線粒體途徑凋亡及中醫(yī)藥應(yīng)用在帕金森病中的研究進(jìn)展

［摘要］帕金森?。≒D）是一種神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病，病程長(zhǎng)、易復(fù)發(fā)?？蓪?dǎo)致肌力、姿勢(shì)、步態(tài)及精神等異常，繼而引發(fā)殘疾。線粒體途徑的細(xì)胞凋亡是導(dǎo)致PD發(fā)病的重要的可能因素，本文對(duì)線粒體途徑凋亡與PD的關(guān)系、中醫(yī)藥對(duì)PD病機(jī)的探討及其治療作用作一綜述，探索中醫(yī)藥對(duì)于PD的有效治療手段。

［關(guān)鍵詞］帕金森病；線粒體凋亡；中醫(yī)藥應(yīng)用

doi：10.3969/j.issn.1674-7593.2023.04.021

ResearchProgressonMitochondrialPathwayApoptosisandApplicationsofTraditionalChineseMedicineinParkinson'sDisease

WangLei1，LiuDeshui2，ZhangYingbo2，ZhangXiaojie1，2，3**

1BasicMedicalCollege，HeilongjiangUniversityofChineseMedicine，Harbin150006;2DepartmentofPathology，QiqiharMedicalUniversity，Qiqihar161003;3HeilongjiangNursingCollege，Harbin150086

**Correspondingauthor：ZhangXiaojie，email：zxj4456@sina.com

［Abstract］Parkinson'sdisease（PD）isaprevalentneurodegenerativedisordercharacterizedbyachronicandrelapsingcourse.PDgivesrisetodiversefunctionalimpairments，encompassingabnormalitiesinmusclestrength，posture，gait，andmentalwell-being，oftenleadingtodisability.TheinvolvementofmitochondrialapoptosisholdssignificantrelevanceinthepathogenesisofPD.ThiscomprehensivearticleextensivelyexaminestheintricatemechanismsunderlyingPD-associatedmitochondrialpathwayapoptosis，whiledelvingintothepotentialtherapeuticstrategiesofferedbytraditionalChinesemedicine（TCM）forthemanagementofPD.ByexploringtheinterplaybetweenPDpathogenesisandTCM，thisstudyaimstoshedlightoneffectivetreatmentmodalitiesandbroadentheunderstandingofTCM'stherapeuticpotentialinPD.

［Keywords］Parkinson'sdisease;Mitochondrialapoptosis;TraditionalChinesemedicineapplication

帕金森?。≒arkinson'sdisease，PD）是以中腦黑質(zhì)致密部多巴胺能（Dopaminergic，DA）神經(jīng)元的變性缺失為主要病理改變、以運(yùn)動(dòng)癥狀和非運(yùn)動(dòng)癥狀為主要表現(xiàn)的全球第二大神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病，起病隱匿，進(jìn)展緩慢［1-2］。該病平均發(fā)病年齡為50～60歲，男性患PD的可能性是女性的1.5倍［3］。雖然PD的發(fā)病原因和發(fā)病機(jī)制尚未完全明晰，但可能與遺傳、年齡、環(huán)境和線粒體功能障礙有關(guān)。線粒體不僅是細(xì)胞提供能量的主要細(xì)胞器，也是細(xì)胞凋亡的“主開關(guān)”，其所介導(dǎo)的程序化細(xì)胞死亡（Programmedcelldeath，PCD），也稱線粒體途徑凋亡，與PD患者DA神經(jīng)元變性密切相關(guān)［4］。是PD發(fā)病的中心環(huán)節(jié)，對(duì)于PD治療，西醫(yī)多用多巴胺替代療法，如息寧、美多巴等藥物，可以顯著改善PD癥狀，但該療法不能阻止或延緩其病程進(jìn)展［5］。且長(zhǎng)期應(yīng)用會(huì)引起療效減退、開關(guān)現(xiàn)象和異動(dòng)癥等不良反應(yīng)，給患者帶來了更多的痛苦。而中醫(yī)藥采用多途徑治療，有一定的療效和優(yōu)勢(shì)。本文對(duì)線粒體途徑凋亡在PD中的作用機(jī)制及中醫(yī)藥對(duì)于治療的最新研究進(jìn)展作一綜述，從而為探索新的中醫(yī)藥的臨床治療方案提供借鑒。

