益气活血法调控心肌缺血再灌注损伤细胞自噬研究进展

颉志英，张志明，雍文兴，王功臣，邵向阳，宋忠阳，梁艳

综述

益气活血法调控心肌缺血再灌注损伤细胞自噬研究进展

颉志英1，张志明2，雍文兴2，王功臣2，邵向阳1，宋忠阳1，梁艳2

1.甘肃中医药大学，甘肃 兰州 730000；2.甘肃中医药大学附属医院，甘肃 兰州 730000

心肌缺血再灌注损伤（MIRI）防治已成为现代医学的研究热点，但其发生机制尚未完全阐明。随着现代医学对该病的深入研究，发现其与细胞自噬密切相关。益气活血类中药可调控心肌细胞自噬蛋白及基因的表达，本文就益气活血类中药对MIRI过程中细胞自噬的影响最新进展进行综述。

益气活血法；心肌缺血再灌注；自噬；综述

据2018年中国心血管病报告显示，心血管疾病的发生率呈逐年上升趋势，推算心血管病现患病人数约2.9亿，其中冠心病1100万，且急性心肌梗死（acute myocardial infarction，AMI）的死亡率亦逐年升高[1]。目前，临床针对治疗AMI方案主要是以血液复流为目的的治疗，但易引起心肌缺血再灌注损伤（myocardial ischemia-reperfusion injury，MIRI），已严重影响临床疗效。因此，深入探索MIRI的病理机制及针对其保护药物成为目前临床上的重点。自噬被认为是MIRI的发生机制之一，其作为细胞应对损伤的一种保护性反应，对维持正常生理功能以及细胞内环境稳定十分重要[2]。有研究表明，中药能增强或减弱自噬的强度从而治疗相应疾病[3]。结合病位、病因病机及临床症状，可将AMI归属于中医学“胸痹”“真心痛”范畴，临床上通过观察AMI患者临床症状及中医证候，发现多数以心气不足、心血失于推动为基础，血脉滞涩为发病的直接原因。因此，气虚血瘀、本虚标实是其主要病机，故益气活血为其基本治则。兹就近年来益气活血法防治MIRI自噬相关研究进行归纳总结，从中药单体及有效成分、中药复方2个方面进行综述，以期为益气活血法防治MIRI的临床应用提供较系统的理论依据。

1 自噬机制

自噬是一种高度保守的细胞行为，通过泛素蛋白酶系统维持细胞内稳定，它的发生过程是由双层膜性结构对胞内成分（如蛋白质、脂质、细胞器等）进行包裹，之后通过与溶酶体结合，将包裹的内容物进行分解、再利用的过程。

自噬主要有3种形式：微自噬、巨自噬和分子伴侣介导的自噬[4]。最早观测到的自噬现象是巨自噬。因此，本文中的自噬主要指巨自噬。自噬具有双面性：一方面，其可发挥一种防御和应激调控作用，如在饥饿状态下，细胞本身即可通过自噬降解部分蛋白质或损伤的细胞器，将其转化为能量以供给细胞，也可清除变性或错误折叠的蛋白质或衰老的细胞器等，以维持细胞的稳态[5]；另一方面，在一些特定的生理或病理状态下，如炎症、氧化应激或过度的缺氧、缺血，具有诱导细胞程序性死亡的作用[6]。

