張曉東 金 戈

(沈陽醫(yī)學院2012級臨床醫(yī)學專業(yè)，遼寧 沈陽 110034)

水飛薊賓改善學習記憶作用研究進展

張曉東 金 戈1

(沈陽醫(yī)學院2012級臨床醫(yī)學專業(yè)，遼寧 沈陽 110034)

水飛薊賓；氧化應激；神經(jīng)保護；抗感染

水飛薊素是從水飛薊的種子中提取出來的一種黃酮木質(zhì)素類混合物，包括水飛薊賓、異水飛薊賓、水飛薊亭、水飛薊寧等成分，其中水飛薊賓含量為60%～70%，故目前藥理及臨床研究皆以水飛薊賓為主〔1～3〕。水飛薊賓作為水飛薊素的主要成分，被用于制成保肝藥利肝隆(Legalon)并作為其主要的有效組分。20世紀70年代初，我國各地陸續(xù)開始從西德引進這種保肝藥用植物，經(jīng)過數(shù)年種植研究發(fā)現(xiàn)了它除具有改善肝功能、保護肝細胞膜的作用，且在動物實驗中沒有明顯的慢性毒副作用，用以治療急性及慢性肝炎、黃疸型肝炎谷丙轉氨酶長期異常、病毒型肝炎、肝硬化、肺結核等病有一定療效之外，還有多種用途〔4〕。學者〔2〕利用其有效成分，作為植物生長刺激素來研究抗氧化損傷性作用及保護中樞神經(jīng)的作用及抗感染等作用。本文主要對水飛薊賓藥理作用改善學習記憶的研究進展進行綜述。

1 抗感染作用

1.1抑制半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶(procaspase)-1活化途徑 炎癥發(fā)生與procaspase-1有關〔5〕。半胱天冬酶(caspase)-1可以剪切白細胞介素(IL)-1β前體，使其轉化成IL-1β活化形式，從而引發(fā)炎癥。水飛薊賓具有抗感染作用，可通過抑制活性氧(ROS)水平的上調(diào)，抑制caspase-1的活化，調(diào)節(jié)炎癥因子的基因表達和釋放及炎細胞遷移和趨化，產(chǎn)生抗感染作用。王瓊〔5〕在水飛薊賓對中波紫外線(UVB)誘導皮膚炎癥保護作用研究中表明加入水飛薊賓的實驗組小鼠與模型組小鼠相比背部表皮層和真皮層中caspase-1活化被顯著抑制。

1.2抑制一氧化氮(NO)合成途徑 NO是一種具有復雜生物化學機制的信號分子，部分實驗顯示NO是一種潛在于人體內(nèi)的炎癥因子。水飛薊賓能夠通過抑制NO合酶(NOS)〔6〕，減少毛細血管內(nèi)皮細胞釋放NO，也能夠調(diào)節(jié)花生四烯酸代謝，抑制前列腺素(PG)E2和白三烯(LT)4的合成，從而使毛細血管通透性降低，炎癥細胞游離出減少,蛋白滲出減少,炎癥反應減輕，組織腫脹度下降。據(jù)報道，NO同時還可作為一種潛在的神經(jīng)信號分子傳遞信息，使神經(jīng)系統(tǒng)興奮〔7〕，促使毛細血管舒張、通透性增強、血管壁變薄、炎癥細胞和蛋白質(zhì)成分游出、局部釋放組胺、PGE2、緩激肽等炎性介質(zhì)。

2 抗氧化應激作用

氧化應激反應是自由基在體內(nèi)產(chǎn)生的一種負面作用，能夠導致中性粒細胞炎性浸潤、蛋白酶分泌增多〔8〕。體內(nèi)氧化與抗氧化兩大系統(tǒng)作用失衡，更傾向于氧化，是導致衰老和糖尿病〔9〕、動脈粥樣硬化、阿爾茨海默病(AD)等疾病的重要因素。有研究表明，糖尿病可伴發(fā)一種較高的氧化應激反應，并可在不同的腦區(qū)域減少抗氧化防御系統(tǒng)的活動，而水飛薊賓已被證實在各種實驗模型中具有很強的抗氧化作用〔10〕。當人體內(nèi)發(fā)生氧化損傷時，必然存在抗氧化系統(tǒng)拮抗損傷，兩大系統(tǒng)分別是：①酶抗氧化系統(tǒng)，包括超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-PX)；②非酶抗氧化系統(tǒng)，包括維生素C/E、谷胱甘肽(GSH)、類胡蘿卜素等。水飛薊賓對羥自由基(-OH)有選擇性清除作用，可以使體內(nèi)的SOD、GSH等抗氧化酶含量增多，對核轉錄因子(NF)-κB也有特異性抑制作用，使得其抗氧化應激分子機制更為明確〔11〕。水飛薊賓通過抑制氧化應激而改善β-淀粉樣蛋白(Aβ)引起的認知功能障礙等對拓展水飛薊賓的藥用前景具有重要價值〔12〕。

