白藜芦醇抗动脉粥样硬化机制研究

徐 磊综述， 莽 靖， 徐忠信审校

动脉粥样硬化为缺血性脑卒中和短暂性脑缺血发作的病理基础。正常的血管内皮可阻止白细胞粘附,但在缺氧、高血压等刺激下血管内皮损伤，继而通过氧化应激反应高表达粘附分子,同时分泌趋化因子,促进白细胞、单核/巨噬细胞、血小板等粘附于受损的血管壁,并经受损的内皮细胞间隙进入内膜下。随着内皮下脂质沉积，一方面，巨噬细胞吞噬脂质转变为泡沫细胞;另一方面，血管中层的平滑肌细胞受刺激迁移至内膜并增殖,导致血管平滑肌增厚。在此过程中成纤维细胞也出现增殖和迁移，分泌基质,与血管平滑肌细胞一起形成纤维斑块。可见，氧化应激等因素损伤动脉内膜诱发的慢性炎症-纤维增生反应终导致动脉壁脂纹、粥样斑块及复合病变的形成。这里炎性反应不仅贯穿动脉粥样硬化的发生发展全程，而且也包含了血管壁细胞、血液细胞、多种炎性及增殖性因子的相互作用。随着脑血管病逐渐成为危险人类健康主要疾病，对于治疗与预防脑血管病的研究也逐渐深入。白藜芦醇(Resveratrol)逐渐成为研究热点。白藜芦醇抗动脉粥样硬化机制目前较少文章进行介绍，本文将进以综述。

1 白藜芦醇简介

白藜芦醇为一种天然酚类和植物抗毒素，广泛存在于中药虎杖、葡萄和花生等70多种植物中，其在细胞水平具有广泛的生物活性及药理活性，具有抗动脉粥样硬化、抗肿瘤、细胞周期抑制剂、抗衰老、神经及心脏保护等特性。白藜芦醇是一种水溶性较差的低分子量多酚二苯乙烯。在自然界中，它存在于两个异构体：顺式和反式，后者对健康的获益作用更加明显。白藜芦醇口服后迅速有效吸收，由于首先通过肝脏代谢，所以其生物利用度低。口服后30 min血浆中白藜芦醇的浓度达到峰值，白藜芦醇代谢为葡萄糖醛酸和硫酸结合物，这些代谢产物可促进白藜芦醇的药理活性。大约75%的这种多酚是通过粪便和尿液排出体外。然而，由于其亲脂性，白藜芦醇可能被绑定到血液或亲脂性组织中的细胞部分，导致其浓度低估。白藜芦醇具有抗氧化、抗炎、抗增殖作用生物活性，在预防动脉粥样硬化方面白藜芦醇的作用越来越受到重视。

2 白藜芦醇抗动脉粥样硬化机制

2.1 抗炎活性 炎症反应在动脉粥样硬化发生中起着重要作用，从开始到进展，最终斑块破裂或堵塞血管。白藜芦醇抑制白细胞介素IL-1、IL-2、IL-12、干扰素(IFNγ)、和肿瘤坏死因子(TNF-α)、IL-6、和IL-8生产，并且可以减轻促炎症转录因子，核因子-κB(NF-κB)和激活蛋白-1[1]。IL-18是促进动脉粥样硬化、促炎症反应因子，其介导与动脉粥样硬化相关的趋化因子和粘附分子表达提高炎症级联反应，Venkatesan等[2]报道白藜芦醇抑制IL-18。前列腺素E2(PGE2)在炎症中起重要作用，其合成需环氧合酶-2(COX-2)催化，白藜芦醇可以抑制COX-2活性和调节其转录与表达[3]，因此可以抑制PGE2的生成。白细胞介素IL-6是一个循环的细胞因子，已被确定为动脉粥样硬化斑块炎症标志物，通过调节钙离子内流到体外培养的小鼠巨噬细胞，白藜芦醇抑制IL-6基因表达和蛋白的合成和分泌[4]。白藜芦醇可以减少刺激内皮细胞其他炎症标志物如白细胞粘附分子、血管细胞黏附分子(促进单核细胞粘附于内皮细胞表面)表达和粘附[5]，此外白藜芦醇也抑制由免疫球蛋白E介导如组胺和肿瘤坏死因子的介质释放，在活化的小鼠骨髓源性肥大细胞在体外显示：白藜芦醇强烈抑制免疫球蛋白E介导的白三烯和前列腺素D(PGD)的释放[6]。单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)募集单核细胞到炎症反应部位诱导动脉粥样硬化，白藜芦醇抑制TNF-α诱导MCP-1分泌和转录，抑制MCP-1诱导的单核细胞迁移[7]。以上表明，白藜芦醇抑制促炎细胞因子的生成和抗炎作用，能够将动脉粥样硬化有效抑制、转归、进展缓慢。

