三七治療缺血性腦卒中藥理機(jī)制的研究進(jìn)展

梁萍，蒙蘭青右江民族醫(yī)學(xué)院，廣西百色533000；右江民族醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院

缺血性腦卒中是由于局部腦組織血液供應(yīng)障礙，從而引起偏癱、失語(yǔ)等神經(jīng)功能缺損癥狀的一種疾病，任何年齡均可發(fā)生，具有較高的致殘率與病死率。缺血再灌注損傷是缺血性腦卒中重要的發(fā)病過(guò)程，通過(guò)能量供應(yīng)障礙、鈣超載、氧化應(yīng)激反應(yīng)、炎癥反應(yīng)和細(xì)胞凋亡等，持續(xù)造成神經(jīng)血管單元缺血、缺氧性壞死。缺血性腦損傷發(fā)生機(jī)制紛繁復(fù)雜，累及整個(gè)神經(jīng)血管單元，使得單獨(dú)針對(duì)某個(gè)發(fā)病環(huán)節(jié)或神經(jīng)元的靶點(diǎn)藥物療效欠佳。三七被譽(yù)為“人參之王”，治療缺血性腦卒中效果顯著?！侗静菥V目》記載三七“主治止血、散血、定痛”；《本草求真》記載“三七氣味苦溫，能于血分化其血瘀”；《中國(guó)醫(yī)藥大辭典》1912年版記載“三七功用補(bǔ)血，去瘀損，止血衄，能通能補(bǔ)，功效最良，是方藥中之最珍貴者”。以上說(shuō)明三七有暢血脈、散瘀滯、行血不傷新等功效。三七含有三七總皂苷(PNS)、三七素、三七多糖等活性成分，其苷元類型又包括人參皂苷Rb1、人參皂苷Rg1、人參皂苷R1、人參皂苷Re等。藥理研究證實(shí)，三七可通過(guò)抗炎、清除氧自由基、增加腦血流量等修復(fù)神經(jīng)血管單元[1]。本文對(duì)三七治療缺血性腦卒中的藥理機(jī)制進(jìn)行綜述，以期進(jìn)一步指導(dǎo)臨床應(yīng)用。

1 改善能量代謝障礙

腦組織能夠敏銳感應(yīng)身體內(nèi)血液和氧氣濃度的變化，易受缺血損傷。高能磷酸化合物(ATP)用于維持腦組織的正常代謝。急性腦缺血發(fā)生后，細(xì)胞膜上Na+-K+-ATP酶活性下降，ATP的生成不足，加重腦組織代謝障礙，進(jìn)一步破壞線粒體等細(xì)胞器，并擴(kuò)大缺血腦組織損傷的區(qū)域。有氧代謝下腺苷酸池(TAN)值表示線粒體生成ATP的能力，能荷值(EC)值則反應(yīng)細(xì)胞能量?jī)?chǔ)備的情況。腦缺血發(fā)生后，反映ATP合成和能量?jī)?chǔ)備能力的TAN值和EC值均顯著下降。因而，腦缺血急性期在盡快恢復(fù)腦血流的同時(shí)，通過(guò)增加腦組織中ATP的含量，并減少ATP消耗，可有效改善缺血腦組織的能量代謝障礙。研究[2]發(fā)現(xiàn)，人參皂苷Rg1、Rb1與R1配伍用于治療腦缺血，可協(xié)同對(duì)抗腦缺血再灌注急性期的能量代謝障礙。該作用可能與上調(diào)腦組織葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體3的表達(dá)，從而增加了對(duì)葡萄糖的代謝有關(guān)。腦缺血再灌注損傷小鼠經(jīng)過(guò)人參皂苷Rg1處理后，可通過(guò)上調(diào)ATP水平、升高TAN和EC值，改善線粒體超微結(jié)構(gòu)和氧化呼吸功能[3]。

