黃芩苷治療腦損傷的研究進(jìn)展

徐 昕 （綜述），顏小華（審校）

（南昌大學(xué)a.研究生院醫(yī)學(xué)部2009級(jí)；b.第一附屬醫(yī)院兒科，南昌330006）

黃芩為唇形科植物黃芩的根，味苦，性寒，具有清熱燥濕、瀉火解毒、止血安胎的功效。黃芩苷（黃芩甙）是從中藥黃芩中提取的一種黃酮類單體物質(zhì)，也是黃芩的主要有效成分，1923年Shibata首次提取成功，至今已有近90年歷史，具有抗炎、抗變態(tài)反應(yīng)、清除超氧陰離子、調(diào)節(jié)免疫功能的作用，臨床上主要用于上呼吸道感染，肺炎等感染性疾病以及肝炎、風(fēng)濕熱等自身免疫性疾病治療。最近大量的研究表明，黃芩苷對(duì)多種腦損傷具有廣泛的神經(jīng)系統(tǒng)保護(hù)作用。為深入對(duì)黃芩苷的認(rèn)識(shí)，本文綜述了黃芩苷對(duì)出血性、缺血性、中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染性腦損傷作用的研究進(jìn)展情況，為今后治療腦損傷的實(shí)驗(yàn)研究及臨床的合理應(yīng)用提供思路和依據(jù)。

1 黃芩苷對(duì)缺血性腦損傷的保護(hù)作用

缺血性腦損傷是腦局部血流供應(yīng)障礙導(dǎo)致缺血、缺氧進(jìn)而引發(fā)一系列的神經(jīng)功能損傷的疾病。腦血流中斷造成局部腦組織的缺血缺氧，引發(fā)細(xì)胞能量代謝紊亂。同時(shí)又存在著血流對(duì)腦組織的再灌注，這些會(huì)使腦組織細(xì)胞產(chǎn)生損傷級(jí)聯(lián)反應(yīng)，涉及能量代謝障礙，興奮性氨基酸毒性，梗死區(qū)周圍去極化，鈣超載，自由基損傷，炎癥反應(yīng)及細(xì)胞凋亡。黃芩苷對(duì)缺氧性腦損傷有很好的神經(jīng)保護(hù)作用，主要表現(xiàn)在抗氧自由基和抗細(xì)胞凋亡。

1.1 通過(guò)抗氧自由基氧化來(lái)發(fā)揮對(duì)缺血性腦損傷的保護(hù)作用

缺血缺氧時(shí)，細(xì)胞生物氧化過(guò)程發(fā)生變化，產(chǎn)生大量超氧自由基。過(guò)氧化生成的超氧自由基致使基本結(jié)構(gòu)為脂質(zhì)雙分子結(jié)構(gòu)的許多生物膜損傷。由于腦組織中缺乏超氧化物歧化（SOD）、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶，且富含脂質(zhì)，因此，自由基在缺血再灌注腦損傷中起著非常重要的作用。以下實(shí)驗(yàn)證明，黃芩苷能夠通過(guò)清除缺血性腦損傷大鼠體內(nèi)過(guò)多的氧自由基來(lái)保護(hù)神經(jīng)元細(xì)胞。宋元宗等[1]研究發(fā)現(xiàn)黃芩甙在2.5~40μmol·L-1濃度范圍內(nèi),能夠拮抗H2O2所致的神經(jīng)元和星形膠質(zhì)細(xì)胞氧化損傷,而且這種作用呈劑量依賴性。楊養(yǎng)賢等[2]的研究表明，黃芩苷的抗氧自由基，與其能增加腦缺血再灌注大鼠腦內(nèi)SOD含量及降低丙二醛含量有關(guān)。陳忻等[3]的研究進(jìn)一步證實(shí)黃芩苷對(duì)腦缺血大鼠腦損傷的保護(hù)作用，是通過(guò)增加大鼠腦內(nèi)SOD含量和谷胱甘肽抗氧化酶（GSH-PX）等抗氧化因子來(lái)拮抗氧自由基的氧化作用，而且黃芩苷還能很好改善腦缺血大鼠神經(jīng)行為學(xué)。在以上研究基礎(chǔ)上，熊娟等[4]進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，黃芩苷除能增加腦缺血再灌注大鼠腦內(nèi)SOD含量，清除體內(nèi)氧自由基外，還能顯著降低缺血再灌注后腦梗死體積，改善神經(jīng)功能狀態(tài)。最近，Cao Y.等[5]的研究發(fā)現(xiàn)黃芩苷在抗氧化的同時(shí)，還能增加腦源性神經(jīng)生長(zhǎng)因子的分泌，促進(jìn)損傷腦組織的修復(fù)。

