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活血化瘀中药对血管内皮生长因子影响的研究进展

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储永良,指导:黄清春


关键词:血管内皮生长因子:活血化瘀; 中药
中图分类号:R285.6 文献标识码:D 文章编号:1005—5304(2006)08—0096—03


随着近年来遗传学、免疫学、分子生物学的研究进展,活血化瘀中药的现代药理研究取得了丰硕的成果。因此,活血化瘀中药通过影响血管内皮生长因子(vascular endothelialgrowth factor,VEGF)治疗各种疾病的机制研究进一步深入。笔者现就该方面研究进展综述如下。


1 活血化瘀中药的临床应用及现代药理作用

常用的活血化瘀药物何三七、蒲黄炭、茜草、花蕊石、血余炭、水蛭、土鳖虫、三棱、莪术、姜黄、桃仁、大黄、牛膝、穿山甲、王不留行、当归、刘寄奴、延胡索、川芎、赤芍、丹参、红花、乳香、没药、泽兰、全蝎、地龙、蜈蚣、鸡血藤等。

临床上活血化瘀中药应用广泛,其中有的能够活血止血,有的能够破血散瘀,作用强弱不一,具体应用须根据辨证施治。这在张锡纯《医学衷中参西录》中得到明显体现,他运用扶正化瘀治虚劳、益气活血治痿证、补气通络治痹证、解毒化瘀治痈肿、化瘀消痰治瘰疬、活血通络治瘕积、行气活血治郁证等,现在在心脑血管疾病、肿瘤、妇科疾病、风湿病、呼吸系统疾病、代谢性疾病等治疗上都有更进一步的延伸。活血化瘀中药能够疏筋通络、破瘕散结、抗炎消肿、止痛生新等,现代药理研究证实,该类药物可扩张血管口径,增加血流量,改善微循环和血液流变学,降低微血管内血细胞的聚集,消除水肿和渗出,促进炎症的消退及增生病变的软化和吸收,改善机体免疫功能等,同时能够影响多种细胞成分从而改善局部结缔组织的炎症和纤维化。更为深入的研究表明,该类药物可以促进能量代谢、清除自由基、降低膜通透性、减轻钙超载、减轻白细胞的损伤作用、抗凋亡、影响信号转导、影响热休克蛋白、影响VEGF及其他多种细胞因子。黄氏等?对复方丹参注射液治疗类风湿关节炎(rheumatoid arthritis,RA)的作用机理做了进一步研究,发现其对RA滑膜细胞分泌细胞因子(包括TNF、IL 1 )、IL-6mRNA的表达、细胞凋亡、信号转导等都有明显的影响。


2 VEGF及其受体的生物学特性与功能
2.1 VEGF的生物学特性与功能

VEGF是分子量为34~42 kD的同源二聚体糖蛋白,2个亚基通过二硫键结合,其热稳定性高,序列高度保守,人VEGF基因位于染色体的6P21.3 ,其基因编码产物有VEGF 、VEGF。 、VEGF? VEGF VEGF 等5种亚型,由同一mRNA编码经不同方式剪切而成 。它们在分子量和生物学特性上有所不同:VEGF121VEGF145VEGF165分泌后进入血液循环:VEGF189则与细胞表面硫酸乙酰肝素紧密结合;VEGF 亦以结合态存在,为一完整膜蛋白。VEGF还有胎盘生长因子(placenta growthfactor,PLGF)、脊髓源性生长因子(spinal cord—derivegrowth factor,SCDGF)、VEGF—B、VEGF—C、VEGF—O、VEGF—E等和其结构、功能、分布相似的家族成员。VEGF能够刺激体外培养的内皮细胞增殖,促进新血管生成,增加血管通透性,增加心率及心输出量,降低血管外周阻力刺激单核细胞及成骨细胞的迁移 。许多因素影响VEGF的表达,缺氧可以上调其表达,已知的细胞因子如白介素-1 B(interliukin lbeta,IL-1 B)、血小板衍生生长因子一B(platelet derived growth factor,PDGF一 、转化生长因子(transforming growth factor,TGF)、肿瘤坏死因子(tumornecrosis factor,TNF)、PLGF、碱性成纤维细胞生长因子(basic fibroblast growth factor,bFGF)、表皮生长因子(epidermal growth factor,EGF)等皆可促进VEGF的表达;尚有细胞内介质如激活因子(activator protein 1,AP-1)及类冈醇激素亦可促进VEGF 的转录。许多癌基因可以促进或抑制VEGF基因的表达,如src等促癌基因促进VEGF的表达,VHL等抑癌基因突变后可上调其表达;还有抑制VEGF合成的细胞因子如IL-10、IL-13等在参与VEGF表达的调节中都有重要意义。


