自噬在高血压靶器官损害中的作用及中医药治疗研究进展*

欧阳雅蓉，傅为武，黄彩依，罗丽琼，黄冬欢，卢 帅，王庆高

1.广西中医药大学 (南宁530001)；2.广西中医药大学第一附属医院(南宁530023)

高血压靶器官损害包括心、脑、肾、血管、眼底等器官功能及结构的变化，是导致动脉粥样硬化、心肌梗死、心力衰竭、猝死、脑梗死、脑出血、肾功能衰竭等临床并发症的主要原因，极大地威胁着人们的生命健康。尽管大量的临床数据证明使用血管紧张素受体拮抗剂、血管紧张素转化酶抑制剂、β受体阻滞剂等药物的使用可起到保护靶器官、预防心血管终点事件的作用，但是防治高血压靶器官损害仍是目前医学上的一大难题。自噬是指细胞内衰老、受损的细胞器及长效蛋白降解，合成生命活动所需能量的“废物利用”的过程。目前认为自噬在高血压靶器官损害的过程中有重要的调节作用，影响动脉斑块形成、血管硬化、血栓形成、心肌纤维化、心室重塑、心肌肥厚、肾纤维化、肾衰竭、脑出血、脑梗死等过程。中医药在高血压靶器官损害防治中具有特色作用，具有安全、高效、辨证施治的特点，可通过多成分、多靶点、多途径干预高血压靶器官损害。目前国内外多项研究已证明中医药治疗可通过调控自噬对高血压靶器官损害进行调控，因此，中医药调控自噬可能是高血压靶器官损害的靶点及途径，值得进一步深入探讨。

1 自噬的基本概念

自噬是指细胞在饥饿、缺氧、营养缺乏、药物诱导情况下，利用溶酶体清除衰老、受损、错误折叠的蛋白及代谢废物的过程，通过对细胞内“废物”的重新加工，产生氨基酸、核苷酸、糖、脂肪酸作为代谢燃料，以维持细胞的生命活动[1-2]。mTOR处于自噬过程的关键位置，在正常细胞内 mTOR处于激活状态，激活的mTOR磷酸化 ATG13，抑制了 ATG13-ATG1-ATG17 复合物的形成，从而抑制细胞的自噬过程。而当细胞在营养和能量缺乏、蛋白质累积或者应激状态等情况下，mTOR的活性会受到抑制，ATG13的磷酸化水平降低，从而导致自噬水平会迅速被诱导上调[3]。自噬的完整过程包括三个阶段：首先，在缺氧、饥饿、药物等刺激因素的诱导下，细胞质中大量由内质网、线粒体的膜结构形成的双层膜杯状分隔膜游离在被降解物的周围，形成自噬前体(Pre-autophagosome)；随后自噬相关基因促使吞噬细胞形成杯口状结构，包裹待降解的细胞质或细胞器，形成囊泡状的自噬体(Autophagosome)；最后自噬体与溶酶体(Lysosome)融合成自噬溶酶体(Autolysosome)，溶酶体通过水解酶的作用降解自噬溶酶体内所包裹的内容物，重新生成氨基酸、脂肪酸、单糖等简单物质，供细胞重新利用。目前常见的可以影响自噬通路包括AMPK/mTOR通路、PI3K/AKT/mTOR通路、Ras/Raf/MEK/ERK通路。自噬是细胞进行“自我消化”的过程，基础水平的自噬有助于清除受损细胞器，促进细胞的新陈代谢；过度的自噬则会导致细胞结构及功能的破坏，对细胞及其生命活动产生不利影响；自噬减少则导致细胞内产生的代谢废物及受损、衰老的细胞器无法及时清除，产生细胞毒性，同样可导致细胞的破坏死亡。

