通过靶向自噬治疗动脉粥样硬化的天然产物研究进展

范吉林，朱婷婷，田晓玲，刘思佳，苏 静，张世亮

（山东中医药大学1.第一临床医学院，3.附属医院心内科，山东 济南 250014；2.滨州医学院附属医院神经外科，山东 滨州 256600）

动脉粥样硬化（atherosclerosis，AS）是一种全身慢性血管炎症性疾病，主要累及动脉壁内膜和内侧层，是多种心脑血管病的病理基础[1]。随着患病率逐年增加，AS相关疾病给国家和社会带来了严重的经济负担，并增加了患者死亡风险[2]。AS的主要特征是内皮功能障碍、脂质积累、炎症细胞浸润和血管平滑肌细胞增生[3]。研究表明，自噬参与了AS发展过程。自噬是将受损、变性或老化的细胞器转运至溶酶体进行降解的过程，在维持细胞代谢稳态方面发挥重要作用。在AS斑块进展过程中，适度自噬激活可能会减少氧化应激、炎症和脂质积累并延缓斑块的形成[4]。因此，通过靶向自噬维持细胞稳态可能是治疗AS的一种策略。本综述讨论了自噬与AS的关系，总结归纳了靶向自噬治疗AS的天然产物，以期为AS防治提供新的思路。

1 自噬与动脉粥样硬化

1.1 自噬概述

自噬分为巨自噬、微自噬和分子伴侣介导的自噬3类。巨自噬（以下简称为自噬）是研究最多的自噬，也是本综述的主题。在巨自噬中，自噬体将老化或受损的细胞器、错误折叠或无用的蛋白质及细胞内病原体转移到溶酶体中进行降解，这是维持细胞稳态的重要回收过程[5]。自噬体的形成可被Ⅲ类磷脂酰肌醇-3激酶（phosphatidylinositol-3-kinase，PI3K）和beclin1激活[6]。在自噬过程中，微管相关蛋白轻链3（light chain 3，LC3）从其胞质形式微管相关蛋白LC3-Ⅰ转化为LC3-Ⅱ形式，即自噬膜结合形式，另外，可通过计算LC3-Ⅰ和LC3-Ⅱ相对比值检测自噬活性[7]。此外，自噬相关基因（autophagy related gene，ATG）在调节自噬相关过程中发挥关键作用，其过程分为自噬诱导、自噬体形成和成熟、溶酶体融合等，其中Unc-51样自噬活化激酶1/2（Unc-51 like autophagy activating kinase 1/2，ULK1/2）、ATG13和ATG101参与自噬体的形成和成核；抗紫外线辐射相关蛋白与BECN1（beclin1）复合物结合参与自噬体形成和成熟；溶酶体相关膜蛋白1（lysosomal-associated membrane protein 1，LAMP-1)、LAMP-2复合物参与自噬溶酶体的融合；ATG12和LC3与ATG12和ATG5泛素样结合复合物参与自噬体的延伸和成熟[8]。另外，真核蛋白激酶（eukaryotic protein kinase，EPK）、腺苷酸蛋白活化激酶（AMP-activated protein kinase，AMPK）、哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of Rapamycin，mTOR）、c-Jun N端激酶（c-Jun N-terminal kinase，JNK）和P38信号通路与自噬调节相关[9]。

