中藥對星形膠質(zhì)細胞作用的研究進展*

任嘉彥 尚曉玲

（長春中醫(yī)藥大學(xué)，吉林 長春 130117）

星形膠質(zhì)細胞是中樞神經(jīng)組織中最豐富的神經(jīng)膠質(zhì)細胞成分，到目前為止的研究發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)性星形膠質(zhì)細胞增生和膠質(zhì)瘢痕的形成在多種中樞神經(jīng)系統(tǒng)臨床疾病和結(jié)構(gòu)性病變中出現(xiàn)并發(fā)揮著重要的作用［1］，如多發(fā)性硬化、阿爾茨海默病、帕金森病、病理性神經(jīng)疼痛和腦血管疾病等?，F(xiàn)將近年星形膠質(zhì)細胞的研究文獻綜述如下。

1 對星形膠質(zhì)細胞活性功能研究

星形膠質(zhì)細胞對中樞神經(jīng)損傷和疾病狀態(tài)作出反應(yīng)，稱為反應(yīng)性星形膠質(zhì)細胞增生，這是一個復(fù)雜的、連續(xù)的反應(yīng)過程，從可逆的基因表達和細胞肥大改變到瘢痕形成與永久的組織重組［2］。在中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷中，膠質(zhì)原纖維酸性蛋白（GFAP）是星形膠質(zhì)細胞表達的特異性中間絲蛋白，在中樞神經(jīng)損傷過程中顯著上調(diào)，是反應(yīng)性星形膠質(zhì)細胞的一種生物標志物［3］。研究發(fā)現(xiàn)川芎和赤芍配伍應(yīng)用可提高腦缺血再灌注SD大鼠膠質(zhì)原纖維酸性蛋白（GFAP）和外周血清血管新生因子（VEGF），并可上調(diào)細胞膜上跨膜受體分子蛋白（Notch1）mRNA 表達水平，修復(fù)神經(jīng)元［4］。 在改良的線栓法大腦中動脈阻塞45 min后，再灌注大鼠，制成短暫局灶性腦缺血模型，三七三醇皂苷組GFAP mRNA和蛋白表達明顯升高［5］。通過免疫組化法發(fā)現(xiàn)，線栓法制備的大鼠大腦中動脈閉塞再灌注模型，丹龍醒腦方分別作用上述模型后，GFAP蛋白的平均灰度值減少，Nestin蛋白的平均光密度增加［6］。線栓法大腦中動脈栓塞大鼠模型灌胃給藥15 d，每日給藥1次，消栓腸溶膠囊組大鼠海馬GFAP陽性表達強度降低，凋亡蛋白半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶（Caspase-3）陽性細胞數(shù)減少，差異較模型組明顯［7］。補腎益髓方及其拆方補腎方能升高損傷后星形膠質(zhì)細胞存活率，膠質(zhì)瘢痕中GFAP顯著上調(diào)［8］。腹腔注射川芎嗪注射液對改良雙側(cè)頸總動脈結(jié)扎建立的慢性腦缺血小鼠8周，小鼠海馬組織中的GFAP表達水平明顯下降［9］。李淵淵等實驗結(jié)果提示，麥冬皂苷D在作用細胞72 h、0.005 μg/mL時對細胞增殖作用最強，GFAP+細胞個數(shù)增多，光密度和面密度明顯增加［10］。四逆散 4.936 g/（kg·d）作用于早期慢性應(yīng)激大鼠海馬組織，可使GFAP恢復(fù)至正常水平，改善神經(jīng)元損傷［11］。心腦舒通膠囊的主要成分為蒺藜總皂苷，能降低星形膠質(zhì)細胞過度活化，抑制GFAP表達［12］。補益腎精，溫養(yǎng)陽氣，助以活血通絡(luò)治法指導(dǎo)下的芪仙通絡(luò)方可早期活化星形膠質(zhì)細胞，促進腦內(nèi)腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子（BDNF）的分泌釋放［13］。