1線粒體途徑凋亡與PD的關(guān)系

線粒體是為細(xì)胞提供能量的主要細(xì)胞器，能產(chǎn)生可被細(xì)胞直接利用的能源，腺苷三磷酸（Adenosinetriphosphate，ATP）。動(dòng)物模型顯示，發(fā)生形態(tài)改變和功能缺失的線粒體的異常積聚，可引起氧化應(yīng)激和毒物負(fù)擔(dān)的增加，進(jìn)而引起DA神經(jīng)元的死亡，導(dǎo)致PD的發(fā)生［6］。PD患者黑質(zhì)線粒體膜通透性發(fā)生改變，當(dāng)線粒體膜通透性轉(zhuǎn)換孔開放時(shí)，可釋放細(xì)胞色素C（CytochromeC，Cytc），同時(shí)釋放膜間隙中的胱冬肽酶（Caspase）原、凋亡誘導(dǎo)因子等凋亡因子，激活Caspase，水解核染色質(zhì)，使細(xì)胞整體結(jié)構(gòu)破壞、功能紊亂，最終產(chǎn)生凋亡小體而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡［7］。

線粒體功能障礙導(dǎo)致的DA神經(jīng)元減少是PD發(fā)病的中心環(huán)節(jié)，其中線粒體呼吸鏈復(fù)合體I（ComplexI，CI）的功能缺陷與PD的發(fā)病關(guān)系密切［8］。神經(jīng)毒素1-甲基-4-苯基-1，2，3，6-四氫吡啶（1-Methyl-4-phenyl-1，2，3，6-tetrahydropyridine，MPTP）是CI的抑制劑，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，注射MPTP后能夠選擇性損傷非人類靈長(zhǎng)類及嚙齒類動(dòng)物的黑質(zhì)致密部DA神經(jīng)元，繼而引起急性不可逆的PD的癥狀［9］。MPTP可以通過血腦屏障（Bloodbrainbarrier，BBB）進(jìn)入腦內(nèi)，在單胺氧化酶作用下轉(zhuǎn)化為甲基-苯基吡啶離子（Methyl-phenylpyridineion，MPPI），后者被DA神經(jīng)元膜上的單胺轉(zhuǎn)運(yùn)體攝取后進(jìn)入胞內(nèi)，然后進(jìn)入線粒體，特異性地與線粒體CI結(jié)合并抑制其功能，誘導(dǎo)產(chǎn)生大量反應(yīng)活性氧（Reactiveoxygenspecies，ROS），進(jìn)一步引起CI活性下降，形成惡性循環(huán)，直接導(dǎo)致ATP產(chǎn)生減少，進(jìn)而導(dǎo)致大腦的能量供應(yīng)不足，引發(fā)神經(jīng)元功能下降甚至死亡［10］。

6-羥基多巴胺（6-Hydroxydopamine，6-OHDA）作為第一個(gè)用于建立PD動(dòng)物模型的神經(jīng)毒劑，不能通過BBB，必須通過腦內(nèi)注射至黑質(zhì)或黑質(zhì)紋狀體束，之后通過多巴胺轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（Dopaminetransporter，DAT）進(jìn)入DA神經(jīng)元，氧化代謝，產(chǎn)生過氧化物、超氧化物和過氧化氫，在線粒體累積，抑制線粒體CI活性并產(chǎn)生ROS，導(dǎo)致黑質(zhì)DA神經(jīng)元線粒體損傷。

魚藤酮（Rotenone，RT）作為另一個(gè)CI抑制劑，具有高度親脂性，不依賴任何轉(zhuǎn)運(yùn)體即可透過生物膜，即它不同于MPTP，可不依賴于DAT便可進(jìn)入DA神經(jīng)元，選擇性抑制黑質(zhì)紋狀體DA神經(jīng)元，導(dǎo)致黑質(zhì)紋狀體通路的特異性、進(jìn)行性和慢性變性。

B細(xì)胞淋巴瘤-2（Bcelllymphoma-2，Bcl-2）蛋白家族是調(diào)控線粒體途徑凋亡的關(guān)鍵因子，可以穩(wěn)定細(xì)胞膜，阻止細(xì)胞皺縮、染色體濃縮和DNA降解，在細(xì)胞凋亡早期起作用，可抑制細(xì)胞凋亡［11］。在凋亡因素的誘導(dǎo)下，抑制凋亡的蛋白Bcl-2相關(guān)蛋白X（Bcl-2associatedXprotein，Bax）/促凋亡蛋白（Bcl-2associatedKproteingene，Bak）可以發(fā)生寡聚化，引起Cytc從線粒體中釋放到胞質(zhì)，再與半胱天冬酶9/凋亡酶激活因子-1（Caspase-9/Apoptoticproteaseactivatingfactor-1，Caspase-9/Apaf-1）結(jié)合，最終作用于Caspase-3。激活的Caspase-3同凋亡底物結(jié)合，引起細(xì)胞凋亡。在MPTP誘導(dǎo)的PD小鼠模型中，其啟動(dòng)細(xì)胞凋亡的過程是因小鼠Bcl-2基因表達(dá)下降和Bax基因表達(dá)上調(diào)并出現(xiàn)顯著增高，從而引起Cytc釋放，依次激活起始Caspases-9、Caspases-8，起始Caspase進(jìn)一步激活效應(yīng)Caspases-3來完成的［12］。這也提示，線粒體途徑的細(xì)胞凋亡是PD發(fā)病機(jī)制中的重要環(huán)節(jié)。