2 自噬与靶器官损害

2.1 血 管 血管损伤是高血压常见的靶器官损害，包括内皮功能障碍、斑块形成、动脉硬化，其中内皮功能障碍是高血压最早期也是最重要的血管损害，是斑块形成和动脉硬化的起始阶段。Zhang等[4]研究发现高血压患者外周血中TGF-β1的表达升高，且TGF-β1通过调节PI3KC3信号通路来抑制血管内皮细胞的自噬活性，从而调节内皮细胞的增殖、迁移、凋亡过程，加剧高血压患者的血管内皮损伤。Tian等[5]研究证明高血压脐静脉内皮细胞(HUVEC)增殖和自噬减少，同时伴随自噬相关蛋白及 AMPK、ULK1蛋白水平下调，这表明了在高血压中HUVEC凋亡导致的血管内皮损伤，可能是由于抑制了AMPK/ULK1信号通路介导的自噬引起的。SIRT家族是血管钙化、内皮细胞纤维化、动脉硬化中的重要调节因素。Guo等[6]研究表明SIRT6过表达促进血管对NO生物利用度，降低细胞通透性，改善内皮衰老和细胞凋亡，这个过程与促进内皮细胞自噬相关，通过增加细胞自噬减少细胞的凋亡是内皮细胞维持其正常功能的重要方式。而内皮细胞中线粒体自噬调节内皮细胞的氧化还原平衡，能够及时清除细胞代谢产生的氧化应激产物。Li等[7]发现自发性高血压大鼠(SHR)中SIRT3低表达，超氧化物歧化酶2(SOD2)超乙酰化和线粒体ROS过量生产，加剧了内皮细胞损伤，通过补充SIRT3可恢复内皮细胞中的自噬通量和线粒体氧化还原平衡，从而保护内皮细胞。血管平滑肌细胞是维持血管结构及张力的主要细胞成分，血管平滑肌细胞变性，是导致动脉粥样硬化的病理学基础。目前相关研究发现 Ang Ⅱ处理可导致平滑肌细胞自噬增强，诱导血管平滑肌细胞肥大，是调节血管重塑、导致管壁增厚和管腔狭窄的重要原因。Chen等[8]发现，Klotho基因敲除导致小鼠动脉硬化和血压升高，同时伴有MMP-9、TGF-β1、TGF-β3的上调，而通过抑制自噬小鼠主动脉平滑肌细胞自噬可减少MMP-9、TGF-β1、TGF-β3的上调，因此推测平滑肌细胞过度自噬导致生长因子和细胞外基质的沉积，使血管壁及血流动力学发生改变。Chen等[9]发现线粒体自噬可促进线粒体的功能，通过刺激线粒体自噬可以恢复VSMC线粒体功能，抑制其增殖从而有效抑制血管重构。

2.2 心 脏 高血压时Ang Ⅱ刺激心肌细胞肥大、线粒体损伤、炎症反应，导致心室肥厚、心肌纤维化和心脏炎症，是导致高血压性心脏病和进一步发展为心力衰竭的重要原因。首先，压力过负荷、神经递质、生长因子导致心肌细胞肥大，进而导致左心室肥厚；其次，长期高血压使心脏代偿性地增加心室肌收缩力来增加心排出量，以克服后负荷压力。在高血压大鼠心脏中，AngⅡ、基质金属蛋白酶2和TGF-β1影响高血压心室重塑，超氧化物介导MMP-9，NF-κB的表达，调控心肌肥大和心脏炎症的过程，加剧靶器官损害[10]。有学者通过对比高血压左心室肥厚患者及心室正常者的数据，发现高血压患者血清自噬相关蛋白ATG9a升高，且与左心室射血分数、左心室后壁厚度、室间隔厚度、褪黑素等相关指标相关[11-12]。黄炯华研究发现在自发性高血压大鼠心肌肥厚中，LC3Ⅱ/Ⅰ表达上调，p62 表达下调，表明自噬升高是心肌肥厚的重要介导因素[13]。Zhang等[14]发现肾血管性高血压诱发左心室肥大和心肌缺氧，增强细胞自噬和线粒体降解，并且抑制线粒体的生物功能，这表明心肌细胞过度自噬和线粒体功能受损是导致高血压性心脏病的重要原因。AngⅡ是诱导心脏炎症的重要因素，在AngⅡ诱导的高血压心脏损伤模型中，自噬相关基因Atg5促进小鼠心脏巨噬细胞凋亡，通过降低Atg5的表达可减少心脏巨噬细胞的凋亡，调控心脏炎症反应[15]。刘文静[16]研究发现在AngⅡ诱导的高血压小鼠心肌肥厚模型中，IL-12p35基因与心肌质量/体重指数相关，其可能通过JAK2/STAT4通路抑制心肌肥厚中的炎症和自噬。在Li等[17]的研究中，Ang II输注降低了野生型(WT)小鼠心脏中AKAP12的表达，而AKAP12敲除(KO)增强了炎症细胞的浸润，AKAP12缺失加速了AngⅡ诱导的心脏组织学改变和功能障碍，此外，AKAP12-/-通过促进由AngⅡ诱导的炎症，氧化应激，细胞凋亡和自噬而加重了心力衰竭和心肌纤维化。