1.2 通過(guò)抑制細(xì)胞凋亡來(lái)發(fā)揮對(duì)缺血性腦損傷的保護(hù)作用

缺血性腦損傷導(dǎo)致的細(xì)胞死亡一直認(rèn)為是由于神經(jīng)元的廣泛壞死引起的，急性腦梗死病灶除了腦直接損傷區(qū)細(xì)胞壞死外，在腦損傷組織周圍存在繼發(fā)性間接破壞的半暗帶，壞死區(qū)中腦細(xì)胞死亡，但缺血半暗帶存在細(xì)胞凋亡現(xiàn)象，其中參與細(xì)胞凋亡的關(guān)鍵性蛋白Caspase-3、Fas蛋白以及重要的抑凋亡蛋白Bcl-2在腦出血前后的表達(dá)都有明顯的變化。鄭湘榕等[6]的研究發(fā)現(xiàn)黃芩苷通過(guò)抑制缺氧誘導(dǎo)因子HIF-1α和Caspase-3的表達(dá)，保護(hù)缺氧缺血性新生鼠腦損傷細(xì)胞的凋亡。劉萍等[7-10]的研究發(fā)現(xiàn)黃芩苷可明顯改善缺血再灌注損傷所致的大鼠腦組織病理形態(tài)學(xué)改變，降低神經(jīng)細(xì)胞凋亡率，而且黃芩苷治療組Caspase-3 mRNA及其蛋白表達(dá)、熱休克蛋白（HSP70）較腦損傷組均明顯降低。張占軍等[11-13]的研究發(fā)現(xiàn)黃芩苷能縮小腦缺血大鼠腦梗死面積、提高大鼠神經(jīng)行為學(xué)能力、對(duì)于急性缺血大鼠皮層神經(jīng)元、毛細(xì)血管、內(nèi)皮細(xì)胞、神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)有良好的保護(hù)作用，其機(jī)制是黃芩苷能促進(jìn)腦海馬細(xì)胞存活信號(hào)通路磷酸酰肌醇3-激酶/蛋白激酶 B（PI3K/Akt）。 PI3K/Akt是神經(jīng)元細(xì)胞存活的重要途徑之一，與神經(jīng)元生長(zhǎng)、分化密切相關(guān)，體內(nèi)存活因子通過(guò)激活此信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路來(lái)控制神經(jīng)元凋亡。 新近，Jung S.H.等[14-15]的研究發(fā)現(xiàn)黃芩苷在抑制細(xì)胞凋亡同時(shí)還具有抗氧化的作用。

2 黃芩苷對(duì)出血性腦損傷保護(hù)作用

腦出血是腦實(shí)質(zhì)的原發(fā)性非外傷性出血，是神經(jīng)系統(tǒng)的常見病、多發(fā)病。導(dǎo)致腦出血的最主要因素是高血壓，大約60%~70%的原發(fā)腦出血患者有高血壓，目前對(duì)其發(fā)病機(jī)制尚不十分清楚。近年來(lái)，隨著鈣超載、毒性氧自由基、興奮性氨基酸（EAA）興奮毒和細(xì)胞凋亡等學(xué)說(shuō)的出現(xiàn)，才對(duì)腦出血的損傷機(jī)制有了一定認(rèn)識(shí)。這些學(xué)說(shuō)同時(shí)也為腦出血的治療提供新的方法，研究發(fā)現(xiàn)黃芩苷能夠抑制EAA的神經(jīng)毒性作用、抑制血腫周圍腦組織繼發(fā)性凋亡，從而對(duì)出血性腦損傷發(fā)揮很好的腦保護(hù)作用。

