廖 陽 陳 嬌 楊東東 侯小林 尹小琴 劉美君

(1 成都中醫(yī)藥大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院，四川省成都市 610075；2 四川省仁壽縣人民醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科，四川省仁壽縣 620599；3 成都中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科，四川省成都市 610075)

【提要】 帕金森病的發(fā)病機(jī)制尚不完全明確，無論何種機(jī)制最終均會(huì)導(dǎo)致多巴胺能神經(jīng)元凋亡。研究發(fā)現(xiàn)，鐵死亡是帕金森病的重要發(fā)病機(jī)制之一，其實(shí)質(zhì)是脂質(zhì)過氧化導(dǎo)致的調(diào)節(jié)性細(xì)胞壞死，是一種新的細(xì)胞凋亡方式。中醫(yī)藥能干預(yù)甚至是逆轉(zhuǎn)細(xì)胞鐵死亡的發(fā)生，為帕金森病的治療及預(yù)防提供新的思路。本文就鐵死亡與帕金森病的關(guān)系，以及中醫(yī)藥通過調(diào)節(jié)鐵死亡干預(yù)帕金森病的研究進(jìn)展做一綜述，為中醫(yī)藥治療提供參考。

帕金森病是世界上僅次于阿爾茨海默病的第二大神經(jīng)退行性疾病，是一種以靜止性震顫、運(yùn)動(dòng)遲緩、肌強(qiáng)直和姿勢平衡障礙為主要特征的神經(jīng)系統(tǒng)變性疾病。隨著我國人口老齡化的加劇，帕金森病的患病人數(shù)增長迅速[1]。帕金森病的運(yùn)動(dòng)癥狀與非運(yùn)動(dòng)癥狀嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量，給患者家庭和社會(huì)帶來沉重的負(fù)擔(dān)。鐵死亡是一種依賴鐵離子且由活性氧誘導(dǎo)脂質(zhì)過氧化導(dǎo)致的調(diào)節(jié)性細(xì)胞壞死[2]，其實(shí)質(zhì)是細(xì)胞內(nèi)與鐵相關(guān)的代謝發(fā)生異常導(dǎo)致脂質(zhì)過氧化物代謝障礙，使細(xì)胞內(nèi)氧化還原失衡，進(jìn)一步誘導(dǎo)細(xì)胞死亡。線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體的氧化應(yīng)激是導(dǎo)致細(xì)胞鐵死亡的主要原因[3]。近年來研究發(fā)現(xiàn)，鐵死亡是帕金森病的發(fā)病機(jī)制之一，鐵死亡通過干預(yù)細(xì)胞內(nèi)鐵代謝、氨基酸代謝和脂質(zhì)代謝引起多巴胺能神經(jīng)元內(nèi)細(xì)胞器代謝失衡，多種細(xì)胞器氧化應(yīng)激產(chǎn)生過多的活性氧，使多巴胺能神經(jīng)元細(xì)胞凋亡，進(jìn)而導(dǎo)致帕金森病的發(fā)生及加快疾病的發(fā)展進(jìn)程[4]。目前西醫(yī)治療帕金森病的藥物主要為抗膽堿能類和擬多巴胺類藥物，多用于控制運(yùn)動(dòng)癥狀，但難以改善非運(yùn)動(dòng)癥狀，且易導(dǎo)致異動(dòng)癥、劑末惡化、開關(guān)現(xiàn)象等并發(fā)癥的發(fā)生。中醫(yī)藥可干預(yù)帕金森病的發(fā)生與發(fā)展，其具體機(jī)制尚不清楚，但已有學(xué)者發(fā)現(xiàn)中醫(yī)藥治療能通過抑制鐵死亡、減輕機(jī)體氧化應(yīng)激，達(dá)到控制預(yù)防帕金森病的作用。

