楊圓圓 倪金霞 王迪 閆禹竹 汪金宇 趙子珺 袁靜雪 宋越

血管性癡呆是全球人類僅次于阿爾茨海默病的第二大常見癡呆類型,臨床缺乏根治的治療方法,尋找積極有效的抗血管性癡呆藥物成為研究的熱點[1]。丹參屬于經(jīng)典活血中藥,《神農(nóng)本草經(jīng)》將其列為上品,具有活血化瘀、涼血消癰、調(diào)經(jīng)止痛的作用,臨床廣泛用于胸痹、癥瘕、月經(jīng)不調(diào)、中風(fēng)等癥的治療[2]?，F(xiàn)代研究發(fā)現(xiàn),丹參的主要活性成分包括水溶性丹酚酸類化合物(丹酚酸類化合物)及脂溶性醌類化合物(丹參酮類化合物),以及丹參素、隱丹參酮等成分,具有抗動脈硬化、抗炎、抗氧化應(yīng)激、改善血液循環(huán)、降低組織缺血再灌注損傷等作用[3]。本文通過查閱近年來國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn),綜述了丹參活性成分在血管性癡呆作用機(jī)制,以期為丹參的臨床運(yùn)用價值提供參考。

1 丹參活性成分通過抑制神經(jīng)元凋亡以保護(hù)神經(jīng)功能

丹參活性成分可通過抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激、上調(diào)胰島素樣生長因子-1(insulin-like growth factor-1,IGF-1)/蛋白激酶B(protein kinase B,Akt)信號通路、調(diào)節(jié)磷脂酰肌醇3激酶(phosphoinositide 3-kinase,PI3K)/Akt信號通路、調(diào)節(jié)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活蛋白3(transcription activating protein 3,STAT3)/促血管生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)信號通路,抑制神經(jīng)元凋亡,對神經(jīng)功能發(fā)揮保護(hù)作用。

1.1 丹參活性成分通過抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激降低細(xì)胞凋亡

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是蛋白質(zhì)折疊和分泌的主要隔室,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白發(fā)生未折疊或錯誤折疊可引起未折疊蛋白質(zhì)反應(yīng)(Unfolded protein reaction,UPR)的細(xì)胞應(yīng)激反應(yīng),進(jìn)而啟動多種應(yīng)激傳感器蛋白,清除有毒的錯誤折疊蛋白質(zhì),維護(hù)正常的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)功能,β淀粉樣蛋白(amyloid β-protein,Aβ)能促進(jìn)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激標(biāo)志物的表達(dá),并增加內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激相關(guān)細(xì)胞凋亡途徑,如C/Ebp同源蛋白(C/Ebp homologous protein,CHOP),c-Jun N端激酶(C-Jun N-terminal kinase,JNK)、半胱天冬酶-12等效應(yīng)分子的表達(dá)[4]。

Yang等[5]將丹參酮IIA(1～20 μmol/L)Aβ1-42誘導(dǎo)的SH-SY5Y神經(jīng)母細(xì)胞細(xì)胞損傷,結(jié)果顯示,丹參酮IIA呈濃度依賴性提高細(xì)胞的活力,降低Aβ引起的細(xì)胞收縮、形狀不規(guī)則、懸浮,有效降低細(xì)胞凋亡,減輕內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激反應(yīng),降低GRP78、UPR蛋白表達(dá),抑制CHOP和磷酸化JNK的表達(dá),降低B淋巴細(xì)胞瘤-2蛋白(B-cell lymphoma-2,Bcl-2)和Bcl-2相關(guān)X蛋白(Bcl-2-associated X,Bax)、4-苯基丁酸的表達(dá),提高Bcl-2/Bax的比值,降低半胱天冬酶-9、裂解半胱天冬酶-3和半胱天冬酶-3/7的活性,其機(jī)制與丹參酮IIA抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激引起的細(xì)胞凋亡。

