基于p38MAPK信號通路探討中醫(yī)藥治療心肌缺血再灌注損傷的研究進展*

車思樺，石貴軍

（1.長春中醫(yī)藥大學(xué)，長春 130117；2.長春市中醫(yī)院，長春 130022）

據(jù)報道，全世界每年有超過1 700萬人死于心血管疾病，占全因死亡的29%，其中心肌缺血性疾病是導(dǎo)致人類死亡的重要因素[1]。隨著經(jīng)皮冠狀動脈介入、冠狀動脈搭橋術(shù)及溶栓術(shù)等介入治療手段的應(yīng)用發(fā)展，使心肌缺血后能夠重新得到血液供應(yīng)，但是隨之而來的再灌注損傷愈加受到臨床工作者的重視。心肌缺血再灌注損傷（MIRI）是一種涉及多因素參與的復(fù)雜病理生理過程，目前認(rèn)為其機制主要與氧化應(yīng)激、炎癥反應(yīng)、鈣超載、線粒體功能障礙及細胞凋亡等有關(guān)[2]。此外，多種傳導(dǎo)通路的信號分子參與調(diào)控MIRI的發(fā)生發(fā)展過程。p38MAPK信號通路作為絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）超家族的重要成員之一，可通過傳遞細胞內(nèi)信號參與調(diào)控多種胞內(nèi)應(yīng)答反應(yīng)，如炎癥反應(yīng)，細胞應(yīng)激、凋亡等，在MIRI中發(fā)揮重要作用[3]。

近年來，中醫(yī)藥以其獨特的優(yōu)勢在治療MIRI方面取得較大進展，日益受到醫(yī)學(xué)界的廣泛關(guān)注。為進一步研究中醫(yī)藥治療MIRI的作用機制，本文將以p38MAPK信號通路作為切入點，現(xiàn)綜述如下。

1 p38MAPK概述

MAPK是一種非常保守的絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，通過三級激酶級聯(lián)的形式介導(dǎo)細胞外刺激信號轉(zhuǎn)導(dǎo)至細胞內(nèi)，廣泛參與調(diào)節(jié)細胞的生長、分化、增殖及凋亡等[4]。MAPK家族成員由細胞外信號調(diào)節(jié)蛋白激酶（ERKs）、c-Jun N末端蛋白激酶（JNK）和p38絲裂原活化蛋白激酶組成，其中p38是MAPK家族調(diào)控炎癥反應(yīng)的最主要成員[5]。目前認(rèn)為p38MAPK家族主要包含4種異構(gòu)體，分別為p38αMAPK、p38βMAPK、p38γMAPK 和 p38δMAPK，其分布具有組織特異性，僅有p38α、p38β于心肌中表達，其中p38α是HL-1心肌細胞中主要表達的亞型[6-7]。促炎因子及缺氧等細胞外刺激均可誘導(dǎo)內(nèi)源性免疫細胞內(nèi)的p38發(fā)生磷酸化而激活，活化下游核轉(zhuǎn)錄因子，進而引起信號傳導(dǎo)通路的級聯(lián)反應(yīng)[8-9]。

2 p38MAPK在MIRI中的作用

p38 MAPK作為細胞內(nèi)的重要信號通路之一，可通過調(diào)節(jié)氧化應(yīng)激、炎癥反應(yīng)、細胞凋亡及鈣超載等機制，在MIRI病理生理過程中發(fā)揮關(guān)鍵調(diào)節(jié)作用。

2.1 p38MAPK調(diào)節(jié)氧化應(yīng)激反應(yīng) 氧化應(yīng)激反應(yīng)是導(dǎo)致MIRI的重要機制之一。當(dāng)大量活性氧（ROS）過表達時，線粒體清除氧自由基的能力降低，使機體氧化還原狀態(tài)紊亂，從而出現(xiàn)氧化應(yīng)激反應(yīng)[10]。心肌組織在缺血再灌注階段會累積大量ROS，通過促進細胞凋亡信號調(diào)節(jié)激酶1（ASK1）的活化因而激活p38 MAPK通路，導(dǎo)致線粒體損傷并加劇代謝紊亂[11]。有研究顯示[7]，p38MAPK是誘導(dǎo)線粒體ROS升高的上游，心肌缺血再灌注后p38MAPK活性升高，而p38MAPK抑制劑BIRB796能夠減少氧化應(yīng)激和細胞凋亡，以發(fā)揮缺血再灌注損傷保護作用。此外，另有研究發(fā)現(xiàn)p38 MAPK抑制劑SB239063能夠抑制可入肺顆粒物（PM2.5）誘導(dǎo)的心肌細胞凋亡及ROS生成，說明p38MAPK在參與調(diào)節(jié)心肌細胞的氧化應(yīng)激反應(yīng)方面具有重要作用[12]。

