芍药苷对心肺细胞的保护作用及机制研究进展

吴晓芳(综述)，韩　晶，易建华(审校)

(西安交通大学医学部公共卫生学院，西安 710061)

芍药苷对心肺细胞的保护作用及机制研究进展

吴晓芳△(综述)，韩晶，易建华※(审校)

(西安交通大学医学部公共卫生学院，西安 710061)

摘要：心肺系统疾病因其高发病率、高患病率、高病死率成为困扰人们的重大难题。芍药苷，一种新的单萜苷，来源于芍药根的有效活性成分。近年来，芍药苷因其广谱的药效被广泛应用于心肺系统相关疾病的治疗。根据目前相关研究报道，芍药苷对多种心肺细胞具有重要的保护作用，能减轻多种原因，如缺氧、过氧化氢及脂多糖等所致的细胞损害，其具体机制可能与芍药苷的抗氧化及抗炎症等作用相关。

关键词：芍药苷；心肺细胞；保护作用；机制

芍药苷，一种天然抗氧化剂，是芍药根、牡丹根及紫牡丹根等中草药的有效活性成分，这些中草药在中国已经有一千多年的应用历史[1]，常被用作类风湿关节炎、皮肤炎症及妇科炎症等疾病的治疗方剂。目前研究发现，芍药苷具有广谱的药理作用，如降低肺动脉高压、舒张血管平滑肌、抗炎、镇痛、抗过敏、抗纤维化、免疫调节、抗高血脂、抗血小板聚集等[2]。近年来，心肺系统相关疾病发病率和病死率逐年上升，世界各国因心肺系统相关疾病的经济负担也逐年加重，一些新药的开发也势在必行，芍药苷因其良好的药效而被广泛用于冠心病、动脉粥样硬化症、心肌肥厚、肺心病等心肺相关疾病的治疗或辅助治疗中，其具体机制则被众多的体内外研究所揭示。现就芍药苷对心肺细胞的保护作用及其作用机制予以综述，为进一步开展芍药苷心肺系统保护作用的研究提供依据。

1芍药苷对心肺细胞的保护作用

1.1对血管内皮细胞的保护作用血管内皮细胞为内衬于血管内壁的单层扁平细胞，能参与机体的炎症、免疫反应，并具有分泌、吞噬等功能，是许多心血管疾病(如动脉粥样硬化，高血压等)发生的病理学基础。已有研究发现[3-10]，芍药苷对人脐静脉内皮细胞、人冠状动脉内皮细胞、EA.hy926细胞及大鼠肺微血管内皮细胞等血管内皮细胞模型具有保护作用。傅保娣[3]曾利用体外培养的人脐静脉内皮细胞研究了芍药苷对缺氧损伤的人脐静脉内皮细胞的保护作用，发现芍药苷能降低丙二醛的产生，升高超氧化物歧化酶的活性，减轻缺氧引起的氧化应激损伤；常蕴青等[4]及马增春等[5]利用人脐静脉内皮细胞模型分别研究了芍药苷对脂多糖及辐射引起的内皮细胞损伤的保护作用，发现芍药苷能通过抑制细胞间黏附分子1(intercellular adhesion molecule-1,ICAM-1)的表达，减轻炎症反应时内皮细胞的损伤；Ji等[6]利用氯化钴处理人脐静脉内皮细胞来制备内皮细胞缺氧模型，发现芍药苷可以通过降低该内皮细胞缺氧诱导因子1α的产生，下调促凋亡基因p53及Bcl-2/腺病毒E1B 19 000相互作用蛋白3的表达，以保护氯化钴诱导的内皮细胞缺氧性损伤；还有研究报道，芍药苷对溶血磷脂酰胆碱[7]、过氧化氢[3]诱导的人脐静脉内皮细胞损伤亦有保护作用。此外，翟小菊[8]利用人动脉冠状内皮细胞模型，发现芍药苷可以增加细胞内一氧化氮的水平，减少活性氧自由基(reactive oxygen species,ROS)的水平，减轻氧化低密度脂蛋白诱导的细胞损伤，发挥保护内皮细胞，预防动脉粥样硬化形成的作用；Yu等[9]则利用EA.hy926细胞研究了芍药苷对γ射线诱导的内皮氧化损伤的保护作用，发现芍药苷可以通过抑制ROS的产生，稳定线粒体膜减轻γ射线诱导的内皮细胞损伤；刘烨等[10]体外原代培养大鼠微血管内皮细胞，发现芍药苷可以促进内皮细胞一氧化氮的产生与释放，减轻内皮细胞的炎症损伤。

