基于Toll樣受體4相關(guān)信號(hào)通路探討中醫(yī)藥治療腦缺血再灌注損傷的研究進(jìn)展

林平平，梁健芬，管穎芳，王銘銘，唐穎，段雯雯

作者單位：1.530001 廣西壯族自治區(qū)南寧市，廣西中醫(yī)藥大學(xué) 2.530023 廣西壯族自治區(qū)南寧市，廣西中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院老年病科、干部病區(qū)

缺血性腦卒中是導(dǎo)致中老年人殘疾和死亡的重要原因之一，具有高發(fā)病率、高致殘率和高死亡率等特點(diǎn)，給全球經(jīng)濟(jì)帶來(lái)了沉重負(fù)擔(dān)［1］。目前，臨床上治療缺血性腦卒中最有效的策略是早期再灌注治療［2］，但相當(dāng)一部分患者再灌注治療后出現(xiàn)了腦缺血再灌注損傷（cerebral ischemia-reperfusion injury，CIRI），導(dǎo)致腦功能障礙進(jìn)一步加重，進(jìn)而嚴(yán)重影響其生活質(zhì)量和生命安全［3］。因此，探索CIRI的發(fā)病機(jī)制和治療手段具有重要意義。Toll樣受體4（Toll-like receptor 4，TLR4）信號(hào)通路是經(jīng)典先天免疫反應(yīng)信號(hào)通路，研究證實(shí)，其通過(guò)介導(dǎo)炎癥反應(yīng)而參與CIRI的發(fā)生發(fā)展［4］。近年中醫(yī)藥治療CIRI的研究日漸增多，有大量證據(jù)表明，中醫(yī)藥治療CIRI的機(jī)制與其調(diào)控TLR4信號(hào)通路上下游因子、減輕炎癥反應(yīng)有關(guān)［5-7］，但缺少系統(tǒng)闡述。基于此，本文主要綜述了TLR4相關(guān)信號(hào)通路在CIRI中的作用及中醫(yī)藥通過(guò)調(diào)控TLR4相關(guān)信號(hào)通路治療CIRI的研究進(jìn)展，以期為中醫(yī)藥防治CIRI提供客觀依據(jù)。

1 TLR4信號(hào)通路

TLR4是先天免疫系統(tǒng)中的一種重要的模式識(shí)別受體蛋白，其主要負(fù)責(zé)識(shí)別病原體相關(guān)分子模式配體和損傷相關(guān)分子模式配體，其與相應(yīng)配體〔如脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）〕結(jié)合后可激活兩條不同接頭分子的信號(hào)通路，一條是以髓樣分化因子88（myeloid differentiation factor 88，MyD88）為接頭分子的MyD88依賴(lài)性信號(hào)通路，另一條是以β干擾素TIR結(jié)構(gòu)域銜接蛋白（TIR-domain-containing adaptor inducing interferon-β，TRIF）為接頭分子的TRIF依賴(lài)性信號(hào)通路［8］。在MyD88依賴(lài)性信號(hào)通路中，TLR4首先招募含Toll白介素1受體域銜接蛋白（Toll interleukin-1 receptor domain contain adapter protein，TIRAP）和MyD88，再由MyD88募集白介素1受體相關(guān)激酶（interleukin-1 receptor-associatd kinase，IRAK），使IRAK磷酸化并與腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子（tumor necrosis factor receptor-associated factor，TRAF）6結(jié)合，然后募集轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β-激活激酶1（transforming growth factor-β-activated kinase 1，TAK1），最終初始激活核因子κB（nuclear factor-kappa B，NF-κB）及絲裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK），從而引發(fā)下游炎性細(xì)胞因子釋放。而在TRIF依賴(lài)性信號(hào)通路中，TLR4通過(guò)招募TRIF相關(guān)接頭分子（TRIF-related adaptor molecule，TRAM）和TRIF而觸發(fā)兩條信號(hào)通路的轉(zhuǎn)導(dǎo)，其中一條信號(hào)通路募集TRAF3，從而激活下游的TANK結(jié)合激酶1（TANKbinding kinase 1，TBK1）及IκB激酶復(fù)合物ε，隨后啟動(dòng)干擾素調(diào)節(jié)因子3（interferon regulatory factor 3，IRF3），促進(jìn)Ⅰ型干擾素（interferon，IFN）表達(dá)；另外一條信號(hào)通路募集TRAF6和TAK1，隨后導(dǎo)致NF-κB信號(hào)通路、MAPK信號(hào)通路被激活，炎性細(xì)胞因子被釋放［9］。TLR4信號(hào)通路見(jiàn)圖1。

