小檗堿在血管性癡呆防治中的作用研究進展

李強，沈琳娜

天津市第四中心醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科，天津 300143

血管性癡呆（VD）指腦血管疾病導致的腦組織血流灌注障礙，引起的認知功能障礙綜合征。研究發(fā)現(xiàn)，VD 的發(fā)病率僅次于阿爾茨海默?。ˋD），在癡呆中占15%～20%［1］。由于VD 的致病機制尚不明確，目前尚無明顯有效的治療藥物。小檗堿是從黃連、黃柏中提取的一種天然異喹啉類生物堿，具有降血糖、抗動脈粥樣硬化、抗炎、抗真菌、抗癌和抗病毒等功效。實驗研究表明，小檗堿可透過血腦屏障到達海馬部位，發(fā)揮神經(jīng)營養(yǎng)和保護作用［2］。小檗堿在腦缺血性疾病、多發(fā)性硬化癥、帕金森病、AD中均發(fā)揮神經(jīng)保護作用，還可通過抑制動脈粥樣硬化的病理進程、抑制炎癥、抗氧化應激、影響神經(jīng)遞質(zhì)等，延緩VD 的進展；然而小檗堿的神經(jīng)保護機制尚不明確。本文對小檗堿在VD 防治中的作用進行綜述。

1 小檗堿對VD發(fā)生危險因素的干預

VD的危險因素分為不可控因素（年齡、性別、遺傳易感性）和可控因素（高血壓、高同型半胱氨酸、糖尿病、教育水平、社會因素、動脈粥樣硬化、吸煙、肥胖、高脂血癥等），這些危險因素易引發(fā)腦血管持續(xù)損傷，導致神經(jīng)退行性病變，同時對患者的認知功能也產(chǎn)生影響。

1.1 糖尿病 糖尿病性癡呆與VD 相關(guān)的微血管梗死和神經(jīng)炎癥有關(guān)。CT、MRI 的神經(jīng)成像顯示，糖尿病與腦萎縮、腔隙性梗死有明確的聯(lián)系，糖尿病患者更易發(fā)生癡呆。其潛在機制可能與神經(jīng)元葡萄糖代謝和胰島素信號異常有關(guān)，導致神經(jīng)遞質(zhì)功能障礙、神經(jīng)炎癥、β-淀粉樣蛋白（Aβ）積累、tau 蛋白高磷酸化、線粒體功能障礙、氧化應激等，腦組織中發(fā)生缺血、缺氧，進而損傷神經(jīng)元，增加患癡呆風險及加速認知功能下降［3］。小檗堿具有治療糖尿病的作用，同時改善認知功能障礙。小檗堿通過改善胰島素敏感性［4］，促進胰島素表達，提高機體的糖代謝水平，增加腸道胰高血糖素樣肽-1分泌，抑制肝糖異生，同時也可通過改善腸道菌群的結(jié)構(gòu)等機制起到降血糖效果［5］。小檗堿通過調(diào)節(jié)胰島素信號通路、抑制炎癥反應，膽堿酯酶活性與tau蛋白過磷酸化來改善糖尿病相關(guān)的認知功能下降［6］；小檗堿可能通過絲裂原活化蛋白激酶通路調(diào)控海馬區(qū)神經(jīng)元突蛋白的表達，對海馬有保護作用，改善糖尿病大鼠的記憶和認知功能。因此，小檗堿通過控制糖尿病改善VD患者的認知功能。

1.2 血脂異常 血脂異常是動脈粥樣硬化發(fā)生的重要危險因素，可誘發(fā)氧化應激及血管內(nèi)皮功能受損，導致腦灌注不足和栓塞，其中脂質(zhì)氧化是AD 和VD 常見的病理變化。已有研究表明，高膽固醇與Aβ 聚集增加有關(guān)。小檗堿可調(diào)節(jié)脂質(zhì)水平和降低體質(zhì)量，用小檗堿治療高脂血癥3 個月后，可降低TG、TC、LDL-C，并升高HDL-C 水平［7］。動物實驗發(fā)現(xiàn)，小檗堿可促使腺苷-磷酸酶激活，抑制脂質(zhì)合成；同時還可下調(diào)血清游離脂肪酸的表達，起到降血脂的作用目的，從而改善患者癥狀。此外，小檗堿還可調(diào)節(jié)腸道菌群和膽汁酸代謝，促進蛋白激酶激活，從而降血脂。因此，小檗堿通過對血脂異常的調(diào)控起到預防老年癡呆的作用。

