苦参碱防治心肌纤维化的研究进展1）

张曙光，戴友平

1 概 述

苦参为多年生落叶亚灌木植物苦参（sophora flavescens aat）的干燥根，又名苦甘草、苦参草等。苦参性苦、寒，具清热燥湿、杀虫、利尿等功效，用于热痢、便血、尿闭、黄疸、赤白带下、阴肿阴痒、湿疮、湿疹、皮肤瘙痒等。药理研究发现苦参有抗肿瘤、抗病毒、抗肝损伤、抗肝纤维化、抗心律失常、抗氧化、扩血管及中枢抑制等作用。苦参主要的药理成分是生物碱及黄酮类。苦参生物碱、黄酮对心肌细胞有多种影响途径，能有效防治纤维化的发生。

2 苦参碱防治心肌纤维化的作用机制

2．1 抑制AngⅡ诱导的心肌成纤维细胞（CFS）增殖及胶原合成 心肌成纤维细胞是心脏间质细胞的主要成分，其分泌的Ⅰ型、Ⅲ型胶原是心肌间质主要组成部分。胶原能维持心脏的几何构型，保证心肌舒缩的协调性，参与心肌损伤的修复。胶原的张力及含量决定心肌顺应性。生理状况下，胶原的合成受胶原基因mRNA的转录调节，而降解受各种胶原酶的调控。胶原酶属于基质金属蛋白酶（MMPs）家族，而MMPs降解胶原的能力受内源性金属蛋白酶抑制因子（TIMPs）的影响。TIMPs不仅可以和MMP酶原以1∶1结合抑制其活性，而且可灭活激活的酶原，使MMPs失去活性。因此，MMP／TIMPs的平衡可以维持胶原的正常代谢［1］。

吴珂等［2］研究发现，Mat能明显抑制AngⅡ诱导的心肌成纤维细胞增殖及胶原合成。Mat显著抑制心肌成纤维细胞增殖，降低了胶原合成；Mat通过抑制Ⅰ型胶原基因mRNA的表达，在转录水平降低胶原的合成；调节胶原在降解过程中MMP／TIMPs的平衡，AngⅡ可以降低 MMP－13mRNA的表达，提高TIMP－1mRNA的表达，而加入 Mat作用后，对TIMP－1的作用不显著，但明显提高了 MMP－13mRNA表达，在一定程度上增强了MMP－13的活性，加强了胶原的降解能力。戴友平等［3］以AngⅡ诱导的人胚肺成纤维细胞（HFL－I）为研究对象，不同浓度的Mat作用48h后，采用四氮唑盐（MTT）法检测Mat对HFL－I增殖的影响；羟脯氨酸测定HFL－I胶原合成量。研究发现在一定范围内，苦参碱能抑制AngⅡ诱导的HFL－I增殖以及胶原的合成，其效果呈浓度依耐性。

2．2 抑制醛固酮（ALD）诱导的心肌成纤维细胞周期及增殖醛固酮水平的升高对心肌纤维化具有重要作用，醛固酮可以诱导心血管损伤、参与氧化应激反应及血管周围炎症而使心肌纤维化形成；醛固酮可以加强血管紧张素Ⅱ的作用，促进心肌纤维化；醛固酮可以上调心肌成纤维细胞内皮素受体，使MMP活性增加，刺激活性氧族的产生，诱导心肌纤维化；醛固酮还能够经JAK2依赖性通路，上调ACE基因表达途径参与心肌纤维化的形成。

胡迎春等［4］建立ALD诱导CFs纤维化模型，免疫荧光法测定转化生长因子－β1（TGF－β1）、流式细胞仪（FCM）测定细胞周期及TGF－β1的表达，研究Mat对Ald诱导CFs增殖的影响。研究发现Mat能抑制Ald诱导的CFs增殖；机制可能包含直接拮抗Ald受体和下调AT1受体，抑制TGF－β1的表达，抑制CFs进入细胞分裂S期，其效应有剂量相关性。

