基于Notch信号通路的中药对心肌缺血影响研究进展

杨梦，胡思远，李琳，钟森杰，王梓仪，杨漾，胡志希

湖南中医药大学中医学院，湖南 长沙 410208

心肌缺血是指心脏的血液灌注量减少、供氧量降低，导致心肌代谢异常，不能维持心脏正常工作的一种病理状态。Notch信号通路在心血管疾病发生发展中具有关键作用，主要涉及心脏发育、血管重塑等，已成为现阶段研究热点。研究表明，在心肌缺血恢复过程中，Notch信号通路发挥主要作用，表现在促进血管新生和心功能恢复、抑制心肌细胞凋亡、抗炎及减轻氧化应激等。中医辨证论治心肌缺血经验丰富，具有疗效可靠、不良反应少等优点，近年基于Notch信号通路治疗心肌缺血的中医药研究正逐渐增加。兹就相关研究综述如下。

1 中医对心肌缺血的认识

中医古文献虽无明确病名记载，但根据症状和体征，心肌缺血可属“胸痹”“心痛”等范畴。《素问•藏气法时论篇》云：“心病者，胸中痛，胁支满，胁下痛，膺背肩胛痛，两臂内痛。”《金匮要略•胸痹心痛短气病脉证治》正式提出“胸痹”病名，其病机为“阳微阴弦”，治以瓜蒌薤白白酒汤、瓜蒌薤白半夏汤。其后，《类证治裁•胸痹论治》认为“胸痹，胸中阳微不运，久则阴乘阳位，而为痹结”，即胸阳不振，阴寒侵袭，心脉痹阻。《证治准绳》失笑散、《时方歌括》丹参饮及《医林改错》血府逐瘀汤至今仍广泛用于心肌缺血的治疗。

胸痹为本虚标实之证，病位在心，与五脏相关，生理与病理上相互影响。心主行血，肺朝百脉，人体血液运行有赖心肺之气的推动。若心气亏虚，或胸阳不振，血行瘀滞，心脉不畅，可见心胸疼痛、痛有定处、胸闷等；心病及脾，脾失健运，津液不布，遂聚为痰。郁怒伤肝，肝郁气滞，甚则气郁化火，灼津成痰，则致血行不畅，痰瘀交阻，胸阳不振，临床可见心胸满闷、隐痛阵发、时欲太息或胸闷重、痰多气短、肢体沉重等，即“母病及子”或“子病犯母”也。《杂病源流犀烛•心病源流》有“总之七情由作心痛”，心为君火，肾为水脏，藏相火，心肾水火既济，若水不济火，虚热内灼，则心阴虚火旺，若肾阳虚衰，阴寒痰饮乘于阳位，则心阳不振，临床可见心胸憋闷、心悸盗汗、腰膝酸软或心悸而痛、胸闷气短、自汗、四肢欠温等心肾阴虚或阳虚之象。因此，相应的治疗以活血化瘀、理气止痛、益气养阴为主，并得到文献统计数据的支持。

2 Notch信号通路与心肌缺血

Notch信号是一种主要的细胞间短程协调机制，在整个进化过程中高度保守，介导细胞增殖、存活、凋亡及分化等过程，对器官的发育和功能有重要影响。该信号通路主要由相关蛋白（Notch 1-4）及5种配体（Jagged-1、Jagged-2、Delta-like 1、Delta-like 3 和Delta-like 4）组成，是心血管发育和体内平衡的重要调节因子，如Notch1具有保护心肌作用，可减轻心肌损伤程度，改善心功能；还可参与冠状动脉血管生成，即从心外膜间质形成原发性血管雏形，以及血管生成，这些均与血管内皮生长因子（VEGF）及Notch/Jagged-up信号通路的调控有关。Notch信号通路的活化需经3个阶段：①该信号受体在内质网合成，移至高尔基体，在弗林蛋白转化酶作用下，行第1次酶切，形成成熟的Notch受体；②配体与受体结合后，在整合素-金属蛋白酶（ADAM）作用下，行第2次酶切，使受体释放细胞外亚单位；③最后在γ分泌酶作用下，行第3次酶切，释放胞内细胞成分（NICD）入细胞核，结合转录因子RBP-J，且募集组蛋白乙酰基转移酶（P300/CBP）和共活化物，对下游基因（Hes及Hey家族）进行调控，以发挥生物学作用。

