淫羊藿苷对心血管疾病保护作用研究进展

袁晶 陈智昌 焦福智 李平 孟园 刘欣

心血管疾病是当今世界人口最主要的死亡原因之一[1]。在美国，导致死亡的心血管疾病依次是冠心病(43.8%)、中风(16.8%)、高血压(9.4%)、心衰(9.0%)、动脉疾病(3.1%)和其他心血管疾病(17.9%)[1]。在中国，心血管病现患人数约2.9亿，其中脑卒中1300万，冠心病1100万，肺原性心脏病500万，心力衰竭450万，高血压2.45亿。心血管病的死亡率在中国同样占首位，高于肿瘤等其他疾病，占疾病死亡构成的40%以上[2]。心血管疾病发病率高、死亡率高、患者经济负担重，防治心血管疾病刻不容缓。

淫羊藿为小檗科植物淫羊藿、箭叶淫羊藿、柔毛淫羊藿或朝鲜淫羊藿的干燥叶，具有补肾阳、强筋骨、祛风湿的作用。淫羊藿苷(icariin，ICA)为淫羊藿的主要药用成分，具有抗炎、抗肿瘤、调节免疫、调节生殖功能、改善骨代谢、保护神经、保护心血管等作用[3]。近年来，ICA成为国内外研究的热点，诸多基础研究证实了ICA对心血管系统的保护作用。现结合国内外文献进行综述。

1 对心肌的保护作用

1.1 改善心室重构

心肌肥厚是包括高血压在内的多种心血管疾病的一个病理过程，主要表现为心肌细胞肥大、非心肌细胞增生、间质纤维化。长期高血压可导致以心肌肥厚为重要特征的心室重构(ventricular remodeling，VR)。心脏的自分泌、旁分泌和内分泌系统，以及它们介导的信号转导通路之间的相互作用在VR的发生、发展中发挥着关键作用。肾素—血管紧张素—醛固酮系统、氧化应激、异丙肾上腺素、转化生长因子都是导致VR发生的相关因素。VR是多种心血管疾病从代偿发展为失代偿的基础，研究如何防治心室重构对心血管疾病具有重要的意义。王颖婉等通过研究发现ICA具有减轻自发性高血压大鼠(spontaneously hypertensive rats，SHR)心肌细胞肥大及纤维化、改善心室重构的作用，其机制可能与上调过氧化物酶体增殖剂激活受体α(peroxisome proliferators-activated receptor α，PPARα)、过氧化物酶体增殖剂激活受体γ(peroxisome proliferators-activated receptor γ，PPARγ)有关[4]。基质金属蛋白酶9(matrix metalloprotein-9，MMP-9)是一种蛋白水解酶，既往研究表明其高表达与多种心血管病的心血管重构有关。他们的团队还发现ICA抗心室重构作用可能与降低MMP-9有关[5]。ICA还能抑制H9c2心肌细胞活性氧(reactive oxygen species，ROS)依赖的c-Jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase，JNK)及p38丝裂原活化蛋白激酶(p38 mitogen-activated protein kinase，p38MAPK)通路的激活，从而减轻由血管紧张素Ⅱ(angiotensin Ⅱ，AngⅡ)引起的细胞肥大与凋亡[6]。

1.2 抗心肌细胞凋亡

细胞凋亡是一个程序性细胞死亡的过程，由不同的信号级联激活，并由复杂的网络所调控。目前所知的细胞凋亡途径主要包括：外源性细胞凋亡(死亡受体途径)、内源性细胞凋亡(线粒体途径)及内质网凋亡通路，其中以线粒体途径最为经典。无论是外源性还是内源性细胞凋亡途径，最终都导致效应器，即含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶3 (cysteinyl aspartate specific proteinase-3，caspase-3)的激活，从而诱导凋亡。凋亡可导致心肌细胞数量减少，参与多种心血管疾病的病理过程。因此，减少和抑制心肌细胞的凋亡在心血管疾病的治疗中十分重要。26周龄的SHR心肌细胞表现为肥大、延长，排列紊乱，凋亡明显，心脏组织p53、active caspase-3的蛋白含量明显升高。而ICA可抑制SHR心肌细胞凋亡，改善心脏重塑，下调上述指标，表明其抗心肌细胞凋亡机制可能与抑制 caspase3的激活有关[7]。此外，相关研究还发现ICA抑制心肌细胞凋亡、改善心脏重塑可能与抑制线粒体凋亡途径有关[8]。HENG ZHOU[9]等发现了ICA对脂多糖诱导的心肌细胞炎症反应和凋亡的缓解作用，这种作用可通过抑制ROS依赖的JNK/核因子κB(nuclear factor kappa-B，NF-κB)途径来介导。