2.2 p38MAPK調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng) 心肌缺血再灌注期間所恢復(fù)的血液供應(yīng)可誘導(dǎo)大量中性粒細胞進入缺血組織，并釋放炎癥因子，如白細胞介素-4（IL-4）、白細胞介素-1β（IL-1β）和腫瘤壞死因子-α（TNF-α）等，引發(fā)炎癥反應(yīng)，使心肌組織發(fā)生新的損傷。p38MAPK是參與調(diào)控機體炎癥反應(yīng)的重要信號通路，心肌再灌注時激活的p38MAPK能夠促使黏附分子和炎癥因子的表達增加，而核轉(zhuǎn)錄因子（NF-κB）作為p38MAPK信號通路的下游因子，游離并進入細胞核發(fā)生轉(zhuǎn)錄，誘導(dǎo)炎性因子增加，最終造成心肌損傷[13-14]。有研究顯示[15]p38MAPK在心肌再灌注的炎性反應(yīng)中，對白細胞富集的起始無影響，而是通過影響白細胞的遷移，促使白細胞在心肌缺血再灌注區(qū)域大量聚集，以加劇炎癥反應(yīng)。Song等[16]研究發(fā)現(xiàn)，p38 MAPK抑制劑SB203580能夠顯著減少炎性因子的表達，對心肌細胞具有保護作用。

2.3 p38MAPK調(diào)控細胞凋亡 越來越多的研究顯示，在心肌缺血再灌注過程中存在明顯的細胞凋亡，其損傷產(chǎn)生的鈣離子（Ca2+）超載、大量ROS及線粒體能量代謝障礙等誘因可單獨啟動或聯(lián)合作用加劇引起細胞凋亡，其中p38MAPK在心肌細胞凋亡中起重要作用[17-18]。心肌缺血再灌注可誘導(dǎo)p38MAPK激活并促使下游底物磷酸化，釋放大量炎癥細胞因子，參與心肌細胞凋亡過程[19]。Hang等[20]研究發(fā)現(xiàn)，在阿霉素誘導(dǎo)的H9C2心肌細胞凋亡模型中p38MAPK的表達、磷酸化p38 MAPK/p38MAPK比值均顯著增加，提示p38MAPK參與由阿霉素誘導(dǎo)的H9C2心肌細胞凋亡過程。有研究表明，通過降低磷酸化p38MAPK的表達，能夠明顯抑制細胞凋亡，進而對心肌缺血再灌注后損傷的心肌細胞發(fā)揮保護作用[21]。

2.4 p38MAPK調(diào)控細胞自噬 自噬又被稱為Ⅱ型程序性細胞死亡，當(dāng)受到外界刺激時真核生物通過與溶酶體結(jié)合，并在細胞內(nèi)部自身降解產(chǎn)生適應(yīng)性反應(yīng)，以維持細胞內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)，屬于一種細胞內(nèi)部的自我保護機制。目前普遍認(rèn)為，自噬具有雙重性，其無論在心肌缺血還是再灌注期間均扮演重要角色。研究證實[22-23]，在心肌缺血期間，自噬水平的上調(diào)可及時清除錯誤折疊蛋白或損傷線粒體等，作為一種防御機制對心肌細胞起保護作用；然而在再灌注期間自噬水平過度激活處于高水平狀態(tài)，則引起自噬小體清除障礙，最終誘使細胞啟動死亡程序，進而對心肌造成損傷。相關(guān)研究表明[24]，在心肌缺血再灌注階段某些誘導(dǎo)自噬的因素能夠通過調(diào)控p38MAPK信號通路而影響細胞的自噬反應(yīng)，如B淋巴細胞瘤-2基因（Bcl-2）蛋白水平、Ca2+濃度增高等。

2.5 p38MAPK與鈣超載 心肌缺血時，Na+/K+-ATP酶的活性降低，胞漿內(nèi)Na+增多而激活Na+/Ca2+交換蛋白，使細胞內(nèi)Ca2+濃度異常升高，最終出現(xiàn)鈣超載現(xiàn)象[25]。在再灌注階段，鈣超載可使恢復(fù)血液供應(yīng)的心肌纖維發(fā)生過度收縮，甚至造成心肌斷裂[26]。因此，心肌細胞內(nèi)鈣穩(wěn)態(tài)的調(diào)控對維持正常心功能至關(guān)重要，鈣穩(wěn)態(tài)的破壞還會引起內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，加劇缺血性損傷[27]。研究發(fā)現(xiàn)[28]，減輕細胞內(nèi)鈣超載能明顯縮小MIRI后的心肌梗死面積，減少心律失常的發(fā)生率。馬焦[29]采用大鼠心肌細胞氧糖剝奪-復(fù)氧（OGD/R）模型發(fā)現(xiàn)，p38MAPK通路激活能夠介導(dǎo)OGD/R損傷后心肌細胞的鈣超載，其機制可能與抑制磷酸化信號傳導(dǎo)子及轉(zhuǎn)錄激活子3（p-STAT3）和肌漿網(wǎng)鈣泵（SERCA2）表達有關(guān)；當(dāng)給予p38MAPK抑制劑SB203580后，細胞內(nèi)Ca2+濃度顯著減少，提示p38MAPK的激活可能參與了MIRI鈣超載過程。

