基于Notch通路的中藥治療缺血性腦卒中的研究進(jìn)展*

劉 婷 劉旺華△ 郭志華 李 花 王子焱，2

（1.湖南中醫(yī)藥大學(xué)，湖南 長(zhǎng)沙 410208；2.湖南中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院，湖南 長(zhǎng)沙 410000）

全球范圍內(nèi)，腦卒中目前已成為第二大死亡原因，據(jù)統(tǒng)計(jì)缺血性腦卒中（CIS）占腦卒中總數(shù)的86%［1］。CIS是由各種原因所致的腦組織局部區(qū)域血液供應(yīng)的障礙，導(dǎo)致腦組織缺血缺氧甚至病變壞死，發(fā)生神經(jīng)功能障礙。研究發(fā)現(xiàn)，Notch通路在腦血管疾病中發(fā)揮關(guān)鍵的作用，腦缺血會(huì)引起Notch信號(hào)通路的激活，Notch信號(hào)通路在腦缺血中的作用主要表現(xiàn)在膠質(zhì)細(xì)胞活化、抑制自噬、神經(jīng)干細(xì)胞增殖、分化和微血管生成的調(diào)控等方面［2］。中醫(yī)治療腦缺血經(jīng)驗(yàn)豐富，療效確切，具有多層次多靶點(diǎn)的特色，而Notch信號(hào)通路同樣具有多靶點(diǎn)調(diào)控缺血性腦卒中的特點(diǎn)。因此基于Notch信號(hào)通路的中醫(yī)藥單體及復(fù)方治療缺血性腦卒中的研究逐年增加。現(xiàn)將相關(guān)研究綜述如下。

1 Notch信號(hào)通路

Notch信號(hào)廣泛分布在生物體中，參與細(xì)胞增殖、分化等多項(xiàng)生命活動(dòng)，Notch信號(hào)通路由Notch受體、Notch配體等組成。Notch受體常為單次跨膜蛋白，分為胞外部分、跨膜部分以及胞內(nèi)部分。相鄰細(xì)胞的Notch配體與受體結(jié)合，在分泌酶復(fù)合體作用下Notch受體的跨膜部分產(chǎn)生裂解，胞內(nèi)區(qū)片段（NICD）從細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)釋放。NICD釋放后，進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi)，與CSL家族轉(zhuǎn)錄因子復(fù)合體結(jié)合，形成復(fù)合物。轉(zhuǎn)錄抑制因子家族的靶向基因，如Hes家族如Hes1、Hes5和Hes7以及Hey家族的Heyl、Hey2等，發(fā)揮調(diào)控作用［3］。

2 Notch信號(hào)通路與腦缺血

Notch信號(hào)通路相關(guān)蛋白在正常組織中的表達(dá)呈低水平，在大腦缺血不同時(shí)期Notch信號(hào)表達(dá)是不同的。在腦缺血大鼠缺血急性期［4］，研究發(fā)現(xiàn)側(cè)額頂葉皮質(zhì) Notch通路中 Notch3、Notch4、Frizzled2蛋白和Tead1蛋白表達(dá)均在增強(qiáng)；半暗帶區(qū)Notch1蛋白活性增強(qiáng)［5］。而在大鼠腦缺血再灌注損傷恢復(fù)期［6］，Notch信號(hào)通路相關(guān)因子的表達(dá)降低。在急性期，Notch信號(hào)通路主要與小膠質(zhì)細(xì)胞活化、細(xì)胞自噬產(chǎn)生作用。而在恢復(fù)期，Notch信號(hào)通路主要表現(xiàn)在促進(jìn)神經(jīng)干細(xì)胞增殖、分化和微血管生成。

