靈芝有效成分抗癲癇作用的生物學(xué)機(jī)制進(jìn)展

農(nóng)雪娟 覃麗娜 趙 爽▲

1.右江民族醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院檢驗(yàn)科，廣西百色 533000；2.右江民族醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，廣西百色 533000

癲癇具有反復(fù)發(fā)作、發(fā)病率高、致死率高的特點(diǎn)，發(fā)病機(jī)制非常復(fù)雜，主要涉及腦部神經(jīng)元凋亡、炎癥反應(yīng)、神經(jīng)遞質(zhì)過(guò)度興奮以及突觸重構(gòu)等過(guò)程[1]，至今尚無(wú)理想的根治方法。目前癲癇的治療主要有以下幾種方法：抗癲癇藥物治療、物理治療、手術(shù)治療、飲食調(diào)整治療、干細(xì)胞移植治療，還有電休克、亞低溫療法及重復(fù)經(jīng)顱磁刺激等[2-4]。近年來(lái)中藥治療癲癇有湯藥內(nèi)服、針推及綜合療法等多種有效治療途徑，以其獨(dú)到的療效、作用時(shí)間長(zhǎng)、安全性高和毒副作用小而受到國(guó)內(nèi)外研究者的普遍關(guān)注[5]。因此，開(kāi)展癲癇發(fā)病機(jī)制的研究，探索經(jīng)濟(jì)、安全、高效、毒副作用小、患者依從性高的抗癲癇新藥及新療法，以推動(dòng)防治仍然是醫(yī)學(xué)界重大任務(wù)之一。靈芝作為一種名貴中藥材，近年來(lái)其有效成分對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)作用的研究逐年增多，探討其藥用生物學(xué)機(jī)制，以期為抗癲癇治療研究提供參考。

1 靈芝有效成分的生物學(xué)特征及藥用現(xiàn)狀

靈芝主要含三萜類和多糖類、甾醇類、生物堿類、多肽氨基酸、呋喃類衍生物、核苷類和微量元素等化學(xué)成分，近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)靈芝及其提取物的有效成分可以治療多種疾病，包括腫瘤、心血管系統(tǒng)疾病、肝病、抗炎及調(diào)節(jié)免疫功能等[6-7]。還對(duì)癲癇、帕金森病、阿爾茨海默病、中風(fēng)等神經(jīng)系統(tǒng)疾病具有神經(jīng)保護(hù)作用[8]。越來(lái)越多的學(xué)者們開(kāi)始研究靈芝對(duì)癲癇的防治作用。

2 靈芝有效成分抗癲癇作用

2.1 抑制神經(jīng)元凋亡

線粒體凋亡途徑與癲癇密切相關(guān)，癲癇發(fā)作可引起線粒體Ca2+內(nèi)流增加，使線粒體內(nèi)的細(xì)胞色素C 從膜間隙釋放到胞漿，與凋亡酶激活因子1 結(jié)合，凋亡酶激活因子1 通過(guò)激活Caspase-9 進(jìn)而激活其下游的Caspase-3，導(dǎo)致核染色質(zhì)凝聚，DNA 斷裂，引起海馬神經(jīng)元凋亡[9]。Caspase-3 作為癲癇性腦損傷過(guò)程中最重要的損傷因子之一，抑制其激活可以減輕神經(jīng)元的損傷。程瑤等[10]觀察靈芝酸對(duì)氯化鋰-匹魯卡品致癇鼠海馬神經(jīng)元Caspase-3 蛋白的表達(dá)情況時(shí)發(fā)現(xiàn)靈芝酸可通過(guò)降低Caspase-3 的表達(dá)量，減輕神經(jīng)元的變性、壞死，從而抑制Caspase-3 介導(dǎo)的神經(jīng)元凋亡，對(duì)癲癇大鼠海馬神經(jīng)元起到保護(hù)作用。其上游因子Caspase-9 在凋亡過(guò)程中也起著核心作用，參與了致癇大鼠神經(jīng)細(xì)胞凋亡過(guò)程。有研究發(fā)現(xiàn)，大鼠注射戊四氮致癇后Caspase-9 蛋白質(zhì)水平明顯升高，經(jīng)靈芝孢子干預(yù)后，Caspase-9 的表達(dá)水平明顯降低，說(shuō)明靈芝孢子粉可以調(diào)控Caspase-9 的表達(dá)，發(fā)揮抗凋亡的神經(jīng)保護(hù)作用[11]。靈芝有效成分除了通過(guò)抑制凋亡蛋白的激活來(lái)發(fā)揮抗癲癇作用外，還可以通過(guò)調(diào)節(jié)線粒體凋亡途徑起到保護(hù)神經(jīng)元的作用。有研究發(fā)現(xiàn)，靈芝有效成分充分作用于腦組織，抑制p53 和促凋亡因子bad 的表達(dá)，同時(shí)促進(jìn)抗凋亡因子bcl-xl 的表達(dá)，減少海馬神經(jīng)細(xì)胞的凋亡，對(duì)神經(jīng)元具有保護(hù)作用[12]。

