丹参素在妊娠期高血压疾病中的作用机制研究进展

黄飞跃，李 阳，吴富菊

（吉林大学第二医院妇产科，长春 130041）

丹参（Salvia miltiorrhiza Bge），又名赤参，其根茎可以入药，始载于《神农本草经》，是一种具有多种疗效的中国古草药。而丹参素作为其中一种发挥药理作用的主要活性成分，由于其水溶性较稳定，进入体内后能够更容易被人体吸收，因此在各种疾病的治疗中均被广泛研究[1]。尤其是在心血管系统疾病方面，已有许多实验证实，丹参素可以通过抗炎、抗氧化、抗血小板聚集、抑制自噬、改善微循环等途径改善心血管系统疾病[2-4]。由于妊娠期高血压疾病（Pregnancy induced hypertension，PIH）与心血管系统疾病的发病机制具有相似性，但否能够在妊娠期高血压疾病中发挥同样的作用，陆续引起了相关学者的关注。丹参常以汤剂入药，在妇产科疾病中生血止血、安胎堕胎、调经抚脉本就广有应用[5]，近年来更是发现丹参素在预防和治疗妊娠期高血压疾病的临床研究中均得到了较好的疗效[5]，但仍缺乏更多的实验证据深入探究其本质。本文就丹参素在PIH 发生发展过程中可能的作用机制作一综述，以期为丹参素在PIH 的研究中提供新的思路。

1 作用机制

1.1 抗氧化应激作用

氧化应激是氧化物和抗氧化物质生成不平衡，而导致的DNA、蛋白质和脂质等细胞成分的破坏，在PIH 的发病机制中，氧化应激占据了重要地位[6]。在正常妊娠中即存在氧化应激现象，胎盘处在低氧状态，产生大量的活性氧（reactive oxygen species，ROS），同时产生抗氧化物质。当ROS 等过氧化物不及时清除，会损伤细胞磷脂层，引起膜脂过氧化，产物MDA 的积累会导致膜功能障碍和膜结合酶失效等后果，从而损伤滋养层细胞，产生炎症介质[7]，SOD 和MDA 的产生反映了清除ROS 和防止脂质过氧化的能力[8]。丹参素及其衍生物能够剂量依赖性地调节氧化应激，降低ROS 含量，下调NOX2、NOX4 的表达，下调MDA 浓度，升高抗氧化蛋白HO-1、SOD、CAT、GPX 的表达[7-9]。CAT 和SOD催化ROS 失活，是细胞抵抗氧化应激的第一道防线。GSH 释放的GPX 可以将过氧化的H2O2 还原为O-和H2O-，均是抗氧化应激的重要步骤[7]。SUN等[10]的研究表明丹参素能够通Sirt1/FoxO1/Rab7 途径，下调ROS 水平，使SOD、GSH-PX 水平升高。FoxO1 作为大转录因子家族的一员，具有抗氧化应激和DNA 损伤修复的作用，主要受Sirt1 调控；Rab7 主要参与溶酶体的形成和运输，在体内具有清除异物的功能。丹参素能够上调Sirt1，下调FoxO1和Rab7，从而下调ROS，起到抗氧化应激，防止细胞损伤的作用。

Nrf2/HO-1 和P13K/Akt 通路是被充分证实的参与抗氧化应激的通路，丹参素可能通过这两条途径下调对ROS 的表达[11]。在此前提之下，也有学者做出了更深入的研究。Keap1-Nrf2 是重要的内源性抗氧化应激通路，Nrf2 是keap1 的结合蛋白，NQO1 是下游蛋白。丹参素可以剂量依赖性使Keap1 表达量下调，Nrf2、HO-1、NQO1 表达分别上调，HO-1、NQO1 作为Nrf2 的下游因子，是对抗细胞内外氧化应激的重要细胞内氧化剂。丹参素通过keap1-Nrf2/NQO1 通路发挥抗氧化应激保护心肌细胞的重要作用[7]。ZHANG 等[12]的研究也表明丹参素衍生物能够剂量依赖性地提高PGC-1α、Nrf2、Tfam 和HO-1 的表达，促进Nrf2 在细胞核内的积累，从而降低细胞中自由基·OH、·O2-、ONOO-的水平，证明了丹参素衍生物抗氧化应激的机制可能是通过PGC-1α/Nrf2/HO-1 途径实现的。HU 等[13]的研究结果表示丹参素能够通过Akt/Nrf2/HO-1 途径来达到抗氧化应激的作用。丹参素能够抑制ROS、MDA的表达水平，增加HO-1 的表达、Akt 的磷酸化和核因子红细胞2 相关因子2 （Nrf2）的易位，并且Akt抑制剂能够部分抑制Nrf2 和HO-1 的表达，间接证明了，丹参素可以通过Akt/Nrf2/HO-1 途径来达到抗氧化应激的作用。

