高伶儷 徐 冰 李 濤 王 潁 王 莎
(1.陜西中醫(yī)藥大學第一臨床醫(yī)學院,陜西咸陽 712046;2.陜西中醫(yī)藥大學附屬醫(yī)院,陜西咸陽 712000)
關鍵字 鉤藤;帕金森?。谎趸瘧?;細胞凋亡;綜述
帕金森?。≒arkinson’s disease,PD)是以靜止性震顫、運動遲緩、肌張力增高及姿勢平衡障礙等為主要癥狀的神經(jīng)系統(tǒng)變性疾病,好發(fā)于中老年人[1]。學者普遍認為,PD的病理特征為黑質(zhì)多巴胺(DA)能神經(jīng)元進行性退變和路易小體的形成[2],但其發(fā)生機制較為復雜,與氧化應激、細胞凋亡、神經(jīng)炎癥、線粒體功能障礙、神經(jīng)遞質(zhì)紊亂等因素有關[3]。隨著全球人口老齡化加劇和平均壽命的延長,PD將會給社會發(fā)展帶來巨大負擔。目前臨床主要應用左旋多巴、多巴胺激動劑和單胺氧化酶B抑制劑等藥物以緩解PD癥狀,但其副作用多且對中晚期PD療效難以達到預期。因此,尋求對PD具有確切療效的治療藥物和臨床方案成為現(xiàn)今研究的重點和難點。
PD可歸屬于中醫(yī)學“顫證”范疇,病機責之于肝風內(nèi)動、筋脈失養(yǎng),病位在筋脈,與肝、脾、腎密切相關[4]。鉤藤味甘性涼,入肝、心包經(jīng),有息風定驚,清熱平肝之效,李時珍[5]言:“鉤藤通心包于肝木,風靜火息,則諸證自除”,《本草新編》[6]亦有“治寒熱驚癇,手足瘛疭,胎風客忤,口眼抽搐”之說?,F(xiàn)代醫(yī)家將鉤藤用于治療肝風內(nèi)動、驚癇抽搐、高熱驚厥、感冒夾驚、小兒驚啼、妊娠子癇、頭痛、眩暈等病癥[7]。現(xiàn)代藥理研究表明,鉤藤的主要成分包括生物堿類、三萜類、黃酮類等活性成分,其中生物堿類物質(zhì)(吲哚類),特別是鉤藤堿和異鉤藤是鉤藤發(fā)揮作用的主要藥理物質(zhì)基礎[8]。越來越多研究表明,鉤藤的有效成分能夠通過多靶點、多機制防治PD,現(xiàn)將近年來鉤藤有效成分防治PD的藥理機制研究綜述如下。
PD的病理特征是黑質(zhì)紋狀體內(nèi)DA能神經(jīng)元的丟失,而紋狀體DA能神經(jīng)元的主要作用是控制運動,該神經(jīng)元的丟失會引起腦橋腳核和楔形核的輸出異常,最終導致平衡和步態(tài)障礙[9],其中氧化應激在DA的喪失中起著重要作用。DA被代謝時會產(chǎn)生過氧化氫,若過氧化氫不能及時被谷胱甘肽(GSH)、超氧化物歧化酶(SOD)等活性酶清除,就會生成大量的活性氧(ROS),而ROS會引發(fā)過氧化從而導致脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和DNA的損傷,同時誘導丙二醛(MDA)、乳酸脫氫酶(LDH)等過氧化產(chǎn)物的增長,一系列毒聯(lián)反應最終造成DA能神經(jīng)元變性死亡[10]。因此,腦內(nèi)SOD、MDA、LDH水平均能反映過氧化程度,間接反映神經(jīng)元細胞損傷程度。
王向明等[11]運用鉤藤堿干預PD模型大鼠30 d后,通過測定大鼠腦內(nèi)SOD、DA、MDA水平并與未進行干預的模型組大鼠比較發(fā)現(xiàn),鉤藤堿干預后的PD模型大鼠腦內(nèi)DA、SOD水平明顯高于模型組大鼠(P<0.05),而MDA水平明顯低于模型組(P<0.05),表明鉤藤堿可通過調(diào)節(jié)腦內(nèi)SOD、DA、MDA水平以減少氧化應激導致的神經(jīng)元細胞損傷。星形膠質(zhì)細胞主要為神經(jīng)元提供營養(yǎng)、支持及調(diào)節(jié)突觸活性,鉤藤堿可顯著抑制1-甲基-4-苯基吡啶離子(MPP+)誘導的人星形膠質(zhì)細胞PC12細胞中LDH、ROS水平(P<0.05),發(fā)揮抗氧化作用,間接起到保護神經(jīng)元的作用;同時,鉤藤堿通過激活磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B(PI3K/Akt)途徑保護PC12線粒體功能,間接降低神經(jīng)元細胞損傷[12]。