三七对细胞凋亡的研究进展
2009-08-12刘大君刘汝专刘佳，等
刘大君 刘汝专 刘 佳，等
关键词：三七；细胞凋亡；研究进展
中图分类号：R285.5
文献标识码：A
文章编号：1007-2349(2009)06-0062-03
三七[Panax notoginseng(Burk)F.H.Chen]为五加科植物，干燥的根入药。味甘、微苦，性温，归肝、胃、心、小肠经，具有止血、散瘀、消肿、止痛、补虚、强壮等功效。现代药理研究证明，三七中岔量最高的为三七总皂苷(PNS)即人参皂苷Rb1、Rg1及三七皂苷R1，近年来有关中药三七调控细胞凋亡的研究日渐增多，研究涉及缺氧、缺血等因素导致的神经系统、心脑血管、胃肠功能损伤的保护、肿瘤治疗(放、化疗)后骨髓、免疫功能损伤的防治等方面。中药三七可对细胞凋亡过程的不同环节进行调节，进而抑制细胞凋亡，维持机体内平衡，阻止组织病理过程的恶化。现就中药三七对细胞凋亡的影响综述如下。
1通过调控死亡受体途径调控凋亡
死亡受体属于肿瘤坏死因子受体(TNFR)超家族，包括Fas(又称CD95或Apol)、TNFRI(又称p55或CD120a)、DR3、DR4和DR5，在胞内部分都含有一个死亡域(DD)，以此招募下游的凋亡蛋白。当死亡受体与其相应的配基(死亡配体)特异性结合后，将凋亡信号由胞外传人胞内，在连接分子的媒介下，激活Caspase，导致细胞凋亡。武凡等在三七总皂苷Rg1、Rb1对脂多糖引起的大鼠肝细胞凋亡及相关基因表达的保护作用的研究中，发现Rg1、Rb1对bel-2的表达时间和数量均无明显影响，而明显抑制促凋亡基因bax、Fas、FasL的表达，Rg1、Rb1对促凋亡基因的抑制作用无显著性差异。提示Rg1、Rb1抗凋亡作用可能是通过影响Fas／FasL的表达实现的。在观察三七总皂苷对肺缺血再灌注损伤时细胞凋亡及Fas／FasL的影响发现，三七总皂苷能有效抑制肺缺血再灌注损伤时肺组织细胞的凋亡，其机制是三七总皂苷可能通过抑制Fas／FasL系统的激活，阻遏肺组织细胞凋亡，从而减轻肺缺血再灌注损伤。
2通过影响凋亡信号传导调控凋亡
细胞抗凋亡的信号转导是在内外生存因子的刺激下，激活多种信号偶联途径的信号转导过程。目前研究较多的凋亡信号传导途径有RAS-MAPK途径，NF-kB途径，NO途径，Ca2＋的信号传导途径等。
2.1RAS-MAP途径丝裂原活化蛋白激酶家族(MAPKS)参与细胞凋亡的信号转导过程。MAPKS级联反应包括MAPKKK，MAPKK与MAPK等3个顺序的活化过程。每一种激酶又由不同成分组成。MAPK包括ERK，JNK／SAPK，P38。在三七总皂苷对SAM-P／8小鼠海马中衰老相关基因表达的影响中发现，MAPKK4的表达减少，PNS可能通过抑制MAPKK4来减弱MAPK信号通路促进神经细胞分裂死亡的作用，从而抑制了脑的老化。
2.2NF-kB途径NF-kB是具有多向性调节作用的核转录因子，其活化能够激活抗凋亡基因的表达(如TRAF1、2，c-IAPl、2，A1／Bf1-1，Bcl-xL等)，阻止caspase-8活化，从而切断caspase连锁链的活化，使细胞逃避凋亡。在三七皂苷对人骨髓造血细胞凋亡相关蛋白表达的影响中，发现转录因子NF-~B呈现不同程度的表达水平增加，表明PNS促进细胞增殖，支持细胞生长和存活的作用机制与抗凋亡基因的表达增多有关。
2.3NO途NO可以通过多种机制诱导细胞的凋亡，在三七总皂苷对大鼠脊髓损伤后氧化氮合酶(iNOS)表达及细胞凋亡的影响中发现，脊髓组织病理学改变三七总皂苷2组明显轻于损伤组，2组均发现iNOS表达及凋亡细胞，且损伤组iNOs表达及神经细胞凋亡指数均高于三七总皂苷组，说明三七总皂苷注射液能抑制脊髓损伤后iNOS表达及神经细胞凋亡。此作用可能与PNS通过其抗炎、改善微循环、抑制脂质过氧化、减少细胞钙内流等作用防治继发脊髓损伤，及抑制脊髓损伤后iNOS表达，从而避免NO过量产生引起的细胞损伤和凋亡有关。
