麦冬皂苷D 抗心血管疾病作用机制研究进展

陈志国，杜瑞娟，卞 华

（南阳理工学院张仲景国医国药学院，河南省张仲景方药与免疫调节重点实验室，河南 南阳 473004）

麦冬为百合科植物麦冬Ophiopogonjaponicus（L.f.）Ker-Gawl.的干燥块根，味甘、微苦，微寒，归心、肺、胃经，具有养阴生津、润肺清心之效［1］。其所含的化学成分包括甾体皂苷、高异黄酮、多糖、挥发油等，其中甾体皂苷具有多种药理活性。麦冬皂苷D 是从中药麦冬中提取的一种甾体皂苷类单体，其分子式为C44H70O16，相对分子质量854.466，为白色结晶粉末，易溶于乙醇、水，不溶于丙酮、石油醚等非极性溶剂。药理研究表明，麦冬皂苷D 在延缓衰老、改善学习记忆障碍、抗心脑血管疾病、抗肿瘤、抗炎、免疫调节等多方面均能发挥作用，尤其在心血管疾病方面的研究颇多［2］。心血管疾病仍然是头号杀手疾病，每年夺走1 790 万人的生命，占世界总死亡人数的31%［3］。本文根据近年来的相关研究报道，对麦冬皂苷D 抗心血管系统疾病的药理作用进行综述，以期为其深入研究和利用提供参考。

1 心肌细胞、内皮细胞的保护作用

1.1 调控内质网应激 内质网应激是细胞为应对内质网腔内错误折叠、未折叠蛋白聚集、钙稳态失衡等状况，而激活未折叠蛋白反应（unfolded protein response，UPR）、内质网超负荷反应、caspase-12 介导的凋亡通路等信号途径的反应过程。内质网应激既能诱导葡糖调节蛋白78 （glucoseregulated protein 78，GRP78，也称Bip）、GRP94 等内质网分子伴侣表达从而产生保护效应，亦能独立地诱导内源性细胞凋亡，最终影响应激细胞的转归，如适应、损伤或凋亡。心血管疾病中发生的代谢紊乱、缺氧、炎症等病理生理学因素均会引发内质网应激［4-6］。同时，内质网应激诱导炎症和氧化应激，适应不良的未折叠蛋白反应诱导的凋亡。

各种细胞压力，如未折叠蛋白的过度积累、氧化应激、病毒感染、葡萄糖缺乏和内质网钙离子耗竭，都可能导致内质网应激。为了减轻这种压力，内质网触发UPR。UPR由多种内质网跨膜受体蛋白介导，如包括肌醇需求蛋白1（inositol-requiring kinase 1，IRE1）、RNA 激活的蛋白激酶样内质网激酶（RNA-activated protein kinase-like ER kinase，PERK）、激活转录因子6 （activating transcription factor 6，ATF6）。这些受体蛋白的激活升高了内质网伴侣蛋白（如GRP78、GRP94） 表达。然而，如果过度或长期的应激则会导致内质网功能严重受损，需要通过激活C／EBP 同源蛋白（C／EBP homologous protein，CHOP）、c-Jun NH2 末端激酶（JNK） 或caspase-12 来触发凋亡途径［7］。研究表明，在许多疾病中（如心力衰竭） 存在内质网应激介导的细胞凋亡发生。

张光晨等［8］研究表明，异丙肾上腺素可诱导H9c2 细胞内质网应激标志蛋白Bip、PERK 表达升高，而预先给予麦冬皂苷D 处理，蛋白表达升高的趋势被逆转。研究还表明，麦冬皂苷D 可以降低阿霉素所致ATF6α、Bip、CHOP蛋白表达升高，对心肌细胞有保护作用［9］。虽然麦冬皂苷D'和麦冬皂苷D 同为麦冬中的皂苷成分且为同分异构体，但两者在药理效应存在明显差异。麦冬皂苷D'对心肌细胞有较强毒性［10］，会引起心肌细胞以p-PERK、Bip 蛋白升高为标志的内质网应激增强，以及以CHOP、磷酸化真核起始因子2α （p-eIF2α）、激活转录因子4 （ATF4） 升高为特征的细胞凋亡增多，而麦冬皂苷D 能对抗麦冬皂苷D'所致上述心肌细胞损伤［11］。

1.2 抑制细胞凋亡 细胞凋亡是由多种基因决定的细胞主动的、有秩序的死亡过程。细胞凋亡路径主要有3 种，包括内源性线粒体途径、外源性死亡受体途径、内质网途径。其中，线粒体途径是最主要的细胞凋亡路径。相关研究表明这3 条细胞凋亡途径是相互关联的，且都由同一种蛋白酶——半胱氨酸蛋白酶（caspase） 家族连接［12］。