自噬通路主要包括依赖雷帕霉素受体蛋白（mTOR）的自噬和非依赖mTOR的自噬。mTOR是一类丝氨酸/苏氨酸激酶，其在进化中高度保守，并可作为自噬的关键分子，在自噬中发挥重要的作用[7]。mTORC1和mTORC2两种不同的复合体存在于细胞内，其中mTORC1能促进细胞的生长和代谢，通过结合ULK1复合物而抑制自噬，而mTORC2具有调节细胞存活和骨架的功效，并且能磷酸化AKT，导致mTORC1被激活，从而调控自噬[8]。PI3K-AKT-mTOR信号通路是调节细胞周期的重要信号通路[9]，其中PI3K是一种胞内磷脂酰肌醇激酶，具有丝氨酸/苏氨酸激酶的活力，参与细胞增殖、分化、凋亡等[10]。当PI3K受到多种生长因子如成纤维细胞生长因子（FGF）、血管内皮生长因子（VEGF）等激活，能诱导下游AKT表达[11]。AKT又称蛋白激酶B（PKB），主要通过血小板-白细胞C激酶同源区和PIP3结合，一方面通过磷脂酰肌醇依赖性激酶1（PDK1）使第308位上的苏氨酸位点（Thr308）磷酸化而被激活，另一方面PDK-2的存在使第473位上丝氨酸位点（Ser473）磷酸化也被激活，并且发现AKT在细胞存活和凋亡中发挥重要作用[12]。有研究发现，通过体外培养肺动脉平滑肌细胞（PASMC），激活并PI3K-AKT-mTOR信号并使之磷酸化，能下调自噬[13]，即PI3K-AKT-mTOR信号通路能抑制细胞自噬减从而轻细胞凋亡。

2 自噬与心肌缺血再灌注损伤关系

目前随着对心血管疾病的不断探索，表明与其相关的心肌细胞自噬可能具有双向调控的作用[14]。心肌细胞再生能力非常有限，而细胞自噬通过降解功能异常的蛋白质或老化的细胞器，使细胞或物质得到更新，所以细胞自噬对维护心肌细胞活力十分重要。上调自噬水平对MIRI具有保护作用，主要是自噬通过清除细胞内杂物，使其得到更新，从而提高心肌细胞生存率。Li等[15]研究表明，细胞自噬通过清除毛状样蛋白（CLP36）保护心肌细胞免受MIRI，而CLP36的累积是再灌注损伤的重要因素。但亦有研究表明，再灌注损伤后可引起细胞过度自噬，常伴随Beclin 1蛋白增加，因此阻碍自噬体的清除，进而导致心肌细胞死亡率升高[16]。Xu等[17]研究表明，缺血再灌注损伤时由于减少Beclin 1蛋白在心肌细胞中的表达而下调自噬水平，从而提高细胞生存率，提示自噬在此过程中有损伤性作用。综合性研究表明，再灌注时自噬的程度（适度或过度）可能与缺血期缺血时间、缺血程度、自噬与凋亡时间、自噬的激活程度等紧密相关[18]。

3 益气活血类中药单体及其有效成分对自噬的影响

3.1 人参

人参具有大补元气、补脾益肺、生津、安神益智等功效。《本草汇言》有“补气生血、助精养神之药也”。现代药理研究表明，人参主要成分为人参皂苷[19]。李丹丹[20]研究发现，人参皂苷Rg1通过调控局灶性脑缺血再灌注模型大鼠Beclin 1、LC3及mTOR的表达，进而上调缺血组织和细胞自噬，从而对缺血再灌注神经元起到保护作用。乔磊[21]使用人参皂苷Rb1对动脉粥样硬化小鼠进行干预，发现人参皂苷Rb1能上调LC3Ⅱ/LC3Ⅰ的比值、降低p62表达，并能降低泡沫细胞脂质沉积的作用，而抑制自噬后结果正好与前面相反，表明人参皂苷Rb1能激活自噬，降低动脉粥样硬化脂质的沉积，从而保护血管。

3.2 丹参

丹参具有活血调经、祛瘀止痛、凉血消痈、除烦安神功效。《本草便读》曰：“丹参，功同四物，能祛瘀以生新，善疗风而散结，性平和而走血……味甘苦以调经，不过专通营分。”现代药理研究发现，丹参活性成分主要是两大类，脂溶性成分包括丹参酮类、丹参酮醌类等，水溶性成分多为丹参素、丹参酸等[22]。孙大伟等[23]通过体外培养缺氧复氧处理心肌细胞并对其加入丹参素进行诱导，采用CCK-8法发现，含丹参素细胞增殖率显著上升，且通过RT-PCR检测发现，丹参素能明显上调自噬相关基因LC3、Beclin 1的表达，从而对缺氧复氧心肌细胞损伤起保护作用。

