改善心肌肌质网钙泵防治慢性心力衰竭的中医药研究进展

李惠玲 贾美君 刘永明

[摘要] 慢性心力衰竭（CHF）是多种心血管疾病发展的终末阶段，发病率及病死率高，治疗费用昂贵。心肌细胞肌质网钙泵（SERCA2a）表达及活性异常是CHF发生、发展的重要病理机制。AAV1/SERCA2a转基因治疗CHF临床试验结果不尽如人意，研究者重新提出“应充分重视提高内源性心肌SERCA2a水平及活性的药物筛选及研发”。中医药治疗CHF历史悠久，效果显著。CHF在中医学中可归属于“心悸”“喘证”“水肿”等范畴。大量研究表明中药复方、单味中药、中药单体能有效改善内源性心肌SERCA2a表达水平及活性从而起到防治CHF的作用。

[关键词] 慢性心力衰竭;肌质网钙泵;蛋白表达;基因表达;活性

[中图分类号] R541          [文献标识码] A          [文章编号] 1673-7210（2019）02（a）-0055-04

[Abstract] Chronic heart failure （CHF ） is the end stage of a variety of cardiovascular diseases， with high incidence， high mortality and expensive treatment. The abnormal expression and activity of cardiac myocyte sarcoplasmic reticulum calcium ATPase 2a （SERCA2a） are the key pathological mechanism for the occurrence and development of CHF. The results of the clinical trial that AAV1/SERCA2a genetically treats CHF were not satisfactory， and the researchers restated that full attention should be paid to drug screening， research and development to improve the endogenous myocardial SERCA2a expression level and activity. Traditional Chinese medicine has a long history in treating CHF with remarkable therapeutic effects. In traditional Chinese medicine， CHF can be classified to the cotogories of "palpitation"， "asthma syndrome" and "edema". A lot of researches indicate that Chinese medicine compound， single Chinese herb and Chinese medicine monomer can prevent and treat CHF through improving endogenous myocardial SERCA2a expression and activity.

[Key words] Chronic heart failure; Sarcoplasmic reticulum calcium ATPase 2a; Protein expression; Gene expression; Activity

慢性心力衰竭（CHF）是多种心血管疾病发展的终末期，主要表现为心肌舒张、收缩功能异常和各种心律失常等[1]，是死亡率很高的一种心血管疾病。Ca2+动力学异常是CHF的重要标志，也是CHF发生、发展的病理生理学基础[2]。心肌细胞肌质网钙泵（sarcoplasmic reticulum calcium ATPase 2a，SERCA2a）是最关键的钙调控蛋白之一，其表达和活性降低是CHF发生时Ca2+动力学异常的重要原因，改善SERCA2a的表达及活性对防治CHF有极其重要的临床意义。中药复方或有效部位/组分/成分能有效提高内源性心肌SERCA2a表达水平和/或活性从而有效防治CHF，现将中医药改善心肌SERCA2a表达及活性，防治CHF的研究进展综述如下：

1 SERCA2a表达及活性异常是CHF发生、发展的重要病理机制

钙调控蛋白表达及活性异常导致心肌细胞Ca2+动力学失调是CHF的关键病理机制，其中SERCA2a是最重要的钙调控蛋白之一。大量研究表明，无论是CHF患者，还是CHF动物模型，其衰竭心肌组织SERCA2a表达水平和活性均明显降低，导致心肌细胞舒张期肌质网（sarcoplasmic reticulum，SR）Ca2+再攝取减少，SR Ca2+负荷降低，胞浆内Ca2+浓度增高，以及收缩期SR Ca2+释放减少，从而造成心脏舒张和收缩功能受损，是衰竭心肌细胞的特征之一，也提示预后不良[1，5-7]。在衰竭心脏中，相继于SERCA2a的沉默，钠钙交换体1（sodium-caldium exchanger 1，NCX1）表达水平上调，从而将细胞内过多的Ca2+转移到细胞外，保持细胞内Ca2+浓度的相对稳定，然而这又导致细胞内Na+浓度的增高，造成CHF时心肌细胞延迟后去极化以及心律失常的发生[3]。

2 AAV1/SERCA2a转基因治疗CHF的研究现状

大量的实验研究证实了以腺病毒为载体的SERCA2a转基因治疗CHF具有良好的效果[8-9]。2008年美国西奈山医学院Roger Hajjar医学博士联合美国Celladon生物制药公司开展了冠脉内注射AAV1/SERCA2a的转基因临床治疗实验（calcium upregulation by percutaneous administration of gene therapy in cardiac disease-this first-in-human，CUPID），这是迄今为止最大规模的转基因治疗CHF的临床研究。CUPID1期的研究结果显示77.8%的重度心衰患者（EF<30%，且心功能Ⅲ～Ⅳ级，共9例），在心衰症状、心功能以及生物标志物方面都有不同程度的改善[8]。然而，2016年Lancet公布的CUPID2期研究结果显示AAV1/SERCA2a转基因治疗CHF既不能减少心衰的急性加重，也不能降低病死率，这一结果引发学术界广泛的思考，目前认为AAV1/SERCA2a转基因治疗的载体及输送方式等影响了AAV1/SERCA2a转基因治疗CHF的效果[10]。鉴于此，研究者重新提出“应充分重视以提高内源性心肌SERCA2a水平及活性为治疗靶标的药物筛选及研发”。

