白藜蘆醇和鋅離子心肌保護作用的聯系與進展（連載二）

賀翼飛　付宇　趙楊　劉宇琳　習瑾昆

【關鍵詞】心肌損傷;白藜蘆醇;鋅離子;心肌保護

中圖分類號? R654.2? ? 文獻標識碼? A? ? 文章編號? 1671-0223（2020）06-021-03

4 白藜蘆醇和鋅離子心肌保護作用的聯系

4.1白藜蘆醇和鋅離子與內質網應激

內質網作為細胞器之一，在細胞功能和存活中扮演十分重要的角色，內部穩定是保證其功能正常運轉的前提，一旦內環境發生紊亂可引起內質網功能障礙，導致內質網應激[53]。細胞受損情況危急時，內質網應激的相關凋亡信號會發生活化，具體表現為CHOP、JNK、Caspase12的級聯與活化。大量研究顯示，ERS參與心肌I/R損傷的發生[16-17]。實驗室前期研究顯示，在大鼠I/R損傷模型中，ERS相關蛋白-葡萄糖調節蛋白78（glucose regulated protein 78， GRP 78）、GRP 94在再灌注期時表達明顯增多，表明再灌注期導致內質網應激的發生，而白藜蘆醇能夠抑制再灌注損傷導致的內質網應激。白藜蘆醇能夠模擬內質網應激抑制劑?；切苋パ跄懰幔╰auroursodeoxycholic Acid， TUDCA）的作用，但被鋅離子的特異性螯合劑N，N，N'，N'-四-（2-吡啶基甲基）乙二胺（TPEN）所抑制，說明鋅離子在白藜蘆醇保護心肌中充當了一定的角色;另外，白藜蘆醇能夠模擬TUDCA顯著提高了鋅離子特異性熒光染料Newport Green DCF的強度，說明白藜蘆醇能夠促進細胞內鋅離子的釋放以及能夠經由鋅離子保護心肌[52]。此外，白藜蘆醇能夠使GSK-3β發生磷酸化、抑制mPTP開放，但同樣被TPEN所抑制，證明白藜蘆醇能夠增加細胞內鋅離子，使GSK-3β磷酸化進而阻止mPTP開放，發揮心肌線粒體保護作用[54]，進一步說明鋅離子濃度與白藜蘆醇對于心肌保護具有協同作用。課題組前期實驗還證明，白藜蘆醇還能經由cGMP/PKG信號途徑，使GSK-3β失活進而阻止mPTP開放，保護心肌[33];鋅離子也能激活cGMP/PKG信號通路阻止mPTP開放[47-48]。因此，白藜蘆醇和鋅離子對于心肌保護的信號通路和作用機制出現重合，我們推測兩者有可能協同保護心肌，這需要后續實驗證實。

4.2白藜蘆醇和鋅離子與心肌梗死

鋅離子具有與白藜蘆醇同樣的抗炎癥和抗氧化特性，對于免疫系統的功能也至關重要，參與調節先天性和適應性免疫細胞的細胞內信號通路[55]。有研究證明，鋅離子通過穩定蛋白質巰基抗氧化作用和對抗過渡金屬催化的反應來發揮其抗氧化作用[56-57];它還可以增強抗氧化劑蛋白質和酶（如谷胱甘肽和過氧化氫酶）的活化[58];另外，它能夠通過增加兩種具有抗炎特性的鋅指蛋白A20和PPAR-α的基因表達來發揮抗炎癥作用[59]。白藜蘆醇能夠防止高脂飲食（HFD）小鼠中慢性氧化應激的積累，調節血漿和脾臟中細胞因子的變化，并降低炎癥介質的表達。白藜蘆醇作為一種可行的HFD有效補充劑，可以緩解氧化應激，抑制炎癥基因并通過HFD抑制的芳基烴受體活化增加調節性T細胞（Treg）的值[3]。還有研究證明，白藜蘆醇能夠通過維持鋅穩態、提高SOD活性水平來減輕糖尿病大鼠的氧化應激損傷[60]。

鋅離子可以減輕心肌梗死（MI）所導致的心臟收縮功能和舒張功能障礙;在心肌梗死的動物中過氧化氫酶和超氧化物歧化酶減少，但鋅離子能夠增加其活性[61]。同樣，白藜蘆醇可以抑制心肌梗死的雄性SD大鼠左心室射血分數（LVEF）降低以及左心室異常擴張;白藜蘆醇能夠顯著改善心肌梗死大鼠的心臟重塑和減輕收縮功能障礙，它是通過抑制超氧化物歧化酶和過氧化氫酶活性的降低以及減少心臟炎癥和纖維化來降低氧化應激實現的[62]。

