丁苯酞对心肌细胞保护作用机制的研究进展

黄骏文 ，李浪 ，2，3

1 广西医科大学第一附属医院，南宁530021；2 广西心脑血管疾病防治精准医学重点实验室；3 广西心脑血管疾病临床医学研究中心

我国现有心血管病患者约2.9 亿，每年死亡约350 万，且心血管病的患病率、病死率仍持续上升，心血管病负担日渐加重［1］。因此，迫切需要制定干预策略，寻找有效药物，用于防治心血管疾病，延缓心血管疾病进展。丁苯酞（NBP）其分子式为C12H14O2，与从芹菜籽中提取的左旋芹菜甲素具有相同的结构，为人工合成的消旋体。研究显示，NBP具有抗血小板聚集、抗氧化应激、改善线粒体功能、减少神经细胞凋亡等多种作用［2-5］，在临床中广泛用于治疗缺血性卒中。近年来研究显示，NBP 可通过抗心肌细胞凋亡、改善线粒体功能、抗氧化反应、抗炎等多种作用机制参与心脏保护作用，是治疗心血管疾病的候选药物。现综述如下。

1 抗心肌细胞凋亡

在心肌缺血/再灌注（I/R）损伤过程中，抑制心肌细胞凋亡可使心肌梗死面积缩小30%～60%，且能有效保护心功能［6］。B 细胞淋巴瘤/白血病2（Bcl-2）蛋白家族中促凋亡和抗凋亡蛋白的平衡关系可调节线粒体通透性转换孔（MPTP）开放，控制细胞色素C 释放，在调控心肌凋亡过程中起重要作用［7］。WANG等［8］发现 NBP 能通过提高大鼠冠状动脉 I/R 模型Bcl-2 蛋白表达，抑制细胞色素C 释放及半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3（Caspase-3）活化，从而减少心肌细胞凋亡，缩小心肌梗死面积。周菲等［9］同样发现，NBP 预处理能上调冠状动脉I/R 大鼠心肌细胞Bcl-2蛋白表达水平，降低Caspase-3、死亡因子、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶9（Caspase-9）蛋白表达水平，降低心肌细胞凋亡率，缩小心肌梗死面积，保护心功能。抑制梗死区周边心肌细胞凋亡，同样能有效缩小心肌梗死面积。田小超等［10］建立大鼠急性心肌梗死（AMI）模型进行研究，发现NBP 治疗组心肌梗死面积缩小42%，心功能明显改善。孙明等［11］进一步研究发现，NBP能提高心肌细胞Bcl-2蛋白表达水平及Bcl-2/Bcl-2 相关 X 蛋白（Bax）值，降低细胞凋亡指数，缩小心肌梗死面积，从而改善心功能。

2 改善线粒体功能

线粒体在向心脏提供能量方面起着关键作用，线粒体功能障碍与心脏功能障碍密切相关［12］。MPTP 持续开放使线粒体基质增加，线粒体肿胀，抑制三磷酸腺苷（ATP）生成，同时使促细胞凋亡因子释放增加，增强酶促反应，进一步增加细胞凋亡。Bcl-2蛋白可提高钙离子超载诱导的MPTP的开放阈值，阻止 Bax/Bak 蛋白激活 MPTP，维持 MPTP 正常功能，减轻线粒体损伤程度。孙明等［11］在大鼠心肌梗死模型中发现，NBP预处理能提高Bcl-2蛋白表达水平，减轻线粒体肿胀，减少心肌细胞凋亡，改善心功能。此外，线粒体酶对线粒体能量代谢、ATP生成也具有重要作用。线粒体酶活性提高可增加ATP 供应，改善心肌能量代谢，促进受损心肌收缩功能恢复。TIAN 等［13］研究发现，NBP 能提高缺血心肌细胞异柠檬酸脱氢酶、琥珀酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶等线粒体酶活性，改善受损线粒体形态，提高细胞ATP水平，改善心功能。

