國外心肌缺血/再灌注引發(fā)的細胞凋亡的治療研究進展

胡一冰 林玉琳 趙艷芝▲

1.首都醫(yī)科大學燕京醫(yī)學院臨床醫(yī)學系2011級本科二班，北京 101300；2.首都醫(yī)科大學燕京醫(yī)學院生理與病理生理教研室，北京 101300

心臟缺血后最有效的治療方式是恢復心肌的血流灌注，但再灌注同時也會導致可逆性缺血損傷加重，或使其轉化為不可逆性損傷，這種現(xiàn)象稱為心肌缺血/再灌注損傷（myocardial ischemia reperfusion injury）。其中凋亡是心肌缺血/再灌注損傷發(fā)生機制中的重要環(huán)節(jié)之一，Gottlieb等[1]首先在兔心臟上發(fā)現(xiàn)再灌注損傷促進了細胞凋亡。抑制因心肌缺血/再灌注引發(fā)的細胞凋亡的藥物研究仍是近階段研究的熱點之一，目前國外應用于抗心肌缺血/再灌注凋亡的藥物比較少，而凋亡的發(fā)生又是多途徑、多位點的[2]。目前迫切需要找到更好的藥物或方法，來抑制缺血/再灌注引發(fā)的凋亡。

1 通過細胞凋亡的線粒體途徑進行抑制

細胞損傷后，細胞色素C 從線粒體釋放，與細胞凋亡激活因子1（Apaf-1）結合，活化Caspase-9 前體，進而激活Caspase-3，引發(fā)Caspase級聯(lián)反應，誘發(fā)細胞凋亡[3]。在細胞凋亡中，Bcl-2 家族促凋亡成員被激活，引起構象改變[4]。Bid、Bax 和Bad 轉移到線粒體后，引起線粒體釋放大量蛋白質，包括細胞色素C。Bad是蛋白激酶B（Akt）作用底物，非磷酸化形式能與Bcl-2 或Bcl-XL 結合形成復合體。Bcl-2 和Bcl-XL 可直接與胞漿中Caspases 前體聯(lián)結的A-paf-1 相結合存在于線粒體外膜，通過線粒體-Bcl-2/Bcl-XL-Apaf-1-caspase-9 前體四聚體復合物對Apaf-1 結構進行調控，引起凋亡。如果抑制細胞色素C的釋放，Bcl-2和Bcl-XL等就可以最終發(fā)揮抑制細胞凋亡作用[5]。

1.1 通過抗氧化的方式

維生素C 具有抗氧化的功能，Dhar-Mascareo等[6]發(fā)現(xiàn)維生素C 可抑制細胞色素C的釋放和Caspase-9 和Caspase-3的活化，因此可以抑制心肌缺血/再灌注引起的細胞凋亡。Broskova等[7]發(fā)現(xiàn)斯哚巴?。⊿tobadine）及其兩種衍生物SMe1 和SMe1EC2的抗氧化、清除自由基的效果可用于抑制心肌缺血/再灌注凋亡。Stobadine 在心臟保護方面已進入臨床試驗，它是目前唯一具有這種作用而進入臨床試驗的藥物，而SME1、SMe1EC2 尚在研究中。

1.2 通過促進Akt 磷酸化的方式

Malhotra等[8]發(fā)現(xiàn)聚乙二醇（PEG15-20）通過抑制細胞色素C的釋放和Caspase-3 活性，促進Akt 磷酸化抑制心肌缺血/再灌注引發(fā)的細胞凋亡。聚乙二醇仍處在實驗室研究階段。Cuadrado等[9]發(fā)現(xiàn)勞丹烷型二萜（Labdanediterpenes）可提高Akt 和ERK 1/2的磷酸化水平抑制心肌缺血/再灌注引發(fā)的細胞凋亡。Kilter等[10]發(fā)現(xiàn)羅格列酮也可促進Akt 磷酸化，從而抑制心肌缺血/再灌注引發(fā)的細胞凋亡。白藜蘆醇（resveratrol，簡稱Res）是非黃酮類的多酚化合物，Tokaoka 于1940年首次從毛葉藜蘆（Veratrumgranginorum）的根部分離得到。Das等[11]發(fā)現(xiàn)白藜蘆醇能夠通過誘導Akt 磷酸化和增加Bcl-2的表達來產生生存信號。Yip等[12]發(fā)現(xiàn)Akt 能磷酸化Bad，使Bad 從復合物分離，一方面抑制Bad的促凋亡作用，另一方面有利于解離的Bcl-2 和Bcl-XL 發(fā)揮抗凋亡作用。因此，Akt通過磷酸化Bad 抑制細胞凋亡。目前白藜蘆醇在心血管疾病臨床的預防和治療方面有廣泛應用，但其在抑制因心肌缺血/再灌注引發(fā)的細胞凋亡方面的應用尚處于實驗室研究之中。

1.3 通過降低Caspases-3的活性

Obestatin-（1-23）是1ghrelin 基因編碼的一種新發(fā)現(xiàn)的肽，此物質可誘導調節(jié)胰腺β-細胞的分化，胰島素的合成和糖代謝的基因的表達。Alloatti等[13]發(fā)現(xiàn)obestatin-（1-23）可降低Caspase-3 活性，抑制因心肌缺血/再灌注引發(fā)的細胞凋亡。

