個(gè)銅死亡靶點(diǎn),通過mRNA降低FDX1(銅死亡上游調(diào)節(jié)因子)表達(dá),阻止銅死亡的發(fā)生,從而延緩CHD進(jìn)程。
6 結(jié)論與展望
心主血脈功能失常本質(zhì)是心之氣血陰陽(yáng)失調(diào)從而致瘀血等實(shí)邪痹阻心脈,故治療可從血、脈兩方面入手,致力恢復(fù)心主血脈功能。結(jié)合目前已有的CHD防治基礎(chǔ),銅死亡逐漸成為一種新興的治療方式,可通過分子伴侶、離子載體等方式抑制CHD發(fā)生發(fā)展。中醫(yī)治療具有簡(jiǎn)、效、便、廉等特點(diǎn),結(jié)合現(xiàn)代臨床藥理研究,中藥提取物可通過抑制血小板活化、降低血小板黏附能力、去除血管壁脂質(zhì)沉積、擴(kuò)張冠狀動(dòng)脈兩方面干預(yù)銅死亡。目前,國(guó)內(nèi)關(guān)于銅死亡研究處于發(fā)展階段,數(shù)據(jù)尚不充分。通過對(duì)近幾年國(guó)內(nèi)外報(bào)道的具有調(diào)控銅死亡的中醫(yī)藥及其藥理作用進(jìn)行觀察,發(fā)現(xiàn)仍存在一些問題:(1)目前中藥多為有效成分提取物,單味藥、復(fù)方、中藥制劑相關(guān)研究較少;(2)現(xiàn)銅死亡主要途徑和氧化應(yīng)激相關(guān),是否還存在其他途徑經(jīng)銅導(dǎo)致細(xì)胞死亡有待進(jìn)一步考證;(3)研究發(fā)現(xiàn),中藥可干預(yù)疾病中的銅死亡機(jī)制,鮮有中藥直接干預(yù)銅死亡模型研究,而中藥干預(yù)銅死亡是否為疾病治療的中心環(huán)節(jié)還有待進(jìn)一步研究;(4)目前機(jī)制研究主要停留在表層,導(dǎo)致中醫(yī)藥干預(yù)的靶點(diǎn)不夠明確,盡管已知銅死亡與某些關(guān)鍵蛋白及代謝途徑存在關(guān)聯(lián),然而這些通路在中醫(yī)藥干預(yù)下的具體變化以及相互作用關(guān)系仍需進(jìn)一步深入闡明;(5)關(guān)于中醫(yī)藥如何調(diào)節(jié)銅離子代謝以及相關(guān)酶活性的研究尚顯不足,目前并不清楚中醫(yī)藥是通過直接影響銅離子的攝取與排出,還是通過調(diào)節(jié)參與銅死亡的酶來(lái)發(fā)揮其作用。
在今后研究中,可以從基因、腸道菌群等方面探討銅死亡機(jī)制,進(jìn)行進(jìn)一步驗(yàn)證,以期闡明中醫(yī)藥干預(yù)銅死亡的有效藥物、成分、作用靶點(diǎn)及相關(guān)信號(hào)通路。此外,銅死亡參與眾多疾病的病理生理過程,而臨床未見相關(guān)靶向藥物,提示銅死亡作為臨床新藥包括中藥研發(fā)的新思路前景廣闊,可為疾病防治提供新方法和新依據(jù)。
參考文獻(xiàn)
[1] TSAO C W, ADAY A W, ALMARZOOQ Z I, et al. Heart disease and stroke statistics-2022 update: A report from the American heart association[J]. Circulation, 2022, 145(8): e153-e639.
[2] KAHLSON M A, DIXON S J. Copper-induced cell death[J]. Science, 2022, 375(6586): 1231-1232.
[3] CHEN L Y, MIN J X, WANG F D. Copper homeostasis and cuproptosis in health and disease[J]. Signal Transduction and Targeted Therapy, 2022, 7: 378.
[4] WANG X X, WU L H, JI H C, et al. A novel cuproptosis-related prognostic signature and potential value in HCC immunotherapy[J]. Frontiers in Molecular Biosciences, 2022, 9: 1001788.
[5] ZHAO J N, GUO S C, SCHRODI S J, et al. Cuproptosis and cuproptosis-related genes in rheumatoid arthritis: Implication, prospects, and perspectives[J]. Frontiers in Immunology, 2022, 13: 930278.