3.3 黄芪

黄芪具有补气健脾、升阳举陷、益卫固表、利尿消肿、托毒生肌功效。《神农本草经》言“黄芪，甘微温，无毒。主痈疽……补虚，小儿百病”。现代药理研究发现，黄芪中化学成分主要包括黄芪多糖类、黄酮类化合物、皂苷类化合物等，具有抗感染、抗病毒、抗肿瘤、抗氧化等功效[24]。史楠等[25]研究发现，黄芪甲苷与大鼠脑缺血再灌注时发现，黄芪甲苷能调控LC3/mTOR信号通路，增加自噬量，从而缓解/治疗大鼠脑缺血再灌注的损伤。李媛等[26]研究认为，黄芪甲苷能通过激活自噬减轻脑缺血再灌注损伤。

3.4 川芎

川芎具有活血行气、祛风止痛功效。《本草汇言》：“芎，上行头目，下调经水，中开郁结，血中气药。”现代药理研究发现，川芎有效成分主要包括内酯、酚酸、生物碱及多糖等。其中川芎内酯组分有强心、扩张血管、保护血管内皮细胞、增加冠脉和末梢血管血流量作用。研究表明，通过异丙肾上腺素诱导大鼠MIRI模型，模型组大鼠LC3Ⅱ/LC3Ⅰ、Beclin 1表达升高，p62表达下降，川芎内酯组分明显抑制LC3Ⅱ/ LC3Ⅰ、Beclin 1的表达，而提高p62的表达[27]。初步阐明心肌缺血过程中引起了细胞自噬，而川芎内酯组分可抑制自噬。

3.5 三七

三七有化瘀止血、活血定痛功效。《本草求真》：“三七气味苦温，能于血分化其血瘀。”三七总皂苷是三七有效活性成分之一。研究显示，三七总皂苷能降低患者心绞痛发生频率和持续时间，改善心电图[28]。也有研究发现，三七总皂苷可通过多途径调节线粒体功能而抑制细胞凋亡[29]。另外，三七总皂苷可明显提高大鼠肾脏中自噬相关基因Atg5和Beclin 1的表达及相关蛋白LC3Ⅱ/LC3Ⅰ的表达[30]。

3.6 当归

当归有补血调经、活血止痛、润肠通便功效。《医学启源》曰：“当归，气温味甘，能和血补血，尾破血，身和血。”在心血管系统方面，当归挥发油被认为是主要有效成分。有研究发现，当归挥发油对大鼠局灶性脑缺血再灌注损伤有防护作用[31]。当归挥发油能下调自噬相关蛋白Beclin 1、LC3Ⅱ、Atg5的表达，细胞存活率明显上升，表明当归挥发油可能通过抑制自噬减轻脑缺血再灌注神经细胞的损伤[32]。

4 益气活血类中药复方对自噬的影响

4.1 补阳还五汤

补阳还五汤主要由黄芪、当归尾、赤芍、川芎、红花、桃仁、地龙等组成，具有益气活血通络功效，其在临床应用疗效显著[33]。现代药理研究表明，补阳还五汤可通过清除氧自由基、提高抗氧化防御系统、抑制心肌酶活性、阻断炎症途径、抑制钙超载等多种方式保护损伤心肌[34]。有研究发现，补阳还五汤可降低小鼠脑缺血后半暗带组织LC3Ⅱ/LC3Ⅰ的表达，抑制p62蛋白的降解，减少脑梗死面积[35]，表明该方能通过抑制脑缺血后半暗带组织过度自噬而发挥脑保护作用。

