丹參及其制劑促缺血心肌血管新生的機(jī)制研究進(jìn)展△

彭瑞爽，榮華，馬曉慧*，湯依群

1.中國(guó)藥科大學(xué)，江蘇 南京 211198；2.天士力醫(yī)藥集團(tuán)股份有限公司 創(chuàng)新中藥關(guān)鍵技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300410

血管新生在機(jī)體的生理和病理過(guò)程中都發(fā)揮著重要的作用，其機(jī)制復(fù)雜，受許多因素調(diào)節(jié)[1]。當(dāng)血管生長(zhǎng)失調(diào)時(shí)，將對(duì)健康產(chǎn)生重大影響[2]。缺血性心臟病是由于冠脈循環(huán)改變引起的冠脈血流供應(yīng)與心肌需求之間不能平衡所導(dǎo)致的心肌損害[3]。心肌缺血將導(dǎo)致心肌梗死、心功能不全，甚至心衰，嚴(yán)重危害人類健康[4]。因此，增加缺血組織周?chē)?xì)血管密度，建立缺血區(qū)域的側(cè)支循環(huán)，恢復(fù)冠脈血流供應(yīng)與心肌需求間平衡成為關(guān)鍵[5]。

活血化瘀類中藥對(duì)缺血性心臟疾病的治療效果顯著[6]。丹參是唇形科植物丹參SalviamiltiorrhizaBge.的干燥根和根莖，作為我國(guó)的一種傳統(tǒng)中藥，首載于《神農(nóng)本草經(jīng)》，具有活血祛瘀、涼血清心、養(yǎng)血安神等功效[7]；臨床上被廣泛用于治療冠脈粥樣硬化、心肌梗死、心室重構(gòu)和其他心血管疾病[8]。丹參可以通過(guò)擴(kuò)張冠狀動(dòng)脈并增加冠脈血流量、改善側(cè)支循環(huán)、促進(jìn)毛細(xì)血管網(wǎng)開(kāi)放、改善心肌能量代謝[9]等機(jī)制改善心肌缺血[10]。有研究發(fā)現(xiàn)，丹參活性成分及其制劑可以通過(guò)促進(jìn)血管新生、改善缺血組織血流供應(yīng)達(dá)到治療心肌缺血的療效[11-12]。本文總結(jié)了丹參中主要活性成分及丹參復(fù)方或制劑調(diào)節(jié)血管新生作用的機(jī)制，探討丹參制劑藥物治療心血管疾病的潛在機(jī)制，為研究活血化瘀類中藥作用機(jī)制研究提供思路。

1 丹參活性成分及其相關(guān)制劑

丹參活性成分包括水溶性酚酸類化合物和脂溶性二萜醌類化合物兩大類。其中水溶性成分包括丹參素(tanshinol，DSS)、丹酚酸A(salvianolic acid A，SalA)、丹酚酸B(salvianolic acid B，SalB)、原兒茶酸(protocatechuic acid，PCA)、咖啡酸(caffeic acid，CA)等；脂溶性成分主要有丹參酮Ⅰ(tanshinone Ⅰ，Tan Ⅰ)、丹參酮ⅡA(tanshinoneⅡA，TanⅡA)、隱丹參酮(cryptotanshinone，CTS)等。含有丹參的心血管制劑有注射液、滴丸、膠囊、顆粒及片劑等。以丹參為主藥的丹酚酸注射液、丹參注射液、丹紅注射液等注射劑廣泛用于心血管疾病的臨床急救治療[13]。復(fù)方丹參滴丸、芪參益氣滴丸作為臨床上治療冠心病、心絞痛的常用藥，具有擴(kuò)冠脈、增加血流量、降低心肌耗氧量、加強(qiáng)心肌收縮、改善外周循環(huán)等作用[14]。根據(jù)病機(jī)、病因與患者的病情差異，還有許多含有丹參的不同配伍配比的中藥組方，如益氣活血組方、雙參通冠方、和血生絡(luò)方等，對(duì)于活血化瘀、改善心肌缺血具有良好的效果[15-17]。

