芍藥苷對(duì)中樞神經(jīng)保護(hù)作用的研究進(jìn)展

趙軍，楊佩瑤

(1.臨沂市人民醫(yī)院，山東 臨沂；2.咸陽(yáng)市第一人民醫(yī)院，陜西 咸陽(yáng))

0 引言

芍藥(Paeonia lactiflora Pall.)屬毛茛科多年生草本植物，原產(chǎn)地位于東南亞，是一種知名的中藥材。1963 年，人們首先從芍藥根中提取出芍藥苷(paeoniflorin)，并發(fā)現(xiàn)其為芍藥中發(fā)揮藥理作用的主要成分。1998 年首次將芍藥總苷作為類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎緩解藥物進(jìn)入市場(chǎng)，其中芍藥苷是最主要的生物活性物質(zhì)[1]。近年來(lái)多項(xiàng)研究表明，芍藥苷可以通過(guò)抗炎、抗氧化、抗凋亡等作用，有效治療各種神經(jīng)損傷相關(guān)性疾病。本文旨在對(duì)目前國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)中神經(jīng)保護(hù)藥物芍藥苷的相關(guān)研究及其結(jié)果進(jìn)行綜述，以期為芍藥苷在神經(jīng)系統(tǒng)相關(guān)疾病中的利用提供依據(jù)，同時(shí)提升西方國(guó)家對(duì)中藥的認(rèn)可。

1 芍藥苷簡(jiǎn)介及其提取工藝

根據(jù)加工方式的不同，芍藥可分為白芍和赤芍。我國(guó)傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)認(rèn)為，白芍可治療頭暈、肢體痙攣、月經(jīng)不調(diào)和自汗等癥狀；而赤芍具有活血化瘀、清熱涼血功效。除單獨(dú)應(yīng)用外，芍藥還常與與其他草藥聯(lián)合，制作當(dāng)歸芍藥散和芍藥甘草湯、舒肝散、復(fù)方逍遙散和柴胡疏肝湯等。秦亞?wèn)|[2]等考察了乙醇、甲醇以及水煮、回流提取、超聲提取等方式，以芍藥苷含量為指標(biāo)，對(duì)安徽亳州市白芍種植基地、內(nèi)蒙多倫縣境內(nèi)所產(chǎn)赤芍中芍藥苷的含量進(jìn)行測(cè)定，并進(jìn)行方差分析，結(jié)果表明白芍與赤芍之間芍藥苷的含量存在顯著性差異，白芍中芍藥苷的含量顯著性高于赤芍藥材芍藥苷的含量。但是白芍與赤芍在芍藥苷含量上的差異原因是多面的，還包括如地域、采收年限、炮制工藝等等影響因素[2]。

芍藥苷化學(xué)結(jié)構(gòu)式

白芍中含有的單萜苷類(lèi)、三萜類(lèi)、甾體類(lèi)、黃酮類(lèi)、鞣質(zhì)類(lèi)、多糖等多種化學(xué)成分[3]，如何在低成本的條件下得到更多的芍藥苷，對(duì)于更高效且底副作用的利用芍藥苷至關(guān)重要。劉芳等[4]考查了乙醇濃度、溶劑倍量、提取次數(shù)以及提取時(shí)間這四個(gè)因素得出，7 倍量的70%的乙醇回流提取2 次，每次提取時(shí)間為2 小時(shí)，這是對(duì)于芍藥苷提取率的影響最佳工藝條件。而另有學(xué)者[5]用12 倍的50%乙醇回流提取，共提取2 次，每次1 小時(shí)是最佳工藝時(shí)間。芍藥苷可以由多種工藝提取，例如乙醇回流提取、超聲提取和超臨界提取法等，但總體來(lái)說(shuō)目前大多研究的是乙醇回流的提取工藝，這源于乙醇回流法提取成分有著更高的提取率，成本低，產(chǎn)出成品純度較高，并且提取設(shè)備許多工廠具備，有利于大批量生產(chǎn)。

