白藜芦醇和锌离子心肌保护作用的联系与进展（连载二）

贺翼飞　付宇　赵杨　刘宇琳　习瑾昆

【关键词】心肌损伤;白藜芦醇;锌离子;心肌保护

中图分类号  R654.2    文献标识码  A    文章编号  1671-0223（2020）06-021-03

4 白藜芦醇和锌离子心肌保护作用的联系

4.1白藜芦醇和锌离子与内质网应激

内质网作为细胞器之一，在细胞功能和存活中扮演十分重要的角色，内部稳定是保证其功能正常运转的前提，一旦内环境发生紊乱可引起内质网功能障碍，导致内质网应激[53]。细胞受损情况危急时，内质网应激的相关凋亡信号会发生活化，具体表现为CHOP、JNK、Caspase12的级联与活化。大量研究显示，ERS参与心肌I/R损伤的发生[16-17]。实验室前期研究显示，在大鼠I/R损伤模型中，ERS相关蛋白-葡萄糖调节蛋白78（glucose regulated protein 78， GRP 78）、GRP 94在再灌注期时表达明显增多，表明再灌注期导致内质网应激的发生，而白藜芦醇能够抑制再灌注损伤导致的内质网应激。白藜芦醇能够模拟内质网应激抑制剂牛磺熊去氧胆酸（tauroursodeoxycholic Acid， TUDCA）的作用，但被锌离子的特异性螯合剂N，N，N'，N'-四-（2-吡啶基甲基）乙二胺（TPEN）所抑制，说明锌离子在白藜芦醇保护心肌中充当了一定的角色;另外，白藜芦醇能够模拟TUDCA显著提高了锌离子特异性荧光染料Newport Green DCF的强度，说明白藜芦醇能够促进细胞内锌离子的释放以及能够经由锌离子保护心肌[52]。此外，白藜芦醇能够使GSK-3β发生磷酸化、抑制mPTP开放，但同样被TPEN所抑制，证明白藜芦醇能够增加细胞内锌离子，使GSK-3β磷酸化进而阻止mPTP开放，发挥心肌线粒体保护作用[54]，进一步说明锌离子浓度与白藜芦醇对于心肌保护具有协同作用。课题组前期实验还证明，白藜芦醇还能经由cGMP/PKG信号途径，使GSK-3β失活进而阻止mPTP开放，保护心肌[33];锌离子也能激活cGMP/PKG信号通路阻止mPTP开放[47-48]。因此，白藜芦醇和锌离子对于心肌保护的信号通路和作用机制出现重合，我们推测两者有可能协同保护心肌，这需要后续实验证实。

4.2白藜芦醇和锌离子与心肌梗死

锌离子具有与白藜芦醇同样的抗炎症和抗氧化特性，对于免疫系统的功能也至关重要，参与调节先天性和适应性免疫细胞的细胞内信号通路[55]。有研究证明，锌离子通过稳定蛋白质巯基抗氧化作用和对抗过渡金属催化的反应来发挥其抗氧化作用[56-57];它还可以增强抗氧化剂蛋白质和酶（如谷胱甘肽和过氧化氢酶）的活化[58];另外，它能够通过增加两种具有抗炎特性的锌指蛋白A20和PPAR-α的基因表达来发挥抗炎症作用[59]。白藜芦醇能够防止高脂饮食（HFD）小鼠中慢性氧化应激的积累，调节血浆和脾脏中细胞因子的变化，并降低炎症介质的表达。白藜芦醇作为一种可行的HFD有效补充剂，可以缓解氧化应激，抑制炎症基因并通过HFD抑制的芳基烃受体活化增加调节性T细胞（Treg）的值[3]。还有研究证明，白藜芦醇能够通过维持锌稳态、提高SOD活性水平来减轻糖尿病大鼠的氧化应激损伤[60]。

锌离子可以减轻心肌梗死（MI）所导致的心脏收缩功能和舒张功能障碍;在心肌梗死的动物中过氧化氢酶和超氧化物歧化酶减少，但锌离子能够增加其活性[61]。同样，白藜芦醇可以抑制心肌梗死的雄性SD大鼠左心室射血分数（LVEF）降低以及左心室异常扩张;白藜芦醇能够显著改善心肌梗死大鼠的心脏重塑和减轻收缩功能障碍，它是通过抑制超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性的降低以及减少心脏炎症和纤维化来降低氧化应激实现的[62]。

