鉤藤堿對中樞神經(jīng)系統(tǒng)保護(hù)作用的研究進(jìn)展

李鳳萍 樓小亮

(南昌大學(xué)第四附屬醫(yī)院，江西 南昌 330003)

鉤藤為茜草科植物鉤藤屬，其帶鉤莖枝中含有多種化學(xué)成分，主要有效成分為吲哚類生物堿，而鉤藤堿是從中提取出的一種生物堿，長期以來一直被用于治療中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病及心血管疾病，越來越多的證據(jù)表明鉤藤堿對腦缺血缺氧、腦退行性疾病、癲癇、焦慮、藥物成癮等疾病具有神經(jīng)保護(hù)作用〔1〕。本文對鉤藤堿對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的保護(hù)作用進(jìn)行綜述。

1 腦缺血

腦卒中是一種突然起病的腦血液循環(huán)障礙性疾病，具有發(fā)病率高、致殘率高、復(fù)發(fā)率高、病死率高及并發(fā)癥多等特點。臨床上最常見的缺血性腦卒中缺血后的神經(jīng)細(xì)胞損傷的分子機(jī)制可能涉及神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)鈣離子超載、興奮性氨基酸細(xì)胞毒性作用、自由基和再灌注損傷及神經(jīng)細(xì)胞凋亡等。目前，溶栓是比較有效的腦卒中治療方法，但因其治療窗時間有限，迫使我們尋找更為有效的治療方法。

1.1降低腦梗死體積 腦缺血后，腦梗死體積的大小及腦水腫與患者病情惡化、神經(jīng)功能損傷及臨床預(yù)后關(guān)系極為密切，因此，縮小腦梗死體積是臨床治療腦缺血的目標(biāo)之一。有報道鉤藤堿可在一定程度上降低腦梗死的體積，進(jìn)而使腦缺血后神經(jīng)功能缺損癥狀得到改善。Huang等〔2〕研究證實，在大鼠大腦中動脈缺血模型中，鉤藤堿可通過激活磷脂酰肌醇-3-激酶(PI3K)/蛋白激酶B(Akt)/哺乳動物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信號通路及抑制Toll樣受體(TLRs)/核因子(NF)-κB信號通路，使腦缺血后的腦梗死體積和腦水腫明顯減輕，神經(jīng)功能缺損癥狀明顯改善。鉤藤堿是否通過其他機(jī)制減小腦梗死體積，有待于進(jìn)一步研究。

1.2星形膠質(zhì)細(xì)胞的神經(jīng)保護(hù)作用 星形膠質(zhì)細(xì)胞在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中最為豐富，這些細(xì)胞不僅在生理條件下控制著神經(jīng)元的功能，而且對腦缺血性損傷的調(diào)節(jié)也有重要作用〔3〕。缺血缺氧后海馬區(qū)星形膠質(zhì)細(xì)胞谷氨酸轉(zhuǎn)運體興奮性氨基酸轉(zhuǎn)運蛋白(EAAT)2和N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受體2B亞單位(NR2B)mRNA顯著表達(dá),在用鉤藤堿干預(yù)后，EAAT2和NR2B mRNA的表達(dá)明顯下調(diào),提示鉤藤堿可能抑制缺血缺氧細(xì)胞的EAAT2和NR2B基因表達(dá)〔4〕，可為鉤藤堿治療腦缺血提供理論基礎(chǔ)。也有研究表明，鉤藤堿可顯著抑制缺血再灌注損傷后星形膠質(zhì)細(xì)胞的壞死凋亡〔5〕。鉤藤堿還能夠誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄因子Nrf2核轉(zhuǎn)位,減輕原代星形膠質(zhì)細(xì)胞氧化應(yīng)激損傷〔6〕。因此，研究鉤藤堿在星形膠質(zhì)細(xì)胞中的藥理作用和機(jī)制，將為缺血性腦卒中的治療提供新的方向和靶點。