4.3白藜蘆醇和鋅離子與糖尿病性心肌病

在糖尿病性心肌?。―CM）小鼠中，用鋅離子治療可減輕心臟功能障礙、心肌肥大、心肌纖維化、心肌炎癥和氧化損傷[63];此外，鋅離子提高了DCM小鼠心臟的核因子E2相關因子2（Nrf2）功能和金屬硫蛋白（MT）表達[63]。同樣的，白藜蘆醇也能夠減輕DCM小鼠的心臟功能障礙和心肌肥大，減少DCM小鼠心肌的纖維化[64];另外，DCM小鼠心臟還表現出氧化損傷，同樣被白藜蘆醇減弱，白藜蘆醇同樣是通過增加Nrf2的表達和轉錄活性，以及Nrf2下游抗氧化靶標來預防DCM[64]，白藜蘆醇與鋅離子再一次通過同樣的機制來保護心肌。

4.4白藜蘆醇和鋅離子與心肌缺血/再灌注

有研究表明，在體外實驗，鋅離子通過激活PI3K/Akt途徑保護H9c2心肌細胞免受缺氧/復氧損傷誘導的凋亡性細胞死亡[65]。在體內實驗，白藜蘆醇使NOS，NO，Bcl-2蛋白和p-Akt的表達明顯增加，使心肌細胞凋亡和Bax/Bcl-2的表達明顯降低，但此作用被渥曼青霉素（PI3K-Akt特異性抑制劑）阻斷，說明白藜蘆醇可以抑制缺血/再灌注誘導的心肌細胞凋亡，PI3K-Akt信號通路參與其中[66]，證明了白藜蘆醇和鋅離子能夠通過同樣的信號途徑抑制心肌凋亡。此外，鋅離子可以介導腺苷（NECA）發揮抗再灌注損傷的心臟保護作用[48]。同樣，白藜蘆醇預處理也能通過腺苷（NECA）受體信號傳導，再通過Akt依賴性和非依賴性途徑觸發cAMP反應元件結合蛋白（CREB）的磷酸化，從而發揮心臟保護作用[67]。

最近的研究顯示，白藜蘆醇-鋅組合用于治療前列腺癌，鋅耗竭是健康前列腺代謝轉化為前列腺惡性腫瘤的標志性特征，鋅補充劑可以中止前列腺惡性腫瘤，但沒有足夠的生物可利用鋅，因此，使用白藜蘆醇重新調節鋅穩態是一種新的PCa管理策略[68];白藜蘆醇與鋅組合還能使乳腺癌大鼠尿液中15-羥基二十碳四烯酸（15-HETE）濃度水平降低[69];白藜蘆醇能夠增加鋅指蛋白36 （ZFP36）表達并降低A549肺癌細胞中ZFP36靶基因的mRNA水平[70];另外，白藜蘆醇抑制DNA-甲基轉移酶1的表達并誘導ZFP36啟動子的去甲基化，表明白藜蘆醇通過其在非小細胞肺癌中的ZFP36的表觀遺傳調節具有抗癌活性[70]。因此，白藜蘆醇與鋅離子作用機制具有一定的關聯性，其詳細機制有待于進一步探討。

綜上所述，白藜蘆醇可以發揮心肌保護作用，鋅離子也能夠保護損傷的心肌;白藜蘆醇和鋅離子的心肌保護作用均與蛋白激酶信號通路有所聯系，我們的最新研究也證明了，白藜蘆醇能夠通過ERK/GSK-3β蛋白激酶信號通路增加細胞內鋅離子濃度從而保護內質網應激損傷的心肌細胞[71]。白藜蘆醇與鋅離子在其他方面或其他機制中是否存在某些聯系，有待于更多的研究。

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（續完）? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? [2020-01-03收稿]

基金項目：國家自然科學基金（NSFC81570275）;河北省自然科學基金（H2018209309）;河北省高層次人才資助項目（A2017010069）;河北省高校百名優秀創新人才支持計劃（SLRC2017051）

作者單位：063000 河北省唐山市，華北理工大學臨床醫學院，唐山市慢性病臨床基礎研究重點實驗室

* 通訊作者