肠道微生态与DNA甲基化对...血瘀证的影响及中药干预研究_张书萌.pdf

中华中医药杂志(原中国医药学报)2023年2月第38卷第2期 CJTCMP,February 2023,Vol.38,No.2 722 肠道微生态与DNA甲基化对话对冠心病血瘀证的影响及中药干预研究张书萌1,2，陈伶利1,3，于子璇1,2，陈宇霞1,2，肖清玄1,2，罗佳敏1,2，陈杏1,2，李杰1,2（1湖南中医药大学，长沙 410208；2湖南中医药大学中医诊断学湖南省重点实验室，长沙 410208；3湖南中医药大学中西医结合病原生物学湖南省重点实验室，长沙 410208）摘要：冠心病是一种严重威胁人类健康且发病率较高的疾病，血瘀证是其最主要证型，研究发现肠道微生态和DNA甲基化均与冠心病血瘀证发生有关，且肠道微生态和表观遗传修饰相互影响，肠道微生态失调可能调控宿主表观遗传修饰导致疾病的发生；反之表观遗传层面的变化也影响到肠道微生物稳态。中医“心与小肠相表里”理论与现代“肠道菌群失衡可能促发冠心病”相似，且中医证候与DNA甲基化关系紧密。文章论述了肠道微生态与DNA甲基化对话对冠心病血瘀证的影响，以及中药干预冠心病血瘀证相关基因甲基化修饰和调节肠道菌群的研究动态，为找到冠心病的肠道微生态和基因表达及中药调控的结合点提供参考价值，为中医药早期防治冠心病提供重要意义的理论和依据。关键词：冠心病；血瘀证；肠道微生态；DNA甲基化；中药干预基金资助：国家自然科学基金项目（No.81874375），湖南省自然科学基金项目（No.2022JJ30430），湖南省教育厅科学研究重点项目（No.21A0231）Effects of dialogue between intestinal microecology and DNA methylation on coronary heart disease with blood stasis syndrome and study of intervention by Chinese herbsZHANG Shu-meng1,2,CHEN Ling-li1,3,YU Zi-xuan1,2,CHEN Yu-xia1,2,XIAO Qing-xuan1,2,LUO Jia-min1,2,CHEN Xing1,2,LI Jie1,2（1Hunan University of Chinese Medicine,Changsha 410208,China;2Provincial Key Laboratory of TCM Diagnostics,Hunan University of Chinese Medicine,Changsha 410208,China;3Hunan Provincial Key Laboratory of Pathogenic Biology Based on Integrated Chinese and Western Medicine,Hunan University of Chinese Medicine,Changsha 410208,China）Abstract:Coronary heart disease(CHD)is a serious threat to human health and has a high morbidity,and blood stasis syndrome is the most important syndrome type.Studies have found that both intestinal microecology and DNA methylation are related to the occurrence of CHD with blood stasis syndrome,and intestinal microecology and epigenetic modifications interact with each other.Intestinal dysbiosis may regulate the epigenetic modifications of the host leading to the occurrence of disease.On the contrary,epigenetic changes also affect intestinal microbial homeostasis.The theory of exterior interior relationship between heart and small intestine in traditional Chinese medicine(TCM)is similar to the modern theory that the imbalance of intestinal flora may promote coronary heart disease,and there is a close relationship between TCM syndromes and DNA methylation.Therefore,this article discusses the influence of intestinal microecology and DNA methylation on CHD and blood stasis syndrome,as well as the research trends of Chinese herbs intervention in CHD with blood stasis syndrome related gene methylation modification and regulation of intestinal flora,in order to provide reference value for finding the combination of intestinal microecology and gene expression of CHD with Chinese medicine regulation.It provides an important theory and basis for the early prevention and treatment of CHD with TCM.