1.3調(diào)節(jié)神經(jīng)遞質(zhì)及炎性因子 缺血性腦損傷病理生理非常復(fù)雜,是一個多信號通路同時激活、導(dǎo)致神經(jīng)細(xì)胞損害的過程，在此過程中,引發(fā)缺血后炎癥反應(yīng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)就是神經(jīng)遞質(zhì)及炎性物質(zhì)的產(chǎn)生。有研究表明，鉤藤堿通過調(diào)節(jié)腦缺血大鼠紋狀體和海馬內(nèi)單胺類神經(jīng)遞質(zhì)的量，達(dá)到對腦缺血大鼠神經(jīng)保護(hù)作用〔7〕。此外，鉤藤堿能明顯抑制脂多糖誘導(dǎo)的神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞及神經(jīng)元的炎性因子白細(xì)胞介素(IL)-1β、腫瘤壞死因子(TNF)-α,進(jìn)而起到抗炎作用〔8〕。因此深入研究鉤藤堿對腦缺血后神經(jīng)遞質(zhì)及炎性因子調(diào)節(jié)與腦缺血之間的相互作用及相關(guān)機(jī)制,有可能為臨床治療腦缺血提供新的治療途徑。

1.4阻斷NMDA受體及離子通道 NMDA受體是中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)分布非常廣泛的一種至關(guān)重要的受體，在神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育中發(fā)揮重要調(diào)節(jié)作用，在腦缺血缺氧性損傷作用下被大量激活，產(chǎn)生一系列神經(jīng)毒性作用〔9,10〕。有研究表明，鉤藤堿可作為NMDA受體的非競爭性拮抗劑，通過阻斷大腦局部缺血期間的NMDA受體及其他受體介導(dǎo)的神經(jīng)毒性作用，來保護(hù)缺血誘導(dǎo)的神經(jīng)元損傷〔11〕。在此基礎(chǔ)上，還可以探究鉤藤堿是否還有與缺血缺氧性疾病及其他中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病有關(guān)的其他受體的拮抗作用來發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用。鉤藤堿還可降低海馬神經(jīng)元鈉電流幅度提高海馬神經(jīng)元對缺血缺氧的耐受性及通過阻斷鈣離子通道，防止缺血缺氧后神經(jīng)細(xì)胞和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞對β-淀粉樣蛋白(Aβ)誘導(dǎo)的神經(jīng)毒性來發(fā)揮腦保護(hù)作用〔12〕。

2 阿爾茨海默病(AD)

AD是一種隱匿起病、以細(xì)胞外Aβ的蓄積為病理特征的慢性、進(jìn)行性、不可逆轉(zhuǎn)的神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病，其病理機(jī)制目前尚未完全清楚〔13〕。近年來，研究人員發(fā)現(xiàn)中藥鉤藤堿不但可減緩AD病情，而且不良反應(yīng)較小。

2.1啟動小膠質(zhì)細(xì)胞 小膠質(zhì)細(xì)胞是中樞神經(jīng)系統(tǒng)重要的免疫防線，有研究證明小膠質(zhì)細(xì)胞在AD的發(fā)病機(jī)制中有著不可或缺的作用，可清除吞噬tau寡聚體〔14〕。啟動小膠質(zhì)細(xì)胞在AD等神經(jīng)退行性疾病中尤為關(guān)鍵，Yuan等〔15〕實驗發(fā)現(xiàn)，鉤藤植物葉中的有C-16碳酸酯的鉤藤類生物堿及長春苷內(nèi)酰胺可抑制脂多糖體(LPS)誘發(fā)的一氧化氮(NO)釋放，進(jìn)而啟動小膠質(zhì)細(xì)胞，有助于AD患者的神經(jīng)保護(hù)作用。

2.2抑制Aβ的神經(jīng)毒性作用 從鉤藤中提取的總生物堿成分，具有拆解Aβ導(dǎo)致的纖維纏結(jié)，改變其穩(wěn)定性、改善AD 小鼠模型的認(rèn)知記憶缺陷及抑制神經(jīng)原纖維形成等功能〔16〕。異鉤藤堿顯著抑制 DNA 片段化和半胱氨酸蛋白酶-3的活性，提示異鉤藤堿通過抑制氧化應(yīng)激和細(xì)胞凋亡的線粒體途徑發(fā)揮對Aβ25～35誘導(dǎo)的神經(jīng)毒性的保護(hù)作用〔17〕，鉤藤對Aβ25～35誘導(dǎo)的神經(jīng)毒性的調(diào)節(jié)作用有可能成為 AD 的一種新型治療方法，以改善AD的進(jìn)展和發(fā)病〔18〕。研究表明，鉤藤堿對AD的神經(jīng)保護(hù)作用主要是通過抑制可溶性Aβ1-42誘導(dǎo)的NR2B的過度活化而介導(dǎo)的，并確定鉤藤堿是AD的一種潛在的治藥物，通過抑制超激活NMDARs發(fā)揮其保護(hù)作用〔19〕。以上的研究發(fā)現(xiàn)，用鉤藤堿治療AD的發(fā)展前景非?？捎^，有待進(jìn)一步探究。

