中藥皂苷類成分治療帕金森病藥理機制研究進展

王 楠 馬建福 王 豆 閆詠梅

（1.陜西中醫(yī)藥大學第一臨床醫(yī)學院，陜西咸陽 712000 ；2.陜西中醫(yī)藥大學附屬醫(yī)院，陜西咸陽 712000）

帕金森病（Parkinson's disease，PD）是一種常見于老年人的慢性進行性神經(jīng)變性疾病，特征性表現(xiàn)為震顫、肌強直、運動功能減退和癡呆[1]。PD影響全球610萬人，超過1%的65歲以上老人患有本病，且患病率逐年增加[2]。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，至2030年P(guān)D患病率將翻一番[2]。PD主要診斷指標為多巴胺能（DArgic）神經(jīng)元的惡化和胞漿內(nèi)蛋白α-突觸核蛋白（α-Syn）的積累，發(fā)病機制與細胞凋亡、氧化應(yīng)激、神經(jīng)炎癥、線粒體功能障礙、神經(jīng)遞質(zhì)分泌紊亂等因素有關(guān)[3]，目前臨床治療PD大多采用口服左旋多巴制劑和其他多巴胺受體激動劑。左旋多巴等藥物對大多數(shù)早期PD患者有益，能達到改善日常活動的目的[4]。然而，根據(jù)相關(guān)隨訪數(shù)據(jù)表明，長期使用左旋多巴等制劑會產(chǎn)生諸多不良反應(yīng)[4]，包括運動波動、運動障礙及神經(jīng)精神并發(fā)癥等，且藥效呈進行性下降。因此，尋找長期有效的PD藥物已成為當務(wù)之急。

皂苷類成分長期以來被認為是中藥的關(guān)鍵成分，存在于多種中藥材中，如人參、黃芪、薯蕷、遠志、知母等[5]。皂苷是一類具有生物活性的重要天然植物產(chǎn)物，根據(jù)皂苷元結(jié)構(gòu)的不同分為三萜皂苷和甾體皂苷。大量證據(jù)表明，皂苷類成分對PD、卒中、阿爾茨海默病和亨廷頓病等中樞神經(jīng)系統(tǒng)（CNS）疾病具有顯著的神經(jīng)保護作用?，F(xiàn)代植物學、藥理學及網(wǎng)絡(luò)藥理學研究表明，中藥皂苷類成分在PD病變過程中起到抑制小膠質(zhì)細胞過度活化、調(diào)節(jié)神經(jīng)遞質(zhì)、抗細胞凋亡、抗氧化應(yīng)激、調(diào)節(jié)神經(jīng)營養(yǎng)因子等作用[6-7]。本文將中藥皂苷類成分治療PD的藥理機制研究綜述如下。

1 抑制小膠質(zhì)細胞過度活化

CNS中的神經(jīng)膠質(zhì)細胞主要分為小膠質(zhì)細胞、星形膠質(zhì)細胞和少突膠質(zhì)細胞，在調(diào)節(jié)神經(jīng)元的炎癥、代謝、再生和髓鞘化方面發(fā)揮作用。小膠質(zhì)細胞具有免疫功能并分泌促炎細胞因子，過度激活的小膠質(zhì)細胞會增加白細胞介素（IL）-1α、IL-1β、IL-6、腫瘤壞死因子（TNF）-α和活性氧（ROS）的分泌，增強小膠質(zhì)細胞的吞噬能力和淋巴細胞的浸潤能力，引起神經(jīng)元炎癥反應(yīng)，進一步誘導(dǎo)DArgic神經(jīng)元細胞凋亡，最終導(dǎo)致PD[8，6]。因此，抑制小膠質(zhì)細胞過度活化，減輕炎癥反應(yīng)是治療PD的重要策略。脂多糖（LPS）是巨噬細胞的有效刺激因子之一，LPS通過激活小膠質(zhì)細胞，誘導(dǎo)toll樣受體4（TLR4）的信號傳導(dǎo)引發(fā)炎癥反應(yīng)；亦能激活絲裂原活化蛋白激酶（MAPKs）和炎癥相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子，誘導(dǎo)炎癥介質(zhì)表達和釋放，如一氧化氮（NO）、ROS和促炎細胞因子[9]。研究證實，降低磷脂酰肌醇-3激酶-蛋白激酶B（PI3K/Akt）磷酸化可抑制核因子（NF）-κB信號通路激活，減少ROS生成，從而減輕LPS誘導(dǎo)的BV2細胞的炎癥反應(yīng)；ROS的產(chǎn)生與血紅素加氧酶-1（HO-1）呈負相關(guān)，而HO-1是外周和中樞神經(jīng)系統(tǒng)中調(diào)節(jié)氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)的關(guān)鍵因子[10-11]。