2．3 抑制成纤维细胞的活化及细胞外基质（ECM）的合成 器官纤维化以器官实质ECM大量增生为特征，是器官的一种慢性反复损伤愈合反应的结果，是各种慢性疾病共同的病理特点。宋健等［5］从细胞及分子水平阐明了苦参碱可抑制肝成纤维细胞增殖及Ⅲ型胶原mRNA的表达，苦参碱可能通过这两方面的作用抑制胶原合成。周爱玲等［6］研究发现，苦参素对四氯化碳诱导的肝纤维化有防治作用，其作用机制可能是通过减少基质金属蛋白酶2（MMP－2）mRNA及 MMP－2蛋白的表达，促进ECM的降解，抑制ECM沉积，因此减轻或逆转肝纤维化。鄂裘恺等［7］的实验研究发现，苦参素能降低肝纤维化大鼠肝脏羟脯氨酸及丙二醛的含量，认为苦参素在减少胶原合成、减轻纤维化方面有良好的作用。

2．4 降低转化生长因子β1的水平 TGF－β1是已知最强的促纤维化细胞因子。苦参碱可以降低TGFβ1的表达，抑制TGFβ1－Smad信号传导通路的关键信息传导分子的表达，从而干扰了TGFβ1诱导的纤维化信号的表达。姚钢炼等［8］研究发现，苦参素通过降低TGFβ1等细胞因子的表达而减少产生ECM细胞的活化，通过减少ECM的沉积而发挥抗纤维化的作用。沈祥春等［9］研究氧化苦参碱（OMT）对大鼠急性心肌梗死诱发实验性心肌纤维化的保护作用及其对TGF－β－Smads信号通路的影响。研究发现，OMT显著降低急性心肌梗死8周后诱发的实验性心肌纤维化程度，抑制 TGF－β1，Smad2，Smad3，Smad4mRNA表达的上调和增加Smad7mRNA的表达。OMT对急性心肌梗死所致实验性心肌纤维化具有一定的抑制作用，其作用机制可能与TGF－β－Smads信号系统有关。

2．5 影响心肌成纤维细胞的周期 在细胞周期G1末期存在一个限制点，细胞只有越过才能进行增殖，这一限制点由G1期的细胞周期蛋白（cyclin）和细胞周期素依赖性激酶（Cdk）调节。P27为细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子，主要通过抑制G1／S限制点中的各种cyclin及Cdk，使细胞停滞于G0／G1期，是细胞内调节增殖及细胞周期的重要因素［10］。在高血压左心室肥厚过程中，P27蛋白水平逐渐下降，P27在心室纤维化中起重要作用［11］。

周艳芳等［12］通过体外培养新生 Wistar大鼠的心肌成纤维细胞，MTT比色法检测细胞增殖，FCM分析仪测定细胞周期及其蛋白的表达。随着苦参碱浓度的增加，CFs MTT值呈下降趋势；苦参碱可使CFs的S期细胞百分率下降，G0／G1期百分率上升，与AngⅡ组比较有明显差异；AngⅡ可使CFs P27表达阳性率降低，而苦参碱可促进CFs P27表达。苦参碱可抑制AngⅡ诱导的心肌成纤维细胞增殖及胶原合成，而P27参与了抑制CFs增殖的过程并起重要作用。

2．6 降低心肌细胞间黏附分子－1（ICAM－1）表达的影响ICAM－1是免疫球蛋白超家族的一种细胞黏附分子，是一种单链跨膜糖蛋白，属于整合素家族成员。ICAM－1可与多种细胞表面成分相结合，包括淋巴细胞功能相关抗原－1（LFA－1）（CD11a／CD18）、Mac－1（CD11b／CD18）及 P150／95（CD11c／CD18）。ICAM－1分布广泛，各种心肌细胞、成纤维细胞、上皮细胞、血管内皮细胞、淋巴细胞以及单核细胞等均有ICAM－1分布［13］。ICAM－1参与机体炎症反应、免疫识别，是影响组织纤维化的重要炎性介质。正常组织内细胞表达量极少，病理状态下表达量则显著增加。ICAM－1通过和免疫细胞表面的LFA－1结合促使免疫细胞与靶细胞黏附，参与细胞介导的免疫反应。在人心肌纤维化中，心肌组织中ICAM－1的表达明显增强。影响心肌的纤维化形成因素，大致可分为血流动力学、代谢以及体液激素三方面因素［14］。相关研究表明，C反应蛋白（CRP）、透明质酸（HA）、层黏蛋白（LN）和Ⅳ型胶原均为较好的组织纤维化指标［15］。