在神經(jīng)發(fā)生方面，Notch信號(hào)通路對(duì)腦缺血的保護(hù)作用主要表現(xiàn)在促進(jìn)神經(jīng)干細(xì)胞的增殖［2］。已有研究證實(shí)腦缺血損傷后維持神經(jīng)干細(xì)胞增殖來(lái)保護(hù)缺血腦組織，作用機(jī)制是激活Notch信號(hào)通路抑制神經(jīng)干細(xì)胞的分化［7］。而當(dāng)Notch信號(hào)被阻斷時(shí)，能夠促進(jìn)腦卒中大鼠腦的神經(jīng)干細(xì)胞增多、分化［8］。綜上，Notch信號(hào)通路在缺血性腦卒中表現(xiàn)為促進(jìn)神經(jīng)干細(xì)胞增殖的特點(diǎn)，而當(dāng)抑制Notch信號(hào)通路相關(guān)蛋白，會(huì)促進(jìn)神經(jīng)干細(xì)胞向神經(jīng)元分化。

在小膠質(zhì)細(xì)胞活化方面，人腦免疫系統(tǒng)的主要組成為小膠質(zhì)細(xì)胞，當(dāng)大腦神經(jīng)系統(tǒng)出現(xiàn)疾病時(shí)，立即激活了小膠質(zhì)細(xì)胞?；罨男∧z質(zhì)細(xì)胞在腦組織中有雙刃劍的功用，一方面引起炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)，從而引起神經(jīng)毒性，產(chǎn)生嚴(yán)重的腦部損害，另一方面對(duì)神經(jīng)發(fā)生、血管生成及突出重塑發(fā)揮積極的作用［9］。不過(guò)目前活化小膠質(zhì)細(xì)胞對(duì)腦缺血是否有利尚未定論。Notch信號(hào)可以直接激活小膠質(zhì)細(xì)胞，促使炎性浸潤(rùn)，加劇局部缺血炎癥，從而加重神經(jīng)元損害以及缺血腦組織的細(xì)胞凋亡。研究結(jié)果表明，與普通腦缺血小鼠一側(cè)腦組織對(duì)比，通過(guò)反義的Notch轉(zhuǎn)基因小鼠缺血側(cè)腦組織活化的小膠質(zhì)細(xì)胞總量明顯下降，促炎癥因子的表達(dá)量亦隨之減少；同時(shí)，體外試驗(yàn)也證明Notch信息阻斷劑能降低小膠質(zhì)細(xì)胞的活性總量和程度，從而降低了其所產(chǎn)生的神經(jīng)毒性［10］，表明了Notch信息是促使小膠質(zhì)細(xì)胞發(fā)揮活性的主要參與者。

在血管生成方面，主要表現(xiàn)在腦缺血后，血管內(nèi)皮因子和Notch信號(hào)的表達(dá)升高，促進(jìn)了缺血區(qū)的血管新生，同時(shí)對(duì)血管生成具有兩方面的作用，一方面通過(guò)促進(jìn)微血管生成，另一方面通過(guò)調(diào)控內(nèi)皮細(xì)胞保障新生血管的成熟度［2］。腦缺血時(shí)，大腦通過(guò)激活Notch-1信號(hào)誘導(dǎo)梗死區(qū)域的血管生成［11］。研究發(fā)現(xiàn)，Notch-1基因敲除會(huì)限制腦梗死周圍缺血組織血管生成［12］。綜上，Notch信號(hào)通路在微血管新生過(guò)程中起關(guān)鍵影響，有利于腦缺血后的血流供應(yīng)，從而改善組織缺血缺氧的環(huán)境。

3 中藥對(duì)通過(guò)Notch信號(hào)通路抗腦缺血損傷的作用研究

3.1 單味藥及有效成分

腦缺血急性期，Notch信號(hào)通路相關(guān)因子的表達(dá)是增加的，增加炎癥反應(yīng)，對(duì)腦缺血是極其不利的。文獻(xiàn)研究發(fā)現(xiàn)，中藥單味藥及有效成分可通過(guò)下調(diào)Notch通路，抑制小膠質(zhì)細(xì)胞活化、抑制過(guò)度自噬，從而達(dá)到保護(hù)神經(jīng)功能的目的。在腦缺血恢復(fù)期，Notch信號(hào)通路蛋白表達(dá)下降，通過(guò)上調(diào)Notch信號(hào)通路，促進(jìn)神經(jīng)干細(xì)胞增殖及血管新生，發(fā)揮腦缺血后神經(jīng)血管單元的修復(fù)。目前臨床研究較多的單味中藥及有效成分有補(bǔ)氣要藥黃芪，活血藥三七、赤芍、川芎，逐瘀藥大黃，補(bǔ)陽(yáng)藥淫羊藿等。

