熊膽粉及其活性成分治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病作用機(jī)制研究進(jìn)展

何莉莉 劉棣文 崔娜 王秋紅

神經(jīng)系統(tǒng)疾病是全球人類發(fā)病致殘的主要原因和第二大死亡原因,嚴(yán)重危害人們的生活[1]。神經(jīng)系統(tǒng)疾病的發(fā)病及病理機(jī)制復(fù)雜,涉及遺傳、性別、年齡、飲食、環(huán)境等因素和與炎癥、凋亡、應(yīng)激、自噬、線粒體、能量代謝等相關(guān)的多種機(jī)制[2-3]。熊膽粉是傳統(tǒng)名貴珍稀中藥材,具有清熱解毒、息風(fēng)止痙、清肝明目的功效,臨床常用于肝膽系統(tǒng)、心腦血管系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)等疾病的治療[4-6]。《食療本草》中就有熊膽用于小兒驚厥的記載:主時(shí)氣盛熱,疳疾,小兒驚癇[7]?，F(xiàn)代藥理研究表明,熊膽粉及其膽汁酸成分熊去氧膽酸和?；切苋パ跄懰?具有抗神經(jīng)炎癥、抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激及氧化應(yīng)激引起的神經(jīng)細(xì)胞凋亡、調(diào)控細(xì)胞自噬和改善線粒體功能障礙等多種功能,被稱為神經(jīng)保護(hù)劑[8-10]。本文就近十年來熊膽粉及其活性成分UDCA和TUDCA對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)疾病的藥理作用及相關(guān)機(jī)制進(jìn)行綜述,為神經(jīng)系統(tǒng)疾病臨床治療藥物研發(fā)提供參考。

1 熊膽粉及活性成分通過抑制神經(jīng)炎癥起到神經(jīng)保護(hù)作用

熊膽粉活性成分通過激活和上調(diào)G蛋白偶聯(lián)受體(G protein-coupled bile acid receptor 5,TGR5)的表達(dá)抑制神經(jīng)炎癥模型中蛋白激酶B(protein kinase B,Akt)/調(diào)控核因子-κB(nuclear factor-κB,NF-κB)信號(hào)通路激活,降低促炎細(xì)胞因子的釋放,增加抗炎細(xì)胞因子的蛋白表達(dá),抑制絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)信號(hào)通路上的c-Jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinasa,JNK)和p38絲裂原活化蛋白激酶(p38 MAPK)磷酸化發(fā)揮抗神經(jīng)炎癥作用。

1.1 調(diào)節(jié)TGR5/Akt/NF-κB信號(hào)通路抑制神經(jīng)炎癥

TGR5廣泛分布并在各種類型的細(xì)胞中表達(dá),如巨噬細(xì)胞、小膠質(zhì)細(xì)胞、星形膠質(zhì)細(xì)胞,TGR5激活減少了巨噬細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞的活化,抑制促炎細(xì)胞因子的釋放。Akt通過促進(jìn)核因子κB抑制蛋白α(inhibitor-αof nuclear transcription factor-κB,IκBα)的磷酸化調(diào)節(jié)NF-κB的活化,NF-κB是免疫反應(yīng)和炎癥的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子,負(fù)責(zé)許多編碼促炎細(xì)胞因子和趨化因子的基因的轉(zhuǎn)錄,通過抑制NF-κB轉(zhuǎn)錄活性、IκBɑ磷酸化和高爾基體外周膜蛋白(GRASP65 protein,P65)核易位抑制炎癥反應(yīng),起到抗炎作用[11]。

朱晗等[12]將熊膽粉用于體外和體內(nèi)抑制脂多糖(lipopolysaccharides,LPS)誘導(dǎo)的小膠質(zhì)細(xì)胞炎癥作用的實(shí)驗(yàn)中,熊膽粉可抑制LPS誘導(dǎo)的小膠質(zhì)細(xì)胞活化和小鼠海馬體中離子鈣結(jié)合銜接分子1(ionized calcium binding adapter molecule 1,iba-1)蛋白表達(dá),降低腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor α,TNF-α),白細(xì)胞介素6(interleukin,IL-6)和IL-1β及一氧化氮合酶(inductible nitric oxide synthase,iNOS)和環(huán)氧合酶-2(cyclooxygenase-2,COX-2)的蛋白水平,通過激活和上調(diào)TGR5的表達(dá)抑制LPS處理的小膠質(zhì)細(xì)胞中Akt/NF-κB信號(hào)通路激活誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)。