1.3 肥胖 臨床研究表明，肥胖與學習、記憶、執(zhí)行功能缺陷和潛在的腦萎縮相關(guān)［8］，并會增加晚年患癡呆的風險；肥胖也會導致瘦素信號轉(zhuǎn)導、tau 蛋白過磷酸化、Aβ 積累、胰島素抵抗、線粒體功能障礙、血腦屏障破壞、腸道菌群失調(diào)等對認知功能造成影響［9］。研究表明，小檗堿可以調(diào)節(jié)糖、脂質(zhì)代謝，抑制肝糖元異生，改善胰島素抵抗，以及調(diào)節(jié)腸道菌群、調(diào)控基因；小檗堿可以抑制脂肪細胞增殖、分化及相關(guān)基因的表達，減輕脂肪組織纖維化，進而預防和治療肥胖［10］。因此，小檗堿可通過對肥胖的調(diào)控預防老年癡呆。

1.4 高血壓 長期高血壓患者易出現(xiàn)小血管病變、微出血等，這與VD 的發(fā)生關(guān)系密切，而高血壓是腦小血管病的主要風險因素，其機制可能與腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)的過度激活、氧化應激、內(nèi)皮功能障礙、炎癥反應、血壓變異、動脈硬化的增加、血腦屏障通透性增加、Aβ 沉積等有關(guān)，造成局部腦組織缺血缺氧，促進VD 的發(fā)生。研究發(fā)現(xiàn)，在60～65 歲未治療高血壓患者中，高血壓能加速VD 的發(fā)生［11］；在老年高血壓患者中聯(lián)合使用沙坦和他汀類藥物可降低腦白質(zhì)損傷，改善認知功能障礙［12］。小檗堿及其衍生物治療高血壓有一定潛力，其機制可能與抑制膽堿酯酶活性、促進血管內(nèi)皮合成和釋放一氧化氮、提高突觸間隙內(nèi)的乙酰膽堿濃度、阻斷血管內(nèi)皮上的a1 受體有關(guān)［13］；小檗堿有直接的降壓作用，對高血壓患者血管內(nèi)皮細胞有保護作用［14］。小檗堿能降低鏈脲佐菌素誘導的糖尿病大鼠的血壓，并改善其血管舒張，其機制可能與大電導鈣激活鉀通道有關(guān)。高血壓加速了癡呆的進展，小檗堿可能通過控制血壓預防VD發(fā)生。

1.5 動脈粥樣硬化 動脈粥樣硬化是一種常見的血管類疾病，其主要影響因素為高血壓、血脂異常等，此外也與氧化損傷存在一定相關(guān)性。研究發(fā)現(xiàn)，其病理機制表現(xiàn)為脂質(zhì)浸潤、血小板活化、內(nèi)膜損傷、氧化應激等，這對腦血管功能和結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生明顯影響；同時還會導致腦小血管病變、血腦屏障破壞，最終引起腦細胞損傷和認知功能障礙［15］。小檗堿可通過調(diào)節(jié)腸道菌群、調(diào)節(jié)血脂、抗炎、抗氧化應激、下調(diào)內(nèi)脂素表達及抑制血管平滑肌細胞增生等，從而發(fā)揮抗動脈粥樣硬化的作用。研究發(fā)現(xiàn)，小檗堿可通過調(diào)節(jié)載脂蛋白E基因敲除小鼠腸道菌群，抑制動脈粥樣硬化的形成和炎癥細胞因子的表達［16］；通過抑制內(nèi)臟脂肪蛋白的表達來抗動脈粥樣硬化，通過抑制凋亡和炎癥，增加超氧化物歧化酶活性，抑制NOD 樣受體蛋白-3 炎癥反應來保護血管內(nèi)皮功能［17］。相關(guān)實驗研究表明，小檗堿可抑制激活蛋白-1的轉(zhuǎn)錄活性，降低炎癥因子水平，從而降低動脈硬化發(fā)生率［18］。此外，有研究發(fā)現(xiàn)，小檗堿可通過激活AMP 依賴的蛋白激酶信號通路，降低氧化修飾低密度脂蛋白誘導的炎癥反應，間接抑制血管平滑肌細胞的增殖和遷移，而且以上作用呈劑量和時間依賴性［19］?？梢?，小檗堿可通過抗動脈粥樣硬化來保護認知功能。