3 中藥通過p38MAPK通路對MIRI的干預(yù)作用

目前，如何開拓中醫(yī)藥在心血管疾病領(lǐng)域的應(yīng)用已成為近年來的研究熱點之一，這些研究為臨床上防治心肌缺血再灌注損傷奠定了實驗基礎(chǔ)。

3.1 中藥單體及有效組分 漢防己乙素是中藥漢防己的主要活性成分之一，李昌等[30]研究發(fā)現(xiàn)，漢防己乙素可顯著上調(diào)谷胱甘肽（GSH）、超氧化物歧化酶（SOD）、Bcl-2及c-myc蛋白表達水平，下調(diào)胱天蛋白酶3、MDA和Bax/Bcl-2蛋白表達水平，降低心肌細胞凋亡率，抑制p38MAPK和ERK1/2磷酸化水平，進而減輕MIRI大鼠心肌細胞凋亡和線粒體損傷。見表1。

表1 中藥單體基于p38 MAPK信號通路對MIRI的保護作用Tab.1 Protective effect of traditional Chinese medicine monomer on MIRI based on p38 MAPK signaling pathway

天麻素是中藥材天麻發(fā)揮藥效作用的物質(zhì)基礎(chǔ)，張玲等[31]采用天麻素干預(yù)大鼠血清剝奪/復(fù)灌H9C2心肌細胞模型，發(fā)現(xiàn)凋亡相關(guān)蛋白cleaved Caspase-3、p-p38MAPK 表達降低，Bcl-2/Bax、p-Akt蛋白表達增加，通過激活A(yù)kt/p38MAPK信號通路，以抑制細胞凋亡，從而達到抗MIRI的保護作用。

雷公藤內(nèi)酯醇是從中藥雷公藤的根中提取的環(huán)氧二萜內(nèi)酯化合物，于海杰[32]通過實驗證實，雷公藤內(nèi)酯醇可顯著降低MIRI大鼠模型炎性因子IL-1β、TNF-α、白細胞介素-6（IL-6）表達含量，升高 p-p38蛋白表達水平，能夠有效抑制炎癥反應(yīng)，提示雷公藤內(nèi)酯醇抗MIRI的炎癥反應(yīng)與激活p38 MAPK信號通路密切相關(guān)。

人參皂苷Rb1來源于五加科植物人參Panax ginseng C.A.Mey的根，王逸等[33]研究結(jié)果顯示，人參皂苷Rb1可以通過下調(diào)p38α水平而抑制p38α磷酸化，同時下調(diào)Caspase-3和TNF-α水平，以抑制TNF-α細胞受體途徑凋亡，使缺血再灌注損傷心肌的梗死面積縮小，進而通過p38MAPK信號通路發(fā)揮心臟保護作用。

黃芪多糖為豆科植物中藥黃芪的提取物，趙啟明等[34]通過建立未成年大鼠MIRI模型，探討黃芪多糖對缺血/再灌注心肌的保護機制，給予黃芪多糖干預(yù)后大鼠心肌 TNF-α、NF-κB、p-p38MAPK 表達水平顯著降低，表明黃芪多糖是通過抑制p38MAPK信號通路，改善缺血再灌注損傷時的炎癥反應(yīng)，進而減輕缺血再灌注所致的心肌損傷。

蔥白是一種常見的辛溫通陽中藥，楊劍鋒等[35]研究發(fā)現(xiàn)蔥白提取物可以減少p-p38、p53蛋白及mRNA表達水平，降低心肌細胞凋亡率，具有改善缺血/再灌注模型大鼠心功能的作用，其機制可能與抑制p38 MAPK信號通路活性。

青蒿素是從傳統(tǒng)中藥青蒿中分離出的活性成分，馬瑞松等[36]通過實驗研究發(fā)現(xiàn)青蒿素能夠顯著降低 TNF-α、HMGB1、INF-γ、IL-17A、IL-6 炎癥因子的表達，下調(diào)p-p38表達，提示青蒿素可能通過抑制p38MAPK通路，減輕I/R中炎癥反應(yīng)，從而減輕心肌缺血再灌注損傷。