Sun等[13]將熊膽粉用于熱性驚厥大鼠模型,熊膽粉預(yù)給藥可顯著降低大鼠熱性驚厥的發(fā)病率,減輕大鼠海馬組織損傷,通過上調(diào)法尼醇X受體(farnesoid X receptor,FXR)的蛋白表達(dá),抑制腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子及其受體酪氨酸激酶受體B(tyrosine kinase receptor B,TrkB)的釋放,下調(diào)大鼠海馬星形膠質(zhì)細(xì)胞活化標(biāo)志物膠質(zhì)纖維酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein,GFAP)的表達(dá),抑制IL-1β、TNF-α等細(xì)胞因子的釋放和NF-κB信號(hào)通路的激活,從而起到抑制神經(jīng)炎癥的作用。

üner等[14]將TUDCA用于吩噻嗪誘導(dǎo)的大鼠癲癇模型,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,TUDCA治療可調(diào)控核轉(zhuǎn)錄因子NF-κB p65,抑制TNF-α炎性細(xì)胞因子的表達(dá),改善反復(fù)癲癇發(fā)作導(dǎo)致的炎癥細(xì)胞在組織中積聚、出血、血管舒張和細(xì)胞凋亡引起的大腦損傷。

Wu等[15]將TUDCA用于LPS誘導(dǎo)的小鼠認(rèn)知障礙,結(jié)果表明,TUDCA上調(diào)TGR5的蛋白表達(dá),抑制TGR5介導(dǎo)的NF-κB信號(hào)傳導(dǎo),通過抑制LPS誘導(dǎo)的小鼠海馬體中小膠質(zhì)細(xì)胞的活化,減少含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶-3(cysteinyl aspartatespecific proteinase,Caspase-3)的表達(dá),增加B淋巴細(xì)胞瘤-2蛋白(B-cell lymphoma-2,Bcl-2)和 B相關(guān)X蛋白(Bcl-2-associated X,Bax)的比值,從而起到抑制神經(jīng)炎癥和神經(jīng)細(xì)胞凋亡的作用。

1.2 抑制MAPK信號(hào)通路上的ERK,JNK和p38磷酸化起到抗神經(jīng)炎癥的作用

MAPK通路包括3種主要亞類,即ERK、JNK和p38,代表三種不同的信號(hào)級(jí)聯(lián),ERK、JNK和P38途徑的磷酸化可誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn),神經(jīng)炎癥反應(yīng)是脊髓損傷(spinal cord injury,SCI)后的主要病理機(jī)制之一,SCI激活星形膠質(zhì)細(xì)胞的表達(dá)?；罨男切文z質(zhì)細(xì)胞會(huì)增加GFAP的產(chǎn)生,從而導(dǎo)致SCI后多種促炎細(xì)胞因子的釋放[16]。

Ko等[17]將UDCA用于對(duì)SCI后大鼠的抗炎作用研究,UDCA可抑制大鼠SCI后的炎癥反應(yīng)并促進(jìn)功能恢復(fù),通過抑制MAPK信號(hào)通路中ERK、JNK和p38的磷酸化,下調(diào)GFAP、TNF-α、iba1和iNOS的蛋白表達(dá),增加細(xì)胞抗炎因子IL-10的釋放,起到抗神經(jīng)炎癥的作用。

Han等[18]將含有TUDCA的可注射水凝膠用于大鼠SCI后抗神經(jīng)炎癥治療,結(jié)果表明,TUDCA水凝膠能顯著降低SCI大鼠受傷部位TNF-α、GFAP、IL-1β、IL-5和干擾素γ(interferon gamma,IFN-γ)等促炎細(xì)胞因子表達(dá)水平,抑制MAPK信號(hào)通路中ERK、JNK和p38的磷酸化,從而起到抗神經(jīng)炎癥的作用。

Ko等[19]將UDCA用于LPS誘導(dǎo)的RAW 264.7巨噬細(xì)胞中抗炎作用研究,UDCA可抑制LPS誘導(dǎo)的RAW 264.7巨噬細(xì)胞炎癥反應(yīng),通過降低TNF-α、IL-1α、IL-1β、IL-6等促炎因子的mRNA水平,增加抗炎因子IL-10的表達(dá),抑制與炎癥途徑相關(guān)的ERK,JNK,p38和IκBα的磷酸化,從而起到抗炎作用。