2.2 抗氧化活性 氧化应激已被证明可导致血管内皮功能障碍和动脉粥样硬化加重。白藜芦醇通过减轻过氧化氢和儿茶酚雌激素诱导的细胞内活性氧(ROS)的细胞毒作用，进而起到防止氧化应激作用[8]，在1～100 mol/L浓度下，白藜芦醇显著抑制细胞内和细胞外ROS的产生。另有报道白藜芦醇增加心肌细胞的内源性抗氧化剂和二期酶，这些增强的细胞防御系统提供抗氧化保护[9]。除此之外研究发现，白藜芦醇是一种抗氧化剂和膳食多酚，抵消了PMA诱导单核细胞分化为巨噬细胞及通过激活AMPK上调细胞内谷胱甘肽(GSH)水平，抑制IL-1β、TNF-α、和MCP-1水平而抑制其相关的炎症[10]。GSH是一种生理抗氧化剂，它是多种酶的辅助因子，在多种细胞过程中起着重要作用，其缺陷与许多人类疾病的病因和进展有关，包括心血管疾病、老年病和糖尿病，高糖处理的单核细胞GSH水平显著降低，导致MCP-1和IL-8等趋化因子的产生增加[11]，ApoE -/-小鼠动脉粥样硬化实验中GSH抑制巨噬细胞对低密度脂蛋白的吸收，研究表明白藜芦醇对细胞内GSH稳态的调节是其有益的作用[12]。白藜芦醇可以保护心肌细胞、平滑肌细胞免受氧化和电诱导细胞内GSH损伤[9]，白藜芦醇增加了超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶等抗氧化酶的表达，从而减少自由基的形成和防止内皮损伤。而且白藜芦醇还抑制活性氧生成酶的活性，它能抑制次黄嘌呤/黄嘌呤氧化酶和髓过氧物酶。一些研究人员认为，这些酶的表达或抑制是白藜芦醇防止氧化损伤的实际机制。上述表明，白藜芦醇是一种强效的抗氧化剂。

2.3 抑制血小板聚集 内皮细胞损伤后，血小板聚集并粘附于受损细胞表面并被激活。这可以启动血栓形成过程，在动脉粥样硬化的发生、发展和临床后遗症中起关键作用。沉积的血小板可释放血小板衍生生长因子，刺激平滑肌细胞(SMC)增殖和迁移，从而促进动脉粥样硬化的发生和发展。白藜芦醇通过多种机制调节血小板的聚集功能。首先，白藜芦醇同时抑制Ⅰ型胶原mRNA的表达和血小板活化及血小板粘附于胶原蛋白[13]，在体外10～1000 mol/L浓度下，白藜芦醇显著抑制胶原诱导的血小板聚集和ADP诱导的血小板聚集，并呈浓度依赖性。在体内，白藜芦醇也能抑制ADP诱导的血小板聚集[14]。其次，白藜芦醇通过干预钙离子通道，抑制凝血酶刺激血小板的内流进而抑制血小板聚集能力[15]。第三，组织因子(TF)即细胞表面的糖蛋白是一种2类细胞因子受体启动凝血起主要作用，在止血后组织损伤在动脉粥样硬化发病诱发血栓形成[16]，很少或没有TF在正常动脉内膜或中层发现，而丰富的TF在动脉粥样硬化斑块中发现。在暴露于各种病理生理刺激的内皮细胞和单核细胞，白藜芦醇呈剂量依赖性抑制NF-κB/相对依赖的转录进而能显著降低TF活性[17]。第四,白藜芦醇对血小板的影响可能是通过直接的、不可逆的环加氧酶活性的抑制作用介导，导致诱导凝血和血管收缩的血栓素A2生成减少[18]。研究发现白藜芦醇对阿司匹林抵抗人群依然能抑制血小板[19]，白藜芦醇可以抑制环氧合酶1和环氧合酶2基因逆转录进而产生可以抑制血小板聚集的前列腺素，白藜芦醇通过内源性和外源性途径诱导血小板凋亡。

2.4 抑制泡沫细胞生成 动脉粥样硬化是动脉血管内膜增厚的一种慢性炎症性疾病，巨噬细胞内膜下沉积形成泡沫细胞的程度代表动脉粥样硬化病变的发展严重程度[20]。通过巨噬细胞释放大量促炎性细胞因子、基质金属蛋白酶和活性氧，加速炎症细胞募集、血管平滑肌细胞迁移/增殖、ECM沉积和血栓形成促进动脉粥样硬化[21]。因此，单核细胞募集率及其随后在动脉血管壁中分化为巨噬细胞决定动脉粥样硬化病变过程和进展的程度。白藜芦醇和结构相关的酚已被证明能直接增加AMPK及其相关活化剂的活性，最近研究表明AMPK通过诱导ABCG1在巨噬细胞中的表达抑制巨噬细胞泡沫细胞形成[22]。此外，白藜芦醇通过刺激SIRT1和AMPK活性显著降低肝细胞和动物肝脏中脂质的积累[23]。有报道称：单核细胞集落刺激因子(MCSF)有助于单核细胞向巨噬细胞转化并进而递呈受体吞噬ox-LDL形成泡沫细胞，抑制MCSF表达和泡沫细胞形成会有效降低动脉硬化发展，白藜芦醇具有明显抑制MCSF和粒细胞集落刺激因子[24]。Park等[25]报道，通过降低ROS生成和MCP-1的表达，白藜芦醇抑制脂多糖诱导的泡沫细胞的形成。