2 對神經(jīng)元提供代謝營養(yǎng)支持的影響

谷氨酸是中樞興奮性神經(jīng)遞質(zhì)，在生理狀態(tài)下，谷氨酸對神經(jīng)元的分化、中樞神經(jīng)元的發(fā)育，神經(jīng)細胞-膠質(zhì)細胞耦聯(lián)，長時程增強效應(yīng)以及記憶認知的形成有重要作用。星形膠質(zhì)細胞釋放的ATP能夠影響Ca2+信號，降低谷氨酸能神經(jīng)元內(nèi)鈣波的幅度和頻率［14］，進而影響能量代謝。

由銀杏葉和蜜環(huán)菌組合而成的銀杏蜜環(huán)口服溶液在大鼠多發(fā)性動脈硬化模型中，實驗結(jié)果顯示，與模型組比較，腦內(nèi)谷氨酸顯著下降，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義，銀杏蜜環(huán)口服溶液可降低中樞神經(jīng)元損傷［15］。在以Aβ25-35損傷星形膠質(zhì)細胞為模的阿爾茨海默病實驗中，應(yīng)用Wnt5a的抑制劑sPRF作為對照，結(jié)果顯示2倍活血榮絡(luò)方大鼠血清能有效提高星形膠質(zhì)細胞Wnt5a、Fz5、CaMKⅡ的表達，CaMKⅡ是一種鈣依賴性的蛋白激酶，與學(xué)習(xí)記憶密切相關(guān)［16］。原代大鼠星形膠質(zhì)細胞，何首烏苷預(yù)處理星形膠質(zhì)細胞24 h后，再加入奧沙利鉑10 μmol/L共同作用24 h，結(jié)果顯示細胞凋亡率和Caspase-3活性下降，而線粒體膜電位上升，提示何首烏苷可能抑制細胞凋亡［17］。

3 對星形膠質(zhì)細胞分泌細胞因子研究

星形膠質(zhì)細胞介導(dǎo)的中樞神經(jīng)系統(tǒng)炎癥在多種疾病中起著重要作用，如神經(jīng)病理性疼痛、阿爾茲海默癥等。

LPS可誘導(dǎo)星形膠質(zhì)細胞活化，分泌白細胞介素-1β（IL-1β）、白細胞介素-6（IL-6）、腫瘤壞死因子-α（TNF-α）等致炎細胞因子水平顯著升高，張冷等在LPS誘導(dǎo)的星形膠質(zhì)細胞實驗中發(fā)現(xiàn)，1 μmol/L、10 μmol/L 均可顯著降低 IL-1β，IL-6和 TNF-α 蛋白、NF-κB p65蛋白表達水平［18］。新生SD大鼠腦皮層原代，在糖氧剝奪再灌注條件下，發(fā)現(xiàn)20 μmol/L姜黃素可使細胞活力明顯增高，細胞載脂蛋白E（APOE）的表達上調(diào)［19］。β-細辛醚為石菖蒲的主要有效成分，在RTCA構(gòu)建RA-h/PC12共培養(yǎng)體系下以Aβ1-42誘導(dǎo)星形膠質(zhì)細胞發(fā)現(xiàn)，55.5 mg/L β-細辛醚能顯著降低星形膠質(zhì)細胞培養(yǎng)液中IL-1β，TNF-α的水平；166.7 mg/L β-細辛醚能促進腦源性神經(jīng)生長因子的釋放［20］，β-細辛醚對Aβ1-42誘導(dǎo)的星形膠質(zhì)細胞損傷有保護作用。藁本內(nèi)酯能抑制被脂多糖活化的原代星形膠質(zhì)細胞分泌 IL-1β、TNF-α 以及 IL-6 mRNA 的表達［21］。 郭建超等在線栓法大鼠大腦中動脈栓塞實驗研究中表明，經(jīng)補陽還五湯治療后，星形膠質(zhì)細胞分泌細胞因子IL-1β減少，IL-10增加［22］。麥冬皂苷能上調(diào)氧糖剝奪/復(fù)氧新生大鼠離體星形膠質(zhì)細胞分泌血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）［10］。