1.2.1 与CHOP、JNK／C-Jun、caspase 相关 CHOP 也称DNA 损伤诱导转录因子3 （DNA damage inducible transcript 3，DDIT3），在细胞凋亡、自噬和分化过程中起重要作用。CHOP 在内质网应激时表达升高，被认为是内质网应激启动细胞凋亡的标志性蛋白。caspase 即半胱天冬酶，是在程序性细胞死亡中起重要作用的蛋白酶家族，在人类中已经确认的有12 种，鼠中有10 种。JNK 即c-Jun 氨基末端激酶，属于有丝分裂原活化蛋白激酶（MAPK） 家族，对细胞因子、紫外线照射、热休克、渗透休克等应激刺激有反应，同时在T 细胞分化和细胞凋亡途径中发挥作用。c-Jun是一种由JUN基因编码的转录因子，它通过JNK 途径的双重磷酸化而激活，从而具有抗凋亡活性。

研究显示，在血管紧张素（Ang Ⅱ） 处理的H9c2 细胞中，CHOP、p-JNK 和裂解caspase-12 表达升高，麦冬皂苷D 处理能抑制这些标记物的升高，同时麦冬皂苷D 能升高正常H9c2 细胞中CYP2J3 表达和14，15-DHET 水平［13］。Qian 等［14］研究表明，H2O2处理使细胞凋亡小体增加，而麦冬皂苷D 预处理后会减少，60 μmol／L 麦冬皂苷D 几乎完全消除了H2O2的促凋亡作用；麦冬皂苷D 能够降低由H2O2诱导的caspase-3、caspase-9 mRNA 表达和酶活性升高，至少部分地通过转录调控来阻断线粒体凋亡级联反应的激活。黄小燕等［15］用HUVECs 考察麦冬皂苷D 的效用，Ang Ⅱ可诱导JNK 和c-Jun 磷酸化蛋白表达升高，麦冬皂苷D 处理后，其磷酸化蛋白表达降低，可知，麦冬皂苷D可通过抑制细胞凋亡而保护血管内皮细胞。

1.2.2 与Bax、p-eIF2α、ATF4 相关 Bax 也称为Bcl-2 样蛋白4，是Bcl-2 蛋白家族中第一个被鉴定的促凋亡成员。真核起始因子2α （eukaryotic initiation factor 2α，eIF2α） 作为eIF2 中的调节亚基，参与细胞的生长、增殖和细胞周期的调控，最近的研究证实，eIF2α 参与调节动脉粥样硬化等心血管疾病形成。

研究表明，麦冬皂苷D 能够降低由异丙肾上腺素诱导的H9c2 细胞的CHOP、p-eIF2α、Bax、caspase-12 水平升高，降低细胞凋亡率，提高H9c2 细胞存活率［8］。麦冬皂苷D 能够对抗麦冬皂苷D'诱导的心肌细胞AFT4、CHO、peIF2α 蛋白表达升高，减轻麦冬皂苷D'所致心肌细胞损伤［11］。

1.3 减轻炎症反应 核因子κB （nuclear factor kappa-B，NF-κB） 是一种重要的核转录因子，在生物体内参与调节细胞分化、凋亡过程，并且参与调节炎症反应和免疫应答等重要的病理生理过程。NF-κB 家族包括RelA （p65）、RelB、c-Rel、p50 （NFκB1）、p52 （NF-κB2）。在静息状态时，NF-κB 二聚体与抑制蛋白（IκB） 组成异源三聚体，以无活性状态贮存在细胞质内，当细胞受到外界信号刺激时，IκB 激酶（即IKK 复合体） 诱导IκB 蛋白磷酸化并降解，而NF-κB 二聚体发生核易位，进入细胞核的NF-κB 与DNA 序列结合，诱导靶基因的转录。

NF-κB 的活化可通过经典和非经典的刺激途径而激活。NF-κB 激活的经典途径主要是致炎细胞因子［如肿瘤坏死因子（TNF-α）、白介素-1 （IL-1）］、可与Toll 作用的病毒产物等，与相应受体结合后刺激NF-κB 二聚体与IκB 分离从而进入细胞核进行基因转录；非经典通路的启动源自CD40、B 细胞活化因子（BAFF） 和淋巴毒素β （LT-β）的刺激，通过激活IKKα 使p100 （p52 的前体蛋白） 磷酸化，促进p52-RelB 二聚体的形成及其向核的转位。研究表明，NF-κB 经典通路通过调节HIF-1、炎症因子、细胞凋亡因子水平在心肌肥厚的发生发展中起重要作用［16］。

