丁苯酞對心肌細胞保護作用機制的研究進展

黃駿文 ，李浪 ，2，3

1 廣西醫科大學第一附屬醫院，南寧530021；2 廣西心腦血管疾病防治精準醫學重點實驗室；3 廣西心腦血管疾病臨床醫學研究中心

我國現有心血管病患者約2.9 億，每年死亡約350 萬，且心血管病的患病率、病死率仍持續上升，心血管病負擔日漸加重［1］。因此，迫切需要制定干預策略，尋找有效藥物，用于防治心血管疾病，延緩心血管疾病進展。丁苯酞（NBP）其分子式為C12H14O2，與從芹菜籽中提取的左旋芹菜甲素具有相同的結構，為人工合成的消旋體。研究顯示，NBP具有抗血小板聚集、抗氧化應激、改善線粒體功能、減少神經細胞凋亡等多種作用［2-5］，在臨床中廣泛用于治療缺血性卒中。近年來研究顯示，NBP 可通過抗心肌細胞凋亡、改善線粒體功能、抗氧化反應、抗炎等多種作用機制參與心臟保護作用，是治療心血管疾病的候選藥物?，F綜述如下。

1 抗心肌細胞凋亡

在心肌缺血/再灌注（I/R）損傷過程中，抑制心肌細胞凋亡可使心肌梗死面積縮小30%～60%，且能有效保護心功能［6］。B 細胞淋巴瘤/白血病2（Bcl-2）蛋白家族中促凋亡和抗凋亡蛋白的平衡關系可調節線粒體通透性轉換孔（MPTP）開放，控制細胞色素C 釋放，在調控心肌凋亡過程中起重要作用［7］。WANG等［8］發現 NBP 能通過提高大鼠冠狀動脈 I/R 模型Bcl-2 蛋白表達，抑制細胞色素C 釋放及半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3（Caspase-3）活化，從而減少心肌細胞凋亡，縮小心肌梗死面積。周菲等［9］同樣發現，NBP 預處理能上調冠狀動脈I/R 大鼠心肌細胞Bcl-2蛋白表達水平，降低Caspase-3、死亡因子、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶9（Caspase-9）蛋白表達水平，降低心肌細胞凋亡率，縮小心肌梗死面積，保護心功能。抑制梗死區周邊心肌細胞凋亡，同樣能有效縮小心肌梗死面積。田小超等［10］建立大鼠急性心肌梗死（AMI）模型進行研究，發現NBP 治療組心肌梗死面積縮小42%，心功能明顯改善。孫明等［11］進一步研究發現，NBP能提高心肌細胞Bcl-2蛋白表達水平及Bcl-2/Bcl-2 相關 X 蛋白（Bax）值，降低細胞凋亡指數，縮小心肌梗死面積，從而改善心功能。

2 改善線粒體功能

線粒體在向心臟提供能量方面起著關鍵作用，線粒體功能障礙與心臟功能障礙密切相關［12］。MPTP 持續開放使線粒體基質增加，線粒體腫脹，抑制三磷酸腺苷（ATP）生成，同時使促細胞凋亡因子釋放增加，增強酶促反應，進一步增加細胞凋亡。Bcl-2蛋白可提高鈣離子超載誘導的MPTP的開放閾值，阻止 Bax/Bak 蛋白激活 MPTP，維持 MPTP 正常功能，減輕線粒體損傷程度。孫明等［11］在大鼠心肌梗死模型中發現，NBP預處理能提高Bcl-2蛋白表達水平，減輕線粒體腫脹，減少心肌細胞凋亡，改善心功能。此外，線粒體酶對線粒體能量代謝、ATP生成也具有重要作用。線粒體酶活性提高可增加ATP 供應，改善心肌能量代謝，促進受損心肌收縮功能恢復。TIAN 等［13］研究發現，NBP 能提高缺血心肌細胞異檸檬酸脫氫酶、琥珀酸脫氫酶、蘋果酸脫氫酶等線粒體酶活性，改善受損線粒體形態，提高細胞ATP水平，改善心功能。