2.3阻斷EphA4依賴的信號傳遞 有研究證實，AD是一種突觸功能障礙的疾病〔20〕，酪氨酸蛋白激酶(Eph)A4受體的激活對于AD的突觸功能異常至關(guān)重要〔21〕。因此，阻斷EphA4依賴的信號通路，可能成為臨床治療AD的一種機(jī)制。據(jù)報道，鉤藤堿可阻斷海馬神經(jīng)元EphA4依賴的信號傳遞，降低β-淀粉樣蛋白前體蛋白(APP)/早老素(PS)1轉(zhuǎn)基因小鼠海馬中EphA4的活性,使AD小鼠模型的海馬突觸功能明顯改善〔22〕。 可見，鉤藤堿在AD治療中的潛在作用。

3 帕金森病(PD)

PD是一種慢性進(jìn)展的多系統(tǒng)神經(jīng)退行性疾病，其病因和發(fā)病機(jī)制尚未明確，可能與有毒物質(zhì)、基因異常及衰老等有關(guān)，這種疾病有獨特的神經(jīng)病理學(xué)腦異常蛋白改變〔23〕，嚴(yán)重影響人的晚年生活，發(fā)病率和患病率隨著人口的變化也逐漸上升。雖然目前人們對其治療做了很大的努力，但仍無法將其治愈，不能阻止疾病的發(fā)生發(fā)展。

3.1調(diào)節(jié)腦內(nèi)超氧化物歧化酶(SOD)、多巴胺(DA)、丙二醛(MDA) PD的典型病理改變是黑質(zhì)紋狀體多巴胺能神經(jīng)元變性和壞死而炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激等參與多巴胺能神經(jīng)元的壞死凋亡。有研究顯示〔24,25〕，鉤藤堿對PD大鼠腦內(nèi)SOD、DA、MDA的表達(dá)具有調(diào)節(jié)作用,提示其作為PD的治療或者預(yù)防藥物具有一定的研究價值〔7〕。此外，鉤藤堿也可能通過清除氧自由基、抑制炎癥反應(yīng)和提高機(jī)體抗氧化能力,從而減少神經(jīng)元的凋亡，實現(xiàn)PD模型小鼠的治療作用〔26〕。

3.2抑制MPP+的神經(jīng)毒性作用 有研究證實肌細(xì)胞增強(qiáng)因子(MEF)2D和PD的發(fā)病密切相關(guān)，MEF2D對多巴胺能神經(jīng)元的存活起著重要作用〔23〕。She等〔27〕用四氫吡啶(MPTP)誘導(dǎo)的PD模型小鼠發(fā)現(xiàn)鉤藤堿可在病理條件下激活轉(zhuǎn)錄因子MEF2D，增加MEF2D蛋白表達(dá)，從而發(fā)揮了強(qiáng)大的神經(jīng)保護(hù)作用。據(jù)報道鉤藤堿可逆轉(zhuǎn)MPP+引起的MEF2D活性的下降，并使MEF2D抑制劑絲氨酸蛋白激酶(GSK)3β的蛋白表達(dá)下調(diào)〔28〕。鄭梅竹等〔29〕通過對MPP+造成的PD小鼠模型進(jìn)行給藥對比，發(fā)現(xiàn)鉤藤堿能顯著改善PD患者的癥狀。這些發(fā)現(xiàn)為鉤藤堿在PD治療中的潛在應(yīng)用提供了依據(jù)。

4 癲癇

癲癇是多種病因?qū)е碌纳窠?jīng)元高度同步化異常放電所致的臨床綜合征，其病因及病理錯綜復(fù)雜，發(fā)病機(jī)制也尚未完全明了。目前癲癇治療仍以藥物治療為主。鉤藤是一種傳統(tǒng)中藥，長期以來一直被用于治療癲癇發(fā)作。鉤藤堿在癲癇發(fā)作中的抗癲癇作用可能與多種信號通路和治療靶點有關(guān)。