赵玲琳等［17］研究发现，H9c2 细胞先缺氧处理11 h（5% CO2、94% N2、1% O2），恢复氧4 h，构建缺氧复氧心肌细胞损伤模型，麦冬皂苷D 能够降低炎症因子TNF-α、IL-1β 水平，减缓由缺氧复氧诱发的心肌细胞炎症损伤。另有研究表明，H2O2能增加HUVECs 中TNF-α、IL-6 生成，麦冬皂苷D 预处理抑制TNF-α、IL-6 的释放；H2O2诱导的TNF-β、IL-6、RelAmRNA 表达升高分别为8.14 倍、4.77倍、1.53 倍，而麦冬皂苷D 则降低了这些基因的表达［14］。Huang 等［18］研究发现，麦冬皂苷D 通过增加HUVECs 中CYP2J2／EETs 和过氧化物酶体增殖物激活受体（PPARs）水平，抑制Ang Ⅱ诱导的NF-κB 核转位、IκBα 降低和促炎症细胞因子（TNF-α、IL-6、VCAM-1） 的激活，具有保护内皮细胞的作用。

另有研究表明，Ang Ⅱ处理H9c2 细胞后，与对照组比较，p-IkBA、Rel-A、p-RelA 蛋白表达升高，而麦冬皂苷D预处理，能抑制Ang Ⅱ对这些蛋白的影响［19］。麦冬皂苷D对血Ang Ⅱ诱导的在体心肌肥大有缓解作用，如接受AngⅡ灌注的大鼠表现为肾血管性高血压，随后出现心肌肥厚，如心肌细胞横截面积增加，左心室收缩末期内径（LVESD）、左心室舒张末期内径（LVEDD） 下降，麦冬皂苷D 能够逆转这些指标，对抗Ang Ⅱ诱导的心肌肥厚。总之，麦冬皂苷D 对减轻心肌肥厚有积极作用，其机制可能是通过升高CYP2J3 表达和抑制NF-κB 表达来抑制炎症。

1.4 减轻氧化应激 氧化应激是指体内氧化与抗氧化作用失衡的一种状态，倾向于氧化状态，常导致中性粒细胞炎性浸润，蛋白酶分泌增加，产生大量氧化中间产物。氧化应激是由自由基在体内产生的一种负面作用，并被认为是导致衰老和疾病的一个重要因素［20-21］。有证据表明，氧化应激在心血管疾病的进展中起着重要作用［22-23］。与其相关的酶类主要包括过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）、乳酸脱氢酶（LDH）、血红素加单氧酶（HO-1）等，另外丙二醛（MDA）、一氧化氮（NO） 等产物的水平是氧化应激高低的标志。

1.4.1 与SOD、LDH 相关 活性氧（ROS） 是含氧的高活性化学物质，由SOD、CAT 等特定抗氧化酶活性控制［24］。MDA 是脂质过氧化的产物之一，其可加剧细胞膜的损伤，是反映细胞氧化应激损伤的重要指标。研究表明，当心肌细胞中大量ROS 累积，导致NO 释放，正常的脂质发生过氧化产生过量的MDA，会增加心肌细胞膜的通透性，诱发LDH 等物质大量外泄，最终导致心肌细胞凋亡［25-26］。

赵玲琳等［17］研究表明，麦冬皂苷D 能够升高SOD 活性，降低LDH 活性、MDA 水平，减轻缺氧、复氧所致的氧化应激损伤，保护大鼠心肌细胞。另有研究表明，H2O2能够抑制大鼠心肌细胞H9c2 活性，麦冬皂苷D 能够提高H2O2损伤后细胞存活率，升高H2O2损伤后细胞内NO 水平和SOD 活性，降低MDA、LDH 水平，修复H2O2诱导氧化应激所致的H9c2 细胞损伤［27］。

1.4.2 与细胞色素P450 及HO-1 相关 细胞色素P450 是一个含有血红素的酶超家族，具有单加氧酶的功能，因其在450 nm 有特异吸收峰而得名。其参与内源性物质及药物、环境化合物等外源性物质的代谢。细胞色素P450 酶系统可缩写为CYP，其中家族以阿拉伯数字表示，亚家族以大写英文字母表示，酶个体以阿拉伯数字表示，如CYP2J2。CYP2J3 存在与人类中，而CYP2J3、CYP4J3 存在于鼠中。HO-1 是热休克蛋白（HSP） 家族的成员，被鉴定为HSP32，是血红素代谢过程中的重要酶，它将血红素转化为胆绿素。

黄小燕等［27］研究表明，麦冬皂苷D 预处理后能升高H2O2损伤后CYP2J3 表达，使2 种二羟基二十碳三烯酸（11，12-DHET、14，15-DHET） 水平升高，并激活PI3K通路及其下游因子Akt、eNOS 的磷酸化。Qian 等［14］研究表明，麦冬皂苷D 抑制H2O2诱导的人脐静脉内皮细胞（HUVECs） 线粒体ROS 生成，增强CAT、HO-1 活性，降低MDA、蛋白质羰基化物生成，抑制氧化还原敏感性信号转导（如ERK），抑制CAT、HO-1、半胱氨酸氨基转移酶的活性，减轻H2O2诱导的氧化应激损伤。

