補(bǔ)陽還五湯防治腦缺血再灌注損傷的研究進(jìn)展

單玉棟，高維娟

(河北中醫(yī)學(xué)院 河北省心腦血管病中醫(yī)藥防治研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北 石家莊 050091)

腦卒中是臨床常見病，具有致死率高、致殘率高和易復(fù)發(fā)的特點(diǎn)，其中缺血性腦卒中的發(fā)病率約占全部腦卒中的70%[1]。隨著社會(huì)不斷發(fā)展，人們?nèi)粘Ｉ铒嬍沉?xí)慣的改變，腦卒中的發(fā)病率不斷提高，缺血性腦卒中的預(yù)防和治療是臨床亟須解決的重要問題[2]。梗死組織周邊缺血半暗帶的恢復(fù)再通是缺血性卒中的首選治療方法[3]。然而，腦血流再灌注會(huì)引起一系列的病理過程，導(dǎo)致進(jìn)一步的損傷，這被稱為腦缺血再灌注損傷(cerebral ischemia-reperfusion injury，CIRI)。研究發(fā)現(xiàn)，補(bǔ)陽還五湯對(duì)CIRI有較好的療效，現(xiàn)就補(bǔ)陽還五湯復(fù)方及單藥組分在CIRI中的作用機(jī)制進(jìn)行如下綜述。

補(bǔ)陽還五湯出自清代名醫(yī)王清任的《醫(yī)林改錯(cuò)》，其方根據(jù)氣虛血瘀理論而立，全方共7味藥，由黃芪、桃仁、紅花、當(dāng)歸尾、地龍、川芎、赤芍組成。方中重用黃芪為君藥旨在補(bǔ)氣行血，又配伍當(dāng)歸尾、赤芍、川芎、桃仁、紅花、地龍等藥物以補(bǔ)氣通絡(luò)、活血化瘀，廣泛應(yīng)用于缺血性腦卒中的臨床防治。

1 補(bǔ)陽還五湯復(fù)方在防治CIRI中的作用

1.1 抑制興奮性氨基酸毒性

興奮性氨基酸(excitatory amino acids，EAA)毒性是指各種因素過度激活EAA轉(zhuǎn)運(yùn)體受體，使其功能亢進(jìn)導(dǎo)致神經(jīng)元異常興奮，最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡的過程[4]。EAA主要包括谷氨酸(Glu)、天冬氨酸(Asp)等，存在于神經(jīng)元胞體內(nèi)和神經(jīng)元突觸末梢，是神經(jīng)系統(tǒng)的重要興奮性神經(jīng)遞質(zhì)，缺血時(shí)中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS)釋放大量的Glu在CIRI發(fā)病機(jī)制中起到重要的作用[5]。EAA對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的損傷機(jī)制主要可以概括為：①興奮性氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)體(EAATs)受到抑制，CNS對(duì)谷氨酸清除能力減弱，從而使谷氨酸大量積累對(duì)神經(jīng)元造成損傷[6];②激活N-甲基-D-天冬氨酸(N-methyl-D-aspartate receptor，NMDA)受體，使Ca2+內(nèi)流導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)鈣超載進(jìn)一步造成遲發(fā)性神經(jīng)元損傷[7];③激活代謝性谷氨酸(metabotropic Glutamate，mGlu)受體，使細(xì)胞通透性發(fā)生改變，大量離子進(jìn)入細(xì)胞，進(jìn)而導(dǎo)致水腫對(duì)細(xì)胞造成損傷[8]。YU等[9]通過研究補(bǔ)陽還五湯血清(BYHWD-CS)對(duì)氧糖剝奪/復(fù)氧復(fù)糖(OGD/R)后星形膠質(zhì)細(xì)胞(astrocyte，AC)谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)體蛋白(GLT-1)和谷氨酰胺合成酶(GS)蛋白水平的影響，發(fā)現(xiàn)BYHWD-CS能提高AC中GLT-1和GS的表達(dá)水平，降低培養(yǎng)液中Glu的濃度，提示補(bǔ)陽還五湯可以降低CIRI后Glu水平。亦有研究[10]發(fā)現(xiàn)補(bǔ)陽還五湯能夠降低腦缺血/再灌注后Glu水平、上調(diào)AC中GLT-1和GS的表達(dá)，并且垂體腺苷酸環(huán)化酶激活肽-38(PACAP-38)參與了此調(diào)節(jié)過程。