2 芍藥苷與神經(jīng)損傷相關(guān)疾病

2.1 芍藥苷對(duì)糖尿病性視網(wǎng)膜病變保護(hù)作用

有“不死癌癥”之稱(chēng)糖尿病正在成為全球性的流行性疾病，患病人數(shù)從1980 年的1.08 億，到2017 年約為4.25 億，預(yù)估2045年為6.29 億。糖尿病威脅患者生存質(zhì)量的原因主要為各種并發(fā)癥，在眼部就可引起白內(nèi)障、新生血管性青光眼和眼底病變等多種并發(fā)癥，其中最主要且最嚴(yán)重的為糖尿病性視網(wǎng)膜病變。糖尿病性視網(wǎng)膜病變是造成全球患者視力損傷和失明的主要原因，2012 年約0.93 億，這其中還不包括0.28 億的視力威脅患者。

高血糖等多種損傷因素作用于視網(wǎng)膜后，可引起各種膠質(zhì)細(xì)胞再生修復(fù)，其中Müller 細(xì)胞占視網(wǎng)膜膠質(zhì)細(xì)胞的90%左右，貫穿視網(wǎng)膜全層，具有支持及營(yíng)養(yǎng)視網(wǎng)膜神經(jīng)元的作用，Müller 細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能異常與糖尿病性視網(wǎng)膜病變關(guān)系密切[6,7]。

有學(xué)者將芍藥苷應(yīng)用于糖尿病性視網(wǎng)膜病變的大鼠以檢測(cè)其是否有治療作用。該實(shí)驗(yàn)[8]選用雄性大鼠40 只，隨機(jī)分為對(duì)照組、糖尿病組、芍藥苷組和二甲雙胍對(duì)照組，每組10 只。后3 組大鼠采用腹腔注射鏈脲佐菌素，72h 后檢測(cè)尾靜脈血糖。將血糖濃度＞16.7mmol/L的大鼠作為糖尿病模型。芍藥苷組給于芍藥苷(60mg/kg)灌胃治療，每日2 次。二甲雙胍組給予二甲雙胍(20mg/kg·d)灌胃。其余組等劑量生理鹽水灌胃。12 周后，檢測(cè)結(jié)果表明與對(duì)照組相比，糖尿病組血糖明顯升高且均＞16.7mmol/L，視網(wǎng)膜神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)表達(dá)及谷氨酸含量明顯升高，膠質(zhì)細(xì)胞谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)體、谷氨酰胺表達(dá)明顯下降，并且有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；而與糖尿病組相比，芍藥苷組和二甲雙胍組血糖均有下降，視網(wǎng)膜神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)表達(dá)及谷氨酸含量明顯下降，膠質(zhì)細(xì)胞谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)體、谷氨酰胺表達(dá)明顯升高，同樣有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。視網(wǎng)膜神經(jīng)膠質(zhì)酸性蛋白是膠質(zhì)細(xì)胞特有的標(biāo)志性蛋白，只有當(dāng)Müller 細(xì)胞異常時(shí)可見(jiàn)其表達(dá)[9]。該研究認(rèn)為，芍藥苷可能通過(guò)降低大鼠血糖及抑制膠質(zhì)細(xì)胞活化，上調(diào)膠質(zhì)細(xì)胞谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)體、谷氨酰胺合成酶表達(dá)，降低視網(wǎng)膜谷氨酸含量，提示芍藥苷對(duì)糖尿病大鼠視網(wǎng)膜具有的保護(hù)作用。

