黃芪及其有效成分對干細胞影響的研究進展

方 萍 鄧叔華 劉柏炎

（1湖南中醫(yī)藥大學(xué)中醫(yī)內(nèi)科學(xué)省部共建教育部重點實驗室，長沙410007；2湖南省益陽醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校，益陽413000）

黃芪及其有效成分對干細胞影響的研究進展

方 萍1鄧叔華1劉柏炎2

（1湖南中醫(yī)藥大學(xué)中醫(yī)內(nèi)科學(xué)省部共建教育部重點實驗室，長沙410007；2湖南省益陽醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校，益陽413000）

黃芪在治療缺血性腦卒中方面發(fā)揮著重要的作用，而隨著干細胞的出現(xiàn)，黃芪及有效成分在促進干細胞增值方面的作用越來越受到研究者的重視。本文通過文獻查閱的方法，以總結(jié)黃芪及有效成分對干細胞影響，為黃芪及有效成分治療缺血性腦卒中提供依據(jù)。

黃芪；有效成分；干細胞；神經(jīng)干細胞；骨髓間充質(zhì)干細胞；脂肪來源干細胞；綜述

腦卒中是一類具有“三高”特點的腦血管疾病，其中缺血性腦卒中患者約占腦卒中患者總數(shù)的60%～80%。目前認(rèn)為，缺血性腦卒中治療的關(guān)鍵是盡早恢復(fù)缺血半暗帶的血供。溶栓藥tPA是目前唯一被美國FDA批準(zhǔn)的治療腦卒中的藥物，但該藥有效治療時間窗只有4.5h［1］，很多患者無法獲得及時治療而造成神經(jīng)細胞的凋亡。因此，如何有效提高神經(jīng)細胞的增值是目前缺血性腦卒中治療的研究熱點。中醫(yī)藥在治療缺血性腦卒中方面積累了豐富的經(jīng)驗，其中黃芪在促進神經(jīng)細胞增值方面有著重要意義。成人神經(jīng)細胞增值主要通過干細胞的增值實現(xiàn)的，因此本文就黃芪及其有效成分對干細胞的影響作一綜述。

1 黃芪對神經(jīng)干細胞（NSCs）的影響

1992年，Reynolds等［2］從胎鼠和成鼠紋狀體分離得到NSCs，將人們真正帶出“成年中樞神經(jīng)系統(tǒng)不再具有神經(jīng)細胞新生能力”的誤區(qū)，這為缺血性腦卒中的治療研究提供了新的思路。近年來研究發(fā)現(xiàn)，很多補益類的中藥都能夠促進神經(jīng)干細胞的增值并向神經(jīng)元分化，而黃芪就是其中的一種。謝睿等［3］認(rèn)為黃芪對NSCs的增值和分化有一定的影響，也許它還進而可以調(diào)控神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育與再生。為了明確黃芪對NSCs的影響，研究者們進行了一系列的實驗。如劉建軍等［4］研究認(rèn)為黃芪注射液有利于NSCs向神經(jīng)元方向分化，而俞天虹等［5］研究發(fā)現(xiàn)補陽還五湯能顯著促進腦缺血后神經(jīng)干細胞增殖，而黃芪的劑量越大，增殖效果越明顯。但也有研究者［6］認(rèn)為，黃芪注射液能夠促進神經(jīng)干細胞的分化，但這種分化以神經(jīng)膠質(zhì)細胞為主，而非神經(jīng)元為主。因此，黃芪具有促進神經(jīng)干細胞增殖的作用，但其是向神經(jīng)元分化為主還是向神經(jīng)膠質(zhì)細胞為主，仍需進一步研究探討。

現(xiàn)代藥理學(xué)研究表明黃芪有多種有效成分，如：黃芪酮、黃芪甲苷和黃芪多糖等。而目前研究表明黃芪有效成分中對神經(jīng)干細胞具有增殖和分化作用的主要是黃芪甲苷。

