中醫(yī)藥介導(dǎo)線粒體抗癲癇的實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)展*

莫窮澤，何乾超，高玉廣，黃麗蓉，鄧 惠，龐東林，林潔潔，田 方

1 廣西中醫(yī)藥大學(xué)，廣西 南寧 530001； 2 廣西中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院，廣西 南寧 530023

癲癇是由于腦部海馬神經(jīng)元或皮質(zhì)神經(jīng)元異常放電的一種常見神經(jīng)系統(tǒng)性疾病。2019年Thijs RD在Lancet雜志提出，全球約7000萬人罹患癲癇，年老者及兒童罹患率最高［1］。目前，癲癇的治療以西藥為主，臨床一線用藥（如丙戊酸鈉、卡馬西平、左乙拉西坦等）能夠起抗癲癇作用，但仍有20%～30%患者不能通過現(xiàn)有藥物完全控制癲癇發(fā)作，患者長(zhǎng)期抗癲癇藥物治療，會(huì)增加精神病和軀體合并癥甚至死亡等不良反應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)［2］。

近年相關(guān)研究認(rèn)為，線粒體不僅可為細(xì)胞活動(dòng)提供能量，還在細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)中發(fā)揮不可或缺的作用［3］，線粒體穩(wěn)態(tài)可增加腦保護(hù)，改善癲癇發(fā)作癥狀，因此，線粒體可能為抗癲癇的潛在靶點(diǎn)［4］。中醫(yī)藥在抗癲癇方面累積了豐富的臨床經(jīng)驗(yàn)。當(dāng)前，中醫(yī)藥治療癲癇的機(jī)制尚未完全闡明。深入研究癲癇生理病理，以便發(fā)現(xiàn)更有效的治療藥物應(yīng)用于臨床。因此，本文就中醫(yī)藥基于介導(dǎo)線粒體結(jié)構(gòu)形態(tài)及功能影響癲癇機(jī)制研究進(jìn)展綜述如下。

1 中醫(yī)藥介導(dǎo)癲癇實(shí)驗(yàn)動(dòng)物海馬線粒體結(jié)構(gòu)

線粒體腫脹是從形態(tài)學(xué)去闡述線粒超微結(jié)構(gòu)發(fā)生的改變。張文琳［5］建立了戊四唑（PTZ）致癇大鼠模型，從投射電鏡觀察到PTZ組海馬CA1區(qū)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)擴(kuò)張，線粒體腫大，嵴斷裂、模糊或消失，以及部分神經(jīng)元細(xì)胞核染色質(zhì)分布不均勻。與上述PTZ組比較，厚樸酚低、中劑量組海馬CA1區(qū)神經(jīng)元細(xì)胞核結(jié)構(gòu)完整，可觀察到少數(shù)染色質(zhì)集聚，線粒體及其他細(xì)胞器形態(tài)基本正常；高劑量組海馬區(qū)大部分線粒體腫脹，嵴變少。另外1項(xiàng)PTZ致癇大鼠研究結(jié)果表明，復(fù)方寧癇沖劑治療后，與模型組相比，低劑量組神經(jīng)元結(jié)構(gòu)輕度變化，胞質(zhì)中細(xì)胞器未見明顯異常，高劑量組神經(jīng)元損傷改善，偶可見線粒體輕度水腫，胞質(zhì)線粒體嵴仍有斷裂現(xiàn)象［6］。張琳娜等［7］采用青霉素制備癲癇大鼠模型，結(jié)果表明嵴斷模糊或消失呈空洞樣。治療后西藥苯巴比妥鈉組與氧化苦參堿組均觀察到部分線粒體腫脹輕微，因此，氧化苦參堿可通過減輕線粒體腫脹而發(fā)揮抗癲癇作用。LI H等［8］應(yīng)用復(fù)方補(bǔ)王散干預(yù)去卵巢大鼠模型3個(gè)月后發(fā)現(xiàn)，模型組海馬CA1區(qū)椎體細(xì)胞水腫，核膜固縮線粒體腫脹明顯，呈空泡征，嵴斷裂、減少或消失，而BWS組海馬區(qū)CA1線粒體正常，且海馬CA1區(qū)病變被認(rèn)為與癲癇發(fā)作密切相關(guān)，提示復(fù)方補(bǔ)王散可能有抗癲癇作用。因此，中醫(yī)藥抗癲癇治療可能通過調(diào)控海馬區(qū)、額葉皮質(zhì)線粒體水腫改善神經(jīng)元超微結(jié)構(gòu)損傷從而保護(hù)線粒體。