2 抑制鈣超載

Ca2+在細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中的作用至關(guān)重要。鈣調(diào)蛋白作為細(xì)胞內(nèi)Ca2+受體，介導(dǎo)Ca2+對(duì)鈣調(diào)蛋白激酶Ⅱ(CaMKⅡ)的刺激。腦缺血再灌注損傷后細(xì)胞供能不足，Na+-K+-ATP酶、Ca2+-ATP酶活性均降低。繼而突觸前膜發(fā)生去極化，介導(dǎo)神經(jīng)元突觸末梢釋放興奮性神經(jīng)遞質(zhì)(主要為N-甲基-D-天冬氨酸)。此時(shí)興奮性神經(jīng)遞質(zhì)受體偶聯(lián)的膜Ca2+通道開(kāi)放，進(jìn)一步加劇內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激導(dǎo)致的鈣超載。CaMKⅡ途徑介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡通路及鈣超載產(chǎn)生的一系列有害反應(yīng)是神經(jīng)元損傷和死亡的直接原因[4，5]。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激Ca2+的流出通道主要是1，4，5-三磷酸肌醇(IP3)受體通道，磷脂酶C的磷酸化增加IP3表達(dá)；缺血缺氧損傷下，三七皂苷R1抑制Ca2+超載與抑制磷脂酶C的磷酸化有關(guān)[6]。Ca2+超載在環(huán)氧酶、血栓素A2合成酶作用下生成大量的前列環(huán)素和血栓素A2，誘導(dǎo)血栓形成；三七通舒膠囊主要成分是三七三醇皂苷，可對(duì)抗Ca2+超載引起的腦血栓形成[7]。

3 抑制炎癥反應(yīng)

炎癥反應(yīng)是腦缺血再灌注損傷的重要過(guò)程，炎癥因子則是炎癥反應(yīng)的主要參與者。在局部缺血期間，促炎因子和趨化因子加重了腦缺血相關(guān)的腦損傷。主要的炎癥因子是腫瘤壞死因子α(TNF-α)、白細(xì)胞介素1β(IL-1β)、白細(xì)胞介素6(IL-6)。TNF-α和IL-1β都能通過(guò)表達(dá)腦內(nèi)皮細(xì)胞黏附分子，促使炎性細(xì)胞浸潤(rùn)缺血灶。TNF-α誘導(dǎo)其他炎癥介質(zhì)的釋放的同時(shí)，還能破壞血腦屏障。IL-6血清水平與腦梗死面積和患者預(yù)后相關(guān)。

炎癥反應(yīng)的結(jié)果是小膠質(zhì)細(xì)胞活化并釋放炎癥因子，最終導(dǎo)致神經(jīng)毒性和細(xì)胞凋亡[8,9]。其機(jī)制有以下三點(diǎn)：①Toll樣受體(TLR)的激活：TLR將自然殺傷細(xì)胞(NK細(xì)胞)募集到缺血區(qū)域并激活核轉(zhuǎn)錄因子κB，以調(diào)節(jié)促炎基因、細(xì)胞因子和黏附分子的表達(dá)。NK細(xì)胞通過(guò)釋放粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子和干擾素γ激活小膠質(zhì)細(xì)胞和巨噬細(xì)胞，并調(diào)節(jié)星形膠質(zhì)細(xì)胞分泌IL-1β、IL-6。②腦缺血急性期，小膠質(zhì)細(xì)胞釋放出多種神經(jīng)毒性因子(TNF-α、IL-1β、IL-6)以及包括前列腺素、活性氧在內(nèi)的其他潛在的細(xì)胞毒性分子。③星形膠質(zhì)細(xì)胞還可以介導(dǎo)單核吞噬細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞、多形核白細(xì)胞和NK細(xì)胞釋放炎癥因子，共同參與腦缺血炎癥反應(yīng)。

研究表明，三七的三種單體(人參皂苷Rg1、Rb1、R1)配伍可能通過(guò)降低TNF-α、IL-1β的表達(dá)，抑制腦缺血后炎癥反應(yīng)[10]。PNS早期干預(yù)的腦保護(hù)作用，可能通過(guò)抑制腦缺血再灌注損傷后TNF-α、IL-1β的表達(dá)，并減少IL-8和黏附分子的釋放而實(shí)現(xiàn)的[11]。IL-10具有一定的抗炎作用，急性腦缺血后其表達(dá)水平應(yīng)激性升高，但這種作用是有限的。PNS可促進(jìn)IL-10在腦梗死核心區(qū)域的表達(dá)，從而抑制IL-1β、TNF-α的釋放，防止腦缺血大鼠永久性神經(jīng)損傷[12]。

4 抗氧化應(yīng)激反應(yīng)

