天津中医药大学第二附属医院300150
摘要:血管平滑肌细胞(VSMCs)增殖在高血压、动脉粥样硬化、再狭窄等心血管疾病的发生、发展中起着重要的作用。中药对VSMCs的细胞周期进行调控,有效抑制血管平滑肌细胞的增值,日益备受关注。本文综述了目前中药对VSMCs细胞周期调控的相关研究。
关键词:中药,平滑肌细胞,细胞周期
血管平滑肌细胞(VSMCs)增殖在高血压、动脉粥样硬化、再狭窄等心血管疾病的发生、发展中起着重要的作用。血管平滑肌细胞过度增殖是动脉粥样硬化的细胞病理学基础,细胞周期调控是增生反应的最终共同通路。有效的细胞周期抑制剂可以干预细胞周期调控,明显抑制细胞增殖,从而预防冠心病的发生发展。
中药对于改善血管平滑肌细胞异常增殖有着较好的临床疗效,目前对于单味中药及中药复方均开展了相应的实验研究。
一、单味药物研究
对于单味中药对于血管平滑肌细胞的细胞周期进行调控的研究较多,调控的机制主要是使细胞周期停滞于G0/G1期,抑制了细胞周期相关调节蛋白,及影响细胞微结构。
1三七总皂苷
对大鼠造球囊致血管内膜损伤后血管再狭窄模型,三七总皂苷连续灌胃给药14天,增生的主动脉内膜中细胞周期蛋白cyclinD1、cyclinE表达显著降低【1】。
以血小板衍生生长因子-BB(PDGF-BB)诱导大鼠VSMC的研究中,三七总皂苷含药血浆均可抑制PDGF诱导的大鼠血管平滑肌细胞(VSMC)增殖细胞核抗原(PCNA)及细胞周期相关蛋白cyclinD1和细胞周期蛋白赖性激酶4(CDK4)蛋白表达增强及P21蛋白表达下调【2】。在相似的实验中亦可证实三七总皂苷含药血浆可抑制DGF诱导的VSMCcyclinD1和CDK4蛋白含量增加及p21蛋白含量降低【3】。
以胎牛血清刺激体外培养的兔VSMC使其快速增殖生长,三七总皂甙能显著抑制VSMC的快速增值,使G0/G1期细胞所占比例增多,并下调VSMC细胞NF-B的活性,且呈现出明显的浓度依赖性【4】。
从以上研究可见三七总皂苷可抑制PDGF诱导的VSMC增殖,其作用可能是通过抑制了细胞周期相关调节蛋白的表达,从而抑制了VSMC细胞周期转化和增殖。
2丹参酮ⅡA
丹参酮ⅡA对VSMC的增殖和迁移有抑制作用。将人前列腺癌细胞PC-3与不同浓度的丹参酮ⅡA共同培养48h后,检测发现,丹参酮ⅡA组G0/G1期细胞数明显增多,S期细胞数明显减少,CyclinD1和CDK4的表达量均增加,且具有剂量依赖性【5】。
建立同型半胱氨酸(HCY)诱导的兔VSMC增殖模型,与丹参酮ⅡA共同培养48h后,检测结果表明,丹参酮ⅡAVSMC阻滞于G1期,随丹参酮ⅡA剂量增加p27蛋白表达量明显增加;cyclinE表达量则显著减少【6】。
以组织贴块法培养SD大鼠腹主动脉VSMC,用丹参酮ⅡA干预后,细胞凋亡率增高,胞周期蛋白p21mRNA的相对表达量明显升高【7】。用组织贴块法培养兔胸主动脉VSMC,与不同浓度的丹参酮ⅡA共育不同时间,丹参酮ⅡA各浓度组各时间点均显著抑制VSMC增殖和迁移;作用24h后,处于G0/G1期的VSMC百分比增加,细胞DNA含量减少,且和浓度呈正相关;丹参酮ⅡA干预组中细胞骨架呈极性分布,定向伸展,可见伪足【8】。
3其他单味药
不同质量浓度的川芎当归提取物,能显著抑制大鼠血管平滑肌细胞ERK、JNK和p38的磷酸化及CyclinD1蛋白的表达,能促进细胞内周期蛋白抑制子p21过表达,并抑制pRb磷酸化水平,并表现出浓度依赖性【9】。
黄芪对对血小板源生长因(PDGF-BB)诱导的VSMCs增殖和迁移有明显的抑制作用,黄芪可诱导VSMCs细胞周期阻滞在G0/G1期且呈剂量依赖性,并降低VSMCs中MMP-2、p-ERK1/2和p-AKT蛋白的表达【10】。
取对数生长期的人的肺动脉平滑肌细胞VSMC,与黄芩苷共育24h后发现,黄芩苷对VSMC增殖具有抑制作用,且呈药物剂量依赖效应;此外,VSMC中ERK的表达水平与黄芩苷浓度呈负相关,从而推测黄芩苷可能通过调控ERK介导的相关信号途径实现对VSMC增殖的阻抑【11】。
采用组织贴块法培养大鼠VSMC,测定姜黄素对VSMC增殖的抑制作用,结果发现,姜黄素抑制VSMC增殖,且呈浓度和时间依赖性;30Lmol/L以上浓度姜黄素能显著抑制增殖的VSMC细胞周期进程,使S期减少,G0/G1期增加,并可抑制cyclinD1表达,促进p21蛋白的表达【12】。
