蛇床子素：防治中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的新希望

龔其海，楊丹莉，李 菲，石京山，黃 彬

（遵義醫(yī)學院藥理學教研室暨貴州省基礎藥理重點實驗室,貴州遵義563000）

蛇床子素(osthole，Ost)又名甲氧基歐芹酚或歐芹酚甲醚，其化學名稱為7-甲氧基-8-異戊烯基香豆素(7-methoxy-8-[3-methylpent-2-enyl]coumarin)，結構式見圖1，分子量：244.29，是最先從傘形科植物中提取分離出的天然香豆素類化合物，存在于多屬植物中，目前已知至少在15個屬如蛇床屬、當歸屬、古當歸屬、綿果芹屬、歐防風屬、歐芹屬等中存在[1]。因其在傘形科植物蛇床的干燥成熟果實蛇床子(Fructus cnidii)中含量較高（約2%），故而得名?，F(xiàn)代藥理研究發(fā)現(xiàn)，蛇床子素具有抗凝血、抗骨質疏松癥、抗高血壓、抗心律失常等作用，且數(shù)見綜述[1～3]。然而，隨著人們對蛇床子素研究的深入，發(fā)現(xiàn)其在中樞神經(jīng)系統(tǒng)也具有廣泛的藥理作用。為了讓人們更好地開發(fā)利用蛇床子素防治中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病，本文對其在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的藥理作用及機制作一綜述，旨在為其后續(xù)深入研究提供導向。

圖1 蛇床子素的化學結構

1 抗缺血性腦損傷

缺血性腦損傷的病理生理過程復雜，涉及腦缺血缺氧后觸發(fā)的一系列改變,包括興奮性毒性、線粒體功能紊亂、自由基生成過多、炎癥和凋亡調(diào)控基因的激活等多種病理過程,而且各種因素相互作用、相互影響,形成惡性網(wǎng)絡，共同導致病情加重，嚴重威脅人類健康?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)蛇床子素對多種缺血性腦損傷模型有效。

1.1 急性缺血性腦損傷 Chao等采用大鼠大腦中動脈閉塞(middle cerebral artery occlusion，MCAO)模型，在制模前30min分別腹腔注射蛇床子素10、20、40mg/kg,缺血2h/再灌22h(即MCAO后24h)進行神經(jīng)功能缺陷評分并測定腦梗死體積、腦含水量，結果發(fā)現(xiàn)各劑量的蛇床子素均能降低MCAO所致的神經(jīng)功能缺陷評分，中、高劑量的蛇床子素明顯降低了腦梗死體積及腦含水量[4]，采用2,3,5-三苯基氯化四氮唑（2,3,5-triphenyltetrazolium chlorid,TTC）染色分析腦梗塞體積的代表性圖片見圖2。這表明蛇床子素對缺血性中風具有良好的預防作用。在此基礎上，該研究組進一步檢測了腦梗死區(qū)及缺血半暗區(qū)的谷胱甘肽（glutathione，GSH）、髓過氧化物酶（myeloperoxidase，MPO)活性及丙二醛(malondialdehyde，MDA)含量，發(fā)現(xiàn)蛇床子素明顯阻遏MCAO所致的GSH活性降低，減輕了MCAO所致的MDA含量、MPO活性增加[4]。該研究組同時發(fā)現(xiàn)蛇床子素可抑制梗死半球的白細胞介素（interleukin）-1及IL-8含量[4]。這表明蛇床子素可通過抗氧化、抗炎作用而預防MCAO所致的缺血性腦損傷。Mao等通過MCAO大鼠模型，觀察了蛇床子素對缺血2h/再灌注24h所致?lián)p傷的影響，發(fā)現(xiàn)MCAO前腹腔注射蛇床子素100mg/kg可預防該模型損傷，其機制與逆轉缺血/再灌注所致的基質金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase,MMP)-9含量/活性有關[5]。MMP-9失調(diào)可使細胞-細胞、細胞-基質信號崩解，促發(fā)腦細胞功能失調(diào)與死亡[6]。MMP-9也可分解神經(jīng)血管底物，使血-腦屏障通透性增加，形成腦水腫及其它繼發(fā)性損傷[7]。因此可以認為，蛇床子素可維持血-腦屏障的穩(wěn)定，這也是其抗缺血/再灌注損傷的機制之一。何蔚等采用短暫MCAO制備局灶性腦缺血2h/再灌注24h損傷模型,缺血后1 h分別舌下靜脈注射蛇床子素5和10mg/kg,再灌注24 h,發(fā)現(xiàn)蛇床子素能改善大鼠腦缺血/再灌注后神經(jīng)功能行為缺陷評分,減輕腦水腫,降低大鼠腦組織中IL-1、IL-8和一氧化氮（nitric oxide，NO）含量,抑制腦組織中MPO和誘生型一氧化氮合成酶（inducible nitric oxide synthase,iNOS）的活性[8]，認為蛇床子素對腦缺血/再灌注損傷有保護作用,作用機制可能與其抑制炎癥反應有關[8]。劉文博等采用四血管阻塞法所致的大鼠全腦缺血模型(4VO模型)，缺血15 min再灌注后1h給予5、25、125mg/kg蛇床子素腹腔注射治療，發(fā)現(xiàn)缺血15min再灌注后1h給藥的各蛇床子素治療組大鼠的行為學評分和組織形態(tài)學分析結果均明顯優(yōu)于模型組，并在25mg/kg劑量時表現(xiàn)出最大保護效果,其半胱氨酸依賴的天冬氨酸蛋白酶(cysteinylaspartate-specific proteases,caspase)-3表達水平顯著降低[9]。Caspase-3是在凋亡執(zhí)行階段起主要作用。因此可以認為蛇床子素治療性給藥對全腦缺血再灌注腦損傷有一定的腦保護作用，其機制可能與抑制細胞凋亡有關。