Kim等[20]將TUDCA用于LPS誘導(dǎo)的RAW 264.7巨噬細(xì)胞、骨髓來源巨噬細(xì)胞、BV2小膠質(zhì)細(xì)胞的抗炎作用研究,結(jié)果表明,TUDCA治療使炎癥反應(yīng)得到有效抑制且沒有細(xì)胞毒性,通過降低炎癥介質(zhì)NO,及TNF-α、IL-1β、COX-2、iNOS等促炎因子的釋放起到抗炎作用。

Jiang等[21]將UDCA用于1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氫吡啶(MPTP)誘導(dǎo)的小鼠模型中,UDCA通過增加超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、過氧化氫酶(catalase,CAT)、谷胱甘肽(glutathione,GSH)水平,降低丙二醛(malondialdehyde,MDA)水平防止多巴胺神經(jīng)元的MPTP毒性,通過降低TNF-α、IFN-γ、IL-1β、IL-6等炎癥因子的釋放,抑制JNK和p38 MAPK信號(hào)通路的磷酸化,從而在MPTP誘導(dǎo)的小鼠PD模型中起到抗神經(jīng)炎癥和氧化應(yīng)激的作用。

1.3 調(diào)控巨噬細(xì)胞的分化抑制神經(jīng)炎癥

巨噬細(xì)胞是免疫的關(guān)鍵參與者,巨噬細(xì)胞表達(dá)兩種差異表型,特異性激活的炎癥M1和替代激活的抗炎M2[22]。研究發(fā)現(xiàn),巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)化的修復(fù)性抗炎M樣表型,是組織損傷修復(fù)和生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)鍵因素[23]。

Han等[24]用TUDCA誘導(dǎo)骨髓來源的巨噬細(xì)胞分化為M2表型巨噬細(xì)胞并將其移植到大鼠受損脊髓的病變處,結(jié)果表明,TUDCA誘導(dǎo)的M2巨噬細(xì)胞在骨髓來源巨噬細(xì)胞中的數(shù)量顯著增加,移植的M2巨噬細(xì)胞可降低大鼠SCI部位促炎細(xì)胞因子TNF-α、IL-1β、IL-6的釋放,增加抗炎細(xì)胞因子IL-4的表達(dá),通過抑制GFAP的表達(dá)和MAPK途徑中ERK、JNK和p38的磷酸化,減少星形膠質(zhì)細(xì)胞的活化,增強(qiáng)抗炎作用并促進(jìn)軸突再生,從而改善SCI大鼠的損傷修復(fù)和脊髓的功能恢復(fù)。

2 熊膽粉及活性成分通過抑制神經(jīng)細(xì)胞凋亡保護(hù)神經(jīng)功能

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激(endoplasmic reticulum stress,ERS)、氧化應(yīng)激、細(xì)胞過度自噬是神經(jīng)系統(tǒng)疾病中引起神經(jīng)細(xì)胞凋亡的主要危險(xiǎn)因素,熊膽粉活性成分通過抑制ERS、氧化應(yīng)激、調(diào)節(jié)自噬、激活TGR5信號(hào)通路、抑制凋亡相關(guān)因子的表達(dá)及線粒體途徑上凋亡相關(guān)蛋白的表達(dá),起到抑制神經(jīng)細(xì)胞凋亡保護(hù)神經(jīng)功能的作用。

2.1 通過抑制ERS減少神經(jīng)細(xì)胞凋亡

ER是蛋白質(zhì)折疊和分泌的主要場(chǎng)所,未折疊和錯(cuò)誤折疊蛋白質(zhì)的積累引起ERS并誘導(dǎo)未折疊蛋白質(zhì)反應(yīng)(unfolded protein response,UPR)以維持細(xì)胞穩(wěn)態(tài)。由ERS由觸發(fā)的UPR是神經(jīng)退行性疾病的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素,實(shí)驗(yàn)研究表明,UDCA、TUDCA是ERS抑制劑,充當(dāng)化學(xué)伴侶來維持蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性和正確折疊,通過調(diào)控蛋白激酶R樣內(nèi)質(zhì)網(wǎng)激酶(protrin kinase R-like ER kinase,PERK)/PERK-真核細(xì)胞起始因子2α(eukaryotic initiation factor 2α,eIF2α)/轉(zhuǎn)錄激活因子4(activating transcription factor 4,ATF4)/C/EBP同源蛋白(C/EBP-homologous protein,CHOP)信號(hào)通路、上調(diào)CIBZ基因的表達(dá)、抑制凋亡級(jí)聯(lián)反應(yīng)來發(fā)揮其作用。

