AS炎性信号通路与中医药干预

2011-02-11 17:03马悦颖刘建勋
中国药理学通报 2011年6期
关键词:内皮细胞炎性受体

马悦颖,刘建勋

(中国中医科学院西苑医院实验研究中心,北京 100091)

动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)是众多心脑血管疾病共同的病理基础,严重危害人类健康。Ross于1999年在其损伤反应学说的基础上明确提出“AS是一种炎症性疾病”,指出AS的发生是由于血管内皮细胞(VEC)和平滑肌细胞(SMC)受到各种危险因素如病毒、机械损伤、免疫复合物,特别是氧化型低密度脂蛋白(ox-LDL)的损伤,使血管局部产生的一种过度的慢性炎性增生反应[1]。

1 黏附分子在AS中的作用机制

目前普遍认为,As是血管内皮损伤导致的慢性炎症反应性血管疾病。在这一过程中,活化的血管内皮细胞分泌一些黏附分子(cell adhesion molecule,CAM),如细胞间黏附分子-1(intercellular adhesion molecule-1,ICAM-1)、血管细胞黏附分子-1(vascular cell adhesion molecule-1,VCAM-1)以及E-选择素(E-selectin)等可能介导了内皮细胞与白细胞、血小板间的起始黏附,它们在AS发展过程中起着重要作用。

1.1ICAM-1和VCAM-1ICAM-1(CD54)是 Rothlein等[2]于1986年在研究淋巴细胞黏附时发现。ICAM-1正常情况下表达很低,当受到白介素(IL-1)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、干扰素-γ(INF-γ)等炎性因子刺激后,可表达在活化的淋巴细胞、巨噬细胞、血管内皮细胞和各种上皮细胞表面,主要介导单核细胞、淋巴细胞、中性粒细胞与内皮细胞黏附,促进淋巴细胞聚集。VCAM-1基因启动子含有核因子κB(NF-κB)、转录因子 GATA 家族、AP-1、SP-1 和干扰素调节因子的结合位点。细胞因子、生长因子、内皮素、ox-LDL均可刺激VCAM-1的表达。

1.2ICAM-1和VCAM-1与AS关系的研究进展Davies等[3]研究证明,AS发生过程的不同时期,黏附分子的表达量也不同,其ICAM-1、VCAM-1在AS患者的脂纹期主要表达于动脉内皮细胞表面,可促进AS早期血液中游走的单核细胞向内皮细胞黏附,进入炎症部位,而随着病变的进展,黏附分子在内皮的表达逐渐减弱,而在纤维斑块中其表达增强,提示ICAM-1、VCAM-1是AS早期的病理变化及斑块进展的潜在机制。Ikata等[4]对168个冠脉造影患者进行研究时发现,ICAM-1水平及单核细胞数量越多者,其冠脉病变程度越重。降低ICAM-1表达可明显改善AS病变,ICAM-1有望成为抗炎治疗的靶点。可溶性ICAM-1与AS程度明显相关,可作为AS严重程度的指标。但是,有研究报道血浆中可溶性ICAM-1和VCAM-1水平和早期AS无明显相关[5]。

2 核因子-κB在AS中的作用机制

2.1核因子-κB核因子-κB(nuclear factor kappaB,NF-κB)是1986年由Sen等[6]从B淋巴细胞中发现的一种能与免疫球蛋白κ链基因增强子κB序列特异性能合,并能促进κ基因表达的核蛋白因子。现已知κB序列存在于多种基因的启动子和增强子中,NF-κB可与相关基因启动子或增强子特殊κB序列相结合,与许多炎症免疫性相关基因的表达密切相关,并与动脉粥样硬化、冠心病、心力衰竭等多种心血管疾病的发生发展有关[7]。

