三七對細(xì)胞凋亡的研究進(jìn)展

關(guān)鍵詞：三七；細(xì)胞凋亡；研究進(jìn)展

中圖分類號：R285.5

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1007-2349(2009)06-0062-03

三七[Panax notoginseng(Burk)F.H.Chen]為五加科植物，干燥的根入藥。味甘、微苦，性溫，歸肝、胃、心、小腸經(jīng)，具有止血、散瘀、消腫、止痛、補(bǔ)虛、強(qiáng)壯等功效。現(xiàn)代藥理研究證明，三七中岔量最高的為三七總皂苷(PNS)即人參皂苷Rb1、Rg1及三七皂苷R1，近年來有關(guān)中藥三七調(diào)控細(xì)胞凋亡的研究日漸增多，研究涉及缺氧、缺血等因素導(dǎo)致的神經(jīng)系統(tǒng)、心腦血管、胃腸功能損傷的保護(hù)、腫瘤治療(放、化療)后骨髓、免疫功能損傷的防治等方面。中藥三七可對細(xì)胞凋亡過程的不同環(huán)節(jié)進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)而抑制細(xì)胞凋亡，維持機(jī)體內(nèi)平衡，阻止組織病理過程的惡化。現(xiàn)就中藥三七對細(xì)胞凋亡的影響綜述如下。

1 通過調(diào)控死亡受體途徑調(diào)控凋亡

死亡受體屬于腫瘤壞死因子受體(TNFR)超家族，包括Fas(又稱CD95或Apol)、TNFRI(又稱p55或CD120a)、DR3、DR4和DR5，在胞內(nèi)部分都含有一個(gè)死亡域(DD)，以此招募下游的凋亡蛋白。當(dāng)死亡受體與其相應(yīng)的配基(死亡配體)特異性結(jié)合后，將凋亡信號由胞外傳人胞內(nèi)，在連接分子的媒介下，激活Caspase，導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。武凡等在三七總皂苷Rg1、Rb1對脂多糖引起的大鼠肝細(xì)胞凋亡及相關(guān)基因表達(dá)的保護(hù)作用的研究中，發(fā)現(xiàn)Rg1、Rb1對bel-2的表達(dá)時(shí)間和數(shù)量均無明顯影響，而明顯抑制促凋亡基因bax、Fas、FasL的表達(dá)，Rg1、Rb1對促凋亡基因的抑制作用無顯著性差異。提示Rg1、Rb1抗凋亡作用可能是通過影響Fas／FasL的表達(dá)實(shí)現(xiàn)的。在觀察三七總皂苷對肺缺血再灌注損傷時(shí)細(xì)胞凋亡及Fas／FasL的影響發(fā)現(xiàn)，三七總皂苷能有效抑制肺缺血再灌注損傷時(shí)肺組織細(xì)胞的凋亡，其機(jī)制是三七總皂苷可能通過抑制Fas／FasL系統(tǒng)的激活，阻遏肺組織細(xì)胞凋亡，從而減輕肺缺血再灌注損傷。

2 通過影響凋亡信號傳導(dǎo)調(diào)控凋亡

細(xì)胞抗凋亡的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)是在內(nèi)外生存因子的刺激下，激活多種信號偶聯(lián)途徑的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程。目前研究較多的凋亡信號傳導(dǎo)途徑有RAS-MAPK途徑，NF-kB途徑，NO途徑，Ca_2＋的信號傳導(dǎo)途徑等。

2.1 RAS-MAP 途徑絲裂原活化蛋白激酶家族(MAPKS)參與細(xì)胞凋亡的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程。MAPKS級聯(lián)反應(yīng)包括MAPKKK，MAPKK與MAPK等3個(gè)順序的活化過程。每一種激酶又由不同成分組成。MAPK包括ERK，JNK／SAPK，P38。在三七總皂苷對SAM-P／8小鼠海馬中衰老相關(guān)基因表達(dá)的影響中發(fā)現(xiàn)，MAPKK4的表達(dá)減少，PNS可能通過抑制MAPKK4來減弱MAPK信號通路促進(jìn)神經(jīng)細(xì)胞分裂死亡的作用，從而抑制了腦的老化。

