何建成,王 利
(上海中医药大学,上海 201203)
血管新生(angiogenesis, AG)是指在原有血管基础上通过血管内皮细胞增殖、芽生、游走、血管分裂和分支而形成新的毛细血管网,使其功能与局部的需要相适应的生物学过程[1]。缺血性心脑血管疾病和肿瘤是使人类致残或者死亡的首要原因之一,AG在其治疗中有着不可替代的作用,已引起中西医研究者的高度重视。众所周知,中医药对血管相关性疾病的诊治效果显著,经验丰富。临床治疗中发现许多中药及其复方等具有促进或抑制AG的作用。
中医学虽没有对AG概念的直接描述,但有其相关的理论叙述。如血管属于中医的脉或者血络,“脉为血之府”“气血互根”“行气通脉”“活血化瘀”“补气活血”“祛瘀生新”等,为中医药促血管新生的研究奠定理论基础。从中医学角度而言,心肌梗死和脑缺血疾病病机在于脉络痹阻、血行不畅,而AG可以促进血管生成、重建以及建立侧枝循环,从而起到防治缺血性心脑血管疾病的作用。
1.1中药复方与促血管新生研究发现,促进AG的中药复方多是益气活血化瘀类,其中对血府逐瘀汤、当归补血汤、补阳还五汤、桃红四物汤、益气活血方、芪参益气方、丹龙醒脑方、脑泰方、龙蛭汤、麝香保心丸、芪参益气滴丸、芪丹通脉片、芎芍胶囊、通脉地仙丸、祛痰化瘀通脉颗粒等相关研究较多,机制与血管内皮生长因子(VEGFA、VEGFB)及其受体Flt-1(VEGFR1)、KDR/Flk-1(VEGFR2)、血管生成素(Ang)-1及其受体Tie-2密切相关。
高冬等[2]研究发现,血府逐瘀汤上调VEGF-VEGFR2途径,促进VEGF表达增加,诱导内皮细胞增殖、迁移和血管形成,说明了血府逐瘀汤有促AG的作用。许晓玲等[3]探索血府逐瘀汤的促AG作用,用不同浓度血府逐瘀汤的含药血清干预人脐静脉内皮细胞(HUVEC-12),用相关的实验方法分别检测细胞增殖、迁移,结果发现,血府逐瘀汤促进内皮细胞迁移、粘附,机制与EphB4/EphrinB2通路相关。SHEN等[4]利用大鼠局灶性脑缺血模型研究发现,补阳还五汤增加脑缺血后Ang-1的表达;王飞龙等[5]制备大鼠大脑中动脉栓塞模型,发现桃红四物汤可以降低ET-1含量,上调VEGF、Ang-1水平;麝香保心丸能促进心肌梗死大鼠梗死交界区的VEGF的表达,上调20-HETE调控EPCs的增殖、迁移和管状结构形成能力,促进心肌缺血区域血管的形成[6]。张腾等[7]实验研究发现,芪参益气滴丸能有效保护大鼠心肌缺血区的缺血心肌,其机制与促进VEGF、Ang-1 mRNA表达、降低碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)mRNA表达有关。
1.2单味中药与促血管新生随着对中药及其有效成分促血管新生研究的不断深入,发现大多是川芎、丹参、黄芪、人参、三七、红花、当归、红景天等益气活血之品,其他类如黄芩、葛根、白藜芦等。
研究表明,川芎联合赤芍可升高大脑中动脉局灶性脑缺血模型大鼠血清中Ang-1的水平及缺血脑组织中缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)mRNA的表达,发挥了促进AG的作用[8]。卫国等[9]研究结果显示,丹参素(DSS)和羟基红花黄色素A联合运用可上调VEGF、基质细胞衍生因子-1(SDF-1)及其特异受体CXCR4蛋白表达,促进AG;丹参多酚酸盐上调心肌梗死大鼠心肌miR-126、VEGF表达[10];黄芪甲苷-Ⅳ可促进MI模型鼠心肌HIF-1α、VEGF的表达[11];黄芪多糖胶原上调VEGF mRNA[12],黄芪提取物上调VEGF、CD34蛋白表达[13];魏英等[14]发现,人参总皂苷提高梗死区心肌的VEGF、bFGF mRNA表达水平;三七、红花、红景天等亦可以促进VEGF等表达水平[15-17],从而发挥促进AG的作用。
王玉梅[18]实验制备慢性脑缺血记忆障碍模型,发现黄芩茎叶黄酮(SSF)能有效降低脑缺血大鼠海马细胞中N-甲基-D-天门冬氨酸受体(NMDAR)的表达,增加皮层细胞中VEGF的表达,发挥了促血管新生和神经保护作用。郭重仪[19]观察黄芩苷对高脂血症大鼠的作用,发现其降低TG、CHO、LDL-C,并提高HDL-C的含量,从而发挥减轻血管内皮细胞的氧化损伤,促AG的作用。葛根素促进VEGF及HIF-1α的表达[20];白藜芦通过上调局灶脑缺血/再灌注大鼠大脑缺血皮质区内皮型一氧化氮合酶(eNOS)和VEGF表达,促进脑微血管再生,发挥缺血损伤后脑保护作用[21]。
1.3中药药对与促血管新生根据缺血性心脑血管疾病不同的病机特点,比如气虚血瘀或者气滞血瘀等,临床可以灵活地选用中药药对,增强原有药物的功效,如相须、相使。李时珍在《本草纲目•序例上》总结说:“药有七情,独行者,单方不用辅也;相须者,同类不可离也……相使者,我之佐使也;相恶者,夺我之能也;相畏者,受彼之制也;相反者,两不相合也;相杀者,制彼之毒也。”众多的实验研究亦证明了中药药对促进AG的显著疗效。