2.2NF-κB与AS关系的研究进展首先,炎症反应参与了动脉粥样硬化的形成过程,而NF-κB参与了炎症过程中多种信号转导途径。多种因素(如 IL-1、6、8、TNF、ICAM-1、VCAM-1等),这些基因的启动子和增强子中存在一个或多个NF-κB序列,这些基因活化的前提是 NF-κB的激活。Zhang等[8]通过临床观察研究进一步证实,主动脉NF-κB表达和临床致AS风险因素(如吸烟、高血糖、高血压、高血脂等)密切相关,并可以作为AS的的炎性标志物之一。Wu等[9]研究发现NF-κB诱导ICAM-1产生和释放增多,可能是促皮质释放激素(CRH)加速LDL受体基因敲除(LDLr-/-)小鼠AS进展的分子机制之一。此外,NF-κB激活可上调内皮脂肪酶(EL)的表达,而EL是参与HDL代谢中重要的酶[10]。

3 过氧化物酶体增殖物激活受体γ在AS中的作用机制

3.1过氧化物酶体增殖物激活受体γ 过氧化物酶体增殖物激活受体(peroxisome proliferators activated receptor,PPARs)是一类由配体激活的核转录因子,属Ⅱ型核受体超家族成员。PPARs包括α、β/δ和γ 3种亚型,其中大量实验证明γ在调节过氧化物酶体增殖、能量代谢、细胞分化以及炎症反应等过程中发挥着重要的作用,与心血管疾病、糖尿病及肿瘤细胞的生长密切相关,近年来受到了极大关注,PPARs正在成为治疗糖尿病和心血管疾病的新靶点[11]。

3.2PPARγ与AS关系的研究进展研究发现,在人As斑块处有PPARγ高表达,而正常动脉的PPARγ表达量极少;随着病变进展,PPARγ在平滑肌细胞、巨噬细胞及泡沫细胞中都有大量表达,提示PPARγ在AS的过程中扮演着重要角色。内皮细胞中PPARγ的激活可以使多种趋化因子VCAM-1、ICAM-1、MCP-1 等 表 达 下 降,PPARγ 配 体 可 以 使CCR2Mrna(白细胞CC趋化因子受体2,MCP-1受体)的表达及与MCP-1的结合下降50% ~60%,从而使单核细胞趋化及与内皮细胞的黏附下降,抑制了血液单核细胞的迁移,阻止动脉硬化的形成。Werner等[12]报道 PPARγ激活剂TZDs可增加体外培养的人内皮祖细胞的数量并促进其迁移,此效应可被PPARγ特异性阻断剂GW9662所逆转。Hu等[13]报道PPARγ具有稳定AS斑块的作用。

4 AS炎性信号通路与中医药干预

近年来,中医药抗AS的研究日益增多[14]。银杏内酯B能有效减少ApoE-/-小鼠AS损伤,降低血浆调节正常T细胞表达和分泌的细胞因子(RANTES)[15]。王茜等[16]研究发现淫羊藿苷可减轻或抑制高脂饮食造成的早期As,使血浆TC、LDL、TG降低,并使上调的 ICAM-1表达降低。方微等[17]实验结果显示何首乌总苷可能通过抗氧化保护主动脉内皮细胞形态,降低ApoE-/-小鼠ox-LDL的产生、减少主动脉壁NF-κB的表达,从而保护VEC,起到防止小鼠实验性As病变形成的作用。何翠瑶等[18]研究结果显示三七总皂苷及其单体组合可以抑制ox-LDL诱导的HUVECs的ICAM-1mRNA及蛋白的表达,可能是其抗AS作用机制之一。Pan等[19]报道牡丹酚可以降低TNF-α刺激的大鼠主动脉内皮细胞(RAECs)VCAM-1表达,其作用机制可能是通过抑制p38和ERK1/2信号转导通路来实现。