[6] LI D L, GAO Z H, LI Q, et al. Cuproptosis-a potential target for the treatment of osteoporosis[J]. Frontiers in Endocrinology, 2023, 14: 1135181.
[7] WANG D, TIAN Z Y, ZHANG P, et al. The molecular mechanisms of cuproptosis and its relevance to cardiovascular disease[J]. Biomedecine & Pharmacotherapie, 2023, 163: 114830.
[8] CHEN X Y, CAI Q, LIANG R K, et al. Copper homeostasis and copper-induced cell death in the pathogenesis of cardiovascular disease and therapeutic strategies[J]. Cell Death & Disease, 2023, 14(2): 105.
[9] 畢偉博, 姜 旻. 論陰陽(yáng)藏象學(xué)說(shuō)的基本思想方法[J]. 中華中醫(yī)藥雜志, 2021, 36(10): 5777-5781.
[10] 王麗丹, 李文杰. 心主血脈理論考析[J]. 遼寧中醫(yī)雜志, 2018, 45(6): 1173-1176.
[11] 陳巖巖. 從“心主血脈”思想探討益氣通陽(yáng)逐瘀生新法組方促心肌缺血再灌注大鼠血管新生機(jī)理[D]. 長(zhǎng)沙: 湖南中醫(yī)藥大學(xué), 2021.
[12] TSVETKOV P, COY S, PETROVA B, et al. Copper induces cell death by targeting lipoylated TCA cycle proteins[J]. Science, 2022, 375(6586): 1254-1261.
[13] ZHAO G, SUN H J, ZHANG T, et al. Copper induce zebrafish retinal developmental defects via triggering stresses and apoptosis[J]. Cell Communication and Signaling, 2020, 18(1): 45.
[14] LIAO J Z, YANG F, TANG Z X, et al. Inhibition of Caspase-1-dependent pyroptosis attenuates copper-induced apoptosis in chicken hepatocytes[J]. Ecotoxicology and Environmental Safety, 2019, 174: 110-119.
[15] TAO X Q, WAN X L, WU D, et al. A tandem activation of NLRP3 inflammasome induced by copper oxide nanoparticles and dissolved copper ion in J774A.1 macrophage[J]. Journal of Hazardous Materials, 2021, 411: 125134.
[16] 張雅瀏, 敖經(jīng)盛, 張曉東. 銅死亡機(jī)制及其在動(dòng)脈硬化中的研究進(jìn)展[J/OL]. 中國(guó)動(dòng)脈硬化雜志, 1-14[2024-09-30]. http://kns.cnki.net/kcms/detail/43.1262.R.20240902.1606.002.html.
[17] BOICVIJAN B, KORAJAIJ, BAJETIM. The impact of copper ions on the activity of antibiotic drugs[J]. Molecules, 2023, 28(13): 5133.
[18] JOMOVA K, MAKOVA M, ALOMAR S Y, et al. Essential metals in health and disease[J]. Chemico-Biological Interactions, 2022, 367: 110173.
[19] SRINIVAS U S, TAN B W Q, VELLAYAPPAN B A, et al. ROS and the DNA damage response in cancer[J]. Redox Biology, 2019, 25: 101084.
[20] ZOROV D B, JUHASZOVA M, SOLLOTT S J. Mitochondrial reactive oxygen species (ROS) and ROS-induced ROS release[J]. Physiological Reviews, 2014, 94(3): 909-950.
[21] SU L J, ZHANG J H, GOMEZ H, et al. Reactive oxygen species-induced lipid peroxidation in apoptosis, autophagy, and ferroptosis[J]. Oxidative Medicine and Cellular Longevity, 2019, 2019: 5080843.
[22] KONARIKOVA K, FRIVALDSKA J, GBELCOVA H, et al. Schiff base Cu(II) complexes as inhibitors of proteasome in human cancer cells[J]. Bratislavske Lekarske Listy, 2019, 120(9): 646-649.
[23] SHEN J L, WANG L H, BI J B. Bioinformatics analysis and experimental validation of cuproptosis-related lncRNA LINC02154 in clear cell renal cell carcinoma[J]. BMC Cancer, 2023, 23(1): 160.