1.2 丹參活性成分通過調(diào)節(jié)PI3K/Akt信號通路降低細(xì)胞凋亡

胰島素樣生長因子1(insulin-like growth factor 1,IGF-1)廣泛表達(dá)于大腦皮層、小腦、下丘腦和海馬等中樞神經(jīng)系統(tǒng)的多肽物質(zhì),可通過控制神經(jīng)營養(yǎng)反應(yīng)和細(xì)胞信號傳導(dǎo),發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用,還能降低大腦中的糖原合酶激酶3和Aβ水平,改善認(rèn)知障礙[6]。IGF-1和p-Akt的下調(diào)表達(dá)與血管性癡呆的認(rèn)知缺陷有關(guān)。活化的Akt通過磷酸化其下游蛋白[如半胱天冬酶-9、Bcl-2相關(guān)死亡蛋白(Bcl-2 related death protein,Bad)、糖原合酶激酶3β(Glycogen synthase kinase β,GSK3β)],以促進(jìn)細(xì)胞存活并抑制細(xì)胞凋亡[7]。

Ma等[8]運(yùn)用丹參酸B(20 mg/kg)治療雙側(cè)頸總動脈夾閉建立的血管性癡呆大鼠,研究發(fā)現(xiàn),丹參酸B能顯著降低大鼠的逃逸潛伏期,增加跨平臺時間及數(shù)量,上調(diào)海馬區(qū)IGF-1和p-Akt的表達(dá),減輕神經(jīng)元細(xì)胞形態(tài)學(xué)改變,減輕海馬區(qū)及CAI區(qū)神經(jīng)元凋亡,表明丹參酸B通過上調(diào)IGF-1/Akt信號途徑減輕神經(jīng)元凋亡有關(guān)。祁敏芳等[9]對雙側(cè)頸總動脈夾閉再灌注建立的血管性癡呆小鼠,運(yùn)用丹參素(10、20、30 mg/kg)進(jìn)行預(yù)處理,結(jié)果發(fā)現(xiàn),丹參素能呈劑量依賴性改善腦組織的細(xì)胞結(jié)構(gòu)及功能,減輕病理性損傷,縮短小鼠逃避潛伏期,降低血清神經(jīng)元特異性烯醇化酶、中樞神經(jīng)特異蛋白的水平,上調(diào)腦組織中PI3K、Akt蛋白的表達(dá),通過調(diào)節(jié)PI3K/Akt信號通路提高認(rèn)知功能。

1.3 丹參活性成分通過調(diào)節(jié)STAT3/VEGF信號通路降低細(xì)胞凋亡

腦小血管疾病是種重要的腦血管疾病的類型,可引起老年認(rèn)知障礙和功能喪失,與中風(fēng)、癡呆和衰老等病理生理學(xué)改變密切相關(guān)[10]。VEGF存在于中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi),不僅能刺激內(nèi)皮細(xì)胞的增殖,維持神經(jīng)細(xì)胞存活,還能抑制細(xì)胞凋亡[11]。STAT3蛋白主要存在于神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞內(nèi),在缺血性損傷后呈高表達(dá),能促使VEGF的表達(dá),促進(jìn)神經(jīng)功能的恢復(fù)[12]。