4.2 维脑康

维脑康主要由藏红花、人参、银杏等组成，具有补气活血功效。郑咏秋等[36]研究表明，维脑康可上调大鼠局灶性脑缺血再灌注损伤脑组织Beclin 1表达，这可能与通过增强自噬而改善脑缺血再灌注损伤有关。

4.3 参元丹

参元丹主要由黄芪、玄参、丹参、党参、延胡索、地龙等组成。研究表明，参元丹可下调缺血Wistar乳鼠心肌细胞自噬相关基因Beclin 1 mRNA的表达，降低LC3Ⅱ/LC3Ⅰ比值来抑制自噬，从而保护缺血心肌细胞的损伤[37]。

4.4 加味丹参饮

加味丹参饮主要由丹参、黄芪、赤芍、红花、当归、川芎等组成，具有益气活血功效。研究表明，加味丹参饮预处理对缺氧/复氧H9C2心肌细胞损伤具有防护作用，其机制可能与上调自噬相关蛋白LC3Ⅱ及Beclin 1的表达、诱导自噬相关[38]。

4.5 通心络胶囊

通心络胶囊主要由人参、全蝎、水蛭、赤芍、檀香等组成，具有益气活血、通络止痛功效。有研究通过大鼠AMI建模探索通心络胶囊对心肌细胞的保护机制，结果表明，通心络胶囊组LC3荧光染色显著增强，LC3Ⅱ/LC3Ⅰ比值上升，Beclin 1、p-AMPK表达上调，p-mTOR表达下调；AMPK抑制剂可显著阻断自噬进程。表明其可能通过AMPK/mTOR通路上调缺氧心肌细胞的自噬，从而保护缺氧心肌细胞。而PI3K/Akt通路也与自噬密切相关，通心络胶囊抑制神经元凋亡的作用可能与自噬密切相关[39-40]。

5 小结

目前，益气活血法已被广泛应用于心脑血管疾病，尤其是心肌/脑缺血再灌注损伤中临床疗效显著。而自噬作为MIRI发病机制之一，益气活血类中药调控自噬具有多通路、多靶点的优势，不仅可从中药单体、提纯物及其主要成分进行自噬的研究，且中药复方调控自噬的研究也意义重大。文献报道较多的中药及其复方调控自噬的研究已有一定进展，但缺乏对多靶点作用机制的深入研究。中医学理论体系的主要特点是整体观念和辨证论治，人是一个有机的整体，临床治疗中需随证加减，因此中药复方调控自噬更显优势。加强益气活血复方调控自噬的相关研究，有助于更好地发挥中医学理论体系的优势，提高临床疗效。

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Research Progress in Method of Reinforcing Qi and Activating Blood Circulation in Regulation of Cell Autophagy During Myocardial Ischemia-Reperfusion Injury

XIE Zhiying1, ZHANG Zhiming2, YONG Wenxing2, WANG Gongchen2,SHAO Xiangyang1, SONG Zhongyang1, LIANG Yan2

The prevention and treatment of myocardial ischemia-reperfusion injury (MIRI) has become a research hotspot in modern medicine, but the mechanism of its occurrence is not completely clear. With the in-depth study of this disease in modern medicine, it is found to be closely related to cell autophagy. TCM with the efficacy of reinforcing qi and activating blood circulation can regulate the expression of autophagy proteins and genes in cardiomyocytes. This article reviewed the latest developments in the effects of TCM with the efficacy of reinforcing qi and activating blood circulation on cell autophagy during MIRI.

method of reinforcing qi and activating blood circulation; myocardial ischemia-reperfusion injury; autophagy; review

R2-05；R285.5

A

1005-5304(2020)12-0130-05

10.19879/j.cnki.1005-5304.202001017

国家自然科学基金（81660730）

张志明，E-mail：zhangzhimingys@163.com

（2020-01-02）

（2020-01-15；编辑：华强）