白藜芦醇对缺血再灌注损伤心肌保护作用的研究进展

何淼，何燕

(广西医科大学第一附属医院，南宁530021)

白藜芦醇(3，4，5-三羟基-反式-二苯乙烯)是天然多酚类化合物，主要存在于葡萄、花生、红酒中，与“法国悖论”相关，是法国人喜爱高脂饮食但心血管疾病发病率低的重要保护因素[1]。现有实验室研究和部分临床实验证实，白藜芦醇富含多种生物活性，包括抗氧化应激、抗肿瘤、降血糖、保护心血管、抗衰老等[2]。缺血性心脏病是世界公认的高致死率心脏疾病，恢复冠状动脉(冠脉)血流是治疗缺血性心脏病的重要手段，但缺血再灌注损伤严重影响缺血性心脏病的治疗效果。有效防治缺血再灌注损伤仍是提高缺血性心脏病患者生活质量的关键[3]。随着对白藜芦醇心血管保护作用的深入研究发现，白藜芦醇对缺血再灌注损伤心肌有保护作用，但作用机制存在争议[4]。因此，阐明其病理生理机制是未来指导临床治疗缺血再灌注损伤心肌的关键。本文主要就白藜芦醇对缺血再灌注损伤心肌的保护作用研究进展进行综述。

1 白藜芦醇对缺血再灌注损伤心肌的保护作用

缺血再灌注损伤系指通过溶栓、冠脉介入以及支架植入术等方法恢复心肌梗死后冠脉血液供应造成的心肌损伤加重现象[5]，如何早期识别和防治缺血再灌注损伤是缺血性心脏病治疗的关键。目前已证实，缺血再灌注损伤与线粒体功能障碍、氧化应激、细胞凋亡、炎症反应、钙超载等病理机制存在关联[6]，早期药物干预缺血再灌注损伤可改善患者预后。研究表明，白藜芦醇对缺血再灌注损伤心肌具有保护作用，主要表现为减少再灌注后心肌梗死面积、抑制心肌细胞凋亡及减轻心肌酶异常表达等。用白藜芦醇对大鼠进行灌胃预处理，其后建立大鼠缺血再灌注损伤心肌模型，测定结果提示白藜芦醇组微小RNA-21表达升高，心肌梗死面积减少，心肌细胞凋亡被抑制；同时，抑制微小RNA-21表达组，上述心肌保护作用受限。表明白藜芦醇通过诱导微小RNA-21过表达发挥对缺血再灌注损伤心肌的保护作用[7]。宋娟等[8]研究发现，在缺血15 min及再灌注前1 min按照1 mL/kg比例注射白藜芦醇至大鼠舌静脉，对比大鼠缺血再灌注损伤程度，发现白藜芦醇组比对照组室性心律失常时间缩短、左心室收缩舒张功能得到改善，进一步研究提示白藜芦醇对缺血再灌注损伤心肌的保护作用与激活磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B(PI3K/Akt)信号通路，提高Akt、缝隙连接蛋白43(Cx43)及Cx43 mRNA表达相关。Cheng等[9]研究同样证实，白藜芦醇减少缺血再灌注损伤心肌的梗死面积，与降低血肌酐激酶(CK)、乳酸脱氢酶、过氧化物酶水平，提高心肌超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)的活性，抑制缺血再灌注损伤心肌的氧化应激相关。上述研究均证明白藜芦醇对缺血再灌注损伤心肌具有保护作用。但目前研究仅局限于动物实验水平。阐明白藜芦醇对缺血再灌注损伤心肌保护作用的病理生理机制，将为设计白藜芦醇临床实验、开发新型治疗缺血再灌注损伤药物提供依据。