2.1.1 調(diào)節(jié)PERK/eIF2α/ATF4/CHOP信號(hào)通路抑制ERS PERK是UPR介導(dǎo)的信號(hào)通路之一,PERK的ER腔結(jié)構(gòu)域與 ERS標(biāo)志物葡萄糖調(diào)節(jié)蛋白78(glucose regulated protein 78,GRP78)相互作用,當(dāng)檢測(cè)到ERS時(shí),GRP78就會(huì)從PERK中解離,并在UPR期間啟動(dòng)細(xì)胞內(nèi)信號(hào)通路的信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)[25]。

Chen等[26]將TUDCA用于小鼠血管穿孔所構(gòu)建的蛛網(wǎng)膜下腔出血模型,結(jié)果表明, TUDCA可改善模型小鼠腦血流量,降低血腦屏障通透性,通過抑制PERK/eIF2α/ATF4/CHOP信號(hào)通路和Caspase-12的表達(dá)抑制ERS,減少細(xì)胞凋亡保護(hù)神經(jīng)功能。

Sun等[27]將TUDCA用于創(chuàng)傷性腦損傷(traumatic brain injury,TBI)小鼠模型, TUDCA 治療可改善小鼠神經(jīng)元損傷促進(jìn)運(yùn)動(dòng)功能和神經(jīng)功能恢復(fù),減輕TBI小鼠早期腦損傷。TUDCA通過激活A(yù)kt信號(hào)通路及下調(diào)PERK表達(dá),從而抑制PERK/ATF4/CHOP信號(hào)通路激活,增加Bcl-2/Bax的比值,降低ERS相關(guān)細(xì)胞凋亡獨(dú)特標(biāo)志物Caspase-12的表達(dá),抑制TBI小鼠ERS并減少神經(jīng)元細(xì)胞凋亡。

Morales等[28]將UDCA用于GM2神經(jīng)節(jié)苷脂病細(xì)胞模型,UDCA治療明顯減少了GM2神經(jīng)節(jié)苷脂病細(xì)胞模型中的神經(jīng)萎縮。UDCA直接或特異性地作用于PERK信號(hào)通路,穩(wěn)定其蛋白質(zhì)構(gòu)象來緩解ERS,從而提高其折疊能力,通過下調(diào)促凋亡CHOP的表達(dá),保護(hù)培養(yǎng)細(xì)胞免受GM2神經(jīng)節(jié)苷脂沉積引起的損傷和凋亡。

2.1.2 上調(diào)CIBZ的表達(dá)抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激減少細(xì)胞凋亡 CIBZ是一種含有BTB結(jié)構(gòu)域的蛋白質(zhì),參與細(xì)胞凋亡的負(fù)調(diào)節(jié),研究發(fā)現(xiàn),敲低CIBZ基因會(huì)導(dǎo)致ERS增加,CIBZ過表達(dá)可以抑制與ERS相關(guān)的細(xì)胞凋亡并改善神經(jīng)功能。

Zhang等[29]將TUDCA用于創(chuàng)傷性SCI小鼠模型,TUDCA給藥可以改善模型小鼠運(yùn)動(dòng)功能,減少SCI后的繼發(fā)性損傷和病變區(qū)域,通過上調(diào)CIBZ基因減輕脊髓繼發(fā)性損傷,抑制ERS標(biāo)志物GRP78、可溶性內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白ERdj4和CHOP的表達(dá)來減少細(xì)胞凋亡。

2.2 通過抑制氧化應(yīng)激減少神經(jīng)細(xì)胞凋亡

氧化應(yīng)激參與了SCI后繼發(fā)性損傷的進(jìn)展,激活核因子E2相關(guān)因子2(nuclear factor-erythroid 2 related factor 2,Nrf2)是一種對(duì)于氧化應(yīng)激反應(yīng)非常重要的轉(zhuǎn)錄因子,結(jié)合在位于許多細(xì)胞保護(hù)基因啟動(dòng)子區(qū)域的抗氧化反應(yīng)元件上。NADPH醌氧化還原酶1(NADPH quinone oxidoreductase 1,NQO1)是一種重要的抗氧化酶,Nrf2/NQO1可通過調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)的氧還原反應(yīng),降低氧化應(yīng)激反應(yīng)的程度,從而保護(hù)細(xì)胞免受氧化應(yīng)激的損傷。