1.2 抗炎作用

在正常妊娠生理中，常伴随轻度的全身性炎症反应[6]。而当HIP 妇女妊娠时，胎盘缺氧导致滋养层细胞侵袭受损，从而影响胎盘绒毛血管生成，氧化应激扩大胎盘细胞的坏死和凋亡，受损的胎盘血管内皮细胞从而释放一些炎症因子，引起全身炎症反应，因此往往氧化应激、凋亡、炎症与疾病的进展有着密不可分的关系[14]。ROS 的大量积累可以进一步激活NF-kB 通路，释放TNF-α、IL-6 等促炎因子，引发一系列的炎症反应[7]，而丹参素可降低血清及细胞中TNF-α、IL-6 等促炎因子的释放[15]，可能是通过ROS 途径，或者是通过NF-KB 途径。IKKβ 介导的典型核因子-κB （NF-κB）信号通路的激活在调节炎症过程中起着至关重要的作用，ZENG 等[16]的实验证明，丹参素表现出对IKKβ 的高亲和力，能够靶向IKKβ，抑制NF-kB 炎症通路，从而降低LDH 含量及TNF-α、IL-1β、IL-6 水平，从而达到抗炎的作用。另有研究证明丹参素通过抑制CXCR1-NFkB-COX2/ICAM-1/VCAM-1 途径来达到抗炎的作用[17]。ICAM-1 和VCAM-1 不仅在血管生成中发挥重要作用，并且与白细胞浸润密切相关，COX-2 是受NF-kB 调控的一种炎症因子，它促进炎症细胞因子的释放。丹参素在分子对接中表现出了对CXCR1的高亲和性，并通过一系列的联级反应，能显著降低细胞中IL-1β、IL-6、TNF-α 的表达[17]。

除了经典的炎症通路之外，还有学者尝试证明，丹参素是否可以通过其他途径来发挥其抗炎的作用。WANG 等[18]的实验研究中，丹参素衍生物可能通过PAF/PAFR 途径达到抗炎、抗凋亡、保护心肌细胞的作用。血小板活化因子（PAF）是一种有效的炎症介质，通过单个PAFR 发挥作用，在该实验中，丹参素衍生物能够降低PAF/PAFR 比值，从而下调IL-1β、TNF-α 水平，达到抗炎的目的。YE 等[19]的实验中，丹参素能剂量依赖降低巨噬细胞中IL-6、IL-12 在mRNA 和蛋白上的表达，能抑制Pam 诱导的p65 磷酸化，但对MAPK 相关通路（p38、JNK、ERK1/2）无影响。Pam 是一种TLR2 受体激活剂，TLR2 激活后，可导致接头蛋白MyD88 的募集，激活肿瘤坏死因子受体相关因子6（TRAF6），并激活NF-kB 和MAPK 两条途径。该实验说明丹参素能够通过抑制NF-kB 途径，减轻TLR2 诱导的巨噬细胞炎症反应。李长健等[4]通过网络药理学和分子对接预测出PTGS2、ACHE 可能是丹参素直接的作用核心靶点，而PTGS2 作为重要的炎性介质，ACHE作为炎症初级阶段的标志物，它们的表达均与炎症反应密切相关。但其的研究仅仅是通过网络数据的分析，理论和实践是否相一致还有待后续实验的证明。