4.3白藜芦醇和锌离子与糖尿病性心肌病

在糖尿病性心肌病（DCM）小鼠中，用锌离子治疗可减轻心脏功能障碍、心肌肥大、心肌纤维化、心肌炎症和氧化损伤[63];此外，锌离子提高了DCM小鼠心脏的核因子E2相关因子2（Nrf2）功能和金属硫蛋白（MT）表达[63]。同样的，白藜芦醇也能够减轻DCM小鼠的心脏功能障碍和心肌肥大，减少DCM小鼠心肌的纤维化[64];另外，DCM小鼠心脏还表现出氧化损伤，同样被白藜芦醇减弱，白藜芦醇同样是通过增加Nrf2的表达和转录活性，以及Nrf2下游抗氧化靶标来预防DCM[64]，白藜芦醇与锌离子再一次通过同样的机制来保护心肌。

4.4白藜芦醇和锌离子与心肌缺血/再灌注

有研究表明，在体外实验，锌离子通过激活PI3K/Akt途径保护H9c2心肌细胞免受缺氧/复氧损伤诱导的凋亡性细胞死亡[65]。在体内实验，白藜芦醇使NOS，NO，Bcl-2蛋白和p-Akt的表达明显增加，使心肌细胞凋亡和Bax/Bcl-2的表达明显降低，但此作用被渥曼青霉素（PI3K-Akt特异性抑制剂）阻断，说明白藜芦醇可以抑制缺血/再灌注诱导的心肌细胞凋亡，PI3K-Akt信号通路参与其中[66]，证明了白藜芦醇和锌离子能够通过同样的信号途径抑制心肌凋亡。此外，锌离子可以介导腺苷（NECA）发挥抗再灌注损伤的心脏保护作用[48]。同样，白藜芦醇预处理也能通过腺苷（NECA）受体信号传导，再通过Akt依赖性和非依赖性途径触发cAMP反应元件结合蛋白（CREB）的磷酸化，从而发挥心脏保护作用[67]。

最近的研究显示，白藜芦醇-锌组合用于治疗前列腺癌，锌耗竭是健康前列腺代谢转化为前列腺恶性肿瘤的标志性特征，锌补充剂可以中止前列腺恶性肿瘤，但没有足够的生物可利用锌，因此，使用白藜芦醇重新调节锌稳态是一种新的PCa管理策略[68];白藜芦醇与锌组合还能使乳腺癌大鼠尿液中15-羟基二十碳四烯酸（15-HETE）浓度水平降低[69];白藜芦醇能够增加锌指蛋白36 （ZFP36）表达并降低A549肺癌细胞中ZFP36靶基因的mRNA水平[70];另外，白藜蘆醇抑制DNA-甲基转移酶1的表达并诱导ZFP36启动子的去甲基化，表明白藜芦醇通过其在非小细胞肺癌中的ZFP36的表观遗传调节具有抗癌活性[70]。因此，白藜芦醇与锌离子作用机制具有一定的关联性，其详细机制有待于进一步探讨。

綜上所述，白藜芦醇可以发挥心肌保护作用，锌离子也能够保护损伤的心肌;白藜芦醇和锌离子的心肌保护作用均与蛋白激酶信号通路有所联系，我们的最新研究也证明了，白藜芦醇能够通过ERK/GSK-3β蛋白激酶信号通路增加细胞内锌离子浓度从而保护内质网应激损伤的心肌细胞[71]。白藜芦醇与锌离子在其他方面或其他机制中是否存在某些联系，有待于更多的研究。

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（續完）                              [2020-01-03收稿]

基金项目：国家自然科学基金（NSFC81570275）;河北省自然科学基金（H2018209309）;河北省高层次人才资助项目（A2017010069）;河北省高校百名优秀创新人才支持计划（SLRC2017051）

作者单位：063000 河北省唐山市，华北理工大学临床医学院，唐山市慢性病临床基础研究重点实验室

* 通讯作者