蔣怡雯 吳明華
(南京中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院,江蘇省中醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科,江蘇南京210029)
淫羊藿為小檗科淫羊藿屬植物,亦稱“仙靈脾”,其性溫,味辛、甘,歸肝、腎經(jīng)?!侗静輦湟费云洹把a(bǔ)命門,益精氣,堅(jiān)筋骨,利小便”,具有補(bǔ)腎陽、強(qiáng)筋骨、祛風(fēng)濕等功效。淫羊藿苷(icariin,ICA)作為淫羊藿的主要活性成分,具有抗腫瘤[1]、提高免疫[2]、改善心腦血管[3]、調(diào)節(jié)生殖系統(tǒng)、促進(jìn)骨組織功能等作用[4-6]。研究發(fā)現(xiàn)淫羊藿苷對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)有明顯的保護(hù)作用[7],能夠在一定程度上改善認(rèn)知障礙,延緩癡呆的進(jìn)展。其中,血管性認(rèn)知 障 礙(vascular cognitive impairment,VCI)已成為導(dǎo)致癡呆的主要疾病之一,是指由腦血管病危險(xiǎn)因素(如高血壓病、糖尿病和高血脂癥等)、顯性腦血管?。ㄈ缒X梗死和腦出血等)及非顯性腦血管病(如白質(zhì)疏松和彌漫性腦缺血等)引起的從輕度認(rèn)知損害到癡呆的一大類綜合征[8],即由血管因素引起的不同程度的認(rèn)知障礙。腎為先天之本,古代醫(yī)家認(rèn)為癡呆的基本病機(jī)為髓海失養(yǎng)、腎精虧虛[9],因此補(bǔ)腎填精益髓為治療血管性癡呆(vascular dementia,VD)的重要方法,淫羊藿苷可發(fā)揮相關(guān)作用。本文結(jié)合國內(nèi)外研究報(bào)道,將近年來淫羊藿苷對(duì)血管性認(rèn)知障礙的調(diào)節(jié)及機(jī)制研究進(jìn)展概述如下。
研究發(fā)現(xiàn),中高劑量的淫羊藿苷(50 mg/kg、100 mg/kg)均可改善大腦中動(dòng)脈阻塞(middle cerebral artery occlusion,MCAO)大鼠模型神經(jīng)損傷癥狀,減輕腦水腫,減少腦缺血再灌注損傷的腦組織形態(tài)學(xué)改變及海馬CA1區(qū)神經(jīng)元凋亡,其機(jī)制可能與上調(diào)腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(brain-derived neurotrophic factor,BDNF)和酪氨酸激酶受體B(tyrosine kinase receptor B,TrkB)的表達(dá)有關(guān)[10]。淫羊藿苷增強(qiáng)了神經(jīng)營養(yǎng)因子的表達(dá),激活腦細(xì)胞腺苷酸環(huán)化酶活性,加速神經(jīng)細(xì)胞蛋白的合成,促進(jìn)神經(jīng)功能恢復(fù)[11]。淫羊藿苷與間充質(zhì)干細(xì)胞(mesenchymal stem cells,MSCs)聯(lián)合治療對(duì)腦缺血有改善作用,能夠促進(jìn)腦缺血后的血管生成和神經(jīng)發(fā)生。ICA和MSCs聯(lián)合治療通過激活海馬和缺血性額葉皮質(zhì)中的磷 酯 酰 肌 醇3激 酶(phosphatidylinositol-3 kinase,PI3K)和細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)蛋白激酶1/2(extracellular signal-regulated kinase1/2,ERK1/2)通路,上調(diào)B淋巴細(xì)胞瘤-2(B-cell lymphoma-2,Bcl-2)的表達(dá)水平,增加血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF) 和BDNF的表達(dá),從而減少額葉皮質(zhì)和海馬的梗塞面積,改善記憶力[12]。