1.3 抗凋亡作用

细胞凋亡，即程序化细胞死亡，是多细胞有机体为调控机体发育、维护内环境稳定由基因控制的细胞主动死亡过程，细胞凋亡过快或不足都会导致疾病的发生。在HIP 中，各种原因导致的滋养层细胞凋亡的失衡也是导致其发病的主要机制之一。由于缺氧、氧化应激损伤、炎症反应等各种途径都可引起细胞凋亡，在心血管系统疾病中多项实验研究中，丹参素及其衍生物能够通过各种通路抑制细胞凋亡蛋白bax、Caspase3、PARP 表达，上调抗凋亡蛋白bcl-2 表达，从而达到抑制细胞凋亡，保护细胞的作用[7，9，20]。Caspase3 属于caspase 家族，是凋亡反应的关键效应因子，负责caspase 家族导致细胞凋亡的最后一步；线粒体膜是Bax 和Bcl-2 的主要作用靶点，Bax 阻止膜通透性改变，Bcl-2 促进线粒体膜通透性和细胞色素释放。它们在维持线粒体膜通透性方面相互拮抗，这是导致下游caspase 活化和水解的两个关键因素，引发凋亡级联反应[7]。因此，这三个因子常被用作检测细胞凋亡的标志物。

在凋亡的诸多通路中，mTOR 和P53 通路是比较经典的凋亡相关通路。YANG 等[20]通过醛固酮诱导心肌细胞损伤，发现丹参素可通过干扰P53 通路，浓度依赖性地起到下调Caspase-3、Bax 表达，上调Bcl-2 水平，从而达到保护心肌细胞的作用。丹参素通过激活mTOR 信号通路抑制心肌自噬和细胞凋亡[21-22]。丹参素衍生物能通过mTOR/β-TrcP/ GSK3β（Ser9）/ Nrf2 途径，抑制细胞凋亡蛋白bax、Caspase3、PARP 表达，上调抗凋亡蛋白bcl-2 表达，从而达到抗心肌细胞凋亡的作用[9]。此外，丹参素可以通过抑制内皮细胞内p38 以及JNK 信号通路抑制内皮细胞的凋亡[23]。

崔晓磊等[24]的实验研究发现，丹参素能诱导人脐静脉内皮细胞MicroRNA-199-5p 的表达，从而抑制介导了线粒体裂变和凋亡功能的AKAP1 的激活，进而抑制下游线粒体分裂信号蛋白p-Drp1 以及凋亡p-ERK1/2 信号表达，最终对细胞起到保护作用。该实验证明丹参素能够通过MicroRNA-199-5p/AKAP1/ p-Drp1/ p-ERK1/2 途径来达到抗凋亡，保护血管内皮的作用。MENG 等[25]通过对大鼠心肌细胞的实验，发现p-JNK、NF-kB、TRPC6 蛋白对丹参素呈剂量依赖性表达下降，丹参素通过抑制JNK 的磷酸化，减少p-JNK 的产生，抑制NF-κB 向细胞核的易位，降低TRPC6 的蛋白表达，以及减少Ca2+内流和减少细胞凋亡，证明丹参素通过p-JNK/NF-κB/TRPC6 通路减轻钙超载，从而减轻大鼠心肌细胞的凋亡。Sirt1/FoxO1/Rab7 信号在防止细胞损伤和凋亡中起着非常重要的作用，丹参素能激活这条通路，减少ROS 的产生，增加Bcl-2 的表达，下调Bax 的表达，从而达到抗凋亡的作用[10]。

P13K/Akt 和Nrf2/HO-1 是典型的氧化应激通路，但同样能在抗细胞凋亡中起到至关重要的作用。XU 等[8]的实验中抑制该通路后其对细胞凋亡的保护作用被减弱，侧面证明了丹参素能够通过上调P13K/Akt 通路的活性，降低凋亡相关因子Bax 和Caspase-3 的表达，上调抗凋亡因子Bcl-2 的表达，发挥抗细胞凋亡的作用。LI 等[11]发现丹参素能降低ISO 诱导的细胞凋亡，Bcl-2 显著上调，TNF-α、Fas、Caspase-8、Caspase-9、Caspase-3 活性显著降低，对细胞有显著的保护作用。丹参素也能通过Akt/Nrf2/HO-1信号通路调节凋亡相关蛋白，发挥抗凋亡，协同保护心脏的作用[13]。

