中医药调节动脉粥样硬化的细胞自噬研究进展

张瑜 闫长宝 李悦 袁宏伟

动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)是多种心脑血管疾病的病理基础,这些疾病随着全球营养状况的提升和人口老龄化的趋势,越来越影响着人们的健康。随着研究的展开,自噬逐渐被认为是影响动脉粥样硬化进展的关键因素之一。细胞自噬是依赖溶酶体降解多余或受损的细胞内有害物质而达到细胞内环境稳定的过程,降解后的物质可以再次参与其他物质合成,即再利用。中医认为动脉粥样硬化类的疾病属于本虚标实、虚实夹杂,可能是由于痰浊、血瘀、气虚造成,而细胞自噬调节细胞内物质平衡和清除受损伤的细胞器等、调节细胞自噬水平的作用,与化痰、祛瘀、益气等治疗理论相合,这些理论指导的中医药治疗方案也逐渐发现与细胞自噬机制的密切关系。探讨中医药调节动脉粥样硬化的细胞自噬,可能发现中医治疗动脉粥样硬化的微观本质。

1 中医对动脉粥样硬化的认识

中西医在理论体系的建立方面相对独立,但在诊治对象及目标方面基本统一。中医没有“动脉粥样硬化”的说法,靠其表现大体上与中医理论中的“眩晕”、“卒中”、“胸痹”、“痰饮”、“真心痛”等相近,又究其成因,目前多将之归于痰浊、血瘀、脉痹、气虚,认为痰、瘀、毒为其病理机制,以本虚标实、虚实夹杂为主要特征［1］。

普遍认为“痰”的形成与动脉粥样硬化密切相关。《黄帝内经》就有“民病饮积心痛”的记载,元代朱震亨撰《格致余论·涩脉论》云：“或因厚味……气腾血沸,清化为浊,老痰宿饮,胶固杂糅,脉道阻塞,不能自行”,以为饮食失节、过食肥甘厚味而等致水谷不化,脾气不足,水湿内停,聚而成痰,是为“无形之痰”,现代医学认为粥样硬化斑块即为无形之痰的具体表现形式。痰浊血瘀日久,则化生邪热,这里的邪热与炎症密切相关。饮食失节还伤及肺、脾、肾三脏,还可形成内湿,也与动脉粥样硬化密切相关。脾失健运,水谷不化,脾伤及肾,气化失司,致使水湿内停。水停日久,气失调畅,化为瘀邪,阻闭经络,动脉粥样硬化斑块形成。

2 自噬与动脉粥样硬化

动脉粥样硬化病变主要是由于诸多病理因素如机械损伤、免疫、炎症等长期刺激,使血管和内皮损伤,内膜稳定性和完整性受到破坏,血液中的脂类物质浸润到内膜下,由平滑肌细胞和巨噬细胞吞噬,形成脂质核心,动脉粥样硬化斑块形成。由此可见,动脉粥样硬化斑块由巨噬细胞、血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells,VSMCs)和内皮细胞等3种主要细胞构成。这3种细胞也均观察到了有一定程度的自噬现象,如髓鞘样结构、胞质中的泛素化包涵体聚集或泡沫化等。Kheloufi等［2］发现,适当的血管内皮细胞自噬通量的增加能够通过抑制内皮细胞凋亡、衰老和炎症限制动脉粥样硬化斑块的形成。上调血管平滑肌细胞的自噬水平可抑制血管平滑肌细胞的衰老和凋亡,延缓动脉粥样硬化形成。

动脉粥样硬化早期受外界理化刺激长期影响,自噬能够维持血管平滑肌细胞生存,并使之由收缩型转化为合成型,维持纤维帽结构稳定。巨噬细胞则通过自噬排出多余的脂质,分解和再利用损伤的细胞器,抑制炎症反应,维持细胞内环境稳定。动脉粥样硬化中晚期自噬水平受到抑制,脂类物质和受损的细胞器大量累积,细胞凋亡,动脉粥样硬化病变发展。也有研究发现,过度自噬损伤了细胞功能,也会诱导凋亡,推动动脉粥样硬化进程。许文婷等［3］用阴阳平衡理论解释动脉粥样硬化中细胞自噬的程度,认为细胞自噬的上调是正气亏虚,机体的自救过程,过度自噬则破坏自身细胞器,内环境稳态丧失,邪实正虚,过犹不及。

3 中医与动脉粥样硬化的细胞自噬机制

中医理论指导中药方剂对动脉粥样硬化的辨证施治,传统上采用扶正补虚法、祛痰化浊法、清热解毒法、活血化瘀法等治法。随着细胞自噬机制的发现和认识,各家也积极探索中医理论指导下方剂治疗动脉粥样硬化的细胞自噬机制,以期医药互照,调整和完善治疗方案。从扶正补虚的角度上看,国医大师阮士怡教授秉持《黄帝内经》“正气存内、邪不可干”的思想,认为应早期介入中药治疗,以益肾健脾、涤痰散结法防治动脉粥样硬化。其团队研制的补肾抗衰片通过固护内皮、消除痰湿、通利脉道稳定斑块,临床上观察到了良好的疗效。研究此思想指导的方剂补肾抗衰片的治疗机制［4］,发现补肾抗衰片可上调三磷酸腺苷结合盒转运体A1(ABCA1)促进脂质外排以及通过抑制核因子κB(nuclear factor κB,NF-κB)的过度激活,通过调控细胞自噬抗炎以维持细胞内环境稳定的作用。