1.2 抑制鈣超載

缺血/再灌注會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)Ca2+分布紊亂，細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度異常升高，這就被稱為鈣超載。缺血/再灌注會(huì)使細(xì)胞內(nèi)L-型鈣通道、Na+/Ca2+交換蛋白、Na+/H+交換蛋白、溶酶體等功能異常，進(jìn)一步導(dǎo)致細(xì)胞蛋白水解、細(xì)胞過度收縮和線粒體衰竭，最終導(dǎo)致細(xì)胞損傷。鈣超載既是各種因素造成的綜合結(jié)果，也是造成CIRI過程中各種因素作用的共同通路。細(xì)胞內(nèi)Ca2+超載對(duì)腦缺血/再灌注后神經(jīng)元細(xì)胞的損傷機(jī)制[11]：①Ca2+大量流入細(xì)胞內(nèi)，一方面造成線粒體膜損傷，另一方面抑制ATP生成造成能量供給不足，進(jìn)而導(dǎo)致線粒體功能障礙引起神經(jīng)元損傷;②導(dǎo)致脂質(zhì)代謝紊亂，激活脂蛋白相關(guān)磷脂酶A2 (LP-PLA2)和C反應(yīng)蛋白(CRP)，使細(xì)胞膜通透性和流動(dòng)性增大;③導(dǎo)致5-羥色胺(5-hydroxytryptamine)及彈性蛋白酶釋放，造成局部血管痙攣加重腦缺血。有研究表明[12]補(bǔ)陽還五湯能顯著增加海馬CA1區(qū)細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶2(ERK2)和鈣調(diào)素依賴性蛋白激酶II(CaMKII)的表達(dá)，保護(hù)海馬神經(jīng)元免受缺血再灌注損傷。研究人員[13]在補(bǔ)陽還五湯對(duì)紅核神經(jīng)元L-型鈣通道(ICa-L)電流活動(dòng)影響的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，補(bǔ)陽還五湯中、高劑量組的開放時(shí)間、開放概率均低于模型組，提示補(bǔ)陽還五湯能夠抑制神經(jīng)細(xì)胞ICa-L的開放防止鈣超載。

1.3 抑制自由基損傷

人體正常情況下細(xì)胞內(nèi)的自由基是動(dòng)態(tài)平衡的，細(xì)胞在缺血狀態(tài)下自由基的清除被抑制，而細(xì)胞缺血時(shí)自由基的產(chǎn)生能力反而增加，細(xì)胞缺血/再灌注后會(huì)造成自由基急劇增多對(duì)神經(jīng)元造成損傷[14]。活性氧簇 (Reactive oxygen species，ROS)是一組高活性分子，是重要信號(hào)通路的調(diào)節(jié)因子。生理濃度下，ROS 作為信號(hào)分子調(diào)節(jié)細(xì)胞的生長、分化、衰老、凋亡和自噬；ROS 的病理水平一般被認(rèn)為是大分子損傷的主要原因。ROS主要包括超氧陰離子羥基自由基 (HO)、烷氧基自由基 (RO)等在內(nèi)的多種自由基。ROS對(duì)細(xì)胞造成損害的作用機(jī)制[15]：①損傷內(nèi)皮細(xì)胞，破壞血腦屏障(blood-brain barrier，BBB)，使血管的反應(yīng)性改變。②發(fā)生脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，造成細(xì)胞膜、細(xì)胞器膜等膜結(jié)構(gòu)變性。SHEN等[16]通過建立過氧化氫(H2O2)誘導(dǎo)的內(nèi)皮細(xì)胞氧化應(yīng)激模型，探討了補(bǔ)陽還五湯對(duì)H2O2誘導(dǎo)的人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞(HUVECs)凋亡的保護(hù)作用及其機(jī)制，發(fā)現(xiàn)補(bǔ)陽還五湯能明顯抑制細(xì)胞內(nèi)ROS的產(chǎn)生，提高超氧化物歧化酶(SOD)活性，降低血清丙二醛(MDA)水平，從而抑制H2O2誘導(dǎo)的HUVECs凋亡。YANG等[17]通過新生大鼠坐骨神經(jīng)Schwann細(xì)胞進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)補(bǔ)陽還五湯能夠提高H2O2損傷Schwann細(xì)胞的生存率，并且提高了SOD活性，降低了MDA含量。綜上，補(bǔ)陽還五湯具有抗氧自由基損傷，防治CIRI的作用。

