中药抑制血管平滑肌增殖和迁移的作用机制研究概况

王 彬 ，周 欢

血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cell，VSMC) 主要存在于血管壁中膜，是构成动脉内壁、形成血管结构和维持血管张力的主要成分[1]。生理状态下，VSMC增殖和凋亡处于动态平衡，血管张弛有度，以维持正常的血压水平。在众多血管重构因子、炎症、机械损伤等影响下，中膜VSMC 增殖、肥大并向内皮下迁移，导致血管壁损伤不能修复，内膜增厚，血管重构，最终导致动脉粥样硬化(AS)的发生、发展[2]。近年来大量研究证明，中药可合理抑制VSMC增殖和迁移，为防治血管增殖性疾病开辟了新的途径。现就中药抑制VSMC增殖和迁移作用机制的相关文献综述如下。

1 VSMC的病理生理特性

VSMC来自胚胎发育时期的中胚层，逐渐分化为不同的细胞群，并获得具有成年特征的分化表型，即收缩型。但在某些因素刺激下，VSMC又能够去分化为分泌型，细胞形态由长梭形变为多角形，与VSMC内 p38(MAPK)/HSP27通路活化介导纤维肌丝聚合形成伪足有关[3]，分泌型VSMC具有较强的增殖迁移能力，并分泌大量促炎因子。VSMC表型的转换常常是其发生增殖、迁移的前提条件。

2 内皮素(ET)/一氧化氮(NO)失衡与VSMC增殖

ET和NO是血管内皮细胞合成释放的一对最重要的内源性血管舒缩因子。正常情况下，二者处于动态平衡，以维持血管张力和内膜的无增殖状态。ET可与其不同受体结合后，经由MAPK、活性氧(ROS)通路等多个级联信号转导，刺激VSMC凋亡、迁移，造成血管内皮损伤，参与AS的发生[4]。汪晨净等[5]通过培养大鼠VSMCs ，在不同时间以不同浓度内皮素-1(ET-1)刺激VSMC，观察ET-1对大鼠VSMC产生单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)的影响，结果发现ET-1能诱导大鼠VSMC MCP-1蛋白及mRNA表达，这可能是其造成血管内皮损伤、VSMC增殖、迁移和凋亡的原因之一。 NO作为一种气体信号分子，是内源性血管舒张因子的主要活性成分，由前体L-精氨酸在一氧化氮合酶(NOS)作用下生成，能够激活鸟苷酸环化酶，生成环磷酸鸟甙(cGMP)，影响Na+-Ca2+交换，扩张血管。莫雪妮等[6]通过实验发现，天麻钩藤饮加味可改善高血压大鼠中、小动脉血管重构，抑制内皮细胞和VSMC增生，与血浆ET含量下降呈现一定的一致性，故推测其机制与降低血管局部组织ET含量，抑制VSMC增殖有关。离体实验方面，万强等[7]发现，川芎嗪可通过调节VSMC内ET-1和NO含量及成纤维细胞生长因子受体-1(FGFR-1)蛋白表达，下调JNK磷酸化，继而抑制PM2.5诱导的VSMC增殖。由此推测，川芎嗪可能通过调节ET/NO失衡进而达到抗VSMC增殖的作用。