1.4 抗缺氧作用

在HIP 发生发展过程中，胎盘单位持续的低氧状态会导致滋养细胞向侵袭性表型分化失败，导致螺旋动脉重塑失败和胎盘浅着床[6]。在缺氧刺激时，低氧诱导因子1α（hypoxia-inducible factors 1α，HIF-1α）和转化生长因子β（transforming growth factor β，TGF-β）均能表达上升，并可抑制滋养细胞分化和侵袭。TGF-β 已被广泛报道在缺氧应答中发挥重要作用，丹参素能够在早期缺氧时抑制TGF-β 的表达，起到对缺氧的预防作用[26]。同样也有实验研究证明，丹参素能显著降低缺氧诱导的原代成纤维细胞和巨噬细胞TGF-β 的表达和分泌，并能抑制TGF-β mRNA 的转录[27]。smad3 作为TGF-β 下游的关键分子，丹参素能降低缺氧诱导的TGF-β 的表达和smad3 的磷酸化，通过TGF-β/smad3 相关途径，抑制缺氧诱导的肺动脉平滑肌增殖，从而抑制肺动脉血管的重构[27]。HIF-1α 的快速降解及依赖其转录活性的稳定性调控是一个能够对缺氧刺激做出迅速反应的高效系统，也是丹参素作用的核心靶点之一[4]。

1.5 抑制血小板聚集、抗血栓形成作用

正常妊娠的孕妇处于生理性的高凝状态，以降低母体分娩时的出血风险。而HIP 患者可达到病理性得高凝状态，严重时出现弥漫性血管内凝血，而胎盘内微血栓的形成也是其主要的发病机制之一[6]。SIRIT1 与血小板活化有关，DC-SIGN 是一种在血小板中表达的表面分子，是mtDNA 的下游信号，在血小板进一步活化中作为重要受体发挥作用。丹参素可上调SIRT1 蛋白的表达，抑制ROS 的积聚，下调DC-SIGN 蛋白的表达，通过SIRT1/ROS/mtDNA/DC-SIGN 途径抑制血小板线粒体DNA 的释放，通过调节线粒体功能发挥抑制血小板活化，预防血栓形成的作用，并且不增加出血的风险[28-29]。在一项成年男性的临床用药研究中发现，阿司匹林和丹参-葛根合剂联用能显著增强阿司匹林的抗凝血功能[30]。血栓素B2（TXB2）是血栓素A2（TXA2）的失活产物，其前体TXA2 参与损伤时血小板的活化和聚集。与单独给药丹参-葛根合剂相比，阿司匹林能显著抑制TXB2的形成。阿司匹林与丹参-葛根合剂合用时，阿司匹林对TXB2 形成的抑制作用显著增强。目前，阿司匹林已被广泛应用于子痫前期的预防性治疗，但是对于较重的患者其疗效仍有待观察，那么一种增加其疗效且对母婴没有影响的药物，更是值得学者们的关注。

1.6 舒张血管、保护血管内皮作用

内皮细胞功能紊乱是导致HIP 患者出现高血压和其他临床症状的重要原因[6]。丹参素无论在体内还是体外均能扩张血管，降低血压，改善心功能，改善血液流变学[31]。在一项人脐静脉内皮细胞的研究中[32]，丹参素钠能够改善血管紧张素II 诱导的扩血管物质NO 分泌的减少和缩血管物质ET-1 分泌得增加，并且促进eNOS 的磷酸化，抑制黏附分子VCAM-1、ICAM-1 以及核转录因子p-p65 的磷酸化，说明丹参素钠能改善内皮舒张功能障碍，抑制单核-内皮黏附活动，并通过AMPK 途径发挥血管内皮的保护作用的。而在另一项大鼠离体和狗的体内实验中却得出了相反的结论[33]，丹参素衍生物对血管的舒张作用与内皮无关，并不通过调节NO 来起到舒张血管的作用，主要归因于其抑制细胞外Ca2+内流和细胞内Ca2+释放。这两个实验完全相反的结论，可能与不同的实验取材，以及模拟的不同生理条件有关联。