淫羊藿苷還能通過轉(zhuǎn)化生長因子-β1(transforming growth factor-β1,TGF-β1)信 號(hào) 通路抑制TGF-β1的過度表達(dá)和Smad2/3蛋白磷酸化水平,減少β-淀粉樣蛋白(amyloid β-protein,Aβ)的沉積以及加速其降解,從而發(fā)揮其抗淀粉樣變性作用,改善慢性腦低灌注相關(guān)的認(rèn)知功能障礙[13]。也有研究表明,淫羊藿苷能夠保護(hù)腦血管,促進(jìn)血管新生,減輕慢性大腦皮層低灌注后引發(fā)的損傷,該作用與增加受損大腦皮層一氧化氮(nitric oxide,NO)濃度和上調(diào)VEGF信號(hào)通路有關(guān)[14]。此外,ZHANG等[15]的研究表明,淫羊藿苷能夠改善認(rèn)知能力并延緩記憶障礙的進(jìn)展,具有抗凋亡作用,其作用機(jī)制可能是通過PI3K/Akt信號(hào)通路減弱Bax蛋白和半胱氨酸蛋白酶-3(Caspase-3)、加強(qiáng)Bcl-2 的表達(dá)實(shí)現(xiàn)的。
中樞神經(jīng)系統(tǒng)中,神經(jīng)遞質(zhì)或受體的異常會(huì)影響神經(jīng)系統(tǒng)正常的生理功能。其中,膽堿類、單胺類和氨基酸類神經(jīng)遞質(zhì)是中樞神經(jīng)系統(tǒng)中調(diào)節(jié)神經(jīng)生理功能的重要物質(zhì),與學(xué)習(xí)認(rèn)知能力密切相關(guān)。膽堿能遞質(zhì)發(fā)生改變后將導(dǎo)致相關(guān)的認(rèn)知功能障礙,如乙酰膽堿(acetyl choline,ACH)水平下降會(huì)損害記憶、計(jì)算等認(rèn)知功能,進(jìn)一步發(fā)展成為癡呆[16];單胺類神經(jīng)遞質(zhì)的減少也與血管性癡呆緊密相關(guān)[17];氨基酸類神經(jīng)遞質(zhì)代謝異常也將導(dǎo)致神經(jīng)功能缺失,加快血管性認(rèn)知障礙的進(jìn)展[18]。此外,神經(jīng)肽類遞質(zhì)具有含量低、活性高、作用廣泛等特點(diǎn),在體內(nèi)調(diào)節(jié)多種生理功能[19],如神經(jīng)肽Y和降鈣素基因相關(guān)肽在VD患者體內(nèi)處于失平衡狀態(tài),則引起腦缺血缺氧,進(jìn)一步導(dǎo)致腦細(xì)胞損傷以及認(rèn)知功能減退[20]。
2.1 改善膽堿能遞質(zhì)系統(tǒng) 乙酰膽堿是與認(rèn)知功能、學(xué)習(xí)和記憶密切相關(guān)的神經(jīng)遞質(zhì),能夠促進(jìn)血管性認(rèn)知障礙后的恢復(fù)。ZHANG等[21]研究探討了淫羊藿苷在創(chuàng)傷性腦損傷(traumatic brain injury,TBI)小鼠模型中的作用,通過Morris水迷宮實(shí)驗(yàn)觀察小鼠的空間學(xué)習(xí)和記憶能力,并測(cè)定膽堿能回路中乙酰膽堿和乙酰膽堿轉(zhuǎn)移酶(choline acetyltransferase,ChAT)mRNA和蛋白質(zhì)的表達(dá),以及組蛋白乙?;潭?。經(jīng)不同劑量ICA(75 mg/kg、150 mg/kg)處理后,TBI后認(rèn)知障礙小鼠的逃避潛伏期和搜索距離明顯低于未接受ICA處理的TBI后認(rèn)知障礙小鼠。ICA調(diào)節(jié)組蛋白乙?;€(wěn)態(tài),促進(jìn)乙酰膽堿轉(zhuǎn)移酶等基因的轉(zhuǎn)錄,提高中樞膽堿能回路中乙酰膽堿和乙酰膽堿轉(zhuǎn)移酶的水平,從而改善TBI后小鼠的認(rèn)知功能障礙。也有相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)淫羊藿苷對(duì)腦外傷幾乎沒有直接的神經(jīng)保護(hù)作用,對(duì)腦組織損傷和神經(jīng)元死亡沒有直接影響,但是淫羊藿苷能夠在一定程度上改善腦外傷后的感覺運(yùn)動(dòng)和認(rèn)知記憶功能,其機(jī)制可能與BDNF或突觸可塑性效應(yīng)因子SYP和PSD-95的上調(diào)有關(guān),但其具體的機(jī)制仍有待進(jìn)一步研究[22-23]。