Hou等[30]通過建立SCI小鼠模型證實(shí),TUDCA治療減少SCI小鼠脊髓病變部位氧化應(yīng)激和細(xì)胞凋亡,上調(diào)SCI后Nrf2和NQO-1的表達(dá),通過激活Nrf2/NQO1信號(hào)通路抑制氧化應(yīng)激反應(yīng),從而減少神經(jīng)細(xì)胞的損傷和凋亡。

Moreira等[31]和將TUDCA用于MPTP誘導(dǎo)的PD小鼠模型,研究結(jié)果表明, TUDCA顯著抑制MPTP誘導(dǎo)的PD小鼠的氧化應(yīng)激,通過上調(diào)Nrf2的表達(dá)激活增加細(xì)胞保護(hù)酶谷胱甘肽過氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)和血紅素加氧酶-1(heme oxygenase,HO-1)的轉(zhuǎn)錄活性,抑制活性氧介導(dǎo)的PD小鼠氧化應(yīng)激損傷和神經(jīng)細(xì)胞凋亡,發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用。

Daruich等[32]的臨床研究表明,口服UDCA用可穿透視網(wǎng)膜脫離患者的血液視網(wǎng)膜屏障,并在離體視網(wǎng)膜脫離模型中防止視網(wǎng)膜變性, UDCA通過上調(diào)抗凋亡,抗氧化基因,顯著保護(hù)了大鼠視網(wǎng)膜外植體免受細(xì)胞死亡。

2.3 通過調(diào)節(jié)自噬抑制神經(jīng)細(xì)胞凋亡

作為一種重要的細(xì)胞自我保護(hù)機(jī)制,自噬對(duì)維持細(xì)胞生存、新陳代謝及內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)具有重要意義。是一種酵母自噬相關(guān)效應(yīng)蛋白(Beclin 1 like protein,Beclin-1)是其他自噬蛋白基因參與自噬的形成過程中必要成分[33]。自噬微管相關(guān)蛋白1輕鏈3(microtubule associated protein light chain 3,LC3)是自噬體膜上的具有標(biāo)志性的蛋白,當(dāng)細(xì)胞由于各種因素使自噬啟動(dòng)后,位于胞質(zhì)中的LC3I就會(huì)轉(zhuǎn)位到自噬體膜形成自噬體膜上的LC3 II[34]。研究發(fā)現(xiàn),自噬與SCI及繼發(fā)性損傷密切相關(guān),受損脊髓神經(jīng)細(xì)胞經(jīng)過自噬體,自噬溶酶體去吞噬清除,降解消化受損的胞漿內(nèi)細(xì)胞器、異常染色質(zhì)、變性的蛋白以及核酸等受損物質(zhì),保護(hù)神經(jīng)細(xì)胞[35]。

Miao等[36]將TUDCA用于對(duì)改良Allen 重物打擊法構(gòu)建大鼠急性SCI模型神經(jīng)細(xì)胞自噬研究,TUDCA治療可顯著激活大鼠急性SCI神經(jīng)細(xì)胞自噬的表達(dá),通過上調(diào)Beclin-1及下調(diào)Caspase-3的表達(dá),抑制神經(jīng)細(xì)胞的凋亡,起到保護(hù)神經(jīng)功能的作用。

Chang等[37]研究TUDCA對(duì)體外培養(yǎng)脊髓神經(jīng)細(xì)胞機(jī)械損傷所誘導(dǎo)自噬的影響,結(jié)果表明,TUDCA的干預(yù)可提高用無菌刀片劃傷法構(gòu)建的SD大鼠脊髓神經(jīng)細(xì)胞機(jī)械損所誘導(dǎo)自噬的水平從而保護(hù)脊髓神經(jīng)細(xì)胞,其作用機(jī)制與增強(qiáng)自噬相關(guān)蛋白beclin-1和LC3 II / I的表達(dá)有關(guān)。