2 促進(jìn)血管新生的藥效研究

新生血管主要由血管內(nèi)皮細(xì)胞(vascular endothelial cells，ECs)組成，常用ECs標(biāo)志物有CD34、CD31、血管性血友病因子(von Willebrand Factor，vWF)和α-平滑肌肌動(dòng)蛋白(alpha-smooth muscle aorta，α-SMA)等。通過(guò)免疫組化或免疫熒光來(lái)標(biāo)記ECs，進(jìn)行微血管計(jì)數(shù)(microvessel count，MVC)與微血管密度(microvessel density，MVD)的計(jì)算，可判斷血管新生情況[18]。目前已有不少研究通過(guò)小型豬、大鼠、雞胚絨毛尿囊膜和斑馬魚(yú)等模型證實(shí)了丹參具有促進(jìn)血管新生的效果。

Han等[19]運(yùn)用小型豬心肌缺血再灌注(ischemia/reperfusion，I/R)模型，驗(yàn)證了丹參多酚酸鹽具有增加MVD、減小梗死面積的作用。丹酚酸B[20]、丹參注射液[21]、丹參多酚酸鹽[22]、益氣活血組方[23]和丹參素[24]等均被報(bào)道可以增加急性心肌缺血大鼠MVC與MVD，改善心肌組織血流供應(yīng)。丹酚酸A[25]與丹酚酸B[26]都可以明顯促進(jìn)雞胚絨毛尿囊膜(CAM)模型血管生成。含有丹參素、丹參酮ⅡA等丹參活性成分的雙丹顆粒對(duì)斑馬魚(yú)節(jié)間血管具有促進(jìn)作用[27]。崔國(guó)禎等[28]發(fā)現(xiàn)，丹參素衍生物具有增加正常斑馬魚(yú)腸下靜脈血管(subintestinal veins，SIV)血管直徑及修復(fù)血管內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子受體酪氨酸激酶抑制劑(vascular endothelial growth factor receptor kinase inhibitor，VRKI)造成的節(jié)間血管損傷的效果。

3 促進(jìn)血管新生的機(jī)制

丹參活性成分或其制劑可以從多個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)血管新生產(chǎn)生影響：1)細(xì)胞水平，提高內(nèi)皮細(xì)胞與內(nèi)皮祖細(xì)胞的增殖、遷移、分化及血管生成能力；2)分子水平，通過(guò)增強(qiáng)缺氧誘導(dǎo)因子的轉(zhuǎn)錄活性從而調(diào)節(jié)一系列下游血管新生相關(guān)因子的表達(dá)。

3.1 上調(diào)VEGF/VEGFR通路，提高內(nèi)皮細(xì)胞的增殖、遷移與成管能力

ECs在各種內(nèi)源性或外源性刺激信號(hào)引起的機(jī)體血管新生過(guò)程中都發(fā)揮著關(guān)鍵作用。血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)是最強(qiáng)大有效的血管生成因子，同時(shí)也是生理及病理情況下所有血管形成的主要驅(qū)動(dòng)力[29]。VEGF特異性結(jié)合其受體血管內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子受體2(vascular endothelial growth factor receptor 2，VEGFR2)，VEGF/VEGFR2通路能夠介導(dǎo)ECs增殖和遷移，促進(jìn)蛋白酶的分泌，抑制細(xì)胞凋亡[30-31]。