Wang等[13]將丹參酸B(80 mg/kg)治療腦小血管疾病大鼠的實驗發(fā)現(xiàn),丹參酸B能降低逃逸延長期,增加穿過前平臺次數(shù)和路徑長度,改善大鼠的認(rèn)知缺陷,顯著降低大鼠血清腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、白介素(interleukin,IL)-1β、IL-6和 IL-18水平,顯著抑制丙二醛(malondialde hyde,MDA)水平,升高谷胱甘肽、過氧化氫酶、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)的水平,抑制半胱天冬酶-3和Bax蛋白的表達(dá),顯著降低大鼠神經(jīng)細(xì)胞的數(shù)量,上調(diào)p-STAT3、VEGF和VEGF-R2蛋白表達(dá),表明,丹參酸B通過調(diào)節(jié)STAT3/VEGF信號通路以減輕神經(jīng)細(xì)胞凋亡。Kong等[14]將丹參酮IIA(30 mg/kg)用于四血管咬合建立的血管性癡呆大鼠的實驗發(fā)現(xiàn),丹參酮IIA能顯著降低逃逸潛伏期,增加靶向象限的時間和穿越平臺的數(shù)量,增加CA1海馬區(qū)域的Tunel陽性細(xì)胞數(shù)量,減弱了CA1海馬區(qū)域中4-VO誘導(dǎo)的神經(jīng)元凋亡,促進(jìn)GSK 3β磷酸化和抑制tau磷酸化,與間充質(zhì)干細(xì)胞可發(fā)揮協(xié)同治療作用,其機(jī)制為丹參酮IIA通過抑制神經(jīng)元凋亡有關(guān)。

2 丹參活性成分通過減輕神經(jīng)炎癥反應(yīng)以減輕神經(jīng)細(xì)胞損傷

丹參活性成分能通過下調(diào)β位淀粉樣蛋白前體蛋白切割酶1(β amyloid precursor protein cleaving enzyme 1,BACE1)表達(dá)、調(diào)控核因子-κB(nuclear factor- κ B,NF-κB)和NF-κB抑制蛋白(inhibitor of NF-κB,IκB)的活性,以減輕神經(jīng)炎癥反應(yīng),降低神經(jīng)細(xì)胞損傷。

2.1 丹參活性成分通過抑制調(diào)節(jié)Toll樣受體4(Toll-like receptor 4,TLR4)/髓系分化初級反應(yīng)蛋白88(myeloid differentiation primary response protein 88,MyD88)依賴性信號通路減輕神經(jīng)炎癥反應(yīng)

TLR4可在小膠質(zhì)細(xì)胞、星形膠質(zhì)細(xì)胞、巨噬細(xì)胞上表達(dá),與神經(jīng)炎癥密切相關(guān),TLR4與MyD88結(jié)合,能激活NF-κB和其他轉(zhuǎn)錄因子,誘導(dǎo)主要促炎細(xì)胞因子IL-1β,TNF-α和IL-6的釋放,進(jìn)一步加重神經(jīng)組織的炎性損傷[15]。

Jin等[16]將丹參酮IIA (1、5、10、20、40 μmol/L)預(yù)處理脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)誘導(dǎo)的人膠質(zhì)母細(xì)胞瘤U87細(xì)胞的炎性損傷,結(jié)果發(fā)現(xiàn),1、5、10 μmol/L丹參酮IIA能呈濃度依賴性提高了U87細(xì)胞活力,但20、40 μmol/L的濃度反而抑制了U87細(xì)胞的活力,丹參酮IIA還能抑制膠質(zhì)纖維酸性蛋白的高蛋白水平,阻止細(xì)胞內(nèi)IL-1β、TNF-α 和 IL-6基因及蛋白的表達(dá),阻止NF-κB的核易位,明顯抑制了LPS誘導(dǎo)的細(xì)胞質(zhì)中NF-κB p65的降低和細(xì)胞核中NF-κB p65的增加,抑制抑制了磷酸化-p38和磷酸化-JNK的水平,降低TLR4和下游蛋白MyD88和TNF受體關(guān)聯(lián)因子6的表達(dá),其機(jī)制與丹參酮IIA通過TLR4/MyD88依賴性信號通路調(diào)節(jié)NF-κB和絲裂原活化蛋白激酶激活以阻斷神經(jīng)炎癥反應(yīng)有關(guān)。