Dong等[38]將TUDCA用于改進(jìn)的Allen減重法建立急性SCI大鼠模型,能顯著改善急性脊髓損傷大鼠神經(jīng)損傷,通過激活A(yù)kt信號(hào)通路,提高急性脊髓損傷大鼠脊髓組織中自噬相關(guān)因子Beclin-2、抗凋亡因子Bcl-3、抑制促凋亡因子Bax、Caspase-3的表達(dá),增強(qiáng)神經(jīng)元自噬抑制神經(jīng)細(xì)胞凋亡。

2.4 通過上調(diào)TGR5/SIRT3信號(hào)通路抑制神經(jīng)元細(xì)胞凋亡

神經(jīng)元細(xì)胞凋亡在蛛網(wǎng)膜下腔出血(subarachnoid hemorrhage,SAH)后的發(fā)病機(jī)制中起著關(guān)鍵作用。TGR5作為一種膽汁酸受體,已被證明在緩解肝缺血/再灌注和保護(hù)肝細(xì)胞免受缺血/再灌注相關(guān)細(xì)胞凋亡方面的作用[39]。SIRT3是一種煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(nicotinamide adenine dinucleotide,NAD)依賴性蛋白脫乙酰酶,屬于沉默信息調(diào)節(jié)因子2(silent information regulator 2 related enzyme,SIRT2)家族,研究發(fā)現(xiàn),SIRT3凋亡信號(hào)通路在SAH模型的神經(jīng)保護(hù)中起重要作用[40]。

Wu等[41]研究TUDCA在SAH后減弱神經(jīng)元凋亡中的作用及其機(jī)制, TUDCA可改善小鼠SAH后24小時(shí)和72小時(shí)的神經(jīng)行為功能并減少腦水腫,增加內(nèi)源性TGR5受體并抑制皮質(zhì)神經(jīng)元凋亡。其作用機(jī)制與TUDCA上調(diào)SIRT3和Bcl-2,下調(diào)Bax、Caspase-3的蛋白表達(dá),調(diào)節(jié)TGR5 / SIRT3信號(hào)通路級(jí)聯(lián)反應(yīng)的激活有關(guān)。

2.5 通過抑制凋亡因子的表達(dá)抑制神經(jīng)細(xì)胞凋亡

研究發(fā)現(xiàn),在各種腦損傷(如新生兒缺氧缺血性腦病和創(chuàng)傷性腦損傷)后,血漿和腦組織中IL-13水平均升高。在大腦中,IL-13直接作用于表達(dá)IL-13受體α1的神經(jīng)元,增加神經(jīng)元對(duì)氧化損傷的易感性并導(dǎo)致其死亡[42]。

Chen等[43]運(yùn)用TUDCA預(yù)處理腦出血(cerebral hemorrhage,ICH)小鼠,研究ERS在小鼠ICH模型中引起神經(jīng)元焦亡的作用和相關(guān)機(jī)制,結(jié)果表明,TUDCA預(yù)處理可緩解ICH引起的ERS,減少神經(jīng)元焦亡發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用,通過下調(diào)IL-13的表達(dá)減少神經(jīng)元焦亡,從而減輕ICH誘導(dǎo)的神經(jīng)損傷。

2.6 通過抑制線粒體途徑上凋亡相關(guān)蛋白的表達(dá)抑制細(xì)胞凋亡

研究表明神經(jīng)細(xì)胞凋亡是腦缺血損傷病理作用的重要環(huán)節(jié),是造成腦缺血損傷后繼發(fā)性損害的重要機(jī)制,在腦缺血損傷后及早進(jìn)行抗凋亡治療具有重要意義。線粒體途徑是細(xì)胞凋亡的經(jīng)典途徑之一,在細(xì)胞內(nèi),線粒體直接或間接地形成特定的孔道來釋放凋亡因子,是很多凋亡通路的關(guān)鍵[44]。