4.1阻斷絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)信號通路和NMDA受體 MAPK信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路在神經(jīng)系統(tǒng)疾病的發(fā)生、發(fā)展過程中發(fā)揮了重要作用,且阻斷MAPK信號通路,可有效減輕神經(jīng)細(xì)胞的損害程度。NMDA受體是中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)一種重要的受體，可引發(fā)一系列神經(jīng)毒性作用〔9〕，有證據(jù)表明，NMDA和MAPK在癲癇的發(fā)病中起著重要作用，且NMDA受體能引起MAPK的活化〔30,31〕。因此，鉤藤堿作為NMDA受體拮抗劑〔11〕，可減輕由NMDA受體電流及MAPK途經(jīng)引發(fā)的癲癇發(fā)作〔32〕。

4.2抑制腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(BDNF)基因的表達(dá) BDNF可通過介導(dǎo)NMDA電流誘導(dǎo)神經(jīng)細(xì)胞興奮性，而BDNF引起的神經(jīng)元興奮性促進(jìn)了癲癇的發(fā)生〔33〕。有研究〔34〕通過基因組學(xué)和免疫組織化學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，鉤藤堿可影響B(tài)DNF的信號通路，而且可抑制BDNF基因表達(dá)，提示可通過調(diào)節(jié)BDNF信號通路，抑制BDNF基因表達(dá)來改善海人藻酸誘導(dǎo)的大鼠癲癇行為，進(jìn)而為臨床治療癲癇提供依據(jù)及思路。

4.3抑制INaP 癲癇是由自發(fā)的發(fā)作性放電引起的，鈉通道在動作電位產(chǎn)生和各種模式的放電轉(zhuǎn)換中起著至關(guān)重要的作用，癲癇的發(fā)作和鈉通道功能改變與爆發(fā)性放電密切相關(guān)〔35〕。電壓門控的Na1.6通道(Nav1.6)可激活持續(xù)性鈉電流(INaP)，使神經(jīng)元產(chǎn)生爆發(fā)性放電，在顳葉癲癇患者和模型動物的大腦中都表現(xiàn)出Nav1.6的過度表達(dá)，表明Nav1.6參與了癲癇的發(fā)作〔36〕。Shao等〔37〕在給大鼠顳葉癲癇模型局部運用鉤藤堿之后，用免疫組化等方法研究發(fā)現(xiàn)，鉤藤堿可下調(diào)Nav1.6的表達(dá)，進(jìn)而抑制INaP，使癲癇大鼠的驚厥發(fā)作得到了有效改善〔37〕。

5 其他

鉤藤堿除了對常見的中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病具有神經(jīng)保護(hù)作用外，還有其他腦保護(hù)作用。海馬神經(jīng)元NMDA受體亞基谷氨酰胺合成酶基因(Gln)1和2B在焦慮中起重要作用，鉤藤堿能相互調(diào)節(jié)海馬神經(jīng)元中Gln1和Gln2B的表達(dá)，提示鉤藤堿具有潛在的抗焦慮作用〔38〕。鉤藤堿還可通過Nrf2-抗氧化應(yīng)答元件(ARE)途徑，減輕蛛網(wǎng)膜下腔出血后海馬炎癥反應(yīng)和細(xì)胞凋亡而減輕早期腦損傷〔39〕。據(jù)報道，鉤藤堿可通過抑制EphA4信號通路，預(yù)防或延緩肌萎縮側(cè)索硬化的發(fā)生等〔40〕。此外，鉤藤堿可通過miR-331-5p/Nurr1/BDNF途徑或抑制環(huán)磷腺苷效應(yīng)元件結(jié)合蛋白(CREB)磷酸化對抗氯胺酮成癮〔41〕。鉤藤堿對其他中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的神經(jīng)保護(hù)作用及其機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。

綜上，鉤藤在中國傳統(tǒng)醫(yī)藥中發(fā)現(xiàn)并應(yīng)用的歷史久遠(yuǎn)，經(jīng)過廣泛深入的研究，其對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的藥理作用越來越多，尤其是神經(jīng)保護(hù)作用的研究更是有了深層次的探究，雖然近年來鉤藤堿在神經(jīng)保護(hù)作用方面的研究比較少，但是相信其研究前景非常廣闊。鉤藤堿作為中藥鉤藤的主要有效成分之一，其毒性低,不良反應(yīng)小,臨床上主要用于治療心血管和中樞神經(jīng)系統(tǒng)等疾病。對其他的中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的作用還有待于進(jìn)一步研究。