3.1.1 抑制小膠質(zhì)細(xì)胞活化 大黃酚［13］可能參與抑制Notch1信號(hào)通路相關(guān)蛋白的表達(dá)，抑制小膠質(zhì)細(xì)胞活化及腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、白細(xì)胞介素-1β（IL-1β）、白細(xì)胞介素-6（IL-6）的表達(dá)，從而減輕對(duì)腦缺血損傷模型大鼠的神經(jīng)損傷，修復(fù)神經(jīng)功能障礙，發(fā)揮腦保護(hù)作用。

3.1.2 抑制過(guò)度自噬 紅花的有效水溶性部位羥基紅花黃色素［14］被證實(shí)在腦缺血 72 h 后，阻斷 HIF-1α/BNIP3/Notch1通路從而降低自噬來(lái)治療腦缺血。三氟淫羊藿素［15］改善慢性腦缺血誘導(dǎo)的大鼠認(rèn)知功能障礙的效果明顯，可能通過(guò)抑制過(guò)度自噬和激活Notch1信號(hào)，促進(jìn)慢性腦缺血后的神經(jīng)功能修復(fù)。

3.1.3 促進(jìn)神經(jīng)干細(xì)胞增殖 體外實(shí)驗(yàn)證明，蛇床子的有效成分蛇床子素［16］具有明顯的促進(jìn)神經(jīng)干細(xì)胞增殖的作用，其作用機(jī)制可能與其上調(diào)Notch1基因、Hes1基因表達(dá)有關(guān)。天麻素［17］可下調(diào)miR-155的表達(dá)，激活Notch通路，從而對(duì)腦缺血大鼠神經(jīng)起到保護(hù)作用。姜黃的提取物姜黃素［18］被證實(shí)可增加NICD的表達(dá)，并且促進(jìn)BrdU/NeuN細(xì)胞表達(dá)增高，提示姜黃素促進(jìn)了神經(jīng)細(xì)胞增殖及分化，其機(jī)制與Notch信號(hào)通路有關(guān)。

3.1.4 促進(jìn)微血管新生 三七的提取物三七皂苷R1［19］處理能夠使Notch細(xì)胞結(jié)構(gòu)內(nèi)域（NICD）脫乙?；?，從而抑制DLL4-Notch信號(hào)傳導(dǎo)，引起內(nèi)皮祖細(xì)胞中血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子-2（VEGFR-2）的上調(diào)，從而增強(qiáng)了內(nèi)皮祖細(xì)胞的血管生成功能。地黃有效成分梓醇［20］可通過(guò)調(diào)控血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（VEGF）及血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子受體（VEGFR）激活Notch信號(hào)通路來(lái)促進(jìn)血管新生與神經(jīng)功能修復(fù)，且不增加組織水腫。

此外，中藥單體可以通過(guò)激活Notch信號(hào)通路促進(jìn)腦缺血大鼠神經(jīng)功能的恢復(fù)，但其影響腦缺血的作用機(jī)制尚不明確，如淫羊藿的有效成分淫羊藿次苷Ⅱ［21］能促進(jìn)局灶性腦缺血模型大鼠神經(jīng)功能的恢復(fù)，這可能與其下調(diào)miR-141-3p水平，從而激活Notch/Nrf2軸有關(guān)。綜上，在不同的單味中藥或有效成分的干預(yù)下，通過(guò)調(diào)控Notch信號(hào)，調(diào)控神經(jīng)干細(xì)胞增殖、促進(jìn)血管生成、抑制小膠質(zhì)細(xì)胞活化等方面發(fā)揮對(duì)腦缺血的保護(hù)機(jī)制。

3.2 中藥藥對(duì)