2.4Ca2＋作为第二信使的信号传导途径胞浆中游离的Ca2＋作为第二信使在凋亡信号传递过程中起关键作用，细胞核内钙离子浓度的持续升高是导致细胞凋亡的主要原因。细胞凋亡时最显著的变化是DNA的断裂，钙离子可直接激活核酸内切酶促进DNA断裂，也可通过激活蛋白酶、磷酸酶和磷脂酶，导致染色质结构完整性的丧失。有研究表明，缺血再灌注时凋亡相关基因的表达都可能与Ca2＋有关。朱陵群等以原代培养的大鼠海马神经细胞缺氧／缺糖再给氧为模型，观察三七总皂苷对神经细胞凋亡的抑制作用，结果发现三七总皂苷能降低神经细胞凋亡及坏死的百分率，降低细胞内Ca2＋浓度，减少LDH的释放，三七总皂苷的作用随剂量增加而作用增强。认为三七总皂苷对缺血再灌注损伤后海马神经元的凋亡过程具有抑制作用，这种作用可能与其能降低细胞内Ca2＋浓度有关。作用机制可能是阻断Ca2＋内流和／或胞内钙库的释放，从而抑制神经细胞内钙超载。徐正等推测在缺血和再灌注前静脉给予一定剂量的PNS，预先封闭肺组织细胞膜上的受体操纵性钙通道，能防止细胞内Ca2＋超载，而减轻肺缺血再灌注时的细胞凋亡。陈彦静等发现三七总皂苷对血管紧张素Ⅱ诱导的细胞凋亡具有明显的抑制作用，其机制可能与抑制心肌细胞内钙超载有关。
2.5通过调控caspase途径抑制凋亡哺乳动物细胞中，在凋亡过程中起关键作用的一些含有半胱氨酸一门冬氨酸特异蛋白酶，被称为caspase。caspase主要以酶原形式存在于健康细胞中，通过活化发生蛋白水解获得活性。caspase有许多种，它们可以逐级水解活化，共同促进凋亡进程。多种损伤机制，包括神经毒性损伤、缺血缺氧、NO、自由基的产生与释放、β样淀粉样蛋白的合成等均可诱导caspase-3的表达与活化，而caspase-3的活化代表细胞凋亡的不可逆转。研究三七总皂苷对脑出血大鼠前脑促凋亡基因caspase-3影响发现，三七总皂苷可通过抑制caspase-3 mRNA的转录及caspase-3蛋白的裂解活化，减少细胞凋亡，促进脑出血后前脑内神经元的存活及损伤修复。
3通过调控凋亡相关基因表达调控凋亡
Bc1-2基因家族是最重要的细胞凋亡调控基因。抗凋亡基因bc1-2和bc1-xL是Bcl-2家族蛋白成员中主要的抗凋亡分子。bax基因是Bcl-2家族中重要的促凋亡基因。研究三七总皂苷对出血性脑损伤的保护作用，发现三七总皂苷可以
增高脑出血后bcl-2的表达，有抑制脑组织细胞凋亡的作用，对脑组织具有保护作用。另外p53、c-myc、Fas、C-~OS等基因均是参与调控细胞凋亡的重要基因。有研究采用MTT比色法观察三七皂苷R1对人白血病细胞株HL-60细胞增殖的抑制作用。采用流式细胞术检测细胞凋亡改变，并以RT-PCR检测凋亡调节基因p53、Bcl-2的表达，发现p53基因mR－NA水平升高，而Bcl-2基因的mRNA下降。提示三七皂苷R1的凋亡诱导作用可能部分通过p53和Bcl-2途径实现。在三七总皂苷对血管平滑肌细胞凋亡及C-myc基因表达的影响中发现PNS可促进C-myc蛋白的表达，诱导VSMC(vascular smooth muscle cell)凋亡，发挥抗动脉粥样硬化的作用。
4通过调控细胞因子抑制凋亡
细胞因子(cytokine，CK)是机体细胞分泌调节细胞增殖、分化与死亡的一大类因子。与凋亡有关的细胞因子有氧自由基、氧化低密度脂蛋白(OX2LDL)及某些细胞因子等，研究三七总皂苷对大鼠肝脏低温保存再灌注期间肝细胞凋亡发现，MDA含量越高，肝实质细胞凋亡数量越多，两者呈正相关关系SOD含量越高，肝实质细胞凋亡数量越少，两者呈负相关关系，机制可能与PNGS抗氧自由基作用有关。细胞因子如TNF(Tumor necrotic factor)具有多种生物学功能，TNF在体外可诱导肿瘤细胞、树突状细胞及大鼠肝细胞出现凋亡，其中TNF-a与凋亡的关系更为密切，能与TNF受体结合，引起细胞内贮存Ca2＋释放，引起细胞内游离Ca2＋浓度升高，从而激活Ca2＋依赖性核酸内切酶，引起DNA片段断裂和细胞凋亡。三七总皂苷预处理大鼠供肝可以有效地减轻移植肝的缺血再灌注损伤和细胞凋亡，其机制可能是减少TNF-a的表达，抑制肝细胞的凋亡。
5结语
综上所述，三七能调控多种细胞凋亡，并且对正常组织细胞的毒性较低。其调控细胞凋亡的机制是多环节、多途径的，如上调Bcl-2表达、下调Bax表达，阻止caspase连锁链的活化，调控Fas／FasL的表达等，而且是多环节多途径相互作用，但其最根本的机制是什么，尚有待进一步研究。