1.6 心房顫動 心房顫動也是癡呆的危險因素，但目前還未取得明確的結(jié)論。心房顫動發(fā)病機制包括腦灌注不足、血管炎癥、腦小血管病、腦萎縮、遺傳因素、基因因素和與癡呆共同的危險因素（年齡、高血壓、心力衰竭、糖尿病、過量飲酒、睡眠障礙等危險因素）?？鼓赡苡行Ы档托姆款潉踊颊甙l(fā)生癡呆的風險。小檗堿具有抗氧化、抗菌、抗病毒、抗癌和抗炎活性，具有潛在抗心律失常特性。王洋等［20］研究發(fā)現(xiàn)，小檗堿可通過減輕心肌纖維化，進而預防心房顫動發(fā)生。小檗堿治療心房顫動的優(yōu)勢很明顯，與此相關(guān)的信號通路和蛋白涉及腫瘤壞死因子（TNF）、磷脂酰肌醇3'-激酶（PI3K）-蛋白激酶B（Akt）、絲裂原活化蛋白激酶、缺氧誘導因子1 信號通路、轉(zhuǎn)化生長因子-β 信號通路，對應的靶點較多；另有研究發(fā)現(xiàn)，小檗堿通過增加心房有效不應期和延長心房肌細胞的動作電位持續(xù)時間以抑制乙酰膽堿誘導的兔心房顫動［21］。

2 小檗堿對VD發(fā)病機制的干預

VD的發(fā)病機制復雜多樣，由多種類型腦血管損傷引起腦組織血流灌注障礙及缺血缺氧改變，包括氧化應激損傷、膽堿能系統(tǒng)損傷、內(nèi)皮損壞、炎癥反應、細胞凋亡和其他等，可能是多種病理過程同時作用或相互作用的結(jié)果。

2.1 膽堿能系統(tǒng) VD患者在大腦和腦脊液中存在膽堿能缺陷，可能與認知功能障礙的病理生理密切相關(guān)。VD 模型顯示幾種膽堿能標志物持續(xù)減少。大鼠雙側(cè)頸總動脈閉塞導致慢性腦灌注不足，會導致膽堿能神經(jīng)元的丟失，如膽堿乙酰轉(zhuǎn)移酶（ChAT）和乙酰膽堿酯酶（AChE）活性降低；在四血管（雙側(cè)頸總動脈及椎動脈）閉塞模型中大鼠乙酰膽堿含量降低，發(fā)生學習記憶障礙［22］。有研究認為，VD 患者也存在膽堿能缺陷。尸檢顯示，VD患者的海馬和顳葉皮質(zhì)的ChAT 活動顯著減少［23］。多發(fā)性梗死癡呆患者的腦脊液乙酰膽堿（ACh）呈現(xiàn)低表達［24］。研究表明，小檗堿能抑制AChE 的活性從而發(fā)揮抗癡呆作用，在側(cè)腦室注射鏈霉素的大鼠中，小檗堿降低了大腦皮層及海馬的AChE 活性，防止記憶損失，從而改善VD［25］。

2.2 神經(jīng)炎癥 炎癥因子與VD 的神經(jīng)病理損傷存在密切的相關(guān)性，當炎癥介質(zhì)過表達時，可導致白細胞過多聚集至損傷區(qū)域，加重腦組織缺血，并使認知功能減弱，久而久之便形成VD。這一過程與IL-6、纖維蛋白原均存在相關(guān)性。研究發(fā)現(xiàn)，在脂多糖誘發(fā)的VD大鼠中，小檗堿降低腫瘤壞死因子-κB（NF-κB）、toll 樣受體4（TLR4）、TNF-α 和IL-6 的表達，改善記憶功能障礙［26］；小檗堿可抑制炎癥因子（TNF-α、IL-1、IL-8）的表達，對VD 大鼠具有保護作用［27］；有研究指出，小檗堿能降低環(huán)氧合酶-2 的表達及炎癥因子水平，從而發(fā)揮神經(jīng)保護作用［28］；小檗堿對酶的抑制與其抗炎活性有關(guān)。以上研究表明，小檗堿有望通過抑制炎癥反應治療VD。