2.2 NF-kB途徑 NF-kB是具有多向性調(diào)節(jié)作用的核轉(zhuǎn)錄因子，其活化能夠激活抗凋亡基因的表達(dá)(如TRAF1、2，c-IAPl、2，A1／Bf1-1，Bcl-xL等)，阻止caspase-8活化，從而切斷caspase連鎖鏈的活化，使細(xì)胞逃避凋亡。在三七皂苷對人骨髓造血細(xì)胞凋亡相關(guān)蛋白表達(dá)的影響中，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)錄因子NF-~B呈現(xiàn)不同程度的表達(dá)水平增加，表明PNS促進(jìn)細(xì)胞增殖，支持細(xì)胞生長和存活的作用機(jī)制與抗凋亡基因的表達(dá)增多有關(guān)。

2.3 NO途 NO可以通過多種機(jī)制誘導(dǎo)細(xì)胞的凋亡，在三七總皂苷對大鼠脊髓損傷后氧化氮合酶(iNOS)表達(dá)及細(xì)胞凋亡的影響中發(fā)現(xiàn)，脊髓組織病理學(xué)改變?nèi)呖傇碥?組明顯輕于損傷組，2組均發(fā)現(xiàn)iNOS表達(dá)及凋亡細(xì)胞，且損傷組iNOs表達(dá)及神經(jīng)細(xì)胞凋亡指數(shù)均高于三七總皂苷組，說明三七總皂苷注射液能抑制脊髓損傷后iNOS表達(dá)及神經(jīng)細(xì)胞凋亡。此作用可能與PNS通過其抗炎、改善微循環(huán)、抑制脂質(zhì)過氧化、減少細(xì)胞鈣內(nèi)流等作用防治繼發(fā)脊髓損傷，及抑制脊髓損傷后iNOS表達(dá)，從而避免NO過量產(chǎn)生引起的細(xì)胞損傷和凋亡有關(guān)。

2.4 Ca^2＋作為第二信使的信號傳導(dǎo)途徑 胞漿中游離的Ca^2＋作為第二信使在凋亡信號傳遞過程中起關(guān)鍵作用，細(xì)胞核內(nèi)鈣離子濃度的持續(xù)升高是導(dǎo)致細(xì)胞凋亡的主要原因。細(xì)胞凋亡時(shí)最顯著的變化是DNA的斷裂，鈣離子可直接激活核酸內(nèi)切酶促進(jìn)DNA斷裂，也可通過激活蛋白酶、磷酸酶和磷脂酶，導(dǎo)致染色質(zhì)結(jié)構(gòu)完整性的喪失。有研究表明，缺血再灌注時(shí)凋亡相關(guān)基因的表達(dá)都可能與Ca^2＋有關(guān)。朱陵群等以原代培養(yǎng)的大鼠海馬神經(jīng)細(xì)胞缺氧／缺糖再給氧為模型，觀察三七總皂苷對神經(jīng)細(xì)胞凋亡的抑制作用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)三七總皂苷能降低神經(jīng)細(xì)胞凋亡及壞死的百分率，降低細(xì)胞內(nèi)Ca^2＋濃度，減少LDH的釋放，三七總皂苷的作用隨劑量增加而作用增強(qiáng)。認(rèn)為三七總皂苷對缺血再灌注損傷后海馬神經(jīng)元的凋亡過程具有抑制作用，這種作用可能與其能降低細(xì)胞內(nèi)Ca^2＋濃度有關(guān)。作用機(jī)制可能是阻斷Ca^2＋內(nèi)流和／或胞內(nèi)鈣庫的釋放，從而抑制神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)鈣超載。徐正等推測在缺血和再灌注前靜脈給予一定劑量的PNS，預(yù)先封閉肺組織細(xì)胞膜上的受體操縱性鈣通道，能防止細(xì)胞內(nèi)Ca^2＋超載，而減輕肺缺血再灌注時(shí)的細(xì)胞凋亡。陳彥靜等發(fā)現(xiàn)三七總皂苷對血管緊張素Ⅱ誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡具有明顯的抑制作用，其機(jī)制可能與抑制心肌細(xì)胞內(nèi)鈣超載有關(guān)。

