TLR4/MyD88通路与高血压及中药干预此通路的研究进展
2016-01-25葛华迅罗国东郭园园刘龙民
于 洋,葛华迅,罗国东,郭园园,刘龙民
TLR4/MyD88通路与高血压及中药干预此通路的研究进展
于洋,葛华迅,罗国东,郭园园,刘龙民
上海中医药大学附属普陀医院(上海 200062),E-mail:1208117409@qq.com
摘要:探讨信号通路TLR4/MyD88在高血压病中的作用,及以信号通路中相关蛋白及相应RNA为靶点进行高血压病的中药抗感染治疗。介绍信号通路系统组成及激活途径,信号通路与炎症、炎症与高血压的关系,以信号通路相关蛋白及相应RNA为靶点,中药进行高血压的抗感染治疗。信号通路在高血压炎症的发生机制中可能发挥着一定的作用,这为高血压治疗提供了新的治疗靶点。
关键词:高血压;中药;TLR4/MyD88通路;核转录因子κB;单核细胞趋化蛋白-1
高血压是一种病程长、发展较缓慢的疾病,在中医学中属“眩晕”“头痛”等疾病范畴。高血压病人血液中存在多种炎性因子,目前研究中发现各种炎性因子在多种因素的刺激下,使得细胞因子失衡,达到活化炎症细胞的结果,多种炎症细胞激活后产生慢性炎症反应。其中有些炎性因子存在因果关系,共同组成一条或多条通路。如Toll样受体(TLR4)介导的髓样分化因子88(MyD88)胞内信号转导导致核转录因子κB(NF-κB)激活,达到效应细胞(如单核/巨噬细胞)分泌单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1),致使血管内皮损伤,最终导致高血压的发生。本研究就此通路在高血压发病机制中的作用及中药干预此通路的研究做一综述。
1Toll样受体(TLR4)
目前研究认为TLR4是革兰氏阴性杆菌脂多糖(LPS)的跨膜受体,主要分布于肥大细胞、单核吞噬细胞、CD类细胞等免疫细胞,主要负责感受入侵的病原体,通过LPS刺激可即明显增加TLR4 mRNA表达[1]。
TLR4还在诸如心肌细胞及微血管内皮细胞上有所表达。研究发现TLR4参与固有免疫时过早或过晚活化和激化的炎症途径参与了心血管疾病的发生。高血压的发生发展与通过TLR4介导的炎性反应存在一定相关性,而干预TLR4的表达能在改善血压及其并发症的发生发展过程中起一定的作用。陈思等[2]研究发现,高血压病人外周血TLR4表达率为(8.63±1.16)%,显著高于对照组(5.27±1.25)%,认为TLR4介导的炎性反应与高血压的发生、发展存在着密切的联系。相反,血压的变化也影响TLR4的表达。严格治疗原发性高血压后的病人,血压处于一定正常的范围,即收缩压<130 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)时,该组病人与常规治疗组(收缩压<140 mmHg)相比,前者外周血中的单核细胞表面TLR4得到了显著下调[3]。研究发现在两肾一夹大鼠高血压模型左室重构心肌中TLR4mRNA和蛋白表达均明显增高[4]。同时,TLR4表达升高与血压升高之间存在密切关系。而抑制TLR4的表达同时可以测得血压下降结果,改善自发性高血压大鼠(spontaneous hypeen sive rat,SHR)肠系膜阻力血管的收缩性[5]。TLR4本身并不能直接升高血压,而是在辅助因子MD2、CD14的参与下与革兰阴性细菌内毒素的LPS结合并激活下游信号转导分子,最终激活NF-κB[6]。所以目前可以肯定的是,TLR4与高血压之间存在相关性,而主流认为TRL4通过激活炎性因子达到血管内慢性炎性反应达到升高血压的结果。
2中药干预TLR4
中药干预TLR4的机制存在多样化,可通过减少细胞表面TLR4的表达、抑制TLR4的信号通路及抑制TLR4mRNA的表达达到作用。左可可等[7]将60例高血压病中医证属肝火亢盛夹痰证病人,随机分为治疗组和对照组,各30例,均给予非洛地平或联合贝那普利治疗,治疗组加用桑蒺合剂,观察周期28 d,检测治疗前后血压、中医证候积分、外周血单核细胞表面TLR4表达证明:桑蒺合剂可改善肝火亢盛夹痰证病人的临床症状,减少外周血单核细胞表面TLR4表达。武剑[8]用柴胡多糖治疗LPS诱导的小鼠腹腔巨噬细胞后发现柴胡多糖对LPS诱导的TLR4信号通路有调节和抑制作用,主要体现在可显著降低LPS诱导的TLR4、CD14表达及NF-κB磷酸化水平增高,提示柴胡多糖很可能通过影响并抑制TLR4信号通路而发挥其抗炎免疫作用。周婷等[9]实验发现,黄芪甲苷和大黄素能抑制γ-干扰素(IFN-γ)诱导的TLR4 mRNA 表达。