综述 通信作者：李杰，湖南省长沙市岳麓区含浦科教园学士路300号湖南中医药大学，邮编：410208，电话：0731-88458318E-mail：内文2.indd 7222023/2/28 10:35:34中华中医药杂志(原中国医药学报)2023年2月第38卷第2期 CJTCMP,February 2023,Vol.38,No.2 723 冠心病是指冠状动脉血管发生动脉粥样硬化病变，导致血管腔阻塞或狭窄，造成心肌缺血、缺氧或坏死而引起的心脏病。目前，我国冠心病人数已超1 100万1，且发病年龄逐渐年轻化，已严重威胁人类健康与生活质量，故深入探讨针对冠心病为核心的心血管疾病的中西医结合防控研究成为疾病治疗的 关键2。冠心病是受遗传和环境双因素交互作用而导致的多基因异常的复杂疾病，而表观遗传学机制能够很好地体现环境和遗传在疾病中的交互作用3-4，DNA甲基化是表观遗传修饰中最为重要的修饰形式之一；同时，肠道菌群失衡与冠心病等心血管疾病的发生发展也有着重要关联5，主要认为是短链脂肪酸（short-chain fatty acids，SCFAs）、氧化三甲胺（trimetlylamine oxide，TMAO）及次级胆汁酸3种肠道菌群代谢物导致心血管疾病的发生6。有研究7表明肠道微生物群的生态失调可能调控宿主表观遗传修饰导致疾病的发生。而中医学中冠心病属“胸痹”“心痛”等范畴，血瘀证是其最主要的证型8，中医药治疗冠心病具有独特的优势。因此，本文将论述肠道微生态与DNA甲基化修饰的异常动态对话及关联性对冠心病血瘀证的影响，以及中药干预冠心病血瘀证相关基因甲基化修饰调控和调节肠道微生态的研究进展，旨在为中医药预防诊断和治疗冠心病提供重要的理论依据和新思路及新靶点。冠心病血瘀证的DNA甲基化研究随着人们对表观遗传学机制的不断探索，DNA甲基化在心血管领域的研究逐步深入。研究9-10表明，异常的DNA甲基化水平能在早期观察到冠状动脉或其他动脉的粥样硬化病变。动脉粥样硬化的发生亦证明与特异性基因或相关候选基因的异常甲基化改变有关联11。迟映雪12在研究急性冠脉综合征（acute coronary syndrome，ACS）患者的基质金属蛋白酶9（matrix metalloprotein-9，MMP-9）基因启动子甲基化水平时发现，其与冠状动脉病变程度有关联，认为MMP-9可作为ACS的有效生物标志物。有研究13发现冠状动脉疾病患者组ABCA1基因甲基化频率明显高于对照组，认为ABCA1基因甲基化是冠状动脉疾病发展的重要危险因素。本团队前期的甲基化表达谱芯片研究14-17也发现冠心病血瘀证患者的ER-、CHL1、ZEB2等8个基因的启动子区甲基化状态对比健康人差异具有统计学意义，近年来也发现ARF6、PSD2、CCNA2等基因异常甲基化/羟甲基化状态与早发冠心病血瘀证关系密切18-19。因此，DNA甲基化多态现象可能存在广泛的低甲基化以及个别基因启动子的高甲基化，且这种现象经常发生于疾病发病前或早于组织学改变的发生，这为特异性预防冠心病提供了前提。对这些基因相关甲基化状态进行深入研究，不仅能够为中医药干预甲基化调控的靶标提供理论基础，也能为心血管疾病的早期诊断及个体化治疗提供依据。冠心病血瘀证与肠道微生态的关系研究现代研究20表明，肠道微生物紊乱是动脉粥样硬化的主要原因，与冠心病具有因果关系。研究21发现肠道菌群失调能诱导花生四烯酸代谢紊乱参与动脉粥样硬化炎症反应。研究22表明，肠道微生物群，特别是Prevotella、类杆菌、梭状芽孢杆菌、粪便杆菌属，通过其在脂质代谢中的作用，在动脉粥样硬化的发病机制中发挥特殊作用。本团队23-25也对冠心病血瘀证大鼠的肠道微生态进行了深入研究，结果表明冠心病血瘀证大鼠肠道菌群丰富度和均匀度降低，大鼠体内乳酸杆菌及双歧杆菌数目急剧减少，大肠杆菌及真菌数目显著上升，研究结果提示肠道菌群失衡影响冠心病血瘀证的发生发展，两者之间存在相互影响。冠心病危险因素亦与肠道微生态联系紧密，如：肠道菌群与高血压之间可能具有相关性26-27；肥胖与肠道菌群的关系密切，包括肠道菌群丰富度与身体质量指数和三酰甘油水平呈负相关，与高密度脂蛋白水平呈负相关，高脂诱导的大鼠模型亦存在脂多糖血症和肠道菌群的改变28；糖尿病用微生物治疗可降低血糖，减少胰岛素抵抗，预防糖尿病等29-30；代谢综合征是导致心脑血管疾病的危险因素。研究31-32发现在动物模型及人体中利用粪菌移植治疗肥胖及其相关的代谢综合征有效。肠道微生态系统有肠道正常菌群、病毒、真菌及其所生活的环境共同过程，但目前肠道病毒和真菌与冠心病血瘀证之间的关系研究较少，肠道病毒和真菌在冠心病发病中的作用如何，未来值得进一步探索。肠道微生态与DNA甲基化的对话研究现阶段，对肠道微生物群与表观遗传学之间关联的探索日益增多，研究33表明肠道微生物主要以DNA甲基化和免疫系统的组蛋白修饰为中心，对表观遗传修饰产生影响。已有报道34表明人体肠道内优势菌门和以厚壁菌门作为优势菌群的孕妇在某些基因启动子区域甲基化模式存在差异，这些基因会增加宿主患病风险。一方面，肠道微生物组直接调控宿主表观修饰，有研究35表明，肠道微生物组可以通过影响CXC趋化因子配体16（CXC chemokine ligand-16，Cxcl16）来与恒定自然杀伤T（invariant natural killer T，iNKT）细胞直接作用，影响免疫系统的表观遗Key words:Coronary heart disease(CHD);Blood