帕金森病相關(guān)細(xì)胞信號(hào)通路及中醫(yī)藥干預(yù)作用的研究進(jìn)展

畢殿勇，張 蕾，王 利，何建成

帕金森病(Parkinson′s disease，PD)屬中老年常見(jiàn)的慢性、退行性中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病，目前我國(guó)約有500萬(wàn)例帕金森病病人，隨著我國(guó)人口老齡化的加速，其發(fā)病率將會(huì)逐年遞增。帕金森病屬病因尚未十分清楚的中樞神經(jīng)退行性疾病，流行病學(xué)資料證實(shí)遺傳、環(huán)境、毒素等多種因素與帕金森病發(fā)病關(guān)系密切[1-2]。實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)某些細(xì)胞信號(hào)通路功能異常和帕金森病的發(fā)病關(guān)系密切[3-4]，中醫(yī)藥可通過(guò)調(diào)控相關(guān)細(xì)胞信號(hào)通路激活而發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用[5]。為進(jìn)一步闡明中醫(yī)藥干預(yù)帕金森病相關(guān)細(xì)胞信號(hào)通路的作用機(jī)制，探討中醫(yī)藥治療帕金森病的分子生物學(xué)基礎(chǔ)，現(xiàn)將近年來(lái)發(fā)現(xiàn)的與帕金森病發(fā)病密切相關(guān)的細(xì)胞信號(hào)通路及其中醫(yī)藥干預(yù)研究進(jìn)行綜述。

1 帕金森病相關(guān)細(xì)胞信號(hào)通路研究

1.1 絲裂原活化蛋白激酶信號(hào)通路(MAPK)/細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶(ERK)信號(hào)通路研究 MAPK由MAP3K-MAP2K-MAPK三個(gè)層次順序的激酶組件構(gòu)成，該信號(hào)通路負(fù)責(zé)將細(xì)胞因子、神經(jīng)遞質(zhì)等細(xì)胞外刺激信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)到細(xì)胞核內(nèi)，參與調(diào)控靶細(xì)胞的炎癥、細(xì)胞凋亡等病變過(guò)程。ERK信號(hào)通路屬M(fèi)APK 信號(hào)通路重要分支，研究發(fā)現(xiàn)ERK通路由ERK1～ERK5亞族組成，該通路通過(guò)調(diào)節(jié)相關(guān)炎性因子的表達(dá)在帕金森病等神經(jīng)退行性疾病中發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用。Kim等[6]研究發(fā)現(xiàn)在活性氧簇(reactive oxygen species，ROS)、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)等刺激下p38絲裂原活化蛋白激酶(p38MAPK)信號(hào)通路可被激活，進(jìn)一步誘發(fā)炎癥及細(xì)胞凋亡等病理改變。張作鳳等[7]研究發(fā)現(xiàn)在ERK1/2信號(hào)通路被激活的同時(shí)核因子-κB p65(NF-κB p65)免疫陽(yáng)性細(xì)胞和蛋白的表達(dá)水平顯著升高，酪氨酸羥化酶(tyrosine hydroxylase，TH)陽(yáng)性神經(jīng)元數(shù)目顯著減少 。

1.2 核因子-κB(NF-κB)信號(hào)通路研究 NF-κB家族組成主要包括p50(NF-κB1)、p52(NF-κB2)、Rel(c-Rel)、Rel-A(p65)和 Rel-B，該通路通過(guò)多種生物學(xué)機(jī)制調(diào)節(jié)機(jī)體免疫應(yīng)答、炎癥及細(xì)胞凋亡等生理、病理反應(yīng)。有研究發(fā)現(xiàn)LRRK2基因表達(dá)異?？山档驼T導(dǎo)型多能干細(xì)胞(induced pluripotent stem cell，iPSC)神經(jīng)元α-syn表達(dá)含量，抑制NF-κB p65核易位和/或下游轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)[8]。王小力[9]研究發(fā)現(xiàn)黑質(zhì)定位注射RAGE siRNA慢病毒干擾帕金森病小鼠晚期糖基化蛋白產(chǎn)物受體(receptor for advanced glycation end products，RAGE)表達(dá)，可下調(diào)黑質(zhì)IκB等磷酸化水平，抑制NF-κB信號(hào)通路激活及炎性因子環(huán)氧化酶-2(COX-2)的合成與釋放。王茜等[10]研究發(fā)現(xiàn)在p38 MAPK信號(hào)通路活化條件下NF-κB信號(hào)通路可被級(jí)聯(lián)激活，進(jìn)而上調(diào)小鼠黑質(zhì)NF-κB等炎性因子表達(dá)水平。Park等[11]研究發(fā)現(xiàn)積雪草酸(asiatic acid，AA)可顯著抑制甲基苯丙胺誘導(dǎo)的模型細(xì)胞NF-κB/STAT3信號(hào)通路核易位及ERK磷酸化，下調(diào)促凋亡蛋白Bax的表達(dá)，上調(diào)抑凋亡蛋白Bcl-xL的表達(dá)。