2 白藜芦醇对缺血再灌注损伤心肌的保护作用机制

2.1 白藜芦醇与一氧化氮(NO)途径 NO是重要的血管扩张剂，通过一氧化氮合酶(NOS)结合四氢生物蝶呤(BH4)和L-精氨酸产生。人体内存在神经元型NOS(nNOS)、内皮型NOS(eNOS)、诱导型NOS(iNOS)三种NOS同工酶，eNOS主要存在于内皮细胞，通过eNOS/NO途径催化生成NO，减轻缺血再灌注损伤[10]。研究表明，对eNOS基因敲除大鼠进行研究发现，基因敲除型大鼠比野生型大鼠缺血再灌注损伤程度重，证实白藜芦醇预处理通过eNOS/NO加速内皮功能的修复。同时，部分学者倾向于iNOS通过生成NO产生心脏保护效应[11]。但有研究持相反意见，毋亚男等[12]用白藜芦醇分别在缺血前15 min和再灌注前1 min经静脉处理大鼠，2 h后测定其NO和NOS表达，结果发现白藜芦醇上调nNOS和eNOS表达，抑制iNOS表达，增加内源性NO表达，改善缺血再灌注损伤心肌的冠脉循环。实验室应用NOS抑制剂(L-NAME)处理白藜芦醇组大鼠，结果显示白藜芦醇对缺血再灌注损伤心肌的保护作用受抑制，提示NO在白藜芦醇的心肌保护中起关键作用[13]。上述研究证实，白藜芦醇对缺血再灌注损伤心肌的保护作用与调节NOS/NO通路，增加NO表达相关。但白藜芦醇对nNOS、eNOS、iNOS三种同工酶的具体调控机制存在争议。未来需要更多实验数据阐明白藜芦醇通过NOS/NO途径保护缺血再灌注损伤心肌的具体病理生理机制。

2.2 白藜芦醇与线粒体保护 白藜芦醇通过线粒体保护减少缺血再灌注损伤导致的心肌细胞凋亡。宋丽华等[14]研究表明，提取大鼠心肌细胞线粒体，测定显示缺血再灌注组琥珀酸脱氢酶(SDH)活性下降，表明缺血再灌注损伤时心肌有氧氧化能力下降；钠钾腺苷三磷酸酶(Na+-K+-ATPase)、钙腺苷三磷酸酶(Ca2+-ATPase)活性下降，表明缺血再灌注损伤心肌能量代谢障碍。而白藜芦醇预处理大鼠组心肌线粒体SDH、Na+-K+-ATPase、Ca2+-ATPase活性提高，表明白藜芦醇可通过改善心肌线粒体有氧氧化及能量代谢保护心肌。同时，使唤心肌缺血耐受力的热休克蛋白70表达增加亦起心肌保护作用。此外，白藜芦醇具备调控线粒体通透孔(mPTP)开放的能力。研究已证实抑制mPTP在缺血再灌注早期的开放，可减少缺血再灌注损伤心肌梗死面积，改善心脏收缩功能。这可能与白藜芦醇增加糖原合成酶激酶3β(GSK-3β)水平并促进GSK-3β与线粒体亲环蛋白D共沉淀，抑制mPTP开放有关[15]。白藜芦醇可通过降低线粒体内钙离子浓度，减少mPTP开放，减轻线粒体损伤，改善心肌舒张功能[14]。Liao等[16]发现，白藜芦醇按2.0 mg/kg喂养大鼠6周可减少缺血再灌注损伤后心肌梗死面积，其保护机制与白藜芦醇抑制mPTP开放，减少细胞色素C及Caspase-3水平，抑制线粒体介导的细胞凋亡相关。

2.3 白藜芦醇与炎症反应 炎症反应是导致缺血再灌注损伤的重要病理生理机制。炎症反应通过激活肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白细胞介素1β(IL-1β)、IL-6、IL-8等炎性细胞因子，促进中性粒细胞及淋巴细胞等炎症细胞浸润以及血管内皮细胞损伤均可介导缺血再灌注损伤。Schwager等[17]证实白藜芦醇具备下调TNF-α、IL-1β、IL-6等炎性细胞因子水平，抑制单核细胞、中性粒细胞等炎性细胞表达的能力。早期应用白藜芦醇抑制炎症反应可减轻缺血再灌注损伤。黄新宇等[18]研究发现，白藜芦醇激活核因子E2相关因子2(Nrf2)-抗氧化反应元件通路，促使Nrf2及其下游具有抗炎、抗氧化应激效应的靶蛋白血红素加氧酶1(HO-1)高表达，减轻炎症反应。同时，白藜芦醇提高SOD和GSH-PX等自由基清除酶活性，减轻氧化应激。邓颖等[19]研究也支持白藜芦醇上调PI3K/Akt/ Nrf2通路活性，增强HO-1蛋白活性，减轻缺血再灌注损伤。同时白藜芦醇对缺血再灌注损伤心肌的保护作用部分被LY294002(PI3K/Akt抑制剂)抑制，进一步验证白藜芦醇的心血管保护作用与PI3K/Akt/Nrf2通路相关。一定浓度的白藜芦醇抑制缺血再灌注损伤大鼠NALP3炎性体表达，影响Caspase-1活化，最终致下游IL-1β、IL-18等炎性因子水平下降，减轻炎症反应[20]。Li等[21]应用白藜芦醇预处理大鼠，监测发现TOLL样受体4(TLR4)和核因子κB(NF-κB)表达受限，炎性细胞因子生成减少，肿瘤坏死因子水平下降，心肌细胞凋亡速度减缓，心肌梗死面积较单纯缺血再灌注损伤模型减少，提示白藜芦醇通过TLR4和NF-κB通路减轻缺血再灌注损伤。