1.5 Ca2+稳态相关 Ca2+是一种普遍存在的细胞第二信使，参与各种细胞内过程，从受精到基因表达和细胞存活。在心肌细胞中，Ca2+循环对于有效的肌细胞收缩和舒张至关重要［28］，细胞内Ca2+稳态的精确控制依赖于一系列专门的调节蛋白，包括转录因子、离子通道、Ca2+结合蛋白。在正常的心动周期中，Ca2+通过膜电位依赖的L 型通道进入细胞内，这导致Ca2+依赖型Ca2+释放，即通过ryanodine 受体（RyR2） 从肌浆网释放到胞浆中，该受体受calstabin 2（FKBP12.6） 的调节，最终启动收缩周期。心脏舒张主要由肌浆网Ca2+-ATP 酶（SERCA2a） 的激活介导，该酶将Ca2+泵回肌浆网。SERCA2a 活性受另一种SR 膜蛋白——受磷蛋白（phospholamban，PLB） 的负性调节。去磷酸化的PLB 通过抑制其对Ca2+的表观亲和力来抑制SERCA2a 活性，并减少Ca2+重摄取到肌浆网中，而PLB 磷酸化逆转SERCA2a 活性的抑制并增加肌浆网的Ca2+摄取［29］。钙稳态对于维持正常的心脏功能至关重要，有证据表明，钙稳态的改变和钙循环蛋白的表达与心脏疾病密切相关。

You 等［13］研究表明，H9c2 细胞用Ang Ⅱ处理后，SERCA2a、PLB、RyR2、FKBP12.6 mRNA 表达降低，而麦冬皂苷D 预处理逆转Ang Ⅱ介导的效应；Ang Ⅱ能够降低SERCA2a、p-PLB、RyR2、FKBP12.6 蛋白表达，而麦冬皂苷D 阻止了Ang Ⅱ对这些蛋白的作用。另有研究表明，麦冬皂苷D 以CYP2J2 为直接作用靶点，诱导SERCA2a 和PLB 之间的相互作用增强，并且剂量依赖增加了内质网的Ca2+-ATPase 活性和 Ca2+摄取；麦冬皂苷 D 能诱导SERCA2a、PLBmRNA 表达升高，并使细胞p-PLB／PLB 比率升高［30］。

1.6 自噬相关 自噬是细胞的自然、保守的降解，并通过溶酶体依赖性调节机制去除不必要或功能失调的成分。自噬是生理条件下的一个动态过程，在病理条件下（包括心脏肥大、心力衰竭或各种类型的应激） 显著增强。在特定情况下，自噬是一把双刃剑，既通过去除蛋白质聚集体和受损的细胞器来保护细胞免受死亡，又通过增强自噬导致细胞死亡。但自噬在心脏中的作用机制仍不清楚。

自噬标志物为微管相关蛋白1 的轻链3 （LC3），正常情况下，LC3 以未脂化的可溶性形式存在于胞浆中，被称为LC3-I，自噬形成时，LC3-I 酶解转化成为膜型LC3（LC3-Ⅱ）。LC3-Ⅱ与自噬小体／自噬溶酶体的数量呈正相关，所以LC3-Ⅱ／LC3-I 被广泛地应用于定量细胞自噬情况。p62 可作为将要被自噬作用降解的小泡的受体，也可作为要被清除的泛素化蛋白聚集物的受体。p62 蛋白可结合泛素，也可与LC3 结合，从而靶向自噬体并促进泛素化蛋白的清除。

王远等［31］研究显示，Ang Ⅱ诱导心肌细胞肥大基因BNP、β-MHCmRNA 表达升高，麦冬皂苷D 能够抑制AngⅡ诱发的肥大基因升高；Ang Ⅱ诱导线粒体膜电位下降，麦冬皂苷D 能逆转该效应；Ang Ⅱ增加了LC3-Ⅱ与LC3-I的比值，加入麦冬皂苷D 后，则有减弱趋势。Zhang 等［32］研究表明，用麦冬皂苷D 或自噬抑制剂3-MA 预处理细胞后，阿霉素诱导的LC3-Ⅱ／LC3-I 和p62 表达比率的增加得到改善，会阻止阿霉素诱导自噬体形成；灌注阿霉素的小鼠的心脏明显损伤，尤其是线粒体肿胀和线粒体嵴破裂。然而，在阿霉素灌注前接受麦冬皂苷D 处理的小鼠中，观察到心肌形态的明显改善；麦冬皂苷D 能逆转由阿霉素所致的射血分数和左室短轴缩短率（LVFS） 降低，表明麦冬皂苷D 对阿霉素诱导的心功能不全具有保护作用。