祛痰化浊的角度上,陈丝等［5］发现化瘀祛痰方能够通过抑制p62的表达、上调自噬体蛋白微管相关蛋白轻链3(microtubles associated protein light chain 3,LC3)和FUNDC1的表达来上调自噬,延缓动脉粥样硬化斑块形成。活血化瘀方面,血府逐瘀方具有明确的抗动脉粥样硬化疗效,以川芎和赤芍为其精简选择方,川芎化瘀滞、开血郁,赤芍通利血脉,一热一寒,相辅相成。张艳虹等［6］研究表明,芎芍胶囊通过NF-κB通路调控血管平滑肌细胞自噬,延缓动脉粥样硬化进展。一些研究着眼于清热解毒。孙善美［7］认为动脉粥样硬化与肿瘤等癥积类疾病类似,虚和毒是关键病机,故以微观癥积理论为指导,从解毒入手,研究清热解毒的冬凌草,发现冬凌草甲素能够通过调控PI3K/PKB/mTOR通路,诱导Beclin-1参与自噬体形成,使动脉粥样硬化模型兔平滑肌细胞自噬水平提高,对抗动脉粥样硬化斑块形成。于红红等［8］发现清热解毒方剂黄连解毒汤可诱导Beclin-1的表达上调和mTOR的降低,上调巨噬细胞的自噬水平。

4 中药与动脉粥样硬化的细胞自噬

中药提取物治疗动脉粥样硬化的功效及其机制的相关研究也越来越多,目前发现与自噬相关的药物大概分为补虚、活血化瘀、清热几大类。观察到补虚类药物可通过调控自噬水平影响动脉粥样硬化进展。如补气药人参的提取物人参皂苷Rb1发现能够使动脉粥样硬化模型小鼠的胞浆型LC3(LC3-Ⅰ)向(自噬体)膜型(LC3-Ⅱ)转化,自噬通量增加,同时观察到其血清中炎性细胞因子水平降低、凋亡相关蛋白表达水平降低,提示人参皂苷通过提高自噬抑制细胞凋亡,延缓动脉粥样硬化斑块形成［9］。另一种补气药黄芪的提取物黄芪总皂苷,在动脉粥样硬化模型鼠的平滑肌细胞上抑制血管平滑肌细胞自噬水平,缓解动脉粥样硬化发展［10］。

活血化瘀中草药的重要成分的作用机制也与自噬相关。Chen等［11］观察到姜黄的提取物姜黄素诱导巨噬细胞上调盒转运体A1(ABCA1)和CD36的表达以及载脂蛋白A1和高密度脂蛋白的外流,维持细胞内胆固醇稳态,减少泡沫细胞形成。Gu等［12］发现烟酸姜黄素在单核巨噬细胞通过PI3K-Akt-mTOR通路使LC3-Ⅱ水平提高,自噬溶酶体数量增加,p62降低,提示自噬通量的增加,细胞中脂质积累减少。Zheng等［13］发现活血化瘀药银杏叶的提取物银杏内酯作用于大鼠脑缺血模型,能够使大鼠脑梗死面积减少,神经评分提高,其机制可能与内皮型一氧化碳合成酶(eNOS)和Akt的表达提高,调节缺血再灌注后脑血管细胞的自噬水平有关。

一些清热药对动脉粥样硬化的作用也与自噬相关。清热燥湿药黄连的提取物小檗碱［14］则通过激活AMPK/mTOR通路诱导自噬,观察到LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值和SQSTM1/p62的提升,抑制细胞炎性反应和自噬活性。Cao等［15］发现清虚热药青蒿的提取物灌胃的高脂喂养Apop-/-小鼠能够明显阻碍巨噬细胞的泡沫化和斑块形成,其机制可能是通过抑制mTOR和ULK1的磷酸化,增加LC3-Ⅱ的积累和p62的降解。另外,清热解毒药穿心莲的提取物穿心莲内酯抑制了CD36介导的氧化低密度脂蛋白(ox-LDL)摄取,增加了ABCA1和ABCG1的mRNA和蛋白表达增加纸质外流,抑制泡沫细胞形成,具有抗动脉粥样硬化的作用。

细胞自噬的调节对动脉粥样硬化的作用是近年来研究的热点问题,细胞通过适度的自噬清除内部不良刺激和受损细胞器等,维持细胞内环境稳态,稳定斑块,延缓动脉粥样硬化斑块形成。随着中医对于动脉粥样硬化和细胞自噬的认识发展,中医针对痰、瘀、毒的病理机制,予扶正补虚法、祛痰化浊法、清热解毒法、活血化瘀法等治法,这些方剂已逐渐被证实其作用机制与调控动脉粥样硬化发展中的细胞自噬水平有关,那么是否能够通过丰富相关研究,拓展中医防治动脉粥样硬化的理论基础,丰富中医的科学内涵,是未来研究者的挑战方向。目前已经发现一些与中医医理相合、常用于治疗动脉粥样硬化的中草药的提取物,其作用机制与动脉粥样硬化进程中调控细胞自噬相关,进一步拓展研究对中草药在细胞自噬方面的作用机制研究也具有很大的研究潜力和应用价值。