2.2 抑制神經(jīng)元癲癇樣放電，降低神經(jīng)細(xì)胞興奮性

細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶（extracellular signal regulated kinase 1 and 2，ERK1/2）通路是細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的重要途徑之一，ERK1/2 被激活在癲癇發(fā)作初期具有神經(jīng)元保護(hù)作用，但隨著癲癇進(jìn)一步發(fā)生、發(fā)展，使胞漿中的細(xì)胞骨架成分磷酸化，從而導(dǎo)致神經(jīng)元凋亡。孫春硯等[13]通過(guò)觀察靈芝多糖對(duì)海馬神經(jīng)元癲癇樣放電前后ERK1/2 表達(dá)的變化，發(fā)現(xiàn)靈芝多糖可以抑制ERK1/2 的活化，從而抑制神經(jīng)元的癲癇樣放電，抑制癲癇動(dòng)物大發(fā)作。提示靈芝多糖可阻斷此通路，抑制神經(jīng)元的癲癇樣放電，保護(hù)海馬神經(jīng)元，發(fā)揮抗癲癇作用。

2.3 抗氧化、抑制炎癥反應(yīng)

有研究發(fā)現(xiàn)，靈芝三萜類化合物具有較強(qiáng)的抗氧化功能，能減少脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)的發(fā)生和脂質(zhì)過(guò)氧化產(chǎn)物的生成，維持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定，從而起到保護(hù)細(xì)胞的作用[14]。王國(guó)輝等[15]通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)靈芝三萜可以提高癲癇大鼠血清超氧化物歧化酶活力，抑制腫瘤壞死因子-α 的表達(dá)起到抗氧化、抗感染的作用，保護(hù)受損的海馬神經(jīng)元。還有研究者也證明了靈芝酸A能促進(jìn)癲癇海馬神經(jīng)元超氧化物歧化酶的表達(dá)，抑制細(xì)胞氧化損傷[16]，還可以抑制小鼠源性皮質(zhì)小膠質(zhì)細(xì)胞釋放白介素-1β、白介素-6 和腫瘤壞死因子-α 促炎細(xì)胞因子，抑制癲癇發(fā)作[17]。有研究發(fā)現(xiàn)，戊四氮致癲癇大鼠皮質(zhì)和海馬區(qū)谷胱甘肽過(guò)氧化物酶的活力低于正常組，用靈芝多糖干預(yù)的大鼠谷胱甘肽過(guò)氧化物酶的活力明顯高于癲癇模型組，說(shuō)明靈芝多糖可能通過(guò)升高谷胱甘肽過(guò)氧化物酶的表達(dá)發(fā)揮抗脂質(zhì)過(guò)氧化作用，保護(hù)神經(jīng)元，減輕或抑制癲癇發(fā)作[18]。趙爽等[19]應(yīng)用靈芝三萜化合物和外源性單唾液酸四己糖神經(jīng)節(jié)苷脂干預(yù)癲癇大鼠，大鼠腦脊液和血清中炎癥反應(yīng)蛋白中C-反應(yīng)蛋白含量與癲癇模型組相比明顯降低、降鈣素基因相關(guān)肽含量升高，提示靈芝三萜化合物可能通過(guò)抑制膠質(zhì)細(xì)胞分泌炎癥相關(guān)細(xì)胞因子，促進(jìn)癲癇后神經(jīng)再生與重塑等，從而起到腦保護(hù)的作用。由此可見(jiàn)，神經(jīng)細(xì)胞脂質(zhì)過(guò)氧化作用及炎癥反應(yīng)可能促進(jìn)癲癇的發(fā)生，也可能是誘發(fā)癲癇的病因，而靈芝有效成分具有較強(qiáng)的抗氧化功能，并通過(guò)抑制炎癥相關(guān)細(xì)胞因子的釋放，保護(hù)神經(jīng)細(xì)胞，抑制癲癇發(fā)作。

2.4 促進(jìn)神經(jīng)修復(fù)