[24] DREISHPOON M B, BICK N R, PETROVA B, et al. FDX1 regulates cellular protein lipoylation through direct binding to LIAS[J]. BioRxiv, 2023: 2023.02.03.526472.
[25] CHEN X, DOU Q P, LIU J B, et al. Targeting ubiquitin-proteasome system with copper complexes for cancer therapy[J]. Frontiers in Molecular Biosciences, 2021, 8: 649151.
[26] FORD E S. Serum copper concentration and coronary heart disease among US adults[J]. American Journal of Epidemiology, 2000, 151(12): 1182-1188.
[27] KOK F J, VAN DUIJN C M, HOFMAN A, et al. Serum copper and zinc and the risk of death from cancer and cardiovascular disease[J]. American Journal of Epidemiology, 1988, 128(2): 352-359.
[28] KOKSAL C, ERCAN M, BOZKURT A K, et al. Abdominal aortic aneurysm or aortic occlusive disease: Role of trace element imbalance[J]. Angiology, 2007, 58(2): 191-195.
[29] ESCOBAR-DIAZ M C, P?魪REZ-CRUZ M, ARRáEZ M, et al. Brain oxygen perfusion and oxidative stress biomarkers in fetuses with congenital heart disease-a retrospective, case-control pilot study[J]. Antioxidants, 2022, 11(2): 299.
[30] B?譈GEL S, HARPER A, ROCK E, et al. Effect of copper supplementation on indices of copper status and certain CVD risk markers in young healthy women[J]. The British Journal of Nutrition, 2005, 94(2): 231-236.
[31] LAMB D J, AVADES T Y, FERNS G A. Biphasic modulation of atherosclerosis induced by graded dietary copper supplementation in the cholesterol-fed rabbit[J]. International Journal of Experimental Pathology, 2001, 82(5): 287-294.
[32] WANG N, XU X W, LI H L, et al. Atherosclerotic lesion-specific copper delivery suppresses atherosclerosis in high-cholesterol-fed rabbits[J]. Experimental Biology and Medicine, 2021, 246(24): 2671-2678.
[33] DIAF M, KHALED M B. Associations between dietary antioxidant intake and markers of atherosclerosis in middle-aged women from north-western Algeria[J]. Frontiers in Nutrition, 2018, 5: 29.
[34] LIU H, GUO H R, JIAN Z J, et al. Copper induces oxidative stress and apoptosis in the mouse liver[J]. Oxidative Medicine and Cellular Longevity, 2020, 2020: 1359164.
[35] BATTY M, BENNETT M R, YU E. The role of oxidative stress in atherosclerosis[J]. Cells, 2022, 11(23): 3843.
[36] SCHUSCHKE D A, SAARI J T, MILLER F N. Leukocyte-endothelial adhesion is impaired in the cremaster muscle microcirculation of the copper-deficient rat[J]. Immunology Letters, 2001, 76(2): 139-144.
[37] WEI H, ZHANG W J, MCMILLEN T S, et al. Copper chelation by tetrathiomolybdate inhibits vascular inflammation and atherosclerotic lesion development in apolipoprotein E-deficient mice[J]. Atherosclerosis, 2012, 223(2): 306-313.
[38] GUPTA G, CAPPELLINI F, FARCAL L, et al. Copper oxide nanoparticles trigger macrophage cell death with misfolding of Cu/Zn superoxide dismutase 1 (SOD1)[J]. Particle and Fibre Toxicology, 2022, 19(1): 33.
[39] LIAO J Z, HU Z Y, LI Q W, et al. Endoplasmic reticulum stress contributes to copper-induced pyroptosis via regulating the IRE1α-XBP1 pathway in pig jejunal epithelial cells[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2022, 70(4): 1293-1303.
[40] XU Y J, ZHENG L, HU Y W, et al. Pyroptosis and its relationship to atherosclerosis[J]. Clinica Chimica Acta, 2018, 476: 28-37.
[41] XU X D, CHEN J X, ZHU L, et al. The emerging role of pyroptosis-related inflammasome pathway in atherosclerosis[J]. Molecular Medicine, 2022, 28(1): 160.
[42] WANG W C, LU Z C, WANG M Y, et al. The cuproptosis-related signature associated with the tumor environment and prognosis of patients with glioma[J]. Frontiers in Immunology, 2022, 13: 998236.
