丹參及其活性成分治療急性腦梗死研究進(jìn)展

侯婭慧，俞春江，郭士佳，陳立杰

腦梗死是顱內(nèi)血液循環(huán)障礙造成腦組織損害的一種疾病，具有極高的死亡率和因病致殘率[1]。急性腦梗死引起的損傷分為原發(fā)性和繼發(fā)性。原發(fā)性損傷指血栓形成導(dǎo)致腦動(dòng)脈管腔狹窄或閉塞，局部腦血流量減少或中斷，造成腦內(nèi)氧和能量供應(yīng)缺失，致使梗死區(qū)域神經(jīng)元死亡。梗死區(qū)周邊“缺血半暗帶”內(nèi)進(jìn)而迅速聚集大量炎性細(xì)胞、產(chǎn)生大量氧自由基等，而腦梗死后的缺血再灌注損傷進(jìn)一步加劇炎性反應(yīng)，導(dǎo)致興奮性毒性物質(zhì)增加，上述病理過(guò)程相互影響，加劇神經(jīng)元凋亡，以上為遲發(fā)性損傷[2]。目前，應(yīng)用重組組織型纖溶酶原激活劑(recombinant tissue plasminogen activator，rt_PA)、尿激酶等溶栓藥物進(jìn)行腦血管再通治療，是指南推薦的標(biāo)準(zhǔn)臨床治療策略。但其嚴(yán)格的治療時(shí)間窗和眾多的禁忌證，極大地限制了此類(lèi)藥物的臨床應(yīng)用，每年僅5%左右的腦梗死患者接受溶栓治療[3]。溶栓治療的機(jī)制是溶解血栓，恢復(fù)缺血腦組織的血供；而神經(jīng)保護(hù)的目標(biāo)是“挽救”缺血半暗帶中的神經(jīng)元，減輕遲發(fā)性損傷[4]。近年來(lái)針對(duì)急性腦梗死發(fā)病機(jī)制的神經(jīng)保護(hù)藥物成為該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。丹參作為傳統(tǒng)中藥具有廣泛的生物活性，其在急性腦梗死治療中的作用日益受到關(guān)注。經(jīng)大量藥理實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，丹參的活性成分主要為脂溶性的二萜醌類(lèi)化合物和水溶性的酚酸類(lèi)成分，此外，還含有多糖類(lèi)物質(zhì)和揮發(fā)油類(lèi)成分等。脂溶性二萜醌類(lèi)化合物中大部分為丹參酮型的二萜醌類(lèi)化合物，如丹參酮I、丹參酮ⅡA、丹參酮ⅡB、隱丹參酮、異丹參酮等。水溶性酚酸類(lèi)成分則大多以丹參素和咖啡酸為結(jié)構(gòu)單元，組成多聚體及鹽類(lèi)衍生物，如丹酚酸A、B及其鹽和酯化衍生物、丹酚酸C等[5]。本文主要對(duì)丹參及其活性成分治療急性腦梗死的相關(guān)機(jī)制研究進(jìn)展作一簡(jiǎn)述。

1 丹參對(duì)血小板的作用

血小板是骨髓巨核細(xì)胞脫落產(chǎn)生的無(wú)核血細(xì)胞[6]。當(dāng)血管內(nèi)皮組織出現(xiàn)損傷時(shí)，循環(huán)系統(tǒng)中的血小板會(huì)通過(guò)糖蛋白復(fù)合物、血管性血友病因子(von Willebrand factor，VWF)與內(nèi)皮下組織中的膠原纖維結(jié)合，而黏附于損傷的血管內(nèi)皮，從而激活血小板內(nèi)眾多信號(hào)通路，介導(dǎo)血小板的活化，使其合成并釋放二磷酸腺苷(adenosine diphosphate，ADP)、血栓素A2(thromboxane A2，TXA2)等大量生物活性物質(zhì)，進(jìn)一步促進(jìn)血小板的活化、聚集，促進(jìn)血液凝固和血栓形成[7,8]。