李悦山等[22]研究药对黄芪配伍当归,以体外培养人脐静脉内皮细胞(HUVEC)为模型,MTT法检测不同剂量黄芪与当归对细胞增殖的影响;流式细胞仪检测黄芪与当归对HUVEC增殖周期的影响;半定量RT-PCR检测黄芪与当归对HUVEC的VEGF mRNA表达的影响。结果发现,黄芪与当归具有促进内皮细胞增殖作用。
杨锋[23]观察药对黄芪和地黄,可调节VEGF-VEGFR-2通路,共同促人脐静脉内皮细胞血管新生的作用。张大方等[24]研究川芎嗪与黄芪甲苷不同配伍浓度对鸡胚绒毛尿囊膜模型(chick embryochorioallantoic membrane, CAM)血管新生的作用,探讨二药配伍对缺血性心脏病的影响。结果表明,川芎嗪与黄芪甲苷各浓度配伍均能促进鸡胚绒毛尿囊膜血管新生,且与浓度有一定的剂量依赖关系。
中医学认为,肿瘤属于《黄帝内经》中所阐述的“积”“伏梁”“石瘕”的范畴。“久病入络”,正气不足、气滞、血瘀、痰凝、毒聚,脏腑功能失调是发病关键,针对病机,以扶正为本,兼清利湿热,活血化瘀软坚为治法。众所周知,在肿瘤的发展过程中,快速的血管新生是不利的。已有的研究发现,中医药对肿瘤血管新生有抑制作用,可以减缓肿瘤生长和恶化的速度,提高了患者的生活质量,已是目前抗肿瘤研究的重要方向。
2.1中药复方与抗血管新生抗血管新生的中药复方,有以补益为主的复方(如参麦注射液、补肾健脾方),但以清热燥湿解毒散结的复方居多,如鳖甲煎丸、复方苦参注射液、西黄丸、肺岩宁颗粒、六神丸、解毒消癥饮、解毒三根汤。机制多是抑制基质金属蛋白酶(MMPs)的活性,如降低MMP-2、TIMP-1的表达或者抑制VEGF、bFGF等促血管生成因子的表达。文彬等[25]发现鳖甲煎丸通过Wnt/β-catenin信号通路来调控人肝癌HepG2裸鼠Tbx3的表达以抑制肝癌细胞的生长,促进肝癌细胞的凋亡,从而达到抑制肝癌组织生长的目的;任征远等[26]认为西黄丸可降低乳腺荷瘤小鼠VEGF、MMP-9的表达,改变肿瘤微环境,具有逆转免疫逃逸的趋势;复方苦参注射液有效降低结直肠癌患者血清中的VEGF水平[27],可以显著抑制内皮细胞的生长,阻止癌细胞的扩散以及增殖;而其通过抑制MMP-9、VEGF的表达,可发挥抑制肺癌细胞的生长和转移的作用[28]。肺岩宁颗粒明显降低Lewis肺癌移植瘤模型C57BL/6小鼠的MMP-2、MMP-9、NF-κBp65表达,可明显改善小鼠生存质量及抑制肿瘤转移[29];解毒三根汤通过降低CT-26结肠癌成纤维细胞上清液中VEGF、IL-6的表达量,可抑制肿瘤细胞的迁移能力[30]。
2.2单味中药与抗血管新生抗肿瘤血管新生的中药,亦多是一些清热解毒(姜黄、半枝莲、黄芩、雷公藤、蟾酥、蝎毒)、益气活血化瘀(水蛭、丹参、川芎、人参、云芝)之品。
姜黄素抑制Lewis肺癌小鼠模型VEGF的表达,明显增加内皮抑素的表达[31],抑制肺癌肿瘤的生长;其抑制宫颈癌皮下移植瘤模型的MMP-2、MMP-9的表达,进而调控肿瘤的发生发展[32]。半枝莲多糖抑制荷瘤小鼠肺癌模型肺癌细胞95-D的增殖,降低微血管密度(CD-31标记),以发挥抗肺癌细胞增殖的作用[33];雷公藤红素可降低人胃癌细胞SGC-7901和人脐静脉内皮细胞ECV304的HIF-1α、MCT-4蛋白的表达,从而达到抑制胃癌细胞生长和肿瘤血管生成的双重抗肿瘤作用[34]。黄芩素有效抑制结肠癌裸鼠移植瘤的VEGF、TNF-α的表达,从而抑制体内结肠肿瘤的生长,表现出抗肿瘤活性[35];云芝多糖减少肝转移的癌症组织中的新生血管,发挥抑制肿瘤的作用[36]。
人参、丹参、川芎等益气活血化瘀类中药以及黄芩等清热燥湿类中药,不仅应用于缺血性心脑血管疾病的治疗,也被应用于肿瘤治疗中,且有较好的临床疗效。作用机制的研究目前多集中在调控因子(VEGF、Ang-1、SDF-1、bFGF、HIF-1a等)和通路(Notch、PTEN/PI3K/AKT、JAK/STAT通路)。而中药影响血管新生机制非常复杂,不是通过某单一因素起作用,而是多成分、多环节、多靶点、多因素共同作用的结果。如我们在研究黄芩苷时发现,低剂量黄芩苷具有促血管新生的作用,而高剂量黄芩苷则对血管生成具有抑制作用[37]。这些可能与黄芩苷的剂量有关,临床应用需要有针对性。
目前,从细胞或者分子学的角度,研究者虽然发现和证实了很多单味中药或复方具有促进或抑制血管生成的作用,然而对药对及中药复方的研究则较少,如何更高效、优化中药的配伍,从而发挥更大的效果,尚需从多层次、多学科、多种实验技术手段对单味中药、药对及中药复方促进或抑制血管新生的作用及其机制进行更具体、更深入的实验研究。