1.2 自噬在动脉粥样硬化中的调控机制

1.2.1 内皮细胞中的自噬

血管最内层由内皮细胞（endothelial cell，EC）构成，EC在血管舒张、血管生成、炎症和血管稳态中发挥重要调节作用[10]。EC自噬与一氧化氮（nitric oxide，NO）生物利用度、活性氧（reactive oxygen species，ROS）生成、炎症和细胞凋亡之间的联系已得到很好证实。研究表明，EC基础水平自噬可增加内皮型一氧化氮合酶（endothelial nitric oxide synthase，eNOS）表达和NO生物利用度，从而恢复内皮功能[11]。自噬可降低氧化应激并抑制单核细胞趋化蛋白1（monocyte chemoattractant protein-1，MCP-1）和白细胞介素 8（interleukin-8，IL-8）等炎性细胞因子表达。此外，自噬水平降低会促进炎症和细胞凋亡，并助EC中AS斑块发展。另有研究表明，自噬过度激活诱导EC细胞死亡，引起斑块不稳定[12]。Vion等[13]研究表明，自噬缺陷可加速AS斑块发展，促进炎症、细胞凋亡和EC衰老。另外经多项实验表明，当自噬过度激活时，EC会发生凋亡，导致斑块结构不稳定、炎症增加和血栓形成[14]。总之，适度自噬激活可保护内皮细胞免受损伤。

1.2.2 血管平滑肌细胞中的自噬

血管平滑肌细胞（vascular smooth muscle cells，VSMC）在AS斑块形成过程中发挥关键作用，而自噬通过调控VSMC表型在AS中同样具有重要作用[15]。VSMC中自噬缺陷加速了损伤后新内膜的形成和饮食诱导的AS[16]。此外，VSMC中自噬缺陷导致细胞死亡增加，从而使细胞外基质蛋白合成能力减弱，进而导致斑块易损性增加[17]。Masuyama等[18]动物实验结果表明，VSMC中自噬缺陷会增加斑块不稳定性和斑块破裂的风险。有研究表明，中等浓度氧化低密度脂蛋白（oxidized low-density lipoprotein，ox-LDL）（10～40 mg·L-1）会增强VSMC中的自噬水平，从而防止细胞死亡并维持斑块稳定[16]。总之，适度自噬是防止VSMC细胞死亡并维持斑块稳定性的保护机制，自噬的过度激活则导致VSMC死亡和斑块的不稳定性增加。

1.2.3 巨噬细胞中的自噬

巨噬细胞与AS的发病机制密切相关，主要通过细胞碎片清除、炎症介质的产生和维持易损斑块稳定性来参与AS的进展[19]。研究表明，巨噬细胞自噬通过减少ox-LDL摄取、增加胞吞作用和胆固醇流出抑制泡沫细胞的形成。此外，它还通过抑制病变斑块中细胞凋亡和炎症抑制斑块破裂和脱落发生，从而减轻AS[20]。有研究表明，沉默信息转录调节因子6（silent information regulator 6，SIRT6）过表达显著增加了巨噬细胞中的自噬通量，抑制巨噬细胞凋亡，进而维持AS斑块稳定[21]。研究发现，巨噬细胞自噬可减轻易损斑块不稳定性，同时降低斑块内出血和斑块破裂发生率。此外，巨噬细胞自噬通过减少斑块坏死核心和巨噬细胞凋亡来增强AS易损斑块稳定性[22]。以上研究表明，巨噬细胞自噬的适度增加可减少细胞内脂质积累，减少泡沫细胞形成，抑制炎症和氧化应激反应，从而维持AS易损斑块稳定型，进而延缓AS进展。巨噬细胞中自噬的过度激活对AS影响尚需深入研究。

2 靶向自噬治疗动脉粥样硬化的天然产物

自噬失调与心血管疾病、衰老、癌症和糖尿病等多种疾病的发病密切相关[23]。了解自噬调节机制及其与AS的关系对于开发抗AS新疗法至关重要[24]。越来越多证据表明，具有生物活性功能的天然产物显示出靶向自噬治疗AS的巨大潜力，表1归纳部分靶向自噬治疗AS的天然产物及治疗AS的作用机制，以期为天然产物治疗AS提供新的研究方法与策略。

表1 靶向促进自噬治疗AS的天然产物

2.1 黄酮类化合物

2.1.1 柚皮素

柚皮素（naringenin）是柑橘类水果中的黄酮类化合物。研究表明，柚皮素通过增加自噬通量在脐静脉内皮细胞损伤中发挥心血管保护作用[25]。还有研究发现，柚皮素通过诱导EC自噬，减少AS炎症和氧化损伤[26]，从而减轻AS病变。