1.3 促胚胎干细胞向心肌细胞分化

胚胎干细胞(embryonic stem cells，ESCs)是干细胞的一种，具有分化并发育形成包括心肌细胞在内的所有类型组织细胞的能力。ESCs在一些诱导因子的刺激下可分化成为心肌细胞，这些分子包括BMP、WNT信号通路、NOTCH信号通路、CHF1/Hey2等。此外，内源性激素、神经递质、拟胚体的大小也可能影响干细胞的分化[10]。在一定程度上，可以将ESCs定向分化成特异组织细胞或器官，替代已失去功能的细胞，从而为心肌梗死等诸多疑难病症的治疗带来了新的希望。ICA在体外诱导小鼠ESCs向心肌细胞分化，但其作用机制尚未完全阐明。Zhou L[11]等发现，磷脂酰肌醇3激酶增强剂(phosphatidylinositol 3-kinase enhancer，PIKE)参与了ICA诱导的心肌细胞分化，ROS的产生和NF-κB核移位与PIKE的激活有关。结合蛋白2(junctophilin 2，JP2)是一种与心脏发生相关的关键蛋白，Liang X[12]等研究发现，ICA促进小鼠ESCs定向分化为心肌细胞，ICA部分通过调节JP2促进心肌分化，改善心肌细胞的Ca2+调节功能。

1.4 抗心肌缺血再灌注损伤

心肌缺血再灌注损伤(myocardial ischemia reperfusion injury，MIRI)，发生在冠状动脉供血部分或完全停止和随后的再灌注的过程中，心肌经历缺血后恢复血流灌注时缺血心肌损伤加重，从而引起各种临床事件中的心血管损伤，如心肌缺血、心律失常、循环停止等。目前认为其发病机制包括氧自由基生成过多、细胞内钙超载、生理PH值快速恢复、线粒体膜通透性转换孔(mitochondrial permeability transition pore，mPTP)开放、炎性反应、细胞凋亡等[13]。缺血性心脏病等都与MIRI有关。郭庆军[14]建立SD大鼠MIRI模型，发现ICA能够降低血清IL-1β以及心肌组织中TNF-α的水平，降低MPO活性和NF-κB表达水平，改善病理变化，表明ICA对MIRI大鼠心肌的保护作用可能是通过减轻炎症反应实现的。有研究[15-16]发现ICA通过激活磷脂酰肌醇-3激酶(phosphatidylinositol 3-kinase，PI3K)/Akt通路和调节凋亡，减轻了大鼠MIRI，显著降低了心肌梗死面积。

1.5 抗心衰

心脏重塑在临床上被定义为因细胞损伤或负荷条件改变而引起的左室容积、形状和功能的改变。根据定义，临床心脏重塑是心力衰竭预后的独立决定因素。采用结扎大鼠冠状动脉的方法建立大鼠心脏重塑模型，发现ICA通过CD147/MMP-9途径抑制心肌细胞凋亡，影响心梗后的心室重构[17]。糖尿病心肌细胞的心肌收缩功能障碍是心力衰竭的重要促发因素，有研究[18]发现ICA可能通过Apelin/Sirt3途径阻止线粒体功能障碍而减弱了糖尿病心肌病的发育。

2 抗高血压肾损伤

高血压导致的肾脏损害主要表现为蛋白尿、肾小球硬化、肾脏间质纤维化以及炎症细胞浸润。高血压性肾损害继发于动脉高压导致的血管病变，其发病机制错综复杂，肾小球血流动力学的改变是其主要发病机制，其次还与肾素血管紧张素系统、炎症反应、氧化应激、代谢、遗传等因素有关[19-20]。研究证实ICA可以保护SHR的高血压肾损伤。朱玲[21]等通过实验研究发现ICA能够改善SHR肾脏病理性损伤，该作用可能是通过抑制NF-κB信号途径产生的。此外，高血压引起的肾损害还与肾小管上皮细胞的凋亡有关，研究表明ICA能够下调Bax、Active caspase-3、Bok水平，上调Bcl-2的表达发挥抗肾小管上皮细胞凋亡的作用[22]。

3 对血管的保护作用

3.1 保护血管内皮细胞

血管内皮由单层内皮细胞组成，在血液和邻近组织之间形成一个巨大的界面，能够维持血管扩张和收缩之间的平衡，维持血栓形成和止血以及其他炎症反应，从而调节循环系统的正常功能。然而，各种有害刺激如氧化应激和炎症，可以改变正常的内皮功能，并导致内皮功能障碍(endothelial dysfunction，ED)的发生[23]。ED是随后发生的心血管事件或死亡事件的早期预测因子[24-25]，许多心血管疾病表现出内皮功能受损。因此，改善ED是治疗心血管疾病的一个重要方面，ICA对内皮细胞的保护作用体现在以下几个方面。