宋慧文等［16］通过建立肺静脉源性心房颤动心肌纤维化的动物模型，用苦参素进行防治，观察血清CRP、HA、LN水平以及心肌组织的病理学变化，用免疫组化方法观察心肌组织中ICAM－1的表达。苦参碱防治组血清CRP、HA、LN水平显著低于对照组，心肌组织纤维化程度及炎症反应程度较模型组明显降低，心肌组织ICAM－1表达水平下降。苦参素可降低心肌组织ICAM－1的表达水平，减轻心脏炎症，与其抗心肌纤维化作用密切相关。

2．7 抑制氧化应激及炎性因子 苦参碱对多种急性渗出性炎症有明显的抑制作用，对慢性炎症则无明显抑制作用，其抗炎作用与垂体－肾上腺素系统无明显关系，而是其具有非甾体类抗炎药的特性，并对红细胞膜有一定的稳定作用。苦参碱并不直接抑制前列腺素的产生及白细胞趋向性，证明它可能是一种较弱的抗炎药，或者代表一类抑制炎症但不影响花生四烯链的抗炎药。苦参碱有可能通过保护线粒体DNA和酶的活性而发挥抗氧化、抗纤维化作用，但具体是通过什么途径发挥抗线粒体氧化应激的作用，需要进一步的研究。

2．8 通过抗病毒、抑制免疫起到抗纤维化的作用 苦参碱是一种双向免疫调节剂，它在低浓度时可刺激淋巴细胞增殖，而在高浓度时则抑制之。但总的来说，以免疫抑制为主［17］。成扬等［18］研究了苦参素对小鼠免疫性肝纤维化作用机制，认为苦参素具有抗小鼠免疫性肝损伤及纤维化的作用，这种作用是可能通过包括免疫抑制在内的多种途径完成的。王娟等［19］观察三参饮（苦参、人参、丹参）对病毒性心肌炎小鼠心肌纤维化的防治作用，三参饮能明显降低组织中MMP－9，TIMP－1的表达，具有抗病毒、抑制免疫等作用，在病毒性心肌炎早期进行三参饮的干预，可以有效防治心肌纤维化的形成。

3 结 语

心肌纤维化近年来日趋受到国内外心血管专家的重视，虽然现代医学针对其各个发病环节有多种防治手段，并且已取得了一定的疗效，但总体效果欠佳。苦参碱具有较为广泛的心血管药理作用，其中抗缺氧、降血脂、正性肌力、扩血管、抗心律失常、抗动脉粥样硬化等作用的研究日益深入。苦参碱抗心肌纤维纤维化的作用被药理研究逐渐重视，体外研究发现苦参碱能抑制血管紧张素Ⅱ、醛固酮诱导的离体心肌成纤维细胞的增殖，通过抑制ECM，降低TGF－β1，影响心肌成纤维细胞的周期，降低ICAM－1的表达，抑制氧化应激及炎性因子，抗病毒、抑制免疫等途径防治心肌纤维化。目前苦参碱抗心肌纤维化的研究主要集中在体外实验，心肌纤维化的模型构建不统一，系统的整体实验亦未见报道，即使是体外抗心肌纤维增生和心肌重塑的实验有待验证，苦参碱对心肌纤维化的防治作用仍需大量的临床及实验研究来探索和证实。