1.4 減輕炎癥反應(yīng)

腦缺血引起的強(qiáng)烈炎癥反應(yīng)包括炎性細(xì)胞的黏附、激活和遷移，以及細(xì)胞黏附分子和細(xì)胞因子的表達(dá)上調(diào)。核轉(zhuǎn)錄因子kappaB(NF-κB)最早是由David Baltimore發(fā)現(xiàn)的[18]，該蛋白家族可以選擇性地與B細(xì)胞κ-輕鏈增強(qiáng)子結(jié)合，進(jìn)而調(diào)控眾多基因的表達(dá)。NF-κB是起始于細(xì)胞外終止于細(xì)胞核的級(jí)聯(lián)反應(yīng)的一部分。NF-κB是細(xì)胞內(nèi)重要的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子，當(dāng)細(xì)胞受到如腫瘤壞死因子α(TNF-α)、淋巴毒素、白細(xì)胞介素-1β(IL-1β)等的刺激時(shí)，該通路會(huì)被激活進(jìn)而誘導(dǎo)多種因子的表達(dá)。NF-κB被激活后會(huì)介導(dǎo)促炎細(xì)胞因子、趨化因子和誘導(dǎo)性酶如誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(INOS)和環(huán)氧合酶-2(COX-2)等的產(chǎn)生[19]，進(jìn)而造成細(xì)胞功能和結(jié)構(gòu)的損傷[20]。研究人員[21]通過研究補(bǔ)陽還五湯對(duì)腦缺血大鼠海馬組織的影響，發(fā)現(xiàn)補(bǔ)陽還五湯能明顯降低NF-κB、TNF-α、IL-1β、Toll受體4(TLR4)及MyD88蛋白(myeloid differentiation factor 88)的表達(dá)水平，提示補(bǔ)陽還五湯通過抑制TLR4/MyD88/NF-κB信號(hào)通路及炎癥因子的表達(dá)對(duì)腦缺血神經(jīng)元起到保護(hù)作用。LIU等[22]研究發(fā)現(xiàn)補(bǔ)陽還五湯可以通過脂肪細(xì)胞核因子NF-kBp65通路抑制細(xì)胞間黏附分子-1(ICAM-1)和血管細(xì)胞黏附分子-1(VCAM-1)誘導(dǎo)的血管內(nèi)皮炎癥，提示補(bǔ)陽還五湯可以減輕腦缺血炎癥，改善神經(jīng)功能。