3 抗氧化应激

在缺血缺氧或炎症损伤等作用下，活性氧（ROS）会不断堆积、活化。ROS 作为二级信使或信号分子可介导心肌细胞凋亡，加重心肌损伤。抑制AMI 后梗死区氧化应激反应，有利于改善心肌组织形态和心脏功能［14］。在体外氧化应激细胞模型中，NBP 可降低H2O2处理后大鼠心肌细胞（H9C2 细胞）的ROS 活性，提高心肌细胞活力，抑制心肌细胞凋亡［13］。超氧化物歧化酶（SOD）是体内重要的抗氧化酶之一，丙二醛（MDA）是机体氧化应激的代谢产物，SOD 水平降低和MDA 含量增加会加重心肌细胞氧化应激损伤。邓瑞等［15］在体外缺氧复氧心肌细胞模型中发现，NBP 能减少心肌细胞产生ROS，升高SOD 活性，降低MDA 含量，提高心肌细胞存活率。顾建国等［16］也发现 NBP 能使大鼠血清中 SOD 活性升高，MDA 含量降低，减轻氧化应激反应，改善心功能。QIU 等［17］在大鼠心肌梗死后心力衰竭模型中发现，NBP 治疗组血清总抗氧化能力、过氧化氢酶、SOD 活性提高，MDA 水平降低，心功能改善。蛋白激酶B/核因子E2 相关因子2/血红素氧化酶1（Akt/Nrf2/HO-1）细胞信号转导通路，在心肌缺血炎症反应及氧化应激反应中均起着重要的调节作用［18］。钟斌等［19］进一步研究发现，在慢性心力衰竭大鼠模型中，经 NBP 治疗后大鼠心肌组织 SOD 升高，MDA 含量降低，Nrf2 和HO-1 的表达升高，心肌细胞凋亡减少，提示NBP 可以降低氧化应激水平，抑制心肌细胞凋亡，这可能与激活Nrf2/HO-1 信号通路有关。BAI 等［20］在大鼠 AMI 模型中也发现类似的结果，NBP 治疗组磷脂酰肌醇激酶、Akt、磷酸化Akt 和Nrf2 水平升高，血清中 HO-1、谷胱甘肽、Cu/Zn 超氧化物歧化酶和Fe/Mn 超氧化物歧化酶的活性提高，心肌细胞凋亡减少，心肌梗死区的组织形态改善，心功能改善，提示NBP 通过激活Akt/Nrf2/HO-1信号通路，减轻心肌梗死后氧化应激反应，减轻心肌损伤，保护心功能。

4 抗炎症反应

炎症反应参与心肌缺血再灌注损伤、心肌梗死等的重要过程，炎症因子则是炎症反应的主要参与者。过度炎症反应激活可以导致心肌细胞丢失、收缩功能抑制，甚至可引起心室重构、心力衰竭等不良预后。在体外缺氧复氧心肌细胞模型中发现NBP能减少心肌细胞肿瘤坏死因子α（TNF-α）、IL-6、IL-1β等炎症因子水平，提高心肌细胞存活率，减少心肌细胞凋亡［15］。核因子 κB（NF-κB）信号通路是调控炎症反应的重要通路。李俊等［21］建立大鼠AMI 模型，发现NBP 治疗组NF-κB 蛋白表达水平降低。QIU等［17］建立 AMI 后心力衰竭大鼠模型，也发现 NBP 处理组大鼠 TNF-α、NF-κB 蛋白表达水平降低，提示NBP 可能通过抑制NF-κB 信号通路的激活，减轻心肌梗死中炎症反应。Akt/Nrf2 信号通路也参与调节炎症反应［22］。BAI 等［20］建立大鼠 AMI 模型，发现与模型组比较，NBP 组p-Akt 和磷酸化Nrf2 蛋白表达水平明显降低，炎症因子 IL-1β、TNF-α 在 mRNA 及蛋白表达水平均降低，细胞凋亡率明显下降，提示NBP 也可能通过调节Akt/Nrf2 信号通路，抑制AMI后的炎症反应，减轻心肌损伤［20］。

5 抑制心室重构

心室重构包括心肌纤维化、心肌细胞肥大及心室扩大等病理改变，抑制或逆转心室重构可延缓心力衰竭的进展［23］。顾珺一等［24］建立心力衰竭大鼠模型，发现NBP 治疗组大鼠心肌纤维化相关蛋白SMAD3 表达水平降低，心肌纤维化减轻，心功能改善。QIU等［17，25］在AMI后心力衰竭大鼠模型中，发现NBP治疗能降低大鼠转化生长因子β1蛋白、NF-κB及Ⅰ型、Ⅲ型胶原以及肌成纤维细胞标志物α 平滑肌肌动蛋白的表达水平，大鼠心肌纤维化减轻，心功能改善，提示NBP 可能通过抑制胶原合成信号，抑制肌成纤维细胞增殖，减轻心肌纤维化。