腦組織抗自由基損傷作用較弱，更易受氧化應(yīng)激的損害。人類機(jī)體內(nèi)的生命活動(dòng)之所以能正常進(jìn)行，除了存在環(huán)氧合酶、一氧化氮合酶等自由基合成酶，還有賴于體內(nèi)同時(shí)擁有與之抗衡的自由基清除酶系統(tǒng)。機(jī)體內(nèi)常見(jiàn)的自由基清除酶則包括谷胱甘肽過(guò)氧化物酶、過(guò)氧化物歧化酶等。但當(dāng)腦缺血發(fā)生后，體內(nèi)的自由基生成酶和清除酶的活性發(fā)生改變，體內(nèi)自由基生成過(guò)多或清除能力下降，導(dǎo)致機(jī)體內(nèi)自由基超負(fù)荷。體內(nèi)自由基累積到一定程度后啟動(dòng)自由基連鎖反應(yīng)，生成的丙二醛和脂質(zhì)自由基攻擊細(xì)胞內(nèi)的核酸和脂質(zhì)蛋白。細(xì)胞氧化損傷的嚴(yán)重程度往往與丙二醛的含量呈正相關(guān)。

氧化應(yīng)激反應(yīng)還可介導(dǎo)炎癥反應(yīng)的發(fā)生，共同誘導(dǎo)腦水腫、血腦屏障的破壞。李世英等[13]發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)三七多糖干預(yù)的腦缺血大鼠，體內(nèi)丙二醛和主要炎癥因子含量均明顯低于模型組，大鼠的神經(jīng)功能癥狀也因此得以改善，提示三七多糖可能通過(guò)抑制自由基系列反應(yīng)和炎癥反應(yīng)有效緩解腦缺血損傷。PNS的神經(jīng)保護(hù)作用可能與上調(diào)腦缺血大鼠體內(nèi)自由基清除酶活性有關(guān)，從而抑制腦缺血后誘導(dǎo)的脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)[14]。血紅素加氧酶(HO-1)、氧化還原酶、核轉(zhuǎn)錄因子(Nrf2)、線粒體生物合成調(diào)控子及缺氧誘導(dǎo)因子2α等在腦缺血損傷炎癥和氧化應(yīng)激反應(yīng)過(guò)程的調(diào)控均發(fā)揮了重要的作用；PNS可能作為一種外源性調(diào)節(jié)因子，激活依賴于PI-3K/Akt信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的Nrf2抗氧化因子，通過(guò)增強(qiáng)Nrf2和HO-1的活性減輕氧糖剝奪損傷誘導(dǎo)的血腦屏障的破壞[15]。

5 抗細(xì)胞凋亡

腦缺血缺氧可能激活了凋亡基因，許多凋亡基因和信號(hào)通路均參與了這個(gè)過(guò)程，主要包括天冬氨酸特異性半胱氨酸蛋白酶(Caspase家族)、細(xì)胞色素C(Cytc)、Bcl-2相關(guān)的x蛋白(Bax)、p53蛋白、Fas基因和JAK2/STAT3信號(hào)通路等。其中，Caspase激活可使細(xì)胞骨架蛋白及細(xì)胞修復(fù)酶等裂解[5]；Cytc是由線粒體釋放至胞質(zhì)的關(guān)鍵促凋亡因子，可參與細(xì)胞凋亡信號(hào)傳導(dǎo)過(guò)程；凋亡相關(guān)基因(如Bax)的激活誘導(dǎo)凋亡，而B淋巴細(xì)胞瘤2(Bcl-2)蛋白可對(duì)抗細(xì)胞凋亡[16]；Fas可激活Caspase途徑導(dǎo)致細(xì)胞凋亡；JAK2/STAT3通路參與血管生成，此信號(hào)通路的激活可降低Bax/Bcl-2值，從而減少神經(jīng)細(xì)胞凋亡，在激動(dòng)表皮生長(zhǎng)因子受體后發(fā)揮抗腦缺血損傷的作用[17]。

PNS能明顯減輕腦組織病理?yè)p傷，并且能有效降低促凋亡蛋白Bax、Caspase-3表達(dá)而提高抗凋亡蛋白Bcl-2表達(dá)[18]。主要成分為PNS的血塞通還可阻止JAK2/STAT3通路信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，以抑制細(xì)胞凋亡[19]。MAPK/ERK通路參與細(xì)胞增殖、分化、衰老和凋亡，人參皂苷Rg1通過(guò)抑制缺氧條件下MAPK(ERK1/2)和ERK-1的磷酸化減少Caspase-3的表達(dá)，從而抑制細(xì)胞凋亡[3]。