1.5 抑制神經(jīng)元凋亡

細(xì)胞凋亡是由體內(nèi)外因素觸發(fā)細(xì)胞內(nèi)預(yù)設(shè)的死亡程序而導(dǎo)致的細(xì)胞死亡過程，是細(xì)胞程序性死亡的形式之一。細(xì)胞凋亡的主要途徑：①線粒體通路，與細(xì)胞凋亡有關(guān)的線粒體蛋白包括：細(xì)胞色素C、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶(caspase)家族、凋亡誘導(dǎo)因子(apoptosis inducing factor，AIF)、B細(xì)胞淋巴瘤-2(B cell lymphoma-2，Bcl-2)家族蛋白等。細(xì)胞內(nèi)外各種死亡信號(hào)可誘導(dǎo)線粒體釋放細(xì)胞色素C、AIF等促凋亡因子使細(xì)胞內(nèi)的氧化磷酸化、電子傳遞和ATP產(chǎn)生等過程遭到破壞，最終導(dǎo)致細(xì)胞凋亡[23]。②死亡受體通路，死亡受體屬于腫瘤壞死因子受體 (TNFR)基因家族，它是一類跨膜蛋白，細(xì)胞外的死亡信號(hào)可由其轉(zhuǎn)入細(xì)胞內(nèi)。劉芳等[24]研究發(fā)現(xiàn)補(bǔ)陽還五湯類方可以通過氧化應(yīng)激模型細(xì)胞周期素依賴性蛋白激酶5(cyclin-dependent kinase5，Cdk5)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑有效抑制神經(jīng)元細(xì)胞凋亡，對(duì)腦缺血/再灌注后的神經(jīng)細(xì)胞損傷起到保護(hù)作用。張穎等[25]通過構(gòu)建大腦中動(dòng)脈閉塞(middle cerebral artery occlusion，MCAO)模型，發(fā)現(xiàn)補(bǔ)陽還五湯能夠加強(qiáng)Bcl-2的表達(dá)、降低BCL2-Associated X蛋白(Bax)、半胱氨酰天冬氨酸特異性蛋白酶3(caspase-3)、半胱氨酰天冬氨酸特異性蛋白酶8(caspase-8)的表達(dá)，從而顯著減少神經(jīng)細(xì)胞的凋亡。綜上，補(bǔ)陽還五湯能夠調(diào)節(jié)凋亡因子的表達(dá)，抑制腦缺血/再灌注后神經(jīng)元細(xì)胞的凋亡。

2 補(bǔ)陽還五湯單藥組分在防治CIRI中的作用

2.1 黃芪

黃芪為補(bǔ)氣藥的代表，具有補(bǔ)氣升陽、利水消腫等作用，補(bǔ)陽還五湯中重用黃芪為君藥，補(bǔ)益元?dú)猓荚跉馔鷦t血行，瘀去而絡(luò)通。

2.1.1 黃芪甲苷

現(xiàn)代藥理學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，黃芪的有效活性成分之一黃芪甲苷(astragaloside IV，AST-IV)，對(duì)腦缺血/再灌注神經(jīng)元損傷有多種保護(hù)作用。研究顯示[26]AST-IV可以通過抑制TLR4/MYD88/NF-κB信號(hào)通路，減少TNF-α、IL-1β、IL-6、一氧化氮合酶等的表達(dá)，同時(shí)誘導(dǎo)抗炎分子IL-10、精氨酸酶-1(Arg-1)的表達(dá)，減輕MG介導(dǎo)的神經(jīng)元損傷。ZHANG等[27]發(fā)現(xiàn)在腦組織中AST-IV可以降低P62蛋白的表達(dá)、增加自噬相關(guān)蛋白Beclin1及微管相關(guān)蛋白1輕鏈3融合蛋白Ⅰ/Ⅱ(microtubule associated protein1 light chain 3 fusion protein，LC3I/II)的表達(dá)來平衡Bcl-2和Bax的表達(dá)，從而抑制CIRI細(xì)胞凋亡。

2.1.2 毛蕊異黃酮

現(xiàn)代藥理學(xué)研究證實(shí)，黃芪的另一種有效成分毛蕊異黃酮(Calycosin)同樣對(duì)CIRI有保護(hù)作用[28]。HSU等[29]研究發(fā)現(xiàn)Calycosin可以增加缺血性腦卒中大鼠大腦中腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子 (BDNF)及其酪氨酸激酶受體B (TrkB)的表達(dá)，使MG從活化的變形狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)殪o息狀態(tài)，從而減輕神經(jīng)元損傷。亦有研究[30]發(fā)現(xiàn)Calycosin可以減輕OGD/R細(xì)胞的凋亡與氧化應(yīng)激損傷。

