中藥抑制細胞凋亡分析論文

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論文關鍵詞：凋亡；中藥；綜述

論文摘要：就近年來中藥抑制細胞調亡的文獻進行整理，從中藥調控細胞凋亡途徑、影響凋亡信號傳導、調控凋亡相關基因表達、調控細胞因子4個方面進行系統綜述。認為中藥在抑制細胞凋亡方面有較好的作用。

細胞凋亡(apoptosis)是一種細胞生理性死亡的形式，是多細胞有機體為保持身體組織穩定、調控自身細胞增殖和死亡之間的平衡、由基因控制的細胞自動性死亡過程，在機體的生長發育、衰老、免疫調節、內環境穩定以及腫瘤、感染、自身免疫性疾病等生理病理過程中均有重要意義。機體通過凋亡過程來清除體內不需要或有害細胞，或通過抗凋亡過程維持細胞功能。抑制凋亡在維護生命個體的穩定、抗衰老等過程中有很重要的作用。近年來有關中藥抑制細胞凋亡的研究日漸增多，研究涉及缺氧、缺血等因素導致的神經系統、心腦血管、胃腸功能損傷的保護、腫瘤治療(放、化療)后骨髓、免疫功能損傷的防治等方面。中醫藥可對細胞凋亡過程的不同環節進行調節，進而抑制細胞凋亡，維持機體內平衡，阻止組織病理過程的惡化。

1通過調控細胞凋亡途徑抑制凋亡

機體內存在多條細胞凋亡的信號轉導途徑，其中內源性的線粒體細胞色素C途徑和外源性的死亡受體途徑所介導細胞凋亡是目前研究較多的途徑。

1．1通過調控線粒體細胞色素C途徑抑制凋亡許多研究結果均表明，線粒體在細胞凋亡過程中起著“主開關”作用，是最重要的途徑之一，其通過Cyt－C途徑誘導細胞凋亡。在細胞凋亡信號的刺激下，會使caspases激活，胞質Ca2+水平升高，產生ceramide，諸如此類的改變會直接或間接地引發線粒體通透性轉變孔道(PTP)開放，使能量產生中斷，線粒體內膜跨膜電位(△ψm)的下降，并導致外膜破裂，釋放出Cyt－C等各種活性蛋白，Cyt－C從線粒體內釋放是關鍵的一步。胞漿內的Cyt－C在dA7P存在下，與凋亡蛋白酶活化因子－1(Apaf－1)結合，誘導caspase－9前體的寡聚化，并形成凋亡體。凋亡體的形成可激活caspase－9，繼而活化Caspase－3，啟動Caspase的級聯反應，引起細胞凋亡。

有研究以缺氧／缺糖再給氧為模型，觀察清開靈注射液對神經細胞線粒體膜電位的保護作用。結果發現清開靈注射液能顯著降低細胞內Ca2+濃度，抑制細胞凋亡，提高線粒體膜電位和活性，認為清開靈注射液可抑制缺氧一缺糖再給氧損傷所致的線粒體膜電位的降低、抑制神經細胞內鈣超載與抑制細胞凋亡有關。

1．2通過調控死亡受體途徑抑制凋亡凋亡還可以通過死亡受體通路介導，現知死亡受體途徑主要包括Fas／FasL途徑和TNFa／TNFR途徑。死亡受體家族成員包括7NFRl、TNFR2、Fas／CD95、TRAlL－Rs等，當死亡受體與其相應的配基(死亡配體)特異性結合后，將凋亡信號由胞外傳人胞內，在連接分子的媒介下，激活Caspase，導致細胞凋亡。1．2．1通過調控Fas／FasL途徑抑制凋亡中藥可以通過調控Fas／FasL的表達，抑制受損細胞的凋亡。參附注射液對培養的乳鼠心肌細胞缺氧及缺氧／復氧時凋亡相關基因Fas／FasL蛋白表達影響研究發現，結果缺氧4.5h及10.5h后，心肌細胞Fas／FasL蛋白的陽性表達指數(positiveexpressionindex，PEI)參附注射液組明顯低于缺氧組；參附注射液可通過下調Fas／FasL蛋白表達，參附注射液組還見到caspase-3活性下降，提示參附注射液抑制乳鼠心肌細胞凋亡是通過Fas／FasL-caspase-3途徑實現的。

1．2．2通過調控TNFa／TNFR途徑抑制凋亡研究還發現中藥通過調控7NFa／TNFR途徑抑制細胞凋亡。枸杞多糖對老年大鼠T細胞過度凋亡及相關基因表達研究發現，枸杞多糖可以下調促凋亡的TNFRl基因mRNA表達并上調抗凋亡的Bcl-2基因mRNA表達，降低老年大鼠T細胞的過度凋亡，從而改善老年大鼠T細胞過度凋亡的狀態。