Fei等[9]利用大鼠永久性大腦中動(dòng)脈閉塞(permanent middle cerebral artery occlusion，pMCAO)模型，探討丹參超臨界CO2萃取物(supercritical CO2extract from Danshen，SCED)的神經(jīng)保護(hù)作用及相關(guān)機(jī)制。研究結(jié)果表明，SCED可以改善大鼠神經(jīng)功能，增加腦血流量，減少腦梗死面積，減輕腦水腫。其機(jī)制可能與SCED減少血小板TXA2釋放，抑制磷脂酶C/蛋白激酶C(phospholipase C，PLC/protein kinase C，PKC)信號(hào)通路的激活，從而抑制血小板活化和聚集，減輕血栓形成有關(guān)。Liu等[10]深入研究探討丹參酮ⅡA(從丹參中提取的一種活性成分)，對(duì)血小板功能的影響。研究結(jié)果提示，丹參酮ⅡA可以促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞微粒的產(chǎn)生，減少血栓素B2(thromboxane B2，TXB2)的產(chǎn)生，從而抑制血小板的活化和聚集。Xu等[11]利用大鼠短暫性大腦中動(dòng)脈閉塞(transient middle cerebral artery occlusion，tMCAO)模型探討丹酚酸B的神經(jīng)保護(hù)作用。研究發(fā)現(xiàn)，給予tMCAO大鼠腹腔注射丹酚酸B，可以降低可溶性P_選擇素(一種血小板活化分子標(biāo)記物)以及可溶性CD40配體的表達(dá)，抑制血小板活化，改善大鼠神經(jīng)功能。上述研究表明，丹參及其活性成分可以通過(guò)抑制血小板活化和聚集發(fā)揮抗血栓形成的作用。

2 丹參對(duì)炎癥反應(yīng)的作用

局灶性腦缺血后氧和葡萄糖的缺乏以及蛋白酶的激活等可迅速上調(diào)神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞、小膠質(zhì)細(xì)胞、少突膠質(zhì)細(xì)胞、周細(xì)胞、內(nèi)源性肥大細(xì)胞以及腦血管內(nèi)皮細(xì)胞的炎癥反應(yīng)通路，白細(xì)胞(中性粒細(xì)胞為主，也有單核細(xì)胞)在幾小時(shí)內(nèi)趨化滲入病灶腦組織周?chē)?，白?xì)胞的聚集又會(huì)加劇微循環(huán)的再灌注障礙。激活的小膠質(zhì)細(xì)胞和浸潤(rùn)炎性細(xì)胞分泌炎癥介質(zhì)擴(kuò)大炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)，同時(shí)炎癥介質(zhì)又會(huì)直接破壞細(xì)胞、血管和細(xì)胞外基質(zhì)[12]。小膠質(zhì)細(xì)胞和白細(xì)胞通過(guò)復(fù)雜的信號(hào)通路相互影響，加劇腦組織缺血缺氧性損傷。此外，氧化應(yīng)激損傷或壞死神經(jīng)元可通過(guò)釋放糖基化終產(chǎn)物(advanced glycation end_products，AGE)、熱休克蛋白、透明質(zhì)酸等加劇炎癥反應(yīng)[13]。

Lv等[14]應(yīng)用大鼠大腦中動(dòng)脈栓塞(middle cerebral artery occlusion，MCAO)模型研究丹酚酸B是否通過(guò)沉默信息調(diào)節(jié)因子1(silent information regulator 1，SIRT1)信號(hào)通路發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用。研究結(jié)果表明，丹酚酸B可以降低炎性因子腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor_α，TNF_α)、白細(xì)胞介素1β(interleukin_1β，IL_1β)的表達(dá)水平，提高SIRT1的表達(dá)水平，減輕腦梗死面積、減輕腦水腫、提高神經(jīng)功能評(píng)分；上述作用可被SIRT1抑制劑EX527阻斷。上述結(jié)果提示，丹酚酸B可以通過(guò)調(diào)控SIRT1信號(hào)通路，抑制炎癥反應(yīng)，從而達(dá)到減輕缺血性腦損傷的目的。馬福春等[15]研究探討丹參多酚酸鹽注射液對(duì)急性腦梗死患者的治療作用。結(jié)果表明，與常規(guī)治療對(duì)照組相比，加用丹參多酚酸鹽治療可以提高臨床治療效果；減輕神經(jīng)功能缺損；并降低患者血清中TNF_α、白細(xì)胞介素6(interleukin_6，IL_6)的含量。羅玉敏等[16]研究探討丹參注射液對(duì)于急性腦梗死患者炎性因子表達(dá)的影響。研究結(jié)果表明，連續(xù)14d靜脈滴注丹參注射液，可以降低患者血清中TNF_α、IL_6、IL_1β的表達(dá)，這提示丹參注射液的急性腦梗死治療作用可能與其抑制機(jī)體炎癥反應(yīng)有關(guān)。上述研究表明，丹參及其活性成分可能通過(guò)減輕機(jī)體炎癥反應(yīng)，發(fā)揮急性腦梗死治療作用。