2.3 肾 脏 肾小球足细胞是肾小球滤过功能的基础，足细胞损伤引发肾小球硬化，肾小球硬化是慢性肾功能衰竭的标志。在高血压肾损害的小鼠中，足细胞肌动蛋白细胞骨架的拉伸强度降低，加剧肾小球毛细血管损伤[18]。潘明娇[19]报道老年自发性高血压大鼠肾小球足细胞自噬活性增强，足细胞损伤及死亡增加，通过下调自发性高血压大鼠足细胞自噬可促进nephrin等蛋白合成，改善高血压大鼠肾损伤。肾纤维化是高血压时常见的肾脏并发症，导致肾脏结构的破坏和肾功能的丢失，是导致肾功能衰竭的重要病因。肾纤维化与细胞外基质及胶原在肾脏的持续沉积有关。APJ受体与血管紧张素Ⅱ受体高度同源，是G蛋白偶联受体家族成员之一，调控多种器官的生理病理过程，Apelin/APJ 系统在心血管系统及肾脏中调控纤维化及内皮细胞损伤过程。韦建辉等[20]证明Apelin-13 能抑制 SHR肾脏组织中细胞自噬的水平，这可能与Apelin-13 抑制肾纤维化机制有关。Pushpakumar等[21]发现使用MMP抑制剂处理后高血压大鼠可显著降低大鼠的平均血压，改善肾功能指数，减少了Ⅰ型胶原蛋白的沉积，并增加了肾内血管中的弹性蛋白，减少肾纤维化，而这些作用可能是通过提高自噬实现的。在醛固酮诱发的高血压大鼠中，通过抑制肾脏炎性细胞因子的水平，可以增加肾组织中LC3-Ⅱ的蛋白水平以及p62降解，改善肾功能的同时减轻心肌炎症和心肌纤维化，而使用自噬抑制剂后，上述作用减弱[22]。

2.4 大 脑 高血压可引起腔隙性脑梗死、脑梗塞、脑出血以及高血压脑病等脑损害，高血压患者的血压变异性与急性脑卒中密切相关[23]。自噬是脑损伤中重要的病理学变化，目前相关研究认为过高的自噬可能在脑出血、脑梗死中起保护作用，这一观点在高血压引起的脑损害中同样成立。研究发现解偶联蛋白2(UCP2)可抑制活性氧簇(Reactive oxygen species，ROS)水平，减少氧化应激对内皮细胞的损伤；上调UCP2可减少细胞内ROS含量，增加自噬相关蛋白及细胞NO的表达、因此认为UCP2可通过增加自噬从而减少内皮细胞凋亡，通过增加NO含量减少ROS所致的氧化应激，改善血管舒张功能，从而达到预防卒中的作用[24]。Forte等[25]发现高盐喂养的中风倾向性自发性高血压大鼠的大脑自噬减少，且自噬功能障碍与NDUFC2下调、线粒体功能障碍和NAD耗竭有关，激活自噬改善线粒体功能，减少高血压中风发生。在易卒中自发性高血压大鼠中大脑组织 ATG12 高表达，抑制 ATG12 表达能够抑制大鼠脑组织抑制 LC3 表达，促进P62的蛋白表达，抑制自噬水平，从而降低大鼠血压，这可能与抑制大鼠脑组织氧化应激水平有关[26]。叶亮等[27]研究发现，与正常组相比，高血压脑出血大鼠脑组织自噬小体增加，自噬抑制后增加了脑梗死面积,同时伴随PINK1、LC3、Parkin蛋白表达量显著降低；这说明了高血压脑出血大鼠脑组织线粒体自噬增加可能是一种保护途径，抑制线粒体自噬可能通过抑制线粒体的功能导致大鼠缺氧缺血情况加重。