3髓样分化因子88(MyD88)
MyD88是Toll4受体信号通路中发挥着关键性调节作用的蛋白[10],它在TLR4/NF-κB信号转导通路中必不可少。当TLR4被激活后会进行信号通路传递,共包括2条,即MyD88依赖性(MyD88-dependent)信号转导途径和MyD88非依赖性(MyD88-independ-ent)信号转导途径[11]。公知的MyD88结构是由N端的死亡区约90个氨基酸、与Toll样受体同源结构域结合的羧基末端以及C端的类似于白介素(IL-1)受体胞质区的Toll区3部分组成。许多研究表明Myd88在高血压炎症反应中存在重要的地位。苏赛等[12]发现衔接蛋白MyD88的表达水平在妊娠期高血压病人母血表达中明显增加,并与下游炎性因子IL-1和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)仅呈正相关,提示血清中MyD88的异常表达与妊娠期高血压的发生存在一定相关性。在SHR大鼠身上抑制MyD88后可检测到血管外膜单核细胞炎症因子P38MAPK,NF-κB和MCP-1的表达明显降低,即使应用血管紧张素Ⅱ作用后有轻微的升高但不明显[13]。可以猜测在高血压发病机制中Myd88影响NF-κB和MCP-1的表达具有相对独立性。另一方面,于新辉等[14]发现降压药物坎地沙坦可以有效抑制LPS诱导VSMCs IL-1β和TNF-α的释放,减少TLR4、MyD88mRNA和蛋白的表达。降压药物血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂对于炎症因子的抑制作用,有可能不单纯通过拮抗血管紧张素Ⅱ受体来实现的。
4中药干预MyD88
目前关于中药抑制MyD88的研究也通过抑制蛋白的表达,影响其依赖途径及干预MyD88mRNA来实现。李卿姬等[15]通过补阳还五汤含药血清干预脂多糖诱导的体外培养人脐静脉内皮细胞后发现,补阳还五汤显著抑制MyD88的高表达,姜华等[16]通过益气活血复方抑制MyD88,达到了相同的效果。解表的桂枝汤、参苏饮均可影响MyD88依赖途径,而黄连解毒汤和清开灵含药血清均可影响MyD88 mRNA和蛋白的高表达[17]。
5转录因子-κB
中药对于炎症因子MyD88的抑制可从多途径实现,但目前关于抑制MyD88特效的方法还有待研究。中药在此方面还有待进一步研究与开发。NF-κB属于广泛存在于各种组织中的一种转录因子,因其可以与多种因子发生特异性结合而在免疫反应、促进细胞的增长以及感染中起到重要的作用。NF-κB在静息状态下以无活性的方式存在于细胞质中,当外界信号(如LPS等)刺激时TRL4后,MyD88引起IL-1R相关激酶(IRAK)自身磷酸化[18],导致I-κB的活化并降解,降解的I-κB激活NF-κB,启动转录相关基因的程序,至此,细胞因子得到释放。然而,释放的细胞因子进一步活化NF- κB,达到正反馈的效果,放大了炎症反应。由于此转录因子存在于细胞内,研究者大多通过特定组织来进行研究,王萌影等[19]通过对各用药组肾脏高血压大鼠血压降低情况及心肌细胞NF-κB表达结果的分析,用免疫组化法检测大鼠心肌细胞NF-κB的表达后发现,模型组大鼠心肌细胞NF-κB的表达明显高于空白组,具有统计学意义。证实在高血压左室肥厚的病程中,细胞内有NF-κB的高表达。刘晓玲[20]发现长期高脂高热量饮食能够诱导大鼠出现腹型肥胖及胰岛素抵抗,脂肪细胞明显肥大,脂肪组织中促炎转录因子NF-κB和PPARγ表达增加,而降压药物血管紧张素Ⅱ受体阻滞剂(AngiotensinⅡreceptor blocker,ARB)缬沙坦可降低脂肪组织促炎症因子NF-κB的表达。
6中药干预NF-κB