2.1.2 槲皮素

槲皮素（quercetin）是具有抗炎、抗氧化和调节脂质代谢作用的天然黄酮类化合物。有研究表明，槲皮素通过上调EC中自噬保护心肌细胞免受氧化应激损伤，从而在预防和治疗AS过程中发挥重要作用[27]。此外，槲皮素可有效减少ox-LDL诱导的RAW264.7泡沫细胞形成，减少细胞脂质积累，延缓细胞衰老，均与自噬增加有关[22]。

2.1.3 绿茶多酚

绿茶多酚（green tea polyphenol）是从绿茶中提取的天然黄酮类化合物，具有抗氧化和调节脂质代谢的作用，通过降低血清中的ox-LDL诱导自噬，从而导致ApoE基因敲除小鼠主动脉粥样硬化斑块面积的减小[28]。

2.1.4 葛根素

葛根素（puerarin）是从葛根中提取的异黄酮类化合物，有助于治疗AS疾病，并保护EC功能[29]。研究表明，其通过增强线粒体自噬保护人脐静脉内皮细胞免受脂多糖诱导的炎症和氧化应激损伤[30]。

2.1.5 四羟黄酮

四羟黄酮（木犀草素，luteolin）具有抗炎、抗氧化和抗肿瘤的特性[31]。其能增加自噬体的形成和Beclin-1活性，通过促进自噬减少ox-LDL诱导的巨噬细胞脂质积累，进而减少泡沫细胞形成。此外，还可通过促进自噬减弱巨噬细胞凋亡[32]。以上研究表明，其可通过促进自噬来减弱泡沫细胞形成和巨噬细胞凋亡，从而抑制AS的发展。

2.1.6 牡荆素

牡荆素（vitexin）是一种天然黄酮类化合物，具有抗炎和抗氧化特性。研究发现，其通过激活AMPK信号通路诱导自噬，从而减轻ox-LDL介导的人脐静脉内皮细胞损伤，表明其对ox-LDL诱导的人脐静脉内皮细胞损伤具有保护作用[33]。

2.1.7 山奈酚

山奈酚（kaempferol）具有抗AS作用，其机制主要与抑制人EC中的PI3K/Akt/mTOR通路并上调自噬减轻ox-LDL诱导的细胞凋亡相关[34]。

2.2 皂苷类

2.2.1 人参皂苷Rb1

人参皂苷Rb1（ginsenoside Rb1）在高脂饮食诱导的ApoE-/-小鼠AS中，通过促进LC3从Ⅰ型向Ⅱ型转化，加速自噬来抑制细胞凋亡。此外，还可通过调节BCL-2家族相关细胞凋亡促进自噬过程以防止AS[35]。

2.2.2 绞股蓝皂苷

绞股蓝皂苷（gypenoside）是从中药绞股蓝中提取的有效活性成分，通过恢复SIRT1/叉头盒转录因子O1（forkhead box O1，FoxO1）通路中蛋白表达，增加自噬通量，从而抑制ox-LDL摄取和泡沫细胞形成，表明其在治疗AS相关疾病中的潜在用途[36]。

2.2.3 人参皂苷化合物K

人参皂苷化合物K（ginsenoside compound K，CK）具有抗癌、抗炎、诱导自噬和抗AS的作用。有研究显示，CK可显著抑制巨噬细胞泡沫细胞的形成和脂质积累，其部分机制与诱导自噬和抑制NF-κB/P38/JNK信号通路有关[37]。

2.3 生物碱类

小檗碱（berberine）是来源于中药黄连中的一种异喹啉生物碱，具有抗炎、抗氧化和抗凋亡的作用，其可通过降低脂质水平拮抗动脉脂质积累，改善内膜增生，并能通过抑制PI3K/Akt/mTOR信号通路促进自噬和细胞增殖，从而抑制EC凋亡[38]。此外，其还可通过促进自噬抑制AS大鼠动脉斑块形成，减轻主动脉炎症反应[39]。