2.1 通過(guò)抑制興奮性氨基酸的細(xì)胞毒性發(fā)揮對(duì)缺血性腦損傷的保護(hù)作用

興奮性氨基酸主要是指谷氨酸（Glu）和天冬氨酸（Asp）。在生理?xiàng)l件下，它主要作為興奮性突觸的神經(jīng)遞質(zhì)。腦出血損傷后，血腫壓迫致局部腦組織缺氧缺血，神經(jīng)細(xì)胞去極化，神經(jīng)細(xì)胞和膠質(zhì)細(xì)胞攝取Glu功能下降或受損，EAA大量釋放，導(dǎo)致神經(jīng)細(xì)胞滲透性改變，使 K+外流，Cl-、Na+及水內(nèi)流，從而引起神經(jīng)細(xì)胞急性腫脹。顏曉華等[16]的研究發(fā)現(xiàn)黃芩苷能減輕實(shí)驗(yàn)性腦血腫繼發(fā)的腦水腫，在黃芩苷治療組中大鼠腦組織Glu含量明顯高于腦血腫對(duì)照組，由此推斷黃芩苷對(duì)實(shí)驗(yàn)性腦血腫繼發(fā)性腦水腫的保護(hù)作用可能與黃芩苷通過(guò)抑制EAA大量釋放，同時(shí)大量增加抑制性氨基酸以拮抗興奮性氨基酸Glu的神經(jīng)毒性作用有關(guān)。隨后周乾坤等[17]的研究證實(shí)黃芩苷能抑制大腦內(nèi)谷氨酸（Glu）、天冬氨酸和γ-氨基丁酸（GABA）等EAA的釋放，保護(hù)腦出血大鼠腦神經(jīng)元。最近，趙艷梅等[18]在研究腦出血后γ-氨基丁酸運(yùn)載蛋白（GAT-1）和γ-氨基丁酸A受體 （GABAAR）的表達(dá)時(shí)發(fā)現(xiàn)黃芩苷能明顯抑制GAT-1的表達(dá)、促進(jìn)GABAAR表達(dá)，提示黃芩苷可能通過(guò)抑制GAT-1的表達(dá)、增加GABAAR的表達(dá)挽救受損神經(jīng)元。為黃芩苷在出血性腦損傷保護(hù)機(jī)制提供新的理論基礎(chǔ)，但在黃芩苷對(duì)腦出血損傷后腦細(xì)胞GABA、GAT-1、GABAAR表達(dá)規(guī)律，及三者之間相互影響未見研究。

2.2 通過(guò)抑制細(xì)胞凋亡來(lái)發(fā)揮對(duì)出血性腦損傷的保護(hù)作用

腦出血后血腫周邊腦血流量改變是一個(gè)動(dòng)態(tài)、多時(shí)相的變化過(guò)程。K.S.Butcher等[19]對(duì)腦出血患者行磁共振灌注成像檢查發(fā)現(xiàn)，血腫周邊平均通過(guò)時(shí)間較對(duì)側(cè)延長(zhǎng)，血流量下降，提示腦血腫周邊存在低灌注。這種繼發(fā)損傷與腦梗死后的半暗帶表現(xiàn)一致，存在繼發(fā)性神經(jīng)元細(xì)胞死亡，其機(jī)制除了細(xì)胞壞死，還有細(xì)胞凋亡。既然黃芩苷能夠抑制缺血腦損傷神經(jīng)元細(xì)胞凋亡，那么同樣也能夠抑制腦出血周圍半暗帶內(nèi)腦細(xì)胞凋亡。但由于目前在研究黃芩苷抑制腦細(xì)胞凋亡的動(dòng)物模型多為缺血性腦損傷模型，對(duì)黃芩苷在出血性腦損傷神經(jīng)元細(xì)胞凋亡的研究很少，對(duì)黃芩苷在出血性腦損傷神經(jīng)元細(xì)胞凋亡的作用不十分清楚。最近，周慶博等[20]在研究黃芩苷對(duì)腦出血大鼠腦組織凝血酶受體-1（PAR-1）表達(dá)及細(xì)胞凋亡的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)黃芩苷能通過(guò)抑制腦出血后腦組織PAR-1表達(dá)、減少細(xì)胞凋亡，從而減輕腦水腫癥狀，進(jìn)而起到對(duì)腦出血后神經(jīng)組織的保護(hù)。其確切信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路尚未明了，可能與阻止細(xì)胞內(nèi)Ca2+超載，誘導(dǎo)相關(guān)相關(guān)信號(hào)通路有關(guān)。