2 中醫(yī)藥介導(dǎo)癲癇實(shí)驗(yàn)動(dòng)物ATP酶的活性

Neuroscience雜志刊登1項(xiàng)研究結(jié)果表明ATP酶是腦興奮性重要調(diào)節(jié)因子，ATP酶活性下降會(huì)引發(fā)致癇小鼠和癲癇患者癇性發(fā)作［9］。盛亮亮［10］研究表明，豁痰熄風(fēng)、寧心益智功效的星蒲抗癇片組EP模型小鼠ATP酶活性較其他組升高，星蒲抗癇片可能通過增加EP大鼠腦皮質(zhì)組織酶活性，進(jìn)一步糾正神經(jīng)元過度放電。劉亞東等［11］用青霉素誘發(fā)癲癇大鼠模型研究表明，與模型組比較，低、中劑量柴胡龍骨牡蠣湯組大鼠腦勻漿內(nèi)線粒體ATP酶活性升高明顯；與丙戊酸鈉組比較，高劑量柴胡龍骨牡蠣湯調(diào)控大鼠腦內(nèi)ATP活性與丙戊酸鈉相近，因此，柴胡龍骨牡蠣湯具有一定提高線粒體ATP酶活性，影響EP大鼠癲癇發(fā)作的效果。Indian J Pharmacol雜志發(fā)表1項(xiàng)研究，以積雪草不同濃度提取物用于雄性白化病大鼠的抗驚厥作用，結(jié)果表明PTZ致癇大鼠腦內(nèi)海馬區(qū)等區(qū)域Na+/K+、Mg2+與CA2+-ATP酶3種酶活性表達(dá)皆下降，而經(jīng)積雪草不同濃度提取物干預(yù)后的癲癇大鼠腦內(nèi)3種酶活性均升高，達(dá)到抗癲癇效果［12］。中醫(yī)藥通過調(diào)控線粒體穩(wěn)態(tài)從而影響癲癇發(fā)作，比如線粒體ATP酶活性，ATP酶在調(diào)控胞膜離子梯度中起重要作用，ATP酶活性降低可能增加神經(jīng)元的興奮性，促發(fā)異常興奮活動(dòng)以致驚厥發(fā)作。

3 中醫(yī)藥介導(dǎo)EP實(shí)驗(yàn)動(dòng)物線粒體復(fù)合物活性

中樞神經(jīng)系統(tǒng)線粒體功能損傷引起癇性發(fā)作，而反復(fù)癇性發(fā)作會(huì)加重線粒體氧化損傷，線粒體包含呼吸鏈酶復(fù)合物，氧化磷酸化系統(tǒng)亢進(jìn)會(huì)下調(diào)復(fù)合酶活性及線粒體氧化磷酸化可能加速依賴活性神經(jīng)元ATP消耗，能量不能及時(shí)補(bǔ)充及供應(yīng)［13］。KAUR H等［14］采用亞抽搐劑量的PTZ造模癇性大鼠，結(jié)果表明PTZ給藥大鼠的細(xì)胞色素C還原酶（復(fù)合體I）和細(xì)胞色素C氧化酶（復(fù)合體IV）被下調(diào)，同時(shí)上調(diào)活性氧（reactive oxygen species，ROS）、脂質(zhì)含量，線粒體膜通透性增加，嵴裂變形；口服姜黃素后PTZ大鼠ROS、脂質(zhì)下調(diào)，補(bǔ)充了線粒體復(fù)合物活性，下調(diào)神經(jīng)元死亡數(shù)量，緩解了模型大鼠的認(rèn)知功能。KUMAR A等［15］建立PTZ癲癇小鼠模型，結(jié)果顯示PTZ模型小鼠癲癇發(fā)作閾值上調(diào)，氧化損傷增加［脂質(zhì)過氧化（LPO）、亞硝酸鹽上調(diào)、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）和過氧化氫酶(catalase，CAT)水平下調(diào)］及線粒體酶復(fù)合物（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）活性下降，橘皮苷處理后線粒體酶復(fù)合物（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）活性恢復(fù)，癲癇發(fā)作閾值、LPO、亞硝酸鹽、SOD、CAT降低，證實(shí)橘皮苷通過恢復(fù)癲癇小鼠大腦呼吸鏈相關(guān)酶活性減少ROS，減輕癇性發(fā)作對(duì)線粒體的破壞，進(jìn)而增強(qiáng)神經(jīng)保護(hù)作用。