中藥藥對(duì)同樣可以通過(guò)改善血管新生、減少神經(jīng)元損傷及抑制星形膠質(zhì)細(xì)胞過(guò)度活化等方面發(fā)揮對(duì)腦缺血組織的保護(hù)作用，其作用機(jī)制與Notch信號(hào)作用有關(guān)。冰片配伍黃芪甲苷和三七總皂苷［22］對(duì)大鼠缺血再灌注后具有腦保護(hù)作用，通過(guò)上調(diào)NICD、Notch1、Hes1、VEGF、DLL4表達(dá)改善神經(jīng)功能缺損、減輕神經(jīng)元和微血管基底膜損傷、抑制星形膠質(zhì)細(xì)胞過(guò)度活化、減輕大鼠腦水腫的程度，其腦保護(hù)作用機(jī)制可能與上調(diào)NICD、Notch1信號(hào)通路有關(guān)。另外有研究顯示冰片、黃芪及三七配伍的作用強(qiáng)于各藥物單用及黃芪甲苷和三七總皂苷，其作用可能與激活Notch信號(hào)通路、上調(diào)VEGF表達(dá)，從而發(fā)揮對(duì)缺血腦組織的保護(hù)作用有關(guān)?；钛幋ㄜ号湮槌嗌郑?3-24］治療可提高缺血再灌注大鼠外周血GFAP、VEGF的水平及Notch1 mRNA的表達(dá)及升高血管生成素-1及低氧誘導(dǎo)因子-lα mRNA的表達(dá)，對(duì)腦缺血后微血管的修復(fù)新生起作用。川芎配伍赤芍［25］通過(guò)Notch信號(hào)和干細(xì)胞傳遞信號(hào)而發(fā)揮促進(jìn)血管生成作用。

3.3 中藥復(fù)方

中醫(yī)復(fù)方主要以活血通絡(luò)、滋補(bǔ)肝腎功效的復(fù)方為主。近年來(lái)，中藥復(fù)方的機(jī)制研究越來(lái)越多，包括柔肝通絡(luò)湯、通脈活血湯、丹龍醒腦方、補(bǔ)陽(yáng)還五湯、和血生絡(luò)方、腦泰方、參麻益智方及地黃飲子。

3.3.1 促進(jìn)神經(jīng)干細(xì)胞增殖分化和神經(jīng)元細(xì)胞再生 在腦損傷前期，柔肝通絡(luò)湯［26］通過(guò)上調(diào)Notch1、Hes5的表達(dá)，下調(diào)Mash1的表達(dá)，促進(jìn)神經(jīng)干細(xì)胞復(fù)制增殖，抑制其分化，進(jìn)而發(fā)揮神經(jīng)修復(fù)、細(xì)胞再生的作用。局灶性腦缺血的大鼠，在通脈活血湯［27］治療過(guò)程中，起到腦神經(jīng)的保護(hù)作用，透過(guò)干擾HIF-VEGF-Notch通道來(lái)促使神經(jīng)系統(tǒng)干細(xì)胞增殖分化。補(bǔ)陽(yáng)還五湯［28］透過(guò)上調(diào)Notch1/Hes1通道相關(guān)蛋白表達(dá)來(lái)促使缺血神經(jīng)系統(tǒng)干細(xì)胞增殖，恢復(fù)損傷的神經(jīng)系統(tǒng)機(jī)能；其含藥血清［29］可顯著升高缺氧神經(jīng)干細(xì)胞的Notch1蛋白的含量，從而促使其正常生長(zhǎng)；調(diào)整神經(jīng)干細(xì)胞的Notch信號(hào)通道中相關(guān)因子mRNA的含量，也是補(bǔ)陽(yáng)還五湯提高大腦缺氧損傷后神經(jīng)再生的主要機(jī)理。益氣活血方和補(bǔ)腎生髓方［30］能降低Nurr1、SMOmRNA蛋白表達(dá)。因此認(rèn)為，Notch信號(hào)通路Nurr1、SMOmRNA的基因表達(dá)可能由這兩個(gè)中藥復(fù)方控制，從而促進(jìn)大腸缺血后再灌注的NSCs細(xì)胞增殖分化，有利于修復(fù)損傷腦組織。另外，地黃飲子［31］也通過(guò)刺激神經(jīng)干細(xì)胞的生長(zhǎng)，而對(duì)腦缺血后再灌注受損的大鼠產(chǎn)生了保護(hù)效果，其作用機(jī)理可能與激活Notch通路，從而上調(diào)了Notch1、Hes1mRNA的表達(dá)有關(guān)。