富蘇等[45]將熊膽粉用于大鼠永久性頸中動(dòng)脈結(jié)扎構(gòu)建的腦缺血模型研究,結(jié)果表明,熊膽粉可參與調(diào)節(jié)腦缺血損傷半暗帶皮層神經(jīng)細(xì)胞凋亡的線粒體途徑中關(guān)鍵蛋白細(xì)胞色素C(Cytochrome C,CytC)、Caspase-3和Caspase-9的表達(dá),增加Bcl-2/Bax的比值,促進(jìn)腦缺血損傷大鼠損傷后神經(jīng)功能障礙的恢復(fù)、減輕神經(jīng)元病理損害和細(xì)胞凋亡。將熊膽粉用于H2O2誘導(dǎo)的PC12細(xì)胞凋亡研究,熊膽粉可顯著減少體外培養(yǎng)神經(jīng)細(xì)胞凋亡率,抑制H2O2誘導(dǎo)的PC12細(xì)胞凋亡, 其機(jī)制可能與抑制細(xì)胞凋亡線粒體途徑中凋亡相關(guān)蛋白CytC和Caspase-3的表達(dá)有關(guān)[46]。

3 熊膽粉活性成分通過改善線粒體功能障礙保護(hù)神經(jīng)功能

研究發(fā)現(xiàn),線粒體功能障礙與神經(jīng)退行性疾病的發(fā)病機(jī)制有關(guān),挽救線粒體功能是一種有效的治療策略。線粒體網(wǎng)絡(luò)動(dòng)力學(xué)缺陷、點(diǎn)突變、缺失以及致病蛋白與線粒體的相互作用是這些神經(jīng)系統(tǒng)疾病中涉及的一些可能的潛在機(jī)制。線粒體動(dòng)力相關(guān)蛋白1(dynamin-related protein,Drp1)和Parkin蛋白作為調(diào)控線粒體分裂的關(guān)鍵蛋白,對(duì)線粒體功能產(chǎn)生很大的作用[47]。

Bell等[48]將UDCA預(yù)處理從散發(fā)性或家族性阿爾茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)患者身上提取的成纖維細(xì)胞,結(jié)果表明,UDCA可增加成纖維細(xì)胞中線粒體膜電位和線粒體活性,通過上調(diào)Drp1的表達(dá),改善AD患者的成纖維細(xì)胞線粒體異常保護(hù)線粒體。

Rosa等[49]將TUDCA用于MPTP誘導(dǎo)的PD小鼠模型運(yùn)動(dòng)功能障礙研究,結(jié)果表明,TUDCA給藥顯著降低小鼠游泳潛伏期,改善步態(tài)質(zhì)量,并減少腳印拖曳,TUDCA治療上調(diào)長(zhǎng)期MPTP中毒小鼠紋狀體中線粒體穩(wěn)態(tài)蛋白R(shí)BR E3泛素蛋白連接酶(RBR E3 ubiquitin-protein ligase,Parkin)和帕金森病蛋白7的表達(dá),是TUDCA在PD中神經(jīng)保護(hù)作用的機(jī)制之一,TUDCA通過維持MPTP小鼠的健康線粒體池促進(jìn)神經(jīng)保護(hù)。此外, Parkin功能缺失突變是隱性遺傳性早發(fā)性帕金森病的主要原因,TUDCA通過Pzarkin促進(jìn)線粒體自噬,激活Parkin信號(hào)通路,上調(diào)有絲分裂,作為對(duì)抗線粒體解偶聯(lián)劑的神經(jīng)保護(hù)機(jī)制,以Parkin依賴的方式發(fā)揮其神經(jīng)保護(hù)作用[50-51]。

UDCA可改善線粒體功能受損,通過保持與線粒體完整性相關(guān)的ATP升高改善線粒體功能,防止因暴露于PD特定模型的各種因素引起的細(xì)胞凋亡[52-53]。臨床數(shù)據(jù)顯示,與年齡匹配的健康對(duì)照組相比,PD患者大腦中的三磷酸腺ATP水平較低。在UDCA治療PD的雙盲、隨機(jī)、安慰劑對(duì)照試驗(yàn)研究中,UDCA有良好的安全性和耐受性,UDCA治療組顯示吉布斯自由能和無機(jī)磷酸鹽及ATP水平增加[54]。UDCA在一系列PD的臨床前體外和體內(nèi)模型中作為線粒體救援劑顯示出相當(dāng)大的前景[55]。

Abdelkader等[56]將UDCA用于魚藤酮誘導(dǎo)建立的PD大鼠模型,UDCA治療改善魚藤酮誘導(dǎo)的PD模型中的凋亡級(jí)聯(lián)反應(yīng),保護(hù)善線粒體功能和線粒體膜完整性,通過下調(diào)NF-κB信號(hào)通路的表達(dá),降低Caspase-8、Caspase-3、Caspase-9、TNF-α的活性,增加Bcl-2/Bax比值,抑制細(xì)胞凋亡保護(hù)神經(jīng)功能。