3 丹參對(duì)氧化應(yīng)激的影響

急性腦梗死后活性氧(reactive oxygen species，ROS)大量生成，與內(nèi)源性抗氧化系統(tǒng)之間的平衡失調(diào)，進(jìn)一步加重腦損傷，而缺血后的血流再灌注可引起ROS水平二次“爆炸式”增加，引起缺血再灌注損傷。因此，抗氧化應(yīng)激治療被認(rèn)為是減輕缺血再灌注損傷的有效手段[17]。病理?xiàng)l件下，腦組織中ROS的主要來(lái)源為線粒體呼吸鏈、腺嘌呤二核苷酸磷酸(nicotinamide adenine dinucleotide phosphate，NAPDH)氧化酶和黃嘌呤氧化酶。過(guò)量的ROS可通過(guò)脂質(zhì)過(guò)氧化、蛋白質(zhì)變性、破壞脫氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid，DNA)直接造成腦組織損傷；通過(guò)激活細(xì)胞內(nèi)信號(hào)通路導(dǎo)致神經(jīng)元凋亡；激活基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinases，MMPs)降解基底膜，破壞血腦屏障；亦可作用于血小板和血管內(nèi)皮細(xì)胞，激活炎性因子，加劇炎癥反應(yīng)；ROS的上述作用相互影響更加劇腦組織損傷[18]。

Cai等[19]應(yīng)用NF_E2相關(guān)因子2(nuclear factor erythroid 2_related factor 2,Nrf2)基因敲除小鼠，探討丹參酮ⅡA的抗缺血再灌注損傷神經(jīng)保護(hù)作用。研究結(jié)果表明，丹參酮ⅡA可改善神經(jīng)功能評(píng)分，減少腦梗死體積，減輕神經(jīng)元凋亡，上述神經(jīng)保護(hù)作用可能是通過(guò)激活Nrf2信號(hào)通路，提高抗氧化酶的表達(dá)，降低氧化應(yīng)激因子的產(chǎn)生而實(shí)現(xiàn)的。Zhang等[20]應(yīng)用人SH_SY5Y神經(jīng)母細(xì)胞瘤細(xì)胞建立過(guò)氧化氫(hydrogen peroxide，H2O2)氧化應(yīng)激損傷細(xì)胞模型，探討丹參中酚酸類(lèi)活性化合物丹酚酸A的神經(jīng)保護(hù)作用及相關(guān)機(jī)制。研究結(jié)果表明，丹酚酸A可以通過(guò)抑制腺苷酸活化蛋白激酶(AMP_activated protein kinase，AMPK)和絲氨酸/蘇氨酸激酶(serine_threonine protein kinase，Akt)信號(hào)通路，提高三磷酸腺苷(adenosine triphosphate，ATP)的產(chǎn)生并維持線粒體膜電位的穩(wěn)定，從而發(fā)揮抗氧化應(yīng)激損傷神經(jīng)保護(hù)作用。Tu等[21]利用大鼠全腦缺血再灌注模型，研究探討丹參多糖提取物(danshen polysaccharides，DSP)的腦保護(hù)作用及相關(guān)機(jī)制。研究結(jié)果表明，DSP預(yù)給藥10d可以明顯抑制大鼠神經(jīng)功能損傷，減少腦梗死面積，減輕腦水腫，降低線粒體ROS的產(chǎn)生，并提高線粒體超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、過(guò)氧化氫酶(catalase,CAT)、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH_Px)的活性，減少丙二醛(malondialdehyde,MDA)的生成。上述結(jié)果提示，DSP可以通過(guò)抑制氧化應(yīng)激損傷，發(fā)揮抗缺血再灌注損傷神經(jīng)保護(hù)作用。上述研究表明，丹參及其活性成分可能通過(guò)抑制氧化應(yīng)激反應(yīng)，發(fā)揮急性腦梗死治療作用。