3.2 中藥復(fù)方 芪桂益脈靈由黨參、黃芪、炒酸棗仁、三七、桂枝、苦參、龍齒、麥冬、黃連、五味子組成，具有益氣活血，化瘀通脈的作用，趙龍等[37]應(yīng)用芪桂益脈靈干預(yù)急性MIRI大鼠模型，實驗結(jié)果顯示該方能夠降低VCAM-1、ICAM-1在內(nèi)皮細胞膜上的蛋白表達，降低p-p38蛋白表達，通過減輕炎癥反應(yīng)，抑制p38MAPK信號通路的激活，從而保護損傷心肌。見表2。

表2 中藥復(fù)方基于p38 MAPK信號通路對MIRI的保護作用Tab.2 Proteetive effect of traditional Chinese medine copound on MIRI hased on p38 MAPK signaling

加味丹參飲是由《時方歌括》中丹參飲加減而成，方中包括丹參、檀香、黃芪、當(dāng)歸、赤芍、川芎、生地黃、紅花，陳聰?shù)萚38]研究發(fā)現(xiàn)，加味丹參飲可降低致炎因子ICAM-1、COX-2蛋白表達水平，降低p38MAPK蛋白表達，通過抑制p38MAPK信號通路，減輕MIRI大鼠的炎癥反應(yīng)，從而發(fā)揮保護心肌作用。

通心脈方由川芎、黃芪、血竭等中藥組成，鄭曉丹等[39]采用Langendorff離體心臟灌流方法建立MIRI模型，發(fā)現(xiàn)通心脈方可顯著降低TNF-α、Caspase-8、Caspase-3及MDA含量，升高SOD、CAT含量，下調(diào)p-p38αMAPK蛋白表達，具有改善心肌缺血再灌注損傷的作用，其機制可能與通過減輕心肌細胞脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，抑制p38MAPK活性，阻斷TNF-α受體依賴性死亡級聯(lián)反應(yīng)和抑制細胞凋亡有關(guān)。

王峰等[40]用參附注射液預(yù)處理干預(yù)MIRI大鼠模型，結(jié)果表明參附注射液可明顯升高SOD、GSH-Px活性，增強HSP70表達，減弱p38 MAPK蛋白表達，通過清除自由基，減輕炎癥反應(yīng)，抑制p38MAPK信號通路，從而拮抗心肌缺血再灌注損傷。

鹿紅方由鹿角、淫羊藿、山茱萸、紅花、補骨脂、沉香和女貞子組成，具有補腎、活血、強心之功。郭洪琳[41]通過H9C2心肌細胞缺氧/復(fù)氧實驗，探討鹿紅方抗心肌缺血再灌注損傷機制，結(jié)果顯示鹿紅方預(yù)處理可降低細胞中MDA含量，抑制Caspase-3、p-p38MAPK表達水平，增加SOD含量，提示其作用機制可能與抑制p38MAPK信號通路激活，減少氧化應(yīng)激損傷及細胞凋亡有關(guān)。

4 小結(jié)

MIRI發(fā)病機制較為復(fù)雜，目前西醫(yī)尚未發(fā)現(xiàn)療效確切且安全的治療藥物，而中醫(yī)藥因其多靶點、多途徑、多環(huán)節(jié)及毒副作用小、價格低廉等獨特優(yōu)勢，在防治MIRI領(lǐng)域具有較大潛力尚待進一步挖掘。綜前所述，無論中藥單體或復(fù)方均可基于調(diào)控p38 MAPK信號通路對MIRI發(fā)揮一定的心肌保護作用，其機制大多與抑制細胞凋亡、減輕炎癥反應(yīng)以及改善氧化應(yīng)激損傷等方面有關(guān)。但是，現(xiàn)階段的中醫(yī)藥研究仍存有一系列問題，如選用的實驗?zāi)Ｐ筒⒉荒茏龅浇y(tǒng)一和標(biāo)準(zhǔn)化；研究方法不夠系統(tǒng)和深入；不能排除細胞內(nèi)各信號通路之間的相互影響作用等。在未來的研究工作中，應(yīng)著重探索如何運用中醫(yī)藥預(yù)處理以誘導(dǎo)細胞產(chǎn)生內(nèi)源性保護物質(zhì)，減輕因缺血再灌注而帶來的心肌組織損傷，并明確闡明其對抗MIRI的具體作用機制，將實驗研究成果轉(zhuǎn)化并應(yīng)用于臨床實踐，使其對MIRI產(chǎn)生積極治療意義。