[43] 高 雅, 安 宏, 徐世杰. “君主之官”與“中正之官”新解[J]. 中國(guó)醫(yī)藥導(dǎo)報(bào), 2018, 15(36): 129-131, 143.
[44] 周曼麗, 周霞輝, 張宜帆, 等. 基于“心主血脈”理論探討冠心病血瘀證形成機(jī)制[J]. 實(shí)用心腦肺血管病雜志, 2023, 31(2): 105-107.
[45] 王 臻.益氣活血法改善心源性營(yíng)養(yǎng)不良大鼠心肌能量代謝及中醫(yī)證候研究[D]. 北京: 北京中醫(yī)藥大學(xué), 2019.
[46] LOMINADZE D G, SAARI J T, MILLER F N, et al. Platelet aggregation and adhesion during dietary copper deficiency in rats[J]. Thrombosis and Haemostasis, 1996, 75(4): 630-634.
[47] XIAO Y, SONG X, WANG T, et al. Copper preserves vasculature structure and function by protecting endothelial cells from apoptosis in ischemic myocardium[J]. Journal of Cardiovascular Translational Research, 2021, 14(6): 1146-1155.
[48] RAMOS D, MAR D, ISHIDA M, et al. Mechanism of copper uptake from blood plasma ceruloplasmin by mammalian cells[J]. PLoS One, 2016, 11(3): e0149516.
[49] CHEN X Y, CAI Q, LIANG R K, et al. Copper homeostasis and copper-induced cell death in the pathogenesis of cardiovascular disease and therapeutic strategies[J]. Cell Death & Disease, 2023, 14(2): 105.
[50] FUKAI T, USHIO-FUKAI M. Superoxide dismutases: Role in redox signaling, vascular function, and diseases[J]. Antioxidants & Redox Signaling, 2011, 15(6): 1583-1606.
[51] 胡蕊蕊, 付 慧, 韓曉燕, 等. 丹參“藥對(duì)”及制劑對(duì)心血管保護(hù)的藥理作用與臨床研究進(jìn)展[J]. 中醫(yī)藥學(xué)報(bào), 2023, 51(5): 106-110.
[52] STREJCKOVA A, DVORAK M, KLEJDUS B, et al. The strong reaction of simple phenolic acids during oxidative stress caused by nickel, cadmium and copper in the microalga Scenedesmus quadricauda[J]. New Biotechnology, 2019, 48: 66-75.
[53] ZHAO Y, ZHENG J L, YU Y M, et al. Panax notoginseng saponins regulate macrophage polarization under hyperglycemic condition via NF- κ B signaling pathway[J]. BioMed Research International, 2018, 2018: 9239354.
[54] KOJOK K, EL-KADIRY A E H, MERHI Y. Role of NF-κB in platelet function[J]. International Journal of Molecular Sciences, 2019, 20(17): 4185.
[55] 陳少影, 李晶晶, 蘭 衛(wèi). 常用中藥有效成分降脂作用研究進(jìn)展[J]. 中國(guó)實(shí)驗(yàn)方劑學(xué)雜志, 2023, 29(13): 241-253.
[56] WANG W, ZHANG X L, LIU Q L, et al. Study on extraction and antioxidant activity of flavonoids from Hemerocallis fulva (daylily) leaves[J]. Molecules, 2022, 27(9): 2916.
[57] DIANITA R, JANTAN I. Inhibition of human platelet aggregation and low-density lipoprotein oxidation by Premna foetida extract and its major compounds[J]. Molecules, 2019, 24(8): 1469.
[58] MAJEWSKI M, OGNIK K, JU?KIEWICZ J. The interaction between resveratrol and two forms of copper as carbonate and nanoparticles on antioxidant mechanisms and vascular function in Wistar rats[J]. Pharmacological Reports, 2019, 71(5): 862-869.
[59] YANG H, LIU Z D, HU X K, et al. Protective effect of Panax notoginseng saponins on apolipoprotein-E-deficient atherosclerosis-prone mice[J]. Current Pharmaceutical Design, 2022, 28(8): 671-677.
[60] 徐 磊. 白藜蘆醇抗動(dòng)脈粥樣硬化機(jī)制研究[J]. 中風(fēng)與神經(jīng)疾病雜志, 2018, 35(6): 566-568.