1.2对血管平滑肌细胞的保护作用血管平滑肌细胞是维持血管张力与构成血管壁组织结构的重要成分，其凋亡和异常增殖在动脉粥样硬化、高血压、介入术后再狭窄等病理过程中发挥重要作用。汪云开和黄兆铨[11]曾体外培养大鼠胸主动脉平滑肌细胞，用血管紧张素Ⅱ对其进行干预处理，发现血管紧张素Ⅱ可导致其异常增殖，而芍药苷预处理可以明显抑制血管平滑肌细胞的异常增殖，其机制可能与芍药苷促进一氧化氮及诱导型一氧化氮合酶的产生有关。Ji等[12]曾利用氧化低密度脂蛋白诱导血管平滑肌细胞，发现芍药苷能通过下调与血管平滑肌增殖相关基因(血小板源生长因子BB基因、血小板源生长因子受体α基因)的表达，来抑制血管平滑肌细胞的异常增殖。钱国清等[13]则通过体外培养大鼠肺动脉平滑肌细胞，发现在缺氧情况下，该细胞会发生异常增殖，而芍药苷预处理则能促进低氧情况下血管平滑肌细胞的凋亡。

1.3对支气管及肺上皮细胞的保护作用支气管上皮细胞为人类正常支气管上皮细胞系，为机体复杂的防御系统的构成部分，Gan等[14]采用芍药苷直接干预该种细胞的方法，发现芍药苷可以刺激该细胞分泌人β防御素2，进而加强上皮抗菌屏障。Hung等[15]体外培养人肺腺癌上皮细胞系A549细胞，发现芍药苷可以通过多种途径促进A549细胞凋亡，进而抑制A549的恶性增殖。

1.4对心肺其他细胞的保护作用 除上述细胞外，Li等[16]还体外培养了心肌细胞H9C2细胞，发现芍药苷可以抑制阿霉素诱导的心肌细胞氧化损伤；李金等[17]则利用H9C2细胞模型发现，芍药苷可以抑制脂多糖诱导的炎症发生，进而保护心肌细胞。张金艳等[18]体外原代培养胎鼠心肌细胞，使其缺氧2.5～5 h，随后复氧2 h,建立缺氧-再复氧体外模型，发现芍药苷能明显减轻心肌细胞的缺氧-再复氧损伤。李健哲和余术宜[19]体外培养心肌成纤维细胞，发现芍药苷能抑制异丙肾上腺素诱导的心肌成纤维细胞的增殖作用。

2芍药苷对心肺细胞的保护作用机制

2.1芍药苷的抗氧化作用氧化应激与多种疾病密切相关，其中心肺系统疾病更与体内外各种氧化应激损伤密不可分，如氧化应激可以导致内皮细胞损伤，从而介导动脉粥样硬化的形成；氧化应激诱导心肌细胞的损伤，心肌成纤维细胞的异常增殖，从而介导心肌缺血性损伤。研究表明，芍药苷是一种天然的抗氧化剂，具有很强的抗氧化作用，能保护细胞或机体使其免受于各种氧化应激损伤[9,16,19-20]。

研究表明，芍药苷呈剂量依赖性地减少过氧化氢诱导的内皮细胞乳酸脱氢酶的释放，丙二醛的形成以及胱天蛋白酶3的蛋白水解，并逆转细胞外信号调节激酶1/2的磷酸化，从而拮抗内皮细胞的氧化应激损伤[20]。Yu等[9]发现，芍药苷可以通过降低细胞内ROS的生成，增加抗氧化物谷胱甘肽及超氧化物歧化酶的产生，并激活抗氧化通路核因子E2相关因子2/血红素氧合酶1，诱导血红素氧合酶1基因的表达来保护γ射线诱导的内皮细胞氧化损伤。在阿霉素诱导H9C2细胞的模型中，有研究发现芍药苷可以通过抑制还原型辅酶Ⅱ氧化酶2及还原型辅酶Ⅱ氧化酶4的表达，抑制还原型辅酶Ⅱ氧化酶的活性，来减少细胞内ROS的产生，从而减轻阿霉素引起的细胞氧化应激损伤，进而降低其诱导的心肌细胞凋亡[16]。此外还有研究发现，芍药苷能逆转异丙肾上腺素诱导的心肌成纤维细胞异常增殖，其机制是通过降低细胞内ROS的水平，进而减少心肌营养素1蛋白的产生而实现的[19]。

2.2芍药苷的抗炎作用炎症反应是机体抵抗外来刺激的一种保护机制，但当炎性介质产生过多时，对机体及其细胞会产生极大损害，而血管反应则是炎症反应的中心环节。炎症反应介导了心肺系统许多难治性疾病，如慢性阻塞性肺疾病、哮喘、动脉粥样硬化等，故抗炎也是治疗心肺系统疾病的一大策略。研究表明，芍药苷具有较强的抗炎作用，能减轻机体及其细胞炎症反应性损伤[4-5,7,14,21-23]。

