紅景天苷及其類似物治療缺血性腦血管疾病的研究進(jìn)展

蔣立，石瑞，李丹丹，王愛紅

(南京中醫(yī)藥大學(xué)，南京 210023)

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紅景天苷及其類似物治療缺血性腦血管疾病的研究進(jìn)展

蔣立，石瑞，李丹丹，王愛紅

(南京中醫(yī)藥大學(xué)，南京 210023)

紅景天苷為名貴中草藥紅景天的主要活性成分，而其類似物多為人工合成的與其功效相仿的藥物。多項研究證實，紅景天苷及其類似物能通過多種途徑有效治療缺血性腦血管疾病。本文旨在對有關(guān)紅景天苷治療缺血性腦血管疾病作用的文獻(xiàn)進(jìn)行綜述，以期為其進(jìn)一步研究提供參考。

紅景天苷；類似物；缺血性腦血管疾病

缺血性腦血管病(ICD)是由于腦部血管壁病變或血流受阻,導(dǎo)致供血區(qū)腦組織缺血、缺氧，造成腦組織壞死和一系列神經(jīng)功能缺損癥候群的疾病。腦血管病發(fā)病率高，其中ICD占85%左右[1]。紅景天為多年生草本或亞灌木植物，最早作為藥用見于公元8世紀(jì)成書的藏醫(yī)經(jīng)典——《四部醫(yī)典》，《本草綱目》稱其為“上品”，能“治肺疾”，具有極高的藥用價值。紅景天苷來源于紅景天的根部，為紅景天的主要活性成分，具有抗氧化[2]、抗衰老[3]、抗腫瘤[4]、增強免疫力[5]、心臟保護(hù)[6]等多種功效。近年來，大量文獻(xiàn)報道紅景天苷對缺血性腦血管疾病具有神經(jīng)保護(hù)的作用。目前紅景天苷治療ICD的研究分為在體及體外研究。在體研究更接近實際情況，但易受多種因素干擾。本文主要針對紅景天苷及其類似物緩解腦缺血再灌注損傷，促進(jìn)干細(xì)胞向神經(jīng)細(xì)胞的定向分化等機制，對紅景天苷及其類似物治療ICD的在體及體外研究進(jìn)展作一綜述。

1 紅景天苷治療ICD的在體研究

紅景天苷在體內(nèi)實驗中治療ICD主要體現(xiàn)在對腦缺血再灌注損傷的抑制。一般認(rèn)為，ICD患者應(yīng)盡快恢復(fù)腦血流灌注。但再灌注具有雙重效應(yīng)：在修復(fù)缺血組織功能結(jié)構(gòu)的同時可能會使灌注后缺血性損傷進(jìn)一步加重，即缺血再灌注損傷[7]。腦缺血再灌注損傷機制較為復(fù)雜，主要包括自由基過度形成、興奮性氨基酸毒性作用、細(xì)胞內(nèi)鈣超載、炎性反應(yīng)等。多種損傷機制共同作用，啟動細(xì)胞程序性死亡機制，最終導(dǎo)致細(xì)胞凋亡、組織損傷[8]。因此，尋找具有多重功效的抗再灌注損傷的治療方法十分必要。多項研究表明，紅景天苷對其中多種損傷機制均有明顯抑制作用。張文生等[9]研究了紅景天苷對缺氧/缺糖神經(jīng)細(xì)胞的作用，發(fā)現(xiàn)紅景天苷能降低損傷后細(xì)胞內(nèi)Ca2+水平，減少乳酸脫氫酶的釋放，從而保護(hù)缺血性損傷后神經(jīng)細(xì)胞。賈瑩等[10]分別對麻醉犬及全腦缺血再灌注大鼠靜脈滴注紅景天苷，發(fā)現(xiàn)紅景天苷能使麻醉犬腦血流量增加，腦血管阻力降低；同時大鼠翻正反射和腦電圖恢復(fù)時間縮短，腦水腫減輕，海馬區(qū)自由基代謝異常緩解，證實紅景天苷可增加腦血流量，降低腦血管阻力，并對全腦缺血再灌注有明顯的保護(hù)作用。

細(xì)胞凋亡是缺血再灌注損傷的重要環(huán)節(jié)，而PI3-K/Akt是抗細(xì)胞凋亡的重要通路。PI3-K/Akt信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路能通過磷酸化促凋亡因子、抑制細(xì)胞色素C的釋放等方式發(fā)揮抗凋亡作用。羅銀利等[11]研究發(fā)現(xiàn)，紅景天苷發(fā)揮抗凋亡作用的機制與上調(diào)PI3-K、p-Akt蛋白，激活PI3-K/p-Aktt通路有關(guān)。賴文芳等[12]證明紅景天苷能下調(diào)大鼠腦組織中caspase-3蛋白的表達(dá)。caspase-3隸屬于細(xì)胞凋亡caspases家族，是介導(dǎo)細(xì)胞凋亡最終“執(zhí)行者”，也是各種凋亡途徑介導(dǎo)細(xì)胞程序性死亡的最關(guān)鍵蛋白酶。因此下調(diào)caspases-3的表達(dá)是紅景天苷抗細(xì)胞凋亡最重要的作用機制。