2.2 丹參活性成分通過下調(diào)BACE1表達(dá)以減輕神經(jīng)炎癥

血管性癡呆無論是由外部環(huán)境因素還是內(nèi)部遺傳因素引發(fā),所有致病特征都伴隨著炎癥反應(yīng),早期中度炎癥可以去除有害物質(zhì),對大腦有益,但隨著年齡的增長,血腦屏障功能下降,進(jìn)入大腦的有害異物水平增加,炎癥會繼續(xù)加重癥狀,由于有毒蛋白質(zhì)的積累而形成惡性循環(huán),隨著損傷的逐漸增加,相關(guān)的信號通路被激活,進(jìn)一步加重神經(jīng)細(xì)胞的炎癥反應(yīng),最終將導(dǎo)致神經(jīng)元變性[17]。BACE1是Aβ生成途徑的限速酶,參與多種神經(jīng)退行性病變的發(fā)生與發(fā)展,在血管性癡呆患者的腦組織中BACE1水平明顯高于正常人群[18]。

Huang等[19]研究,采用丹參酮IIA(10 mg/kg)治療Aβ25-35誘導(dǎo)的神經(jīng)炎癥大鼠模型,結(jié)果發(fā)現(xiàn),丹參酮IIA能顯著改善大鼠的學(xué)習(xí)、記憶功能,作用優(yōu)于間充質(zhì)干細(xì)胞,還能減輕大鼠海馬區(qū)神經(jīng)元的病理損傷(神經(jīng)元模糊不清、細(xì)胞邊界不清、黑暗細(xì)胞核等),顯著降低BACE1、淀粉樣前體蛋白、蛋白酶體抑制劑1(proteasome inhibitor 1,PS1)的mRNA的表達(dá),降低海馬體中IL-1、IL-4、IL-10 和 TNF-α的表達(dá),下調(diào)BACE1、PS1 和 Aβ 蛋白質(zhì)的表達(dá),其機(jī)制與丹參酮IIA下調(diào)BACE1表達(dá)以減輕神經(jīng)炎癥有關(guān)。

2.3 丹參活性成分通過調(diào)控NF-κB和IκB的活性減輕神經(jīng)損傷

NF-κB是炎癥反應(yīng)的關(guān)鍵調(diào)節(jié)基因,在腦缺血或腦組織損傷是,可由多種信號通路激活,介導(dǎo)多種炎癥因子的分泌,加重神經(jīng)炎癥損傷[20]。IκB能調(diào)節(jié)NF-κB的活性,IκB磷酸化后可與NF-κB的二聚體解離,NF-κB被釋放后暴露P65亞基,發(fā)揮促炎活性[21]。

周麗等[22]將丹參酮ⅡA(4、8 mg/kg)用于缺血再灌注損傷大鼠的實驗發(fā)現(xiàn),丹參酮ⅡA能呈濃度依賴性減輕腦組織病理學(xué)改變,縮小細(xì)胞壞死區(qū)域面積,顯著降低NF-κB和IκB的表達(dá),表明丹參酮ⅡA可通過調(diào)控NF-κB和IκB的活性對腦組織發(fā)揮保護(hù)作用。

3 丹參活性成分通過抗氧化作用發(fā)揮抗血管性癡呆作用

丹參活性成分能通過抑制氧化應(yīng)激反應(yīng)促使突觸蛋白恢復(fù),激活低密度脂蛋白受體相關(guān)蛋白6(low density lipoprotein receptor-associated protein 6,LRP6)/Wnt/β-catenin信號通路減輕神經(jīng)元氧化應(yīng)激損傷。

3.1 丹參活性成分通過清除氧化自由基抑制氧化應(yīng)激反應(yīng)

氧化應(yīng)激損傷參與多種神經(jīng)退行性病變進(jìn)程,腦組織缺血及再灌注均可引起大量氧化自由基和MDA的產(chǎn)生,導(dǎo)致神經(jīng)元遲發(fā)性損害。腦組織長期慢性缺血還能引起腦組織中谷氨酸、γ-氨基丁酸的含量顯著降低,加重腦組織代謝障礙,導(dǎo)致認(rèn)知功能損傷[23]。