1 帕金森病的發(fā)病機(jī)制

帕金森病的發(fā)病機(jī)制尚不完全明確，目前認(rèn)為黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元大量變性死亡及路易小體的出現(xiàn)是帕金森病的兩大基本病理特征，其導(dǎo)致多巴胺遞質(zhì)和膽堿能遞質(zhì)的失衡，引起基底節(jié)的運(yùn)動(dòng)功能發(fā)生異常，例如肌張力增高和運(yùn)動(dòng)減少等癥狀的發(fā)生，導(dǎo)致了帕金森病的運(yùn)動(dòng)癥狀和非運(yùn)動(dòng)癥狀的發(fā)生。帕金森病的發(fā)病機(jī)制主要與α-突觸蛋白異常、氧化應(yīng)激、線粒體功能與結(jié)構(gòu)障礙、神經(jīng)炎癥等有關(guān)[5-7]，上述因素互相影響，最終通過氧化應(yīng)激導(dǎo)致帕金森病的發(fā)生。α-突觸核蛋白錯(cuò)誤折疊形成異常蛋白，其聚集會(huì)進(jìn)一步加重神經(jīng)炎癥，破壞線粒體的功能結(jié)構(gòu)，增加活性氧的產(chǎn)生，而大量產(chǎn)生的活性氧可影響細(xì)胞的分化和凋亡[6,8-10]。神經(jīng)退行性病變與核轉(zhuǎn)錄因子和核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域樣受體家族pyrin結(jié)構(gòu)域3(nucleotide-binding oligomerization domain-like receptor family pyrin domain containing 3,NLRP3)炎癥小體關(guān)系密切，其中NLRP3炎癥小體是神經(jīng)退行性病變中研究得最多的炎癥小體，線粒體的結(jié)構(gòu)與功能障礙可以激活NLRP3，進(jìn)而增加線粒體的活性氧產(chǎn)生，加重氧化應(yīng)激[11-13]。

2 鐵死亡機(jī)制

2.1 鐵代謝 鐵是強(qiáng)大的氧化劑，其與機(jī)體的氧化應(yīng)激密切相關(guān)。鐵代謝的主要途徑為：食物中三價(jià)鐵在胃酸的作用下被還原成亞鐵，亞鐵在體內(nèi)通過以下兩種途徑進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)，其一是在小腸上被氧化成三價(jià)鐵，繼而與去鐵鐵蛋白結(jié)合形成鐵蛋白保留在腸黏膜細(xì)胞中；其二是吸收入血的亞鐵在銅藍(lán)蛋白的作用下被氧化成三價(jià)鐵，與轉(zhuǎn)鐵蛋白形成TF-Fe3+后，再與細(xì)胞膜表面轉(zhuǎn)鐵蛋白受體1結(jié)合，經(jīng)胞吞后進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，在酸性條件下三價(jià)鐵被鐵還原酶還原成亞鐵離子，隨后二價(jià)金屬轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白1介導(dǎo)亞鐵離子儲(chǔ)存到鐵蛋白中，或者通過膜鐵轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白1流出到細(xì)胞膜上，由此調(diào)節(jié)鐵穩(wěn)態(tài)[14]。在病理狀態(tài)下，鐵過載時(shí)會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致氧化應(yīng)激，造成線粒體損傷，使得鐵流入增加，增加活性氧的生成。活性氧的過度累積，造成脂質(zhì)過氧化，進(jìn)一步激活鐵死亡[15]。

2.2 氨基酸代謝 胱氨酸/谷氨酸反向轉(zhuǎn)運(yùn)體(System Xc-)是能抑制鐵死亡的一類小分子，參與轉(zhuǎn)運(yùn)細(xì)胞內(nèi)的谷氨酸和細(xì)胞外的胱氨酸，并攝取胱氨酸進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，參與調(diào)控谷胱甘肽的合成。溶質(zhì)載體家族7成員11號(hào)(solute carrier family 7 member 11，SLC7A11)是System Xc-的一個(gè)亞基，SLC7A11的表達(dá)下調(diào)能減少谷胱甘肽合成，增強(qiáng)脂質(zhì)氧化作用[2]。谷胱甘肽過氧化物酶4(glutathione peroxidase 4,GPX4)是抑制鐵死亡的另一類小分子物質(zhì)，其能夠抗脂質(zhì)過氧化。當(dāng)System Xc-功能被抑制，谷胱甘肽被耗盡，間接抑制了GPX4的功能，亞鐵離子氧化脂質(zhì)而產(chǎn)生活性氧，促進(jìn)了鐵死亡[16]。愛拉斯汀是一種鐵死亡誘導(dǎo)劑，其通過抑制System Xc-的功能，間接抑制GPX4的功能來促進(jìn)鐵死亡[2]；Ras選擇性致死化合物與GPX4共價(jià)結(jié)合，直接降低GPX4的表達(dá)而導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生鐵死亡[17]。GPX4是鐵死亡氨基酸代謝途徑的關(guān)鍵酶，在System Xc-/GPX4途徑中，可以通過促進(jìn)System Xc-、SLC7A11來間接提高GPX4的表達(dá)，從而抑制細(xì)胞鐵死亡，也可通過下調(diào)Ras選擇性致死化合物水平，減少其與GPX4的結(jié)合，直接促進(jìn)GPX4表達(dá)來抑制鐵死亡。