4 中醫(yī)藥介導(dǎo)癲癇實(shí)驗(yàn)動(dòng)物線粒體膜電位

線粒體是神經(jīng)主要供能的細(xì)胞器，癲癇等神經(jīng)系統(tǒng)精神疾病的機(jī)制可能是離子通道被抑制，影響了線粒體生物能以及氧化應(yīng)激［16］。而QUINCOZESSANTOS A等［17］制備雄性Wistar大鼠EP模型研究發(fā)現(xiàn)，白藜蘆醇能下調(diào)EP大鼠海馬組織ROS含量和脂質(zhì)過氧化，而JC-1作為線粒體探針檢測(cè)結(jié)果顯示，癲癇大鼠海馬組織中線粒體膜電位下調(diào)約35%（P＜0.05），因此，白藜蘆醇可能通過上調(diào)Ca2+流入影響線粒體膜電位變化，發(fā)揮保護(hù)神經(jīng)元作用。魏強(qiáng)等［18］研究顯示，癲癇組大鼠海馬神經(jīng)元細(xì)胞線粒體膜電位較對(duì)照組下調(diào)（P＜0.01）；而甘草酸組大鼠海馬組織中線粒體膜電位較癲癇組上調(diào)（P＜0.01）。王淑秋等［19］研究表明，癲癇組大鼠腦組織線粒體膜Ca2+含量及陽性細(xì)胞腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子（brain-derived neurotrophic factor，BDNF）數(shù)目與較正常組上調(diào)（P＜0.05）；與癲癇組相比，靈芝孢子粉組大鼠線粒體膜Ca2+水平上調(diào)（P＜0.01），腦細(xì)胞陽性細(xì)胞BDNF數(shù)目上調(diào)（P＜0.05），因此，靈芝孢子粉可能通過調(diào)控線粒體Ca2+含量維持正常線粒體膜電位功能，修復(fù)線粒體能量代謝，保護(hù)癲癇大鼠腦細(xì)胞。中醫(yī)藥可通過調(diào)控線粒體膜電位治療癲癇發(fā)作，其作用機(jī)制可能是通過作用于線粒體膜或膜兩側(cè)陰陽離子，直接下調(diào)線粒體膜通透性，間接介導(dǎo)線粒體基質(zhì)間的電化學(xué)梯度。

5 中醫(yī)藥介導(dǎo)癲癇實(shí)驗(yàn)動(dòng)物線粒體凋亡相關(guān)信號(hào)

通過介導(dǎo)癲癇引起的神經(jīng)元死亡的興奮性壞死及凋亡相關(guān)信號(hào)通路，防止癲癇誘發(fā)的神經(jīng)損傷［20］。GUO XQ等［21］發(fā)現(xiàn)，橘皮素能下調(diào)EP大鼠癇性發(fā)作分?jǐn)?shù)與首次發(fā)作潛伏期，并有效抑制磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K/Akt）凋亡途徑蛋白水平，如下調(diào)Caspase-3、Bad、Bcl-2、Bcl-xL和Bax表達(dá)；并有效調(diào)控線粒體中的誘導(dǎo)因子（AIF）水平；因此認(rèn)為橘皮素能通過調(diào)控線粒體凋亡信號(hào)改善癲癇發(fā)作。國(guó)內(nèi)1項(xiàng)關(guān)于甘草酸對(duì)致癇大鼠模型海馬神經(jīng)元保護(hù)的實(shí)驗(yàn)研究表明，與正常組相比，癲癇組神經(jīng)元數(shù)目下調(diào)，陽性細(xì)胞數(shù)目上調(diào)，且海馬組織中CytC/Apaf-1信號(hào)通路的CytC表達(dá)下降（P＜0.01），胞質(zhì)中CytC、Apaf-1表達(dá)升高（P＜0.01）；與癲癇組比較，甘草酸組神經(jīng)元數(shù)目上調(diào)，陽性數(shù)目下調(diào)，海馬線粒體中CytC表達(dá)增加（P＜0.01），胞質(zhì)中CytC、Apaf-1表達(dá)減少（P＜0.01）；因此，甘草酸可能通過調(diào)控細(xì)胞線粒體凋亡途徑相關(guān)蛋白表達(dá)來抑制癲癇發(fā)作大鼠海馬神經(jīng)細(xì)胞凋亡，可為甘草酸用于癲癇的臨床治療提供理論依據(jù)［18］。

6 小結(jié)與展望

線粒體是神經(jīng)元細(xì)胞所需能量的主要供應(yīng)源，維持海馬區(qū)線粒體穩(wěn)態(tài)對(duì)于抗癲癇治療具有重要意義。本文主要從線粒體結(jié)構(gòu)、ATP酶活性、線粒體復(fù)合體活性、線粒體膜電位、線粒體凋亡相關(guān)信號(hào)5個(gè)方面論述基于線粒體作用靶點(diǎn)的中醫(yī)藥影響癲癇的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)展?；谝陨暇C述，目前研究介導(dǎo)線粒體結(jié)構(gòu)與功能及中醫(yī)藥抗癲癇發(fā)作治療機(jī)制尚未進(jìn)一步闡明，也無系統(tǒng)評(píng)價(jià)，仍需完善以下問題：1）實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型的建立雖說大體具有癇性發(fā)作特點(diǎn)，即中醫(yī)所言的“癥”，但缺乏中醫(yī)學(xué)“證”的思考，有違中醫(yī)理論基礎(chǔ)辨證施治觀念；2）收集到的文獻(xiàn)有關(guān)中藥影響癲癇的機(jī)制較單一，僅依靠某種指標(biāo)或某味中藥活性物質(zhì)反復(fù)論證，限制了中藥抗癲癇的優(yōu)點(diǎn)；3）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)影響線粒體穩(wěn)態(tài)和其他同類型機(jī)制是否存在相互拮抗或協(xié)同效果，以及中醫(yī)藥介導(dǎo)線粒體穩(wěn)態(tài)目前實(shí)驗(yàn)結(jié)果如何為臨床治療癲癇發(fā)作病例提供依據(jù)。如science雜志刊登文章表明，關(guān)注線粒體結(jié)構(gòu)及功能有助于為相關(guān)疾病治療提供最前沿的思路［22］。