2.2 芍藥苷對(duì)視神經(jīng)擠壓傷的保護(hù)作用

隨著人們對(duì)交通工具越來(lái)越頻繁的使用，以及建筑業(yè)的蓬勃發(fā)展，因車(chē)禍傷和建筑工傷所致的顱腦外傷的發(fā)生較從前明顯增多。顱腦外傷波及眼眶可造成視神經(jīng)擠壓傷[10]。視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的神經(jīng)纖維源于第二對(duì)顱神經(jīng)，形成視神經(jīng)，自大腦延伸并包裹以腦膜。視神經(jīng)的四分之一位于顱神經(jīng)管內(nèi)，這部分是最易受到顱骨碎片損傷或顱腦揮鞭傷所致視神經(jīng)擠壓傷害。目前我國(guó)縣級(jí)醫(yī)院眼科門(mén)診和住院患者中機(jī)械性眼外傷占有重要比例，出院時(shí)確定眼外傷盲位居首位[11]。視神經(jīng)擠壓傷后可立即出現(xiàn)視力和視野的嚴(yán)重?fù)p傷，雖然通過(guò)手術(shù)治療能解除骨折碎片或眶、顱內(nèi)腫物對(duì)視神經(jīng)的壓迫，以及應(yīng)用糖皮質(zhì)激素減輕神經(jīng)水腫，但眾多病例經(jīng)過(guò)積極治療之后其視覺(jué)功能仍不能恢復(fù)，甚至最終以視神經(jīng)萎縮而失明。因此，神經(jīng)損傷后神經(jīng)纖維的修復(fù)和視功能的重建仍是治療中的難題。

作為顱腦的延續(xù)，視神經(jīng)在結(jié)構(gòu)與功能上與中樞神經(jīng)系統(tǒng)都極為相似，有研究發(fā)現(xiàn)芍藥苷對(duì)顱腦損傷有一定保護(hù)作用。為了評(píng)價(jià)芍藥苷對(duì)視神經(jīng)擠壓傷的作用，Li J 等[12]將16 只棕色挪威大鼠隨機(jī)分為兩組，一組8 只。一組應(yīng)用芍藥苷，即將2mg 芍藥苷注射入大鼠腹膜，每日注射一次，共注射8 天。另一組為對(duì)照組，給予等量的生理鹽水注射。在第一次注射后的第2 天進(jìn)行視神經(jīng)損傷模型的制作：用鑷子將大鼠左眼視神經(jīng)進(jìn)行30 秒的擠壓傷，右眼進(jìn)行對(duì)照。于視神經(jīng)擠壓傷后第5 天進(jìn)行逆行熒光金標(biāo)記神經(jīng)節(jié)標(biāo)記。之后將整個(gè)視網(wǎng)膜進(jìn)行平鋪，用熒光顯微鏡計(jì)數(shù)擠壓傷后存活的神經(jīng)節(jié)細(xì)胞，并用自動(dòng)計(jì)數(shù)軟件計(jì)數(shù)。該研究發(fā)現(xiàn)，與對(duì)側(cè)眼相比較，左眼存活的神經(jīng)節(jié)細(xì)胞由40.22%增加至64.53%，兩組結(jié)果對(duì)比有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.023)。結(jié)果表明芍藥屬提取物芍藥苷具有對(duì)視神經(jīng)擠壓傷的保護(hù)作用。

2.3 芍藥苷對(duì)帕金森病的緩解作用

帕金森病(Parkinson’s disease，PD)是第二大神經(jīng)變性性疾病。它是一種典型的運(yùn)動(dòng)障礙，包括運(yùn)動(dòng)遲緩、靜止性震顫和姿勢(shì)不穩(wěn)[13]。隨著時(shí)間的推移，帕金森病逐漸加重，患者的運(yùn)動(dòng)功能逐漸下降。黑質(zhì)紋狀體中多巴胺的丟失是PD 的病理特點(diǎn)。盡管PD 的確切病因仍未明了，但越來(lái)越多的證據(jù)表明PD 患者多巴胺的丟失與多種因素相關(guān)，包括氧化應(yīng)激、線(xiàn)粒體失活，炎癥反應(yīng)或免疫應(yīng)答，鈣離子平衡的打破，蛋白酶體功能障礙等[14]。帕金森患者腦內(nèi)的特征性病理標(biāo)志被稱(chēng)為路易小體(Lewy body)，最近學(xué)者發(fā)現(xiàn)α 突觸核蛋白(α-synuclein，α-SYN)是路易小體的主要成分[15]。并且主要通過(guò)溶酶體途徑降解[16]。