圖1 TLR4信號(hào)通路Figure 1 TLR4 signaling pathway

2 TLR4相關(guān)信號(hào)通路在CIRI中的作用

2.1 TLR4/NF-κB及其相關(guān)信號(hào)通路在CIRI中的作用

TLR4/NF-κB信號(hào)通路是CIRI炎癥反應(yīng)的主要效應(yīng)通路，且需要MyD88依賴(lài)性信號(hào)通路和TRIF依賴(lài)性信號(hào)通路共同參與。CHEN等［10］研究發(fā)現(xiàn)，CIRI模型大鼠腦組織中MyD88、TRAF6、TAK1、Bcl-2相關(guān)X蛋白（Bcl-2-associated X protein，Bax）、半胱天冬酶（cysteinyl aspartate specific proteinase，Caspase）-3、TNF-α、IL-6、IL-1β水平明顯升高，B淋巴細(xì)胞瘤-2（B-cell lymphoma-2，Bcl-2）水平降低，提示TLR4/MyD88/NF-κB信號(hào)通路可能通過(guò)介導(dǎo)腦組織炎癥反應(yīng)和細(xì)胞凋亡而參與CIRI的發(fā)病。

2.2 TLR4/NLRP3信號(hào)通路在CIRI中的作用

N L R P 3 炎癥小體是一種先天免疫系統(tǒng)的蛋白復(fù)合體，CIRI發(fā)生時(shí)機(jī)體釋放各種損傷因子，進(jìn)而通過(guò)TLR4/NF-κB信號(hào)通路激活NLRP3炎癥小體，引起神經(jīng)炎癥反應(yīng)和腦損傷。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，CIRI模型大鼠腦內(nèi)TNF-α、IL-6、IL-1β、NLRP3、TLR-4水平明顯升高，該結(jié)果在細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中也得到了證實(shí)，即經(jīng)氧糖剝奪/再?gòu)?fù)處理的SH-SY5Y細(xì)胞中IL-1、IL-1β、TNF-α水平升高，推測(cè)TLR4/NLRP3信號(hào)通路介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)與CIRI密切相關(guān)［11］。

2.3 TLR4/IRF3信號(hào)通路在CIRI中的作用

TLR4/IRF3是一條經(jīng)典的炎癥信號(hào)通路，其在CIRI發(fā)病中發(fā)揮著重要作用。GUAN等［12］通過(guò)體內(nèi)實(shí)驗(yàn)、體外實(shí)驗(yàn)、機(jī)制研究證實(shí)，人參皂苷Rg1可以通過(guò)抑制小膠質(zhì)細(xì)胞中TLR4/IRF3信號(hào)通路的激活而減輕炎癥反應(yīng)，進(jìn)而有效緩解神經(jīng)元損傷。

綜上，TLR4相關(guān)信號(hào)通路介導(dǎo)的炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)在CIRI的病理過(guò)程中扮演著重要角色。

3 中醫(yī)藥通過(guò)調(diào)控TLR4相關(guān)信號(hào)通路治療CIRI

CIRI屬于中醫(yī)學(xué)“中風(fēng)”范疇［13］，其病機(jī)總屬陰陽(yáng)失調(diào)、氣血逆亂、上犯于腦，病性多屬本虛標(biāo)實(shí)，上盛下虛。臨床治療CIRI急性期以祛邪為主，多用醒神開(kāi)竅、活血通絡(luò)等法；恢復(fù)期以扶正祛邪為主，多用益氣活血、育陰熄風(fēng)等法［14］。中醫(yī)藥治療CIRI具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，大量研究證實(shí)，中醫(yī)藥可通過(guò)調(diào)控TLR4相關(guān)信號(hào)通路治療CIRI［15-17］。