圖2 蛇床子素縮小MCAO所致腦梗死體積的代表性圖片[4]。a.假手術組，b.MCAO組，c-e分別為蛇床子素10、20、40mg/kg組。

1.2 慢性低灌注誘導的缺血性腦損傷 Ji等通過永久性結扎雙側頸總動脈(2VO法)大鼠腦慢性低灌注誘導的缺血性腦損傷模型，2VO后30天灌胃蛇床子素10、20mg/kg至第55天，同時在第50天開始檢測大鼠的認知功能，后取海馬行檢測超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、過氧化氫酶、谷胱甘肽過氧化酶(Glutathione Peroxidase,GPx)活性及MDA含量，并觀察蛇床子素對2VO法所致海馬形態(tài)損傷的影響，以及系列凋亡相關蛋白表達的影響[10]。結果發(fā)現(xiàn)蛇床子素可減輕腦慢性低灌注誘導的認知功能減退及海馬形態(tài)損傷，并增加海馬過氧化氫酶、谷胱甘肽過氧化酶活性，減低MDA含量，阻遏了海馬bcl-2下調(diào)及bax上調(diào)，同時減輕了caspase-3激活[10]。該研究表明蛇床子素對慢性低灌注誘導的缺血性腦損傷同樣有效，其機制與抗氧化、抗凋亡有關。

以上研究表明蛇床子素無論是對急性缺血性腦損傷還是慢性缺血性腦損傷、無論是局灶性腦缺血還是全腦缺血、無論是灌胃還是注射給藥、無論是預防性給藥還是治療性給藥都具有較為良好的效應。這為蛇床子素用于缺血性腦損傷的防治提供了基礎藥理學依據(jù)，展示了蛇床子素用于該類疾病的防治具有良好的臨床應用前景。作用機制方面，主要與抗氧化、抗炎、抗凋亡及維持血-腦屏障穩(wěn)定性有關，但該方面的研究尚不深入，需進一步研究。

2 抗癡呆及延緩衰老

蛇床子素用于抗癡呆及延緩衰老方面的研究較早。蛇床子素是中藥蛇床子的主要活性成分之一。1994年，王彬等發(fā)現(xiàn)蛇床子在增強體力、降低血中膽固醇、提高免疫力及性激素(雌二醇/睪酮)水平等方面均有一定的抗衰老作用[11]。沈麗霞等采用東莨菪堿誘導的記憶獲得減退模型、亞硝酸鈉誘導記憶鞏固障礙模型和乙醇誘導記憶再現(xiàn)障礙模型,發(fā)現(xiàn)蛇床子素可明顯改善記憶獲得和鞏固障礙以及方向辨別障礙,并延長斷頭耐缺氧時間,但對記憶再現(xiàn)障礙無明顯改善作用[12，13]。通過小鼠避暗實驗和跳臺實驗、血漿和腦組織SOD活性及全血GSH-Px活性測定，觀察了蛇床子素對AlCl3誘導的小鼠記憶障礙模型的保護作用，發(fā)現(xiàn)蛇床子素能明顯改善該模型的被動回避性記憶障礙,增強SOD和GSH-Px活性，認為蛇床子素對AlCl3致急性衰老模型小鼠記憶障礙有保護作用,其作用機制可能與抗氧化作用有關[13]。Hsieh等在對東莨菪堿所致和去卵巢后引起的方向辨別障礙模型中,發(fā)現(xiàn)蛇床子素在該模型中對方向辨別障礙大鼠的保護作用,其作用機制與其雌激素樣和激活中樞膽堿能神經(jīng)系統(tǒng)作用[14]。如前所述，蛇床子素可減輕腦慢性低灌注誘導的認知功能減退，并增加海馬GPx活性，減低MDA含量，阻遏了海馬bcl-2下調(diào)及bax上調(diào)，同時減輕了caspase-3激活[10]。這提示蛇床子素對慢性低灌注誘導的認知功能減退同樣有效，其機制與抗氧化、抗凋亡有關。此外，李建東等采用高頻電刺激誘導長時程增強效應的電生理學方法,在體記錄并觀察不同劑量蛇床子素對麻醉大鼠海馬齒狀回長時程增強現(xiàn)象的影響，發(fā)現(xiàn)蛇床子素對大鼠海馬齒狀回突觸傳遞活動有明顯促進和增強作用[15]。以上研究初步表明蛇床子素在增強學習記憶及延緩衰老方面具有較好療效，其機制與抗氧化、抗凋亡等作用有關。然而，老年癡呆病理表現(xiàn)為神經(jīng)纖維纏結、老年斑及神經(jīng)元變性缺失。蛇床子素是否可以減輕與其病理特征密切相關的Tau蛋白磷酸化、淀粉樣蛋白形成尚需進一步研究。