2.2 調(diào)節(jié)單胺類神經(jīng)遞質(zhì) 單胺類遞質(zhì)的紊亂與腦缺血性損傷密切相關(guān)[24]。莫鎮(zhèn)濤等[25]研究淫羊藿苷對(duì)氧糖剝奪后大鼠PC12細(xì)胞單胺類遞質(zhì)含量的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn)淫羊藿苷能顯著提高氧糖剝奪PC12 細(xì)胞上清液中的去甲腎上腺素(norepinephrine,NE)、多 巴 胺(dopamine,DA)、5-羥色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)含量以及細(xì)胞的活力,其作用機(jī)制可能是減少鈣離子超載,減輕細(xì)胞損傷,進(jìn)而恢復(fù)NE、DA、5-HT的合成和釋放作用。
氧化應(yīng)激和炎癥是引起腦血管病和血管性認(rèn)知障礙的重要致病因素[26]。腦卒中的疾病發(fā)展過程中,缺血缺氧可誘發(fā)氧化應(yīng)激反應(yīng),破壞細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能,導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)環(huán)境紊亂[27],神經(jīng)炎性反應(yīng)也能夠進(jìn)一步損傷神經(jīng)元[28-29]。研究發(fā)現(xiàn),在APP/PS1轉(zhuǎn)基因小鼠中,通過灌胃給予淫羊藿苷(120 mg/kg)、黃芪(80 mg/kg)和葛根素(80 mg/kg),連續(xù)3個(gè)月的復(fù)方制劑治療,可增加谷胱甘肽過氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)和超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性,并使丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量減少,從而改善氧化應(yīng)激損傷[30]。張曉菲等[31]通過對(duì)快速老化小鼠8(SAMP8)預(yù)防給藥,連續(xù)灌胃給藥8周后,發(fā)現(xiàn)ICA預(yù)防給藥可以減少SAMP8小鼠腦組織線粒體內(nèi)活性氧(reactive oxygen species,ROS)水平和MDA含量,增加還原性谷胱甘肽(glutathione,GSH)含量,同時(shí)發(fā)現(xiàn)其空間學(xué)習(xí)記憶能力、被動(dòng)反應(yīng)能力等明顯改善,進(jìn)一步證實(shí)ICA可以改善線粒體氧化應(yīng)激損傷,發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用。
有研究表明,高遷移率族蛋白-1(highmobility group box1,HMGB1)是免疫細(xì)胞和壞死組織釋放的關(guān)鍵性炎癥介質(zhì)[32],HMGB1不僅在周圍神經(jīng)炎癥中起重要作用,還能引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)的炎性反應(yīng)[33]。LIU等[34]通過觀察淫羊藿苷和淫羊藿 素(icaritin,ICT)對(duì) 脂 多 糖(lipopolysaccharide,LPS)誘導(dǎo)的小鼠炎癥模型的作用,發(fā)現(xiàn)ICA和ICT能夠顯著降低血清中的HMGB1、腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α) 和 白 介 素10(interleukin-10,IL-10)的高表達(dá)。LIU等人進(jìn)一步研究了經(jīng)典受體HMGB1、晚期糖基化終產(chǎn)物受體(receptor for advanced glycation end products,RAGE)和Toll樣 受 體4(toll-like receptor 4,TLR4)的 表達(dá),LPS能夠顯著增加RAGE的表達(dá)和減少TLR4的表達(dá),而經(jīng)過ICA和ICT處理后的小鼠海馬區(qū)RAGE表達(dá)降低、TLR4表達(dá)增加,從而推測(cè)ICA和ICT可能通過促進(jìn)TLR4的表達(dá)而激活核轉(zhuǎn)錄因子κB(nuclear transcription factor kappa-B,NF-κB)信號(hào),抑制HMGB1-RAGE信號(hào)改善炎癥反應(yīng),并在一定程度上增加了神經(jīng)元的數(shù)目,改善認(rèn)知功能[35]。