中藥藥理性預(yù)適應(yīng)對(duì)腦缺血保護(hù)機(jī)制的研究進(jìn)展

崔濤，侯慧敏，王楠，薛安寧，鞏婷

（1.甘肅中醫(yī)藥大學(xué)，甘肅 蘭州 730000；2.甘肅省中醫(yī)院，甘肅 蘭州 730000）

0 引言

腦缺血預(yù)處理(BIP)的概念是由Kitagawa[1]等首次提出,其在大鼠腦缺血模型中發(fā)現(xiàn)短暫的全腦缺血后再灌注可產(chǎn)生缺血耐受，能減輕隨后較長(zhǎng)時(shí)間的全腦缺血損傷。此缺血預(yù)處理可激發(fā)體內(nèi)內(nèi)源性保護(hù)物質(zhì)，有研究表明，某些中藥預(yù)處理后同樣具有缺血后保護(hù)作用。

1 腦缺血預(yù)適應(yīng)的產(chǎn)生機(jī)制

在大多數(shù)情況下，各種形式的預(yù)處理刺激可以通過(guò)各種信號(hào)分子和機(jī)制途徑觸發(fā)內(nèi)源性保護(hù)或再生機(jī)制，從而對(duì)隨后的腦缺血損傷產(chǎn)生保護(hù)性的缺血耐受[2]。它涉及復(fù)雜且相互作用的級(jí)聯(lián)保護(hù)機(jī)制，可有效減少后續(xù)致死刺激后的神經(jīng)細(xì)胞損傷。目前大量研究表明，缺血預(yù)適應(yīng)的產(chǎn)生機(jī)制總體可包括以下幾個(gè)方面。

1.1 缺氧誘導(dǎo)因子

缺氧條件下可觸發(fā)低氧誘導(dǎo)因子-1α（HIF-1α)的產(chǎn)生，HIF-1α 是一種氧敏感轉(zhuǎn)錄因子。它可以在腦缺血后顯著上調(diào)，進(jìn)而參與調(diào)控各種基因的表達(dá)，觸發(fā)各種生理反應(yīng)。缺血預(yù)處理通過(guò)上調(diào)HIF-1α，增強(qiáng)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)的表達(dá)和核因子kB(NF-kB)的激活，從而減輕沙鼠海馬CA1區(qū)(CA1)缺血損傷引起的神經(jīng)元死亡[3]。

1.2 谷氨酸途徑

谷氨酸興奮性毒性是腦卒中后神經(jīng)細(xì)胞損傷的主要作用機(jī)制[4]。缺血缺氧可使三磷酸腺苷(ATP)水平降低，谷氨酸水平顯著升高，N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受體過(guò)度激活，導(dǎo)致鈣內(nèi)流過(guò)多，突觸可塑性受損，谷氨酸積累[5]。最近的研究表明，缺血后星形膠質(zhì)細(xì)胞通過(guò)縫隙連接釋放過(guò)量的谷氨酸，可能促進(jìn)梗死核心和周?chē)氚祹У臄U(kuò)張[6]。缺血預(yù)處理可阻斷星形膠質(zhì)細(xì)胞間縫隙連接，降低細(xì)胞外谷氨酸含量，減少星形膠質(zhì)細(xì)胞活性氧(ROS) 損傷，從而減少神經(jīng)元損傷[7]。

1.3 免疫系統(tǒng)

缺血條件下，大量炎癥細(xì)胞(如小膠質(zhì)細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、中性粒細(xì)胞等) 被招募到梗死區(qū)域，介導(dǎo)腦組織的炎癥損傷[8-9]。非催化toll 樣受體(TLR)信號(hào)通路可誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄因子NF-kB 通過(guò)識(shí)別外源信號(hào)分子介導(dǎo)細(xì)胞因子和趨化因子的轉(zhuǎn)錄，從而啟動(dòng)免疫反應(yīng)，建立炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)，從而引起繼發(fā)性炎癥損傷[10-11]。缺血預(yù)處理發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用的機(jī)制主要是通過(guò)促進(jìn)抗炎分子或抑制促炎分子的表達(dá)。

