黃芪皂苷對(duì)多發(fā)性硬化作用的研究進(jìn)展

楊春彥，李艷花，辛延樂(lè)，尉杰忠，郭尚德，肖保國(guó),3，馬存根*

（1.山西中醫(yī)學(xué)院“2011”協(xié)同創(chuàng)新中心∕神經(jīng)生物學(xué)研究中心，山西太原030619；2.山西大同大學(xué)腦科學(xué)研究所，山西大同037009；3.復(fù)旦大學(xué)華山醫(yī)院神經(jīng)病學(xué)研究所，上海200025）

黃芪皂苷對(duì)多發(fā)性硬化作用的研究進(jìn)展

楊春彥1,2，李艷花2，辛延樂(lè)2，尉杰忠2，郭尚德2，肖保國(guó)2,3，馬存根1,2*

（1.山西中醫(yī)學(xué)院“2011”協(xié)同創(chuàng)新中心∕神經(jīng)生物學(xué)研究中心，山西太原030619；2.山西大同大學(xué)腦科學(xué)研究所，山西大同037009；3.復(fù)旦大學(xué)華山醫(yī)院神經(jīng)病學(xué)研究所，上海200025）

多發(fā)性硬化是中樞神經(jīng)系統(tǒng)常見(jiàn)的多發(fā)于青壯年人的慢性炎性自身免疫性疾病，其病理表現(xiàn)主要為炎性細(xì)胞浸潤(rùn)、髓鞘脫失和軸突變性，目前仍缺乏特異性和有效性的治療。黃芪為歷代中醫(yī)常用補(bǔ)藥，其主要藥理活性物質(zhì)有皂苷、黃酮以及多糖等,黃芪皂苷為其主要成分之一。近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn),黃芪皂苷具有十分廣泛的藥理活性。黃芪皂苷可從抗炎抑炎、免疫調(diào)節(jié)、抗氧化和神經(jīng)保護(hù)等多重途徑對(duì)多發(fā)性硬化進(jìn)行干預(yù)。

黃芪皂苷；多發(fā)性硬化；實(shí)驗(yàn)性自身免疫性腦脊髓炎

多發(fā)性硬化(multiple sclerosis，MS)是中樞神經(jīng)系統(tǒng)(central nervous system，CNS)常見(jiàn)的慢性炎性脫髓鞘疾病，實(shí)驗(yàn)性自身免疫性腦脊髓炎(experimental autoimmune encephalomyelitis，EAE)則是研究MS的通用動(dòng)物模型。MS在世界范圍內(nèi) 的發(fā)病率不斷上升，我國(guó)的相關(guān)病例報(bào)道也日趨增多。雖然治療MS的方法不斷進(jìn)步，療效不斷提升，但是MS至今無(wú)法完全治愈[1]。

黃芪是我國(guó)經(jīng)典傳統(tǒng)補(bǔ)益中藥，始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》，具有補(bǔ)氣健脾、升陽(yáng)舉陷、益氣固表、利尿消腫、托毒生肌之效，有“補(bǔ)藥之長(zhǎng)”之稱。黃芪的有效成分包含有皂苷、黃酮以及多糖等,黃芪皂苷是黃芪主要活性成分之一[2]。黃芪皂苷具有廣泛的生物活性，強(qiáng)心、保肝、抑瘤、抗炎抑炎、抗氧化、免疫調(diào)節(jié)、神經(jīng)保護(hù)等[2-3]。

黃芪皂苷因其顯著的免疫調(diào)節(jié)、抗炎抑炎、抗氧化、抑制神經(jīng)細(xì)胞凋亡和神經(jīng)保護(hù)等作用已在臨床上得到廣泛應(yīng)用，最近藥理研究表明黃芪皂苷能夠促進(jìn)軸突再生、增長(zhǎng)，并有改善學(xué)習(xí)和記憶功能等作用。黃芪皂苷似乎是一種治療神經(jīng)炎性疾病有效且安全的藥物[4]。

1 黃芪皂苷對(duì)EAE的免疫調(diào)節(jié)作用

越來(lái)越多的證據(jù)表明髓鞘特異性自身反應(yīng)性T細(xì)胞的活化是MS的重要發(fā)病機(jī)制，MS與EAE是由于CD4+T細(xì)胞從外周進(jìn)入中樞而攻擊髓鞘導(dǎo)致發(fā)病[5]。CD4+T 細(xì)胞分化為Th1，Th2，Th3及Th17和少量CD4+CD 25+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（Treg），不同的細(xì)胞亞型通過(guò)分泌不同的細(xì)胞因子從而發(fā)揮不同免疫效應(yīng)[6]。