腦缺血再灌注后，體內(nèi)原有的自由基消除系統(tǒng)受到削弱，自由基過量蓄積。清除體內(nèi)過量自由基成為減輕腦缺血再灌注損傷的必要途徑。有實驗通過觀察腦缺血再灌注大鼠給予紅景天苷后GSH-Px、iNOS活性等指標(biāo)的變化，發(fā)現(xiàn)紅景天苷能減輕大鼠腦缺血/再灌注損傷，其機制可能與增加自由基的清除有關(guān)[13]。有學(xué)者設(shè)計了類似實驗，結(jié)果顯示紅景天苷組大鼠神經(jīng)功能障礙評分、腦水腫程度、腦梗塞體積等指標(biāo)均有所改善，缺血腦組織內(nèi)SOD活性和GSH活性明顯增高，MDA含量顯著降低，腦組織內(nèi)ATP含量顯著升高[14]。實驗證明紅景天苷對大鼠腦保護(hù)作用與其改善缺血腦組織能量代謝、降低自由基損傷有關(guān)，且存在劑量依賴性。

減輕炎癥反應(yīng)也是紅景天苷緩解腦缺血再灌注損傷的重要途徑。宋月英等[15]發(fā)現(xiàn)紅景天苷能降低缺血再灌注大鼠腦組織TNF-α的表達(dá)。鄒毅清等[16]觀察了紅景天苷預(yù)處理對大鼠全腦缺血再灌注后全身及海馬區(qū)炎癥反應(yīng)的影響。結(jié)果顯示腹腔注射紅景天苷能顯著降低大鼠血清TNF-α和IL-6表達(dá)，降低海馬MPO活力，從而緩解腦缺血再灌注后全身和海馬區(qū)炎癥反應(yīng)。Han[17]觀察了紅景天預(yù)處理后腦缺血再灌注損傷大鼠腦TNF-α和血腦屏障通透性，發(fā)現(xiàn)紅景天預(yù)處理神經(jīng)能降低腦含水量，減輕腦水腫和降低TNF-α表達(dá)，減輕腦缺血再灌注損傷。

此外，研究表明紅景天苷減輕缺血再灌注損傷的機制還可能與提高神經(jīng)營養(yǎng)因子和氧運輸相關(guān)因子的表達(dá)有關(guān)。神經(jīng)營養(yǎng)因子是維持神經(jīng)細(xì)胞活性的重要蛋白質(zhì)分子。賴文芳等[12]的研究顯示，紅景天苷能上調(diào)神經(jīng)陰陽因子NGF和BDNF的表達(dá)，保護(hù)神經(jīng)。而謝秀麗等[18]發(fā)現(xiàn)紅景天苷能促進(jìn)氧運輸相關(guān)因子Hba-a2、Hbb-b1和Hbb等表達(dá)，改善腦組織缺氧，從而減輕再灌注損傷。

在體研究顯示，紅景天苷能通過多種機制改善缺血再灌注損傷，這與謝卉等[19]的結(jié)論一致，提示紅景天苷是較為理想的神經(jīng)保護(hù)劑。

2 紅景天苷治療ICD的體外研究

2.1 抑制神經(jīng)細(xì)胞凋亡體外實驗用化學(xué)或物理干預(yù)措施模擬細(xì)胞缺血缺氧狀態(tài)可直接觀察細(xì)胞缺糖氧損傷后形態(tài)和生化改變，從而排除體內(nèi)多種因素的干擾[20]。大鼠腎上腺嗜鉻細(xì)胞瘤細(xì)胞系(PC12)是研究生長因子特性的常用細(xì)胞模型[21]。王華等[22]觀察了紅景天苷對PC12細(xì)胞凋亡的影響并探討其抗凋亡的機制。實驗發(fā)現(xiàn)，紅景天苷可改善NaCN及缺糖誘導(dǎo)的PC12細(xì)胞凋亡,抑制caspase活性,降低胞質(zhì)中細(xì)胞色素C的水平；紅景天苷可能通過線粒體途徑抑制NaCN及缺糖誘導(dǎo)的PC12細(xì)胞凋亡。有類似實驗觀察了紅景天苷對MPP+誘導(dǎo)PC12細(xì)胞凋亡的保護(hù)作用；結(jié)果顯示紅景天苷對MPP+誘導(dǎo)的PC12細(xì)胞凋亡具有一定的保護(hù)作用；紅景天苷預(yù)處理能提升細(xì)胞活力，降低凋亡百分率，并減少細(xì)胞斷裂的DNA片段。由此可見，紅景天苷對MPP+誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡具有濃度依賴性的保護(hù)作用[23]。