1.7 对抗铁死亡 铁死亡是一种铁依赖性的，区别于细胞凋亡、细胞坏死、细胞自噬的新型的细胞程序性死亡［33］。由脂质修复酶谷胱甘肽过氧化物酶4 （GPX4） 的活性丧失和随后的脂质活性氧（ROS） 积累，特别是脂质氢过氧化物积累过多引起。

林毅等［34］研究表明，麦冬皂苷D'诱导H9c2 细胞Fe2+、谷胱甘肽过氧化物酶 （GSH-Px） 活性升高，谷胱甘肽（GSH） 耗竭，铁死亡相关蛋白TFR1、COX2、NOX1、ACSl4、SCLC7A11 表达升高，同时GPX4、FTH1 蛋白表达降低，麦冬皂苷D 能对抗上述指标变化，减轻麦冬皂苷D'所致心肌细胞铁死亡损伤。

2 心血管相关的脂代谢的保护作用

心血管疾病，尤其是动脉粥样硬化，危害着全世界人类的健康。过去几十年的研究发现，脂质代谢失调诱导炎症和免疫反应，导致动脉粥样硬化；高血糖是动脉粥样硬化的独立危险因素［35］。脂质代谢障碍通常由器官（如动脉和肝脏） 中冗余的脂质沉积引起［36］。脂质转运到动脉血管内膜后沉积，导致动脉粥样硬化病变的形成［37］。

2.1 血清脂质水平、血糖代谢 流行病学数据表明，脂代谢紊乱在2 型糖尿病的产生和发展中起核心作用［38］。过量的脂质在心脏中长期存在，将导致胰岛素抵抗和器官功能受损，这一过程称为脂肪毒性［39］。心脏脂肪毒性不仅涉及心肌细胞内甘油三酯的过度积累，还涉及到脂质类型、脂肪酸谱的变化。最近，2 型糖尿病患者的血浆游离脂肪酸（FFA） 水平升高已被广泛证实，尤其是饱和游离脂酸。在2 型糖尿病患者中，FFA 通过肉碱棕榈酰转移酶1 （CPT1）进入线粒体并进行β-氧化，生成乙酰CoA。虽然这增加了通过β-氧化途径的流量，但脂酸在低周转的代谢池中积累，从而升高甘油三酯水平，表明底物利用和效率之间不匹配。随着脂酸的利用和心肌耗氧量的增加，心脏的效率会降低。过量的脂酸也与ROS 的产生、钙超载、线粒体功能障碍、ER 压力和细胞凋亡有关［40］。

Li 等［41］以瘦素受体缺陷型小鼠（db／db） 为2 型糖尿病动物模型，发现与非糖尿病小鼠相比，db／db 小鼠表现出肥胖、高血糖、高脂血症。麦冬皂苷D 没有减弱db／db小鼠的高血糖或减轻糖耐量受损，但是降低了小鼠体质量和血清脂质水平，减轻心脏脂滴的积累。汤响林等［42］研究发现，低于100 μmol／L 麦冬皂苷D 不会影响人源心肌细胞（AC-16） 活力，却能够选择性诱导CYP2J2、CYP4F3 表达，调控脂肪酸信号分子的代谢途径，从而起到保护心血管系统的作用。

Zhang 等［43］以载脂蛋白E 基因敲除小鼠（ApoE-／-） 为模型，研究麦冬皂苷D 对高脂饮食 （HFD） 喂养的ApoE-／-小鼠体质量和血脂水平的影响。与模型组比较，麦冬皂苷D 组小鼠体质量、血清总胆固醇、甘油三酯、LDLC 水平降低；此外，模型组MDA、LDH 水平升高，SOD 水平降低，麦冬皂苷D 处理可逆转上述状况；c-肽与血管壁中脂质沉积增加和平滑肌细胞增殖增加有关，促进动脉粥样硬化［44］，麦冬皂苷D 能降低C 肽水平。口服葡萄糖耐量试验和胰岛素耐受试验结果表明，麦冬皂苷D 能改善小鼠的血糖水平，改善胰岛素抵抗。

Chen 等［45］研究表明，高脂饮食喂养的雄性C57BL／6J小鼠血清甘油三酯、总胆固醇、LDL-C 水平升高。麦冬皂苷D 降低了这些脂质参数以及LDL-C／HDL-C 的比值。此外，高脂饮食喂养的小鼠TNF-α、MCP-1 等促炎细胞因子水平升高。麦冬皂苷D 能降低血清TNF-α、MCP-1 水平。另外，高脂饮食喂养使小鼠体质量增加、血糖水平增加，麦冬皂苷D 逆转这些现象。此外，在高脂饮食喂养的小鼠中出现了高胰岛素血症，麦冬皂苷D 使之降低。喂食高脂饮食的小鼠表现出葡萄糖和丙酮酸不耐受及胰岛素抵抗，而麦冬皂苷D 能改善这些异常。