1.3 核因子E2相關(guān)因子2(Nrf2)/抗氧化反應(yīng)元件(ARE)信號(hào)通路研究 Nrf2/ARE信號(hào)通路主要參與調(diào)節(jié)機(jī)體細(xì)胞氧化應(yīng)激反應(yīng)，該信號(hào)通路通過(guò)調(diào)節(jié)神經(jīng)元抗氧化酶及相關(guān)基因的表達(dá)等機(jī)制參與神經(jīng)系統(tǒng)病理改變[12-13]。Jeong等[14]研究發(fā)現(xiàn)Nrf2通過(guò)結(jié)合ARE而調(diào)節(jié)脂多糖(lipopolysaccaride，LPS)處理的星形膠質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)錄活性，參與血紅素加氧酶-1(heme oxygenase-1，HO-1)表達(dá)，提高神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞抗氧化應(yīng)激能力。韓民興[15]研究發(fā)現(xiàn)n-3不飽和脂肪酸(n-3 polyunsaturated fatty acids，n-3 PUFAs)通過(guò)激活Nrf2-ARE通路，提升Nrf2蛋白表達(dá)，抑制受損黑質(zhì)區(qū)小膠質(zhì)細(xì)胞和星形細(xì)胞的激活及氧化應(yīng)激所致神經(jīng)元損傷。Hou等[16]研究證實(shí)硫辛酰胺(lipoamide，LM)可通過(guò)促進(jìn)Nrf2表達(dá)水平升高，提升Nrf2介導(dǎo)的抗氧化及解毒酶的活性等機(jī)制發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用。

1.4 磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)/蛋白激酶B/(Akt)信號(hào)通路研究 PI3K/Akt信號(hào)通路廣泛存在于多種哺乳動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)，參與調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖、存活及炎癥等病理生理過(guò)程。研究發(fā)現(xiàn)PI3K/Akt信號(hào)通路被激活可顯著提升細(xì)胞內(nèi)超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)的含量[17]。Hu等[18]研究發(fā)現(xiàn)1-甲基-4-苯基-1，2，3，6-四氫吡啶(MPTP)可顯著抑制PI3K/Akt 信號(hào)通路相關(guān)蛋白磷酸化，調(diào)控細(xì)胞自噬，增強(qiáng)其對(duì)多巴胺能神經(jīng)元毒性的作用。龐霖霖等[19]研究證實(shí)PI3K/Akt信號(hào)通路在炎癥反應(yīng)中具有抑制作用，通過(guò)LY294002(LY)抑制PI3K/Akt 信號(hào)通路激活可促進(jìn)BV2小膠質(zhì)細(xì)胞Nurr1基因及白細(xì)胞介素-4(IL-4)、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β(TGF-β)等抗炎因子表達(dá)。

2 中醫(yī)藥干預(yù)帕金森病相關(guān)細(xì)胞信號(hào)通路研究

2.1 中醫(yī)藥干預(yù)帕金森病MAPK/ERK信號(hào)通路研究 實(shí)驗(yàn)研究表明中醫(yī)藥具有調(diào)控MAPK/ERK信號(hào)通路信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，下調(diào)帕金森病相關(guān)基因、蛋白表達(dá)的作用。張大燕等[20]研究表明天麻水煎液通過(guò)抑制凋亡相關(guān)p38 MAPK細(xì)胞信號(hào)通路激活，降低帕金森病小鼠癌基因fos(c-fos)、p38 MAPK等基因表達(dá)。劉飛等[21]研究發(fā)現(xiàn)香椿子多酚(PTSS)通過(guò)抑制p38 MAPK信號(hào)通路激活，下調(diào)NF-κB p65、COX-2表達(dá)等機(jī)制發(fā)揮保護(hù)帕金森病模型細(xì)胞的作用。王勝男[22]研究發(fā)現(xiàn)甘松新酮具有阻斷JNK/p38 MAPK信號(hào)通路激活及抑制C-Jun氨基末端激酶(JNK)/p38 MAPK蛋白磷酸化等作用，通過(guò)下調(diào)ROS蛋白表達(dá)發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用。王述菊等[23-24]研究表明針刺風(fēng)府、太沖穴可顯著抑制帕金森病大鼠黑質(zhì)MAPK/ERK信號(hào)通路激活，抑制相關(guān)蛋白ERK、p38 MAPK磷酸化，下調(diào)炎性因子COX-2、TNF-α的表達(dá)水平。