心肌缺血发病机制复杂，与炎性反应、活性氧、钙超载及细胞凋亡等密切相关，可导致蛋白质、DNA、线粒体等损伤，最终引起细胞死亡及心输出量减少等病理改变。Notch信号通路在缺血心脏的保护和愈合中具有关键作用，可改善心功能，减少心肌纤维化，抑制心肌细胞凋亡及增加新生血管。如Notch1信号通路激活后，NICD表达显著上升，可减轻心肌梗死后缺血性损伤范围，改善心脏功能。Jagged-1水凝胶移至梗死后的心脏，可使Notch信号通路激活，从而改善心功能，减少心肌纤维化，增加内皮血管面积，以减轻心肌损伤。炎性反应、细胞凋亡与心肌缺血密切相关，Notch信号通路可通过减轻炎症反应、细胞凋亡以减轻缺血损伤程度，如敲除Notch基因后，可使心肌梗死边缘区炎症因子白细胞介素（IL）-1、IL-6、炎性细胞及巨噬细胞表达增加，加重其病理过程。Notch还与细胞外信号调节激酶1/2（ERK1/2）、蛋白激酶B（Akt）信号通路存在串扰，通过激活这2条通路，减少细胞色素释放，上调Bcl-2含量，抑制细胞凋亡，缩小梗死面积。还可活化Notch信号通路，增加下游真核翻译起始因子（eIF）3a基因表达，促进急性心肌梗死（AMI）大鼠炎症及心肌纤维化的发展。

Notch信号通路介导的心脏保护机制复杂，主要涉及不同细胞之间复杂的相互作用，包括成熟和未成熟心肌细胞、心脏祖细胞（CPCs）、骨髓源性细胞（BMs）及血管细胞。BMs包括造血干细胞和间充质干细胞（MSCs），当心肌损伤后，BMs可被动员并招募至心脏以修复心肌。如Li等发现将BMs移植到心肌梗死后的心脏中，能促进心肌修复，其作用机制与Notch1介导MSCs增殖、迁移和募集到梗死边缘区，增加新生血管形成有关。其次，该通路还可通过分泌/旁分泌方式促进VEGF表达，增加血管新生及血管内皮细胞数量，以改善心肌供血。心脏含有干细胞特征的细胞群具有多向分化潜能，能自我更新并维持细胞内环境稳定。Notch1可调节CPCs命运，刺激未成熟心肌细胞增殖，限制心肌细胞肥大反应程度。如Notch1配体激活后，可促进CPCs转化为平滑肌细胞，参与缺血性心肌病冠状动脉再生。故维持或重新激活心肌细胞Notch信号可作为预防心肌缺血的治疗靶点。

3 中药对心肌缺血的影响

3.1 单味药及有效成分

Notch信号通路对心脏发育及新生血管形成具有重要作用，参与多种炎症及氧化应激过程。中药可通过调控此通路的相关蛋白改善心肌缺血，恢复血液供应。目前临床研究较多的单味中药及有效成分可分为活血化瘀药（丹参酮ⅡA、姜黄素）、补虚药（黄芪、黄精多糖）、清热药（小檗碱）、杀虫止痒药（蛇床子素）等。其治疗心肌缺血的机制可归纳为：①调控Nocth信号通路蛋白（Notch1、Jagged-1及Hes1）。蛇床子素可减轻AMI大鼠心肌损伤，改善心功能，上调心肌组织缺氧诱导因子（HIF）-1α、Notch1、Jagged-1及Hes1表达。小檗碱属黄连的有效成分，具有抗心律失常等作用。研究表明，小檗碱可显著改善心肌凋亡与坏死，提高心功能，其机制与活化Notch1/Hes1信号及调控磷酸酯酶与张力蛋白同源物基因（PTEN）/Akt通路有关。姜黄素可通过活化Notch信号通路，保护缺血性心肌。②促进血管新生及干细胞分化。黄芪和丹参为常用药对，临床多用于防治心肌缺血性疾病。研究显示，该药对可上调心肌梗死大鼠血清中Notch、NICD表达，保护心肌细胞，疗效优于丹参或黄芪单独应用，其作用机制与Notch信号传导和动员干细胞向心肌梗死边缘区移动，发挥促血管新生作用有关，亦说明Notch1/NICD可参与新生血管生成，促进干细胞向心肌细胞分化。黄精多糖是黄精的主要活性成分，具有抗氧化、抗炎抗菌等作用，可通过上调心肌梗死边缘Notch1 含量，与Dll4 配体结合并激活Hey2，促进梗死区血管新生，修复缺血心肌。③减轻炎症、氧化应激反应及抑制心肌凋亡。丹参酮ⅡA为丹参的脂溶性成分之一，可保护心肌并改善其缺血缺氧状态。其机制是通过抑制Notch信号通路的活化，降低心肌氧化应激反应，调节细胞凋亡，减少缺血再灌注所致心肌损伤。总之，Notch信号通路可能成为缺血性心脏病治疗的潜在靶点。