另外,XIONG等[36]也證實(shí),通過ICA(10 mg/kg和30 mg/kg)預(yù)處理可以通過上調(diào)過氧化物酶體增殖劑激活受體水平和NF-κB活化而抑制炎癥反應(yīng),從而減輕急性腦缺血再灌注損傷,且高劑量的ICA具有更好的效果。
神經(jīng)毒性物質(zhì)能夠引起神經(jīng)系統(tǒng)功能和結(jié)構(gòu)的損害,產(chǎn)生感覺或運(yùn)動(dòng)功能的異常,甚至出現(xiàn)精神或行為障礙[37-39],而淫羊藿苷對(duì)抗神經(jīng)毒性物質(zhì)損傷有一定的作用。研究發(fā)現(xiàn),淫羊藿苷能夠通過降低皮層β-淀粉樣蛋白代謝途徑中相關(guān)蛋白的表達(dá)[40],減少Aβ的過度沉積,改善VD導(dǎo)致的神經(jīng)纖維纏結(jié)和老年斑,從而改善認(rèn)知功能障礙[41]。
研究發(fā)現(xiàn),淫羊藿苷能夠以劑量依賴性的方式減少Aβ25-35誘導(dǎo)的PC12細(xì)胞凋亡,并且提高其生存能力,其作用機(jī)制可能與激活PI3K/Akt信號(hào)通路有關(guān)。淫羊藿苷增強(qiáng)抗凋亡相關(guān)蛋白Bcl-2表達(dá),降低促凋亡蛋白Bax活性和Caspase-3表達(dá),升高Bcl-2/Bax比值來抑制凋亡發(fā)生。經(jīng)5 μmol/L淫羊藿苷預(yù)處理后,即可發(fā)揮預(yù)防神經(jīng)元凋亡的作用[15]。ZONG等[42]研究也證實(shí)淫羊藿苷可減少興奮性神經(jīng)毒素鵝膏蕈氨酸導(dǎo)致的神經(jīng)元凋亡,改善大鼠的學(xué)習(xí)記憶能力。綜上,淫羊藿苷可能通過抑制神經(jīng)細(xì)胞凋亡發(fā)揮神經(jīng)元保護(hù)作用。
相關(guān)研究表明,淫羊藿苷有助于周圍神經(jīng)再生和功能恢復(fù)[43]。徐成成等[44]通過對(duì)胡須體覺皮質(zhì)局灶性腦梗死大鼠模型給予淫羊藿苷灌胃(10 mL/kg),并檢測(cè)其第10 號(hào)染色體缺失的磷酸酶及張力蛋白同源基因(PTEN)和生長相關(guān)蛋白-43(growth associated protein-43,GAP-43)蛋白的表達(dá)情況。其中夾角測(cè)試(Corner Test)行為學(xué)結(jié)果顯示,淫羊藿苷能明顯減少腦缺血后大鼠右轉(zhuǎn)次數(shù),表明淫羊藿苷明顯促進(jìn)腦缺血后胡須功能的恢復(fù);Western Blot顯示淫羊藿苷明顯抑制梗死灶周邊區(qū)PTEN蛋白的表達(dá),同時(shí)促進(jìn)GAP-43蛋白表達(dá),促進(jìn)腦缺血后神經(jīng)再生和功能恢復(fù)。LIU等[12]通過研究ICA和MSCs聯(lián)合治療對(duì)MCAO大鼠的作用,發(fā)現(xiàn)兩者聯(lián)合治療能顯著減少腦梗死體積,改善運(yùn)動(dòng)神經(jīng)功能缺損和體感功能,其機(jī)制是通過激活海馬和額葉皮質(zhì)中的PI3K和ERK1/2 通路,增加VEGF和BDNF水平,促進(jìn)血管生成和神經(jīng)發(fā)生并改善記憶。
綜上所述,淫羊藿苷作為傳統(tǒng)補(bǔ)益中藥淫羊藿的主要活性成分,通過多種機(jī)制發(fā)揮抗血管性認(rèn)知障礙的作用,在神經(jīng)保護(hù)方面具有天然的優(yōu)勢(shì)。雖然淫羊藿苷調(diào)節(jié)血管性認(rèn)知障礙的機(jī)制研究已取得一定進(jìn)展,但其主要機(jī)制尚未完全明確。今后需進(jìn)一步研究分析相關(guān)的作用機(jī)制,為臨床診療血管性認(rèn)知障礙,提高血管性認(rèn)知障礙患者的生活質(zhì)量提供理論依據(jù)。