4 熊膽粉活性成分通過調(diào)節(jié)能量代謝保護(hù)神經(jīng)功能

AD是一種神經(jīng)退行性疾病,也是癡呆的主要原因。研究發(fā)現(xiàn),在AD患者和動(dòng)物模型中經(jīng)常觀察到異常的能量代謝,大約50%～60%的AD病例表現(xiàn)出異常的飲食行為[57]。能量穩(wěn)態(tài)的改變會(huì)影響疾病的進(jìn)展。TUDCA在減少AD的中樞和認(rèn)知標(biāo)志物以及減輕與之相關(guān)的代謝紊亂方面都顯示出有益的作用。

4.1 通過改善葡萄糖代謝保護(hù)神經(jīng)功能

研究表明,2型糖尿病與AD相關(guān)聯(lián),在2型糖尿病中發(fā)現(xiàn)的大多數(shù)特征也在AD中觀察到,例如胰島素抵抗和葡萄糖耐受不良和葡萄糖代謝紊亂,TUDCA可改善了肥胖小鼠的葡萄糖耐量,胰島素敏感性和胰島素清除率[58]。

Lucas等[59]將TUDCA用于鏈脲佐菌素(streptozotocin,STZ)誘導(dǎo)的AD小鼠模型中葡萄糖代謝研究,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,TUDCA治療增強(qiáng)了AD小鼠的葡萄糖穩(wěn)態(tài),增加葡萄糖刺激的胰島素分泌,降低葡萄糖耐量和外周胰島素敏感性,表現(xiàn)出較低的神經(jīng)炎癥,海馬中淀粉樣蛋白低聚物的蛋白質(zhì)含量降低,記憶力測(cè)試得到改善,海馬體中胰島素受體β亞基的蛋白質(zhì)含量增加。

4.2 通過減弱能量穩(wěn)態(tài)失調(diào)保護(hù)神經(jīng)功能

食物攝入量,體重和能量平衡的改變存在于AD患者和動(dòng)物模型中,增強(qiáng)能量代謝穩(wěn)態(tài)對(duì)改善AD小鼠體重和肥胖具有重要作用。Lucas等[60]將TUDCA用于STZ誘導(dǎo)的AD小鼠模型,TUDCA治療能恢復(fù)AD小鼠的能量代謝,減弱能量穩(wěn)態(tài)失調(diào),從而使AD小鼠的病理神經(jīng)標(biāo)志物正?；?這與食物攝入量減少,能量消耗增加和下丘腦瘦素信號(hào)的釋放有關(guān)。

5 總結(jié)與展望

神經(jīng)系統(tǒng)疾病嚴(yán)重危害著人們的生命健康和財(cái)產(chǎn)安全,由于病因復(fù)雜,目前臨床上對(duì)各類神經(jīng)系統(tǒng)疾病的治療方法仍然是以保守治療為主。中藥具有廣泛的藥理活性,在新藥的開發(fā)中被證明有巨大的潛力,在神經(jīng)系統(tǒng)疾病的治療藥物研發(fā)中備受關(guān)注。熊膽粉作為傳統(tǒng)名貴中藥材,擁有上千年的用藥歷史,在古籍名錄中被列為上品,用于很多急病重病的治療。UDCA、TUDCA作為熊膽粉中特有成分,對(duì)神經(jīng)保護(hù)的機(jī)制是多方面的,在神經(jīng)系統(tǒng)疾病特別是神經(jīng)退行性疾病和SCI的治療中有很大潛力,熊膽粉活性成分在抑制神經(jīng)炎癥、細(xì)胞凋亡、氧化應(yīng)激、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激等方面的作用已被很多文獻(xiàn)研究證實(shí),為其臨床應(yīng)用提供了依據(jù)。但熊膽粉的活性成分復(fù)雜,其單體UDCA、TUDCA治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病的作用機(jī)制存在一定的差異,關(guān)于熊膽粉活性成分治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病的報(bào)道多為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)研究,臨床尚缺乏熊膽粉用于神經(jīng)系統(tǒng)疾病適應(yīng)癥的新藥,此外,熊膽粉中其他活性成分在熊膽粉中的藥理作用是不可忽視的,需要我們今后更加全面系統(tǒng)的研究。