3.2 复方及制剂

中药复方或相关制剂治疗心肌缺血相关的方药以活血化瘀类为主，包括加味丹参饮、心痛泰颗粒、益气活血方等。其作用机制可归纳为：①调控Notch信号通路相关蛋白，促进心功能恢复。加味丹参饮（含丹参、檀香、赤芍、川芎等）可通过抑制心肌梗死大鼠心肌中Notch1、Hes1、HIF-1α表达，抑制氧化应激反应而保护心肌，其作用机制与抑制Notch信号通路有关。益气活血方（黄芪、人参、当归、川芎、三七）可显著改善心肌梗死大鼠心脏功能，其作用机制与修复Notch信号通路相关蛋白Notch1、Notch3有关，且长期服用疗效甚佳。川芎嗪注射液可通过激活Notch通路相关蛋白（Notch1、Dll4、Hes1），抑制心肌细胞凋亡，改善氧化应激反应，发挥保护心脏的作用。参参康心胶囊（含人参、水蛭、三七）可通过改善血管内皮功能，修复受损心肌细胞，改善心肌缺血，其作用机制与调控Notch通路相关蛋白（Notch1、Jagged1、Hey1、Hey2）有关。②与AMP 活化蛋白激酶（AMPK）信号通路存在串扰，改善能量代谢。益气活血方（黄芪、人参、当归、川芎）可通过改善AMI大鼠糖脂代谢，保护线粒体结构及功能，减轻心室重构，其作用机制可能与提高Notch信号通路和AMPK信号通路交叉对话有关。③促进血管新生。Notch信号通路与血管新生密切相关，可动员血管内皮祖细胞（EPCs）到缺血组织，降解基底膜，诱导EPCs分化为内皮细胞，促进血管新生。如补肾活血方（含熟地黄、当归、菟丝子、丹参等）可动员MI大鼠EPCs，促进血管新生，从而修复受损心肌，其机制与激活Notch通路有关。通心络可改善心肌供血，保护血管结构及功能，抑制纤维化发生发展，其作用机制与活化Notch1/Jagged/VEGF 通路及抑制HIF-1α/TGF-β/Smad2/CTGF通路有关。血府逐瘀汤可通过抑制心肌细胞凋亡，干预Notch/Delta信号通路，上调AMI梗死边缘区Notch1、VEGF表达，促进新生血管生成。心痛泰颗粒能增加AMI 大鼠梗死边缘区心肌组织Notch1、Dll4 蛋白表达，促进血管生成，以保护心肌。宣痹通瘀方（含酒延胡索、三七、川芎等）能显著改善AMI 大鼠心肌缺血面积，其机制与调控Notch1表达，促进血管新生有关。

4 小结

综上所述，单味药及其有效成分、中药复方及相关制剂治疗心肌缺血疗效显著，具有多靶点、多向调节等特点，可通过激活Notch信号通路、调节相关蛋白及促进梗死边缘血管新生，以减轻缺血面积，恢复血液供应，抑制细胞凋亡及氧化应激反应，发挥保护心肌作用。这些中药具有以下特点：①单味药及有效成分多具有活血化瘀、补气、补阳、清热等功效；②复方及相关制剂以活血化瘀类为主，部分具有益气、补肾等功效；③分子机制以单味药、中药复方研究较多，注射液涉及较少。

目前相关研究面临着一些挑战：①心肌缺血归属中医学“胸痹”范畴，临床可分为心血瘀阻证、气滞心胸证、痰浊痹阻证、寒凝心脉证、气阴两虚证、心肾阴虚证及心肾阳虚证等，除血瘀证外，其他证型涉及甚少；②以AMI为主，对其他心肌缺血性疾病及相关中医证型研究较少；③以Notch信号通路相关蛋白表达为主，尚未进行系统性研究，如该通路调控巨噬细胞极化、与其他通路存在串扰现象等方面尚未探讨；④中药成分复杂，作用靶点及通路多，存在药代动力学不明，以及安全性未得到保证等缺点。建议今后可借助中医理论、现代医学技术及循证医学，为心肌缺血的防治提供理论及实验指导。