1.4 酶和受體

研究表明，腦缺血預(yù)處理介導(dǎo)的Akt 激活可負(fù)向調(diào)控JNK 信號(hào)通路[12]。環(huán)氧合酶-2 (COX-2)的生理功能是促進(jìn)花生四烯酸氧化為前列腺素，在缺血后的炎癥損傷中起重要作用。腦卒中后腺苷的增加被認(rèn)為具有神經(jīng)保護(hù)作用，在缺血預(yù)處理后腺苷受體的表達(dá)增加[13]。Nakamura 等報(bào)道腺苷A1 受體可能與大鼠局灶性缺血的快速缺血耐受有關(guān)[14]。腺苷激酶(ADK)可以抑制腺苷的表達(dá)，而在轉(zhuǎn)基因小鼠中，大腦ADK 的低表達(dá)可以誘導(dǎo)皮層保護(hù)，這為腦卒中治療提供了一個(gè)有希望的靶點(diǎn)[15]。

1.5 體液途徑

研究發(fā)現(xiàn)，白介素、前列腺素、基質(zhì)細(xì)胞衍生因子-1α、TNF-α、緩激肽-2、腺苷、阿片、NO、EPO、兒茶酚胺、血紅素加氧酶-1 等可能作為候選轉(zhuǎn)移因子[16]。這些體液因子的相關(guān)信號(hào)通路或分子靶標(biāo)包括g 蛋白細(xì)胞表面耦聯(lián)受體、蛋白激酶C、Notch1、ERK1/2、p38 MAPK 和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄激活因子5 (STAT5)[17]。

1.6 神經(jīng)通路

用不同方法誘導(dǎo)大鼠肢體缺血預(yù)適應(yīng)的研究表明，神經(jīng)節(jié)阻滯劑(六甲銨)可減弱其神經(jīng)保護(hù)作用[18]。Mastitskaya等[19]的研究表明，位于腦干的迷走神經(jīng)背側(cè)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元參與了缺血預(yù)適應(yīng)介導(dǎo)的心臟保護(hù)，刺激這些神經(jīng)元可以產(chǎn)生同樣的保護(hù)作用。結(jié)果表明迷走神經(jīng)神經(jīng)節(jié)前神經(jīng)元參與了神經(jīng)傳遞機(jī)制。副交感神經(jīng)傳出神經(jīng)的激活具有神經(jīng)保護(hù)作用，迷走神經(jīng)刺激降低了腦梗死面積[20]。動(dòng)物研究報(bào)道，橫斷股神經(jīng)或脊髓可消除RIPreC 對(duì)家兔的保護(hù)作用[21]。這表明RIPreC 依賴于完整的神經(jīng)通路[19]。

此外，腦缺血預(yù)適應(yīng)的產(chǎn)生機(jī)制還涉及炎癥通路、能量代謝、自噬和凋亡、血腦屏障通透性和基因重組等方面。

2 中藥藥理性預(yù)適應(yīng)對(duì)腦缺血保護(hù)作用

在藥理性預(yù)適應(yīng)的研究中，發(fā)現(xiàn)許多中藥有效成分對(duì)腦缺血可發(fā)揮預(yù)適應(yīng)性保護(hù)作用，從整體、離體方法乃至分子信號(hào)途徑水平都做了大量研究,并取得了一定的進(jìn)展，它有著多途徑、多靶點(diǎn)、不良反應(yīng)小、效果確切等特點(diǎn)，可有效運(yùn)用于臨床。

2.1 銀杏提取物

研究發(fā)現(xiàn),銀杏內(nèi)酯可提高HIF-1α 亞單位的表達(dá),從而增強(qiáng)了HIF-1 的轉(zhuǎn)錄活性,啟動(dòng)了預(yù)適應(yīng)信號(hào)系統(tǒng),其機(jī)制與缺血/缺氧預(yù)適應(yīng)相似,深入研究發(fā)現(xiàn)銀杏內(nèi)酯主要是通過(guò)其重要的活性單體B 激活神經(jīng)元PI3K,使 HIF-1α 和促紅細(xì)胞生成素(EPO)表達(dá)增加,從而使 BAD 磷酸化增強(qiáng),保護(hù)神經(jīng)元抵抗缺血所致的凋亡,發(fā)揮藥理性預(yù)適應(yīng)作用。銀杏內(nèi)酯可對(duì)神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞同時(shí)發(fā)揮藥理性預(yù)適應(yīng)作用。銀杏內(nèi)酯及其單體B 除了作用于神經(jīng)元外,還能誘導(dǎo)星形膠質(zhì)細(xì)胞的活化,增加EPO 的表達(dá)和釋放,從而對(duì)星形膠質(zhì)細(xì)胞自身或者通過(guò)其對(duì)神經(jīng)元進(jìn)一步發(fā)揮抗凋亡作用。