2.2 中醫(yī)藥干預(yù)帕金森病NF-κB信號(hào)通路研究 Xu等[25]研究發(fā)現(xiàn)藍(lán)萼乙素(gtaucocalyxin B，GLB)通過(guò)調(diào)節(jié)帕金森病大鼠紋狀體神經(jīng)元Toll樣受體(TLR)/NF-κB信號(hào)通路激活，抑制LPS誘導(dǎo)的神經(jīng)炎性病變。汪俊博[26]研究發(fā)現(xiàn)桃葉珊瑚可作用于NF-κB的p65位點(diǎn)，抑制該信號(hào)通路激活，減少黑質(zhì)區(qū)炎性細(xì)胞數(shù)目。李夢(mèng)楠等[27]研究發(fā)現(xiàn)姜黃素具有降低帕金森病大鼠BV2細(xì)胞糖基化受體(RAGE)/NF-κB相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄水平，下調(diào)炎性因子TNF-α、誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(iNOS)表達(dá)等作用。凃乾等[28]研究發(fā)現(xiàn)電針具有抑制黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元NF-κB信號(hào)通路激活，提升黑質(zhì)TH陽(yáng)性細(xì)胞計(jì)數(shù)及蛋白含量的作用。

2.3 中醫(yī)藥干預(yù)帕金森病Nrf2/ARE信號(hào)通路研究 有實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)中醫(yī)藥可通過(guò)調(diào)控Nrf2/ARE信號(hào)通路調(diào)節(jié)炎癥、凋亡相關(guān)細(xì)胞因子表達(dá)。張輝等[29]研究發(fā)現(xiàn)銀杏葉提取物具有激活Nrf2/ARE信號(hào)通路，提升黑質(zhì)部TH、Nrf2表達(dá)水平，降低黑質(zhì)丙二醛(MDA)含量的作用。趙小武[30]研究證實(shí)姜黃素可激活Nrf2/ARE信號(hào)通路，上調(diào)HO-1、γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶表達(dá)水平。李兵等[31]研究發(fā)現(xiàn)葛根素具有促進(jìn)過(guò)氧化氫(H2O2)預(yù)處理BV2細(xì)胞Nrf2轉(zhuǎn)位，上調(diào)谷氨酰半胱氨酸連接酶催化亞基(GCLC)基因及HO-1蛋白表達(dá)水平，提升SOD酶活性等作用。郭云霞[32]研究證實(shí)補(bǔ)腎活血顆?？娠@著提升帕金森病大鼠黑質(zhì)-紋狀體Nrf2表達(dá)水平，抑制黑質(zhì)、紋狀體二價(jià)金屬離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋1蛋白(divalent metal transporter 1，DMT1)表達(dá)。

2.4 中醫(yī)藥干預(yù)帕金森病PI3K/Akt信號(hào)通路研究 有實(shí)驗(yàn)研究表明中醫(yī)藥可通過(guò)不同的作用途徑干預(yù)PI3K/Akt信號(hào)通路及帕金森病病變進(jìn)程。龔小鋼[33]研究發(fā)現(xiàn)大補(bǔ)陰丸能顯著提高帕金森病模型細(xì)胞內(nèi)DJ-1蛋白表達(dá)水平，促進(jìn)PI3K/Akt信號(hào)通路激活，增強(qiáng)線(xiàn)粒體及線(xiàn)粒體Complex Ⅰ活性。葛科立[34]研究發(fā)現(xiàn)人參皂苷Rg1可通過(guò)激活PI3K/Akt/ERK信號(hào)通路，上調(diào)模型細(xì)胞TH、Bcl-2、Akt表達(dá)等機(jī)制抑制細(xì)胞凋亡。Chen等[35]研究發(fā)現(xiàn)使用LY294002阻斷PI3K/Akt信號(hào)通路可降低帕金森病小鼠紋狀體多巴胺(DA)含量及黑質(zhì)酪氨酸羥酶-免疫反應(yīng)陽(yáng)性(TH-IR)神經(jīng)元數(shù)目，應(yīng)用淫羊藿苷干預(yù)則產(chǎn)生相反的效果。胡聃等[36]研究證實(shí)復(fù)方地黃顆?？纱龠M(jìn)帕金森病大鼠PI3K/Akt信號(hào)通路的激活，下調(diào)促凋亡Bax蛋白含量表達(dá)。

3 小結(jié)與展望

帕金森病發(fā)病與多種細(xì)胞信號(hào)通路相關(guān)，隨著分子生物學(xué)研究的不斷進(jìn)展，對(duì)帕金森病相關(guān)細(xì)胞信號(hào)通路的認(rèn)識(shí)也不斷加深。目前，中醫(yī)藥干預(yù)帕金森病的機(jī)制研究多側(cè)重于某一單一信號(hào)通路，帕金森病的病因及發(fā)病機(jī)制十分復(fù)雜，往往涉及多種細(xì)胞信號(hào)通路的功能異常。臨床及實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)中醫(yī)藥可通過(guò)多靶點(diǎn)途徑在帕金森病發(fā)病過(guò)程中發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用[37-38]。故闡明中醫(yī)藥干預(yù)帕金森病多種細(xì)胞信號(hào)通路的作用機(jī)制，在中醫(yī)藥領(lǐng)域?qū)ふ铱捎行Ц深A(yù)帕金森病相關(guān)細(xì)胞信號(hào)通路的抑制劑(或激活劑)將成為現(xiàn)階段中醫(yī)藥干預(yù)帕金森病機(jī)制研究的熱點(diǎn)之一。