2.4 糖苷类

2.4.1 红景天苷

红景天苷（salidroside）是来源于红景天的一种苯丙素糖苷化合物，能通过调节氧化应激、炎症反应和线粒体自噬参与AS发展。研究表明，其通过增强活性Src和caveolin-1的自噬降解抑制LDL转胞吞作用，从而防止AS的发展[40]。此外，对ox-LDL诱导的EC具有保护作用，其机制可能与通过增加SIRT1和FoxO1表达诱导自噬有关[41]。

2.4.2 芍药苷

芍药苷（paeoniflorin）具有抗炎、抗氧化、抗高血糖和抗细胞凋亡的特性，ox-LDL诱导的内皮功能障碍被认为是AS发展的驱动力，其通过上调人脐静脉内皮细胞中SIRT1的表达，进而增强自噬，减弱ox-LDL诱导的细胞凋亡和黏附分子的表达[42]，从而减缓AS发展。

2.4.3 铁线莲苷

铁线莲苷（clematichinenoside）是从中药铁线莲中提取的有效成分。Diao[43]研究发现，其通过上调ox-LDL诱导RAW264.7巨噬细胞中的自噬促进胆固醇流出，从而抑制泡沫细胞形成和胆固醇积累，此外，还可通过减弱核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3（nucleotide binding oligomerization domain-like receptor protein 3，NLRP3）炎症小体的激活和诱导炎症细胞因子的产生减少，提示其可做为治疗AS的潜在药物。

2.4.4 虎杖苷

虎杖苷（polydatin）能显着抑制AS小鼠中PI3K/Akt/mTOR通路蛋白的表达，改善自噬功能障碍，减少AS病变[44]，表明其减轻AS病变的机制是通过自噬修复实现的。

2.4.5 天麻素

泡沫细胞的出现加剧炎症过程和不稳定斑块结构的形成[45]，天麻素（gastrodin）分别通过诱导溶酶体生物发生和增强自噬活性来恢复溶酶体功能和自噬活性。此外，溶酶体功能和自噬活性的恢复抑制了脂质积累和炎症反应，从而抑制泡沫细胞的形成，其机制可能与AMPK/FoxO1/TFEB信号通路调节溶酶体生物发生，增强自噬活性有关[46]，从而可在AS过程中发挥保护作用。

2.5 萜类

2.5.1 雷公藤红素

雷公藤红素（celastrol）是从传统中草药雷公藤中分离出来的奎宁甲基三萜，具有抗肥胖、保护心血管和抗炎等作用，可通过激活肝X受体α（liver X receptor α，LXRα）表达上调三磷酸腺苷结合盒转运体A1的表达，从而抑制VSMC中的脂质积累，同时，还可通过触发VSMC中的自噬来减少脂质积累[47]，提示其具有治疗AS的潜力。

2.5.2 青蒿素

青蒿素（artemisinin）是来自青蒿内的过氧化物倍半萜内酯类成分，具有抗炎、抗氧化和心血管保护作用。研究表明，青蒿素能够促进AMPK活化，抑制mTOR和ULK1的磷酸化，并增加LC-3Ⅱ积累和P62降解，从而增强巨噬细胞自噬[48]。推测其能够通过AMPK/mTOR/ULK1通路加速巨噬细胞自噬，减轻AS病变。

2.5.3 鸡冠菌素

鸡冠菌素（celosins）是从鸡冠花中提取的萜类化合物，其能够显著降低巨噬细胞对脂质的吞噬作用和泡沫细胞的形成率，并通过增加细胞中自噬特异性蛋白LC3和beclin-1水平促进自噬，从而降低主动脉斑块相对面积的发生率，减缓AS的发展[49]。