2.3 氧化應激 氧化應激是由氧化與抗氧化失衡引起，是一種過氧化狀態(tài)，在此期間會釋放大量的活性氧，并有效增強了多種細胞信號通路的活性。小檗堿可激活或抑制這些通路，激活抗氧化酶；也可直接清除超氧自由基；轉(zhuǎn)錄因子NF-E2 相關(guān)因子（Nrf2）能夠影響抗氧化酶轉(zhuǎn)錄與表達，在細胞抗氧化應激損傷中扮演著不容忽視的角色；血紅素氧合酶-1（HO-1）是Nrf2 下游基因，當出現(xiàn)氧化和抗氧化失衡時，Nrf2被激活并以特定的方式促進HO-1轉(zhuǎn)錄表達。因此，Nrf2 間接參與了抗氧化應激反應。小檗堿能通過激活Nrf2 核轉(zhuǎn)錄并加快軸突生長，故而能夠減輕神經(jīng)損傷［29］。以上研究證實，小檗堿在Nrf2／HO-1 通路中扮演著關(guān)鍵角色，還通過抑制氧化應激及細胞凋亡對谷氨酸誘導的PC12 和N2a 細胞有明顯保護作用，進一步證實小檗堿治療VD 的潛力。

2.4 其他 長期腦部供血不足會誘發(fā)海馬神經(jīng)元形態(tài)發(fā)生變化，人體出現(xiàn)一系列反應，如細胞Ca2+超載、突觸可塑性改變等。而這些都是應激反應的具體體現(xiàn)。海馬神經(jīng)元功能受損，進而影響人們的正常學習和工作。海馬神經(jīng)元細胞凋亡與認知功能障礙存在密切的相關(guān)性?？梢悦鞔_的是，細胞凋亡可維持機體穩(wěn)定，使個體生理環(huán)境平衡。Caspase 家族、誘導凋亡基因Bcl-2、ICE基因家族等導致海馬神經(jīng)元細胞程序性死亡。當腦部出現(xiàn)持續(xù)性血氧供應不足時，細胞內(nèi)Ca2+超載，引起神經(jīng)細胞死亡。病理分析發(fā)現(xiàn)，腦組織缺血中心區(qū)以細胞壞死為主，而周圍水腫帶主要以細胞死亡形式存在，而大腦內(nèi)信息編碼依賴于Ca2+信號，而其與細胞死亡有關(guān)［30］。小檗堿能抑制或減緩細胞色素C 的釋放，并使人體組織中的凋亡蛋白Bcl-2 和促凋亡蛋白Bax 平衡，并發(fā)揮抑制神經(jīng)細胞凋亡的作用［31］。小檗堿可影響Caspase-3蛋白活性，并參與Bcl-2與Bax比例的調(diào)控，從而抑制或減緩神經(jīng)細胞凋亡［32］；也有研究表明，小檗堿抗細胞凋亡的神經(jīng)保護作用是通過PI3K/Akt、Akt/糖原合酶激酶通路及促分裂素原活化蛋白激酶等介導的［30］。小檗堿還可通過抑制細胞凋亡，改善脂多糖誘導的大鼠學習和記憶缺陷［33］。

Aβ 級聯(lián)假說和tau 假說是AD 的兩個最重要的病理假說，Aβ 級聯(lián)假說認為過量產(chǎn)生的Aβ 聚集形成寡聚體或老年，進一步損傷神經(jīng)元和突觸，使神經(jīng)元內(nèi)激酶/磷酸酶活性失衡，導致tau 蛋白過度磷酸化，神經(jīng)元纖維纏結(jié)形成；終至神經(jīng)元丟失、突觸變性及遞質(zhì)缺乏，并最終導致認知功能障礙［34］。研究發(fā)現(xiàn)，小檗堿通過降低β-位點APP 裂解酶-1（BACE1）和γ-分泌酶的激活，增強α-分泌酶的活性，從而減少Aβ 的生成［35］；小檗堿還可以通過促進自噬來消除Aβ［36］。關(guān)于tau 蛋白，研究發(fā)現(xiàn)小檗堿通過PI3K/Akt/糖原合酶激酶3β（GSK3β）通路抑制tau蛋白的過度磷酸化［37］。

小檗堿治療老年癡呆有許多潛在的作用，然而目前大部分小檗堿仍被用作消炎藥。目前關(guān)于小檗堿對于老年癡呆的治療作用大都停留在臨床前研究階段，還需進一步試驗證明。