中藥抗動脈粥樣硬化的機制及研究進展

眾所周知，動脈樣硬化（as）是動脈疾病發生和死亡的主要原因。AS的病因及發病機制極為復雜,它的發生發展基本上是按著脂質條紋———纖維斑塊———粥樣斑塊———臨床合并癥出現等的4個階段進行。動脈管壁內皮細胞(endothelialcells,EC)損傷及脂質沉積是目前公認的AS的始動因素,其基本過程為:EC在受到炎癥、高血脂等刺激情況下,發生損傷及功能異常,血脂沉積在EC下并被增多的活性氧簇氧化修飾成氧化型低密度脂蛋白(oxidizedlow-densitylipoprotein,ox-LDL),血液中單核細胞與淋巴細胞浸潤到EC下,釋放炎癥因子;血小板黏附于受損的EC處;中膜平滑肌細胞(smoothmusclecells,SMC)遷移至內膜并大量增殖,伴膠原等細胞外基質的分泌增多;由單核細胞衍生的巨噬細胞及SMC攝取ox-LDL形成泡沫細胞;壞死的泡沫細胞及組織碎片形成病變深部糜粥樣部分,突出于管腔表面,再覆以較堅硬的纖維被膜。此時脂質進一步沉積,沉積的脂質進一步加重吞噬細胞的聚集、血小板的黏附和炎性因子釋放,形成惡性循環。隨著這一過程的進展,纖維被膜慢慢變薄,漸漸演變為不穩定斑塊。不穩定斑塊糜爛或破裂而形成血栓,最終導致嚴重心腦血管損害。1病因及發病機制的研究AS的病因與發病機制極為復雜,至今為止仍然沒有確定其確切的病因及發病機制,從最早被公認的危險因素到現在,文獻陸續報道的已有300多個,現對近年來的一些危險因素和相關機制的研究歸納如下。1.1ldl的載脂蛋白和小球物流行病學資料顯示,血清中膽固醇的升高與AS的發生呈正相關。隨著對脂蛋白研究的深入,發現主要是LDL的水平與AS的發生呈正相關,其機制是LDL能通過載脂蛋白B-100(apolipoproteinB-100,ApoB-100)與細胞外基質相互作用而沉積在動脈內膜形成粥樣斑塊。而高密度脂蛋白(HDL)能將膽固醇逆向轉運至肝,可降低機體膽固醇水平,從而起到抗AS的作用。1.2血液中單核細胞的作用1999年,Ross等提出AS的損傷反應學說,此后,越來越多的研究結果提示AS實質為血管受損后的一種慢性炎癥性過程。炎癥貫穿AS發生發展的整個過程:在AS起始階段,血液中的單核細胞和淋巴細胞遷移,在炎癥因子的作用下黏附至EC損傷處,穿過EC,在EC下聚集。單核細胞趨化蛋白1(monocytechemotacticprotein-1,MCP-1)可刺激單核細胞轉變成巨噬細胞,后者與ox-LDL結合形成泡沫細胞。泡沫細胞破裂或凋亡,在細胞外形成脂質池導致病灶進一步惡化。大量的細胞因子參與其中,細胞因子不僅可以直接損傷周圍的細胞,而且通過自分泌和旁分泌的形式作用于自身和其他細胞,生成更多的細胞因子以及炎性介質,形成惡性循環,促AS的發生發展。1.3細胞內氧自由基近年來國內外大量研究表明,氧化應激參與了AS的發生與發展過程。氧化應激是指機體組織或細胞內氧自由基生成增加和(或)清除能力降低,導致氧自由基及其相關代謝產物的過度積聚而引起氧化損傷的過程。目前研究表明,氧化應激一方面直接對血管壁細胞造成損傷,另一方面通過影響血管壁細胞轉錄因子的水平,調節基因的表達,參與AS的發生發展。1.4抗凝劑及血小板活性物質研究表明,EC并不單純是血管的屏障,也是一個功能強大的內分泌器官,能合成和分泌多種生物活性物質,參與機體復雜的功能調節。正常血管EC能調節血管收縮及血管結構,能分泌抗凝和抗血小板物質,防止血液中的細胞向血管壁的黏附與聚集。EC功能障礙與AS的發生發展密切相關,受損的EC可促進白細胞的黏附和聚集、EC下脂質的沉積、SMC的增殖和遷移、粥樣斑塊脆性的增加與破裂。1.5血管smc的增殖與遷移SMC在泡沫細胞分泌的細胞因子的趨化下由中膜遷移至內膜并大量增殖,攝取脂質成為肌源性泡沫細胞,內膜增厚而形成粥樣病灶或纖維脂質斑塊,血管SMC的增殖與遷移是AS形成的關鍵因素。1.6as的微rna在2013年的戈登學術會議上提出巨噬細胞亞群表型的改變、表觀遺傳學以及循環系統的中微RNA(microRNA,miRNA)在AS的發生發展中也扮演了重要的角色。1.6.1光胞原激學原激素類巨噬細胞參與機體的先天性免疫和獲得性免疫。