4 對星形膠質(zhì)細胞參與突觸可塑性的研究

星形膠質(zhì)細胞是組成突觸不可缺少的部分，是神經(jīng)元間信號傳導(dǎo)的重要結(jié)構(gòu)。在細胞內(nèi)外環(huán)境變化下，星形膠質(zhì)細胞通過改變自身的結(jié)構(gòu)特征來應(yīng)對損傷刺激，這就是星形膠質(zhì)細胞可塑性。主要通過改變細胞數(shù)目、胞體體積、突起的變化以及與神經(jīng)元之間的空間體積、排布、覆蓋情況，來調(diào)節(jié)神經(jīng)元的分泌、傳導(dǎo)等，對大腦的學(xué)習(xí)記憶等認知功能有非常重要的作用。

在皮質(zhì)酮誘導(dǎo)的抑郁樣小鼠模型實驗研究表明，25 mg/（kg·d）和 50 mg/（kg·d）劑量的人參總皂苷可以逆轉(zhuǎn)海馬GFAP陽性星形膠質(zhì)細胞總數(shù)的減少，50 mg/（kg·d）劑量可減輕星形膠質(zhì)細胞突起長度和體細胞體積的減少，改善海馬星型膠質(zhì)細胞結(jié)構(gòu)可塑性損傷，保護海馬神經(jīng)元［23］。六味地黃苷糖連續(xù)灌胃雌性BALB/c小鼠14 d，腹腔注射脂多糖4 h后，小鼠海馬DG區(qū)興奮性突觸后電位降低，小鼠長時程增強（LTP）減弱，表明六味地黃苷糖可能對抑郁樣小鼠突觸的可塑性損傷具有保護作用［24］。

5 對星形膠質(zhì)細胞調(diào)節(jié)信號傳導(dǎo)通路表達研究

馬艷霞等發(fā)現(xiàn)，山茱萸活性成分馬錢苷、莫諾苷處理D-半乳糖致衰的體外乳大鼠大腦皮層星形膠質(zhì)細胞后，可引起星形膠質(zhì)細胞內(nèi)MEK1/2、ERK1/2迅速磷酸化，活化的ERK可將胞外的神經(jīng)營養(yǎng)信號傳遞至核內(nèi)，調(diào)節(jié)神經(jīng)細胞的存活、分化以及基因表達，所以推測馬錢苷、莫諾苷可能是通過MEK/ERK介導(dǎo)的信號通路，發(fā)揮提高衰老細胞的抗氧化作用［25］。王偉等研究表明，丹皮酚能糾正星形膠質(zhì)細胞 NF-κB（p65）、IκBα蛋白和IκBα磷酸化異常水平。IκBα/NF-κB信號通路調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)和免疫基因表達［26］，當細胞受到炎癥信號刺激時，NF-κB的抑制蛋白IκBα受到上游激酶作用發(fā)生磷酸化并降解，隨后NF-κB活化并進入胞核內(nèi)，發(fā)揮調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄表達的功能，而丹皮酚可能通過抑制IκBα/NF-κB信號通路發(fā)揮對星形膠質(zhì)細胞炎癥反應(yīng)的作用。在反應(yīng)性星形膠質(zhì)細胞條件下，p38 MAPK信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路聯(lián)通了細胞外刺激與細胞內(nèi)轉(zhuǎn)錄和基因表達，參與了炎癥，細胞損傷及凋亡過程，是最終形成膠質(zhì)瘢痕的重要原因。阿魏酸是中藥川芎、當歸的有效單體成分，氧糖剝奪前24 h加入阿魏酸鈉，可抑制磷酸化p38 MAPK和活化的Caspase-3蛋白增加［27］。陳瑤等以Aβ25-35損傷星形膠質(zhì)細胞為模，應(yīng)用Wnt5a的抑制劑sPRF作為對照，實驗結(jié)果表明2倍活血榮絡(luò)方大鼠血清能有效提高星形膠質(zhì)細胞Wnt5a、Fz5、CaMKⅡ的表達，Wnt5a-Fz5-CaMKⅡ通路的激活，對減少神經(jīng)毒性的沉積、保護神經(jīng)細胞損傷、減緩阿爾茨海默病的進一步發(fā)展具有顯著作用［16］。