Yu等[24]研究了PC12細(xì)胞模型中紅景天苷對過氧化氫誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的影響及其在ERK1/2信號通路中的作用。結(jié)果顯示，紅景天苷預(yù)處理能恢復(fù)細(xì)胞活性，減少細(xì)胞凋亡，并呈劑量依賴性；此外，紅景天苷預(yù)處理也可以通過激活ERK1/2信號通路減少促凋亡蛋白的表達(dá)；而在使用分裂原活化(MEK)抑制劑的情況下，紅景天苷對抗細(xì)胞凋亡的作用被明顯的削弱。結(jié)果提示紅景天苷神經(jīng)保護(hù)作用的發(fā)揮可能受ERK信號通路的調(diào)控。

有研究者[25]以大鼠皮質(zhì)神經(jīng)元作為細(xì)胞模型觀察了紅景天苷對抗氯化鈷誘導(dǎo)的細(xì)胞損傷的影響。結(jié)果顯示，紅景天苷預(yù)處理減弱細(xì)胞凋亡具有劑量依賴性，其作用機制可能與增強HIF-1α的表達(dá)，減緩細(xì)胞內(nèi)活性氧物種水平以及抑制NF-κB蛋白的過度表達(dá)有關(guān)。以上研究證實實驗紅景天苷對神經(jīng)細(xì)胞具有保護(hù)作用，對臨床應(yīng)用紅景天苷治療由缺血性腦血管病引起的神經(jīng)細(xì)胞凋亡具有指導(dǎo)意義。

2.2 促進(jìn)干細(xì)胞向神經(jīng)細(xì)胞的定向分化 過去學(xué)術(shù)界的觀點多認(rèn)為成熟神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)細(xì)胞不具備再生能力，但越來越多的研究顯示大腦具有自身修復(fù)功能。海馬齒狀回、室管膜區(qū)等區(qū)域存在具有自我更新和多種分化潛能的神經(jīng)干細(xì)胞[26]。這為腦缺血后腦組織的修復(fù)帶來希望。

張維燁等[27]觀察了紅景天苷對新生大鼠海馬神經(jīng)干細(xì)胞分化為神經(jīng)元的影響。發(fā)現(xiàn)與對照組相比，紅景天苷組單位視野內(nèi)神經(jīng)元特異烯醇化酶陽性細(xì)胞個數(shù)有顯著差異,并呈劑量依賴性。裴晶晶等[28]觀察了紅景天苷對小鼠骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞向神經(jīng)細(xì)胞定向分化分子機制的影響。發(fā)現(xiàn)紅景天苷能使充質(zhì)干細(xì)胞定向分化成神經(jīng)細(xì)胞，其生物學(xué)信號的傳導(dǎo)與Ca2+信號密切相關(guān)。張明等[29]證實紅景天苷能定向誘導(dǎo)大數(shù)據(jù)BMSCs分化膽堿能神經(jīng)細(xì)胞。以上研究通過不同路徑證實，紅景天苷促進(jìn)腦細(xì)胞修復(fù)和治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病存在可行性。

3 紅景天苷的研發(fā)現(xiàn)狀

由于紅景天苷廣泛的藥用價值，人們對資源的過度開發(fā)以及生態(tài)環(huán)境破壞等因素，目前野生紅景天數(shù)量銳減，瀕臨滅絕；此外，紅景天苷的提取步驟較為繁瑣。目前市面的紅景天苷主要為“紅景天苷類似物”。其泛指與紅景天苷化學(xué)式相近、功效相仿的人工合成物。鄧梅等[30]以對羥基苯乙酸為原料，經(jīng)乙?；?、還原、糖苷化、醇解反應(yīng)后得到紅景天苷類似物。郭益冰等[31]通過葡萄糖和半乳糖與7個不同的取代芳香醇，經(jīng)糖苷化，脫乙?；约懊撈S基，從而合成紅景天苷類似物。Guo等[32]運用柯尼希斯-克諾爾反應(yīng)制成18種紅景天苷類似物，檢測其運用于PC12細(xì)胞的功效，并發(fā)現(xiàn)了其中兩種類似物——(3,5-二甲氧基苯基)甲基β-D-吡喃葡萄糖苷和(3,5-二甲氧基苯基)甲基β-D-半乳糖苷活性最強。