2.2 川芎

川芎中的主要活性成分有藁本內(nèi)酯、川芎嗪以及阿魏酸等。藁本內(nèi)酯等中藥成份可多方位抵抗由缺血引起的腦損傷，其作用機(jī)制主要是通過(guò)提高與預(yù)適應(yīng)相關(guān)的促紅細(xì)胞生成素的表達(dá),同時(shí)抑制凋亡相關(guān)基因RTP801 的表達(dá)來(lái)起到神經(jīng)保護(hù)作用；還可通過(guò)上調(diào)Nrf2 的表達(dá)促進(jìn)其核轉(zhuǎn)位進(jìn)而激活下游基因 HO-1 的表達(dá)有關(guān)。實(shí)驗(yàn)表明藁本內(nèi)酯還可以抑制缺糖缺氧/復(fù)氧（OGD/R）損傷后PC12 細(xì)胞內(nèi)ROS 的釋放及線粒體膜電位的下降，減少CytC 自線粒體至胞漿的釋放，并促進(jìn)線粒體分裂蛋白Drp1 和Fis1 的表達(dá)，促進(jìn)了線粒體分裂[31]，表明藁本內(nèi)酯抗腦缺血損傷的機(jī)制可能與促進(jìn)線粒體的分裂有關(guān)。川芎嗪在治療心腦血管疾病時(shí)主要與其抗氧化、抗炎以及減少鈣離子內(nèi)流等有關(guān)[32]。GUAN D 等[33]研究表明川芎嗪能降低CoCl2 引起PC12 細(xì)胞ROS 以及線粒體凋亡分子的表達(dá)，從而減少神經(jīng)細(xì)胞死亡，與增強(qiáng)Nrf2/GCLc/GSH表達(dá)、抑制HIF1α/NOX2/ROS 通路的表達(dá)這一機(jī)制有關(guān)。

2.3 丹參

丹參酮Ⅱ是丹參的主要活性成分之一[34]。研究表明[35-36]丹參酮ⅡA(TSA)可增強(qiáng)腦缺血大鼠第10 號(hào)染色體的磷酸酶(PTEN) 的表達(dá)，抑制PI3K 磷酸化，進(jìn)而抑制PI3K/AKT/mTOR 這一通路的表達(dá)，抑制腦缺血后產(chǎn)生的炎癥反應(yīng)，從而發(fā)揮缺血后腦組織的保護(hù)作用。

2.4 三七

三七總皂苷是三七中的主要有效成分。研究發(fā)現(xiàn)三七總皂苷能夠通過(guò)抗神經(jīng)細(xì)胞凋亡、促進(jìn)軸突再生、抑制興奮毒性、抗炎、促進(jìn)神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子的表達(dá)、促進(jìn)神經(jīng)干細(xì)胞增殖分化等途徑發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用[37]。SHX 等[38]研究發(fā)現(xiàn)膜蛋白NogoA 與受體NgR1 結(jié)合，可激活ROCK 激酶，抑制軸突生長(zhǎng)，PNS 保護(hù)神經(jīng)的機(jī)制是通過(guò)抑制NgR1/RhoA/ROCK2 這一信號(hào)通路的表達(dá)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

2.5 葛根

葛根素(puerarin，Pue)是葛根的有效成分之一，葛根素能有效地降低興奮性氨基酸的含量，改善其失衡狀態(tài)，起到神經(jīng)保護(hù)作用[39]。研究表明，葛根素可抑制大鼠缺血半暗帶內(nèi)微血管段中促進(jìn)細(xì)胞凋亡的Bax，Caspase-3 和Cleaved caspase-3 蛋白的表達(dá)，增加抑制細(xì)胞凋亡Bcl-2 蛋白的表達(dá)[40]，初步說(shuō)明葛根素可以通過(guò)抑制細(xì)胞凋亡，進(jìn)而減輕腦缺血引起的損傷。

3 小結(jié)

目前從腦缺血預(yù)適應(yīng)保護(hù)作用發(fā)展到中藥藥理性預(yù)適應(yīng)的腦保護(hù)作用的研究已取得一定成果，但大多都集中于某一單味藥、藥物的有效成分及其提取物上，擬方研究較少，且從中醫(yī)角度解釋缺血預(yù)適應(yīng)作用機(jī)制的研究更少。相信隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)和傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)的不斷發(fā)展，中藥藥理性預(yù)適應(yīng)研究的前景將十分廣闊。