Th1細(xì)胞主要分泌IFN-γ，TNF-α，β，IL-12，介導(dǎo)細(xì)胞免疫；而Th2細(xì)胞則合成IL-4，IL-5，IL-10，I L-13和轉(zhuǎn)移生長(zhǎng)因子（TGF-β），在體液免疫中發(fā)揮重要作用。EAE高峰期，CNSThl型細(xì)胞因子高表達(dá)，恢復(fù)期Thl型細(xì)胞因子表達(dá)逐漸減少，Th2型細(xì)胞因子表達(dá)增高[7]。研究認(rèn)為MS是Th1介導(dǎo)的細(xì)胞免疫為主的疾病[8]，Thl∕Th2比例失衡在MS的病程中起著非常重要的作用[7]。Th1細(xì)胞分泌的IL-12，IFN-γ，TNF-α，β等炎性細(xì)胞因子促進(jìn)MS的發(fā)展；Th2細(xì)胞分泌抗炎性細(xì)胞因子有效延緩MS的發(fā)生，對(duì)MS起到一種保護(hù)作用，Thl∕Th2細(xì)胞平衡對(duì)于MS病情的發(fā)展和轉(zhuǎn)歸極其重要[9]。

Treg是一類控制體內(nèi)自身免疫反應(yīng)性的T細(xì)胞亞群,CD4+CD25+Treg在機(jī)體免疫系統(tǒng)發(fā)揮免疫負(fù)調(diào)節(jié)作用。Treg可以協(xié)調(diào)Th1和Th2細(xì)胞之間的平衡，促進(jìn)Th2型細(xì)胞因子的產(chǎn)生，增加Th2型細(xì)胞從而發(fā)揮保護(hù)作用，同時(shí)降低自身反應(yīng)性T細(xì)胞對(duì)神經(jīng)組織的損傷以有效治療MS，抑制MS的進(jìn)展[10]。Foxp3是Treg重要轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子，研究發(fā)現(xiàn)Foxp3在MS患者外周血Treg中的表達(dá)降低。該轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)降低可部分說(shuō)明MS患者Treg的功能降低[8]。

近年來(lái)研究表明，黃芪皂苷IV（黃芪甲苷）可以降低IFN-γ，TNF-α水平，上調(diào)Treg特征性轉(zhuǎn)錄因子Foxp3 mRNA的表達(dá)，使Treg顯著增加[4]，介導(dǎo)T細(xì)胞分化，有促進(jìn)Th1向Th2轉(zhuǎn)化的作用，從而抑制自身反應(yīng)性T細(xì)胞的浸潤(rùn)引起的神經(jīng)免疫性損傷。

2 黃芪皂苷對(duì)EAE的抗炎作用

炎癥機(jī)制在EAE發(fā)病中起著至關(guān)重要的作用。在EAE病理情況下，MS病人的血腦屏障（BBB）通透性增加，外周免疫細(xì)胞可遷移至中樞。免疫細(xì)胞通過(guò)釋放細(xì)胞因子實(shí)現(xiàn)免疫效應(yīng)及調(diào)節(jié)功能[11]。黃芪皂苷IV一方面通過(guò)抑制炎癥細(xì)胞及炎性介質(zhì)的生成和表達(dá)，另一方面通過(guò)保護(hù)BBB發(fā)揮抗炎作用[12]。

IFN-γ主要由Th1表型的CD4+T淋巴細(xì)胞產(chǎn)生，IFN-γ激活單核細(xì)胞，產(chǎn)生炎性介質(zhì)?；顒?dòng)期MS患者高表達(dá)TNF-α，并且與病情嚴(yán)重程度呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，說(shuō)明其參與形成MS病灶[11]。IL-6是星形細(xì)胞的絲裂原，同時(shí)可以激活炎性T細(xì)胞，可能在MS炎癥后期神經(jīng)膠質(zhì)增生中發(fā)揮作用[13]。NO具有促炎癥作用[14]，對(duì)BBB也有影響。NO使BBB通透性增高，促進(jìn)炎癥細(xì)胞進(jìn)入腦實(shí)質(zhì)，從而起到促進(jìn)CNS炎癥的作用。

由Th2細(xì)胞產(chǎn)生的IL-10，可抑制Th1細(xì)胞產(chǎn)生炎性細(xì)胞因子如IL-12，IL-1β，IL-6，TNF-α等。在EAE緩解期動(dòng)物的CNS中IL-10 m RNA的表達(dá)增加，表明IL-10可能在炎性疾病中是一種調(diào)節(jié)性細(xì)胞因子[11]。

黃芪皂苷可以調(diào)控細(xì)胞因子，降低促炎性細(xì)胞因子IL-6，TNF-a和IFN-γ水平，升高抗炎性細(xì)胞因子如IL-10水平[4]。黃芪皂苷IV可以抑制腦內(nèi)皮細(xì)胞凋亡，減輕滲透，同時(shí)上調(diào)緊密連接Occludin蛋白的表達(dá)以改善BBB的功能，減少CNS炎性細(xì)胞的浸潤(rùn)[12]。