2.1水飛薊賓對SOD含量升高的作用 水飛薊賓能夠清除氧化自由基、抑制脂質(zhì)5-脂氧化酶的活化來降低LT4含量,升高SOD的含量。有實驗〔13〕將實驗家兔分為假手術組、對照組、水飛薊賓組、高壓氧組、高壓氧水飛薊賓聯(lián)合治療組，以一側后肢制作缺血再灌注損傷模型,缺血6 h，再灌注1 h，取脛前肌測定SOD含量。結果治療組的SOD增加，器官的微循環(huán)有改善,水飛薊賓聯(lián)合治療組對缺血再灌注損傷具有明顯減輕氧化損傷的作用。

2.2抗GSH排空作用 GSH具有對抗化學誘導細胞毒的作用。GSH能參與活性氧化異生物質(zhì)的清除及氫過氧化物的還原〔14〕。水飛薊賓可以增加人體內(nèi)GSH的含量水平。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)給予水飛薊賓后,在胃、腸、肝等消化器官中,GSH明顯增加,說明水飛薊賓能夠增加氨基酸在組織器官中的通透性,這使GSH合成增加。水飛薊賓使消化器官內(nèi)GSH增加,這樣可以保護組織免受病毒等病原微生物的損害,起到解毒作用〔15,16〕。

3 神經(jīng)保護作用

3.1水飛薊賓對缺血性腦組織的神經(jīng)保護 缺血性心腦血管病是目前臨床常見病、好多發(fā)，腦組織缺血后能夠繼發(fā)氧化應激反應、細胞凋亡、細胞壞死、炎癥反應及胞內(nèi)鈣超載等一系列復雜的病理反應〔12〕。有研究表明，在腦缺血的早期大腦內(nèi)就能夠用產(chǎn)生大量受到NF-κB誘導調(diào)控的炎癥介質(zhì)，包括IL-1、IL-6、腫瘤壞死因子(TNF)-α`等。NF-κB是與細胞凋亡和炎性釋放相關聯(lián)的重要轉錄因子〔17〕，能夠促使多種炎癥因子和凋亡基因的表達。腦缺血時NF-κB被誘導激活，從而誘導缺血性腦損傷及神經(jīng)元的死亡。水飛薊賓能夠抑制NF-κB信號轉導通路的激活，從而來保護神經(jīng)功能〔12〕。水飛薊賓也是目前臨床治療缺血性腦血管病的重要研究手段〔18〕。

神經(jīng)細胞的死亡包括凋亡和壞死。長期以來，研究工作者認為由于神經(jīng)細胞廣泛壞死導致了神經(jīng)元的死亡，但關于神經(jīng)細胞凋亡的具體機制并不十分明確〔19〕。Bax與Bcl-2是調(diào)控神經(jīng)細胞凋亡的關鍵基因，基因打靶小鼠的研究表明，Bcl-2能夠抑制細胞凋亡，而且Bcl-2基因表達水平的高低與細胞凋亡的敏感度呈正相關，Bax是Bcl-2家族成員中關鍵的促凋亡基因。Bcl-2與Bax相結合形成異二聚體是Bcl-2發(fā)揮其抗凋亡作用的首要條件。因此，Bax的過量表達則誘導細胞凋亡的發(fā)生，Bcl-2的過量表達可以減少細胞凋亡。水飛薊賓作用后能夠上調(diào)Bcl-2、下調(diào)Bax的表達可以抑制腦缺血損傷所導致的神經(jīng)元凋亡，起到神經(jīng)保護作用〔12,19〕。