2.3 脂質(zhì)代謝 鐵過載可導(dǎo)致脂質(zhì)過氧化而引起鐵死亡[18]。脂質(zhì)過氧化導(dǎo)致膜脂中多不飽和脂肪酸發(fā)生氧化，是鐵死亡的典型特征。酰輔酶A合成酶長鏈家族成員4是一種促進(jìn)鐵死亡的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子，關(guān)于其介導(dǎo)的鐵死亡機(jī)制有幾種假說，目前認(rèn)為其與煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶、脂氧合酶、細(xì)胞色素P450單加氧酶、線粒體等通過脂質(zhì)氧化作用使細(xì)胞膜富含多個(gè)飽和脂肪酸，從而介導(dǎo)鐵死亡[19]。

3 鐵死亡與帕金森病的關(guān)系

近年來有研究顯示，帕金森病的發(fā)生與鐵元素相關(guān)，鐵死亡為帕金森病重要的發(fā)病機(jī)制。鐵參與了腦組織突觸發(fā)育、髓鞘形成、神經(jīng)遞質(zhì)的生成和運(yùn)轉(zhuǎn)，可影響兒童的智商、認(rèn)知、運(yùn)動(dòng)、社會(huì)功能的發(fā)育[2]。隨著年齡的增長，鐵主要沉積在大腦，尤其是大腦中與疾病發(fā)病相關(guān)的區(qū)域，并可能伴隨氧化應(yīng)激、炎癥和細(xì)胞死亡，帕金森病和阿爾茨海默病等神經(jīng)退行性病變均與鐵水平的升高有關(guān)，其原因是鐵穩(wěn)態(tài)失衡[14]。

鐵死亡在黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元凋亡中具有關(guān)鍵作用。鐵穩(wěn)態(tài)受胞質(zhì)鐵調(diào)節(jié)蛋白活性的調(diào)節(jié)，鐵含量增加可影響α-突觸蛋白的翻譯[20]。去鐵酮是一種螯合劑，對三價(jià)鐵離子具有親和性，有研究表明去鐵酮能夠改善帕金森病患者的運(yùn)動(dòng)功能并且增加其多巴胺水平，減緩患者的疾病進(jìn)展[21]。在帕金森模型小鼠中，給予鐵螯合劑、鐵死亡抑制劑可以防止小鼠的神經(jīng)元丟失和行為損傷，減輕小鼠的運(yùn)動(dòng)障礙[21-22]。鐵穩(wěn)態(tài)失衡后造成鐵死亡，增加活性氧對神經(jīng)元的氧化損傷，尤其是多巴胺能神經(jīng)元這樣的高有氧代謝細(xì)胞[23]。此外，還有研究表明，核因子E2相關(guān)因子2(nuclear factor-E2-related factor 2，Nrf2)在鐵死亡中發(fā)揮重要作用，激活的Nrf2信號(hào)通路可以有效保護(hù)細(xì)胞，因其能夠上調(diào)谷胱甘肽水平，從而維持GPX4的活性抑制鐵死亡[24]。