鄭梅竹等[13]通過對1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氫吡啶(MPTP)誘導的PD模型小鼠鉤藤提取物(鉤藤堿和異鉤藤堿)經(jīng)口灌胃給藥2周后發(fā)現(xiàn),小鼠腦內(nèi)SOD和GSH-Px水平較2周前顯著升高(P<0.05),MDA含量則明顯降低(P<0.01),在增加自發(fā)站立次數(shù)、縮短爬桿時間等方面均明顯優(yōu)于未干預的模型組,表明鉤藤提取物具有神經(jīng)保護作用,其機制與其抑制氧化應激有關。另有研究證實,鉤藤水提取物可通過下調(diào)LDH和亞硝酸鹽水平以阻斷6-羥基多巴胺(6-OHDA)誘導的PD模型大鼠紋狀體DA轉換,從而發(fā)揮抗氧化作用[14]。
血紅素加氧酶-1(HO-1)和醌氧化還原酶1(NQO1)是細胞內(nèi)重要的抗氧化酶,不僅能促進抗氧化作用,還能清除腦內(nèi)ROS,且NQO1參與神經(jīng)元的生長、分化和調(diào)節(jié)細胞能量代謝[15]。李旭等[16]研究發(fā)現(xiàn),天麻素聯(lián)合異鉤藤堿能顯著上調(diào)MPP+誘導的PC12細胞中HO-1、NQO1蛋白表達(P<0.05)、降低脂質(zhì)過氧化物(LPO)含量(P<0.05)以減少氧自由基產(chǎn)生,進而減少氧化應激反應。槲皮素是從鉤藤中分離出的黃酮類化合物,研究發(fā)現(xiàn),槲皮素通過激活6-OHDA誘導的神經(jīng)母細胞瘤細胞(SHSY5Y)中核紅系2 相關因子2(NRF2)以上調(diào)HO-1表達,從而改善神經(jīng)元細胞活性,并減輕ROS介導的氧化應激反應[17]。
細胞凋亡是PD黑質(zhì)DA能神經(jīng)元細胞死亡的主要方式,這種受調(diào)控、程序化的細胞死亡形式由外、內(nèi)兩種途徑介導,內(nèi)在凋亡途徑主要由線粒體介導[18]。其中肌細胞增強因子2D(MEF2D)與PD的發(fā)病密切相關,其通過調(diào)節(jié)線粒體核基因表達維持DA的存活[19]。HU S Q等[20]研究發(fā)現(xiàn),鉤藤堿可明顯增強MPP+誘導的PC12細胞中MEF2D的活性,且能通過激活PI3K/Akt信號通路降低MEF2D抑制劑GSK3β蛋白的表達,從而發(fā)揮神經(jīng)保護作用。
細胞凋亡受到B細胞淋巴瘤-2(Bcl-2)、Bcl-2相關X蛋白(Bax)、細胞周期素D1、半胱氨酸蛋白酶(caspase)-3等多種凋亡相關因子的影響,目前公認Bcl-2和Bax的比例是判斷細胞凋亡程度的關鍵因素[21]。PI3K/Akt是細胞內(nèi)參與細胞分化和凋亡的重要信號轉導通路,而caspase-3是介導細胞凋亡程序中最重要的一環(huán)[22]。LAN Y L等[23]實驗研究表明,鉤藤乙醇提取物能通過調(diào)節(jié)MPP+誘導的SH-SY5Y細胞中絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)和PI3K/AKT信號通路,增加Bcl-2、細胞周期素D1、磷酸化細胞外調(diào)節(jié)激酶(p-ERK)表達(P<0.05),降低caspase-3、Bax、磷酸化c-Jun氨基端蛋白激酶(p-JNK)、微管相關蛋白輕鏈3Ⅱ(LC3-Ⅱ)的表達(P<0.05),從而減少神經(jīng)元細胞凋亡,發(fā)揮神經(jīng)保護作用。另有研究發(fā)現(xiàn),鉤藤有效成分山柰酚能有效降低SH-SY5Y細胞中Bax、B細胞淋巴瘤-2基因相關啟動子(BAD)和重組人BH3結構域凋亡誘導蛋白(BID)表達(P<0.05),且能增加Bcl-2表達(P<0.05),并能抑制caspase-3和caspase-9活性以減少神經(jīng)元細胞凋亡[24]。張學等[25]動物研究發(fā)現(xiàn),異鉤藤堿能明顯升高PD模型小鼠海馬神經(jīng)細胞中Bcl-2蛋白表達(P<0.05),降低Bax、caspase-3、p-JNK蛋白表達(P<0.05),發(fā)揮神經(jīng)保護作用。