此外,已有研究表明某些中药具有PPARγ激动作用。葛恒等[20]通过在U937细胞中电穿孔共转PPARγ表达质粒和其报告质粒pACO-TKpGL3,构建PPARγ激动剂筛选模型,将白藜芦醇与已知的PPARγ激动剂吡格列酮比较,实验结果显示白藜芦醇能够剂量依赖的激动PPARγ。石昌杰等[21]应用高脂饲料饮食配合注射维生紊D3建立SD大鼠AS模型,采用RT-PCR的方法检测各组动物动脉壁中ICAM-1、VCAM-1、PPARα和PPARγ基因的表达,结果显示蒺藜皂苷能下调实验性AS大鼠动脉壁ICAM-1和VCAM-1基因的表达及上调PPARα和PPARγ基因表达。此外,严谨等[22]报道山楂叶总黄酮抗AS作用的分子机制可能与PPARγ调控途径有关。

5 结语

综上所述,AS是血管在不同危险因子作用下的炎症疾病,炎症贯穿于AS的始终。中医药在抗AS方面积累了丰富的经验,从多途径、多环节、多靶点干预AS的发生、发展。因此,从抗炎角度为切入点,通过干预炎性反应网络中的一些关键因素,阻断AS炎症反应,进而延缓、减轻AS病变的程度,为开发预防、治疗AS的中药提供了新的思路和线索。

[1]Ross R.Atherosclerosis:an inflammatory disease[J].N Engl J Med,1999,340(2):115-26.

[2]Rothlein R,Dustin M L,Marlin S D,et al.A human intercellular adhesion molecule-1(ICAM-1)distinct from LFA-1[J].J Immunol,1986,137(4):1270 -4.

[3]Davies M J,Gordon J L,Gearing A J H,et al.The expression of the adhesion molecules ICAM-1,VCAM-1,PECAM,and E-selectin in human atherosclerosis[J].J Pathol,1993,171(3):223 -9.

[4]Ikata J,Wakatsuki T,Oishi Y,et al.Leukocyte counts and concentration of soluble ashesion molecules as predictors of coronary atherogenesis[J].Coron Artery Dis,2000,11(6):445 -9.

[5]Fisker Hag A M,Pedersen S F,Kjaer A.Gene expression of LOX-1,VCAM-1,and ICAM-1 in pre-atherosclerotic mice[J].BiochemBiophys Res Commun,2008,377:689-93.

[6]Sen R,Baltimore D.Multiple nuclear factors interact with the immunoglobulin enhancer sequences[J].Cell,1986,46(5):705 -16.

[7]Lawrence T,Gilroy D W,Colville-Nash P R,et al.Possible new role for NF-kappa B in the resolution of inflammation[J].Nat Med,2001,7:1291-7.

[8]Zhang W,Xing S S,Sun X L.Overexpression of activated nuclear factor-κB in aorta of patients with coronary[J].Atheroscler Clin Cardiol,2009,32(12):42 -7.

[9]Wu Y Q,Zhang R J,Zhou C H,et al.Enhanced expression of vascular cell adhesion molecule-1 by corticotrophin-releasing hormone contributes to progression of atherosclerosis in LDL receptordeficient mice[J].Atherosclerosis,2009,203:360 - 70.

[10]Wu X Q,Huang H Q,Tang F T,et al.Regulated expression of endothelial lipase in atherosclerosis[J].Mol Cell Endocrin,2010,315:233-8.

[11]赵 攀,张晓燕,杨吉春,等.PPARβ/δ在炎症中的作用[J].中国药理学通报,2009,25(9):1124 -7.

[11]Zhao P,Zhang X Y,Yang J C,et al.Effects of PPARβ/δ in inflammation[J].Chin Pharmacol Bull,2009,25(9):1124 - 7.

[12]Werner C,Christel H K,Gensch C,et al.The peroxisome proliferator-activated receptor-agonist pioglitazone increases number and function of endothelial progenitor cells in patients with coronary artery disease and normal glucose tolerance[J].Diabetes,2007,56:2609-15.