在马齿苋总黄酮对PDGF-BB致家兔胸主动脉血管平滑肌细胞增殖的影响的研究中发现,马齿苋总黄酮以浓度依赖方式抑制VSMC增殖及DNA合成,VSMC处于G0/G1期细胞数增多,而S期的细胞数显著减少【13】。
将大鼠VSMC与和血管内皮细胞(VEC)进行原代培养,紫杉醇干预72h后进行检测,VSMC中BrdU表达明显增加,cyclinD1、P27表达高于VEC,P21表达较低。本研究发现紫杉醇抑制VSMC与VEC增殖的能力不同。这提示紫杉醇对VSMC和VEC细胞周期存在不同的作用机制【14】。
川芎嗪浓度依赖性的抑制凝血酶诱导的兔胸主动脉VSMC增值,是通过抑制VSMCG0/G1期向S期的转变及原癌基因c-fos的表达实现【15】。探讨丹皮酚对PDGF-BB所致VSMC增殖周期的影响的机制发现,丹皮酚呈浓度依赖式抑制PDGF-BB诱导的吸光度值升高,降低S期细胞比例而升高G0/G1期细胞比例,显著下调c-fosmRNA的高表达,并升高eNOSmRNA的表达【16】。人参总皂苷明显下调PDGF-BB所致的c-fos及cyclinD1mRNA高表达,并使eNOSmRNA表达升高,阻止大鼠VSMC由G0/G1期进入S期而抑制PDGF-BB所致的增值【17】。淫羊藿苷能使CyclinD1及CDK4的低表达,抑制细胞周期,从而拮抗同型半胱氨酸(HCY)诱导的兔VSMCs增殖【18】。研究发现,6-姜酚可能通过抑制Mtro/P70-S6K,能显著干预AngII诱导的细胞衰老表型及相关信号分子变化,降低血管平滑肌细胞衰老【19】。
二、复方药物
中药复方在冠心病的二级预防及临床治疗中发挥着不可替代的巨大作用。近年对中药复方对于血管平滑肌细胞细胞周期的调节机制研究也日益增多。
鳖甲煎丸有预防或延缓二乙基亚硝胺(DEN)诱发的大鼠肝癌的发生、发展作用。其可能通过抑制CyclinD1、CDK4蛋白的表达,通过阻滞细胞周期,抑制肝癌细胞过度增殖,调整由TNF-β、IL-2和NKC介导的细胞炎症反应,改善肝癌细胞微环境,抑制肿瘤病理进程【20】。
在对山楂红曲荷叶汤的研究中发现,山楂红曲荷叶汤对20%FBS刺激的VSMC增殖而发生的细胞周期改变有显著的抑制作用,使G0/G1期细胞比例增加,S期细胞比例减少【21】。
观察麝香保心丸对血管平滑肌细胞表型转化和增殖的影响发现,麝香保心丸可增加平滑肌细胞系RASMCP8收缩型细胞的标志物α-SMA和SM-MHC标记的阳性细胞,使细胞由收缩型向合成型转化;同时抑制RASMCP8细胞周期从G1期向S期转化,从而抑制细胞的增殖【22】。
吴茱萸碱与血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)所致的增殖大鼠血管平滑肌细胞(VSMCs)共育24h,吴茱萸碱能明显增加VSMCs的OD值,升高细胞周期中S期而降低G0/G1期细胞的比率,明显减少培养细胞上清液中NOS的活性和NO的含量,同时下调eNOS而上调PCNAmRNA的表达,并呈浓度依赖性,说明吴茱萸碱可促进NO合成、释放,并通过阻滞VSMCs于G0/G1期而抑制VSMCs增殖【23】。
观察固本化痰通脉方对大鼠VSMCs生长增殖的影响,结果发现,固本化痰通脉方能明显抑制VSMCs细胞增殖,并以浓度依赖方式减少s期胞、阻滞细胞于G0/G1,并下调细胞周期素D1的表达,表明其作用机理可能与调控血管平滑肌细胞细胞周期素D的活性有关【24】。
对舒脉胶囊及其拆方进行研究发现,舒脉胶囊全方组抑制细胞周期从G0/G1期向S期转化,抑制细胞增殖的效应,全方作用强于拆方组【25】。中药复方消斑通脉合剂药物血清可以阻滞VSMCs细胞周期进程,并呈现出剂量依赖性【26】。
三、小结
动脉粥样硬化(athemscleorsis,AS)是冠心病、心肌梗塞、原发性高血压脑等心血管疾病发生发展的病理基础,血管平滑肌细胞过度增殖是动脉粥样硬化的细胞病理学基础。
中药能较全面、有效地作用于血管平滑肌细胞,通过对VSMCs的增殖的最终环节——细胞周期进行调控,多靶点抑制,改善了心脑血管疾病的病理基础,是寻找心脑血管疾病治疗药物的研究方向。目前虽开展了相应的研究,但对于具体单味药及复方的研究还有待系统性、特异性的深入研究,还需开展多层次、多领域的合作研究,为临床治疗提供更多实验依据。
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基金资助:国家自然科学基金青年基金
《基于CDKN2A/2B基因的细胞周期调控与冠心病证候分类相关机制及中药干预》
基金号:81303089