巨噬細胞存在一系列連續的功能狀態,M1型和M2型是巨噬細胞連續狀態的兩個極端類型。M1型巨噬細胞通過分泌促炎性細胞因子和趨化因子,并專職提呈抗原,參與機體正向免疫應答,發揮免疫監視的功能;M2型巨噬細胞僅有較弱的抗原提呈能力,通過分泌抑制性細胞因子白細胞介素10(interleukin-10,IL-10)和(或)轉化生長因子-β等下調免疫應答,參與組織修復與重建。有研究表明,干擾素γ與脂多糖的聯合作用是將巨噬細胞向M1方向誘導的經典刺激方法,而IL-4單獨作用則是將巨噬細胞向M2方向誘導的經典刺激方法。通過對巨噬細胞亞群表型轉變的研究,對AS的防治將起到重要的作用。1.6.2as表觀遺傳修飾相關研究進展研究表明,表觀遺傳學與AS的發生發展密切相關,表觀遺傳學是在不改變基因序列的前提下,通過DNA和組蛋白化學修飾、RNA干擾、染色質重塑等多種機制影響和調節基因的功能與特性。表觀遺傳修飾,可影響基因表達而不改變當前基因的遺傳變化,是生物復雜性的主要驅動力,并可以在多種疾病的發生中發揮一定作用。對AS表觀遺傳學的深入研究,是未來研發AS防治藥物的潛在靶標。表觀遺傳修飾與DNA的轉錄活性密切相關,DNA甲基化和組蛋白H3賴氨酸9(H3K9)甲基化可抑制基因轉錄,DNA去甲基化和組蛋白乙?；瘎t促進基因轉錄,而非編碼RNA通過募集甲基化的DNA以及修飾特異性的組蛋白殘基而使染色體重塑。目前對組蛋白修飾的研究主要集中于組蛋白的乙酰化修飾,催化組蛋白乙?；拿甘墙M蛋白乙酰轉移酶,去乙?；瘎t由組蛋白去乙?；复呋Ｈ鏔indeisen等研究表明,干擾素β通過組蛋白去乙酰化酶作用于基質金屬蛋白酶9(matrixmetalloproteinases9,MMP-9)啟動子,抑制MMP-9啟動子組蛋白H3的乙酰化,從而抑制激活蛋白1的結合,最終抑制MMP-9的轉錄,調節SMC的增殖遷移,穩定AS斑塊。1.6.3mirna的作用機制miRNA是一類長度為19~25個核苷酸的RNA,miRNA存在于基因組非編碼區,在基因轉錄及轉錄后加工、細胞增殖、細胞分化、細胞凋亡、個體發育、遺傳和表觀遺傳等生命活動中都發揮著重要作用。近年來發現,miRNA參與調控AS發生發展各個環節的炎性細胞,包括血管內皮細胞和單核細胞的發育、分化及其功能的執行。對miRNA參與調控這些細胞的機制進行深入研究,將有可能闡明miRNA在AS發病過程中的意義與作用。如在人臍靜脈內皮細胞中miRNA-21隨著血管所受振蕩剪切應力增加而表達增加,miRNA-21通過增加黏附分子表達提高巨噬細胞在內皮細胞表面的黏附,相應的黏附分子包括血管細胞黏附分子1(vascularcelladhesionmolecule1,VCAM-1)和MCP-1,miRNA也可以作用于過氧化物酶體增殖物激活受體α(peroxisomeproliferatoractivatedreceptoralpha,PPARα),使PPARα表達減少,AP-1的活性增高,形成正反饋的調節,促進AS的發生發展。近年來發現,內皮祖細胞(endothelialprogenitorcell,EPC)的數量減少及功能受損與AS的發生發展密切相關,并可作為心血管疾病的獨立危險因子。EPC是存在于骨髓、臍血和外周血的一種具有高增殖潛能的前體細胞,在一定條件下可誘導分化為成熟的血管內皮細胞。EPC在生理和病理條件下的血管重構過程中發揮著重要作用。EPC在AS血管內皮損傷和修復過程中發揮極其重要的作用,其數量減少及功能受損與AS的發生發展密切相關。幾乎所有AS的危險因素均伴有EPC數量的減少和遷移能力的下降,EPC可能成為AS的重要預測因子和新的治療靶點。如高脂血癥是AS的主要危險因素,研究表明高脂血癥通過增加氧化應激水平,極大地降低EPC遷移活性和黏附能力。由于以上相關因素的相互作用,導致AS斑塊的形成,最終AS斑塊由穩定狀態進入不穩定狀態,斑塊破裂,血小板黏附聚集,血栓形成是急性心腦血管疾病共同的病理基礎。AS與眾多因子相關,表1系統總結了AS相關的因子及其調控。2伏邪數據庫的定義中醫并無AS這一病名,但根據其臨床表現可涉及中醫學眩暈、頭痛、健忘、癡呆、中風和胸痹等疾病。中醫從整體觀入手,辨證論治,大多數學者均認為該病為本虛標實之證,本虛即五臟(主要是肝、脾、腎三臟)氣血陰陽的虧虛,標實即瘀、痰、熱、毒等。