丹參多酚酸鹽可以增加血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子mRNA(VEGF mRNA)及蛋白在梗死心肌邊緣的表達(dá)，從而促進(jìn)血管新生[22]。許波華等[32]研究結(jié)果顯示，丹酚酸B可以通過(guò)上調(diào)人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞(human umbilical vein endothelial cells，HUVECs)對(duì)VEGF的表達(dá)與分泌，提高HUVECs的增殖、遷移和管腔形成能力。丹參酮ⅡA經(jīng)過(guò)水溶性結(jié)構(gòu)修飾的丹參酮ⅡA磺酸鈉，在VRKI誘導(dǎo)血管損傷斑馬魚(yú)模型中通過(guò)上調(diào)VEGF及受體表達(dá)來(lái)促血管新生和保護(hù)血管[33]。丹參酮ⅡA磺酸鈉同樣可以通過(guò)上調(diào)VEGFA及其受體增強(qiáng)HUVEC細(xì)胞生物學(xué)功能，并在海綿植入小鼠模型觀察到血管新生[34]。周丹等[20]則發(fā)現(xiàn)，丹酚酸B誘導(dǎo)VEGF表達(dá)上調(diào)與激活核轉(zhuǎn)錄因子E2相關(guān)因子2/血紅素加氧酶-1(Nrf2/HO-1)信號(hào)通路有關(guān)。同時(shí)，丹酚酸A可上調(diào)VEGF/VEGFR2及基質(zhì)金屬蛋白酶-9(matrix metalloproteinases-9，MMP-9)水平[35]，而MMP-9通過(guò)降解細(xì)胞外基質(zhì)，提高ECs和血管內(nèi)皮祖細(xì)胞(EPCs)的侵襲能力，在血管生成的調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用[35]。

3.2 激活SDF-1/CXCR4通路，提高內(nèi)皮祖細(xì)胞的趨化與歸巢能力

由于成熟的ECs處于終末分化狀態(tài)，增殖潛力有限，因此其產(chǎn)生新血管的能力是有限的[36]，在組織嚴(yán)重缺血時(shí)需要EPCs的參與，EPCs是一種具備分化潛能的前體細(xì)胞，具有干細(xì)胞的特性。1997年，Asahara等[37]首次根據(jù)表面分子CD34與Flk-1(VEGFR2)從人體外周血分離出EPCs，并發(fā)現(xiàn)其可在體外分化成ECs。成人外周血含有骨髓來(lái)源的EPCs，在由缺血組織分泌的一系列趨化因子的趨化作用下，EPCs可歸巢至新血管形成的部位，通過(guò)分泌血管生成因子，形成毛細(xì)血管結(jié)構(gòu)，在心肌缺血與腫瘤發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮促進(jìn)血管新生作用[36]。缺血組織的基質(zhì)細(xì)胞衍生因子-1α(stromal derived factor-1，SDF-1α)表達(dá)上調(diào)是介導(dǎo)干細(xì)胞和祖細(xì)胞歸巢到缺血組織參與新生血管形成的首要因素之一。SDF-1α主要受體為CXC趨化因子受體4(CXC chemokine receptor 4，CXCR4)，表達(dá)CXCR4的EPCs可沿著缺血組織的SDF-1α濃度差定向遷移歸巢，進(jìn)而發(fā)揮EPCs促進(jìn)血管新生的作用[38]。

有文獻(xiàn)報(bào)道，復(fù)方丹參滴丸、芪參益氣滴丸具有動(dòng)員EPCs進(jìn)入外周血的作用，提高EPCs克隆形成、增殖、黏附及遷移能力[15，39]?；诖?，多人研究發(fā)現(xiàn)，丹參素、丹酚酸B、丹紅注射液和益氣活血組方等可提高EPCs在缺血心肌組織中表達(dá)與分泌VEGF、SDF-1α、CXCR4，從而提高EPCs的增殖活力并抑制細(xì)胞凋亡，促進(jìn)細(xì)胞遷移與管腔形成[15，24，40-42]。趙先鋒等[43]運(yùn)用C57BL/6小鼠頸總動(dòng)脈損傷模型，探索丹酚酸B對(duì)EPCs功能的改善作用，丹酚酸B可以在體內(nèi)增加EPCs骨髓動(dòng)員的效率，幫助EPCs黏附于膠原表面，同時(shí)還可以上調(diào)SDF-1和白細(xì)胞介素-8(interleukin-8，IL-8)的水平。