3 CHF的中医病因病机

CHF的病名在中医古籍中并未记载，但根据其症状呼吸困难、水肿等，可归属于中医学的“心悸”“喘证”“水肿”等范畴。对心衰症状的描述，最早见于《黄帝内经》，如“心胀者，烦心短气，卧不安”，“水病下为跗肿大腹，上为喘呼，不得卧者，标本俱病”，“心痹者，脉不通，烦则心下鼓，暴上气而喘，噫干善噫，厥气上则恐”。

心悸包括惊悸和怔忡。惊悸始见于《金匮要略·惊悸吐衄下血胸满瘀血病》，“寸口脉动而弱，动则为惊，弱则为悸”。《济生方》提出，“夫怔忡者，此心血不足也”，并对其病因病机做了阐释“真血虚耗，心帝失辅，渐成怔忡”。其后，《医学正传·惊悸怔忡健忘证》云“怔忡者，心中惕惕然动摇而不得安静，无时而作者是也;惊悸者，蓦然而跳跃惊动，而有欲厥之状，有时而作者是也”，对惊悸和怔忡做了区别。心悸的病机是气血阴阳亏虚，心失所养，痰、饮、火、瘀血之邪扰乱心神。

喘证以呼吸困难为主证，甚则张口抬肩，鼻翼煽动。《灵枢·五阅五使》云，“故肺病者，喘息鼻张”;《灵枢·本脏》篇云，“肺高则上气，肩息咳”;《金匮要略·肺痿肺痈咳嗽上气病》云，“咳逆上气，时时吐唾，但坐不得眠”，对喘证的症状进行了描述。病因有外感和内伤两方面，外感为六淫之邪气入侵，内伤为饮食、情志、劳欲等。病理变化包括虚实两方面，实为外邪、痰饮、肝郁气滞，壅遏肺气，肺失宣降;虚在于肺、肾两脏，以气虚为主，肺失宣降，肾失纳气。严重者，可祸及心气、心阳。

《灵枢·水胀》描述水肿“水始起也，目窠上微肿，如新卧起之状，其颈脉动，时咳，阴股间寒，足胫肿，腹乃大，其水已成矣”。《金匮要略·水气病》中对水肿按表里上下部位分类，分为风水、皮水、正水、石水、黄汗;由按五脏分类，分为心水、肝水、肺水、脾水、肾水。水肿以眼睑、头面、胸腹、四肢肿胀为特征。《素问·水热穴论》载“故其本在肾，其末在肺”，《素问·至真要大论》中云“诸湿肿满，皆属于脾”。水肿的病位在肺、脾、肾。肺通调水道、脾主运化、肾主水液功能受限，则发水肿。

4 改善SERCA2a表达和活性防治CHF的中医药研究

4.1 中药复方

CHF的基本病机是本虚标实，心肾阳气不足，瘀血、水饮内停。CHF病位在心，与肾、肺、脾、肝四脏均有关。治疗以补虚为本，兼顾活血化瘀，利水逐饮。稳心颗粒具益气养阴、活血化瘀之功，連志明等[11]以稳心颗粒干预腹主动脉缩窄联合主动脉瓣反流慢性心衰兔，结果发现稳心颗粒能显著提高左室射血分数（LVEF），缩小左室收缩末期内径（LVESD）、左室舒张末期内径（LVEDD），提示稳心颗粒能改善心脏收缩功能，进一步的机制研究表明稳心颗粒能促进衰竭心肌细胞的SERCA2a mRNA和蛋白表达。郭志华等[12]以益气活血、利水消肿中药益心泰干预心肌梗死致心衰大鼠，研究结果显示益心泰能明显降低心衰大鼠左、右心室重量指数，表明益心泰能抑制心肌重构，机制研究提示益心泰能促进SERCA2a蛋白的表达，降低细胞内Ca2+浓度。吴锦波等[13]利用心康方干预阿奇霉素致心力衰竭大鼠模型，研究结果显示心康方能显著改善心衰大鼠的LVEF，降低血浆脑钠肽（BNP）水平，提示心康方能改善心衰大鼠的心脏功能，进一步机制研究提示心康方能显著提高SERCA2a蛋白表达和SERCA2a活性。Yu等[14]以改良益气汤干预心肌缺血再灌注损伤大鼠，研究结果显示改良益气汤能够有效改善心肌梗死后缺血再灌注（ischemia/reperfusion，I/R）损伤动物的心脏功能和血压，缩小心肌梗死面积，机制研究提示可能和其促进SERCA2a表达进而逆转心肌细胞内的钙超载有关。青楚杭[15]研究证实芪苈强心胶囊能显著改善心肌细胞SERCA2a蛋白表达，降低Ca2+浓度，进而促进心肌细胞功能。苗梦露等[16]以抗心衰颗粒干预舒张性心力衰竭大鼠，研究发现抗心衰颗粒能改善心衰大鼠的心肌细胞线粒体、肌质网终池的形态及结构，保护心肌，这一作用是通过增强心肌细胞内SERCA2a活性，降低胞质Ca2+浓度实现的。