6 對星形膠質(zhì)細胞水通道蛋白的影響

在星形膠質(zhì)細胞膜中存在著腦內(nèi)主要的水通道，水通道蛋白-4（AQP4）。在人類中，AQP4在水腫性腦腫瘤和腦挫傷、細菌性腦膜炎和梗死腦周圍的星形膠質(zhì)細胞中上調(diào)。在嚙齒類動物中，星形膠質(zhì)細胞中AQP4的表達在低鈉血癥、梗死周圍、腦損傷和甘露醇給藥后升高。腦外傷后低鈉血癥合并腦挫裂傷后，AQP4表達下調(diào)。AQP4表達在腦不同區(qū)域的變化方向可能是水腫液形成或吸收的代償性反應(yīng)。

大鼠在低壓低氧條件下，可致腦水腫，AQP4、NF-κB、MAPK信號通路磷酸化水平明顯升高，葛根素干預(yù)后，可使上述水平降低［28］。用Feeney自由落體墜擊法制備大鼠創(chuàng)傷性腦損傷模型，腹腔注射大黃的主要活性成分大黃鞣質(zhì)，給藥組大鼠AQP4和GFAP的陽性細胞數(shù)明顯減少，且陽性細胞表達評分明顯低于模型組各亞組［29］。 李盟研究表示，0.001 μmol/mL 黃芪甲苷干預(yù)原代培養(yǎng)的SD大鼠星形膠質(zhì)細胞氧糖剝奪缺氧 3 h，AQP-4 蛋白表達明顯降低［30］。

7 小 結(jié)

綜上所述，通過大量動物實驗、細胞實驗等研究發(fā)現(xiàn)，中藥有效單體成分三七三醇皂苷、麥冬皂苷D、何首烏苷、姜黃素、β-細辛醚、藁本內(nèi)酯、馬錢苷、莫諾苷、丹皮酚、阿魏酸、人參皂苷、黃芪甲苷、葛根素、大黃鞣質(zhì)等；中藥復(fù)方丹龍醒腦方、補腎益髓方及其拆方補腎方、四逆散、芪仙通絡(luò)方、活血榮絡(luò)方、補陽還五湯等；中成藥消栓腸溶膠囊、銀杏蜜環(huán)口服溶液、川芎嗪注射液等，可以多層次、多靶點調(diào)節(jié)影響星形膠質(zhì)細胞，包括對星形膠質(zhì)細胞的活性、營養(yǎng)代謝、分泌細胞因子、突觸可塑性、信號傳導(dǎo)通路、水通道蛋白等發(fā)揮作用。分析上述藥物發(fā)現(xiàn)，三七、川芎、姜黃、大黃、藁本、石菖蒲均具有理氣活血化瘀功效；麥冬、何首烏、當歸、山茱萸肉、人參、黃芪均具有補虛的功效，中藥復(fù)方也遵循補虛和活血通絡(luò)治法。可知在治療中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病如腦梗死、腦動脈硬化、腦乏氧、阿爾茨海默病、多發(fā)性硬化、帕金森病、腦水腫等時，治法上可從虛、實兩方面入手，虛證多以補氣養(yǎng)血和補益腎精為主，實證多以行氣活血、化瘀通絡(luò)為主，用藥上，虛，可用人參、當歸、黃芪補氣養(yǎng)血，何首烏、山茱萸肉益腎填髓；實，可用三七、川芎、姜黃等行氣活血、化瘀通絡(luò)。

但也存在以下問題。一方面，目前以中醫(yī)基礎(chǔ)理論為指導(dǎo)、辨證地進行藥物配伍的研究還較少，研究多局限在藥物的單一有效成分上，有效成分如何安全有效地應(yīng)用到臨床還需進一步研究。另一方面，在對星形膠質(zhì)細胞活性研究方面，反應(yīng)性星形膠質(zhì)細胞在不同刺激下，可導(dǎo)致GFAP相似程度上的表達，但在轉(zhuǎn)錄組譜和細胞功能上卻有實質(zhì)的不同變化。所以不能簡單地認為細胞肥大和GFAP表達的上調(diào)等同，研究者有必要確定在特定情況下星形膠質(zhì)細胞反應(yīng)性的功能意義。因此，中醫(yī)藥對星形膠質(zhì)細胞的研究還需進一步探索。