4 丹參對(duì)興奮性毒性損傷的作用

興奮性毒性損傷是急性腦梗死早期導(dǎo)致細(xì)胞死亡的重要原因。研究表明，腦缺血損傷時(shí)，由于能量代謝失衡、離子泵功能障礙等原因，大腦組織間隙興奮性神經(jīng)遞質(zhì)谷氨酸的濃度迅速升高[22]。過(guò)量的谷氨酸會(huì)導(dǎo)致離子通道受體α_氨基_3_羥基_5_甲基_4_異惡唑受體(α_amino_3_hydroxy_5_methyl_4_isoxazolepropionic acid receptor，AMPAR)以及N_甲基_D_天冬氨酸受體(N_methyl_D_aspartate receptor，NMDAR)的過(guò)度激活，使胞外的鈉離子和鈣離子大量涌入神經(jīng)元。細(xì)胞內(nèi)鈣離子超載會(huì)激活蛋白酶、脂酶、核酶、神經(jīng)元型一氧化氮合酶(neuronal nitric oxide synthase，nNOs)，增加一氧化氮(nitric oxide，NO)、花生四烯酸代謝物和超氧化物的生成，進(jìn)一步導(dǎo)致ATP耗竭、ROS產(chǎn)生、線粒體內(nèi)鈣離子向胞質(zhì)中釋放等，上述級(jí)聯(lián)反應(yīng)最終導(dǎo)致神經(jīng)元的死亡[13,23]。

Cao等[24]應(yīng)用大鼠MCAO模型研究探討丹參活性化合物丹酚酸B鎂的神經(jīng)保護(hù)作用。研究結(jié)果表明，丹酚酸B鎂可以減小腦梗死體積、緩解腦水腫，降低谷氨酸水平；并在提高磷脂酰肌醇3_激酶(phosphatidylinositol 3_kinase，PI3K)/Akt信號(hào)通路活性的同時(shí)，降低凋亡蛋白活化型天冬半胱氨酸特異性蛋白酶3(cleaved caspase_3)的生成；丹酚酸B鎂的上述作用可以被PI3K信號(hào)通路抑制劑LY_294002所逆轉(zhuǎn)。上述結(jié)果提示，丹酚酸B鎂可以通過(guò)P13K/Akt信號(hào)通路，抑制興奮性毒性損傷，減少細(xì)胞凋亡，發(fā)揮抗缺血性腦損傷神經(jīng)保護(hù)作用。袁海建等[25]利用谷氨酸誘導(dǎo)的PC12損傷細(xì)胞為模型，探討丹參水溶性成分丹參素、丹酚酸B的神經(jīng)保護(hù)作用。研究結(jié)果表明，兩者均可劑量依賴性的抑制興奮性毒性損傷導(dǎo)致的細(xì)胞活性的降低、乳酸脫氫酶(lactic dehydrogenase，LDH)漏出的增多及細(xì)胞內(nèi)ROS的積蓄，且丹參素的神經(jīng)保護(hù)活性好于丹酚酸B。上述研究結(jié)果提示，丹參及其活性成分可能通過(guò)抑制興奮性毒性損傷，發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用。

5 丹參對(duì)細(xì)胞凋亡的作用

凋亡是細(xì)胞的程序性死亡，缺血半暗帶內(nèi)的神經(jīng)元凋亡是缺血性腦血管病神經(jīng)元損傷的主要機(jī)制之一，近年來(lái)，凋亡抑制劑的研發(fā)成為此領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)[26]。急性腦梗死發(fā)病過(guò)程中，細(xì)胞內(nèi)鈣離子超載、氧化應(yīng)激損傷、炎癥反應(yīng)等均會(huì)引起神經(jīng)元凋亡。細(xì)胞凋亡主要通過(guò)線粒體途徑和死亡受體途徑實(shí)現(xiàn)，而前者通常是觸發(fā)神經(jīng)元凋亡的關(guān)鍵因素。當(dāng)線粒體接收到凋亡信號(hào)后，受B細(xì)胞淋巴瘤_2(B_cell lymphoma 2，Bcl_2)蛋白家族調(diào)控的線粒體膜通透性會(huì)明顯提高，向細(xì)胞質(zhì)內(nèi)釋放細(xì)胞色素C在內(nèi)的凋亡相關(guān)因子，激活天冬半胱氨酸特異性蛋白酶(caspase)信號(hào)通路，導(dǎo)致神經(jīng)元凋亡[27]。