3.3 增強(qiáng)缺氧誘導(dǎo)因子的轉(zhuǎn)錄活性，調(diào)節(jié)血管新生相關(guān)因子的表達(dá)

缺氧誘導(dǎo)因子-1(hypoxia inducible factor-1，HIF-1)作為一種用于感應(yīng)和適應(yīng)細(xì)胞氧含量的轉(zhuǎn)錄因子，可轉(zhuǎn)錄激活調(diào)節(jié)氧穩(wěn)態(tài)和代謝活化的基因[44]。組織中氧的減少導(dǎo)致HIF-1蛋白的核積累，通過(guò)與靶基因中的增強(qiáng)子元件結(jié)合而增強(qiáng)其轉(zhuǎn)錄活性，其調(diào)控的基因包括VEGF、SDF-1α、促血管生成素(angiopoietin，Ang)及其受體Tie-2、血小板衍生生長(zhǎng)因子-β(platelet-derived growth factor-β，PDGFR-β)、成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(fibroblast growth factor，F(xiàn)GF)、類胰島素生長(zhǎng)因子-1(insulin-like growth factor-1，IGF-1)和一氧化氮合酶(nitric oxide synthase，NOS)等[38，45-47]。

Ai等[48]發(fā)現(xiàn)，丹參注射液通過(guò)激活HIF-1α/VEGFA通路促進(jìn)血管新生，改善冠狀動(dòng)脈左前降支(left anterior descending，LAD)結(jié)扎小鼠心功能。王永剛等[45]發(fā)現(xiàn)，雙參通冠方可增加急性心肌缺血(AMI)大鼠心肌細(xì)胞中HIF-1α表達(dá)，激活HIF-1α/VEGF通路，促進(jìn)血管新生和側(cè)支循環(huán)形成，增加缺血區(qū)心肌組織血供，減少心肌梗死面積。曹昌霞等[49]發(fā)現(xiàn)，丹參可以增加 HIF-1α、VEGF、促紅細(xì)胞生成素(EPO)表達(dá)，促進(jìn)中小血管新生，從而保護(hù)心肌細(xì)胞膜和細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能。張騰等[50]探討芪參益氣滴丸對(duì)心肌缺血大鼠的血管新生作用機(jī)制時(shí)，關(guān)注了心肌缺血后3～28 d內(nèi)，具有不同效應(yīng)的促血管新生相關(guān)因子與血管成熟相關(guān)因子表達(dá)的動(dòng)態(tài)變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，給藥3 d能促進(jìn)血管新生相關(guān)因子VEGF、Ang-1表達(dá)，7～14 d可使血管新生及成熟相關(guān)因子VEGF、Ang-1、堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(bFGF)、血小板衍生生長(zhǎng)因子-β(PDGFR-β)表達(dá)均增加，28 d可促進(jìn)新生血管成熟相關(guān)因子bFGF表達(dá)。該實(shí)驗(yàn)證明，芪參益氣滴丸抗心肌梗死、促進(jìn)心肌血管新生及成熟的作用機(jī)制與其缺血后不同階段對(duì)相關(guān)因子不同趨勢(shì)的調(diào)節(jié)相關(guān)。侯仙明等[17]發(fā)現(xiàn)，和血生絡(luò)方則可以通過(guò)提高血清中NO和VEGF含量促血管新生。張瓅方等[51]發(fā)現(xiàn)，以丹參多酚酸為主的丹參水提液，可上調(diào)EPCs中VEGF、VEGFR2、Ang-1和內(nèi)皮型一氧化氮合酶(eNOS) mRNA與蛋白的表達(dá)。Lin等[52]發(fā)現(xiàn)，丹酚酸B可以上調(diào)VEGF表達(dá)，抑制心肌細(xì)胞凋亡，促進(jìn)自噬與血管新生發(fā)揮對(duì)急性心肌缺血的保護(hù)作用。丹酚酸B可以上調(diào)HUVECs與EPCs中VEGF和bFGF的水平[42，53]，并且該作用可以提高骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞移植后在缺血心肌處形成新生血管[54]。丹參活性成分或其制劑促進(jìn)血管新生的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ团c作用機(jī)制見(jiàn)表1。