有研究發(fā)現(xiàn)[17]，對(duì)6-羥基多巴胺(6-OHDA)誘導(dǎo)的帕金森大鼠模型使用芍藥苷，表現(xiàn)出來(lái)其對(duì)多巴胺神經(jīng)元的保護(hù)作用，該作用可能與抑制酸敏離子通道相關(guān)。酸敏離子通道的病理性激活可能是金森疾病中多巴胺神經(jīng)元的失活的原因之一。該研究發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的芍藥苷治療或是酸敏離子通道抑制劑可改善帕金森癥狀，減少多巴胺神經(jīng)元及多巴胺的損失。和酸敏離子通道抑制劑相似的是，芍藥苷亦可調(diào)節(jié)酸敏通道受體，減少α-SYN 的水平，改善自噬功能的異常。除此之外，Gu[18]等學(xué)者發(fā)現(xiàn)芍藥苷可以通過(guò)調(diào)節(jié)自噬作用保護(hù)PC12 細(xì)胞以抑制1- 甲基-4 苯基吡啶離子(MPP+)使黑質(zhì)紋狀體免受酸性損傷。

2.4 芍藥苷對(duì)缺血性卒中的治療作用

卒中是全球范圍內(nèi)的第三大死因，其臨床特點(diǎn)是具有明確的三高(高發(fā)病率、高致殘率和高死亡率)現(xiàn)象。其中缺血性卒中約占80%，由于其治療手段的局限性，缺血性卒中是導(dǎo)致老年人殘疾和死亡的主要原因[19]。纖溶酶原激活劑是美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)的唯一針對(duì)缺血性卒中的治療方法，但由于其危險(xiǎn)性及局限性，只能用于卒中發(fā)生的首個(gè)4.5 小時(shí)內(nèi)。因此，探索新的治療措施是迫切需要的。

神經(jīng)元的凋亡在腦缺血誘發(fā)的級(jí)聯(lián)反應(yīng)中發(fā)揮重要作用。線(xiàn)粒體途徑是導(dǎo)致腦缺血神經(jīng)凋亡的主要通路，多種基因和蛋白質(zhì)可以引發(fā)或影響線(xiàn)粒體途徑相關(guān)的細(xì)胞凋亡進(jìn)程[20]。最重要的凋亡相關(guān)基因是 Bcl 家族蛋白。Bcl-2/Bax 家族成員是線(xiàn)粒體凋亡途徑的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子。其可被分為兩大類(lèi)，分別是抗凋亡蛋白(Bcl-2，Bcl-xL)和促凋亡蛋白(Bax，Bad)。通過(guò)刺激促凋亡因子，Bax 從細(xì)胞質(zhì)向線(xiàn)粒體膜內(nèi)轉(zhuǎn)移，改變了線(xiàn)粒體膜的滲透性。促進(jìn)了細(xì)胞色素C 由線(xiàn)粒體內(nèi)向細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的釋放[21]。不同環(huán)境中半胱天冬酶的剪切導(dǎo)致的Bcl-2 蛋白質(zhì)的活性調(diào)節(jié)。凋亡級(jí)聯(lián)隨后開(kāi)始進(jìn)行，最終凋亡發(fā)生。

谷氨酸可以增加PC12 神經(jīng)細(xì)胞株乳酸脫氫酶的釋放。這一作用導(dǎo)致了PC12 細(xì)胞發(fā)生形態(tài)學(xué)改變，并且使細(xì)胞活性減低，進(jìn)一步導(dǎo)致細(xì)胞凋亡的發(fā)生。Cheng[19]等發(fā)現(xiàn)，對(duì)PC12 細(xì)胞株體外應(yīng)用芍藥苷可抑制Bax 和Bad 蛋白質(zhì)的表達(dá)，增加了Bcl-2 和Bcl-xLd 表達(dá)，并且減少下游蛋白質(zhì)(半胱天冬酶3 和半胱天冬酶9)的水平，該研究表明芍藥苷可以保護(hù)PC12 細(xì)胞，對(duì)抗谷氨酸導(dǎo)致的神經(jīng)毒性作用，這樣作用可能是通過(guò)抑制線(xiàn)粒體凋亡相關(guān)蛋白的表達(dá)而實(shí)現(xiàn)的。