4 中醫(yī)藥通過調(diào)節(jié)鐵死亡干預(yù)帕金森病

在中醫(yī)學(xué)理論中，帕金森病屬“顫”“痙”疾病范疇。帕金森病的病機(jī)尚無統(tǒng)一定論，有現(xiàn)代醫(yī)家發(fā)現(xiàn)其核心病機(jī)是陰虛和內(nèi)熱，主要病理基礎(chǔ)是肝腎陰虛[25]。劉晶等[26]提出帕金森病的發(fā)生和發(fā)展可歸結(jié)于毒損腦絡(luò)，與神經(jīng)炎癥反應(yīng)關(guān)系密切，治則為補(bǔ)養(yǎng)肝腎、滋陰活血。郭雨馳等[27]通過復(fù)查文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，用于治療帕金森的中藥以補(bǔ)虛藥為主，歸經(jīng)多為肝經(jīng)、脾經(jīng)、腎經(jīng)。中醫(yī)聯(lián)合西藥治療帕金森病也有著獨(dú)特的優(yōu)勢，有Meta分析證實(shí)中西醫(yī)結(jié)合治療帕金森病能夠改善其非運(yùn)動(dòng)癥狀[28]。有學(xué)者提出某些中藥單體(如黃芩素、葛根素)，可作為天然的鐵螯合劑通過不同的途徑調(diào)節(jié)鐵死亡，干預(yù)帕金森病發(fā)生和發(fā)展過程中的多巴胺能神經(jīng)元凋亡[29]。中藥、中藥復(fù)方及一些傳統(tǒng)中醫(yī)學(xué)的非藥物療法(如針刺、艾灸等)能在一定程度上調(diào)節(jié)黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元的鐵死亡，進(jìn)而預(yù)防和控制帕金森病的發(fā)展。

3.1 中藥單體抗帕金森病的作用機(jī)制 中藥單體可作為天然的鐵螯合劑，通過抗氧化作用來干預(yù)和調(diào)節(jié)鐵死亡。研究表明，黃芩素可能通過減少谷氨酸釋放和拮抗N-甲基-D-天冬氨酸受體來抑制神經(jīng)元的興奮性毒性，還能通過抑制線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激信號(hào)通路發(fā)揮抗凋亡作用；在生化水平上，黃芩素可限制愛拉斯汀誘導(dǎo)的亞鐵生成、谷胱甘肽耗竭和脂質(zhì)過氧化；在蛋白質(zhì)水平上，黃芩素可抑制愛拉斯汀介導(dǎo)的GPX4的降解[30-31]。因此，黃芩素通過減少活性氧抑制氧化應(yīng)激,保護(hù)GPX4抑制膜脂過氧化來抑制鐵死亡。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，葛根素通過提高PC12細(xì)胞谷胱甘肽的生物合成能力來減輕1-甲基-4-苯基吡啶誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激，改善1-甲基-4-苯基-1，2，3，6-四氫吡啶中毒野生型小鼠腹側(cè)中腦運(yùn)動(dòng)功能障礙[32-34]。葛根素能夠減輕活性氧的積聚和提高抗氧化酶GPX4的表達(dá)水平，抑制細(xì)胞凋亡[35-36]。Haleagrahara等[37]采用6-羥基多巴胺誘導(dǎo)建立帕金森病大鼠模型，使用槲皮素治療能夠提高大鼠谷胱甘肽水平，抑制脂質(zhì)膜過氧化。研究表明，提高谷胱甘肽水平能夠促進(jìn)GPX4的功能進(jìn)而抑制鐵死亡的發(fā)生，因此我們認(rèn)為槲皮素能通過提高谷胱甘肽水平來抗氧化應(yīng)激，進(jìn)一步抑制鐵死亡。芹菜素可以通過提高GPX4水平抑制鐵死亡，同時(shí)可以通過減少C/EBP同源蛋白表達(dá)、活性氧積累和線粒體損傷來保護(hù)HT22神經(jīng)細(xì)胞免受內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激誘導(dǎo)的凋亡[38-39]。芹菜素對多巴胺能神經(jīng)元的保護(hù)作用可能是通過減少氧化損傷、神經(jīng)炎癥和小膠質(zhì)細(xì)胞活化及增強(qiáng)神經(jīng)營養(yǎng)電位來實(shí)現(xiàn)的[40]。上述研究表明，部分中藥單體能夠?qū)ε两鹕⌒∈竽Ｐ偷暮谫|(zhì)神經(jīng)元起到保護(hù)作用，其機(jī)制復(fù)雜，可能主要與調(diào)節(jié)腦組織黑質(zhì)細(xì)胞谷胱甘肽、GPX4水平進(jìn)而抑制鐵死亡有關(guān)。