[13]Hu Q,Zhang X J,Zhang C,et al.Peroxisome proliferator-activated receptor-1 gene therapy attenuates atherosclerosis and stabilizes plaques in apolipoprotein E-deficient mice[J].Hum Gene Ther,2008,19:287 -99.

[14]李玉洁,杨 庆,翁小刚,等.活血、解毒——中药干预AS炎症反应的探索与尝试[J].中国药理学通报,2010,26(5):577-80.

[14]Li Y J,Yang Q,Weng X G,et al.Promoting blood flow and deintoxication——the exploration of TCM on inflammatory reaction in AS[J].Chin Pharmacol Bull,2010,26(5):577 -80.

[15]刘熹昀,赵革新,鲍 利,等.银杏内酯B对ApoE基因敲除小鼠动脉粥样硬化的影响[J].中国药理学通报,2011,27(1):81-4.

[15]Liu X J,Zhao G X,Bao L,et al.Effect of ginkgolide B on atherosclerosis in ApoE mice[J].Chin Pharmacol Bull,2011,27(1):81-4.

[16]王 茜,林焕冰,程玉芳,等.淫羊藿苷对高脂血症大鼠黏附分子基因表达的影响[J].中国动脉硬化杂志,2008,16(1):4-6.

[16]Wang Q,Lin H B,Cheng Y F,et al.Influence of icariin on adhesion molecule gene expression in hyperlipidemia rats[J].Chin J Arterioscl,2008,16(1):4 -6.

[17]方 微,张慧信,王绿娅,等.何首乌总苷抗氧化与实验性小鼠主动脉粥样硬化病变的形成[J].中国中药杂志,2007,32(13):1320-3.

[17]Fang W,Zhang H X,Wang L Y,et al.Effect of PMTG on atherosclerotic lesion formation in ApoE-deficient mice[J].Chin J Chin Mat Med,2007,32(13):1320 -3.

[18]何翠瑶,李晓辉,何雪峰.三七总皂苷及单体组合对ox-LDL诱导内皮细胞ICAM-1表达的影响[J].现代生物医学进展,2009,9(11):2020 -3.

[18]He C Y,Li X H,He X F.The effects of total saponins of panax notoginseng and monomer combination on the expression of ICAM-1 in cultured HUVECs induced by Ox-LDL[J].Prog Mod Biomed,2009,9(11):2020 -3.

[19]Pan L L,Dai M.Paeonol from Paeonia suffruticosa prevents TNF-α-induced monocytic cell adhesion to rat aortic endothelial cells by suppression of VCAM-1 expression[J].Phytomedicine,2009,16:1027-32.

[20]葛 恒,张俊峰,王彬尧,等.白藜芦醇对PPAR-γ激动作用的研究[J].中国药学杂志,2005,40(12):905-8.

[20]Ge H,Zhang J F,Wang B R,et al.Agitation effect of resteratrol on PPAR-γ[J].Chin Pharma J,2005,40(12):905 -8.

[21]石昌杰,瞿伟菁,高 娟.蒺藜皂苷对动脉粥样硬化大鼠动脉壁 ICAM-1、VCAM-1、PPARα、PPARγ 基因表达的影响[J].天然产物研究与开发,2009,21:761 -5.

[21]Shing C J,Qu W Q,Gao J.Effects of tribu saponin from tribulus terrestris on gene expression of ICAM-1,VCAM-1,PPARα and PPARγ in artery vessels of atherosclerotic rats[J].Natur Pro Res Dev,2009,21:761 -5.

[22]严 瑾,沃兴德,范春雷,等.山楂叶总黄酮对PPARγ-PPRE信号调控系统的影响[J].中国药学杂志,2005,40(8):625-8.

[22]Yan J,Wo X D,Fan C L,et al.Effects of total flavonoids in hawthorn leaves on PPARγ-PPRE pathway regulatory system[J].Chin Pharma J,2005,40(8):625 -8.

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