3 黃芪皂苷對(duì)EAE的抗氧化作用

氧化應(yīng)激在CNS炎性脫髓鞘及軸索損傷中發(fā)揮著重要作用。在EAE和MS的早期炎性反應(yīng)產(chǎn)生大量的自由基,導(dǎo)致氧化∕抗氧化系統(tǒng)的失衡，從而誘導(dǎo)氧化應(yīng)激反應(yīng)。CNS高耗氧及豐富脂肪酸的環(huán)境推動(dòng)脂質(zhì)過(guò)氧化的發(fā)生，導(dǎo)致腦和脊髓的損傷[16-17]。在MS和EAE進(jìn)程中,活性氧簇（reactive oxygen species,ROS)可以促進(jìn)單核細(xì)胞的黏附和遷移作用，同時(shí)破壞BBB完整性從而導(dǎo)致炎性細(xì)胞浸潤(rùn)到CNS，出現(xiàn)炎性細(xì)胞浸潤(rùn)和血管周圍袖套的病理表現(xiàn)[16]。丙二醛是氧化應(yīng)激與自由基損傷的標(biāo)志物，研究發(fā)現(xiàn)EAE丙二醛水平增高，說(shuō)明氧化損傷在EAE發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用[18]。CNS通過(guò)自身的抗氧化酶體系調(diào)節(jié)細(xì)胞的氧化抗氧化平衡，超氧化物歧化酶（Super Oxide Dismutase,SOD)和谷胱甘肽過(guò)氧化物酶（Glutathione peroxidase,GSH-Px)2種酶對(duì)減輕自由基對(duì)器官尤其是神經(jīng)系統(tǒng)的損害尤其重要。EAE模型ROS水平升高，抗氧化劑如SOD和GSH-Px同步逐漸減少[19]。

在缺血∕再灌注損傷動(dòng)物模型上證實(shí)黃芪皂苷IV是強(qiáng)有效的自由基清除劑，可以降低MDA水平，減輕脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)，提高抗氧化酶SOD和GSHPx水平，增強(qiáng)抗氧化系統(tǒng)[17]。黃芪皂苷IV對(duì)EAE小鼠CNS的ROS增加，SOD和GSH-Px活性下調(diào)，對(duì)BBB的泄漏有抑制作用[19]。因此，黃芪皂苷可以通過(guò)降低ROS水平，增強(qiáng)抗氧化防御系統(tǒng)，以阻止EAE的惡化進(jìn)展。

4 黃芪皂苷對(duì)EAE的抗凋亡作用

Bcl-2家族在EAE炎性細(xì)胞凋亡過(guò)程中起著非常重要的作用。Bcl-2具有抗凋亡作用而B(niǎo)ax能拮抗前者的生物學(xué)活性，其主要作用是加速細(xì)胞凋亡，它們之間的動(dòng)態(tài)平衡決定了細(xì)胞的存亡。Bcl-2與Bax之間的比例是判定細(xì)胞凋亡的重要指標(biāo)。

EAE小鼠CNS Bax水平升高，經(jīng)黃芪皂苷干預(yù)后，并沒(méi)有降低Bax水平。雖然Bax表達(dá)未被抑制，但是Bcl-2的表達(dá)水平明顯上調(diào)，因此Bcl-2與Bax的比例增加，從而抑制神經(jīng)元凋亡，減輕中樞神經(jīng)元損傷，發(fā)揮了抗凋亡作用[4]。

5 黃芪皂苷對(duì)EAE的神經(jīng)保護(hù)作用

MS是CNS最常見(jiàn)的慢性脫髓鞘自身免疫性疾病。病變可累及大腦白質(zhì)、脊髓、腦干、小腦和視神經(jīng)等[20]。隨著疾病的進(jìn)展神經(jīng)軸索結(jié)構(gòu)受累出現(xiàn)神經(jīng)元凋亡、軸索橫斷、樹(shù)突丟失[21]。MS在遺傳因素和環(huán)境因素雙重作用下，疾病呈進(jìn)行性進(jìn)展[22]。NO可以通過(guò)損傷少突膠質(zhì)細(xì)胞、降解髓鞘、阻礙脫髓鞘部位髓鞘再生等多種機(jī)制導(dǎo)致脫髓鞘[23]。