1.7 促进血管生成作用

血管是输送胎儿生长发育所必须的营养物质及运走代谢产物的重要管道，胎盘中新生血管的数量对胎儿的发育及妊娠的成功至关重要。研究发现HIP 患者处于抗血管生成状态，表现为抑制血管生成，损伤内皮的物质sFlt-1 和sEng 升高，大量结合促血管生成物质VEGF，从而导致血管生成处于抑制状态[6]。VEGFA 作为丹参素可能的作用核心靶点，能够调节血管的生成平衡[4]。CUI 等[34]在不同的细胞中研究了丹参素及其衍生物对血管生成的作用。在斑马鱼胚胎中，丹参素衍生物通过上调VEGFR1和VEGFR2 的表达触发斑马鱼的血管生成，表现出显著的血管恢复效果。在体内和体外实验中，丹参素衍生物均增加VEGF 的分泌，表现出良好的促血管生成作用。在大鼠心肌梗死后血管生成的研究中[35]，丹参素通过SDF-1α/CXCR4 途径，让内皮祖细胞分化成新生血管，来抵消心梗的损伤。SDF-1α是CXC 趋化因子亚家族的成员，通过其特异性受体CXCR4 发挥多效生物学作用。越来越多的证据表明，SDF-1α 在干细胞/祖细胞归巢、趋化性、着床和保留中起着关键作用。

2 在HIP 中的研究进展

早在多年前，丹参就已经应用于妊娠相关疾病的治疗。中药丹参能破宿血、生新血、安生胎、落死胎、止崩中带下，为调经脉之神品，其提取物丹参素具有降低血压、软化血管、改善血液黏度等药理作用。近年来，随着其在心血管系统疾病中的研究越来越多，它在HIP 中的防治作用也引起了广大学者的兴趣，多项研究发现，丹参对PIH 有较好的治疗效果[5]。虽然HIP 与心血管系统疾病的发病机制在氧化应激、炎症、凋亡、缺氧、血栓形成、内皮损伤等方面有其相似性，但因其特殊的病理生理过程，如胎儿胎盘单位的形成、滋养层细胞的侵袭、胎儿生长发育等方面，仍是个值得探索的未知领域[36]。刘莎莎等[5]在大鼠中的研究结果发现，丹参素能抑制胎盘组织中sFlt-1 的表达，上调PLGF和eNOs 的表达，从而增加血清中NO 的合成，改善PIH 血管受损，从而控制血压，降低尿蛋白，改善不良妊娠结局。但是其具体的分子机制及作用靶点仍需进一步的研究。虽然早在10 年前就已经有学者通过细胞实验初步证实了丹参地黄汤能够通过TNF-α/eNOS/NO 途径，上调eNOS 蛋白表达及NO的合成量，起到改善局部血管功能的作用，从而恢复胎盘的灌流，改善子痫前期的病理状态，但由于中药汤剂所含成分复杂，其有效的物质成分及作用机制仍不明确[37]。因丹参常以汤剂入药，作为其水溶性成分的丹参素可能更利于人体的吸收，从而占据更重要的治疗地位。丹参素能够改善胎盘局部止血功能异常，减少胎盘纤维蛋白沉积和微血栓的形成，从而改善胎盘血流灌注，从而恢复胎盘功能，恢复对仔鼠的氧和营养的供给。沈杨等[38]通过小鼠实验模拟重度子痫前期FGR 的发生，发现应用丹参素能显著恢复胎盘的营养供给，明显降低死胎率，高剂量的丹参素能够明显改善仔鼠FGR 的症状，且对仔鼠脑部和神经发育有明显的保护作用。

3 总结及展望

大量研究证实，丹参素是一种药理活性广泛、疗效显著、毒副作用小的化学成分。其能通过抗氧化应激、抗炎、抗凋亡、抗缺氧、抗凝血、保护血管内皮、促进血管生成等多种途径在HIP 的防治中发挥意想不到的疗效，且对胎儿相对安全，起到恢复营养供应的作用。目前，其在HIP 疾病中的研究并不多，且在HIP 中的作用机制及分子靶点也缺乏更深入的研究，是一个有待学者们大展身手的未知领域，以期能为攻克HIP 提供新的思路和途径。