2通過影響凋亡信號傳導抑制凋亡

細胞抗凋亡的信號轉導是在內外生存因子的刺激下，激活多種信號偶聯途徑的信號轉導過程。常見的凋亡信號傳導途徑有磷脂酰肌醇－3－激酶(P13K)／蛋白激酶B(PKB或稱為AKT)途徑，RAS－MAPK途徑，NF－κB途徑，N()途徑等。2．1P13K／PKB途徑P13K是一種胞內磷脂酰肌醇激酶，PKB是P13K的靶蛋白之一，P13K與PKB是促進凋亡作用的重要調節因子；其過量表達可抑制細胞的凋亡。黃芪多糖(APS)對2型糖尿病大鼠腎組織胰島素信號分子表達的研究發現，認為黃芪多糖降低2型糖尿病大鼠血糖水平的機制可能與提高糖尿病大鼠腎組織中胰島素受體(InsR)、胰島素受體底物－1(IRS－1)、P13K水平，增加組織對胰島素的敏感性，改善胰島素信號轉導有關。

2．2RAS－MAPK途徑絲裂原活化蛋白激酶家族(MAPKS)參與細胞凋亡的信號轉導過程。MAPKS級聯反應包括MAPKKK，MAPKK與MAPK等3個順序的活化過程。每一種激酶又由不同成分組成。MAPK包括ERK，jNK／SAPK，P38。有研究探討肝星狀細胞絲裂原活化蛋白激酶(HSCsMAPK)通路中ERK、JNK的活化情況，以及丹參藥物血清對磷酸化細胞外信號調節蛋白激酶(P－ERK)、磷酸化氨基末端蛋白激酶(P－JNK)表達，肝纖維化大鼠經丹參藥物血清干預后較對照組均顯著降低，正常大鼠經丹參藥物血清干預后較正常大鼠對照組也均顯著減少。表明活化的HSCs中ERK、JNK保持著較高的磷酸化水平，兩者介導的信號轉導通路是HSCs活化和增殖的重要途徑之一；阻斷MAPK信號通路可能是丹參治療肝纖維化的重要作用途徑之一。

2．3NF－κB途徑在大多數細胞類型中，NF－κB在胞漿中與抑制亞單位lκB結合形成無活性的復合物。在TNF誘導的細胞凋亡過程中，可刺激lκB的磷酸化作用及降解作用。使NF－κB能從復合物中釋放并活化，活化的NF-κB迅速轉位進入胞核，繼而作用于靶基因，誘導基因表達，編碼前炎性蛋白，如IFN，細胞因子，生長因子，細胞黏附因子，紅細胞生成素與MHC－I類分子等，抑制NOS的生成，并誘導編碼凋亡抑制蛋白C－IAPl，C－IAP2基因表達，誘導抗凋亡基因Bcl－2，Bcl－x1的表達。探討人參皂甙對心血管疾病的保健和防治機制的研究發現，結果顯示內毒素脂多糖(LPS)促使HUVECNF－κB向細胞核內轉移，人參皂甙則能阻止LPS誘導的NF－κB核內轉移；能完全阻止LPS致內皮細胞核提取物NF－κBDNA結合活性；IJs能使HUVl3CPAl－1蛋白及mRNA表達顯著增強，人參皂甙則使LPS的這種作用明顯減弱。認為人參皂甙對心血管疾病的防治機制之一可能是通過NF－κB途徑拮抗LPS致HUVECPAI－1的表達。

2．4NO途徑NO對細胞的增殖與存活有雙重效應。它可以通過多種機制誘導細胞的凋亡，但在一些特定環境中，NO又可在一些細胞類型中作為凋亡的潛在抑制劑。川芎嗪對多巴胺誘導PCI2細胞凋亡的保護作用的研究發現，認為川芎嗪可抑制DA引起的PCI2細胞凋亡，此作用可能與降低NO生成有關。NO的抗凋亡作用還與caspase水平有關。在死亡配體依賴與配體非依賴的凋亡中，NO均能抑制caspase的活性。黃芪、當歸注射液可通過促進NO的生成、誘導caspase3表達促進體外培養的血管平滑肌細胞凋亡。同時還可通過上調bcl－2表達而抑制其阻止氧自由基破壞細胞結構，起抗細胞凋亡作用，通過抑制粘著斑激酶的表達，調節其對細胞增殖和凋亡的影響。已發現，NO在某些細胞類型的線粒體中起抗凋亡作用。如在鼠肝線粒體中，生理濃度的NO能可逆性的抑制PTP的開放，機制是通過膜的去極化與Ca2+的積聚作用。

2．5其他胞漿中游離的Ca2+作為第二信使在凋亡信號傳遞過程中起關鍵作用；細胞核內鈣離子濃度的持續升高是導致細胞凋亡的主要原因。細胞凋亡時最顯著的變化是DNA的斷裂，鈣離子可直接激活核酸內切酶促進DNA斷裂，也可通過激活蛋白酶、磷酸酶和磷脂酶，導致染色質結構完整性的喪失。葛根素及由紅參和麥冬有效成分制成的參麥注射液對腦缺血／再灌注中神經細胞均有一定的抑制作用。作用機制可能是阻斷Ca2+內流和／或胞內鈣庫的釋放。從抑制神經細胞內鈣超載。