腦源性神經(jīng)生長(zhǎng)因子由神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞合成，對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)中神經(jīng)元的生長(zhǎng)、分化、再生和軸突重建都具有重要作用。Yang 等[20]發(fā)現(xiàn)靈芝孢子粉能夠促進(jìn)癲癇大鼠腦組織中腦源性神經(jīng)生長(zhǎng)因子的表達(dá)，延長(zhǎng)腦源性神經(jīng)生長(zhǎng)因子的表達(dá)時(shí)程，間接抑制苔蘚纖維的發(fā)芽并調(diào)節(jié)突觸的重建，發(fā)揮對(duì)大腦神經(jīng)元的保護(hù)作用。神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子中NT-3/NT-4 都可以促進(jìn)神經(jīng)元的修復(fù)、再生，減輕神經(jīng)元損傷，抑制神經(jīng)元凋亡并調(diào)節(jié)突觸可塑性，具有抗癲癇發(fā)作的作用[21]。通過(guò)癲癇模型實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，靈芝孢子后，NT-3/NT-4 蛋白的表達(dá)量增加，說(shuō)明靈芝孢子粉可能通過(guò)增加NT-3/NT-4 蛋白的表達(dá)來(lái)促進(jìn)神經(jīng)元存活，同時(shí)調(diào)整病變神經(jīng)元的興奮性，減輕神經(jīng)元的損傷[22]。膠質(zhì)細(xì)胞源神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子可以保護(hù)神經(jīng)元耐受神經(jīng)毒性和軸索斷裂誘導(dǎo)的損害。戊四氮點(diǎn)燃癲癇大鼠發(fā)作后海馬膠質(zhì)細(xì)胞源神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子表達(dá)增加并長(zhǎng)時(shí)間地存在，提示對(duì)癲癇發(fā)作后神經(jīng)元的存活與再生有著重要意義。神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子通過(guò)促進(jìn)神經(jīng)元的修復(fù)、再生、存活等，保護(hù)神經(jīng)細(xì)胞，在癲癇發(fā)作中起到重要作用。

2.5 作用于神經(jīng)遞質(zhì)

谷氨酸遞質(zhì)是腦部最主要的興奮性神經(jīng)遞質(zhì)，腦內(nèi)谷氨酸水平升高，可提高神經(jīng)元的興奮性，導(dǎo)致神經(jīng)元細(xì)胞凋亡，引起癲癇發(fā)作。細(xì)胞外谷氨酸的清除主要依賴于高親和力的興奮性氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)體。朱孔利等[23]驗(yàn)證了靈芝多糖可以通過(guò)提高癲癇大鼠腦中谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)體谷氨酸/天冬氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)體、谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)體1、興奮性氨基酸載體1 的表達(dá)，達(dá)到清除興奮性神經(jīng)遞質(zhì)谷氨酸的作用，從而降低神經(jīng)元興奮性，減少神經(jīng)系統(tǒng)損傷而抑制癲癇的發(fā)作。生長(zhǎng)抑素是一種肽類神經(jīng)遞質(zhì)，多數(shù)學(xué)者認(rèn)為生長(zhǎng)抑素是一種興奮性神經(jīng)遞質(zhì)，具有致癇作用。采用靈芝孢子粉作用于體外癲癇大鼠大腦皮質(zhì)及海馬神經(jīng)細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)靈芝孢子可顯著降低神經(jīng)細(xì)胞中生長(zhǎng)抑素免疫反應(yīng)陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)，抑制神經(jīng)元異常放電，保護(hù)神經(jīng)元。