2線粒體途徑凋亡相關(guān)信號(hào)通路與PD的關(guān)系

線粒體途徑的凋亡可以被多條信號(hào)通路調(diào)控。研究發(fā)現(xiàn)，磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B（Phosphatidylinostol3-kinase/ProteinkinaseB，PI3K/Akt）信號(hào)通路是調(diào)控神經(jīng)元凋亡的經(jīng)典途徑，PI3K激活后，進(jìn)一步磷酸化Akt，促進(jìn)Bcl-2等抗凋亡蛋白的表達(dá)，發(fā)揮神經(jīng)元保護(hù)作用。

核因子-κB（Nuclearfactor-kappa-B，NF-κB）信號(hào)通路在不同的信號(hào)刺激下可激活線粒體凋亡途徑，促進(jìn)神經(jīng)細(xì)胞凋亡。嘌呤核苷酸轉(zhuǎn)位酶（Adenine-nucleotidetranslocator，ANT）是線粒體通透性轉(zhuǎn)換孔復(fù)合物的主要組成部分，NF-κB信號(hào)通路可使ANT1表達(dá)降低，導(dǎo)致ATP/ADP交換的降低，Ca2+介導(dǎo)的線粒體膜通透性轉(zhuǎn)換孔（Mitochondrialpermeabilitytransitionpore，mPTP）開放的減少和線粒體膜電位的降低，最終導(dǎo)致線粒體ATP產(chǎn)生降低和ROS產(chǎn)生增加，大腦的能量供應(yīng)不足，引發(fā)神經(jīng)元功能下降甚至死亡［13］。

c-Jun氨基末端激酶（c-JunN-terminalkinase，JNK）通路的激活也可導(dǎo)致PD。JNK是細(xì)胞由正常狀態(tài)向病理狀態(tài)轉(zhuǎn)變中的一個(gè)重要的調(diào)節(jié)激酶，被激活后，會(huì)快速聚集到細(xì)胞核中，并激活Caspase-3、上調(diào)環(huán)氧化酶2（Cyclooxygenase-2，COX-2）表達(dá)，釋放Cytc，增加ROS，促使紋狀體區(qū)域神經(jīng)遞質(zhì)衰竭，最終導(dǎo)致DA神經(jīng)元凋亡。研究表明，MPTP可以導(dǎo)致黑質(zhì)紋狀體中JNK激酶迅速增加，MAPK激酶（Mitogen-ActivatedProteinKinaseKinase4，MKK4）被激活，同時(shí)還觀察到DA能神經(jīng)元凋亡，表明JNK信號(hào)通路參與了MPTP啟動(dòng)的細(xì)胞凋亡過程［14］。

絲氨酸蛋白酶Omi/HtrA2在細(xì)胞受刺激后隨線粒體膜通透性的增加從線粒體釋放進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，可降解X-連鎖凋亡抑制蛋白（X-linkedinhibitorofapoptosisprotein，XIAP），解除對(duì)Caspase-9的抑制，活化Caspase-3，引起DNA斷裂發(fā)生凋亡。

3中醫(yī)藥學(xué)對(duì)PD病因病機(jī)的理解及治療現(xiàn)狀

傳統(tǒng)中醫(yī)根據(jù)PD臨床表現(xiàn)，將其歸納于“顫證”“震顫”“振掉”等范疇。在《素問·至真要大論》就有“諸風(fēng)掉眩，皆屬于肝”的論述。華佗《中藏經(jīng)·論筋痹第三十七》中提出“筋痹者，由怒叫無時(shí)，行步奔急，淫邪傷肝，肝失其氣，因而寒熱所客，久而不去，流入筋會(huì)，則使人筋急而不能行步舒緩也，故曰筋痹”，這與PD的慌張步態(tài)相符。明代王肯堂《證治準(zhǔn)繩·雜病》有“顫，搖也；振，動(dòng)也。經(jīng)脈約束不住而不能任持，風(fēng)之象也”的概述［15］?？偠灾?，PD的基本病機(jī)為肝腎兩虛，風(fēng)痰瘀阻，治療時(shí)以補(bǔ)益氣血、滋補(bǔ)肝腎為主，輔以化痰、行瘀為要。