3.1 中藥有效成分

3.1.1 黃酮類(lèi)化合物

金合歡素是一種廣泛存在于金合歡樹(shù)、飛機(jī)草、大薊、菊花等植物中的天然黃酮類(lèi)化合物，具有抗炎、抗氧化、免疫調(diào)節(jié)、保護(hù)神經(jīng)系統(tǒng)等多重生物學(xué)活性［18］。林蘭明等［19］研究發(fā)現(xiàn)，金合歡素可以降低CIRI模型大鼠腦組織中TLR4、磷酸化NF-κB/NF-κB、NLRP3、TNF-α、IL-6、IL-1β及Bax蛋白水平，提高Bcl-2蛋白水平，推測(cè)金合歡素可能通過(guò)抑制TLR4/NLRP3信號(hào)通路而保護(hù)CIRI模型大鼠神經(jīng)功能。淫羊藿苷是一種提取自淫羊藿的活性成分，現(xiàn)代藥理學(xué)研究表明，淫羊藿苷具有抗炎、抗血栓形成作用，其在神經(jīng)系統(tǒng)疾病、心血管系統(tǒng)疾病中均具有治療效果［20］。唐冰雪等［21］采用線(xiàn)栓法制備大腦中動(dòng)脈缺血再灌注模型大鼠，結(jié)果顯示，與模型組相比，淫羊藿苷治療組大鼠腦組織炎癥指標(biāo)（IL-1α、TNF-α）、NF-κB p65及TLR4表達(dá)水平降低，推測(cè)淫羊藿苷可能通過(guò)調(diào)控TLR4/NF-κB信號(hào)通路而減輕腦組織炎癥反應(yīng)，進(jìn)而發(fā)揮腦保護(hù)作用。

3.1.2 萜類(lèi)化合物

馬雪飛等［22］研究發(fā)現(xiàn)，人參皂苷Rg1腹腔注射能有效降低CIRI模型大鼠運(yùn)動(dòng)神經(jīng)功能缺損評(píng)分及血漿炎癥因子（IL-6、IL-1β和TNF-α）水平，下調(diào)大鼠腦組織中TLR4 mRNA及蛋白表達(dá)，抑制NF-κB、MyD88蛋白表達(dá)，推測(cè)人參皂苷Rg1具有良好的神經(jīng)保護(hù)作用，其可能通過(guò)調(diào)控TLR4/MyD88/NF-κB信號(hào)通路而減輕腦組織炎癥反應(yīng)，從而發(fā)揮抗CIRI作用。李曉蕾等［23］研究發(fā)現(xiàn)，藏紅花素組大鼠神經(jīng)元凋亡指數(shù)、炎癥因子（TNF-α、IL-6和IL-1β）水平及TLR4、磷酸化NF-κB p65/NF-κB p65、磷酸化IκBα/IκBα蛋白表達(dá)水平低于模型組，提示藏紅花素可能通過(guò)抑制TLR4/NF-κB信號(hào)通路減輕腦組織炎癥反應(yīng)。周玉嘉等［24］研究發(fā)現(xiàn)，三七總皂苷能通過(guò)調(diào)控TLR4/NF-κB信號(hào)通路而促使M2型小膠質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化為M1型小膠質(zhì)細(xì)胞，從而減輕腦組織炎癥反應(yīng)，維持大腦免疫穩(wěn)態(tài)。

綜上，金合歡素、淫羊藿苷、人參皂苷、藏紅花素及三七總皂苷可以通過(guò)調(diào)節(jié)TLR4相關(guān)信號(hào)通路而發(fā)揮抗炎作用，從而有效拮抗CIRI的病理過(guò)程。

