川芎嗪（2，3，5，6-四甲基吡嗪，Tetramethylpyrazine，TMP）是川芎的主要有效成分之一，是從其根莖中提取的一種活性生物堿，TMP 在我國已廣泛應用于治療高血壓等心血管疾病。研究發(fā)現(xiàn)，川芎嗪對心血管疾病具有很好的保護作用。在心臟中，川芎嗪可以通過抗氧化應激、調(diào)節(jié)自噬、抑制心肌細胞凋亡等途徑，減輕心肌缺血/再灌注損傷；也可以減輕炎癥對心肌細胞的損傷，減輕梗死心肌的纖維化和心肌細胞肥大，抑制心肌梗死后心腔擴大。川芎嗪也具有一定抑制血栓形成的作用，它可通過減少炎癥因子及黏附分子，抑制血小板聚集，抑制纖維蛋白原和血管性血友病因子表達等途徑，發(fā)揮抗血栓功效。

       血管內(nèi)皮的受損程度與高血壓等心血管疾病的發(fā)展進程密切相關。高血壓、冠心病以及動脈粥樣硬化等多種心血管疾病均會出現(xiàn)不同程度的血管內(nèi)皮損傷，保護損傷的內(nèi)皮細胞是心血管疾病防治的關鍵。川芎嗪是從中草藥川芎中提取的一種生物堿，具有生物活性和多種藥理作用。血管內(nèi)皮損傷的機制主要涉及血管舒縮狀態(tài)失衡、內(nèi)皮細胞凋亡、血管新生、炎癥、氧化應激等，而研究顯示，TMP 具有延緩細胞凋亡、促進血管新生、抗炎、抗氧化等多種藥理作用，對血管內(nèi)皮具有很好的保護作用，可用于治療高血壓病引起的血管結構和功能的改變。

       1、對血管舒縮功能作用的影響

       內(nèi)皮素和一氧化氮( nitric oxide，NO) 是調(diào)節(jié)血管舒縮的主要內(nèi)皮活性物質(zhì)，前者是由 21個氨基酸組成的多肽，源于血管內(nèi)皮細胞和平滑肌細胞，有收縮血管的作用，包括3種同分異構體，其中血管內(nèi)皮素-1 ( endothelin 1，ET-1) 是迄今所知最強的縮血管物質(zhì)。研究顯示TMP可以降低應力介導的ET-1分泌，其部分機制是 TMP 能夠通過減少活性氧分子( reactive oxygen species，ROS) 的產(chǎn)生降低細胞外信號調(diào)節(jié)激酶1/2( extracellular signal-regulated kinases 1/2，ERK 1/2) 的磷酸化水平，進而降低激活蛋白 1( activator protein 1，AP-1) 的活性，最終降低 ET-1 基因的表達，因而具有舒張血管作用。另有研究顯示 TMP通過下調(diào)ET-1 水平可以保護妊娠期高血壓患者血管內(nèi)皮細胞。血管內(nèi)皮釋放的NO 是重要的舒血管物質(zhì)，可以激活血管平滑肌細胞內(nèi)的鳥苷酸環(huán)化酶，提高環(huán)磷酸鳥苷水平，進而引起細胞內(nèi)鈣離子外流，從而引起血管舒張。TMP 能夠升高血管痙攣時內(nèi)皮型一氧化氮合成酶 ( endothelial nitric oxide synthase，eNOS)水平，eNOS 激活后可促進NO產(chǎn)生增多，降低磷酸二酯酶V表達，其機制是通過對NO /cGMP 信號途徑的調(diào)節(jié)實現(xiàn)的。