4.2 单味中药

利用单味中药研究改善SERCA2a表达防治CHF方面的内容比较少，只有极少例的文献报道了相关内容。张萍等[17]以延胡索干预急性心肌梗死大鼠模型，结果显示心肌梗死面积减小，机制研究提示延胡索能提高SERCA2a蛋白表达水平，从而改善细胞内钙超载。

4.3 中药单体

Dong等[18]以黄芪甲苷Ⅳ干预压力超载诱导的心力衰竭大鼠，研究结果显示黄芪甲苷Ⅳ能显著改善心衰大鼠的LVEF、LVESD和LVEDD、心脏体重比，提示黄芪甲苷Ⅳ能改善心衰大鼠的心脏收缩功能以及抑制心脏重构，进一步机制研究证实黄芪甲苷Ⅳ能促进心肌SERCA2a表达，改善细胞内钙超载。Bai等[19]以白藜芦醇干预心衰小鼠，结果显示，白藜芦醇能改善心脏收缩功能，机制研究提示白藜芦醇能改善SERCA2a的蛋白表达和活性，增强Ca2+摄取。戴红良等[20]以黄芪多糖干预异丙肾上腺素处理的大鼠心肌细胞，发现黄芪多糖能提高心肌细胞SERCA2a mRNA和蛋白表达水平以及增强SERCA2a活性。王俊东等[21]以人参皂苷Rh3干预I/R损伤大鼠，研究发现，心肌细胞和细胞核形态良好，血浆肌酸激酶（CK）和乳酸脱氢酶（LDH）水平降低，心肌梗死面积减小，提示人参皂苷Rh3能改善心功能，其机制是人参皂苷Rh3能上调心肌组织SERCA2a mRNA和蛋白水平。王金桂等[22]以前胡丙素干预I/R损伤大鼠，再灌注15 min时冠状动脉流出量（CF）升高，LDH降低，提示前胡丙素能改善心脏功能，抑制心肌梗死，研究提示其机制是前胡丙素增强SERCA2a蛋白表达水平及活性，提高SERCA2a的Ca2+摄取率，维持心肌细胞内钙稳态。

受磷蛋白（PLB）以非磷酸化形式存在时，对SERCA2a具有抑制作用，磷酸化修饰后对SERCA2a的抑制作用解除。Wu等[23]以木犀草素干预I/R大鼠的心肌细胞，实验结果显示木犀草素能降低心肌细胞坏死率及心肌细胞LDH的释放水平，增大心肌细胞收缩幅度，增加心率（HR）和左心室收缩压（LVSP），提示木犀草素能减小I/R心肌梗死面积，改善心肌功能。其机制研究提示，木犀草素不仅能直接促进SERCA2a的表达，还能促进PLB的磷酸化从而间接增强SERCA2a的活性。SUMO1能促进SERCA2a的表达，并且与SERCA2a上的赖氨酸残基结合，对其进行泛素化修饰，增强SERCA2a的活性。此外，Du等[24]通过实验证实，木犀草素能通过促进SUMO1的表达而增强SERCA2a的表达和活性，进而改善心功能。

5 小结

CHF发病率高，病死率高，治疗费用昂贵。以SERCA2a为治疗靶标的临床及实验研究是防治CHF研究的热点之一。AAV1/SERCA2a转基因治疗CHF临床试验结果不尽如人意，引发学术界广泛的思考，研究者重新提出“应充分重视以提高内源性心肌SERCA2a水平及活性为治疗靶标的药物筛选及研发”。

中医药治疗CHF效果显著，历史悠久。近年来大量研究表明中医药能通过改善衰竭心脏的心肌细胞钙动力学从而有效防治CHF，除SERCA2a外，中医药还作用于PLB、SUMO1等钙调节蛋白而防治CHF。积极展开中医药改善钙调节蛋白的相关研究具有良好的前景，为防治CHF提供了新的研究和治疗方向。

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（收稿日期：2018-03-21  本文编辑：罗乔荔）