2.2 肥胖、主动脉窦斑块及肝脏脂肪变性 肥胖是一种慢性疾病，通常与脂质和葡萄糖代谢异常有关。它由多因素诱发，如不健康的饮食习惯、遗传易感性和缺乏锻炼。肥胖的特征包括体内脂肪组织和器官中的过量脂肪积累、血浆脂质水平的增加以及慢性低度炎症。肥胖的发展会诱发许多疾病，包括2 型糖尿病、心血管疾病、脂肪肝，甚至癌症［46］。近年来，中国超重和肥胖的发病率也急剧增加。因此，肥胖症是对人类健康的巨大威胁，并给公共卫生系统带来沉重负担。

Zhang 等［43］研究显示，高脂饮食喂养的小鼠主动脉窦中出现明显的斑块增多，麦冬皂苷D 对高脂饮食所致的主动脉窦斑块具有抑制作用；ORO 染色显示，麦冬皂苷D 处理后能减少主动脉窦中的脂质沉积，HE 染色显示，模型组主动脉内膜增厚，血管中层平滑肌层变薄，而麦冬皂苷D能改善这些变化。麦冬皂苷D 能抑制血管中胆固醇沉积，并缓解了动脉粥样硬化的进展。与模型组比较，麦冬皂苷D 组中肝细胞空泡化和肝脏中脂质负载的减少。与对照组比较，模型组肝质量和肝脏指数增加，而麦冬皂苷D 治疗能降低了肝质量和肝脏指数；与模型组比较，麦冬皂苷D组天冬氨酸转氨酶（AST）、丙氨酸转氨酶（ALT） 活性降低。综上所述，麦冬皂苷D 能改善了由高脂饮食诱导的ApoE-／-小鼠肝脏大泡性脂肪变性。

研究显示，麦冬皂苷D 能减轻高脂饮食诱导的脂肪肝综合征和附睾脂肪堆积。高脂饮食喂养诱导肝损伤，使血清ALT、AST 活性升高。麦冬皂苷D 治疗能降低高脂饮食诱导的ALT、AST 活性的上调，证明其肝脏保护作用。在分子水平上，Srebp1c和Fas是促进单不饱和脂肪酸合成的关键脂肪生成基因，在高脂饮食喂养组Srebp1c、Fas表达升高，这种诱导在麦冬皂苷D 处理后得到改善［45］。

2.3 与线粒体动力学的动态平衡相关 线粒体是参与细胞代谢和能量产生的最重要的细胞器，许多糖尿病动物模型的中，能观察到心肌线粒体呼吸链受损。作为一种具有双层膜的半自主细胞器，线粒体的融合和分裂由一系列动力蛋白相关的调节蛋白控制［47］，在这些蛋白中，DRP1 是参与线粒体分裂的关键因子。当线粒体开始分裂时，DRP1可以从细胞质转移到线粒体外膜，并通过GTP 水解促进线粒体收缩和切割。在线粒体融合过程中，线粒体外膜上的线粒体融合蛋白-1／2 （Mfn1／2） 蛋白缠绕成螺旋结构域并相互连接形成同源和异源二聚体，最终融合在线粒体外膜上［48］。除了Mfn1／2，视神经萎缩1 （OPA1） 位于线粒体膜间间隙，其主要功能是参与线粒体内膜的融合和重建［49］。在糖尿病心肌病患者中，心肌Mfn1／2、OPA1 表达降低，并伴有线粒体功能障碍。先前研究表明，DRP1 的过度表达还会导致心肌细胞线粒体功能障碍和胰岛素抵抗。Bhatt 等［50］发现，ROS 参与了高糖水平诱导的线粒体断裂，c 肽通过抑制线粒体的过度分裂来缓解糖尿病小鼠的血管损伤。因此，线粒体动力学的稳态无疑在这些条件下起着重要作用。

DRP1 的激活受到各种翻译后修饰的调节，包括细胞周期蛋白依赖性激酶1 （CDK1） 对DRP1 的Ser616 位点的磷酸化、丝裂原激活蛋白激酶（MAPK）［51］和钙调蛋白依赖性激酶Ⅱ（CaMKⅡ）［52］，以及蛋白激酶A （PKA） 在DRP1 的Ser637 位点的磷酸化。Ser-616 的磷酸化可以激活DRP1 活性并触发线粒体裂变，而DRP1 在Ser637 的磷酸化可以抑制DRP1 的活性并抑制线粒体裂变。

