主题：【分享】大黄素防治动脉粥样硬化作用机制的研究进展

心脑血管疾病是全球发病率、死亡率最高的疾病，近年来以动脉粥样硬化为代表的心脑血管疾病的发病率持续升高，严重威胁人们的身体健康，给家庭和社会带来沉重的负担，已成为一个重要的公共卫生问题[1]。心血管疾病已成为威胁人类健康的最主要疾病，其中动脉粥样硬化是心血管疾病的主要原因和病理基础。动脉粥样硬化常累及大动脉、中动脉，临床主要特征为慢性管腔狭窄，是冠心病、脑梗死、外周血管疾病等心脑血管疾病的主要病理基础，可影响心脏、大脑、肾脏、眼睛、外周血管的动脉系统[2]。大黄素从大黄、虎杖的根和树皮中获得的蒽醌衍生物，是橙色长针状晶体，易溶于醇和碱性溶液，几乎不溶于水[3]。大黄素具有抗肿瘤、抗炎、免疫抑制、镇痛、器官保护等多种药理作用，临床可用于痢疾、肺炎、脑炎、中耳炎、小儿麻痹、肝炎、肿瘤、心脑血管疾病等多种疾病的治疗[4]。大黄素可通过降低炎症反应、降低氧化应激反应、调节脂质代谢、阻止血管平滑肌增殖、保护血管内皮功能、稳定动脉粥样硬化斑块等多种途径对动脉粥样硬化发挥防治作用。本文综述了大黄素防治动脉粥样硬化的作用机制研究进展，为大黄素防治动脉粥样硬化的临床应用提供参考。
1  降低炎症反应
1.1  阻止核因子-κB（NF-κB）激活

NF-κB是动脉粥样硬化的重要信号通路，可介导主动脉平滑肌细胞中促炎细胞因子和生长/迁移因子表达，促进主动脉平滑肌细胞的增殖和迁移，促进动脉粥样硬化的形成[5]。Meng等[6]使用大黄素干预大鼠主动脉平滑肌细胞，结果0.1～10 μmol/L大黄素可呈浓度相关性抑制肿瘤坏死因子-α（TNF-α）对主动脉平滑肌细胞的促增殖作用，阻止主动脉平滑肌细胞迁移和基质金属蛋白酶（MMP）-2、MMP-9的表达，降低白细胞介素（IL）-6、IL-1β、血管细胞黏附分子-1、细胞间黏附分子-1、单核细胞趋化蛋白1（MCP-1）等炎症因子的表达，抑制TNF-α引起的主动脉平滑肌细胞中NF-κB的活化，结果证实大黄素可通过阻止NF-κB激活以发挥抗炎作用，降低动脉粥样硬化的病情。赵剑锋等[7]使用高脂饲料饲养大鼠建立动脉粥样硬化模型，结果600、900、1 200 mg/kg大黄素能呈浓度相关性抑制大鼠体质量增加，继而降低低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）、总胆固醇（TC）的水平，显著降低超敏C反应蛋白（hs-CRP）、纤维蛋白原（FIB）的水平，表明大黄素可通过抗炎发挥抗动脉粥样硬化的作用。吴迪等[8]使用大黄素干预大鼠血管平滑肌细胞，结果50 μmol/L大黄素能抑制血管平滑肌细胞重叠和变性，抑制CRP、一氧化氮合酶（iNOS）、TNF-α基因和蛋白的表达，表明大黄素能通过抑制多种炎症因子的表达发挥抗动脉粥样硬化的作用。

1.2  调节γ-干扰素（IFN-γ）、MCP-1的分泌
IFN-γ属于II型干扰素，能抑制LDL-C的表达，阻止泡沫细胞的形成，在动脉粥样硬化进程中发挥双向调节作用[9]。MCP-1能促使单核细胞聚集，促进泡沫细胞形成，加速动脉粥样硬化的形成，介导多种促炎因子的分泌和血管内皮的增殖[10]。夏丽等[11]使用大黄素干预高脂饲料诱导的载脂蛋白E缺陷动脉粥样硬化小鼠，结果显示，10、20、40 mg/kg大黄素能降低小鼠LDL-C、TC、三酰甘油（TG）的水平，提高高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）的水平，上调IFN-γ基因的表达，下调MCP-1基因的表达，降低血清IFN-γ、MCP-1水平，表明大黄素可通过调节IFN-γ、MCP-1的分泌减轻炎症反应，发挥抗动脉粥样硬化的作用。