2.4 白藜芦醇与内皮细胞 白藜芦醇改善缺血再灌注损伤后大鼠左心室功能、抑制肌CK同工酶释放，减少心肌梗死面积，与上调血管内皮生长因子B表达，激活Akt，抑制糖原合成酶激酶3β(GSK-3β)相关[22]。薛一涛等[23]发现血管内皮生长因子活化磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)，激活PI3K下游Akt磷酸化，Akt抑制靶蛋白GSK-3β表达，调控细胞凋亡。上述研究提示白藜芦醇通过上调内皮生长因子表达，激活PI3K-Akt-GSK3β通路，抑制细胞凋亡，减轻缺血再灌注损伤心肌。同时，白藜芦醇介导PI3K-Akt通路，上调生存素(SVV)水平，抑制心肌微血管内皮细胞凋亡，减轻心肌缺血再灌注损伤[24]。白藜芦醇对缺血再灌注损伤心肌的保护作用除了与PI3K-Akt-GSK3β通路、PI3K-Akt-SVV通路有关，还可能与白藜芦醇对心肌内皮祖细胞(EPCs)增殖的影响相关。EPCs不仅具有修复损伤内皮细胞的功能，而且可以促进缺血心肌组织的血管再生。郑浩等[25]研究发现，白藜芦醇抑制细胞内活性氧的产生，减少细胞凋亡因子细胞色素C的释放及其下游Caspase-3被切割成DNA碎片，抑制血管内皮细胞凋亡。同时，白藜芦醇促进血管内皮祖细胞增殖与抑制Bax促凋亡蛋白表达相关。

2.5 白藜芦醇与沉默信息调节因子1(SIRT1) Sirtuins家族(包含SIRT1～SIRT7)是一组依赖于烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)的去乙酰化酶。SIRT1参与机体抗炎症、抗氧化应激反应及细胞凋亡的过程，发挥减轻内皮功能障碍、改善心室肥厚、减少缺血再灌注损伤等心血管保护作用[26]。白藜芦醇作为SIRT1强激活剂，增加体内SIRT1表达，可发挥多种通路对缺血再灌注损伤心肌的保护作用。白藜芦醇预处理大鼠组SIRT1水平升高，同时调节有丝分裂活化蛋白激酶(MAPK)通路下游抗凋亡细胞外调节蛋白激酶(ERK)高磷酸化表达，下调亲凋亡氨基末端激酶(JNK)和p38蛋白表达；同时白藜芦醇对缺血再灌注心肌的保护作用可被SIRT1抑制剂阻断，表明白藜芦醇通过SIRT1-MAPK通路，调控ERK、JNK、p38，减轻缺血再灌注损伤心肌的细胞凋亡[27]。此外，白藜芦醇提高SIRT1活性，通过介导热休克转录因子1(HSF1)去乙酰化并增加热休克蛋白表达，减少Caspase-3裂解，同样抑制缺血再灌注损伤心肌细胞凋亡[28]。腹腔注射白藜芦醇减轻缺血再灌注损伤，与减少体内线粒体解偶联蛋白2(UCP-2)表达相关，表明白藜芦醇可能通过SIRT1-UCP-2信号通路发挥作用[29]。对白藜芦醇预处理大鼠心肌细胞进行研究，发现SIRT1水平升高，抑制促凋亡因子p53蛋白去乙酰化，其下游亲凋亡蛋白Bax表达降低，抗凋亡蛋白Bcl-2水平升高，心肌细胞凋亡减轻。同时在白藜芦醇组用一类SIRT1抑制剂ex527抑制SIRT1表达，p53乙酰化增多，心肌保护作用降低，表明白藜芦醇通过SIRT1-p53途径发挥缺血再灌注损伤心肌的保护作用[30]。

近年来关于白藜芦醇对缺血再灌注损伤心肌的保护机制研究越来越多，但目前研究局限于动物实验及细胞水平，缺乏临床数据支持，临床应用前景未明。未来有待对白藜芦醇进一步研究，阐明其对心肌保护的病理生理机制，探讨临床使用白藜芦醇的安全性和有效剂量，开辟预防和治疗缺血再灌注损伤心肌的新方向。