黃芪皂苷神經(jīng)保護(hù)效應(yīng)的發(fā)揮有賴于介導(dǎo)TrkA mRNA和神經(jīng)生長(zhǎng)因子（nerve growth factor,NGF）的表達(dá)[24]。腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子（brain derived neurotrophic factor,BDNF）和NGF可以促進(jìn)神經(jīng)元的存活、生長(zhǎng)、分化并且對(duì)神經(jīng)元損傷后修復(fù)與再生具有舉足輕重的作用[25]。TrkA受體是NGF高親和力受體，Trk受體不僅可以促進(jìn)NGF發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用，而且在CNS受損時(shí)，對(duì)受損神經(jīng)細(xì)胞的存活及修復(fù)、重建中樞神經(jīng)生理功能具有重大意義[26]。研究顯示，黃芪皂苷可以增加NGF，BDNF和TrkB mRNA的表達(dá)，發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)效應(yīng)[24]。黃芪皂苷IV可以顯著上調(diào)GAP-43在再生神經(jīng)組織的表達(dá)，促進(jìn)神經(jīng)的修復(fù)和再生[27]。

黃芪皂苷的神經(jīng)保護(hù)效應(yīng)與清除氧自由基、調(diào)節(jié)NO的釋放，抑制iNOS mRNA的表達(dá)密切相關(guān)[24]。黃芪皂苷可以提升SOD的活性，減弱脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng),減少丙二醛，抑制iNOS mRNA的表達(dá)[24]，從而發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用。研究發(fā)現(xiàn)，黃芪皂苷促進(jìn)坐骨神經(jīng)損傷小鼠神經(jīng)髓鞘的生長(zhǎng)，有髓神經(jīng)纖維直徑和數(shù)量增長(zhǎng)，促進(jìn)神經(jīng)再生和功能重建[27]。在CNS中，黃芪甲苷IV有助于腦缺血∕再灌注損傷后的神經(jīng)修復(fù)[24]，加速小鼠海馬軸突生長(zhǎng)，預(yù)防神經(jīng)元萎縮和記憶喪失[28]。

神經(jīng)干細(xì)胞是一類具有自我更新和定向分化潛能特性的神經(jīng)系統(tǒng)原始細(xì)胞。研究表明，黃芪皂苷能促進(jìn)神經(jīng)干細(xì)胞定向分化為神經(jīng)元[29]。

6 小結(jié)與展望

由上可見(jiàn)，黃芪皂苷可從抗炎抑炎、免疫調(diào)節(jié)、抗氧化、抗凋亡和神經(jīng)保護(hù)等多重途徑對(duì)MS進(jìn)行干預(yù)，有望為臨床治療MS提供一種安全、有效及不良反應(yīng)少的可靠療法，同時(shí)為中醫(yī)藥的發(fā)展開(kāi)辟更廣闊的前景。但進(jìn)一步深入的研究是必要的，需從其作用的具體機(jī)制展開(kāi)。

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The Effect of Astragalosides on Treating Multiple Sclerosis

YANG Chun-yan1,2,LI Yan-hua2,XIN Yan-le2,Yu Jie-zhong2,GUO Shang-de2,XIAO Bao-guo2,3,MA Cun-gen1,2
（1.“2011”Collaborative Innovation Center∕Neurobiological Research Center,Shanxi University of Traditional Chinese Medicine,Taiyuan 030024;2.Institute of Brain Science,Shanxi Datong University,Datong Shanxi,037009;3.Institute of Neurology,Huashan Hospital of Fudan University,Shanghai,200025）

Multiple sclerosis(MS)is an autoimmune and chronic inflammatory disease of the central nervous system(CNS),which is found mostly in young adults.The main pathological features of the disease include inflammatory cell infiltration,myelin depigmentation and axonal degeneration,there is still lack of specificity and effective treatment for MS.Radix Astragali is used mainly as a tonic agent in traditional Chinese medicine,mainly contains astragaloside(AST)、astragalus flavone、astragalus polysaccharides and so on,and AST is the main component of Astragalus.Recent studies have shown that AST has a broad range of pharmacological properties.AST orchestrated multiple pathways,including anti-inflammatory,immune-regulatory,anti-oxidative,and neuro-protective involved in the MS.

astragaloside;MS;EAE

R744.5

A

1674-0874(2015)06-0048-03

2015-10-10

國(guó)家自然科學(xué)基金2014年面上項(xiàng)目[81473577]；山西省國(guó)際科技合作項(xiàng)目[2013081058]；山西省回國(guó)留學(xué)人員重點(diǎn)科研資助項(xiàng)目[2014-重點(diǎn)7]；山西中醫(yī)學(xué)院“2011”培育計(jì)劃項(xiàng)目[2011PY-1]；山西省自然科學(xué)基金項(xiàng)目[2008011082-1]

楊春彥（19-），女，山西大同人，在讀碩士，研究方向：神經(jīng)免疫學(xué)；?馬存根（1959-），男，博士，教授，博導(dǎo)，通信作者。

〔責(zé)任編輯 楊德兵〕