现代生物学基础之氧化应激
氧化应激可以由ROS引发，当活性氧的产生过多和抗氧化系统之间出现了不平衡的现象时氧化应激产生，导致细胞的损伤凋亡等。杨关林团队通过实验证明脾虚痰浊AS巴马小型猪模型可以对心肌线粒体造成氧化损伤，诱导凋亡。在AS过程当中，如果CAT、GSH-Px含量下降，会导致对自由基的清除能力下降，导致大量氧自由基积蓄，细胞生物膜的功能被破坏，细胞受损伤，氧化应激作用增强，MDA等毒性物质增多。结果表明，健脾化痰祛瘀方可以提高CAT、GSH-Px含量从而减少脂质过氧化物反应的最终产物MDA，从而减少氧化应激的损伤。健脾化痰祛瘀方可以减少脾虚痰浊AS巴马小型猪心肌线粒体ROS、MDA的生成，增加其抗氧化酶CAT、GSH-Px的表达，从而减少心肌线粒体的氧化应激水平。
现在认为血管内皮细胞的损伤和功能改变是AS发生、发展的始动环节，在动脉斑块进展过程中起着重要作用。ox-LDL是LDL被氧化后的产物，其主要通过细胞毒性作用及参与氧化应激作用直接损伤内皮细胞，其还可以通过促进泡沫细胞形成、促进血管平滑肌细胞的增殖等参与AS的形成。细胞自噬又称为Ⅱ型细胞死亡，是细胞在自噬相关基因的调控下利用溶酶体降解自身受损的细胞器和大分子物质的过程。适度的自噬对AS具有保护作用，过度的自噬却会导致细胞死亡，不利于斑块的稳定性。近来的研究发现，ox-LDL能够诱导血管内皮细胞自噬，导致微管相关蛋白1轻链3（LC3）和Bcl-1表达增加。Martinet等研究发现，LDL、炎症以及氧化应激可以促进AS斑块中细胞的自噬。斑块细胞通过自噬降解受损伤的细胞器从而防止外部氧化应激损害。有实验结果显示，ox-LDL 100mg/L刺激细胞12小时后，细胞内SOD活力降低，MDA含量明显增多，造成内皮细胞氧化应激损伤。且发现ox-LDL能够诱导血管内皮细胞自噬。而与模型组相比，丹参酮ⅡA干预后细胞内MDA含量降低，SOD活力增高，血管内皮细胞自噬增强，表明丹参酮ⅡA能够促进氧化损伤的内皮细胞自噬活性。丹参酮ⅡA对EA. hy926细胞具有抗氧化应激损伤的作用且此作用可能通过诱导血管内皮细胞的自噬进而发挥。PI3K/Akt/mTOR信号通路，参与调控细胞的增殖、代谢、生长、分化、凋亡等多种生命现象，同时在炎症、肿瘤、代谢和心血管疾病的发病机制中起重要作用。Altman等研究发现氧化应激能够引起斑块细胞的自噬，其中PI3K/Akt/mTOR信号通路起到关键的调节作用。有研究表明，PI3K/Akt/mTOR信号通路是参与自噬调控的一个重要信号通路，在自噬调控中发挥着重要的作用。营养不足、缺氧、氧化应激等不利因素均会抑制PI3K的活性，从而使下游Akt活化减少，抑制细胞增殖，诱导细胞发生自噬和凋亡。王和峰等研究发现抑制PI3K能减少兔原代巨噬细胞自体吞噬。通过Ⅰ型PI3K激酶抑制剂LY294002阻断PI3K通路，能够部分抑制丹参酮ⅡA诱导的自噬，使mTOR和Akt磷酸化水平均减少，并且进一步导致MDA含量增高，SOD活力降低。说明丹参酮ⅡA通过PI3K/Akt/mTOR信号通路上调自噬，进而减轻ox-LDL诱导内皮细胞的氧化应激损伤。丹参酮ⅡA可能通过调控PI3K/Akt/mTOR信号通路促进自噬，对ox-LDL诱导的EA.Hy926细胞氧化应激损伤起到保护作用，进而防治AS。