6 保護(hù)血腦屏障

血腦屏障是大腦的保護(hù)屏障，主要用于維持腦內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定和物質(zhì)能量交換。腦缺血損傷過(guò)程，血腦屏障遭到破壞，最終是由基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)參與的瀑布樣效應(yīng)。腦梗死后MMP家族的部分成員(MMP-2、MMP-9)可與活性氧結(jié)合，通過(guò)氧化應(yīng)激、緊密連接的破壞等過(guò)程，達(dá)到降解細(xì)胞外基質(zhì)、破壞血腦屏障的目的，促使腦出血、腦水腫的發(fā)生。而將MMP基因敲除或使用MMP特異性抑制劑(TIMP)能夠減輕血腦屏障損傷程度[20]。

缺氧誘導(dǎo)因子1α(HIF-1α)可以調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)及MMP等一系列基因的表達(dá)，以參與腦缺血急性期血腦屏障的損傷。徐士欣等[21]發(fā)現(xiàn)，給予PNS后可顯著抑制HIF-1α、MMP-2和MMP-9蛋白表達(dá)上調(diào)，證實(shí)PNS在腦缺血再灌注損傷早期可能通過(guò)調(diào)控HIF-1α、MMP-2、MMP-9的水平改善血腦屏障通透性。PNS可抑制血腦屏障缺血后改變，通過(guò)下調(diào)MMP-9、TIMP-1表達(dá)降低腦出血及腦水腫風(fēng)險(xiǎn)[22]。

7 修復(fù)神經(jīng)血管單元

腦缺血損傷時(shí)，神經(jīng)血管單元受到了嚴(yán)重的損傷，為此急性腦缺血的修復(fù)治療應(yīng)集中于神經(jīng)血管單元整體。神經(jīng)干細(xì)胞的自我更新、增殖及分化，為正常的神經(jīng)發(fā)育、受損和病變的神經(jīng)血管單元修復(fù)提供了重要的后備資源。但腦缺血再灌注損傷后誘導(dǎo)內(nèi)源性神經(jīng)干細(xì)胞的自我修復(fù)作用有限。前期研究[23]發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞和微血管在PNS作用后，電鏡下的病理形態(tài)較模型組有明顯改善，提示PNS能夠促進(jìn)急性腦缺血后神經(jīng)血管單元的修復(fù)。研究[24]發(fā)現(xiàn)，PNS具有促進(jìn)神經(jīng)再形成和神經(jīng)再生作用，可加強(qiáng)CD105+骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的自我增殖分化，并促進(jìn)神經(jīng)元微管相關(guān)蛋白2、β-Tubulin型微管蛋白Ⅲ和星形膠質(zhì)細(xì)胞膠質(zhì)纖維酸性蛋白的表達(dá)。張利軍等[25]發(fā)現(xiàn)三七三醇皂苷加速了神經(jīng)干細(xì)胞的增殖，并可能使增殖的神經(jīng)干細(xì)胞更多向膠質(zhì)細(xì)胞分化。缺血損傷條件下，人參皂苷Rg1促進(jìn)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞分化成神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞，并能增加與神經(jīng)可塑性相關(guān)的有效性和結(jié)構(gòu)，極大提高神經(jīng)存活率[26]。

8 其他腦保護(hù)作用

腦缺血損傷恢復(fù)過(guò)程，VEGF、血管生成素1(Ang1)及其受體對(duì)血管生成的刺激至關(guān)重要；三七三醇皂苷能夠增加VEGF、Ang1及其受體表達(dá)，從而增加缺血區(qū)周邊腦血液供應(yīng)[27]；人參皂苷Rg1、PNS也有相同的促血管生成作用[3,28]。三七皂苷Rb1，可通過(guò)促進(jìn)星型膠質(zhì)細(xì)胞谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)體的表達(dá)，減輕神經(jīng)元興奮性毒性損傷[29]。以上均證明，三七可通過(guò)多種機(jī)制對(duì)抗腦缺血損傷，同時(shí)神經(jīng)血管單元相關(guān)組分在三七各活性成分作用下修復(fù)明顯。

中藥三七具有多活性成分。多項(xiàng)研究證實(shí)三七可多靶點(diǎn)、多途徑治療缺血性腦卒中，為網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)平臺(tái)研究天然藥用植物的藥理作用和機(jī)制提供了數(shù)據(jù)，利于三七的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，可指導(dǎo)臨床合理用藥、科學(xué)利用資源。