3 抗氧化應激

在缺血缺氧或炎癥損傷等作用下，活性氧（ROS）會不斷堆積、活化。ROS 作為二級信使或信號分子可介導心肌細胞凋亡，加重心肌損傷。抑制AMI 后梗死區氧化應激反應，有利于改善心肌組織形態和心臟功能［14］。在體外氧化應激細胞模型中，NBP 可降低H2O2處理后大鼠心肌細胞（H9C2 細胞）的ROS 活性，提高心肌細胞活力，抑制心肌細胞凋亡［13］。超氧化物歧化酶（SOD）是體內重要的抗氧化酶之一，丙二醛（MDA）是機體氧化應激的代謝產物，SOD 水平降低和MDA 含量增加會加重心肌細胞氧化應激損傷。鄧瑞等［15］在體外缺氧復氧心肌細胞模型中發現，NBP 能減少心肌細胞產生ROS，升高SOD 活性，降低MDA 含量，提高心肌細胞存活率。顧建國等［16］也發現 NBP 能使大鼠血清中 SOD 活性升高，MDA 含量降低，減輕氧化應激反應，改善心功能。QIU 等［17］在大鼠心肌梗死后心力衰竭模型中發現，NBP 治療組血清總抗氧化能力、過氧化氫酶、SOD 活性提高，MDA 水平降低，心功能改善。蛋白激酶B/核因子E2 相關因子2/血紅素氧化酶1（Akt/Nrf2/HO-1）細胞信號轉導通路，在心肌缺血炎癥反應及氧化應激反應中均起著重要的調節作用［18］。鐘斌等［19］進一步研究發現，在慢性心力衰竭大鼠模型中，經 NBP 治療后大鼠心肌組織 SOD 升高，MDA 含量降低，Nrf2 和HO-1 的表達升高，心肌細胞凋亡減少，提示NBP 可以降低氧化應激水平，抑制心肌細胞凋亡，這可能與激活Nrf2/HO-1 信號通路有關。BAI 等［20］在大鼠 AMI 模型中也發現類似的結果，NBP 治療組磷脂酰肌醇激酶、Akt、磷酸化Akt 和Nrf2 水平升高，血清中 HO-1、谷胱甘肽、Cu/Zn 超氧化物歧化酶和Fe/Mn 超氧化物歧化酶的活性提高，心肌細胞凋亡減少，心肌梗死區的組織形態改善，心功能改善，提示NBP 通過激活Akt/Nrf2/HO-1信號通路，減輕心肌梗死后氧化應激反應，減輕心肌損傷，保護心功能。

4 抗炎癥反應

炎癥反應參與心肌缺血再灌注損傷、心肌梗死等的重要過程，炎癥因子則是炎癥反應的主要參與者。過度炎癥反應激活可以導致心肌細胞丟失、收縮功能抑制，甚至可引起心室重構、心力衰竭等不良預后。在體外缺氧復氧心肌細胞模型中發現NBP能減少心肌細胞腫瘤壞死因子α（TNF-α）、IL-6、IL-1β等炎癥因子水平，提高心肌細胞存活率，減少心肌細胞凋亡［15］。核因子 κB（NF-κB）信號通路是調控炎癥反應的重要通路。李俊等［21］建立大鼠AMI 模型，發現NBP 治療組NF-κB 蛋白表達水平降低。QIU等［17］建立 AMI 后心力衰竭大鼠模型，也發現 NBP 處理組大鼠 TNF-α、NF-κB 蛋白表達水平降低，提示NBP 可能通過抑制NF-κB 信號通路的激活，減輕心肌梗死中炎癥反應。Akt/Nrf2 信號通路也參與調節炎癥反應［22］。BAI 等［20］建立大鼠 AMI 模型，發現與模型組比較，NBP 組p-Akt 和磷酸化Nrf2 蛋白表達水平明顯降低，炎癥因子 IL-1β、TNF-α 在 mRNA 及蛋白表達水平均降低，細胞凋亡率明顯下降，提示NBP 也可能通過調節Akt/Nrf2 信號通路，抑制AMI后的炎癥反應，減輕心肌損傷［20］。

5 抑制心室重構

心室重構包括心肌纖維化、心肌細胞肥大及心室擴大等病理改變，抑制或逆轉心室重構可延緩心力衰竭的進展［23］。顧珺一等［24］建立心力衰竭大鼠模型，發現NBP 治療組大鼠心肌纖維化相關蛋白SMAD3 表達水平降低，心肌纖維化減輕，心功能改善。QIU等［17，25］在AMI后心力衰竭大鼠模型中，發現NBP治療能降低大鼠轉化生長因子β1蛋白、NF-κB及Ⅰ型、Ⅲ型膠原以及肌成纖維細胞標志物α 平滑肌肌動蛋白的表達水平，大鼠心肌纖維化減輕，心功能改善，提示NBP 可能通過抑制膠原合成信號，抑制肌成纖維細胞增殖，減輕心肌纖維化。