AS的发生是由于血管内皮细胞和平滑肌细胞受到各种危险因子（如机械损伤、免疫复合物），特别是ox-LDL损伤，使血管局部产生一种过度慢性炎性增生反应，而在该生物学改变过程中，内皮细胞功能障碍是AS发生发展的重要基础病理改变，当内皮细胞出现形态结构受损和功能改变，血管屏障功能遭到破坏，血液中的脂质和单核细胞等则更容易沉积在内皮下间隙，进而形成泡沫细胞，导致AS等一系列病理损伤。ox-LDL作为导致血管内皮损伤的主要原因，可以通过直接损伤内皮细胞和与血凝素样氧化型低密度脂蛋白受体-1（LOX-1）结合两种途径诱导内皮细胞氧化应激损伤，进而促使白细胞黏附迁移、泡沫细胞形成、脂质沉积、平滑肌细胞增殖、血管收缩性改变、粥样斑块脆性增加及破裂等病理性损伤的发生，加速AS发展。因此，张妮选用ox-LDL诱导EA.hy926细胞形成氧化应激损伤模型，结果发现，与正常组比较，模型组MDA含量增高，SOD活力降低，说明模型组EA.hy926细胞发生了氧化应激损伤；而与模型组比较，丹参酮ⅡA+模型组MDA含量降低，SOD活力增高，说明丹参酮ⅡA对EA.hy926细胞具有抗氧化应激损伤的保护性作用。自噬是真核细胞特有的一种不同于凋亡的生命方式，是细胞通过溶酶体降解内源性底物的重要生物学过程，具有高度的进化保守性，对维持细胞结构、代谢和功能的平衡发挥着重要生物学作用。自噬与多种疾病的发生发展有着密切关系，在疾病进展的不同阶段对细胞所产生的影响是不同的，不同程度自噬对机体的作用亦是不同的。研究发现，适度自噬对AS具有保护作用，过度自噬却会导致细胞死亡，不利于斑块的稳定性。ox-LDL、内质网应激、炎症等与AS发生相关的因素均可促进斑块内细胞发生自噬。其中，有研究发现ox-LDL可以影响氧化应激，改变细胞内的钙离子浓度，激活内质网应激，诱导细胞凋亡，而在此过程中自噬也被激活，其机制可能是通过Ca2+/钙依赖蛋白激酶抑制mTOR的激活，进而激活自噬。此研究利用Western blot技术检测EA.hy926细胞LC3-Ⅰ/LC3-Ⅱ自噬小体蛋白表达情况，结果发现：与正常组比较，模型组自噬增强，自噬抑制剂3-MA组自噬减弱；与模型组比较，3-MA能够抑制模型组自噬水平。检测各组EA.hy926细胞MDA含量和SOD活力，结果发现：与模型组比较，模型+3-MA组MDA含量增高，SOD活力降低，说明抑制自噬可导致EA.hy926细胞氧化应激损伤增强，在本过程中模型组EA.hy926细胞因受到ox-LDL诱导而影响氧化应激，发生氧化应激损伤，反馈性的促使自噬激活，但被激活的自噬程度较低，尚未能够逆转其本身的氧化应激损伤，因此仍表现为氧化损伤；当于模型组加入自噬抑制剂3-MA时，EA.hy926细胞自噬明显受到抑制，氧化应激损伤增强。从以上结果可以看出，内皮细胞氧化应激损伤与自噬关系非常密切。进一步研究发现，与正常组比较，模型组和丹参酮ⅡA组自噬小体LC3-Ⅰ/LC3-Ⅱ蛋白表达增强，说明丹参酮ⅡA能够促进内皮细胞自噬；与模型组比较，丹参酮ⅡA+模型组自噬小体LC3-Ⅰ/LC3-Ⅱ蛋白表达进一步增强，说明丹参酮ⅡA能够促进氧化损伤的内皮细胞自噬活性。为进一步证实自噬增强在丹参酮ⅡA保护ox-LDL诱导EA.hy926细胞氧化应激损伤中的作用，结果发现：自噬抑制剂3-MA预处理后丹参酮ⅡA对ox-LDL诱导EA.hy926细胞氧化应激损伤的保护作用明显降低。进一步实验发现丹参酮ⅡA能够增强氧化应激损伤EA.hy926细胞自噬相关蛋白Atg3、Atg7、Atg5-Atg12、LC3-Ⅰ/LC3-Ⅱ的表达水平，说明丹参酮ⅡA能够促进氧化损伤内皮细胞自噬小体的形成；加入自噬抑制剂后，丹参酮ⅡA促进氧化损伤EA.hy926细胞自噬小体的形成过程受到抑制。结论：丹参酮ⅡA可能通过调节EA.hy926细胞自噬小体形成信号通路即Atg12-Atg5通路和LC3-PE通路相关蛋白，发挥其保护EA. hy926细胞抗氧化应激损伤的生物学活性，进而防治AS的发生发展。