心脏功能受损早期，心肌代偿性肥厚，心室腔代偿性扩大，心肌收缩功能尚能代偿，久之即出现失代偿表现［26］。QIU 等［25］建立大鼠 AMI 模型，观察组使用NBP 治疗5 周，结果发现观察组大鼠心肌细胞肥大减轻，左心室舒张末期内径（LVEDD）缩短，提示NBP能减轻心肌梗死后心肌肥大及心室扩张。另一项研究同样发现在AMI 后心力衰竭大鼠模型中，观察组使用NBP 治疗4 周后，观察组心肌肥大减轻，LVEDD 和左房内径缩短，心脏功能改善，提示NBP能减轻心力衰竭大鼠的心肌肥大及心脏扩大，改善心力衰竭大鼠的心功能［17］。

6 抗心律失常

心脏交感神经重塑是指某一区域心肌内的交感神经密度增高或缺失。心肌梗死后，交感神经重塑可增加室性心律失常易感性，增加心源性猝死风险。联合检测生长相关蛋白43（GAP-43）与酪氨酸羟化酶（TH）水平可反映神经发育及再生情况。李俊等［21］在大鼠心肌梗死模型中，发现大鼠心肌梗死周边区GAP-43 和TH 阳性的交感神经纤维密度增加，分布紊乱，而NBP 治疗组梗死周边区GAP-43 和TH 阳性的交感神经纤维密度较心梗组降低，提示NBP 治疗可改善大鼠心肌梗死周边区交感神经重构。心肌梗死后，异质性纤维化瘢痕可破坏正常的细胞骨架网络，并减少缝隙连接蛋白43（Cx43）在梗死边缘区的表达而导致缝隙连接重构［27］。严重的心室纤维化和Cx43 重塑最终会导致兴奋传导减慢和折返性心律，增加室性心律失常的易感性［28］。QIU等［25］发现，NBP 治疗能抑制心肌梗死模型大鼠心肌梗死后心肌纤维化，改善Cx43缝隙连接蛋白的表达和分布，降低发生室性心律失常的易感性及严重程度。

心肌梗死后心房结构重塑认为与房颤的发生有关，特别在心力衰竭时，房颤的易感性增加［29］。QIU等［17］建立心肌梗死后心力衰竭大鼠模型，研究NBP对心肌梗死后心力衰竭大鼠房颤易感性的影响。发现经NBP 治疗4 周后，观察组大鼠心房纤维化明显减轻，心功能明显改善，房颤诱发率和持续时间明显降低。提示NBP 可能通过抑制心房纤维化，抑制心房结构重塑，改善心功能，降低房颤易感性。

7 促进血管再生

心肌梗死边缘区血管再生可以改善缺血心肌的血流灌注，挽救顿抑心肌，改善心功能。田小超等［30］在大鼠心肌梗死模型中研究发现，NBP 治疗组大鼠血管内皮生长因子和碱性成纤维细胞生长因子等促血管生长因子增加，Notch1基因表达水平升高，大鼠心功能改善，提示NBP 可以促进心肌梗死大鼠促血管生成因子在缺血心肌中的表达，促进缺血心肌血管再生，增加缺血心肌的血液供应，保护心功能。

随着国内外学者的不断深入研究，NBP 对心肌细胞的保护作用已不断得到证实，为筛选出治疗心脏疾病的有效药物提供了理论基础，展现了治疗心血管系统疾病的应用前景。但由于NBP 在心血管疾病中的作用机制仍有不明确的地方，尚缺乏大规模、多中心的临床研究数据，且因为NBP 呈脂溶性，难溶于水，生物利用度低，分布在心脏组织中药物浓度低，导致NBP 尚未能在临床中广泛用于治疗心血管系统疾病。目前，新一代NBP 衍生物在国内处于Ⅱ期临床研究，初步研究结果显示其对心、脑缺血疾病均具有很好的治疗作用［31-32］。因此，进一步加深对NBP 及其衍生物在心血管疾病方面的研究，有望给心血管病患者带来新的药物治疗选择。