3 黃芩苷對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染性腦損傷的保護(hù)作用

病原微生物侵犯中樞神經(jīng)系統(tǒng)（CNS）的實(shí)質(zhì)、被膜及血管可激活不同類型的細(xì)胞釋放細(xì)胞因子,如 IL-1、IL-6、腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、TNF-β 和趨化因子，導(dǎo)致腦血管通透性增加，血腦屏障破壞而產(chǎn)生血管源性腦水腫，損害神經(jīng)細(xì)胞，甚至導(dǎo)致小血管阻塞和神經(jīng)細(xì)胞壞死，產(chǎn)生不可逆腦損傷。有效的抗生素治療是治療CNS感染的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，但抗生素使用早期，由于細(xì)菌大量破壞釋放的細(xì)菌產(chǎn)物可促進(jìn)細(xì)胞因子或促炎性因子的大量產(chǎn)生及釋放，進(jìn)而加重局部炎癥反應(yīng)及血腦屏障損傷，導(dǎo)致腦水腫、顱內(nèi)高壓，從而對(duì)單純使用抗生素治療中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染提出了挑戰(zhàn)。而黃芩苷具有很好的抗炎作用，同時(shí)作為從傳統(tǒng)中藥中提取的黃酮類單體物質(zhì)，目前尚未發(fā)現(xiàn)有任何不良反應(yīng)。陳光福等[21-23]的研究發(fā)現(xiàn)黃芩苷能降低CNS中白細(xì)胞數(shù)，減輕腦組織水中，但其作用機(jī)制尚不清楚。隨后，劉杰波等[24-25]在研究黃芩苷對(duì)細(xì)菌脂多糖致星形膠質(zhì)細(xì)胞損傷保護(hù)機(jī)制時(shí)發(fā)現(xiàn)黃芩苷能抑制NO的分泌，從而減輕細(xì)菌脂多糖對(duì)星形膠質(zhì)細(xì)胞損傷。最近，唐勇軍等[26]發(fā)現(xiàn)黃芩苷聯(lián)合抗生素治療能降低CNS中白細(xì)胞數(shù)、蛋白質(zhì)及乳酸含量，并且可減少腦組織的含水量，明顯減輕單純抗生素治療早期所致腦膜炎癥和腦損傷的一過(guò)性加重，其機(jī)制可能是黃芩苷通過(guò)減少細(xì)菌性腦膜炎時(shí)腦內(nèi)IL-1和TNF-α的產(chǎn)生，發(fā)揮保護(hù)腦組織和減輕繼發(fā)性腦損傷的作用。

4 展望

出血性、缺血性、感染性腦損傷嚴(yán)重危害人類健康，具有高發(fā)病率、高復(fù)發(fā)率和高致殘率的特點(diǎn)。因其發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，涉及興奮性氨基酸損傷、氧自由基學(xué)說(shuō)、炎癥反應(yīng)以及細(xì)胞凋亡等多個(gè)方面，一直是各國(guó)研究的難點(diǎn)?，F(xiàn)在臨床應(yīng)用的藥物因存在顱內(nèi)出血、腦水腫等問(wèn)題，療效并不理想。鑒于上述黃芩苷在治療腦損傷的良好表現(xiàn)，通過(guò)科學(xué)的研究，對(duì)祖國(guó)中醫(yī)藥瑰寶的挖掘，黃芩苷有希望成為治療腦損傷的有效藥物。

[1]宋元宗，楊于嘉，賈延.黃芩甙拮抗大鼠神經(jīng)元和星行膠質(zhì)細(xì)胞氧應(yīng)激損傷[J].中國(guó)中西醫(yī)結(jié)合雜志，2004，4（24）：339-342.

[2]楊養(yǎng)賢，延衛(wèi)東，喬晉，等.黃芩苷對(duì)大鼠腦缺血再灌注腦組織超氧化物歧化酶和丙二醛的影響[J].中國(guó)臨床康復(fù)，2005，8（28）：2146-2147.

[3]陳忻，董曉丹，張楠，等.黃芩苷對(duì)局灶性腦缺血大鼠的保護(hù)作用[J].廣州中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，23（6）:506-507.

[4]熊娟，歐陽(yáng)昌漢，黃勝堂.黃芩苷對(duì)大鼠腦缺血再灌注損傷的保護(hù)作用[J].時(shí)珍國(guó)醫(yī)國(guó)藥，2007，18（9）:2125-2126.

[5]Cao Y,Mao X,Sun C,et al.Baicalin attenuates global cerebral ischemia/reperfusion injury in gerbils via antioxidative and anti-apoptotic pathways[J].Brain Res Bull,2011，85（6）:396-402.

[6]鄭湘榕,楊于嘉,萬(wàn)新,等.黃芩苷對(duì)缺氧缺血性新生鼠腦缺氧誘導(dǎo)因-1α的影響[J].中華實(shí)驗(yàn)外科雜志，2004，21（12）：1505-1507.

[7]劉萍，李倩，劉菊英.黃芩苷對(duì)局灶性腦缺血再灌注大鼠行為學(xué)和梗死體積的影響[J].山東醫(yī)藥，2004，44（29）:38-39.

[8]劉萍，王菊英，王姿穎.黃芩苷對(duì)局灶性腦缺血再灌注損傷大鼠海馬神經(jīng)細(xì)胞凋亡的影響[J].中國(guó)藥理學(xué)與毒理學(xué)雜志，2005，19（6）:412-418.