3.1.1 抑制内皮细胞损伤和凋亡 Hu Y[26]的研究团队发现ICA通过降低内皮分泌细胞间黏附分子-1(intercellular cell adhesion molecule-1，ICAM-1)、血管细胞粘附分子-1(ascular cell adhesion molecule-1，VCAM-1)及E-选择素(E-selectin)等炎症因子水平，调节caspase-3和Bcl-2的表达[27]，对氧化低密度脂蛋白(oxidized LDL，ox-LDL)诱导的人脐静脉内皮细胞(human umbilical vein endothelial cells，HUVECs)损伤模型发挥保护作用。在由脂多糖诱导的内皮损伤模型中，ICA的内皮保护作用也得到了证实[28]。ICA还能够减轻高糖诱导的HUVECs凋亡、氧化应激和炎症，从而对高糖诱导的内皮功能障碍发挥一定的保护作用[29]。此外，ICA通过抑制内质网应激保护血管内皮细胞免受氧化应激，抑制内质网GRP78、ATF4和eIF2α蛋白表达，进而减轻氧化应激损伤可能是其分子机制[30]。

3.1.2 抑制其他细胞向内皮细胞的迁移和黏附 趋化因子CX3CL1主要表达于血管内皮细胞，可与其受体CX3CR1结合，经Gi蛋白偶联的信号转导，使淋巴细胞、单核细胞等向内皮细胞招募、黏附并向中膜迁移，从而导致血管狭窄及血管重塑。有研究证实ICA可抑制CX3CL1诱导的单核细胞(THP-1)向HUVECs的迁移和黏附，该作用可能与抑制CX3CL1/CX3CR1/NF-κB/TNF-α信号通路有关[31]。

3.1.3 抑制内皮细胞衰老 细胞的老化在动脉粥样硬化过程中起到重要作用，内皮细胞的老化通过影响内皮细胞合成和分泌血管活性物质，从而影响内皮细胞功能。HUVECs在高糖诱导的环境下衰老细胞阳性率增高，ICA通过调节PI3K/Akt通路，发挥延缓细胞衰老进程、提高内皮细胞功能的作用[32]。

3.2 保护血管平滑肌细胞

血管重构(vascular remodeling，VSR)指血管的任何结构变化。VSR最典型的特征包括内膜内皮细胞肿胀、内侧平滑肌细胞增生和外膜细胞外基质的沉积。血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells，VSMCs)是动脉壁的基本结构和功能成分，通过收缩从而调节血管张力，进而调节血流和血压，其功能紊乱可导致血管疾病。在动脉粥样硬化斑块形成、高血压、血管再狭窄的病理过程中，VSMCs的异常增殖发挥了重要作用。因此，有效调控VSMCs增殖是治疗高血压、动脉粥样硬化等心血管系统疾病的前沿课题之一。ICA对VSMCs的作用体现在以下几个方面。

3.2.1 抑制平滑肌细胞过度增殖，促进凋亡 有研究发现在由同型半胱氨酸诱导的主动脉平滑肌细胞增殖模型中，ICA能够促进VSMCs Caspase-3的表达[33]，诱导过度增殖的平滑肌细胞凋亡。ICA还能拮抗ox-LDL诱导的兔VSMCs增殖，促进其凋亡[34]。此外，胡彦武[35-36]等的研究发现ICA可以抑制ox-LDL诱导的VSMCs增殖，其机制可能与降低PCNA表达和阻断p38MAPK、细胞外调节蛋白激酶(extracellular regulated protein kinases，ERK1/2)信号通路有关。

3.2.2 抑制平滑肌细胞钙化 体内的钙主要以羟基磷灰石的形式存在于骨骼和牙齿中，当钙以磷酸钙的形式沉积在动脉系统时，会导致动脉钙化，易致血管狭窄，进而改变血管系统的血流动力学，引起高血压、中风和心肌肥厚等疾病。程孝中发现ICA能够抑制β-甘油磷酸盐诱导的大鼠胸主动脉平滑肌细胞钙化[37]，关于ICA对动脉钙化的具体作用机制有待进一步的研究。