2.2 當(dāng)歸

當(dāng)歸具有補(bǔ)血活血的作用，在補(bǔ)陽還五湯中為臣藥，旨在通絡(luò)活血而不傷血。

2.2.1 阿魏酸

當(dāng)歸的有效活性成分之一阿魏酸(ferulic acid，F(xiàn)A)對(duì)神經(jīng)細(xì)胞具有保護(hù)作用[31]。CHENG等[32]研究發(fā)現(xiàn)FA能夠上調(diào)Akt/mTOR/4E-BP1/Bcl-2抗凋亡信號(hào)，進(jìn)而抑制細(xì)胞色素c /caspase-3依賴性凋亡途徑，可有效減輕大鼠MCAO模型的腦缺血損傷。CHENG等[33]研究表明FA能夠上調(diào)熱休克蛋白70(heat shock protein,HSP70)/Bcl-2介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，抑制Bax和AIF介導(dǎo)的信號(hào)通路，保護(hù)線粒體外膜完整性，從而保護(hù)缺血誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡。近期研究[34]證實(shí)FA能夠抑制Ca2+內(nèi)流、減少和ROS產(chǎn)生，從而起到抑制神經(jīng)細(xì)胞凋亡的作用。

2.2.2 藁本內(nèi)酯

亦有研究表明[35]，當(dāng)歸中的有效成分藁本內(nèi)酯(Ligustilide)能夠保存Tight Junction蛋白和抑制HIF-1α/VEGF/Akt通路、肝組織PI3K/Akt/FoxO1通路，對(duì)OGD/R誘導(dǎo)的BBB細(xì)胞通透性的破壞具有保護(hù)作用。

2.3 赤芍、川芎、桃仁、紅花、地龍

方中川芎、赤芍、桃仁、紅花協(xié)同當(dāng)歸祛瘀活血；地龍通經(jīng)活絡(luò)，力專善走，共為佐藥。

2.3.1 赤芍

赤芍的有效成分之一芍藥苷(paeoniflorin，PF)對(duì)腦缺血/再灌注后的神經(jīng)細(xì)胞損傷有保護(hù)作用。SHE等[36]研究表明PF能夠調(diào)控NLRP3介導(dǎo)的經(jīng)典熱休克途徑，抑制接頭蛋白凋亡相關(guān)斑點(diǎn)樣蛋白(apoptosis-associated speck-like protein containing CARD，ASC)ASC、caspase-1和IL-1β蛋白的表達(dá)，對(duì)腦缺血/再灌注后神經(jīng)細(xì)胞損傷起到保護(hù)作用。ZHANG等[37]發(fā)現(xiàn)PF顯著降低了體內(nèi)神經(jīng)功能缺損評(píng)分和梗死體積，提高神經(jīng)元的存活率，抑制了體外培養(yǎng)的神經(jīng)元凋亡和神經(jīng)元胞內(nèi)Ca2+濃度，提示PF通過調(diào)節(jié)Ca2+/CaM依賴性蛋白激酶II/cAMP反應(yīng)元件蛋白信號(hào)通路對(duì)CIRI起到保護(hù)作用。

2.3.2 川芎

川芎具有活血行氣止痛之功效，其有主要效成分川芎嗪(Ligustrazine)具有抗腦缺血的作用，其機(jī)制主要與抑制神經(jīng)元凋亡、減輕炎癥等有關(guān)[38]。WANG等[39]研究發(fā)現(xiàn)Ligustrazine可改善腦缺血大鼠的神經(jīng)功能缺損和神經(jīng)元損傷，促進(jìn)神經(jīng)發(fā)生，上調(diào)軸突生長相關(guān)蛋白，減輕炎癥應(yīng)。亦有研究表明[40]Ligustrazine通過激活PI3K/Akt通路在大鼠CIRI中發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用。

2.3.3 桃仁

桃仁為活血化瘀的常用藥特效藥。動(dòng)脈粥樣硬化是腦血管缺血性疾病的重要病因，研究發(fā)現(xiàn)[41]桃仁油可以降低高脂飲食喂養(yǎng)的載脂蛋白E(ApoE)基因敲除小鼠的總膽固醇并且下調(diào)組織因子(TF)的表達(dá)，從而抑制動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的形成。