       2、內(nèi)皮細胞凋亡

       機體為了消除自身衰老、損傷以及突變細胞，自然地產(chǎn)生程序性地細胞死亡，稱之為細胞凋亡。血管內(nèi)皮細胞凋亡在多種心血管疾病的發(fā)病過程中的意義重大。TMP 具有抑制血管內(nèi)皮細胞凋亡的特性。通常，將半胱天冬酶（caspase）、促凋亡蛋白（Bax）和抗細胞凋亡蛋白（Bcl-2）作為評價細胞凋亡的關鍵指標。研究發(fā)現(xiàn)，TMP 可通過下調(diào)基質(zhì)金屬蛋白酶2（MMP2）、MMP9、Bax 和 caspase-3 的水平來延緩血管內(nèi)皮細胞凋亡，同時還發(fā)現(xiàn) TMP 可使血管的體積和數(shù)量增加，表明TMP 可通過延緩內(nèi)皮細胞凋亡和促進血管生成來降低脊髓損傷引發(fā)的神經(jīng)損傷程度，并且有利于神經(jīng)功能的恢復。 TMP 可明顯上調(diào) Bcl-2 水平、下調(diào) Bax 水平，并能升高 Bcl-2/Bax 的比例。 研究發(fā)現(xiàn)，在采用CoCl2 刺激 HUVECs 受傷后，TMP干預能增加脯氨酰羥化酶2（PHD2的表達，減少VEGF的蛋白和mRNA 表達，且降低了缺氧誘導因子-1α（hypoxia inducible factor-1α，HIF-1α）的蛋白表達。TMP 可增加細胞的存活率，降低細胞的凋亡率，并能激活caspase-3、caspase-8和caspase-9，進而使HUVECs免于損傷。

       3、血管新生

       VEGF是一種糖基化分泌性多肽因子，能增加血管通透性、促進血管內(nèi)皮細胞分裂和血管新生。TMP和芍藥苷（PF）能抑制氧化低密度脂蛋白（ox-LDL）誘導的 HUVECs 的體外血管生成，兩者聯(lián)合應用通過抑制 VEGF/VEGFR2 和Jagged1/Notch1信號通路抑制ox-LDL誘導的HUVECs 血管生成。研究發(fā)現(xiàn)，TMP能增加類固醇性股骨頭壞死的股骨頭血管容量、血管表面、血管容積百分比和血管厚度，使血清和壞死股骨頭中VEGF 和受體 FLK1 的 mRNA和蛋白表達上升，表明TMP可通過抑制類固醇對VEGF/FLK1信號通路的影響來抑制類固醇性股骨頭壞死，增強股骨頭血管形成。HIF-1α在正常有氧條件下，處于低表達狀態(tài)，在組織細胞發(fā)生缺氧時，高度表達。研究發(fā)現(xiàn)，當血管內(nèi)皮受損時，組織會局部缺氧，進而引起 HIF-1α 表達升高。TMP 能夠通過下調(diào)HIF-1α和VEGF mRNA 的表達來促進神經(jīng)血管的恢復。

       4、氧化應激

       AngⅡ能誘導內(nèi)皮細胞產(chǎn)生大量ROS 表達，導致內(nèi)皮細胞損傷，加入鹽酸川芎嗪能顯著提高超氧化物歧化酶 ( superoxide dismutase，SOD) 和過氧化氫酶的活力，可呈濃度依賴性抑制ERK1/2和c-Jun氨基末端激酶的磷酸化，提高內(nèi)皮細胞內(nèi)eNOS 的表達，并降低誘生型一氧化氮合成酶的表達，對 AngⅡ 誘導的內(nèi)皮損傷起到保護作用。對氧化型低密度脂蛋白( oxidized low density lipoprotein，ox-LDL) 誘導的血管內(nèi)皮細胞損傷，TMP有明顯的抑制作用，主要是顯著提高了血管內(nèi)皮細胞抗氧化酶 SOD、谷胱甘肽過氧化物酶的活性。此外TMP 可以減輕單核細胞趨化蛋白 1( monocyte chemotactic protein-1， MCP-1) 和可溶性細胞間黏附因子1( soluble intercellular adhesion molecules-1，sICAM-1 )mRNA 的過量表達， 提高脂質(zhì)過氧化內(nèi)皮細胞的存活率。另有研究顯示TMP 可以降低 ROS 生成、下調(diào)蛋白激酶 B/eNOS 的信號途徑磷酸化水平，抑制 NO 生成的減少，因而對高血糖引起的血管內(nèi)皮損傷具有保護作用，其機制與促進解偶聯(lián)蛋白2 mRNA /蛋白質(zhì)表達有關。對于脂多糖( lipopolysaccharides，LPS) 誘導的 HUVECs NO、ROS 水平改變，TMP具有抑制作用。TMP 可抑制H2O2 誘導的內(nèi)皮細胞內(nèi) ROS 的產(chǎn)生，具有顯著的羥自由基清除能力，能夠減輕內(nèi)皮細胞的氧化損傷。TMP 對于妊娠相關的血管內(nèi)皮也有保護作用。TMP 可通過上調(diào)血漿 NO 水平對妊娠期高血壓內(nèi)皮細胞損傷起到保護作用。子癇前期患者臍靜脈血清可誘導內(nèi)皮型-氧化氮合酶運輸介導物( endothelial nitric oxide synthase traffic inducer，NOSTRIN) 表達增加，應用 TMP 預處理可抑制 NOSTRIN 表達 。

