国外心肌缺血/再灌注引发的细胞凋亡的治疗研究进展

胡一冰 林玉琳 赵艳芝▲

1.首都医科大学燕京医学院临床医学系2011级本科二班，北京 101300；2.首都医科大学燕京医学院生理与病理生理教研室，北京 101300

心脏缺血后最有效的治疗方式是恢复心肌的血流灌注，但再灌注同时也会导致可逆性缺血损伤加重，或使其转化为不可逆性损伤，这种现象称为心肌缺血/再灌注损伤（myocardial ischemia reperfusion injury）。其中凋亡是心肌缺血/再灌注损伤发生机制中的重要环节之一，Gottlieb等[1]首先在兔心脏上发现再灌注损伤促进了细胞凋亡。抑制因心肌缺血/再灌注引发的细胞凋亡的药物研究仍是近阶段研究的热点之一，目前国外应用于抗心肌缺血/再灌注凋亡的药物比较少，而凋亡的发生又是多途径、多位点的[2]。目前迫切需要找到更好的药物或方法，来抑制缺血/再灌注引发的凋亡。

1 通过细胞凋亡的线粒体途径进行抑制

细胞损伤后，细胞色素C 从线粒体释放，与细胞凋亡激活因子1（Apaf-1）结合，活化Caspase-9 前体，进而激活Caspase-3，引发Caspase级联反应，诱发细胞凋亡[3]。在细胞凋亡中，Bcl-2 家族促凋亡成员被激活，引起构象改变[4]。Bid、Bax 和Bad 转移到线粒体后，引起线粒体释放大量蛋白质，包括细胞色素C。Bad是蛋白激酶B（Akt）作用底物，非磷酸化形式能与Bcl-2 或Bcl-XL 结合形成复合体。Bcl-2 和Bcl-XL 可直接与胞浆中Caspases 前体联结的A-paf-1 相结合存在于线粒体外膜，通过线粒体-Bcl-2/Bcl-XL-Apaf-1-caspase-9 前体四聚体复合物对Apaf-1 结构进行调控，引起凋亡。如果抑制细胞色素C的释放，Bcl-2和Bcl-XL等就可以最终发挥抑制细胞凋亡作用[5]。

1.1 通过抗氧化的方式

维生素C 具有抗氧化的功能，Dhar-Mascareo等[6]发现维生素C 可抑制细胞色素C的释放和Caspase-9 和Caspase-3的活化，因此可以抑制心肌缺血/再灌注引起的细胞凋亡。Broskova等[7]发现斯哚巴丁（Stobadine）及其两种衍生物SMe1 和SMe1EC2的抗氧化、清除自由基的效果可用于抑制心肌缺血/再灌注凋亡。Stobadine 在心脏保护方面已进入临床试验，它是目前唯一具有这种作用而进入临床试验的药物，而SME1、SMe1EC2 尚在研究中。

1.2 通过促进Akt 磷酸化的方式

Malhotra等[8]发现聚乙二醇（PEG15-20）通过抑制细胞色素C的释放和Caspase-3 活性，促进Akt 磷酸化抑制心肌缺血/再灌注引发的细胞凋亡。聚乙二醇仍处在实验室研究阶段。Cuadrado等[9]发现劳丹烷型二萜（Labdanediterpenes）可提高Akt 和ERK 1/2的磷酸化水平抑制心肌缺血/再灌注引发的细胞凋亡。Kilter等[10]发现罗格列酮也可促进Akt 磷酸化，从而抑制心肌缺血/再灌注引发的细胞凋亡。白藜芦醇（resveratrol，简称Res）是非黄酮类的多酚化合物，Tokaoka 于1940年首次从毛叶藜芦（Veratrumgranginorum）的根部分离得到。Das等[11]发现白藜芦醇能够通过诱导Akt 磷酸化和增加Bcl-2的表达来产生生存信号。Yip等[12]发现Akt 能磷酸化Bad，使Bad 从复合物分离，一方面抑制Bad的促凋亡作用，另一方面有利于解离的Bcl-2 和Bcl-XL 发挥抗凋亡作用。因此，Akt通过磷酸化Bad 抑制细胞凋亡。目前白藜芦醇在心血管疾病临床的预防和治疗方面有广泛应用，但其在抑制因心肌缺血/再灌注引发的细胞凋亡方面的应用尚处于实验室研究之中。

1.3 通过降低Caspases-3的活性

Obestatin-（1-23）是1ghrelin 基因编码的一种新发现的肽，此物质可诱导调节胰腺β-细胞的分化，胰岛素的合成和糖代谢的基因的表达。Alloatti等[13]发现obestatin-（1-23）可降低Caspase-3 活性，抑制因心肌缺血/再灌注引发的细胞凋亡。