何治等[24]研究證實,將丹參酮ⅡA(2、4 mg/kg)用于夾閉頸總動脈建立的血管性癡呆大鼠的實驗發(fā)現(xiàn),丹參酮ⅡA能明顯縮短逃避潛伏期,提高象限探索時間,改善認(rèn)知功能和空間記憶能力,顯著降低海馬組織MDA的水平,提高SOD、谷胱甘肽過氧化物酶的產(chǎn)生,增加大鼠海馬組織及大腦皮層中谷氨酸、γ-氨基丁酸的分泌,其機(jī)制與丹參酮ⅡA通過抗氧化作用發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用。李小楠等[25]運(yùn)用丹酚酸B(20 mg/kg)治療雙側(cè)頸總動脈夾閉建立的血管性癡呆大鼠,結(jié)果發(fā)現(xiàn),丹酚酸B能顯著降低上臺潛伏期和上臺總路程,提高穿越站臺次數(shù),降低活性氧、乳酸脫氫酶、MDA的水平,改善海馬區(qū)神經(jīng)元形態(tài)變化,提高神經(jīng)突觸凹型、活性帶長度、數(shù)量、彎曲,提高NR2A/B、PSD95、CREB等突出蛋白的表達(dá),其機(jī)制與丹酚酸B抑制氧化應(yīng)激反應(yīng)促使突出蛋白恢復(fù)有關(guān)。

3.2 丹參活性成分通過LRP6/Wnt/β-catenin信號通路抑制氧化應(yīng)激反應(yīng)

Wnt/β-catenin信號通路是參與神經(jīng)元的增殖、發(fā)育、分化、凋亡、氧化應(yīng)激,該信號通路激活能顯著減輕神經(jīng)元氧化應(yīng)激損傷,改善認(rèn)知功能障礙,刺激LRP6能進(jìn)一步促使Wnt/β-catenin信號通路激活,對神經(jīng)組織發(fā)揮保護(hù)作用[26]。

葉明燈等[27]將丹參酮B(2、4 mg/kg)用于頸總動脈縮窄法建立的血管性癡呆小鼠的實驗,結(jié)果表明,丹參酮B能提高小鼠目標(biāo)象限停留時間和穿越平臺次數(shù),降低海馬組織和皮層的MDA水平,提高SOD、GSH-Px的水平,減輕海馬區(qū)組織細(xì)胞皺縮、排列紊亂等病理改變,上調(diào)Wnt1、p-LRP6蛋白的表達(dá),其機(jī)制與丹參酮B激活LRP6/Wnt/β-catenin信號通路抑制神經(jīng)元氧化應(yīng)激反應(yīng)有關(guān)。

4 丹參活性成分通過調(diào)節(jié)中樞膽堿能發(fā)揮抗血管性癡呆作用

神經(jīng)退行性病變患者認(rèn)知功能下降與中樞膽堿能神經(jīng)纖維損傷目前相關(guān),乙酰膽堿轉(zhuǎn)移酶(choline acetyltransferase,ChAT)和乙酸膽堿酯酶(acetylcholinesterase,AChE)共同維持膽堿能的動態(tài)平衡,增強(qiáng)ChAT和AChE的活性可對神經(jīng)系統(tǒng)膽堿能發(fā)揮良好保護(hù)作用[28]。

Kong等[14]研究結(jié)果還表明,丹參酮IIA(30 mg/kg)能提高ChAT活性和ACh水平,降低AChE活性,有助于調(diào)節(jié)中樞膽堿能系統(tǒng)的活性?？椎卵郲29]對血管阻斷法建立的血管性癡呆大鼠模型,使用4、8 mg/kg的丹參酮ⅡA治療,結(jié)果顯示,丹參酮ⅡA能縮短逃避潛伏期改善大鼠學(xué)習(xí)記憶功能,延長平臺滯留時間改善空間記憶功能,顯著減輕海馬CAI區(qū)組織病理損傷,降低腦組織中一氧化氮、一氧化氮合酶的水平,提高AChE、ChAT的活性,機(jī)制與丹參酮ⅡA改善膽堿能功能對神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)揮保護(hù)作用有關(guān)。