线粒体动力学的调节涉及许多因素，如氧化还原状态、炎症因子、Ca2+水平。钙调神经磷酸酶（calcineurin，CaN）是一种由Ca2+-钙调素（又称钙调蛋白，calmodulin，CaM）调节的丝氨酸和苏氨酸磷酸酶。研究已经证实，CaN 可以去磷酸化DRP1 的Ser637 位点，通过这种去磷酸化，线粒体分裂的抑制被逆转，并且DRP1 的线粒体易位被CaN促进［53］。

透射电子显微镜和酶活性测定发现，db／db 小鼠的心肌线粒体结构损伤及呼吸链功能受到损害［41］。在体外，棕榈酸导致H9c2 心肌细胞存活率降低，线粒体分裂（片段化） 过度，以及线粒体膜电位和ATP 含量降低，并启动内源性凋亡，而麦冬皂苷D 能体外提高H9c2 细胞存活率，抑制内源性细胞凋亡，以及缓解线粒体过度裂变和功能障碍。

研究显示，db／db 小鼠的心肌和棕榈酸刺激的心肌细胞表现出类似的趋势，包括p-DRP1 （Ser616） 增加，但p-DRP1 （Ser637）、Mfn1／2、OPA1 蛋白表达降低，DRP1 在心肌细胞中的易位；麦冬皂苷D 逆转了上述蛋白表达，明显抑制了棕榈酸刺激的DRP1 的线粒体转位。综上所述，麦冬皂苷D 的心脏保护作用可能是通过调节线粒体动力学来实现的，至少部分是通过抑制DRP1 依赖的线粒体过度裂变来实现。

研究还发现，麦冬皂苷D 可以抑制棕榈酸刺激的心肌细胞CaN 活性，降低胞质Ca2+水平并改善心肌细胞的收缩能力。综上所述，麦冬皂苷D 通过抑制过度的线粒体分裂和凋亡发挥抗心肌脂毒性损伤的作用，Ca2+／CaN／DRP1 轴至少部分参与了这一过程。

2.4 与脂代谢相关的mTOR／SREBP1／SCD1 信号通路 m TOR 是磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K） 相关的激酶家族的成员，并且它形成 2 种不同的复合物——mTORC1、mTORC2。研究表明，mTOR 的激活可以通过激活脂肪生成基因的转录来促进脂肪生成，包括 SREBP1、ACC、SCD1［54］，而mTOR／SREBP1 信号通路的抑制会降低这些生脂基因的表达［55］。mTORC1 通过SREBP1 （肝脏从头脂肪生成的主要调节因子） 调节肝脏脂质代谢［56-57］。SREBP1最初是作为一种无活性前体合成的，并定位于内质网。响应胰岛素信号，SREBP1 被切割并转运至细胞核，以诱导生脂基因表达。mTORC1 的肝脏特异性抑制会消除SREBP1功能，并使小鼠对由高脂饮食诱导的肝脂肪变性和高胆固醇血症具有抵抗力［58］。由于内皮功能障碍发生在动脉粥样硬化的初始阶段，mTOR 信号通路参与氧化应激诱导的内皮损伤［59］。mTOR 的抑制剂雷帕霉素可降低ApoE-／-小鼠的氧化应激、调节炎性反应并减轻动脉粥样硬化进展。此外，mTOR 在葡萄糖稳态中起关键作用，mTOR 在高脂饮食诱导的肥胖小鼠中的过度激活导致肝脏中的胰岛素抵抗，其中mTOR 抑制剂起降糖剂的作用。因此，抑制mTOR／SREBP1／SCD1 通路可能具有改善脂质代谢、抗氧化和葡萄糖稳态的治疗潜力。

Zhang 等［43］研究表明，与对照组比较，高脂饮食喂养组ApoE-／-小鼠mTOR、SREBP1、ACC、SCD1 mRNA 和蛋白表达升高；与高脂饮食喂养组比较，麦冬皂苷D 组mTOR、SREBP1、ACC、SCD1 mRNA 表达降低。Western blot 结果显示，麦冬皂苷D 能降低SREBP1、SCD1、mTOR、p-mTOR 水平和肝脏mTOR 蛋白表达。总之，麦冬皂苷D 通过mTOR／SREBP1／SCD1 通路改善脂质代谢。