3 基质金属蛋白酶(MMPs)与VSMC增殖

细胞外基质(ECM)是组成血管壁的“骨架”，不仅能维持血管壁的完整，还可作为媒介为血管细胞传递增殖、分化和凋亡等信号。MMPs是一类锌依赖性的肽链内切酶，主要由巨噬细胞、平滑肌细胞和内皮细胞等产生，能够降解ECM和基膜各组分，是调节ECM重建的最重要酶类，通过降解ECM，从而促进血管主要细胞的迁移和增殖，在内膜增生和血管重塑中起着关键作用，与AS不稳定斑块有着密切的联系。正常VSMC位于血管壁中膜层，被ECM所包绕，VSMC的迁移必须要克服ECM的阻碍，MMPs通过降解ECM促进了VSMC的迁移。同时，伴随着ECM的降解，被包裹的生长因子释放，生长因子、整合素等介导的增殖信号放大，间接刺激了VSMC的增殖。Johnson等[8]研究发现，大鼠左颈动脉结扎28 d后，MMP-3基因敲除鼠新生内膜厚度显著降低，VSMC迁移受阻，而外源性导入MMP-3基因却能够恢复其促迁移的作用。 中药以MMPs作为干预靶点抑制细胞增殖取得了一定的疗效。李洋洋等[9]通过高脂饮食复合腹腔注射维生素D3法建立AS大鼠模型，给予水蛭粉连续8周灌胃，结果发现水蛭粉可抑制平滑肌细胞表型转化、增殖和迁移等环节，抑制血管内膜增厚，减缓动脉粥样硬化的进展，并推测其可能通过下调基质金属蛋白酶-2(MMP-2)和基质金属蛋白酶-9(MMP-9)水平、抑制平滑肌细胞α-肌动蛋白(α-actin)表达的下调而发挥抗VSMC增殖作用。此外，汪玉成等[10]通过体外ox-LDL诱导VSMCs，建立VSMCs迁移的AS细胞模型，采用20%泽泻汤含药血清干预， 结果发现泽泻汤可抑制ox-LDL诱导的VSMCs迁移和MMP-2、MMP-9蛋白表达，提示泽泻汤抑制VSMCs迁移的作用机制可能与影响MMP-2和MMP-9的表达有关。

4 小凹、小凹蛋白-1(caveolin-1)与VSMC增殖

小凹是细胞质膜表面特异的疏水性内陷微区，呈烧瓶状，该结构聚集了多种受体分子和信号分子，具有强大的信号转导功能，大量分布于内皮细胞、平滑肌细胞、脂肪细胞等终末分化细胞的细胞膜[11]。Caveolin-1作为小凹的标记蛋白和重要结构蛋白，参与了小凹的形成以及相关细胞增殖、分化和凋亡等信号通路的调控[12]。Gosens等[13]报道，Caveolin-1在平滑肌表型转换中扮演重要角色，有助于维持气道平滑肌收缩表型。有研究发现caveolin-1在大鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)向VSMCs分化过程中起到了重要作用[14]。Caveolin-1表达的水平随转化生长因子-β1(TGF-β1)诱导时间的延长而增强，提示Caveolin-1可能参与了干细胞来源的VSMC的形成。曲悦君[15]以体外培养的大鼠气道平滑肌细胞(ASMCs)为基础，检测有无Caveolin-1存在的条件下，姜黄素对ASMCs增殖的影响及其作用机制，结果证实了姜黄素抑制大鼠气道平滑肌细胞ASMCs的增殖是通过调节caveolin-1的表达发挥作用的。

5 Apelin与VSMC增殖

Apelin是日本学者Tatemoto等从牛胃分泌物中提取并纯化的孤儿G蛋白偶联受体(APJ)的天然配体，主要在心血管、脑、肺和乳腺等组织中表达。体内有多种亚型， Apelin-13被鉴定为人类心脏的主要亚型。Apelin是重要的血管生成因子，通过促进血管新生，在缺血性心脏病、心肌重塑中具有重要的作用[16]。心血管组织中，Apelin 受体主要存在于内皮细胞中，在许多脉管系统的平滑肌细胞和心肌衰弱细胞中也有发现，具有抗炎、抗凋亡、调节血管稳态等功效。