3 中医药干预治疗

3.1 中药复方及针灸治疗 天麻钩藤饮及其加减变化具有平肝潜阳，滋补肝肾的功效，常用于治疗阴虚阳亢型高血压，已在临床上广泛证明了具有良好的降压功效[28]。现代药理学机制证明其可能与抑制核转录因子NF-κB移位、改善炎症反应、基因调节有关。李云攀等[29]研究表明天麻钩藤饮通过Ca2+/AMPK/mTOR信号通路降低ANGⅡ、IL-1 等血管活性物质与炎症介质，从而抑制内皮细胞自噬，保护血管内皮，发挥降压作用。李超[30]发现中药复方藤菔降压片可改善内皮细胞损伤，其机制可能与上调血管内皮细胞的自噬水平以改善ox-LDL介导的内皮损伤有关。黄芪-丹参药对对自发性高血压大鼠肾损害程度改善的效果优于缬沙坦，从蛋白及mRNA层面上论证其机制，发现黄芪-丹参药对从蛋白及mRNA水平上增加自发性高血压大鼠肾脏AMPKα、Sestrin表达，抑制Ca MKK表达，并且该机制可能与激活AMPK通路密切相关[31]。太冲为肝脏元气汇集之所，具有疏肝理气、平肝潜阳的作用。百会位于巅顶，与足厥阴肝经相交，对于肝阳上亢，气血厥逆引起的头痛头晕尤为敏感。纪智[32]发现电针“百会”“太冲”可有效降低自发性高血压大鼠血压、减轻其心肌细胞肥大及心室肥厚程度、改善心功能等，同时降低心肌细胞中ANP和AngⅡ的表达，通过对PI3K/Akt/mTOR通路蛋白的检测，推断电针通过激活该通路，调节心肌细胞功能，从而达到保护心脏的作用。同时，张跃[33]发现电针“百会”“太冲”可以改善自发性高血压大鼠的心肌肥大，其机理可能与电针通过下调Beclin-1和LC3的表达，抑制心肌细胞的过度自噬，从而保护心肌细胞有关。

3.2 中药有效成分治疗 炎症反应和氧化应激是高血压发病的重要机理，Tain等[34]发现白藜芦醇通过减少氧化应激，介导肾素-血管紧张素系统(RAS)以促进血管舒张，增加SIRT1表达及自噬水平对高脂饮食诱导的高血压雄性子代大鼠肾脏起到保护作用及改善高血压。姜黄素可通过PI3K/AKT 自噬通路降低高血压中的血管胶原水平，改善血管重构及管腔狭窄[35]。在另一项研究中，姜黄素能够减少血管内皮的氧化应激水平，提高内皮细胞NO产量，保护血管内皮细胞，可起到预防脑卒中的作用[24]。染料木素可减轻 AngⅡ诱导的高血压小鼠心脏损害及减少心肌纤维化，其过程可能与减少心肌细胞自噬相关[36]。在肥胖性高血压中，何首乌中的有效成分二苯乙烯苷可通过抑制内皮细胞自噬改善微血管的内皮功能障碍[37]。铁皮石斛可通过抑制心肌细胞过度自噬减缓大鼠左室肥厚的进程[38]。黄连素能抑制mTOR、p38和ERK1/2信号通路，提高心肌自噬，下调转化生长因子β1蛋白，改善自发性高血压大鼠心室重构及心肌纤维化[39]。虫草素可以降低Dahl盐敏感性大鼠的中风几率，延长生存期，这可能与自噬在中枢神经细胞中的表达降低有关[40]。

4 小 结

高血压靶器官损害在中医无对应的病名，当存在血管、心、脑、肾损害时，可归属于“脉胀”“心悸”“胸痹”“中风”“水肿”“癃闭”等范畴。高血压血液流变学(血管阻力大、湍流)、血液成分(血脂、炎症物质、氧化应激产物)的改变，会导致全身多个脏腑的病变。自噬可看作人体内邪正、阴阳平衡的过程。人体处于健康状态时，自噬处于基础水平，促进机体的新陈代谢；高血压时，人体病邪入侵，阴阳失衡，导致自噬的紊乱。自噬不足则导致血管内的炎症物质、氧化应激产物积累，促进动脉硬化及血栓形成；自噬过度则会导致内皮细胞破坏，导致血管损伤及靶器官受损。自噬同样可被看作“去菀陈莝”的过程，持续的、基础水平的自噬可清除血管内的炎症物质及氧化应激产物，减少保护内皮细胞；可清除衰老的内皮细胞，维持血管完整性；可抑制血小板及其他细胞成分的黏附聚集，抑制血栓形成，减少心血管不良事件的发生。通过对自噬的调控，可以达到恢复自身阴阳平衡，调控高血压靶器官损害的过程。相关研究发现中医药可通过多成分、多靶点、多途径干预高血压靶器官损害，是防治高血压靶器官损害的有效手段。因此，通过中医药调控自噬是高血压靶器官损害防治的有效手段，可为高血压靶器官损害的防治提供创新思路。