1.4 通过抑制线粒体通透性转换孔（PTP）开放

熊去氧胆酸（UDCA）是一种亲水性的胆盐，已被证明通过抑制线粒体通透性转换孔（PTP）的开放抑制肝细胞凋亡。PTP的开放会引起心脏再灌注损伤。Rajesh等[14]发现UDCA 可通过抑制PI3K/Akt 信号依赖的途径中PTP的开放来抑制因心肌缺血/再灌注引发的细胞凋亡。UDCA 尚处于实验室研究阶段。

1.5 通过抑制Caspase级联反应

三甲基戊二醇（TMPD）是一种白色晶体，能与多种酸类反应生成单酯或双酯，实验室内多用于合成聚酯树脂及降解菌的鉴定。Barauskaite等[15]发现TMPD 可以有效地抑制心肌缺血/再灌注所引发的Caspases级联反应，从而抑制因心肌缺血/再灌注引发的细胞凋亡。目前处于实验室研究阶段，尚无临床应用。

1.6 通过促进Bax表达

米格列醇是德国拜耳制药公司20 世纪80年代初研究开发的一种新型降糖药，主要用于糖尿病的治疗。Wang等[16]发现米格列醇通过抑制羟自由基的产生和促进Bax 蛋白表达来抑制因心肌缺血/再灌注引发的细胞凋亡。米格列醇在抑制心肌缺血/再灌注引发的细胞凋亡方面只有实验室数据，尚无临床应用经验。

2 死亡受体途径

胞外死亡信号可通过死亡受体转入胞内。死亡受体属肿瘤坏死因子（TNF）受体基因家族成员，最典型的死亡受体有 CD95（称 Fas 或 Apol）和 TNFRI（称 p55 或 CD120a）。Fas 和FasL 结合后吸引胞浆中的FADD。FADD 中的DED聚合活化多个Caspase-8的分子，引起Caspases级联反应，诱导细胞凋亡。TNF 诱导的细胞凋亡途径与此类似[17]。

2.1 通过抑制Fas表达

表没食子儿茶素没食子酸酯是从茶叶中分离得到的儿茶素类单体，是茶多酚生物活性的主要成分，Townsend等[18]发现EGCG 可抑制信号转导和转录激活因子1（STAT1）的活性，STAT1 是促凋亡因子[19]，Fas/Fasl的基因表达依赖于磷酸化STAT1[20]。Fas是死亡受体，胞外的死亡信号可通过死亡受体转入胞内。EGCG通过抑制死亡受体Fas的表达来抑制因心肌缺血/再灌注引发的细胞凋亡。EGCG 目前只应用于临床癌症的治疗中，在抑制因心肌缺血/再灌注引发的细胞凋亡方面尚无临床应用。

2.2 通过抑制RIP1/RIP3 磷酸化

坏死性抑制剂Necrostatin-1（NEC-1）属于生物碱类物质，目前未作为药物应用于临床。RIP3 与RIP1是TNFRI或Trif 介导的死亡信号通路介导的细胞凋亡的重要成员。Oerlemans等[21]发现NEC-1 可以抑制RIP1/RIP3 磷酸化，抑制细胞RIP1 依赖性坏死，从而抑制因心肌缺血/再灌注引发的细胞凋亡。

2.3 通过抑制Caspase 8 活性

Krautwald等[22]发现融合了HIV的TAT 蛋白转导域的牛痘病毒蛋白（TAT-CRMA）通过抑制Caspase-8 活性来抑制死亡受体途径的细胞凋亡，TAT-CRMA 亦可抑制Caspase-9 和Caspase-3的活性来抑制线粒体途径的细胞凋亡。TAT-CRMA对因心肌缺血/再灌注引发的细胞凋亡的抑制作用尚处于研究阶段。

3 内质网途径

内质网对细胞凋亡的作用表现在两个方面：一是内质网对Ca2+的调控，二是凋亡酶在内质网上的激活。Ca2+是真核细胞内重要的信号转导因子，当Ca2+平衡态受到破坏或在内质网上积累过多的蛋白质时，能够激活凋亡酶引起细胞凋亡[23]。未检索到国外文献有通过内质网途径来抑制缺血/再灌注凋亡的药物。只有国内Ma等[24]发现雌二醇通过抑制CaMKⅡ维持Ca2+稳态来抑制细胞凋亡。

凋亡的机制是复杂的，上述物质能通过不同的凋亡途径抑制缺血/再灌注引发的凋亡，单纯一种药物的治疗很难取得较好的治疗效果。因此，是否可以考虑多种途径药物的联合应用，比如抗氧化药物（DMSO等）与其他途径药物的联合应用，以达到更好的治疗效果，值得进一步探讨。

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