1.3  抑制同型半胱氨酸（Hcy）的表达
血浆Hcy水平升高是动脉粥样硬化的独立危险因素，能够通过活性氧（ROS）和丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号通路刺激血管平滑肌细胞中CRP的表达，加剧血管壁的炎症过程，从而促进动脉粥样硬化进程[12]。Pang等[13]使用大黄素干预大鼠血管平滑肌细胞，发现0.1、1、10、100 μmol/L大黄素能呈浓度相关性降低血管平滑肌细胞的活力，有效降低Hcy引起血管平滑肌细胞的CRP的表达，抑制细胞外信号调节激酶（ERK）1/2和p38磷酸化进程，以浓度相关性方式拮抗Hcy对过氧化物酶体增殖物激活受体γ（PPARγ）表达的抑制作用，还有助于降低大鼠血清Hcy和CRP水平，表明大黄素通过抑制Hcy表达以阻止ERK1/2/p38信号通路激活和促进PPARγ表达，发挥抗动脉粥样硬化作用。
2  降低氧化应激反应
缺氧、氧化应激可通过磷脂酰肌醇3-激酶途径激活磷脂酶C，导致神经酰胺的形成，神经酰胺可调节细胞凋亡和炎症，有助于动脉粥样硬化或血栓性疾病的发展[14]。Hei等[15]使用1%胆固醇和5%脂肪的饮食喂食家兔建立动脉粥样硬化模型，结果10 mg/kg大黄素能显著降低兔血清丙二醛（MDA）、氧化低密度脂蛋白（OX-LOL）的水平，提高血清超氧化物歧化酶（SOD）的水平，显著减轻家兔动脉粥样硬化程度，降低主动脉的神经酰胺浓度、鞘磷脂酶活性和凋亡泡沫细胞指数，结果证实大黄素可通过抗氧化应激反应发挥抗动脉粥样硬化的作用。张翔等[16]使用大黄素治疗高脂饲料喂养的动脉粥样硬化大鼠，结果发现20、40、80 mg/kg大黄素有助于提高大鼠的体质量，呈剂量相关性降低MDA的水平，升高SOD、总抗氧化能力（T-AOC）的水平，减轻平滑肌细胞增生和向内膜迁移，提示大黄素通过抗氧化应激反应发挥抗动脉粥样硬化的作用。张翔等[17]使用大黄素治疗高脂饲料建立的动脉粥样硬化大鼠，结果20、40、80 mg/kg大黄素能浓度相关性降低LDL、TG、TC的水平，提高HDL的水平，上调SOD、T-AOC的水平，降低MDA的水平，减轻平滑肌增生、内膜迁移、内膜水肿等动脉粥样硬化改变，提示大黄素可通过抗氧化应激反应发挥抗动脉粥样硬化的作用。
3  调节脂质代谢
3.1  消耗胆固醇以破坏脂筏
脂筏位于细胞膜和内膜中，是含有高浓度胆固醇和鞘糖脂的微结构域，参与多种信号通路的活化，可加剧炎症反应，促进动脉粥样硬化的发展，GM1-神经节苷脂是脂筏的标志物，脂质筏的破坏将导致GM1-神经节苷脂从脂筏重新分布到细胞膜非脂质筏结构域[18]。胆固醇是脂筏中主要成分，胆固醇富集使脂筏比细胞膜周围富含磷脂的非筏相更紧密，消耗脂筏中的胆固醇可破坏脂筏[19]。Meng等[20]使用大黄素干预原代人脐静脉内皮细胞，结果1～50 μmol/L大黄素能显著降低脂多糖引起的IL-1β、IL-6、IL-8、趋化因子配体2、MCP-1等多种炎症因子的分泌，阻断核因子κB抑制因子α（IκBα）的降解和NF-κB活化，大黄素将脂筏中的GM1-神经节苷脂分散到膜或内膜的非脂质筏结构域，证实大黄素通过消耗胆固醇来破坏脂筏，阻止脂多糖诱导的人脐静脉内皮细胞中NF-κB活化，发挥抗炎作用，以减轻动脉粥样硬化进程。
3.2  激活PPARγ信号通路