心臟功能受損早期，心肌代償性肥厚，心室腔代償性擴大，心肌收縮功能尚能代償，久之即出現失代償表現［26］。QIU 等［25］建立大鼠 AMI 模型，觀察組使用NBP 治療5 周，結果發現觀察組大鼠心肌細胞肥大減輕，左心室舒張末期內徑（LVEDD）縮短，提示NBP能減輕心肌梗死后心肌肥大及心室擴張。另一項研究同樣發現在AMI 后心力衰竭大鼠模型中，觀察組使用NBP 治療4 周后，觀察組心肌肥大減輕，LVEDD 和左房內徑縮短，心臟功能改善，提示NBP能減輕心力衰竭大鼠的心肌肥大及心臟擴大，改善心力衰竭大鼠的心功能［17］。

6 抗心律失常

心臟交感神經重塑是指某一區域心肌內的交感神經密度增高或缺失。心肌梗死后，交感神經重塑可增加室性心律失常易感性，增加心源性猝死風險。聯合檢測生長相關蛋白43（GAP-43）與酪氨酸羥化酶（TH）水平可反映神經發育及再生情況。李俊等［21］在大鼠心肌梗死模型中，發現大鼠心肌梗死周邊區GAP-43 和TH 陽性的交感神經纖維密度增加，分布紊亂，而NBP 治療組梗死周邊區GAP-43 和TH 陽性的交感神經纖維密度較心梗組降低，提示NBP 治療可改善大鼠心肌梗死周邊區交感神經重構。心肌梗死后，異質性纖維化瘢痕可破壞正常的細胞骨架網絡，并減少縫隙連接蛋白43（Cx43）在梗死邊緣區的表達而導致縫隙連接重構［27］。嚴重的心室纖維化和Cx43 重塑最終會導致興奮傳導減慢和折返性心律，增加室性心律失常的易感性［28］。QIU等［25］發現，NBP 治療能抑制心肌梗死模型大鼠心肌梗死后心肌纖維化，改善Cx43縫隙連接蛋白的表達和分布，降低發生室性心律失常的易感性及嚴重程度。

心肌梗死后心房結構重塑認為與房顫的發生有關，特別在心力衰竭時，房顫的易感性增加［29］。QIU等［17］建立心肌梗死后心力衰竭大鼠模型，研究NBP對心肌梗死后心力衰竭大鼠房顫易感性的影響。發現經NBP 治療4 周后，觀察組大鼠心房纖維化明顯減輕，心功能明顯改善，房顫誘發率和持續時間明顯降低。提示NBP 可能通過抑制心房纖維化，抑制心房結構重塑，改善心功能，降低房顫易感性。

7 促進血管再生

心肌梗死邊緣區血管再生可以改善缺血心肌的血流灌注，挽救頓抑心肌，改善心功能。田小超等［30］在大鼠心肌梗死模型中研究發現，NBP 治療組大鼠血管內皮生長因子和堿性成纖維細胞生長因子等促血管生長因子增加，Notch1基因表達水平升高，大鼠心功能改善，提示NBP 可以促進心肌梗死大鼠促血管生成因子在缺血心肌中的表達，促進缺血心肌血管再生，增加缺血心肌的血液供應，保護心功能。

隨著國內外學者的不斷深入研究，NBP 對心肌細胞的保護作用已不斷得到證實，為篩選出治療心臟疾病的有效藥物提供了理論基礎，展現了治療心血管系統疾病的應用前景。但由于NBP 在心血管疾病中的作用機制仍有不明確的地方，尚缺乏大規模、多中心的臨床研究數據，且因為NBP 呈脂溶性，難溶于水，生物利用度低，分布在心臟組織中藥物濃度低，導致NBP 尚未能在臨床中廣泛用于治療心血管系統疾病。目前，新一代NBP 衍生物在國內處于Ⅱ期臨床研究，初步研究結果顯示其對心、腦缺血疾病均具有很好的治療作用［31-32］。因此，進一步加深對NBP 及其衍生物在心血管疾病方面的研究，有望給心血管病患者帶來新的藥物治療選擇。