3 鎮(zhèn)靜作用

周青等發(fā)現(xiàn)蛇床子素顯著增強閾下催眠劑量的戊巴比妥鈉對小鼠的催眠作用，明顯抑制醋酸所致的小鼠扭體反應，但對高熱板法致痛小鼠的痛閾無明顯影響[16]。而且，蛇床子素對安鈉咖所致的小鼠自主活動增加有明顯對抗作用,但對正常小鼠的自主活動未見明顯影響[16]。此外,蛇床子素還可降低蟾蜍離體坐骨神經(jīng)動作電位的振幅[16]。這些結果顯示蛇床子素對中樞神經(jīng)系統(tǒng)有抑制作用[16]。該研究組同時發(fā)現(xiàn)，蛇床子素顯著增強閾下催眠劑量戊巴比妥鈉對小鼠的催眠作用,且此作用與劑量相關[17]。鑒于只影響肝藥酶而減少戊巴比妥鈉代謝的藥物對此模型是無效的，這進一步證明蛇床子素可通過抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng)而發(fā)揮作用[17]。

4 鎮(zhèn)痛作用

胡杰等發(fā)現(xiàn)蛇床子素能夠顯著減少醋酸致痛小鼠的扭體次數(shù)和高熱致痛小鼠的痛閾,對物理和化學引起的疼痛和炎癥均有明顯的對抗作用[18]；能夠顯著抑制二甲苯所致小鼠耳廓腫脹和降低小鼠腹腔對伊文思藍的通透性[18]。就蛇床子素對高熱致痛小鼠痛閾的的影響報道不一[16,18]，尚需進一步確證。但其對炎癥的抑制作用較為肯定，后續(xù)的離體研究也證實了這一點[19]。

5 抗驚厥作用

Luszczki等通過最大電休克誘導的小鼠發(fā)作模型，觀察了腹腔注射蛇床子素后15、30、60及120min對該模型的抑制作用，發(fā)現(xiàn)蛇床子素具有明確的抗電休克所致的發(fā)作效應，半數(shù)有效量為259-631mg/kg[20]。該研究組進一步通過上述模型及時間點比較了歐前胡素、蛇床子素及丙戊酸鈉的抗驚厥作用及中毒劑量，發(fā)現(xiàn)其半數(shù)有效量分別為167－290、253-639、167-290mg/kg，半數(shù)中毒量為 329-443、531-648、363-512 mg/kg，保護指數(shù)(半數(shù)中毒量與半數(shù)有效量的比值)分別為1.13-2.60、0.83-2.44、1.72-2.00[21]。因此可以認為，蛇床子素的抗驚厥效應與丙戊酸鈉相似，在抑制發(fā)作方面存在著潛在的臨床應用價值，值得進一步研究。

6 抗帕金森病作用

1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氫吡啶（1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine,MPTP）本身并無毒性，但在單胺氧化酶B的作用下，轉化為甲基-苯基-吡啶離子（1-methyl-4-phenylpyridinium ion,MPP+）后可對多巴胺神經(jīng)元產(chǎn)生明顯的毒性作用，導致機體產(chǎn)生帕金森病樣癥狀，并導致活性氧族的產(chǎn)生及神經(jīng)元凋亡，是研究帕金森病的工具藥。Liu等觀察了蛇床子素對MPP+誘導的PC12細胞株毒性的影響，發(fā)現(xiàn)蛇床子素可減低MPP+對PC12細胞產(chǎn)生的毒性，其機制與抗抗氧化及抗凋亡有關[22]。因此可以認為，蛇床子素在抗帕金森病方面或許也有較好的療效，有必要通過帕金森病整體動物模型進一步研究。

7 展望

現(xiàn)代藥理學的發(fā)展加速了蛇床子素防治中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的研究，包括抗缺血性腦損傷、抗癡呆及延緩衰老、鎮(zhèn)靜、鎮(zhèn)痛、抗驚厥及抗帕金森病等，展示了蛇床子素在防治中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病方面存在較好的臨床應用前景。機制研究方面目前尚不深入，主要為抗氧化、抗炎、抗凋亡及維持血-腦屏障穩(wěn)定性等。因此，真正把蛇床子素作為抗中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的藥物應用于臨床尚需時日，在必要時有可能考慮對其進行適當?shù)幕瘜W結構改造以增強其活性,以便篩選出適合臨床廣泛應用的強效抗中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的新藥,這對充分開發(fā)利用蛇床子素有著重要意義。

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