       5、炎癥反應

       TMP可以在mRNA 和蛋白質(zhì)水平通過抑制 LPS 誘導的白介素 8 對內(nèi)皮細胞起抗炎作用，其作用通過核因子κB ( nuclear factor kappalight-chain-enhancer of activated B Cells， NF-κB)依賴性通路實現(xiàn)，該研究同時表明 TMP也可以抑制 ERK1/2、p38 通路的磷酸化。TMP可通過抑制p38通路抑制腫瘤壞死因子 α 誘導的 MCP-1 mRNA 表達，降低血管內(nèi)皮的炎癥反應。對于AngⅡ誘導的NF-κB 激活與骨形成蛋白2表達降低，TMP 具有抑制作用， 顯示出抗動脈粥樣硬化的作用。相關研究也顯示，TMP 通過抑制或阻斷 ox-LDL、氧化型極低密度脂蛋白和AngⅡ誘導的 NF-κB 活化及核內(nèi)移位，抑制血管壁細胞血管ICAM-1 和 MCP-1表達，抑制單核細胞黏附于內(nèi)皮。另有研究顯示，TMP可抑制子癇前期患者臍靜脈血清誘導的 HUVECs 凋亡、NF-κB 的核轉(zhuǎn)位及血管內(nèi)皮細胞黏附分子 1 的表達。對體外循環(huán)誘發(fā)的 sICAM-1 和中性粒細胞彈性蛋白酶增高，TMP 可以使之降低，因而具有血管內(nèi)皮保護作用。

       6、對血小板的影響

       血小板表面存在豐富的膜糖蛋白，能夠介導血小板的黏附、活化和聚集，并最終形成血栓，是血栓性疾病的主要病理機制之一，抗血小板治療在心腦血管血栓性疾病的預防和治療占有非常重要的地位。研究顯示，TMP可以通過降低血漿CD62p、CD63、假血友病因子 ( von Willebrand factor，vWF) 及血小板糖蛋白Ⅱb /Ⅲa 水平改善急性冠脈綜合征患者介入術后血小板活化及血管內(nèi)皮功能。相關研究也顯示TMP 能夠有效抑制老年閉塞性動脈硬化癥血瘀證患者血小板CD62p 基因的表達。

       參考資料

       [1]鄭思道,吳紅金.川芎嗪保護血管內(nèi)皮機制的研究進展[J].中國中西醫(yī)結合雜志,2011,31(07):1004-1008.

       [2]李芳芳,張琪.川芎嗪對血管內(nèi)皮損傷的保護作用機制研究進展[J].中國醫(yī)藥導報,2020,17(08):25-28.

       [3]楊春昆,潘清泉,吉奎,羅傳超,田壯,周宏園,李軍.川芎嗪對心血管的保護機制綜述[J].中國中藥雜志,2023,48(06):1446-1454.

       作者簡介：小米蟲，藥品質(zhì)量研究工作者，長期致力于藥品質(zhì)量研究及藥品分析方法驗證工作，現(xiàn)就職于國內(nèi)某大型藥物研發(fā)公司，從事藥品檢驗分析及分析方法驗證