PPARγ在巨噬细胞中大量表达，尤其是动脉粥样硬化内的脂质泡沫细胞，PPARγ通过转录诱导ox-LDL参与动脉粥样硬化进程，还能促进ATP结合盒转运体（ABC）A1、ABCG1的表达，通过肝X受体α（LXRα）介导巨噬细胞中胆固醇的外排，在动脉粥样硬化的炎症反应、胆固醇稳态中发挥关键作用[21]。Fu等[22]使用大黄素干预THP-1单核巨噬细胞，结果1、5、10 μmol/L大黄素能促进细胞中PPAR-γ蛋白和基因的表达，以浓度相关性促进载脂蛋白A1诱导的巨噬细胞内胆固醇外排，还能促进THP-1细胞中LXR-α（PPARγ靶点）的蛋白和基因的表达，促进ABCA1、ABCG1的表达，证实大黄素可通过激活PPARγ信号通路以促进胆固醇排除，发挥抗动脉粥样硬化的作用。Zhou等[23]使用脂肪喂养载脂蛋白E建立小鼠动脉粥样硬化斑块模型，结果发现10 mg/kg大黄素能显著减轻斑块中脂质核心面积和胶原蛋白数量，抑制斑块MMP-9、粒细胞巨噬细胞集落刺激因子（GM-GSF）的表达，促进PPARγ的表达，提示大黄素可通过激活PPARγ信号通路以促使动脉粥样硬化斑块稳定有关。
4  阻止血管平滑肌增殖
动脉内膜血管平滑肌细胞的增殖是动脉粥样硬化斑块形成的关键步骤，诱导动脉内膜血管平滑肌细胞凋亡或细胞周期停滞，还会损害血管内皮细胞生理机能，导致内膜增生[24]。Xu等[25]使用大黄素干预动脉内膜血管平滑肌细胞，发现0.05～5 μmol/L大黄素可呈浓度相关性抑制动脉内膜血管平滑肌细胞的增殖，显著降低了细胞周期蛋白依赖性激酶1（CDK1）、Ki67、E2F-1基因表达，显著降低线粒体活性，还能显著减轻大鼠损伤动脉的内皮化进程，证实大黄素可通过阻止血管平滑肌增殖以抗动脉粥样硬化。
活化的半胱天冬酶（Caspase）能促使Bid断裂，诱导细胞色素C从线粒体释放，激活线粒体途径，继而激活下游Caspase-3、Caspase-8、Caspase-9，导致多种DNA链断裂，导致细胞凋亡，以阻止血管平滑肌增殖[26]。Heo等[27]使用大黄素干预大鼠主动脉平滑肌细胞，发现0.1、1、10 mmol/L大黄素能浓度相关性抑制血小板源生长因子诱导的主动脉平滑肌细胞增殖，抑制IκBα的磷酸化，促进主动脉平滑肌细胞凋亡，促进Caspase-3、Caspase-8、Caspase-9的表达，还能调节B淋巴细胞瘤-2（Bcl-2）的表达，促使MMP紊乱，证实大黄素通过Caspase途径促进线粒体依赖性细胞凋亡，进而阻止血管平滑肌细胞增殖，降低动脉粥样硬化发生。
5  保护血管内皮功能
内皮型一氧化氮合酶（eNOS）/一氧化氮（NO）系统与动脉粥样硬化密切相关，前者活性降低可促进内皮细胞增生，抑制NO的合成，后者能强效促使血管舒张，阻止血管平滑肌增殖和血栓形成[28]。吴健虹等[29]使用大黄素治疗膳食诱导的高脂血症大鼠，10 mg/kg大黄素能显著降低LDL-C、TG、TC的水平，降低肝脏脂肪变性程度，显著提高胸主动脉的总NO的水平和eNOS基因和蛋白的水平，证实大黄素能上调eNOS/NO系统以保护血管内皮细胞，减轻动脉粥样硬化的风险。
6  稳定动脉粥样硬化斑块
MMP能特异性降解细胞外基质中多种胶原蛋白的表达，破坏动脉粥样硬化斑块纤维帽结构，导致血栓形成和斑块破裂[30]。白文武等[31]使用大黄素治疗高脂饮食建立的载脂蛋白E缺陷小鼠模型，结果60 mg/kg大黄素能显著抑制血管内膜增厚和平滑肌增生，抑制粥样斑块的形成，下调MMP-2、MMP-9的表达，提高组织抑制剂1（TIMP-1）的表达，证实大黄素可通过调节MMP的分泌以稳定动脉粥样硬化斑块，发挥抗动脉粥样硬化的作用。
7  结语
大黄素可通过降低炎症反应、降低氧化应激反应、调节脂质代谢、阻止血管平滑肌增殖、保护血管内皮功能、稳定动脉粥样硬化斑块等多种途径对动脉粥样硬化发挥防治作用。由于大黄素用于人体的机制尚不明确，目前大黄素多用于动物研究，尚未用于临床试验，因此，需要进一步的研究和更多的试验来验证大黄素对人动脉粥样硬化的益处。大黄素的肝毒性、肾毒性和口服生物利用度差的问题应该在未来的研究中得到解决。总之，大黄素防治动脉粥样硬化具有良好的应用前景，可能在未来用于临床实践。