3.3.2 促進(jìn)微血管生成 補(bǔ)陽(yáng)還五湯類方［32］可能通過(guò)促進(jìn)缺血側(cè)腦組織內(nèi)的微血管生成，促進(jìn)缺血半暗帶的血流恢復(fù)，減低腦損傷，加快神經(jīng)功能的恢復(fù)，其中腦心通膠囊和補(bǔ)陽(yáng)還五湯的改善作用更為明顯，其機(jī)制可能與調(diào)控HIF-1α/VEGF和Notch1蛋白的表達(dá)有關(guān)。參麻益智方［33］可以提高缺血性癡呆模型大鼠HIF1α、VEGF、Notch的蛋白表達(dá)。血管性癡呆模型大鼠海馬組織的促進(jìn)VEGF mRNA的表達(dá)，提高血管性癡呆大鼠海馬組織微血管密度。和血生絡(luò)方［34］能夠通過(guò)調(diào)節(jié)miRNA-210的表達(dá)，參與調(diào)控HIF-VEGFNotch信號(hào)通路分子水平的變化，發(fā)揮缺血性腦卒中促血管新生的作用。

綜上，中藥復(fù)方柔肝通絡(luò)湯、通脈活血湯、丹龍醒腦方、補(bǔ)陽(yáng)還五湯、和血生絡(luò)方、腦泰方、參麻益智方及地黃飲子等在腦缺血恢復(fù)期可以通過(guò)調(diào)節(jié)Notch信號(hào)通路，通過(guò)提高組織微血管密度及促進(jìn)神經(jīng)干細(xì)胞增殖，促進(jìn)神經(jīng)功能修復(fù)，從而發(fā)揮治療腦缺血的作用。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上，單味藥及其有效成分、中藥復(fù)方治療腦缺血療效明顯，具有多個(gè)靶點(diǎn)、多個(gè)方位調(diào)控腦缺血的特點(diǎn)。中醫(yī)藥通過(guò)激活Notch通路，促進(jìn)小膠質(zhì)細(xì)胞的生成、抑制自噬、促進(jìn)血管生成及成熟、神經(jīng)的發(fā)生，起到腦保護(hù)作用。但是目前研究Notch通路對(duì)腦缺血的保護(hù)機(jī)制的上下游靶點(diǎn)較少，有待進(jìn)一步發(fā)掘，同時(shí)研究具有諸多挑戰(zhàn)：1）目前研究主要集中在對(duì)單味中藥及其有效成分、中藥復(fù)方的藥理作用，但是在辨證分型的研究較少，與中醫(yī)臨床結(jié)合不緊密。中醫(yī)的靈魂在于辨證論治，基于證型的復(fù)方機(jī)制研究少，因此基于證型的中醫(yī)復(fù)方研究迫在眉睫。中醫(yī)藥是以辨證論治為基礎(chǔ)，藥味運(yùn)用靈活，同一復(fù)方對(duì)于不同證型的療效依然存在疑問(wèn)，因此基于證型研究復(fù)方的治療效果尤為重要。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)應(yīng)該建立疾病和證型相結(jié)合模型。此外，評(píng)價(jià)動(dòng)物證型的客觀指標(biāo)有待標(biāo)準(zhǔn)化。2）缺少臨床實(shí)驗(yàn)。腦缺血的發(fā)病機(jī)制復(fù)雜多樣，Notch通路只是調(diào)節(jié)腦缺血后神經(jīng)血管再生的通路之一，隨著中醫(yī)藥的研究逐步深入，藥理機(jī)制多靶點(diǎn)、多途徑的作用特點(diǎn)為改善腦缺血提供了理論基礎(chǔ)，但是缺少臨床實(shí)驗(yàn)，需要更多的臨床研究證實(shí)Notch通路在腦缺血的作用，推動(dòng)中醫(yī)藥理論的現(xiàn)代化。為此，建議今后可借助中醫(yī)理論、現(xiàn)代醫(yī)學(xué)技術(shù)及循證醫(yī)學(xué)，為腦缺血的預(yù)防及治療提供理論及實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)。