大量文献证明Apelin具有促进血管平滑肌增殖的作用。有学者认为Apelin 通过PI3K/Akt /ERK/CyclinD1信号通路和Jagged-1/Notch3/CyclinD1信号通路诱导VSMC增殖。此后的研究中又发现Apelin-13可通过磷酸化AMPKα使Drp1表达增加，诱导PINK1/Parkin通路相关的线粒体自噬，促进VSMC增殖，从而加剧了动脉粥样硬化的进展[17-18]。Liu等[19]报道Apelin-13能通过PI3K/Akt信号通路促进SD大鼠胸主动脉VSMC增殖，呈时间和剂量依赖性。除此之外，Li等[20]研究也表明Apelin 通过Jagged-1/Notch 3信号转导通路调节CyclinD1 的表达来促进VSMC的增殖。因此，如何有效利用Apelin的心血管保护作用，避免其诱导细胞的过度增殖，造成内膜增厚、管腔狭窄等不利反应是应该关注的问题。

6 血红素氧合酶-1(HO-1)与VSMC增殖

HO-1是血红素降解的起始酶和限速酶，HO-1通过降解血红素产生一氧化碳、胆绿素和铁离子，胆绿素进一步经胆绿素还原酶作用生成胆红素。HO-1属诱导型酶，与氧化应激反应密切相关，其代谢产物一氧化碳(CO)和胆色素具有抗炎、抗氧化、抗凋亡功能，通过调节血管平滑肌细胞、内皮细胞、粒细胞等的增殖、迁移和黏附发挥重要的血管保护作用[21]。当机体出现氧化应激反应时，转录子Nrf2与其受体Keap-1解离，由胞浆转位进入细胞核内，与抗氧化反应原件ARE结合，启动一系列抗氧化酶基因的表达，如HO-1、谷胱甘肽过氧化物酶(GPs)及NAD(P)H等，保护机体免受ROS损害。其中HO-1近年来在抑制VSMC增殖方面引起了人们的广泛关注。Andres等[22]研究表明HO-1及其代谢产物CO通过抑制NADPHox活性，减少ROS产生而发挥抑制大鼠VSMC增殖和迁移的作用，运用SiRNA沉默NADPHox同工酶Nox2和Nox4表达，增殖可受到明显抑制。Duckles等[23]报道HO-1抑制VSMC增殖通过其代谢产物CO介导细胞T型Ca2+通道阻断而实现。概括来讲，HO-1抗细胞增殖效应与其抗氧化功能密不可分，通过减少ROS的产生，从而使对ROS敏感的增殖相关通路AKT、MAPKs、 JAK等磷酸化水平均下降，VSMC增殖也被阻断。

有文献报道栀子苷元(京尼平)能够剂量依赖地抑制肿瘤坏死因子-α(TNF-α)诱导的VSMC迁移和增殖，与HO-1mRNA水平的升高呈现较好的一致性，而SiRNA沉默则可部分抵消京尼平抑制增殖的作用[24]。Hwang等[25]报道夏枯草提取物能够显著抑制高糖诱导的VSMC增殖，研究发现运用夏枯草提取物干预细胞增殖模型，CyclinD1、CyclinE表达下调；抗氧化通路Keap-1/Nrf2/ARE活化及HO-1合成水平增加；增殖相关通路ERK、核转录因子-κB(NF-κB)等受到抑制，提示夏枯草抗平滑肌增殖机制与HO-1抗氧化效应有关。

7 结 语

VSMC迁移和增殖是AS演变的主要因素，是经皮冠状动脉介入治疗(PCI)术后再狭窄、高血压血管重构的重要病理基础，如何有效限制平滑肌异常增殖和迁移是心血管领域亟待解决的问题。VSMC增殖是多种细胞因子、血管活性物质共同作用的结果，涉及MAPK/ERK、PI3K/Akt等多条信号通路，与局部的炎症微环境、基质外环境密切相关，而最终获得增殖能力的VSMC又可以分泌大量的促炎因子，放大增殖效应，机制复杂，临床尚无特效的抑制VSMC增殖的药物。中药以其多靶点、多层次优势，在抗炎、抗血小板聚集、抗氧化应激、调脂等方面取得了一定的疗效，探讨中医药抗VSMC增殖的新靶点，为临床治疗提供新的途径。但目前关于中药调控Apelin、caveolin-1等增殖相关靶点的研究甚少，为以后进行深入研究提供了方向。