2.3.4 紅花

紅花中的主要有效成分為羥基紅花黃色素A(hydroxysafflor yellow A，HSYA)在CIRI中具有保護(hù)作用。近期研究[42]發(fā)現(xiàn)HSYA具有恢復(fù)能量代謝、改善神經(jīng)功能、減少腦梗死體積、減輕細(xì)胞凋亡和自噬、抑制炎癥等效應(yīng)，在CIRI中起到保護(hù)作用。YU等[43]通過HSYA對(duì)MCAO大鼠JAK2/STAT3與細(xì)胞因子信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)抑制蛋白3 (SOCS3)信號(hào)的相互作用的研究，發(fā)現(xiàn)HSYA可能通過調(diào)節(jié)JAK2/STAT3和SOCS3信號(hào)通路之間的串?dāng)_而對(duì)局灶性腦缺血產(chǎn)生神經(jīng)保護(hù)作用。

2.3.5 地龍

地龍為蟲藥，走竄力強(qiáng)，具有通絡(luò)的作用。研究顯示[44]地龍一方面能夠降低活性氧和線粒體超氧化物的產(chǎn)生，抑制炎癥性細(xì)胞因子的表達(dá)；另一方面其能有效抗凝、抑制血小板聚集、改善微循環(huán)。能有效防治CIRI，對(duì)神經(jīng)細(xì)胞起到保護(hù)作用。

3 小結(jié)與展望

綜上所述，補(bǔ)陽還五湯復(fù)方防治CIRI的機(jī)理主要通過降低腦缺血/再灌注后Glu、Asp等的水平進(jìn)而抑制興奮性氨基酸毒性；通過調(diào)節(jié)ERK2、CaMKII、ICa-L抑制鈣超載；通過抑制細(xì)胞內(nèi)ROS的產(chǎn)生、提高SOD活性、降低MDA水平進(jìn)而抑制自由基損傷；通過抑制NF-κB 信號(hào)通路及炎癥因子的表達(dá)來減輕炎癥反應(yīng)；通過加強(qiáng)Bcl-2的表達(dá)、降低Bax、caspase-3、caspase-8的表達(dá)抑制神經(jīng)元凋亡。另一方面，補(bǔ)陽還五湯單藥組分在防治CIRI過程中發(fā)揮重要作用，例如：黃芪中的黃芪甲苷能夠減輕MG介導(dǎo)的神經(jīng)元損傷，毛蕊異黃酮能夠平衡Bcl-2和Bax的表達(dá)進(jìn)而抑制CIRI細(xì)胞凋亡；當(dāng)歸中的阿魏酸能夠抑制神經(jīng)細(xì)胞凋亡，藁本內(nèi)酯能夠抑制細(xì)胞通透性的改變；赤芍中的芍藥苷能夠抑制ASC、caspase-1和IL-1β蛋白的表達(dá)從而抑制細(xì)胞凋亡；川芎中的川芎嗪能夠在抑制神經(jīng)元凋亡同時(shí)減輕炎癥反應(yīng)；桃仁能夠抑制動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的形成；紅花中的羥基紅花黃色素A能夠恢復(fù)能量謝同時(shí)減輕細(xì)胞凋亡和自噬；地龍能夠降低活性氧和線粒體超氧化物的產(chǎn)生等。本文就補(bǔ)陽還五湯防治腦缺血再灌注損傷的作用機(jī)制進(jìn)行了詳細(xì)闡述，補(bǔ)陽還五湯復(fù)方及其單藥組分在防治CIRI過程中能夠多層次、多靶點(diǎn)發(fā)揮作用，為進(jìn)一步防治CIRI提供了參考依據(jù)。

但是，補(bǔ)陽還五湯復(fù)方內(nèi)包含的具體單藥組分及其作用于體內(nèi)的具體靶點(diǎn)數(shù)量龐大且關(guān)系復(fù)雜，尚需進(jìn)一步深入研究。另外，補(bǔ)陽還五湯目前大多數(shù)研究限于動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，仍需開展大量的臨床研究，為缺血性腦病的防治提供更多的應(yīng)用價(jià)值。