江清林等［7］利用無血清培養(yǎng)技術(shù)在體外對新生Wistar大鼠海馬區(qū)神經(jīng)干細胞進行培養(yǎng)，觀察不同濃度黃芪甲苷對神經(jīng)干細胞分化作用的影響，發(fā)現(xiàn)加入黃芪甲苷組所表達的神經(jīng)干細胞和膠質(zhì)纖維酸性蛋白陽性細胞較對照組明顯增多。因此黃芪甲苷對體外培養(yǎng)大鼠海馬區(qū)神經(jīng)干細胞的分化有促進作用。而柴麗娟等［8］運用Nestin免疫化學(xué)染色鑒定NSCs，Brd U標(biāo)記鑒定NSCs增殖，并實時定量PCR技術(shù)探討黃芪甲苷促進NSCs增殖的作用機制，認(rèn)為黃芪甲苷對NSCs增殖具有明顯的誘導(dǎo)作用，其可能通過上調(diào)與細胞增殖相關(guān)基因Hes1、Hes5、cyclinD1表達而起作用，但也可能調(diào)節(jié)與其它增殖通路有關(guān)。因此，通過臨床預(yù)期給予黃芪誘導(dǎo)NSCs的增殖，為缺血性腦卒中的治療提供新的潛能和希望。

黃芪其它的有效成分是否同樣對神經(jīng)干細胞的增殖和分化具有促進作用，則需要我們進一步的研究和探討。

2 黃芪對骨髓間充質(zhì)干細胞（BMSCs）的影響

骨髓間充質(zhì)干細胞是一類具有自我更新、高度增殖及多向分化潛能的干細胞，能夠分化為成骨細胞、軟骨細胞、脂肪細胞等中胚層細胞。傳統(tǒng)觀點認(rèn)為BMSCs沒有分化為神經(jīng)干細胞的潛能。但2000年，Woodbury等［9］首次將BMSCs誘導(dǎo)分化為神經(jīng)元和膠質(zhì)細胞，這為缺血性腦卒中的治療開辟了新的思路。而近年來，黃芪對BMSCs的誘導(dǎo)分化研究也取得了很多成果。胡琳等［10］研究認(rèn)為黃芪對BMSCs的增值無顯著作用；但王新生等［11］研究卻發(fā)現(xiàn)，黃芪可首先誘導(dǎo)BMSCs向神經(jīng)干細胞分化，然后促進其向神經(jīng)元或神經(jīng)膠質(zhì)細胞的非特異性分化，并促進已分化的細胞進一步成熟、老化，且這種作用可能與鈣調(diào)蛋白介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑有關(guān)；孫黎等［12］研究認(rèn)為黃芪不僅可以誘導(dǎo)BMSCs分化，并且對細胞具有營養(yǎng)作用。

綜上所述，黃芪在誘導(dǎo)骨髓間充質(zhì)干細胞分化為神經(jīng)樣細胞的作用是確切的。那么，我們?nèi)绾螌⑦@種作用用于缺血性腦卒中的研究中呢？

王瑩等［13］就黃芪有效成分黃芪皂苷IV聯(lián)合骨髓間充質(zhì)干細胞移植對大鼠腦缺血再灌注損傷的影響進行了一系列的研究。其研究結(jié)論主要有以下兩個方面：第一，黃芪皂苷IV聯(lián)合BMSCs移植對腦缺血再灌注神經(jīng)元細胞凋亡有協(xié)同抑制作用；第二，該組合可促進腦缺血損傷血管生成和神經(jīng)功能恢復(fù)，其機制可能與黃芪皂苷IV上調(diào)腦缺血區(qū)SDF-1表達，促進移植的BMSCs遷移和存活有關(guān)。王氏的研究為我們臨床應(yīng)用黃芪治療缺血性腦卒中提供了一個新的思路，即我們可以通過黃芪及有效成分促進BMSCs的增殖，再將增殖的BMSCs移植入人體，從而使BMSCs分化為神經(jīng)元。