4 結(jié)語(yǔ)與展望

中藥制劑成分眾多，具有多組分、多靶點(diǎn)、多環(huán)節(jié)的作用特點(diǎn)，對(duì)冶療發(fā)病機(jī)制復(fù)雜的疾病具有優(yōu)勢(shì)。丹參活性成分及其制劑調(diào)控血管新生的作用機(jī)制同樣是多靶點(diǎn)、多環(huán)節(jié)的，見(jiàn)圖1。丹酚酸、丹參素、丹參注射液、丹紅注射液和益氣活血組方等作用于動(dòng)物或CAM模型時(shí)都可以在組織水平上觀察到MVC與MVD的增加；丹參素、丹酚酸和復(fù)方丹參滴丸等還在細(xì)胞水平上展現(xiàn)了提高內(nèi)皮細(xì)胞與內(nèi)皮祖細(xì)胞的增殖、遷移、分化及成管能力的效果；而雙參通冠方和丹參注射液等可以從分子水平通過(guò)提高HIF-1的活性，從而促進(jìn)下游一系列血管新生相關(guān)因子表達(dá)。

表1 丹參活性成分或其制劑促進(jìn)血管新生的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ团c作用機(jī)制

圖1 丹參活性成分與制劑促進(jìn)血管新生治療心肌缺血的機(jī)制

現(xiàn)代醫(yī)學(xué)對(duì)于缺血性心臟病的治療重點(diǎn)在于建立有效循環(huán)，方法有溶栓治療、經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入治療等，但是存在溶栓后出血、手術(shù)后再狹窄等風(fēng)險(xiǎn)。因此，治療性血管新生體現(xiàn)了相對(duì)安全與可控的優(yōu)勢(shì)，受到廣泛關(guān)注[17]。中醫(yī)藥具有悠久的歷史，在中醫(yī)理論中心肌缺血的臨床表現(xiàn)被描述為“心痛”“胸痹”等，病因病機(jī)歸結(jié)于“氣滯血瘀”，因此需要“祛瘀生新”“活血生肌”?！盎钛觥彼幬镏委熜募∪毖臋C(jī)制包括促進(jìn)血管新生、改善微循環(huán)、抑制血小板活化，從而抑制血栓形成、改善內(nèi)皮細(xì)胞功能等[17]，其中血管新生與“益氣生脈”“和血生絡(luò)”建立了中醫(yī)理論與現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的聯(lián)系。近年來(lái)，活血化瘀藥物丹參在缺血性心腦血管疾病領(lǐng)域應(yīng)用日趨廣泛[6]，并且丹參活性成分及其制劑在調(diào)節(jié)血管新生上進(jìn)展顯著，但是目前的研究尚存在一定的困難與不足。主要體現(xiàn)在：1)丹參等中藥成分復(fù)雜、作用靶點(diǎn)豐富，在不同的病理狀態(tài)下發(fā)揮作用的成分可能不同，不同的藥物劑量也可能通過(guò)不同的機(jī)制發(fā)揮藥效，尚需要在不同的實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行全面、系統(tǒng)的機(jī)制研究；2)目前對(duì)于血管新生的研究多集中于基礎(chǔ)研究，與臨床分析缺少關(guān)聯(lián)，尚需大量臨床試驗(yàn)為丹參促進(jìn)血管新生，發(fā)揮改善心肌缺血的作用提供科學(xué)依據(jù)。

隨著中藥國(guó)際化進(jìn)程的加快，還需要更加深入研究丹參類活血化瘀中藥及其復(fù)方制劑促進(jìn)血管新生的機(jī)制，建立傳統(tǒng)中醫(yī)理論與現(xiàn)代醫(yī)學(xué)之間的聯(lián)系，為傳統(tǒng)中藥走向世界奠定基礎(chǔ)。