Shi等[33]復(fù)制了局灶性腦缺血大鼠模型，體外實驗用H2O2誘導(dǎo)神經(jīng)細(xì)胞毒性，分別采用紅景天苷和酪醇半乳糖苷干預(yù)，發(fā)現(xiàn)二者均能抑制神經(jīng)細(xì)胞凋亡，對抗氧化應(yīng)激；后者的抗氧化功效較前者更好。該作用可能與它們糖基基團(tuán)中的取代基不同有關(guān)。該實驗也為研發(fā)治療性抗氧化劑提供了新思路。Chen等[34]研究了紅景天苷類似物GlcNAc-Sal在對抗氧糖剝奪-再灌注誘導(dǎo)的神經(jīng)毒性以及全腦缺血再灌注損傷中的神經(jīng)保護(hù)作用。在體外實驗中發(fā)現(xiàn)GlcNAc-Sal預(yù)處理可以顯著降低細(xì)胞凋亡，恢復(fù)促凋亡和抗凋亡蛋白之間的平衡并抑制caspase-3和PARP的活性，拮抗活性氧生成，NO產(chǎn)生以及與NO相關(guān)的細(xì)胞凋亡；在體試驗則發(fā)現(xiàn)GlcNAc-Sal預(yù)處理同樣也降低了caspase-3的表達(dá)并能上調(diào)Bcl-2/Bax比率。該結(jié)果提示GlcNAc-Sal預(yù)處理可防治腦缺血再灌注損傷，其機制可能是直接或間接抑制細(xì)胞凋亡。該研究預(yù)示了GlcNAc-Sal作為紅景天苷類似物能替代紅景天苷治療ICD，發(fā)展前景廣闊。

綜上所述，隨著對紅景天苷的研究日益增多，其藥理作用也不斷被發(fā)現(xiàn)并利用。各類藥理學(xué)實驗的結(jié)果證明了紅景天苷能從多種途徑發(fā)揮抗缺血損傷作用，對防止ICD具有很大實用價值。目前紅景天苷用于臨床的文獻(xiàn)報道不多。未來研究中應(yīng)進(jìn)一步明確紅景天苷類似物治療ICD的藥理學(xué)作用機制及其不良反應(yīng)。

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胎牛血清(FBS) 三磷酸腺苷(ATP) 天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶(AST)

丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶(ALT) 人類免疫缺陷病毒(HIV) 獲得性免疫缺陷綜合征(AIDS)

甲型肝炎病毒(HAV) 乙型肝炎病毒(HBV) 丙型肝炎病毒(HCV)

甘油三酯(TG) 總膽固醇(TC) 低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)

高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C) 核因子-κB(NF-κB) 磷酸鹽緩沖液(PBS)

腫瘤壞死因子(TNF) 干擾素(IFN) 一氧化氮(NO)

白細(xì)胞介素(IL) 輔助性T淋巴細(xì)胞(Th) 精制結(jié)核菌素試驗(PPD)

自然殺傷細(xì)胞(NK細(xì)胞) 人類白細(xì)胞抗原(HLA) 乳酸脫氫酶(LDH)

信使RNA(mRNA) 血紅蛋白(Hb) 紅細(xì)胞(RBC)

白細(xì)胞(WBC) 血小板(PLT) C反應(yīng)蛋白(CRP)

彌漫性血管內(nèi)凝血(DIC) 凝血酶時間(TT) 活化部分凝血活酶時間(APTT)

纖溶酶原激活物抑制物(PAI) 凝血酶原時間(PT) 纖維蛋白降解產(chǎn)物(FDP)

嚴(yán)重急性呼吸綜合征(SARS) 動脈血氧分壓(PaO2) 動脈血二氧化碳分壓(PaCO2)

紅細(xì)胞沉降率(ESR) 變異系數(shù)(CV) Glasgow昏迷評分(GCS)

Glasgow預(yù)后評分(GOS) 體質(zhì)量指數(shù)(BMI) 世界衛(wèi)生組織(WHO)

磁共振成像(MRI) T1加權(quán)成像(T1WI) T2加權(quán)成像(T2WI)

磁共振彌散張量成像(DTI) 磁共振彌散加權(quán)成像(DWI) 數(shù)字減影血管造影(DSA)

電子計算機體層掃描(CT) 正電子發(fā)射斷層掃描(PET) 單光子發(fā)射計算機斷層掃描(SPECT)

聚合酶鏈反應(yīng)(PCR) 酶聯(lián)免疫吸附測定(ELISA) 實時定量聚合酶鏈反應(yīng)(real-time PCR)

教育部人文社會科學(xué)一般項目(10YZCZH145)。

王愛紅(E-mail: wah71630@163.com)

10.3969/j.issn.1002-266X.2016.36.038

R286

A

1002-266X(2016)36-0106-04

2016-03-15)