Guo等[28]研究探討丹參素鈉(sodium danshensu，SDSS)對(duì)腦缺血再灌注損傷的作用和相關(guān)機(jī)制。研究結(jié)果表明，損傷后連續(xù)給予5d SDSS可以降低神經(jīng)功能損傷，并減少凋亡細(xì)胞數(shù)量和腦梗死體積。SDSS的神經(jīng)保護(hù)作用可能是通過(guò)激活PI3K/Akt信號(hào)通路，增加磷酸化絲氨酸/蘇氨酸激酶(phosphorylated_Akt，p_Akt)和磷酸化糖原合酶激酶_3β(phosphorylated_glycogen synthase kinase_3β，p_GSK_3β)的水平，從而調(diào)控凋亡相關(guān)蛋白Bcl_2、Bcl_2相關(guān)X蛋白(Bcl_2 associated X protein,Bax)的表達(dá)，增加Bcl_2/Bax比值，抑制細(xì)胞凋亡實(shí)現(xiàn)的。Yu等[29]利用十字孢堿(一種細(xì)胞凋亡誘導(dǎo)劑)制備大鼠腦皮層神經(jīng)元凋亡模型探討丹參酮ⅡB的神經(jīng)保護(hù)作用。細(xì)胞實(shí)驗(yàn)結(jié)果提示，丹參酮ⅡB預(yù)處理可以劑量依賴性地減輕DNA斷裂；此外，丹參酮ⅡB可以在降低Bax表達(dá)的同時(shí)提高Bcl_2、caspase_3的表達(dá)。上述結(jié)果表明，丹參酮ⅡB可以通過(guò)抑制神經(jīng)元凋亡，發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用。趙永東[30]選取312例患者研究丹參注射液治療的急性腦梗死患者血清可溶性凋亡相關(guān)因子(sFas)和可溶性凋亡相關(guān)因子配體(sFasL)的表達(dá)變化，結(jié)果表明給予丹參注射液治療可以降低患者血清中sFas、sFasL的水平，并提高患者的痊愈率。這提示丹參的急性腦梗死治療作用可能部分是通過(guò)減少神經(jīng)元凋亡實(shí)現(xiàn)的。上述研究為深入闡明丹參及其活性的神經(jīng)保護(hù)作用提供了新的方向。

綜上所述，丹參及其活性成分可通過(guò)調(diào)控血小板功能、抑制炎癥反應(yīng)、減輕氧化應(yīng)激損傷、降低興奮性毒性損傷、抑制細(xì)胞凋亡等方面發(fā)揮抗缺血性腦損傷神經(jīng)保護(hù)作用。并且，其作用不是簡(jiǎn)單的線性關(guān)系，而是似“網(wǎng)絡(luò)”般相互影響。例如大量ROS的產(chǎn)生會(huì)激活炎癥因子，所以其抑制炎性反應(yīng)的作用也可通過(guò)清除自由基而實(shí)現(xiàn)。近年來(lái)，丹參及其活性成分作為傳統(tǒng)中藥已經(jīng)廣泛應(yīng)用于心腦血管等疾病的治療。

但目前對(duì)于丹參及其活性成分在腦梗死中治療作用的相關(guān)機(jī)制研究尚有不足之處。首先，對(duì)于其作用靶點(diǎn)和機(jī)制的研究可進(jìn)一步深入，可考慮應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助藥物分子設(shè)計(jì)技術(shù)，對(duì)于丹參活性化合物的作用靶點(diǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè)，深入探討丹參及其活性成分抗缺血性腦損傷神經(jīng)保護(hù)作用機(jī)制并明確其作用靶點(diǎn)。其次，丹參酮類(lèi)化合物(脂溶性)和丹參酚酸類(lèi)化合物(水溶性)均具有豐富的結(jié)構(gòu)和生物活性多樣性，可進(jìn)一步提取、分離得到更多的丹參單體化合物，探討丹參活性化合物抗缺血性腦損傷神經(jīng)保護(hù)作用的構(gòu)效關(guān)系，評(píng)價(jià)其神經(jīng)保護(hù)活性，闡明其作用機(jī)制，為丹參類(lèi)活性化合物結(jié)構(gòu)改造提供理論依據(jù)，從而為急性腦梗死臨床治療新藥物研發(fā)奠定理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。