5 丹參活性成分通過阻止Aβ聚集發(fā)揮抗血管性癡呆作用

丹參活性成分能通過自噬及Aβ聚集,降低Aβ的神經(jīng)毒性,發(fā)揮抗血管性癡呆的作用。

5.1 丹參活性成分通過抑制自噬減輕神經(jīng)元損傷

自噬是指含有神經(jīng)炎斑塊和細(xì)胞內(nèi)tau蛋白纏結(jié)的Aβ的積累,自噬功能障礙參與退行性神經(jīng)病變的發(fā)生與發(fā)展,自噬激活可促使神經(jīng)元中細(xì)胞內(nèi)Aβ25-35蛋白聚集[30]。

Zhu等[31]將丹參酮IIA(40、80 mg/kg)用于Aβ25-35誘導(dǎo)的空間記憶障礙小鼠是實驗發(fā)現(xiàn),丹參酮IIA能減輕Aβ引起的小鼠逃逸潛伏期的記憶受損,顯著增加平臺交叉數(shù)量,提高海馬區(qū)及DG區(qū)域的神經(jīng)元數(shù)量,提高細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(extracellular regulated protein kinase,ERK)蛋白的表達(dá),上調(diào)海馬體中蛋白激酶C受體1(protein kinase C receptor1,RACK1)、Beclin1的蛋白及基因的表達(dá),表明,丹參酮IIA通過上調(diào)pERK/ERK、RACK1和抑制自噬來減輕神經(jīng)元損傷,減輕空間記憶障礙。

5.2 丹參活性成分通過抑制Aβ聚集減輕神經(jīng)毒性作用

Aβ1-42聚集可以對神經(jīng)元和腦血管內(nèi)皮細(xì)胞造成不可逆的細(xì)胞毒性,可引發(fā)炎癥反應(yīng)和氧化應(yīng)激反應(yīng),進(jìn)一步促使神經(jīng)元損傷,促使細(xì)胞凋亡[32]。

Ding等[33]將隱丹參酮(4、20、40 mg/kg)用于Aβ1-42誘導(dǎo)的血管性癡呆大鼠的實驗發(fā)現(xiàn),隱丹參酮呈濃度依賴性抑制Aβ1-42聚集,以降低Aβ顫動,減輕Aβ疏水斑的形成,減輕Aβ結(jié)構(gòu)及外觀的改變,呈濃度依賴性抑制Aβ1-42淀粉樣蛋白生長,抑制在bEnd.3細(xì)胞聚集并抑制TNF-α、IL-1β、IL-6等炎癥介質(zhì)的釋放,降低半胱天冬酶-3的活性,表明,隱丹參酮可通過抑制腦血管內(nèi)皮細(xì)胞中的Aβ聚集發(fā)揮抗血管性癡呆的作用。

6 結(jié)語

血管性癡呆給全人類健康造成極大影響,盡早預(yù)防及控制病情發(fā)展,對改善患者預(yù)后具有重要臨床意義[34]。近年來中醫(yī)藥在血管性癡呆的防治中取得了良好的效果,丹參及其活性成分對血管性癡呆的防治效果已獲得多篇報道證實,可為丹參的臨床運(yùn)用提供了循證支持。但也存在多項不足:(1)丹參的活性成分復(fù)雜,其單體防治血管性癡呆的作用機(jī)制存在一定的差異;(2)丹參活性成分的生物利用度、藥代特征尚不明確;(3)關(guān)于丹參活性成分防治血管性癡呆的報道多為基礎(chǔ)實驗研究,對人體血管性癡呆的療效尚未明確;(4)臨床尚缺乏丹參用于血管性癡呆適應(yīng)癥的新藥,對制藥工藝也存在一定的考研;(5)丹參活性成分的藥物安全性尚未可知。以上幾點不足為今后的科研工作提供了參考。