3 黃芪對脂肪來源干細胞（ADSCs）的影響

雖然，黃芪能夠明顯地促進ADSCs分化為神經(jīng)樣細胞，但在人體中骨髓干細胞數(shù)量不多，且取材不方便。2001年，Zuk等［14］報道脂肪組織含有大量的祖細胞，可分化為神經(jīng)細胞等不同的細胞系，被稱為脂肪來源干細胞（ADSCs）。Kang等［15］的研究證實ADSCs具有促進缺血性腦損傷大鼠神經(jīng)功能恢復(fù)的作用；而陳愛珍等［16］的研究則進一步證實，ADSCs通過抑制神經(jīng)膠質(zhì)酸性蛋白的增生，促進神經(jīng)突蛋白的持續(xù)高表達和神經(jīng)微絲蛋白200的增多，以促進神經(jīng)軸突再生。并且ADSCs在人體貯藏量豐富，來源廣泛，取材方便，不存在倫理道德的問題，已成為在體干細胞研究的熱點。因此，探討黃芪對ADSCs的增殖的影響對缺血性腦卒中的研究有重要意義。

何文涓等［17］通過觀察黃芪注射液對兔ADSCs體外增殖的影響，發(fā)現(xiàn)黃芪注射液有明顯地促進兔ADSCs體外增值的作用。但黃芪作為一味中藥，含有多種有效成分。那么，黃芪的有效成分是否都能促進ADSCs增殖呢？何文涓等［18］通過類似實驗進一步探討黃芪甲苷及黃芪多糖對ADSCs增殖的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，黃芪甲苷對ADSCs體外增殖具有明顯的促進作用，且這種促進作用有濃度的限制，黃芪甲苷濃度在0.0195mg／L時，對ADSCs無明顯的促進增殖作用，而濃度在0.0391～10mg／L范圍時，才對ADSCs有明顯的促進增殖的作用；而黃芪多糖對ADSCs的影響也有濃度的差別，在1.95-3.90ug／m L這種低濃度的情況下，黃芪多糖對兔ADSCs體外增值無影響，而在7.80～1000ul／m L這種高濃度情況下對ADSCs則有明顯的抑制作用，且隨著時間的延長，對ADSCs的抑制作用更加明顯。另外，王瑩等［19］研究黃芪皂甙Ⅳ聯(lián)合ADSCs移植對老齡大鼠腦缺血再灌注模型神經(jīng)功能及神經(jīng)營養(yǎng)因子表達的影響時，發(fā)現(xiàn)黃芪皂甙Ⅳ聯(lián)合ADSCs移植組促進腦缺血再灌注老齡大鼠神經(jīng)營養(yǎng)因子表達和神經(jīng)功能恢復(fù)作用優(yōu)于單獨治療組，而其機制可能與黃芪皂甙Ⅳ上調(diào)腦缺血區(qū)SDF-1表達，促進移植的ADSCs遷移和存活有關(guān)。

4 展望

目前，研究黃芪及有效成分對干細胞的影響成為熱門領(lǐng)域，且已經(jīng)證明黃芪及有效成分對NSCs、BMSCs及ADSCs的增殖都具有促進作用。但是，黃芪有效成分眾多，它們的作用方向和作用靶點多樣，在促進細胞分化的方向也不一樣，因此臨床中單味黃芪是否能夠作用于一個方向、一個靶點？且其具體作用機制又是如何？黃芪及其有效成分能否促進干細胞的遷移、歸巢？實驗研究的結(jié)果是否適用于臨床實踐？這些都需要我們做進一步的探索。

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10.3969／j.issn.1672-2779.2014.07.109

：1672-2779（2014）-07-0161-03

蘇 玲 本文校對：易 健

2013-12-06）