2.5 新生血管中作用 新生血管是从已有血管形成新毛细血管的过程。新生血管有可能增加缺血组织的血液灌注，另一方面，新生血管可能破坏原斑块并促进斑块破裂。研究表明，白藜芦醇通过调节血管内皮生长因子、内皮型一氧化氮合酶eNOS、小凹蛋白1(caveolin-1)、血红素加氧酶-1，从而生成心肌新生血管并对抗由缺血再灌注导致心肌损伤[26]。血管内皮生长因子(VEGF)和成纤维生长因子(bFGF)刺激内皮细胞迁移、增殖，并保持与动脉粥样硬化的进展过程中血管的小管形成，白藜芦醇通过抑制VEGF和bFGF进而导致内皮细胞增殖和迁移的减少抑制血管生成发挥抗动脉粥样硬化作用，研究发现白藜芦醇抑制VEGF和bFGF在小鼠血管内皮细胞诱导的血管生成。白藜芦醇对血管生成的影响是多方面的，白藜芦醇在缺血心肌中促血管生成，而在多种癌症和肿瘤中抗血管生成[27]。对于动脉粥样硬化内新生血管内生成白藜芦醇是抑制作用，进而起到稳定斑块作用。

2.6 调节血管收缩与扩张 内皮细胞的功能之一是维持血管扩张剂,如一氧化氮(NO)与血管收缩剂;如内皮素-1(ET-1)之间的平衡。他们共同协作提供了内皮细胞壁抗血栓和防止动脉粥样硬化。白藜芦醇具有调节这些血管扩张剂与血管收缩生成作用。白藜芦醇扩血管作用主要是通过提高eNOS表达与活性进而增加一氧化氮生物利用度，此外白藜芦醇可以降低内皮素-1和血管紧张素Ⅱ 1型受体等血管收缩分子表达[28]。ET-1是一种强效内皮细胞合成的血管收缩剂，白藜芦醇可通过干预细胞外信号调节激酶1/2途径抑制应变诱导ET-1基因分泌和ET-1 mRNA水平以及启动子活性[8]。此外，环氧化酶-1(COX- 1)[前列腺素(PG)合酶]可催化花生四烯酸转化为不稳定的中间体，即前列腺素(PG)、前列腺素H2(PGH2)，随后将其转化为血栓素A2，一个短暂的生物制剂，一种强有力的血管收缩剂可诱导血小板聚集。白藜芦醇被证明是一种有效的过氧化物酶介导以时间和浓度依赖性可灭活COX-1和抑制COX-1的活性[18]。以上表明白藜芦醇可以调节血管收缩与舒张进而抗动脉粥样硬化。

2.7 抑制低密度脂蛋白氧化修饰 低密度脂蛋白(LDL)在动脉粥样硬化斑块的形成和血管内皮的炎症过程中起重要作用，氧化后低密度脂蛋白(ox-LDL)是内皮细胞损伤的主要原因，也是内皮细胞促炎分子表达的主要原因，因此去除修饰后的ox-LDL是治疗炎症反应重要方式。白藜芦醇主要通过以下形式抑制LDL氧化修饰，首先能以浓度依赖形式阻止血管壁摄取氧化的LDL；其次可能通过其抗氧化活性和金属螯合能力介导阻止低密度脂蛋白过氧化，抑制脂质过氧化[29]。通过这种抑制低密度脂蛋白氧化作用，白藜芦醇阻断了氧化脂蛋白的内化。以上表明白藜芦醇是一种可能治疗动脉粥样硬化的药物[29]。

3 总结及展望

白藜芦醇具有许多药理作用，主要通过抗炎活性、抗氧化活性、抑制血小板聚集、抑制泡沫细胞生成、抑制斑块内新生血管、调节血管收缩与舒张、抑制低密度脂蛋白氧化修饰等机制进行抗动脉粥样硬化。目前临床上对于抗动脉粥样硬化的治疗方案比较单一，通过对白藜芦醇抗动脉粥样硬化机制的研究使其成为脑卒中预防的新药提供理论依据。然而白藜芦醇在人体治疗的有效性尚未确立，距离真正成为预防脑卒中临床用药尚有一段距离。通过对白藜芦醇抗动脉粥样硬化机制分析总结，也为找抗动脉粥样硬化药物治疗靶点和新药的研发奠定理论基础。

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