3.2 中藥復(fù)方制劑

化濁解毒活血通絡(luò)方是田軍彪教授創(chuàng)立的經(jīng)驗(yàn)方，緊扣缺血性腦卒中“濁凝閉阻清竅，瘀毒損傷腦絡(luò)”的病理特點(diǎn)［25］?；羧鹎涞龋?6］研究證實(shí)，化濁解毒活血通絡(luò)方治療CIRI的機(jī)制可能是通過(guò)抑制TLR4/NF-κB信號(hào)通路，減少炎癥因子IL-1β、TNF-α的釋放，從而減輕腦組織炎癥反應(yīng)。脈絡(luò)舒通丸主要由黃芪、金銀花、黃柏等中藥組成，具有清熱解毒、化瘀通絡(luò)、祛濕消腫等功效，主要用于治療血栓性淺靜脈炎。近年研究發(fā)現(xiàn)，脈絡(luò)舒通丸可有效改善大腦中動(dòng)脈阻塞模型小鼠神經(jīng)功能，縮小腦梗死體積，分析機(jī)制可能與其通過(guò)抑制TLR4/NF-κB/NLRP3信號(hào)通路而減輕神經(jīng)炎癥反應(yīng)有關(guān)［27］。腦絡(luò)欣通是王樂(lè)匋教授創(chuàng)立的經(jīng)驗(yàn)方，具有益氣活血通絡(luò)功效，可用于治療缺血性腦卒中［28］。王麗娜等［29］研究發(fā)現(xiàn)，腦絡(luò)欣通可減輕大鼠CIRI癥狀，其機(jī)制是抑制TLR4/IRF3信號(hào)通路，降低腦組織TLR4、TRAF6、TNF-α表達(dá)水平，減輕炎癥反應(yīng)，從而起到神經(jīng)保護(hù)作用。舒腦欣滴丸由川芎、當(dāng)歸兩味藥組成，具有理氣活血、化瘀止痛功效。近年研究發(fā)現(xiàn)，舒腦欣滴丸可有效下調(diào)CIRI模型大鼠結(jié)腸中TNF-α、IL-10、IL-6 mRNA表達(dá)及結(jié)腸中TLR4、磷酸化NF-κB p65、磷酸化IκBα蛋白表達(dá)，推測(cè)舒腦欣滴丸可通過(guò)調(diào)控TLR4/NF-κB信號(hào)通路而減輕腸道炎癥反應(yīng)，進(jìn)而改善大鼠神經(jīng)功能［30］。通心絡(luò)具有活血通絡(luò)、搜風(fēng)解痙功效，其常用于治療血瘀絡(luò)阻型腦卒中。李佳佳等［31］研究發(fā)現(xiàn)，通心絡(luò)對(duì)改善CIRI模型大鼠神經(jīng)功能具有積極作用，其機(jī)制可能與抑制TLR4/NF-κB信號(hào)通路有關(guān)。壯藥雙路通腦方主要由黃花倒水蓮、扶芳藤、法半夏、茯苓、桂枝尖等組成。研究發(fā)現(xiàn)，壯藥雙路通腦方可通過(guò)減輕神經(jīng)炎癥反應(yīng)和氧化應(yīng)激而保護(hù)CIRI模型大鼠的神經(jīng)功能，其機(jī)制可能與調(diào)控TLR4/NF-κB信號(hào)通路、核因子E2相關(guān)因子2/血紅素加氧酶1信號(hào)通路有關(guān)［32］。

綜上，化濁解毒活血通絡(luò)方、脈絡(luò)舒通丸、腦絡(luò)欣通、舒腦欣滴丸、通心絡(luò)及壯藥雙路通腦方等中藥復(fù)方制劑可通過(guò)抑制TLR4相關(guān)信號(hào)通路而減輕神經(jīng)炎癥反應(yīng)，保護(hù)腦組織功能，進(jìn)而起到治療CIRI的作用。中藥復(fù)方制劑通過(guò)調(diào)控TLR4相關(guān)信號(hào)通路治療CIRI的研究見(jiàn)表1。