隨著眾多醫家和學者對AS病因病機的進一步探討,對AS病因病機取得了許多新的認識。如“伏邪”、“脈濁”的概念。①伏邪與AS:人體感受邪氣,未能及時清除,或邪氣潛伏于正虛之所不易祛除,則致邪氣留滯,潛伏于人體,待時而發,待機而作,即謂之“伏邪”。根據中醫理論,身體中的物質,適中則為正常,缺少則為虛為虧,多余則為實為邪為濁。血中之脂質為水谷食物中厚濁富有營養之部分所化,適當則為身體所必需,過多則為邪為害。其留滯多余者,猶如水液聚為痰濁,筆者認為如若將此命名為“伏邪”———高血脂為“脂濁,如此,創新中醫傳統的病因學概念,使之既與現代醫學的認識互通,又符合傳統中醫理論,從而更好地利用中醫方法解決臨床問題。②脈濁與AS:中醫的脈作為奇恒之腑與西醫學的血管系統具有高度相關性。醫家對濁邪的認識不同,但在中醫學中濁是一個很復雜的東西,它具有特定的致病特點、臨床表現及治療方法對于多種現代難治病證具有重要的臨床指導意義。脈為奇恒之腑,濁留于脈則致脈濁。脈濁的概念充分強調了脈作為奇恒之腑的獨立性和整體性,使臨床實踐中的辨證與辨病能夠更好地結合起來,增強了中醫對動脈粥樣硬化干預的目的性和準確性。中西醫對AS的發病機制及防治均作了大量研究。西藥在治療AS中機制明確,取得了顯著的作用,但作用往往效果單一,且副作用較大。中藥以中醫理論為指導從宏觀著手,整體施治,對于AS這類復雜疾病具有獨特的優勢。近年來中藥治療AS取得了較大的進展,很大程度上彌補了現代醫學之不足。中藥抗AS主要從調節脂質代謝,抗炎、免疫調節,抗氧化、保護EC,抑制SMC的增殖與遷移、穩定斑塊、改善凝血纖溶系統上取得了顯著的效果。2.1本虛標實病機中醫藥治療疾病立足于整體,辨證論治,中藥在抗AS方面療效肯定。研究表明,大量中藥復方能從不同角度調控AS的發生與發展,在AS的研究領域具有潛在的特色和優勢。大部分學者認為AS的病機為“本虛標實”,本虛涉及肝、脾、腎諸臟,標實多為瘀、痰、熱、毒等。所以在治療上,大都采用祛瘀化痰,清熱解毒、益氣固本等治療方法。表2中復方中藥,分別具有不同程度的活血(桃仁、紅花等),祛痰(瓜蔞、薤白等),清熱解毒(金銀花、玄參等),益氣固本(黃芪、黨參等)功效,契合了AS本虛標實,瘀、痰、熱、毒互結之病因病機。2.2干預病理過程隨著對中藥有效成分抗AS研究的不斷深入,其機制的研究也日趨廣泛,已深入到細胞及分子水平,其可通過多種機制防治AS及其并發癥。AS發病機制復雜,中藥對于復雜疾病,能從多途徑、多環節、多靶點干預AS病理過程,具有多靶點協同作用的優勢和潛力。如丹參酮ⅡA為唇形科植物丹參(SalviamiltiorrhizaBge.)的干燥根及根莖中的有效成分。研究表明,丹參酮ⅡA可以降低TC,TG,LDL-C及升高HDL-C,通過調節血脂水平來調控AS;通過抑制相關的炎癥因子如:NF-κB,VCAM-1等抑制炎性反應,抑制AS的發生發展;調節ET水平,降低氧化應激對血管壁的損傷;下調TXA2水平,上調PGI2水平,抑制血小板的聚集,改善血流變相關指標,改善凝血纖溶系統,抑制血栓的形成,能從多途徑、多環節、多靶點起到防治AS及其并發癥的作用(表3)。3新的教學理念在中藥研究中的應用目前認為AS是一種慢性炎癥性疾病,其發病機制十分復雜,涉及脂質代謝紊亂,氧化應激,內皮細胞的損傷,SMC的增殖和遷移等多個方面,最終以斑塊的破裂造成急性心腦血管疾病,嚴重威脅人們的健康。中醫藥以整體觀為指導,辨證論治,能系統治療,多靶點整合起效,且毒副作用小,對于復雜疾病的治療有其獨特的優勢。但是中藥治療AS具體的起效成分及作用機制在細胞和分子生物學上的研究還不夠廣泛和深入。因此,將新的科學技術及治療理念引入到中藥的研究領域,對于深入探究中藥防治AS的作用機制必將取得更大的成就。如高內涵技術的應用、脂代謝組學深入研究、表觀遺傳修飾等。高內涵分析技術是一種應用高分辨率的熒光數碼影像系統,在細胞水平上實現檢測標的多元化和功能化的篩選技術,旨在獲得被篩樣品對細胞產生的多維立體和實時快速的生物效應信息。高內涵分析技術非常適用于中藥的復雜成分和多靶點作用機制的研究,對揭示中藥復方的科學性和合理性,促進中藥現代化的發展有重要意義。而脂質代謝