LEE Y Y等[12]研究發(fā)現(xiàn)，人參皂苷Rg5不僅能抑制LPS誘導(dǎo)的NO產(chǎn)生和促炎因子TNF-α的分泌，還可抑制PI3K/Akt和MAPKs磷酸化，阻止NF-κB信號通路的激活，減少小膠質(zhì)細胞過度活化；同時，人參皂苷Rg5通過上調(diào)LPS刺激的BV2細胞中的HO-1表達抑制ROS的產(chǎn)生，從而抑制小膠質(zhì)細胞活化，減輕炎癥反應(yīng)，保護DArgic神經(jīng)元。LI D W等[13]發(fā)現(xiàn)，人參皂苷Rb1可能通過抑制NF-κB信號通路的激活，減少TNF-α、IL-β等炎癥介質(zhì)的分泌，抑制LPS誘導(dǎo)的小膠質(zhì)細胞過度活化。雙皂苷是甾體皂苷的苷元，主要從迪斯科植物和胡蘆巴種子中提取。LEE S L等[14]實驗發(fā)現(xiàn)，雙皂苷預(yù)處理可防止LPS誘導(dǎo)的中腦神經(jīng)元-膠質(zhì)細胞中酪氨酸羥化酶（TH）陽性神經(jīng)元的神經(jīng)突縮短，從而降低小膠質(zhì)細胞中TNF-α和誘導(dǎo)型一氧化氮合酶（iNOS）的表達，抑制LPS誘導(dǎo)的細胞外信號調(diào)節(jié)激酶（ERK）的激活，減輕炎癥反應(yīng)。遠志皂苷是從遠志中提取的活性成分，袁惠莉等[15]進行動物研究表明，遠志皂苷可明顯抑制LPS誘導(dǎo)的黑質(zhì)（SN）小膠質(zhì)細胞產(chǎn)生炎癥因子，減少SN中DArgic神經(jīng)元的丟失，從而改善炎癥性PD模型大鼠的行為學損傷。

2 調(diào)節(jié)神經(jīng)遞質(zhì)

神經(jīng)遞質(zhì)是細胞間信號傳導(dǎo)的媒介，包括氨基酸類如谷氨酸、氨基丁酸（GABA），單胺類如多巴胺（DA）、5-羥色胺等神經(jīng)遞質(zhì)，神經(jīng)遞質(zhì)分泌紊亂會使CNS發(fā)生障礙，誘發(fā)PD等神經(jīng)系統(tǒng)疾病[16]。研究證實，增加GABA遞質(zhì)的表達可以減少神經(jīng)細胞凋亡、降低興奮性毒性、抑制免疫炎癥等，起到神經(jīng)保護作用[17]。

劉妍[18]研究發(fā)現(xiàn)，人參皂苷Rb1通過調(diào)節(jié)谷氨酸轉(zhuǎn)運體GLT-1以阻斷SN紋狀體和皮質(zhì)錐體系統(tǒng)中的谷氨酸興奮性毒性，改善1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氫吡啶（MPTP）誘導(dǎo)的PD小鼠的運動缺陷，防止DArgic神經(jīng)元死亡，抑制α-突觸核素的表達和星形膠質(zhì)細胞增生。LIU Y等[19]亦證實，人參皂苷Rb1可增加和促進小鼠的前額葉皮質(zhì)GABA的含量及傳遞，以緩解MPTP誘導(dǎo)的小鼠步態(tài)障礙和認知障礙。PD的典型特征是SN中DArgic神經(jīng)元的喪失和紋狀體中DA水平的降低。DA在SN內(nèi)合成，是一種抑制性神經(jīng)遞質(zhì)。1-甲基-4-苯基吡啶離子（MPP+）通過DA轉(zhuǎn)運蛋白進入DArgic神經(jīng)元細胞內(nèi)，通過抑制細胞內(nèi)酪氨酸羥化酶（TH）活性，減少DA的合成[20]。TH是DA合成中的限速酶和DArgic神經(jīng)元存活的標志物，TH受到抑制則DA水平顯著降低，臨床上就會出現(xiàn)PD癥狀。WANG J Y等[21]發(fā)現(xiàn)，西洋參皂苷-F11可顯著增加MPP+誘導(dǎo)的PD大鼠紋狀體細胞外DA水平和SN中TH的表達，改善SN中DArgic神經(jīng)元的變性和紋狀體中的DA消耗，從而保護PD患者的神經(jīng)功能。