王超慧〔12〕在大鼠腦中動脈閉塞實驗模型中給予大劑量水飛薊賓干預后，神經(jīng)功能缺損得到明顯改善；腦組織含水量下降、腦梗死體積減??；給予大劑量水飛薊賓后，病變側大腦Bcl-2及Bcl-2 mRNA的表達明顯上調(diào)，同時Bax、NF-κB蛋白及其轉錄mRNA 的表達水平下調(diào)。表明水飛薊賓在腦缺血壞死后的急性反應期通過抗感染和抗凋亡兩方面作用起到了一定的神經(jīng)保護作用。

3.2水飛薊賓改善認知障礙及神經(jīng)保護功能 AD是發(fā)生于老年中的中樞神經(jīng)系統(tǒng)退行性病變，可伴有進行性認知功能障礙和行為損傷，是老年期癡呆的最常見類型〔20〕。有研究發(fā)現(xiàn)，AD患者大腦皮層內(nèi)的學習記憶相關區(qū)域能夠出現(xiàn)神經(jīng)元大量丟失、反應性膠質(zhì)細胞活化、神經(jīng)元內(nèi)出現(xiàn)的神經(jīng)纖維纏結、細胞外沉積以Aβ為核心的老年斑的幾種典型病變。水飛薊賓可通過降低淀粉樣前體蛋白(APP)表達，抑制Aβ斑塊的形成，來改善海馬注射Aβ大鼠學習記憶障礙。但最近的研究發(fā)現(xiàn)臨床AD患者及AD動物模型認知功能水平與Aβ聚集形成的老年斑和過度磷酸化的tau蛋白僅存在弱相關性，甚至無相關性〔21～23〕。發(fā)病早期即可出現(xiàn)海馬突觸丟失，并與認知功能障礙呈強相關性。因此突觸可塑性影響及炎癥免疫的相關研究越來越受到國內(nèi)外研究人員的關注。陳魁敏等〔22〕以側腦室注射Aβ建立的AD小鼠模型研究水飛薊賓的神經(jīng)保護功能。結果顯示，水飛薊賓組小鼠自發(fā)交替反應率增高，水飛薊賓可提高AD模型小鼠新物體辨別實驗優(yōu)先指數(shù)，提高Y迷宮實驗自發(fā)反應交替率。表明水飛薊賓可以降低小鼠腦內(nèi)TNF-α等炎癥相關因子表達，促進抗炎因子的表達，改善AD模型小鼠學習記憶障礙。研究表明，在長期的鋁暴露環(huán)境下會導致人體產(chǎn)生嚴重的毒副作用，神經(jīng)行為、神經(jīng)化學的異常，認知功能障礙等。有實驗〔24〕研究了水飛薊賓對AlCl3誘導的小鼠的海馬組織神經(jīng)毒性作用。結果顯示，通過AlCl3誘導6 w時海馬中腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(BDNF)、乙酰膽堿酶活性等水平明顯降低。而在水飛薊賓治療組明顯觀察到AlCl3所致的海馬生化異常和認知功能障礙的明顯改善。水飛薊賓對AlCl3所致的認知功能障礙，學習記憶功能有顯著的保護功能〔24〕。

3.3水飛薊賓對抑郁模型的改善作用 抑郁癥是一種常見的、復雜的精神疾病，是精神疾病領域的一大難題，其常見的癥狀包括情緒波動大、食欲不振、睡眠不良等，嚴重者可伴有自殺傾向。在抑郁模型小鼠中能夠觀察到5-羥色胺(HT)、BDNF的水平降低。實驗〔25〕研究了水飛薊賓對小鼠應激性行為和神經(jīng)可塑性的影響。結果表明，水飛薊賓明顯減輕應激引起的抑郁行為。此外，水飛薊賓治療增加了在小鼠額葉皮層和海馬中的BDNF的水平，5-HT和去甲腎上腺素水平。研究表明了水飛薊賓通過提高神經(jīng)可塑性顯著改善慢性溫和抑郁模型行為學相關指標〔25〕。

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1005-9202(2017)23-6002-03；

10.3969/j.issn.1005-9202.2017.23.116

遼寧省自然科學基金指導計劃項目(20170540880)；遼寧省教育廳一般項目(L2014409)；沈陽市科技局一般項目(F13-220-9-27)；遼寧省大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃 (1169)

1 沈陽醫(yī)學院基礎醫(yī)學院藥理學教研室

金 戈(1976-)，女，副教授，主要從事神經(jīng)藥理學研究。

張曉東(1994-)，男，主要從事神經(jīng)藥理學研究。

〔2016-11-06修回〕

(編輯 杜 娟)