3.2 中藥方劑抗帕金森病的作用機(jī)制 中藥方劑治療帕金森病的機(jī)制復(fù)雜。有研究表明，芍藥甘草湯能夠顯著提高Nrf2的水平，防止線粒體功能障礙，降低活性氧的產(chǎn)生[41-42]，芍藥和甘草通過不同途徑發(fā)揮作用，當(dāng)兩種藥物聯(lián)合使用時(shí)可能會(huì)使作用加強(qiáng)[43]。既往研究已經(jīng)證明Nrf2在鐵死亡過程中的重要作用，以上研究雖未研究芍藥甘草湯對鐵死亡的影響，但其對Nrf2的促進(jìn)作用可能會(huì)抑制鐵死亡，但這仍需要進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)證實(shí)。加減地黃飲子能對1-甲基-4-苯基-1，2，3，6-四氫吡啶誘導(dǎo)的帕金森病小鼠模型的黑質(zhì)神經(jīng)元起到保護(hù)作用，雖然其機(jī)制尚不清楚，但其能夠減少谷胱甘肽的損耗[44]。腦泰方能夠提高GPX4和谷胱甘肽的水平，加速鐵的代謝，降低活性氧和鐵沉積[45-46]。桃紅四物湯通過激活Nrf2通路，減輕氧化應(yīng)激，保護(hù)神經(jīng)元[47-49]。以上研究表明，中藥方劑干預(yù)帕金森病的機(jī)制可能與激活Nrf2通路、提高GPX4和谷胱甘肽水平等有關(guān)，這些途徑與鐵死亡的發(fā)生機(jī)制密切相關(guān)，我們推測這些方劑可能通過干預(yù)鐵代謝和氨基酸代謝來調(diào)控鐵死亡。

3.3 中醫(yī)外治法抗帕金森病的作用機(jī)制 中國傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)非藥物治療如針刺、艾灸、功法鍛煉等，均能使帕金森病患者獲益，改善帕金森癥狀，延緩病情的進(jìn)展。李靜等[50]發(fā)現(xiàn)采用電針刺激帕金森模型大鼠能夠提高谷胱甘肽含量，抑制多巴胺能神經(jīng)元的凋亡，大鼠的活動(dòng)較前增多，毛色較前恢復(fù)。有研究顯示，艾灸帕金森病模型大鼠的百會(huì)穴和四神聰穴，能減少尼氏小體的丟失、改善黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元功能，其機(jī)制可能是艾灸增加了GPX4和鐵蛋白重鏈多肽1的水平，抑制了鐵死亡[51]。研究表明，對6-羥基多巴胺誘導(dǎo)的帕金森病模型大鼠艾灸百會(huì)和四神聰，能夠通過激活大鼠Nrf2通路減少活性氧生成，增加大鼠的谷胱甘肽水平，進(jìn)而改善大鼠的帕金森癥狀[52]，這可能與抑制鐵死亡相關(guān)通路和分子密切相關(guān)。

4 展 望

帕金森病患者黑質(zhì)有大量鐵沉積，黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元鐵死亡可能是帕金森病的發(fā)生和發(fā)展的重要機(jī)制。鐵死亡是帕金森病發(fā)生和發(fā)展的一個(gè)重要影響因素，因此，研究黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元鐵死亡的相關(guān)分子機(jī)制，可為保護(hù)神經(jīng)細(xì)胞，減少神經(jīng)細(xì)胞的損害和凋亡，治療帕金森病并延緩病情的進(jìn)展提供新思路。中醫(yī)藥在治療帕金森病過程中發(fā)揮著獨(dú)特的優(yōu)勢，能改善帕金森病患者的預(yù)后，其可能通過調(diào)控黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元鐵死亡來干預(yù)帕金森病發(fā)生和發(fā)展，從而提高患者的生活質(zhì)量和治療效果。部分研究證實(shí)，中藥、復(fù)方制劑以及針灸等能有效抑制神經(jīng)元細(xì)胞的氧化應(yīng)激反應(yīng)，改善多巴胺能神經(jīng)元的功能，從而緩解帕金森病的運(yùn)動(dòng)癥狀。但是目前中醫(yī)藥通過干預(yù)黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元鐵死亡及相關(guān)氧化應(yīng)激過程治療帕金森病的作用機(jī)制的相關(guān)研究報(bào)道仍較少，未來可通過更多的研究來闡明中醫(yī)藥治療帕金森病的療效及機(jī)制。