中药对于NF-κB的控制也通过抑制NF-κB的激活和表达来实现的。刘晓亚等[21]通过熄风解毒化痰饮抑制TLR4/NF-κB信号通路及相关炎症因子的表达,改善高血压血管重塑过程。王萌影等[19]证实中药复方心舒康能够抑制心肌细胞NF-κB的激活和过度表达,提示心舒康通过对NF-κB激活机制中各途径的影响而达到抑制其过度表达的目的,在抗高血压靶器官损伤及心肌保护方面起到一定作用。陈偶英等[22]给予口服以平肝养阴、活血通络为治法的复方钩藤降压片NF-κB半定量检测。结果比较,复方钩藤降压片组、替米沙坦组均低于SHR空白组,由此猜测中成药复方钩藤降压片与替米沙坦可能通过调控p38MAPK、TLR4信号通路,进而降低IL-1β、TNF-α促炎细胞因子水平,升高IL-10抗炎细胞因子水平,抑制NF-κB表达。
NF-κB相对于本研究其他因子的研究相对困难一些,但目前研究可得出降压药物可以对NF-κB产生一定的影响结论,且中药在抗炎症逆转录因子方面尚有许多价值。
7细胞炎症趋化因子-1
已知高血压可导致血管内皮细胞的损伤,并且能够破坏微小血管的结构和功能。许多研究已经证实MCP-1是CC类细胞炎症趋化因子中的一员,其释放取决于血管内皮细胞受到的损伤。结合相关的试验与临床研究表明高血压与MCP-1存在相关性。高血压早期NF-κB激活后,可刺激MCP-1的激活。Li等[23]通过动物实验表明MCP-1受体在巨噬细胞积聚中具有独立的影响作用,徐梦丹等[24]证实了自发性高血压大鼠中各靶器官组织MCP-1/CCR2的表达显著升高。临床实验也发现,MCP-1、IL-8在H 型高血压中表达明显升高[25],刘佳等[26]实验证明,高血压组病人血清MMP-9、MCP-1、HOMA-IR及CCA-IMT两两双变量直线相关分析显示均两两正相关,且具有统计学意义(P<0.01)。相应的,多数降压药物抑制MCP-1/CCR2在靶器官及外周血的表达,研究人员对自发性高血压大鼠中用氯沙坦和替米沙坦能够发挥对靶器官的保护作用,同时抑制MCP-1/CCR2在靶器官及外周血的表达,并且说明氯沙坦和替米沙坦对MCP-1,CCR2的抑制作用是独立于其降压作用的[24]。欧雅莉等[27]通过观察降压药物贝尼地平对原发性高血压病人血清超敏C-反应蛋白和单核细胞趋化因子-1的影响。也得到了相同的效果。刘福林等[28]通过CCB类降压药物也得到了类似的实验结论。已知降压药物达到降压标准一般时间为一周甚至更长,但上述几类降压药物在血压未下降完全的试验主体身上均得出了MCP-1下降的结果。上述降压药物可能通过影响炎症因子MCP-1减少了炎症反应,从而侧面帮助了血压的下降,或者说降压药物通过多作用的方式达到了降压的作用。
8中药干预MCP-1
刘峻等[29]发现益气活血中药复方能够上调CVB3病毒性心肌炎模型大鼠心肌细胞small inducible cytokine A2(MCP-1/CCL2)基因的表达。朱博钰等[30]实验证明芪葵颗粒可以降低糖尿病肾病大鼠尿蛋白、血尿素氮、血糖、血脂水平,降低肾脏MCP-1表达,改善糖尿病肾病大鼠肾脏病变;可以减少高糖培养下人肾系膜细胞MCP-1的mRNA和蛋白质的表达。可见,对于MCP-1,中药也是通过影响其基因的表达和蛋白的表达来达到抑制其作用来降压的。
9结语
高血压通过上调TLR4表达,活化的TLR4继而启动应答,通过MyD88依赖性信号转导途径激活NF-κB进行转录,可刺激MCP-1的激活。而这一系列的过程伴随了局部炎症的发展。在高血压的炎症反应过程中也存在。由于中药的配伍具有灵活性,因此具有降压作用的中药对于此炎性因子的影响存在多靶点、多角度、多方面、多兼顾的优点。对于此传导通路,单药也可发挥其显著效果,赵剑锋[31]用大黄素阻断小鼠血液中TLR/MyD88/NF-κB信号传导通路中相关信号分子的过度激活等。高血压中的炎症因子传导通路也是影响高血压的一项因素,而中药在这方面因其独有的灵活性与兼顾性的特点,也一定能够在此炎症通路方面起到特殊的疗效。
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(本文编辑王雅洁)
中图分类号:R544R255
文献标识码:A
doi:10.3969/j.issn.1672-1349.2016.01.009
文章编号:1672-1349(2016)01-0032-04
(收稿日期:2015-04-29)