1.4 通過抑制線粒體通透性轉換孔（PTP）開放

熊去氧膽酸（UDCA）是一種親水性的膽鹽，已被證明通過抑制線粒體通透性轉換孔（PTP）的開放抑制肝細胞凋亡。PTP的開放會引起心臟再灌注損傷。Rajesh等[14]發(fā)現(xiàn)UDCA 可通過抑制PI3K/Akt 信號依賴的途徑中PTP的開放來抑制因心肌缺血/再灌注引發(fā)的細胞凋亡。UDCA 尚處于實驗室研究階段。

1.5 通過抑制Caspase級聯(lián)反應

三甲基戊二醇（TMPD）是一種白色晶體，能與多種酸類反應生成單酯或雙酯，實驗室內多用于合成聚酯樹脂及降解菌的鑒定。Barauskaite等[15]發(fā)現(xiàn)TMPD 可以有效地抑制心肌缺血/再灌注所引發(fā)的Caspases級聯(lián)反應，從而抑制因心肌缺血/再灌注引發(fā)的細胞凋亡。目前處于實驗室研究階段，尚無臨床應用。

1.6 通過促進Bax表達

米格列醇是德國拜耳制藥公司20 世紀80年代初研究開發(fā)的一種新型降糖藥，主要用于糖尿病的治療。Wang等[16]發(fā)現(xiàn)米格列醇通過抑制羥自由基的產生和促進Bax 蛋白表達來抑制因心肌缺血/再灌注引發(fā)的細胞凋亡。米格列醇在抑制心肌缺血/再灌注引發(fā)的細胞凋亡方面只有實驗室數(shù)據，尚無臨床應用經驗。

2 死亡受體途徑

胞外死亡信號可通過死亡受體轉入胞內。死亡受體屬腫瘤壞死因子（TNF）受體基因家族成員，最典型的死亡受體有 CD95（稱 Fas 或 Apol）和 TNFRI（稱 p55 或 CD120a）。Fas 和FasL 結合后吸引胞漿中的FADD。FADD 中的DED聚合活化多個Caspase-8的分子，引起Caspases級聯(lián)反應，誘導細胞凋亡。TNF 誘導的細胞凋亡途徑與此類似[17]。

2.1 通過抑制Fas表達

表沒食子兒茶素沒食子酸酯是從茶葉中分離得到的兒茶素類單體，是茶多酚生物活性的主要成分，Townsend等[18]發(fā)現(xiàn)EGCG 可抑制信號轉導和轉錄激活因子1（STAT1）的活性，STAT1 是促凋亡因子[19]，F(xiàn)as/Fasl的基因表達依賴于磷酸化STAT1[20]。Fas是死亡受體，胞外的死亡信號可通過死亡受體轉入胞內。EGCG通過抑制死亡受體Fas的表達來抑制因心肌缺血/再灌注引發(fā)的細胞凋亡。EGCG 目前只應用于臨床癌癥的治療中，在抑制因心肌缺血/再灌注引發(fā)的細胞凋亡方面尚無臨床應用。

2.2 通過抑制RIP1/RIP3 磷酸化

壞死性抑制劑Necrostatin-1（NEC-1）屬于生物堿類物質，目前未作為藥物應用于臨床。RIP3 與RIP1是TNFRI或Trif 介導的死亡信號通路介導的細胞凋亡的重要成員。Oerlemans等[21]發(fā)現(xiàn)NEC-1 可以抑制RIP1/RIP3 磷酸化，抑制細胞RIP1 依賴性壞死，從而抑制因心肌缺血/再灌注引發(fā)的細胞凋亡。

2.3 通過抑制Caspase 8 活性

Krautwald等[22]發(fā)現(xiàn)融合了HIV的TAT 蛋白轉導域的牛痘病毒蛋白（TAT-CRMA）通過抑制Caspase-8 活性來抑制死亡受體途徑的細胞凋亡，TAT-CRMA 亦可抑制Caspase-9 和Caspase-3的活性來抑制線粒體途徑的細胞凋亡。TAT-CRMA對因心肌缺血/再灌注引發(fā)的細胞凋亡的抑制作用尚處于研究階段。

3 內質網途徑

內質網對細胞凋亡的作用表現(xiàn)在兩個方面：一是內質網對Ca2+的調控，二是凋亡酶在內質網上的激活。Ca2+是真核細胞內重要的信號轉導因子，當Ca2+平衡態(tài)受到破壞或在內質網上積累過多的蛋白質時，能夠激活凋亡酶引起細胞凋亡[23]。未檢索到國外文獻有通過內質網途徑來抑制缺血/再灌注凋亡的藥物。只有國內Ma等[24]發(fā)現(xiàn)雌二醇通過抑制CaMKⅡ維持Ca2+穩(wěn)態(tài)來抑制細胞凋亡。

凋亡的機制是復雜的，上述物質能通過不同的凋亡途徑抑制缺血/再灌注引發(fā)的凋亡，單純一種藥物的治療很難取得較好的治療效果。因此，是否可以考慮多種途徑藥物的聯(lián)合應用，比如抗氧化藥物（DMSO等）與其他途徑藥物的聯(lián)合應用，以達到更好的治療效果，值得進一步探討。

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