白藜芦醇心血管保护作用机制的研究进展

白藜芦醇( resverat rol) 是一种非黄酮类多酚化合物,化学名为3 ,5 ,4’2三羟基2反2二苯代乙烯(3 ,5 ,4’2t rihydroxystilbene) 。天然的白藜芦醇存在于葡萄皮、花生及中药虎杖等72 种植物中,是一种植物抗毒素,在恶劣环境或是在植物受到霉菌感染时产生[ 1 ] 。白藜芦醇以反式和顺式两种同分异构体的形式存在,反式异构体可在紫外光照射下转化为顺式异构体。1992 年seimann 和creasy 报道在红葡萄酒中发现了反式白藜芦醇的存在[2 ] ,而且在葡萄酒中反式异构体的浓度显著高于顺式异构体。由于红葡萄酒的显著降低心脑血管病发生率的作用,使人们对红葡萄酒中的多酚类物质进行了广泛而深入的研究。目前越来越多的学者认为,白藜芦醇是红葡萄酒中发挥心血管保护作用的主要功能因子。研究证实,白藜芦醇特别是反式白藜芦醇,能够比红葡萄酒中的其他多酚类物质具有更强的心血管保护作用[4 ,18 ] 。

本文总结了近年来白藜芦醇研究的最新进展,对其心血管保护作用的机制作一综述。体外实验和动物模型显示白藜芦醇可通过以下几个途径发挥心血管保护作用。

1 抑制细胞凋亡、血小板聚集和组织因子(tf)的表达

白藜芦醇心血管保护作用的一个显著特点是抗细胞凋亡和血栓形成。核转录因子(nf2κb) 是一个多效转录因子,它在细胞增殖、调亡等多种生物学作用中起关键作用。外源性刺激造成的内皮细胞nf2κb信号转导途径的激活可使得在该部位易于形成动脉粥样硬化斑块[5 ] 。holmes2mcnary m 等[33 ]的研究表明,白藜芦醇可有力的抑制nf2κb 的核转位及ⅰκbα的降解,从而可以强烈抑制nf2κb 的活化和nf2κb 依赖基因的表达。还有研究表明[3 ] ,氧化的ldl 和vldl 可以一种剂量依赖的方式诱导pc12 细胞的凋亡, 而白藜芦醇( 50 μmol/ l ) 在pc12 细胞中可以通过衰减氧化的vldl 和ldl对nf2κb 信号转导途径的激活,从而阻止细胞凋亡的发生。白藜芦醇还可以抑制由e2选择素介导的单核细胞对内皮细胞的黏附[ 6 ] 。由l ps 和细胞因子诱导的e2选择素的基因表达是通过nf2κb 信号转导途径的激活实现的,对nf2κb 信号转导途径的抑制也可减少e2选择素的基因表达。因此,白藜芦醇介导的e2选择素基因表达的减少是由于其抑制

了nf2κb 激活的结果。

血栓形成是心肌梗死和脑卒中的主要原因。体外试验证实白藜芦醇可以抑制血小板功能和内皮细胞tf 的表达,从而减少血栓形成[7 ] 。di santo a等[8 ] 的实验示白藜芦醇可明显抑制受刺激后人脐静脉内皮细胞( huvec) 和单核细胞中tf 及其mrna的表达。tf 的表达主要受转录水平的调节,而白藜芦醇的抑制效应主要发挥在转录水平。这也是白藜芦醇通过对nf2κb 信号转导途径的抑制实现的。abou2agag l h 等[ 32 ] 研究发现白藜芦醇可提高培养的huvec 组织型纤溶酶原激活物(t2pa) 和尿激酶型纤溶酶原激活物( u2pa) 的mr2na 表达,从而增加纤溶活力,促进纤维蛋白溶解。体外试验[9 ] 还证实白藜芦醇由于抑制了类花生酸的合成和血小板钙通道,从而抑制了由血栓素、adp和胶原诱导的血小板聚集。