[9]劉萍，張岫美，王菊英，等.黃芩苷對(duì)大鼠局灶性腦缺血再灌注損傷的保護(hù)作用[J].中國(guó)藥學(xué)雜志，2007，42（10）:743-748.

[10]劉萍，王菊英，李倩.黃芩苷黃芩苷對(duì)腦缺血-再灌注損傷大鼠神經(jīng)細(xì)胞凋亡及相關(guān)基因表達(dá)的影響[J].中國(guó)新藥與臨床雜志，2007，27（2）:109-114，619.

[11]張占軍，汪麗婭，王忠，等.黃芩苷、梔子苷及其配伍治療局灶腦缺血大鼠藥效評(píng)價(jià)及作用機(jī)制研究[J].中國(guó)中藥雜志，2006，31（11）：907-909.

[12]Zhang Z J,Li P,Wang Z,et al.A comparative study on the individual and combined effects of baicalin and jasminoidin on focal cerebral ischemia-reperfusion injury[J].Brain Res，2006，1123（1）:188-195.

[13]Zhang Z J，Wu R G,Li P T，etal.Baicalin administration is effective in positive regulation of twenty-four ischemia/reperfusion-related proteins identified by a proteomic study[J].Neurochem Int，2009,54（8）:488-496.

[14]Jung SH，Kang K D，Ji D，et al.The flavonoid baicalin counteracts ischemic and oxidative insults to retinal cells and lipid peroxidation to brain membranes [J].Neurochem Int，2008，53（6-8）:325-337.

[15]Tu X K,Yang W Z,Shi SS,et al.Neuroprotective effect ofbaicalin in a ratmodelof permanent focal cerebral ischemia[J].Neurochem Res，2009，34（9）:1626-1634.

[16]顏曉華，楊于嘉，劉苡.黃芩苷對(duì)新生鼠腦血腫繼發(fā)腦水腫的治療研究[J].小兒急救醫(yī)學(xué)，2004，4（11）:221-223.

[17]周乾坤，余嗣明，劉平，等.黃芩苷對(duì)腦出血大鼠腦內(nèi)氨基酸遞質(zhì)含量的影響[J].中國(guó)中醫(yī)藥信息雜志，2009，16（4）:35-37.

[18]趙艷梅,余嗣明,周乾坤.黃芩苷對(duì)腦出血大鼠腦內(nèi)GAT-1和GABAAR表達(dá)的作用[J].中國(guó)新藥雜志,2010,19（11）:970-974.

[19]Butcher，K SBaird T，McGregor L.Perihematomal edema in primary intracerebral hemorrhage is plasma derived[J].Stroke,2004,35:1879-1885.

[20]周慶博，賈青，張媛，等.黃芩苷對(duì)腦出血大鼠腦組織凝血酶受體-1表達(dá)及細(xì)胞凋亡的影響[J].中國(guó)中西醫(yī)結(jié)合雜志，2010，30（12）:1302-1305.

[21]陳光福，虞佩蘭，金立明，等.黃芩甙、川芎嗪對(duì)兔百日咳菌液腦水腫與顱內(nèi)高壓的治療作用[J].中國(guó)中西醫(yī)結(jié)合雜志,1999，19（4）：224-226.

[22]陳光福，虞佩蘭，金立明，等.黃芩甙、川芎嗪對(duì)兔感染性腦水腫與磷脂酶A2的作用[J].中國(guó)當(dāng)代兒科雜志，1999，1（3）：149-152.

[23]俞燕，楊于嘉，陶永光，等.黃芩甙、地塞米松對(duì)大鼠感染性腦水腫細(xì)胞因子的影響[J].湖南醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào),2000，25（6）:519-521.

[24]劉杰波，吳劍輝，龍雋.黃芩苷對(duì)大鼠感染性腦水腫保護(hù)機(jī)制的研究[J].現(xiàn)代醫(yī)藥衛(wèi)生，2008，24（19）：2865-2866.

[25]劉杰波.黃芩苷對(duì)細(xì)菌脂多糖致星形膠質(zhì)細(xì)胞損傷保護(hù)機(jī)制的研究[J].湖南中藥導(dǎo)報(bào)，2004，10（3）：79-83.

[26]唐勇軍，李新中，鄢慧明.黃芩苷對(duì)兔大腸桿菌腦膜炎的輔助治療作用及機(jī)制探討[J].解放軍醫(yī)學(xué)雜志，2009，31（9）:1102-1104.