2.2 关于VEGF受体

VEGF发挥生物学效应是通过结合特异性膜受体进而激活引起胞内酪氨酸残基交叉磷酸化而实现的 。迄今发现,其受体有fms样酪氨酸激酶(fms-iike tyrosine kinase,Flt-1)、胎肝激酶-1/含激酶插入功能区受体(fetal liver kinase 1/kinaseinsert domain—containing receptor,Flk-1/KDR)、Flt-4、神经纤毛蛋白质(neuropilin,NRP)4种。其中Flt-1、Flk-1/KDR起关键作用,Flk-1/KDR能增加毛细血管通透性,促进内皮细胞增生和迁移;Flt-1可促进内皮细胞分化形成血管并缓冲Flk-1/KDR的作用;Flt一4在淋巴内皮细胞表达,不与VEGF结合;NRP-1表达于血管内皮细胞、神经元及某肿瘤细胞,其生物学效应尚未完全明确。


2.3 VEGF及其受体的应用

近年来,针对VEGF及其相关蛋白、基因等治疗疾病在临床实践中逐渐受到重视。有研究利用VEGF促进血管新生来治疗一些缺血性疾病(如心肌梗死、脑梗死及肢体血管闭塞等),以促进缺血区小血管形成和侧枝循环建立,从而改善缺血;而大量的研究则集中在抑制VEGF及其相关蛋白、基因的表达上,利用抑制VEGF的合成来治疗肿瘤、视网膜病变、RA等血管新生相关性疾病,如抗VEGF单克隆抗体、VEGF片段、可溶性VEGF受体、、靶向VEGF受体阻断剂、VEGF受体下游信号转导阻断剂及基因转染等。


3 活血化瘀中药对VEGF的影响

3.1 活血化瘀中药对VEGF的正性调节作用

活血化瘀中药治疗心肌梗死、脑梗死及肢体血管闭塞等疾病由来已久且疗效肯定,在这些缺血性疾病中,由于缺氧、缺血后产生的各种炎性因子的影响,VEGF都呈高表达状态。VEGF的高表达可能有助于保护局部缺血的器官,因此,有关活血化瘀中药通过促进VEGF表达治疗缺血性疾病的研究相继展开。


周氏等。在实验中发现,复健片可显著增加局灶脑缺血大鼠脑内VEGF的表达,提示复健片对缺血性卒中后遗症的作用机理与增加VEGF的表达有关。许氏等 发现祛瘀生新中药对脑梗死小鼠急性期大脑皮层内VEGF及其RNA的表达具有上调作用。孙氏等? 发现JIl芎嗪可通过促进骨髓基质细胞VEGF的表达加速骨髓造血微环境恢复,认为其机制是通过VEGF诱导FAK和R~,PK磷酸化途径实现的。王氏等[12]用芪丹通脉片预防大鼠急性心肌缺血,发现该药能够刺激心肌分泌VEGF。另有许多研究发现,活血化瘀中药可增加椎间盘软骨终板内、骨痂、缺血型肢体等VEGF表达,从而促进新血管生成,改善缺血状态。


3.2 活血化瘀中药对VEGF的负性调节作用许多研究证实,在肿瘤、RA等风湿性疾病和糖尿病的视网膜病变的血管增生相关性疾病中,VEGF呈持续高表达状态,这种长期失控的超高表达促进血管新生,导致各种炎症组织的增殖和肿瘤的活跃生长与转移 。Miotia等 用Sflt-1抑制VEGF活性能明显减轻疾病严重程度,表明抗血管增生治疗特别是VEGF抑制剂可能是治疗血管增生相关性疾病一种新策略。