3 抗細胞凋亡

細胞凋亡即各種刺激因素通過激活細胞死亡程序?qū)е录毎劳龅牟±磉^程，中腦SN和紋狀體中DA神經(jīng)細胞凋亡是PD發(fā)病的主要原因之一。PD發(fā)病過程中，由于DArgic神經(jīng)元細胞內(nèi)外環(huán)境發(fā)生變化，部分凋亡相關(guān)基因如半胱氨酸蛋白酶-3（caspase-3）、B淋巴細胞瘤-2蛋白（Bcl-2）和Bcl-2相關(guān)X蛋白（Bax）等通過調(diào)控細胞死亡信號通路誘導(dǎo)DArgic神經(jīng)元死亡[22]。其中Bcl-2/Bax的改變和caspase的表達是PD神經(jīng)元細胞凋亡的關(guān)鍵標志物，Bcl-2是一種抗凋亡蛋白，直接或間接地保護線粒體外膜的完整性，阻止細胞c釋放和線粒體介導(dǎo)的細胞損傷，促凋亡蛋白Bax則促進線粒體細胞c釋放[23]。研究表明，MPTP誘導(dǎo)的PD小鼠體內(nèi)Bax蛋白表達增高、Bcl-2表達降低，導(dǎo)致Bcl-2/Bax失衡，Bax易位到線粒體，引起線粒體膠體滲透壓增加，繼而發(fā)生腫脹、外膜破裂、細胞c釋放，激活caspase表達，誘導(dǎo)神經(jīng)元細胞凋亡[24]。

薯蕷皂苷是一種甾體皂苷，其通過下調(diào)活化的caspase-3和Bax的表達、增加Bcl-2的表達以減輕MPP+誘導(dǎo)的神經(jīng)元細胞凋亡[25]。人參皂苷Rg1不僅具有營養(yǎng)神經(jīng)的作用[26]，CHEN X C等[27]實驗研究發(fā)現(xiàn)，人參皂苷Rg1還可顯著減少PC12細胞中DA誘導(dǎo)的ROS生成和線粒體細胞c釋放，并降低iNOS水平和NO產(chǎn)生，從而減輕神經(jīng)細胞凋亡。另有研究表明，人參皂苷Rg1可通過抑制caspase-3的激活，減輕細胞凋亡，保護DArgic神經(jīng)元細胞[28]。積雪草苷是一種從中草藥積雪草中分離的三萜類皂苷，可顯著減緩MPTP誘導(dǎo)的紋狀體中DA水平的下降速度，增加Bcl-2/Bax比例，阻止DA神經(jīng)細胞凋亡，有效逆轉(zhuǎn)PD進程[29]。七葉皂苷是一種來自七葉樹種子的三萜皂苷，研究證實七葉皂苷可通過抑制caspase生成，維持Bax/Bcl-2平衡，阻止線粒體功能障礙和神經(jīng)細胞凋亡，以發(fā)揮保護神經(jīng)元細胞的作用[30]。caspase在正常狀態(tài)下不具有活性，其作為效應(yīng)器被激活時產(chǎn)生級聯(lián)反應(yīng)，參與細胞凋亡過程[31]。柴胡皂苷D是中藥柴胡提取物中的主要活性成分，實驗表明柴胡皂苷D可通過抑制caspase-3活性以減輕MPP+誘導(dǎo)的神經(jīng)元細胞凋亡[32]。

4 抗氧化應(yīng)激

氧化應(yīng)激出現(xiàn)在多種疾病的發(fā)生發(fā)展過程中，如腫瘤、癡呆、PD等。其原因是大量產(chǎn)生或清除不及時的自由基和ROS導(dǎo)致體內(nèi)氧化物/抗氧化物水平失衡，從而引起組織細胞間損傷。因此，減輕氧化應(yīng)激是PD治療中減少神經(jīng)細胞損傷的重要措施。研究表明，抗氧化物及相關(guān)調(diào)控通路，如硫氧還蛋白-1（Trx-1）、過氧化氫酶、谷胱甘肽過氧化物酶（GPX）、谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶（GST）、Janus激酶2（JAK2）、轉(zhuǎn)錄激活因子3（STAT3）、核因子E2相關(guān)因子2（Nrf2）、HO-1均可減輕氧化應(yīng)激過程及損傷，從而起到保護PD患者神經(jīng)細胞的作用[33]。