表1 中藥復(fù)方制劑通過(guò)調(diào)控TLR4相關(guān)信號(hào)通路治療CIRI的研究Table 1 Study on the traditional Chinese medicine compound preparation in the treatment of CIRI through regulating TLR4 related signaling pathway

3.3 針灸

針灸治療CIRI歷史悠久，療效確切，早在《黃帝內(nèi)經(jīng)·靈樞·刺節(jié)真邪》中就有記載：“大風(fēng)在身，血脈偏虛，虛者不足，實(shí)者有余……瀉其有余，補(bǔ)其不足，陰陽(yáng)平復(fù)，用針若此，疾于解惑?！爆F(xiàn)代研究進(jìn)一步揭示了針灸治療CIRI的具體機(jī)制?？谞I(yíng)楠等［33］研究發(fā)現(xiàn)，電針小鼠足三里穴、百會(huì)穴、太陽(yáng)穴可以抑制TLR4信號(hào)通路，減少I(mǎi)L-1β、TNF-α的釋放，從而保護(hù)小鼠神經(jīng)元。另有研究表明，電針MIRI模型大鼠百會(huì)穴、人中穴可改善其神經(jīng)功能，減輕神經(jīng)元損傷，分析機(jī)制可能與其抑制TLR4/NF-κB信號(hào)通路、減輕炎癥反應(yīng)有關(guān)［34］。莊麗華等［35］通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)，電針可以通過(guò)調(diào)控TLR4信號(hào)通路抑制小膠質(zhì)細(xì)胞活化，從而減輕炎癥反應(yīng)，進(jìn)而發(fā)揮保護(hù)CIRI模型小鼠腦神經(jīng)功能的作用。鞏平等［36］研究發(fā)現(xiàn)，電針CIRI模型大鼠百會(huì)穴、四神聰穴、足三里穴、太沖穴可抑制TLR4/NF-κB信號(hào)通路，修復(fù)其受損的血腦屏障，減輕大鼠腦損傷。

綜上，針灸在治療CIRI方面具有廉、簡(jiǎn)、便、效的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，且隨著研究深入，針灸通過(guò)調(diào)控TLR4相關(guān)信號(hào)通路保護(hù)神經(jīng)功能在CIRI治療中具有巨大潛力。

4 小結(jié)與展望

綜上所述，中醫(yī)藥能通過(guò)調(diào)控TLR4相關(guān)信號(hào)通路抑制炎癥反應(yīng)，減輕腦組織損傷，進(jìn)而有效減緩CIRI進(jìn)程。但目前中醫(yī)藥通過(guò)調(diào)控TLR4相關(guān)信號(hào)通路治療CIRI的相關(guān)研究仍存在一些不足：首先，CIRI模型制備方法多以西醫(yī)理論為基礎(chǔ)，缺乏體現(xiàn)中醫(yī)病證結(jié)合思維的動(dòng)物模型；其次，TLR4信號(hào)通路與多個(gè)信號(hào)通路交叉串?dāng)_；再者，相關(guān)研究主要為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，尚缺乏臨床試驗(yàn)。因此，未來(lái)仍需要開(kāi)展更多大樣本量、多中心、科學(xué)規(guī)范的臨床研究，并提高基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的臨床轉(zhuǎn)化率，以為中醫(yī)藥治療CIRI提供更多循證醫(yī)學(xué)證據(jù)。

作者貢獻(xiàn)：林平平進(jìn)行文章的構(gòu)思與設(shè)計(jì)，撰寫(xiě)、修訂論文；梁健芬進(jìn)行文章的可行性分析，負(fù)責(zé)文章的質(zhì)量控制及審校，并對(duì)文章整體負(fù)責(zé)、監(jiān)督管理；管穎芳、王銘銘進(jìn)行文獻(xiàn)/資料收集；唐穎、段雯雯進(jìn)行文獻(xiàn)/資料整理。

本文無(wú)利益沖突。