活血化瘀中药在治疗有“瘀血”、“瘕积”等证的疾病(如肿瘤、RA、糖尿病血管损害、动脉粥样硬化等)应用中较为广泛。有研究表明,该类中药能够抑制这些血管增生性疾病的VEGF及其相关蛋白的表达。有学者发现JIl芎嗪抗肿瘤和对糖尿病的视网膜保护机制与其抑制VEGF表达、降低微血管密度有关 。陈氏等 发现,通痹灵高剂量组能够下调CIA大鼠滑膜异常增高的VEGF水平,推测其可抑制滑膜组织的增生,继而抑制关节软骨、骨破坏。梁氏等 发现痹肿消汤可能通过阻断VEGF的表达而阻抑关节炎滑膜血管翳的形成或骨质侵蚀。司氏等[20]发现蜈蚣可抑制VEGF,提示蜈蚣具有保护动脉粥样硬化的血管内皮细胞的功能。ak等 证实,红葡萄酒多酚复合物可通过抑制VEGF诱导的p38R~,PK抑制血管新生和抗动脉粥样硬化。另有研究表明,肺岩宁、胃康宁等活血化瘀中药能通过抑制VEGF及其基因、Fit基因从而抑制肿瘤生长。


3.3 活血化瘀中药对VEGF影响的作用机制

无论是缺血性疾病还是血管增生相关性疾病都有VEGF的高表达,活血化瘀中药治疗这些疾病部有肯定的疗效,然而,诸多关于该类中药对这两类疾病VEGF影响的研究得出了似乎矛盾的结果。因此,活血化痰中药对VEGF影响的作用机制值得进一步探讨。

在心肌梗死、脑梗死等缺血性疾病急性期中,原发性缺氧为诱导VEGF高表达的起始因子,缺氧后体内产生缺氧诱导因子(hypoxia—inducible factor 1,HIF-1),HIF-1调节靶基因VEGF的表达进行参与缺氧诱导产生的特异应答,这是一种保护性的反应,有助于血管代偿性的新生。活血化瘀中药在此基础上进一步促进VEGF及相关蛋白、基因表达的机制,有可能是该类药物改善了缺血细胞氧供,缺血细胞在一时间窗内遭受缺血再灌注损伤出现无复流现象,加重了细胞的缺血缺氧程度,进一步刺激局部组织释放大量VEGF;当侧枝循环建立氧供改善后,VEGF浓度随之下降。


而在肿瘤、RA等疾病中,VEGF高表达的机SJ~U较为复杂,促癌基因/抑癌基因的失衡、免疫反应产生的细胞因子等可能成为首要因素,新生组织生长过快引起的继发性缺氧是这些疾病病理改变形成后维持VEGF持续高表达的关键因素。在这种相对缺氧的情况下,活血化瘀中药改善了血供氧供时不会出现再灌注损伤和无复流现象,从而下调VEGF的表达水平;另外,活血化瘀中药还可抑制上调VEGF表达水平的多种细胞因子,这也正是中药多成分、多途径、多靶点作用特点的体现。


在已进行的这些实验中,活血化瘀中药对缺血性疾病VEGF影响的实验基础上都设计在急性缺氧期,而对血管增生相关性疾病VEGF影响的实验大多设计在疾病病理改变形成后因此,要进一步明确活血化瘀中药对VEGF影响的具体作用机制,还需要更多对疾病不同时段甚至是动态观察VEGF影响的相关研究。


4 结语

目前,关于活血化瘀中药对VEGF影响更为详细的机制还不明确,这种类似于中药对人体免疫的双向调节作用,即对血管增生性疾病(此类疾病中VEGF持续的超高表达促进病理改变的进一步发展)有负性调节作用,而对缺血性疾病(该类疾病中VEGF的高表达尚不能满足机体代偿需要)有正性调节作用,是否与机体的信息反馈调节有关,有待进一步研究。而且,VEGF家族是引起新血管生成的主要因子但不是唯一因子,FGF、TGF、TNF等在血管新生方面也都发挥着相当重要的作用。活血化瘀中药对不同病理状态产生不同的影响,其促进侧枝循环建立和抑制血管新生,是否因具体药物不同而产生不同的结果。要真正揭示该类中药作用物质基础,确定作用靶点,明晰作用途径仍是一项复杂的系统工程。


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(收稿日期:2005-10-10)
(修回日期:2006-05-08,编辑:陈静)





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