有研究发现[7]，芍药苷能抑制溶血磷脂酰胆碱诱导的内皮细胞炎性介质的产生，其机制可能与抑制迟发型炎性介质高迁徙率族蛋白1的表达和释放，减少细胞的主动与被动分泌，同时下调晚期糖基化终产物受体、Toll样受体2、Toll样受体4的表达，减少核因子κB的活性，进而抑制核因子κB信号转导通路激活有关。在脂多糖诱导的内皮细胞模型中，Xu等[21]发现芍药苷可通过抑制磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B,蛋白激酶C和肌动蛋白素的磷酸化，以及F肌动蛋白的重组，从而部分阻滞脂多糖诱导的内皮细胞通透性升高，并呈剂量依赖性地抑制葡聚糖以及白细胞从内皮细胞的渗出和迁移；此外，亦有研究发现芍药苷能抑制脂多糖诱导的内皮高迁徙率族蛋白1的释放，下调ICAM-1的表达[4]，其机制也可能与芍药苷能抑制核因子κB信号通路的激活相关[22]。在辐射诱导内皮细胞损伤模型的研究中，芍药苷可能通过抑制c-Jun氨基末端激酶通路，抑制与ICAM-1结合的转录激活因子1，进而抑制ICAM-1的表达，从而抑制炎症的形成，减轻辐射引起的内皮细胞的损伤[5]。在缺氧及氧化低密度脂蛋白诱导的内皮细胞模型中，有研究发现芍药苷呈剂量依赖性地促进内皮型一氧化氮合酶的表达，增加抗炎介质一氧化氮的产生，进而减轻缺氧及氧化低密度脂蛋白诱导的内皮细胞损伤作用[23]。在人支气管上皮细胞的体外模型中，芍药苷可能通过激活p38、丝裂原活化蛋白激酶、细胞外信号调节激酶以及核因子κB等信号通路，上调人β防御素2的基因表达，进而抵抗细菌等感染性物质介导的炎症发生[14]。

2.3其他相关机制除上述两种主要机制外，尚有研究发现多离子通道阻滞以及腺苷酸受体激活等机制。心脏的正常功能依赖于心肌细胞动作电位的产生和扩布，细胞膜离子通道的表达或功能异常是多种心律失常形成的病理生理基础，Wang等[24]利用大鼠心室肌细胞及人胚肾293细胞发现，芍药苷可以阻滞L型钙电流、电压门控钠电流、内向整流钾电流等离子通道电流，而不影响瞬时外向钾电流、慢激活延迟整流钾电流及快激活延迟整流钾电流等通道电流，从而发挥抗心律失常的作用，且无致药物性心律失常的不良反应。腺苷通过细胞表面不同的受体发挥不同的生物学效应，其中分布在心肺系统的腺苷受体主要为A2B型腺苷酸受体，钱国清[25]和Qian等[26]体外培养肺动脉平滑肌细胞，发现芍药苷可以通过促进低氧情况下A2B型腺苷酸受体的表达，进而阻滞细胞周期，减少抗凋亡蛋白Bcl-2的表达，增加促凋亡蛋白Bax的表达，从而促进肺动脉平滑肌细胞的凋亡，抑制平滑肌细胞的增生。

3结语

上文叙述了芍药苷对心肺细胞损伤的保护作用及其作用机制，发现目前该方面研究尚不够深入和全面，许多问题仍需进一步解决：①目前用人脐静脉内皮细胞作为细胞模型的研究较多，但用该细胞进行的动脉粥样硬化相关研究国际上尚未认可，需要增加更多的原代培养的内皮细胞研究。②国内目前众多研究均采用芍药苷预处理的实验方案，应增加更多关于芍药苷对受损细胞的保护作用及修复方面的研究，从而更全面地揭示芍药苷的作用及其有效作用方式、时间。③目前损害心肺系统的有害因素较多，应增加干预物的种类，进一步拓宽研究范围，从而进一步深入地探索芍药苷发挥作用的靶点。

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Research Progress in Mechanisms and Protective Effects of Paeoniflorin on Cardiopulmonary System CellsWUXiao-fang,HANJing,YIJian-hua.(SchoolofPublicHealth,HealthScienceCenter,Xi′anJiaotongUniversity,Xi′an710061,China)

Abstract:Because of the high incidence,morbidity and mortality,cardiopulmonary system diseases have become a great problem us.Paeoniflorin,a new kind of monoterpene glycosides,is one of active ingredients extracted from the root of Chinese herbaceous peony.Recently,paeoniflorin has been widely applied in the treatment of cardiopulmonary diseases for its broad-spectrum efficacy.According to the current related researches,it is found that paeoniflorin plays an important role in protecting a variety of cardiopulmonary cells caused by various reasons such as hypoxia,hydrogen peroxide,lipopolysaccharide and so on,the mechanisms of which may be related to its antioxidant and anti-inflammatory effects.

Key words:Paeoniflorin; Cardiopulmonary system cells; Protective effects; Mechanisms

收稿日期：2015-03-19修回日期：2015-05-21编辑：伊姗

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.24.040

中图分类号：R285

文献标识码：A

文章编号：1006-2084(2015)24-4531-03