3 对肠内微生物群的影响

肠道微生物群是由数万亿种微生物组成的复杂生态系统，与宿主共同发育，并取决于宿主基因组、营养和生活方式［60］。近年来，肠道菌群在动脉粥样硬化等心血管疾病中的作用日益受到关注，肠道菌群可通过调节血脂水平改善动脉粥样硬化。研究发现，菌群失调细菌及其衍生产物通过破坏的肠屏障转移到肝脏，并引起肝脏炎症反应或代谢物与饮食因素相互作用，导致肝脏中的脂质代谢失调［61］。同时，高脂饮食诱导的代谢性疾病以微生物多样性丧失为特征，特别是拟杆菌属／厚壁菌属比值失衡，对宿主能量代谢产生多重影响［62］。因此，肠道微生物群在代谢性疾病中起着重要的作用。

已有研究证实，肠道内不同微生物菌科与肥胖、脂代谢相关，如丹毒丝菌科与高脂血症、肝脏脂肪、胆固醇代谢物水平［63］之间呈正相关，鼠李科菌可能具有缓解诱导的肥胖的作用［62］。粪大肠杆菌可以防止肠道肿瘤生长，乳球菌科及其乳球菌属细菌可以缓解高脂饮食诱导的肥胖［64-65］。

Zhang 等［43］研究麦冬皂苷D 对高脂饮食喂养的ApoE-／-小鼠肠道微生物群的影响，结果显示，模型组体质量增加，拟杆菌门／厚壁菌门的比例降低，而麦冬皂苷D能增加拟杆菌门的相对丰度，降低厚壁菌门相对丰度。在微生物分类的科水平上，麦冬皂苷D 组中有较低水平的丹毒丝菌科和较高水平的鼠李科；在微生物分类的属水平，麦冬皂苷D 组中粪大肠杆菌和乳球菌等有益菌属的相对丰度升高，回肠杆菌属（属于丹毒丝菌科） 等有害属丰度降低。在粪便代谢成分水平，麦冬皂苷D 组的核糖、丙酸、缬氨酸、蛋氨酸、谷氨酸、赖氨酸水平均相对模型组较高。

Chen 等［45］研究显示，高脂饮食喂养的雄性C57BL／6J小鼠，粪便中的肠道生态失调的特点是拟杆菌门和厚壁菌门（B／F） 比率降低，产生内毒素的变形菌增加，免疫稳态细菌种类减少。UPGMA 分析表明，普通喂养和高脂饮食喂养的小鼠比较，以及高脂饮食和“高脂饮食+麦冬皂苷D组” 比较，微生物群有显著的差异，麦冬皂苷D 处理后，高脂饮食喂养的小鼠的肠道微生物群的整体结构向普通喂养喂养的小鼠转变。高剂量的麦冬皂苷D 将高脂饮食喂养的小鼠粪便中的B／F 比率升高，变形菌门降低。冗余分析（redundancy analysis，RDA） 以确定高脂饮食喂养和麦冬皂苷D 处理改变的特定细菌基因型。与普通喂养组比较，高脂饮食喂养显著改变了52 个操作分析单元（operational taxonomic unit，OTU），其中28 个增加，24 个减少。粪便移植实验结果显示，麦冬皂苷D 的效应是可转移的，因此证实了肥胖与肠道微生物群改变相关，并且肥胖与肠道菌群可以通过功能性药物改变。

4 结语与展望

麦冬皂苷D 作为麦冬的主要活性成分之一，取材广泛，其抗心血管疾病的活性是多靶点的综合作用，可为抗心血管制剂的开发提供思路及选择。麦冬皂苷D 抗心血管疾病可通过抑制氧化应激反应、炎症反应、内质网应激反应、细胞凋亡及线粒体自噬，保护心肌细胞和血管内皮细胞，调控脂代谢、糖代谢水平，影响肠道微生物群的复杂生态系统等方面发挥功效，作用机制见图1。

图1 麦冬皂苷D 作用机制

麦冬皂苷D 是一种甾体皂苷，这类化合物的特点是生物利用度低，吸收困难，在肠内滞留时间长，反而易于被肠道微生物群代谢和水解，并作为次级糖苷或苷元发挥作用。药动学研究显示［45］，静脉注射后，麦冬皂苷D 在肝脏中的清除缓慢，这意味着尽管麦冬皂苷D 可以被肝脏吸收，但不能被直接利用；而通过灌胃给药，小鼠血浆和肝脏中，麦冬皂苷D 的浓度几乎检测不到。总之，无论采用何种给药途径，麦冬皂苷D 的原始形式生物利用度较低。所有这些发现表明，麦冬皂苷D 可能通过与肠道微生物群相互作用来调节代谢。麦冬皂苷D 对肠道微生物群的调节可能代表了其在宿主中多种作用的共同平台。基于此，广大学者今后可对其进行结构修饰、合成其他衍生物及药物制剂新技术等方面进行研究，改善其药学特性，提高其生物利用度，增强临床疗效，丰富给药途径，充分发挥药理作用。总之，麦冬皂苷D 具有广泛的药理作用和广阔的开发前景，是治疗心血管疾病的潜在治疗药物。