2.6 多酚类

2.6.1 姜黄素

姜黄素（curcumin）是姜黄属植物的主要活性成分。研究发现，姜黄素能增加EC的自噬水平及抑制血管损伤后的血管内膜增生，其机制可能与下调人脐静脉内皮细胞中Akt/m TOR信号通路中相关蛋白的表达相关[50]。

2.6.2 丹皮酚

丹皮酚（paeonol）是来源于牡丹皮的一种活性成分，具有抗凋亡和AS的作用，VSMC自噬和凋亡之间的交互作用在AS的发展中起着至关重要的作用。Liu等[51]研究发现，其能激活AS小鼠PI3K/beclin-1信号通路，诱导VSMC自噬，从而最终抑制VSMC凋亡。此外，还通过促进自噬和激活AMPK/mTOR信号通路来抑制VSMC的增殖[52]，为其治疗AS提供了实验依据。

2.7 环烯醚萜苷类

栀子苷（geniposide）是从栀子中提取的天然产物，已有研究发现栀子苷能够增强巨噬细胞自噬抑制ApoE-/-小鼠中AS的进展，其机制可能与抑制mTOR信号通路并下调髓细胞触发受体2（triggering receptor expressed on myeloid cells 2，TREM2）相关[53]。总之，通过抑制TREM2/mTOR轴增加斑块巨噬细胞中的自噬水平，可能会抑制AS斑块的进展。

2.8 酸类

2.8.1 阿魏酸

阿魏酸（当归有机酸，ferulale，ferulic acid）是当归中的主要活性成分，主要通过抑制内皮黏附分子的表达，减轻氧化应激和炎症，发挥对内皮细胞的保护作用和抗AS作用[54]。Li等[55]研究发现，阿魏酸20 μmol·L-1能激活人脐静脉内皮细胞自噬，提高自噬降解水平，从而增加自噬通量，加速人脐静脉内皮细胞中受损细胞器的降解，利于斑块的稳定，延缓AS进程。

2.8.2 丹参酚酸B

丹参酚酸B（salvianolic acid B）是丹参的主要水溶性成分之一，其可以通过抑制Akt/mTOR信号通路的激活，从而改善胆固醇晶体诱导的RAW264.7巨噬细胞自噬功能障碍[56]。此外，丹参酚酸B还可通过促进氧化应激下的自噬来保护人脐静脉内皮细免受凋亡，其机制可能与上调AMPK磷酸化和下调mTOR介导的自噬相关[57]。

3 结语

如今，越来越多的研究发现自噬在人类各种疾病发生发展中具有重要作用，更好地了解自噬发生和易感性的调控机制将有助于确定治疗AS的更好靶点。适度自噬有助于维持血管稳态以及保护斑块细胞免受损伤，而过度自噬可能会导致细胞凋亡，从而导致胶原合成减少、纤维帽变薄、斑块不稳定和有害血栓形成。因此，调控自噬可能是预防和延缓AS的一种有前景的治疗策略。近年来，越来越多的天然产物被发现可作为自噬调节剂，这种自噬调节作用对AS具有潜在的治疗作用。如前所述，柚皮素、槲皮素、木犀草素、丹皮酚和丹参酚酸B等天然产物都可通过靶向自噬参与AS治疗，其作用机制主要包括：诱导内皮细胞自噬抑制炎症和氧化应激反应、促进巨噬细胞自噬抑制脂质积累以及诱导血管平滑肌细胞自噬抑制凋亡等。然而，目前对天然产物靶向自噬治疗AS的研究只局限于动物实验，普遍缺乏临床试验，限制了其作为治疗AS药物的进一步发展。此外，天然产物的开发还面临着诸多困境和挑战，包括生产力问题、药动学性质差和药理作用不明等。因此，在未来研究中应进一步阐明其在体内外的药动学特性以优化临床治疗的最佳功能成分和剂量，从而为防治AS提供更多的选择。