人參中的主要成分三醇皂苷（PTS）已被證實可通過增加Trx-1表達，抑制氧化應(yīng)激因子環(huán)氧合酶（COX）-2過度表達，以減輕線粒體介導(dǎo)的細胞凋亡和MPTP誘導(dǎo)的黑質(zhì)致密部（SNc）神經(jīng)元細胞凋亡[34]。魚藤酮是一種富集于植物中的農(nóng)藥成分，可透過血腦屏障擴散至腦中，破壞神經(jīng)細胞。在體外和體內(nèi)實驗?zāi)Ｐ椭恤~藤酮可誘導(dǎo)神經(jīng)元細胞凋亡和PD特征（即左-多巴反應(yīng)性運動缺陷、SN鐵積累和α-Syn積累），其機制與其抑制線粒體復(fù)合體Ⅰ，增加ROS，并誘導(dǎo)泛素-蛋白酶體系統(tǒng)失效，引發(fā)神經(jīng)元凋亡變性有關(guān)[35]。研究證實，人參皂苷Rd和皂苷Re均能顯著抑制魚藤酮引起的細胞內(nèi)ROS增加和副產(chǎn)物脂質(zhì)過氧化積累，增強谷胱甘肽系統(tǒng)作用，其作用機制可能與Nrf2信號通路激活有關(guān)，Nrf2作為調(diào)控抗氧化應(yīng)激的一種關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子，在誘導(dǎo)機體的抗氧化中起著重要作用[36]。韓英杰[37]研究證明，人參皂苷Rg3灌胃干預(yù)魚藤酮誘導(dǎo)的PD小鼠后，小鼠黑質(zhì)中TH陽性神經(jīng)元數(shù)量、TH陽性神經(jīng)纖維平均密度和紋狀體中DA含量均顯著增加，且SN中的ROS水平顯著降低；同時，人參皂苷Rg3可通過增加具有抗氧化作用的谷胱甘肽半胱氨酸連接酶亞基活性，改善魚藤酮誘導(dǎo)PD小鼠的運動功能。黃芪皂苷Ⅳ又被稱為黃芪甲苷，黃曉靜等[38]報道，黃芪皂苷Ⅳ通過調(diào)控JAK2-STAT3信號通路發(fā)揮抗氧化應(yīng)激作用，減輕MPP+誘導(dǎo)的神經(jīng)細胞損傷。pink-1是一種絲氨酸/蘇氨酸激酶，可減少線粒體中的氧化應(yīng)激，pdr-1是一種參與泛素介導(dǎo)的蛋白酶體途徑E3酶；pdr-1的突變導(dǎo)致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激過敏，泛素化總體減少，致使蛋白過度聚集；ubc-12（泛素偶聯(lián)酶）作為E2酶，通過硫酯鍵與泛素分子結(jié)合，激活E3酶進行蛋白酶體降解[39-40]。天門冬皂苷是一種甾體皂苷，SMITA S S等[41]發(fā)現(xiàn)天門冬皂苷可能通過利用泛素介導(dǎo)的蛋白酶體系統(tǒng)，上調(diào)PD相關(guān)基因pdr-1、ubc-12和pink-1以減輕氧化應(yīng)激，并發(fā)現(xiàn)天門冬皂苷能減輕細胞內(nèi)ROS、蛋白質(zhì)碳基化相關(guān)氧化損傷。人參中分離出的衍生物——糖脂蛋白人參皂苷已被證實對多種神經(jīng)系統(tǒng)疾病具有神經(jīng)保護作用，其作用機制與Nrf2/HO-1通路有關(guān)，該途徑可調(diào)節(jié)小鼠SN和紋狀體中促炎細胞因子、iNOS和凋亡標志物的表達以減輕氧化應(yīng)激，還可減少SN和紋狀體中α-Syn積聚[42]。

5 結(jié)語

由于患病人群眾多，臨床治療難度較大，PD已成為國際研究的熱點。通過歸納梳理中藥皂苷類成分治療PD藥理機制發(fā)現(xiàn)，人參中的多種皂苷成分能介導(dǎo)調(diào)控多種受體及通路，多途徑、多靶點發(fā)揮抗PD作用，具有較大研究前景。本文總結(jié)發(fā)現(xiàn)，較多皂苷類成分治療PD的機制尚未開展有效臨床研究，僅停留在動物及體外細胞實驗層面，而人體在病理狀態(tài)下對藥物的吸收及代謝不同于動物及體外細胞實驗，部分藥代動力學尚不明晰，缺少科學證據(jù)。此外，皂苷類屬中藥單體成分，提取方式多樣，存在標準不一、藥物療效差異等問題，提取技術(shù)與標準有待進一步完善。未來可根據(jù)以上不足進行臨床和藥理學研究，以期為后續(xù)臨床應(yīng)用、新藥研發(fā)提供理論支持。