亦有動(dòng)物研究表明，芍藥苷通過(guò)激活腺苷酸A1 受體，可以誘導(dǎo)在整個(gè)應(yīng)激期間存在的熱蛋白，從而減少卒中所致?lián)p傷從而保護(hù)顱腦損傷[22]，芍藥苷還可以抑制大鼠神經(jīng)元細(xì)胞中L 型鈣離子和鈉離子的流動(dòng)。芍藥苷的作用與鈣離子通道阻滯劑類(lèi)似，是通過(guò)抑制鈣超載來(lái)發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用的，但具體機(jī)制仍有待探究。

2.5 芍藥苷對(duì)血管性癡呆大鼠的神經(jīng)保護(hù)作用

血管性癡呆是腦血管疾病引起的一類(lèi)嚴(yán)重認(rèn)知功能障礙綜合征，其發(fā)病率約占所有癡呆類(lèi)型的20%[23]。羅先欽[24]等對(duì)100 多種中藥單體和提取物篩選發(fā)現(xiàn)，芍藥苷具有較強(qiáng)激活大麻素Ⅱ型受體(Cannabinoid receptor type 2，CB2R) 的活性，并可通過(guò)激活CB2R 對(duì)腦缺血再灌注大鼠海馬神經(jīng)元起到神經(jīng)保護(hù)作用。該研究發(fā)現(xiàn)，芍藥苷能增強(qiáng)血管阻斷造成的血管性癡呆模型大鼠的學(xué)習(xí)記憶能力，抑制海馬組織促炎性因子IL-1β、TNF-α、IL-6 的釋放，改善海馬組織C 神經(jīng)元病理形態(tài)改變，進(jìn)而發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用。除此之外，芍藥苷亦可通過(guò)激活CB2R 調(diào)控血管性癡呆大鼠小膠質(zhì)細(xì)胞M1/M2 表型極化轉(zhuǎn)變而發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用，其作用機(jī)制可能與調(diào)控mTOR/NF-κB、PI3K/Akt 信號(hào)通路有關(guān)，并且可作用于阿片受體從而發(fā)揮陣痛作用、作用于腺苷A1 受體減少急慢性腦缺血引起的梗塞面積，改善神經(jīng)行為學(xué)病變。

3 總結(jié)與展望

中樞神經(jīng)損傷病理機(jī)制復(fù)雜，目前研究主要涉及神經(jīng)細(xì)胞氧化自由基損傷、細(xì)胞炎性因子免疫炎癥損傷、細(xì)胞凋亡等方面，治療手段及效果有限。我國(guó)中醫(yī)藥資源豐富，對(duì)于中藥單體芍藥苷的研究綜合發(fā)現(xiàn)：芍藥苷在動(dòng)物神經(jīng)損傷模型上可以減少細(xì)胞凋亡、抑制膠質(zhì)細(xì)胞活化。但由于芍藥苷保護(hù)神經(jīng)的具體機(jī)制仍在進(jìn)一步的闡明完善研究當(dāng)中，療效評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)尚未統(tǒng)一。中醫(yī)理論雖與西醫(yī)理論不同，但合理運(yùn)用可起到協(xié)同治療作用，因此如何更高效、安全的利用芍藥苷以保護(hù)中樞神經(jīng)損傷，如何發(fā)揮中西醫(yī)在治療該病中各自的優(yōu)勢(shì)將是我們未來(lái)的研究重點(diǎn)。相信隨著研究的深入，未來(lái)將會(huì)開(kāi)拓更多治療中樞神經(jīng)相關(guān)疾病的新領(lǐng)域。