2.5 通過調(diào)控caspase途徑抑制凋亡 哺乳動物細(xì)胞中，在凋亡過程中起關(guān)鍵作用的一些含有半胱氨酸一門冬氨酸特異蛋白酶，被稱為caspase。caspase主要以酶原形式存在于健康細(xì)胞中，通過活化發(fā)生蛋白水解獲得活性。caspase有許多種，它們可以逐級水解活化，共同促進(jìn)凋亡進(jìn)程。多種損傷機(jī)制，包括神經(jīng)毒性損傷、缺血缺氧、NO、自由基的產(chǎn)生與釋放、β樣淀粉樣蛋白的合成等均可誘導(dǎo)caspase-3的表達(dá)與活化，而caspase-3的活化代表細(xì)胞凋亡的不可逆轉(zhuǎn)。研究三七總皂苷對腦出血大鼠前腦促凋亡基因caspase-3影響發(fā)現(xiàn)，三七總皂苷可通過抑制caspase-3 mRNA的轉(zhuǎn)錄及caspase-3蛋白的裂解活化，減少細(xì)胞凋亡，促進(jìn)腦出血后前腦內(nèi)神經(jīng)元的存活及損傷修復(fù)。

3 通過調(diào)控凋亡相關(guān)基因表達(dá)調(diào)控凋亡

Bc1-2基因家族是最重要的細(xì)胞凋亡調(diào)控基因。抗凋亡基因bc1-2和bc1-xL是Bcl-2家族蛋白成員中主要的抗凋亡分子。bax基因是Bcl-2家族中重要的促凋亡基因。研究三七總皂苷對出血性腦損傷的保護(hù)作用，發(fā)現(xiàn)三七總皂苷可以增高腦出血后bcl-2的表達(dá)，有抑制腦組織細(xì)胞凋亡的作用，對腦組織具有保護(hù)作用。另外p53、c-myc、Fas、C-~OS等基因均是參與調(diào)控細(xì)胞凋亡的重要基因。有研究采用MTT比色法觀察三七皂苷R1對人白血病細(xì)胞株HL-60細(xì)胞增殖的抑制作用。采用流式細(xì)胞術(shù)檢測細(xì)胞凋亡改變，并以RT-PCR檢測凋亡調(diào)節(jié)基因p53、Bcl-2的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)p53基因mR－NA水平升高，而Bcl-2基因的mRNA下降。提示三七皂苷R1的凋亡誘導(dǎo)作用可能部分通過p53和Bcl-2途徑實(shí)現(xiàn)。在三七總皂苷對血管平滑肌細(xì)胞凋亡及C-myc基因表達(dá)的影響中發(fā)現(xiàn)PNS可促進(jìn)C-myc蛋白的表達(dá)，誘導(dǎo)VSMC(vascular smooth muscle cell)凋亡，發(fā)揮抗動脈粥樣硬化的作用。

4 通過調(diào)控細(xì)胞因子抑制凋亡

細(xì)胞因子(cytokine，CK)是機(jī)體細(xì)胞分泌調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖、分化與死亡的一大類因子。與凋亡有關(guān)的細(xì)胞因子有氧自由基、氧化低密度脂蛋白(OX2LDL)及某些細(xì)胞因子等，研究三七總皂苷對大鼠肝臟低溫保存再灌注期間肝細(xì)胞凋亡發(fā)現(xiàn)，MDA含量越高，肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞凋亡數(shù)量越多，兩者呈正相關(guān)關(guān)系SOD含量越高，肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞凋亡數(shù)量越少，兩者呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，機(jī)制可能與PNGS抗氧自由基作用有關(guān)。細(xì)胞因子如TNF(Tumor necrotic factor)具有多種生物學(xué)功能，TNF在體外可誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞及大鼠肝細(xì)胞出現(xiàn)凋亡，其中TNF-a與凋亡的關(guān)系更為密切，能與TNF受體結(jié)合，引起細(xì)胞內(nèi)貯存Ca^2＋釋放，引起細(xì)胞內(nèi)游離Ca^2＋濃度升高，從而激活Ca^2＋依賴性核酸內(nèi)切酶，引起DNA片段斷裂和細(xì)胞凋亡。三七總皂苷預(yù)處理大鼠供肝可以有效地減輕移植肝的缺血再灌注損傷和細(xì)胞凋亡，其機(jī)制可能是減少TNF-a的表達(dá)，抑制肝細(xì)胞的凋亡。

5 結(jié)語

綜上所述，三七能調(diào)控多種細(xì)胞凋亡，并且對正常組織細(xì)胞的毒性較低。其調(diào)控細(xì)胞凋亡的機(jī)制是多環(huán)節(jié)、多途徑的，如上調(diào)Bcl-2表達(dá)、下調(diào)Bax表達(dá)，阻止caspase連鎖鏈的活化，調(diào)控Fas／FasL的表達(dá)等，而且是多環(huán)節(jié)多途徑相互作用，但其最根本的機(jī)制是什么，尚有待進(jìn)一步研究。