另有实验证实,经白藜芦醇预孵育的大鼠外周血巨噬细胞花生四烯酸的释放量减少, 并且由pma、ros 和l ps 诱导的环氧合酶22 (cox22) 的表达也受到抑制[10 ] 。这样可以抑制由于cox22 的过度激活而导致的诱导型一氧化氮合酶(inos) 合成及继发的一氧化氮(no) 和前列环素的大量释放。晚近的实验表明[11 ] 白藜芦醇能够可逆性地抑制环氧合酶(cox21) 的活性,对cox22 仅有微弱的抑制作用。cox21 也是预防心血管疾病的一个药物作用靶点。这种对cox21 活性的抑制作用是通过过氧化物酶介导的,并具有时间和浓度依赖性。这使得由cox21 介导的血栓素的合成减少,而由组成型cox22 介导的前列环素的合成则不受影响。从而在机体未受刺激时能够保持血管的舒张。

2 促使血管舒张和上调内皮型一氧化氮合酶(enos)

在诱发心血管疾患的内皮源性介质中,21 个氨基酸的内皮素21 ( et21) 是一个重要的先行分子。在对人的临床前研究和动物实验中,显示在冠脉痉挛性疾病中血清et21 会持续升高,内皮素受体阻滞剂则可以显著减轻这些疾病的症状。白藜芦醇已被发现可作为et21 的拮抗剂[12 ] ,可以拮抗et21对大鼠的杀伤效应,并能够抑制由et21 所致的血压升高。白藜芦醇还可通过逆转et21 的激动效应来抑制冠状动脉内皮细胞丝裂素活化蛋白激酶(mapk) 的活性和核易位[ 13 ] 。已经证实,氧化应激可增加内皮素的生成和释放以及在血管平滑肌细胞(vsmc) 中的活性,这可解释动脉粥样硬化中的内皮功能不全。这种效应可被白藜芦醇所抑制,白藜芦醇(100μmol/ l) [14 ] 可抑制过氧化氢引起的人颈动脉vsmc 中前内皮素原mrna 的表达, 减少et21 蛋白的生成。在高胆固醇血症的兔子模型中,白藜芦醇可减少血浆et21 水平,并显著升高no水平[15 ] 。这些研究结果显示白藜芦醇可改善内皮细胞功能,也是白藜芦醇发挥非酒精依赖性的心血管保护效应的机制之一。

另外一个心血管保护效应机制是白藜芦醇能够影响血管内皮细胞生成no。短期效应中,no 具有舒张血管和抗血小板聚集的特性。从长期效应看,no 可诱导保护心血管系统基因的表达,并能限制致动脉粥样硬化的血浆蛋白进入血管壁。在50～100μmol/ l 浓度下,白藜芦醇可使得培养的肺动脉内皮细胞enos 表达增加3 倍,而在10μmol/ l 时没有任何效果[16 ] 。随后的实验[17 ] 发现白藜芦醇在孵化24～72 h 的huvecs 中以一种浓度和时间依赖的方式上调enos mrna 的表达(最高可达2. 8倍) ,使得enos 蛋白和来自于enos 的no 的产量也同时增加。leikert 等[18 ] 利用白藜芦醇和红酒多酚提取物获得了相似的结果,wallerat h t 等[4 ] 在随后的实验中发现在红酒提取物中,白藜芦醇是最强的刺激enos 转录和表达的多酚类物质。红酒能促进enos 表达的作用大部分是来源于白藜芦醇,只有少部分是来源于其他多酚类物质的作用。白藜芦醇的这种作用提示,活化的enos 水平的升高及随后的内皮no 的释放可对抗内皮功能紊乱的发生,从而支持了白藜芦醇和多酚类物质对心血管系统的长期保护作用。

3 抑制脂质过氧化

许多研究发现氧化应激是动脉粥样硬化的一个重要始动因子,其所导致的脂质过氧化则是动脉粥样硬化的一个极其重要的事件[19 ] 。氧化的ldl 出现在动脉损伤处,会触发一系列的内膜损伤反应。burkit t 等[20 ] 的研究证实白藜芦醇的抗氧化作用强