目前發現在某些細胞中，cAMP是引起細胞凋亡的信號。細胞內cAMP濃度的上升可激活cAMP依賴性蛋白激酶，使靶細胞上某些絲氨酸和蘇氨酸磷酸化，從而影響這些蛋白的生物學功能，引起細胞凋亡。黃精多糖對正常小鼠血糖水平無明顯影響；但可顯著降低腎上腺素誘發的高血糖小鼠的血糖值；其機制可能是降低腎上腺素模型小鼠肝臟中cAMP的含量，通過抑制凋亡減輕高血糖肝臟的損害。

3通過調控凋亡相關基因表達抑制凋亡

Bcl－2基因家族是最重要的細胞凋亡調控基因。抗凋亡基因bcl－2和bcl－xL是Bcl－2家族蛋白成員中主要的抗凋亡分子。bax基因是Bcl－2家族中重要的促凋亡基因。另外，p53、c－myc、Fas、c－fos等基因均是參與調控細胞凋亡的重要基因。有研究用黃芪注射液進行治療貧血小鼠，提示黃芪注射液可通過上調抗凋亡蛋白Bcl－XL表達減輕骨髓有核細胞的凋亡，并促進紅系、巨核系造血。丹參對持續性非臥床式腹膜透析(CAPD)相關性腹膜硬化模型大鼠腹膜間皮細胞凋亡有抑制作用，其機理是下調Fas基因的蛋白表達，上調Bcl－2基因的蛋白表達。c－los是一種轉錄調節因子，正常情況下在腦內水平極低。c－fos不適當的過度表達可干預細胞核的修復功能，導致細胞凋亡。有實驗表明。c－fos可能誘導腦缺血一再灌流時海馬CAl區細胞晚期促凋亡基因的表達，共同調控細胞凋亡，而中藥有效成分葛根素可通過下調凋亡相關基因c－fos的表達，減少神經細胞的凋亡，從而具有保護神經的作用。

4通過調控細胞因子抑制凋亡

細胞因子(cytokine，CK)是機體細胞分泌調節細胞增殖、分化與死亡的一大類因子。與凋亡有關的細胞因子有氧自由基、氧化低密度脂蛋白(OX2LDL)及某些細胞因子等。清熱解毒方瀉心湯可顯著降低實驗性AS大鼠血清MAD水平，增強SOD活性，降低OX2LDL及N()水平等，從而抑制血管細胞過度凋亡。細胞因子如TNF(Tumomecrotiefactor)具有多種生物學功能，TNF在體外可誘導腫瘤細胞、樹突狀細胞及大鼠肝細胞出現凋亡，其中TNF-α與凋亡的關系更為密切，能與TNF受體結合，引起細胞內貯存Ca釋放，引起細胞內游離Ca2+濃度升高，從而激活Ca2+依賴性核酸內切酶，引起DN段斷裂和細胞凋亡。此外，與凋亡有關的細胞因子還有IL-2、IFN-γ、TGFβ1，NK細胞、IL-3、IL-4、IL-6、LAF-1(白細胞黏附因子)、CAM-1(細胞內黏附分子)、GM-CSF(粒細胞－巨噬細胞集落刺激因子)、NGF(神經生長因子)、SCF(干細胞因子)、IGF-1(胰島素樣生長因子)、核轉錄因子xu等。黃芪對脂多糖(LPS)致大鼠急性肺損傷(AIJ)后大鼠肺組織細胞有保護作用，其機制是減少促炎因子TNF-α、IL-1β的釋放，抑制肺泡上皮細胞凋亡。地黃飲子對阿爾茨海默病動物模型細胞凋亡抑制的機制，與上調核轉錄因子κB、hsp70mRNA的表達，抑制線粒體釋放細胞色素C，控制半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3的激活有關。

5結語

調亡與抗凋亡的相對平衡及平衡的改變，伴隨著生命體胚胎、發育、生長、衰老、死亡的全過程。藥物抑制凋亡與抗腫瘤藥物促進凋亡是相反的兩方面。如果促進凋亡作用被認為是中藥“祛邪”作用機理的話，那么抗凋亡作用可以被解釋為中藥“扶正”的機理之一。隨著研究的深入，發現中藥抗凋亡作用涉及醫學眾多領域，幾乎對細胞凋亡過程各個環節均有調控作用。有研究發現同一藥物對凋亡的干預可涉及調控影響多基因的表達，也可作用于不同的凋亡途徑。甚至對不同疾病，同一藥物對凋亡的干預也可能起完全相反的作用，這是中藥作用的特點，也是中藥機理研究的難點之一。其原因可能與中藥成分的多樣化有關。