3.3 调节血管舒缩

心脏和血管的舒缩功能异常是众多心血管疾病的重要表现。以离体大鼠胸主动脉环和离体心脏为研究对象[38]，研究人员发现ICA能够舒张己经收缩的胸主动脉环，且呈剂量依赖性，这种舒张效应与内皮和一氧化氮(Nitric Oxide，NO)有关。龚青[39]等发现ICA能够改善乙酰胆碱对雌性去卵巢大鼠胸主动脉环的舒张效应，可能是通过上调胸主动脉内皮细胞磷酸化内皮型一氧化氮合成酶(endothelial Nitric Oxide Synthase，eNOS)的水平，继而改善了内皮舒血管功能。这两项研究均证实了ICA的舒血管效应与内皮功能有关，进一步完善了其舒张血管可能的作用机制。

3.4 刺激血管新生

血管修复和血管新生是治疗心血管疾病的有效途径。近年来，科学家们一直关注血管新生在心血管疾病中所扮演的不同角色。李菲[40]等研究发现，ICA能够促进受损的斑马鱼体节间血管及肠下静脉的发生，证明了ICA在整体情况下促进血管发生的作用。此外，ICA能够通过上调VEGFA、HIF-1α、MMP-2、MCP-1和IL-8这些与血管形成相关的基因的表达水平，进而促进血管内皮细胞的增生及血管形成[41]。ICA还能够促进骨髓内皮细胞的增殖和迁移，增强细胞基质的粘附，以及促进毛细血管的形成[42]。

内皮祖细胞(endothelial progenitor cells，EPCs)是骨髓的衍生细胞，积极参与心血管内环境平衡。基础条件下，外周血EPCs可以修复正在进行的内皮损伤。缺血情况下，机体的EPCs会从骨髓向外周血动员，到达缺血部位，并刺激代偿性的血管生成[43]。目前的研究已经证实了循环EPCs水平的降低是心血管疾病的一个危险因素[44]。EPCs能够促进血管的生成，这为缺血性心脏疾病带来了新的希望。研究证实，ICA可促进体外培养的EPCs增殖、黏附、迁移和血管生成等功能，机制可能与CXCR4/PI3K/Akt和VEGF/eNOS细胞信号通路有关[45]。倪杰[46]的研究也发现了ICA能够增加人外周血EPCs的数量，改善EPCs的增殖、黏附、迁移能力，促进血管生成。

4 抗脑血管重构

前面已经提到，VSMCs的异常增殖是VSR的重要病理改变，是形成动脉粥样硬化斑块病变、高血压的共同病理基础之一。同样，脑血管平滑肌细胞增生是高血压脑血管重塑的重要因素，而后者又是导致中风的原因之一[47]。VSMCs的过度增殖和迁移增加了基底动脉的壁腔比，导致血压升高和终末器官损伤。AngII能够诱导VSMCs的增殖和血管重塑，在中风和高血压的发生发展中发挥重要作用。Dong H[48]等的研究发现，ICA能够减弱AngⅡ诱导的高血压大鼠模型中基底动脉收缩的增强，显著改善基底动脉的重构。在人脑血管平滑肌细胞中，ICA对AngⅡ诱导的细胞增殖、迁移和侵袭有明显的抑制作用。对其作用机制的分析表明，ICA通过抑制含有NADPH氧化酶2(NADPH oxidase 2，Nox2)的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(nicotinamide adenine dinucleotide phosphate，NADPH)氧化酶的激活，降低活性氧的产生，从而减轻脑血管平滑肌细胞的增生和随后的重塑。该研究可能为淫羊藿苷在中风治疗中的应用提供一种新的思路。

5 展望

目前国内外研究人员通过多种动物和细胞的疾病模型，证实了ICA对心血管疾病的保护作用，包括了对心肌的保护作用、对血管的保护作用、抗高血压肾损伤、抗脑血管重构等。其中，ICA能够减轻心肌细胞的炎症和纤维化、抗VR、抗心肌细胞凋亡、抗心衰、抗MIRI，还能够促进ESCs向心肌细胞的分化，从而对损伤的心肌发挥保护作用。ICA对血管的保护作用包括了保护内皮细胞和平滑肌细胞、调节血管收缩、刺激血管新生。从机制上看，ICA的上述作用与抗炎、抗氧化应激、调节细胞增殖和凋亡、抑制细胞衰老、动员干细胞分化和迁移有关。

心血管疾病仍是危害人类健康的一大杀手，目前ICA对心血管疾病作用的研究仍以基础研究为主，还没有将其应用于临床的报道，其对人体的作用仍是未知的。所以，对于是否可以应用ICA这一单体药物进行心血管疾病的防治值得深究。同时，ICA对心血管疾病保护作用的机制研究尚处于探索阶段，需要更深入的研究揭示相关蛋白及基因层面的机制，以期为早日开发出以ICA为主要药效成分的新药并应用于临床奠定基础。