中醫(yī)中藥可多途徑、多靶點(diǎn)進(jìn)行PD綜合治療。芍藥甘草湯加減方可減緩運(yùn)動(dòng)障礙，增加酪氨酸氫化酶（Tyrosinehydroxylase，TH）和Bcl-2水平，減少α-突觸核蛋白（Alpha-synuclein，α-syn）和Bax含量等抑制氧化損傷和抑制線粒體途徑的細(xì)胞凋亡，對(duì)MPTP誘導(dǎo)的PD小鼠具有一定的神經(jīng)保護(hù)作用［16］。建立1-甲基-4-苯基吡啶離子（1-Methyl-4-pehnylpyridine，MPP+）誘導(dǎo)的PD急性人神經(jīng)母細(xì)胞瘤（Humanneuroblastomacells，SH-SY5Y）損傷模型后，給予不同劑量的地黃湯干預(yù)，可知地黃湯能夠提高細(xì)胞中PI3K、Akt和哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白（Mammaliantargetsofrapamycin，mTOR）磷酸化水平，從而降低細(xì)胞內(nèi)Caspase-12的表達(dá)水平，減少PD模型細(xì)胞凋亡率［17］。五味子乙素（SchisandrinB，SchB）可通過抑制Toll樣受體4（Toll-likereceptor4，TLR4）/NF-κB信號(hào)通路，降低腫瘤壞死因子α（Tumornecrosisfactor-α，TNF-α）、白細(xì)胞介素1β（Interleukin-1β，IL-1β）和白細(xì)胞介素6（Interleukin-6，IL-6）水平，減少TLR4和磷酸化核因子-κBp65亞基（Phosphorylatednuclearfactor-kappa-Bp65，p-NF-κBp65）表達(dá)，維持線粒體功能［18］。銀杏內(nèi)酯B（GinkgolideB，GB）作為銀杏葉提取物，腹腔注射后，顱腦損傷大鼠海馬組織絲氨酸蛋白酶Omi/HtrA2、Caspase-3和Caspase-9蛋白活性出現(xiàn)明顯下降，XIAP蛋白表達(dá)增加，可推測(cè)抑制線粒體絲氨酸蛋白酶Omi/HtrA2信號(hào)通路可能是GB抗神經(jīng)細(xì)胞凋亡的機(jī)制之一［19］。單味中藥也可通過改善線粒體功能，抗氧化應(yīng)激，減緩神經(jīng)炎癥等發(fā)揮治療PD的作用。如芍藥的主要成分芍藥苷能通過調(diào)節(jié)Bcl-2/Bax信號(hào)通路，對(duì)谷氨酸誘導(dǎo)的神經(jīng)細(xì)胞PC12凋亡起到神經(jīng)保護(hù)作用［20］。Β-蛻皮甾酮作為牛膝的主要成分，具有抑制腦組織脂質(zhì)過氧化損傷的作用，以劑量依賴方式激活PI3K/Akt通路，改善MPTP致PD小鼠的神經(jīng)元損傷并減弱細(xì)胞凋亡，繼而保護(hù)DA能神經(jīng)元免受MPTP誘導(dǎo)的神經(jīng)毒性［21］。中藥復(fù)方及針灸治療對(duì)PD及伴隨癥狀也具有改善作用。以“化痰通絡(luò)、溫陽通便”之法，用桃核承氣湯合溫膽湯加針灸治療PD所導(dǎo)致的便秘，取得良好的效果［22］。利用顱底7穴（啞門及雙側(cè)風(fēng)池、完骨和天柱）治療PD的言語障礙，療效明顯［23］。本課題組前期研究表明，鎮(zhèn)肝熄風(fēng)湯中牛膝白芍的協(xié)同配伍對(duì)于肝陽上亢小鼠具有良好治療作用，牛膝白芍作為鎮(zhèn)肝熄風(fēng)湯的核心藥對(duì)，補(bǔ)腎柔肝、潛陽熄風(fēng)，其配伍是否是基于某信號(hào)通路從而抗PD的線粒體途徑凋亡，可以進(jìn)一步地探索研究。

4小結(jié)與展望

PD是多種致病因素交互，而非單一因素所致。是氧化應(yīng)激、線粒體功能障礙、異常蛋白聚集、神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子下調(diào)、鈣超載、興奮性氨基酸毒性作用、免疫炎癥等病理機(jī)制共同作用的結(jié)果［24］。線粒體功能障礙是DA神經(jīng)元凋亡的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。有多條信號(hào)通路調(diào)控線粒體凋亡，并且中藥的多種有效成分，可通過不同途徑作用于PD，對(duì)其治療具有積極作用。因此我們要進(jìn)一步完善和改進(jìn)中醫(yī)藥對(duì)PD治療的發(fā)展，建立更加切實(shí)可行的分型標(biāo)準(zhǔn)與用藥規(guī)范，篩選出最優(yōu)的臨床解決方案。

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（2022-11-29收稿）