2.6 作用于離子通道

Ca2+對(duì)神經(jīng)細(xì)胞膜興奮性具有穩(wěn)定及維持的作用，神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)Ca2+和胞膜鈣電流的增加可導(dǎo)致腦部神經(jīng)元異常放電，引起癲癇發(fā)生。劉輝[24]在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，與癲癇模型組比較，靈芝孢子粉組大鼠的線粒體Ca2+水平明顯增加，早期應(yīng)答基因c-Fos 表達(dá)水平明顯降低，說(shuō)明靈芝孢子粉通過(guò)增加線粒體Ca2+水平及抑制c-Fos 的表達(dá)來(lái)減少癲癇發(fā)作對(duì)腦細(xì)胞線粒體所造成的損傷，進(jìn)而發(fā)揮抗癲癇的作用。鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶是目前發(fā)現(xiàn)的唯一一種受Ca2+/鈣調(diào)素調(diào)節(jié)的絲/蘇氨酸蛋白磷酸酶，癲癇發(fā)作時(shí)腦內(nèi)鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶的底物蛋白磷酸化水平比正常大鼠高，可抑制大量Ca2+內(nèi)流導(dǎo)致的神經(jīng)元死亡，靈芝多糖可以增強(qiáng)鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶的活性，抑制Ca2+內(nèi)流以抑制癲癇發(fā)作[18]。靈芝多糖還可通過(guò)抑制癲癇海馬神經(jīng)元的細(xì)胞內(nèi)鈣積累，刺激鈣調(diào)蛋白依賴性蛋白激酶Ⅱα 的表達(dá)來(lái)實(shí)現(xiàn)抗癲癇的作用[25]。癲癇發(fā)作可引起Cu2+/Zn2+升高，靈芝孢子能增加腦組織Cu2+含量，降低Zn2+含量，使Cu2+/Zn2+比值降低，減少神經(jīng)細(xì)胞的變性、壞死，減輕神經(jīng)細(xì)胞的損傷[26]。

2.7 增強(qiáng)癲癇后記憶認(rèn)知

近一半的癲癇患者伴隨學(xué)習(xí)記憶下降及認(rèn)知障礙，嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量[27]。乙酰膽堿與學(xué)習(xí)記憶密切相關(guān)，對(duì)海馬內(nèi)與學(xué)習(xí)記憶密切相關(guān)的錐體細(xì)胞具有興奮作用，其含量降低會(huì)引起學(xué)習(xí)記憶的障礙，而乙酰膽堿酯酶活性增加會(huì)導(dǎo)致腦內(nèi)學(xué)習(xí)記憶活動(dòng)障礙。趙爽等[28]通過(guò)大鼠水迷宮實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)靈芝孢子可以提高癲癇大鼠的學(xué)習(xí)記憶能力，改善大鼠認(rèn)知功能，可能是與抑制腦區(qū)與學(xué)習(xí)記憶密切相關(guān)的乙酰膽堿酯酶活性，提高乙酰膽堿含量，增強(qiáng)中樞膽堿能神經(jīng)系統(tǒng)的功能有關(guān)。癲癇發(fā)作后神經(jīng)元凋亡也會(huì)影響學(xué)習(xí)記憶能力，有研究顯示，肌動(dòng)蛋白結(jié)合蛋白聚集、突觸素和神經(jīng)生長(zhǎng)相關(guān)蛋白43 基因及蛋白表達(dá)降低與癲癇大鼠空間學(xué)習(xí)記憶功能損害有關(guān)，靈芝三萜可改善癲癇大鼠海馬神經(jīng)元形態(tài)結(jié)構(gòu)，改善學(xué)習(xí)記憶能力，可能與其下調(diào)肌動(dòng)蛋白結(jié)合蛋白mRNA 水平，促進(jìn)突觸素和神經(jīng)生長(zhǎng)相關(guān)蛋白43 mRNA 表達(dá)，從而影響突觸生長(zhǎng)重塑相關(guān)基因與蛋白表達(dá)，提高突觸修復(fù)及再生能力以保護(hù)大腦神經(jīng)元有關(guān)[29-31]。

3 小結(jié)與展望

癲癇的反復(fù)發(fā)作嚴(yán)重危害人類的身體健康，已經(jīng)成為一個(gè)重大的公共健康問(wèn)題，青少年患者還可并發(fā)焦慮及抑郁等其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病[32-33]，近年中醫(yī)藥治療癲癇、減少抗癲癇藥物的毒副作用等方面取得了許多新成果，但探索出安全、高效、特異、經(jīng)濟(jì)的抗癲癇藥物仍是全球癲癇治療研究人員努力的方向。靈芝有效成分治療癲癇的機(jī)制尚未完全闡明，隨著對(duì)靈芝的功能和對(duì)癲癇疾病認(rèn)識(shí)的加深，需要進(jìn)一步探討癲癇的發(fā)病機(jī)制和靈芝藥效成分的抗癇機(jī)制，研發(fā)安全性高、穩(wěn)定性好、作用持續(xù)性長(zhǎng)、毒副作用小的癲癇腦保護(hù)劑和維持大腦微環(huán)境穩(wěn)態(tài)的藥物；開(kāi)發(fā)傳統(tǒng)抗癲癇藥物與中藥聯(lián)合治療，取長(zhǎng)補(bǔ)短，使抗癲癇療效更強(qiáng)，耐受性、安全性更好等，解除患者病痛，提高患者生活質(zhì)量。