［1］ 李玉瑞，刘秉慈，刘菱芬，等．细胞间质的生物化学及研究方法［M］．北京：人民卫生出版社，1988：25．

［2］ 吴珂，欧阳静萍，王保华，等．苦参碱对血管紧张素Ⅱ诱导新生大鼠心肌成纤维细胞增殖和胶原合成的影响［J］．武汉大学学报（医学版），2003，24（3）：235－238．

［3］ 戴友平，李七一，孔俊虹，等．苦参碱对血管紧张素Ⅱ诱导HFL－I增殖和胶原合成的影响［J］．中国新药杂志，2010，19（9）：805－812．

［4］ 胡迎春，欧阳静萍，李艳琴，等．苦参碱对醛固酮诱导大鼠心肌成纤维细胞细胞周期和增殖细胞核抗原表达的影响［J］．武汉大学学报（医学版），2004，25（3）：224－227．

［5］ 宋健，张兴荣，朱粱，等．苦参素对成纤维细胞增殖及Ⅲ型原胶原mRNA表达的影响［J］．第二军医大学学报，1999，20（6）：356－357．

［6］ 周爱玲，罗琳，茅家慧，等．苦参素对实验性肝纤维化的防治作用及对MMP－2表达的影响［J］．中国临床药理学与治疗学，2004，9（10）：1098－1099．

［7］ 鄂裘恺，郁林曦，朱歆鑫，等．苦参素对实验性肝纤维化的干预作用［J］．南通医学院学报，2009，29（2）：95－97．

［8］ 姚钢炼，宁宁，高登峰，等．氧化苦参碱在大鼠肾间质纤维化进程中的保护作用［J］．西安交通大学学报：医学版，2006，27（3）：256－257．

［9］ 沈祥春，杨钰萍，徐旖旎，等．基于TGF－β－Smads信号的氧化苦参碱干预急性心肌梗死诱发实验性大鼠心肌纤维化的研究［J］．中国中药杂志，2012，37（5）：632－636．

［10］ Lijnen PJ，Petrov VV．Role of intracardiac renin－angiotensinaldosterone system in extracellular matrix remodeling［J］．Methods Find Exp Clin Pharmacol，2003，25（7）：541．

［11］ Li JM，Brooks G．Down regulation of cyclin－dependent kkinase inhibitors p21and p27in press－overload hypertrophy［J］．Am J Physiol，1997，273：H1 358．

［12］ 周艳芳，欧阳静萍，周成慧，等．苦参碱对心肌成纤维细胞细胞周期的影响及其机制［J］．武汉大学学报（医学版），2004，25（3）：221－223．

［13］ Dustin ML，Rothlein R，Bahn AK，et al．Induction by IL－1and IFN－r．Tissue disrribution，biochemistry and function of a natural adherence molecule（ICAM－1）［J］．J Immunol，1986，137（1）：245－254．

［14］ Weber K T，Sun Y，Guarda E，et al．Myocardial fibrosis in hypertension heart disease：An overview of potential regulatory mechanisms［J］．Eur Heart J，1995，16（Supp1c）：45－50．

［15］ 佘强，高大中，殷跃辉，等．高血压左室肥厚患者组织纤维化的血清指标观察［J］．中华心血管病杂志，1998，26（3）：209－211．

［16］ 宋慧文，王琳．苦参素对实验性兔心房颤动左房纤维化细胞间黏附分子－1表达的影响［J］．实用医学杂志，2009，25（12）：1920－1922．

［17］ 刘梅，刘雪英，程健峰．苦参碱的药理研究进展［J］．中国中药杂志，2003，28（9）：801－894．

［18］ 成扬，张旻，李华，等．氧化苦参碱对小鼠免疫性肝纤维化作用机制的研究［J］．现代实用医学，2001，13（1）：14－16．

［19］ 王娟，程至清．MMP－9，TIMP－1在病毒性心肌炎心肌纤维化的作用及三参饮防治机制［J］．中华中医药学刊，2010，28（12）：2548－2550．