于维生素e 和维生素c;并能清除自由基,尤其是羟自由基,使dna 免受损伤。白藜芦醇还可通过抑制二硫化谷胱甘肽的形成,使谷胱甘肽处于还原状态, 从而抑制羟自由基的形成[21 ] 。leonard ss等[22 ] 的实验证实白藜芦醇是一个有效的羟基、超氧化物和金属诱导基团的清除剂。白藜芦醇还对细胞膜脂质过氧化和活性氧导致的dna 损伤显示出保护作用,同时还发现在细胞暴露于金属诱导基团后白藜芦醇可显著抑制nf2κb 信号转导途径。britop 等[23 ] 发现白藜芦醇还可抑制由生理性氧化剂(如转运肌红蛋白、过氧化亚硝酸盐) 引起的脂质过氧化和脂蛋白修饰。由于白藜芦醇能保护脂质和载脂蛋白免受氧化损伤从而使得ldl 能通天然的受体途径进入cho2k1 细胞。而氧化的ldl 与未受调节的清道夫受体结合则会形成泡沫细胞,导致血管平滑肌细胞和内皮细胞功能失调。mauro maccar2rone 等[24 ] 报道白藜芦醇是一个有效的脂肪氧化酶抑制剂,这样就可以抑制内皮下ldl 的氧化修饰作用,这种抑制作用已在k562 细胞中得到证实。因此,白藜芦醇由于能够减少ldl 的氧化修饰从而起到了对心血管系统的保护作用。

4 抑制血管平滑肌细胞增殖

在心血管增殖性疾病如动脉粥样硬化和血管成形术后再狭窄的发生中vsmc 的增殖意义重大。许多试验证实了白藜芦醇的抗细胞增殖作用。在0101～011 μmol/ l 浓度下,白藜芦醇由于抑制了dna 的复制和胶原的合成从而抑制了由糖基化终末产物(a ges) 诱导的易卒中的自发性高血压大鼠vsmc 的增殖和dna 的合成,其抑制效应与白藜芦醇浓度呈剂量依赖性[25 ] 。白藜(25μmol/ l)可通过影响细胞内p53 和p21 水平而显著影响静止期和增殖期的vsmc ,抑制其增殖和分化[26 ] 。白藜芦醇还可通过影响pi3/ a kt 和p70 erk1/ 2的信号转导途径而抑制由血管紧张素(ang) 引起的细胞增殖[27 ] 。这种效应显示白藜芦醇能够选择性的清除异常增殖的vsmc。这使得在临床上能够利用高浓度的白藜芦醇( > 25μmol/ l) 清除在特定病理情况下,比如血管成形术后再狭窄中异常增殖的vsmc[26 ] 。另有实验证实白藜芦醇能够通过阻断依赖于反应氧簇(ros) 的src 激酶的活化和继发的血管内皮钙粘蛋白的酪氨酸磷酸化,从而抑制由表皮生长因子(vegf) 诱导的血管增生[28 ] 。araim等[29 ] 发现白藜芦醇可抑制培养的牛动脉vsmc 增殖,且该平滑肌细胞的活力不受影响,进一步说明白藜芦醇对vsmc 增殖的抑制作用并非通过细胞毒起作用。其机制可能是通过抑制mapk 的活性来阻碍细胞增殖。在实验的兔子模型中,通过连续5周重复喂食白藜芦醇(2～4 mg/ kg ·d) ,可以抑制损伤动脉内膜的异常增殖[30 ] 。晚近的研究证实[ 31 ]白藜芦醇并不影响ag2诱导的vegf 的活化,但是却可以有效地抑制vegf 诱导的akt 激酶的磷酸化。这提示白藜芦醇可以作用于血管平滑肌细胞vegf 受体下游的活化途径。

5 结语

白藜芦醇对心血管系统的有益效应可归结为它的抗氧化,抗血小板聚集,血管舒张活性和能够抑制vsmc 或ec 的增生。其具体作用机制有抑制nf2κb信号转导途径的激活,从而抑制其下游一系列有害的的生物活性物质的合成与释放。另外还可抑制mapk的活性从而抑制细胞增殖。不同的作用机制之间也可能存在着相互协同的作用。在人体内是否存在着白藜芦醇的受体或是确切的作用靶点仍有待于进一步的研究来证实。

虽然许多体外实验和有限的动物模型证实了白藜芦醇是一个强有力的抗氧化剂和能够干扰许多传导通路,但它对人体治疗的有效性尚未确立。直到现在,只有抗氧化和血管舒张效应不仅在体外,而且在动物模型中也得到了证实。今后的实验应更多地利用生理浓度的白藜芦醇和建立更多种的动物模型,使白藜芦醇在心血管系统疾病的治疗中早日从基础实验走向临床。

6 参考文献

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