PD的發(fā)生與含有路易體的α-突觸核蛋白(α-Syn)的存在密切相關,α-Syn的突變或過度表達介導了突觸、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體和線粒體等多種細胞毒性機制,導致神經(jīng)元細胞死亡[26]。自噬-溶酶體途徑是降解神經(jīng)元細胞內(nèi)α-Syn的主要方式,可通過降低α-Syn水平以挽救PD神經(jīng)退行性病變[27]。細胞質(zhì)組分的降解主要通過小自噬、大自噬和分子伴侶介導的自噬(CMA)三個自噬途徑實現(xiàn)[28],其中高遷移率族蛋白B1(HMGB1)是一種伴侶樣分子,參與CMA途徑介導的自噬。磷脂酰肌醇3-激酶Ⅲ(PI3KC3)是標志著自噬體形成和成熟的關鍵信號復合物,對促進自噬體和溶酶體之間的融合及自噬體激活有重要作用[29]。ZHU Q等[30]研究證實,從鉤藤中提取物的天然堿——柯諾辛堿B可直接與HMGB1/2結合以激活PI3KC3活性,進而調(diào)節(jié)自噬以降解α-Syn過表達的果蠅和嚙齒動物PD模型中α-Syn的水平,發(fā)揮神經(jīng)保護作用。另有研究表明,柯諾辛堿B亦可恢復HMGB1的缺陷胞漿易位,通過提高突觸核蛋白(SNCA)過表達細胞中LC3-Ⅱ和芐氯素1(BECN1)重組蛋白水平以恢復SNCA引起的缺陷自噬,進而發(fā)揮神經(jīng)保護作用[31]。
雷帕霉素靶蛋白(mTOR)作為調(diào)節(jié)細胞生長、自噬和凋亡的重要級聯(lián)蛋白,在PD的發(fā)生發(fā)展中具有重要作用[32]。研究表明,柯諾辛堿和柯諾辛堿B可在不同的神經(jīng)元細胞系(N2a、SH-SY5Y、PC12)中誘導自噬,并促進α-Syn的清除,其中柯諾辛堿B是以重組人自噬效應蛋白(Beclin)-1依賴性方式誘導自噬,而柯諾辛堿主要通過Akt/mTOR途徑誘導自噬[33]。劉展等[34]研究證實,山柰酚通過抑制MPTP誘導的PD模型小鼠神經(jīng)元細胞中mTOR信號通路磷酸化,上調(diào)腦黑質(zhì)Beclin-1、LC3蛋白水平(P<0.05)、下調(diào)p62、caspase-3蛋白水平(P<0.05)以激活自噬水平,從而加速降解小鼠黑質(zhì)神經(jīng)元細胞中沉積的α-Syn,發(fā)揮神經(jīng)保護作用。
小膠質(zhì)細胞是腦內(nèi)重要的免疫細胞,其介導的炎癥反應是PD疾病發(fā)生發(fā)展過程中重要的影響因素[35]。腦內(nèi)小膠質(zhì)細胞在MPTP、α-Syn異常聚集等病理作用下被激活且迅速增殖,通過釋放腫瘤壞死因子(TNF)-α、白細胞介素(IL)-1β、IL-6 等一系列炎癥因子,引發(fā)神經(jīng)元細胞損傷或死亡,而損傷的神經(jīng)元細胞及炎癥因子又反作用于小膠質(zhì)細胞釋放更多炎癥因子,形成惡性循環(huán)[36]。有研究指出,抑制小膠質(zhì)細胞介導的炎癥反應能有效降低神經(jīng)元細胞損傷,可作為PD的治療的重要靶向[37]。盧芳等[38]實驗研究發(fā)現(xiàn),經(jīng)鉤藤提取物干預后的MPTP誘導的PD模型小鼠腦組織中IL-1β及IL-6 水平明顯降低(P<0.05),表明其通過抑制腦內(nèi)炎癥因子,降低炎癥反應以減少神經(jīng)元細胞損傷。張婷等[39]研究發(fā)現(xiàn),鉤藤堿可顯著降低經(jīng)脂多糖(LPS)誘導的神經(jīng)元細胞及神經(jīng)膠質(zhì)細胞內(nèi)TNF-α、IL-1β水平(P<0.05),發(fā)揮抗炎和神經(jīng)保護作用。NF-κB亦是調(diào)控神經(jīng)元細胞內(nèi)炎癥反應的重要通路,研究發(fā)現(xiàn),山柰酚可通過抑制p38 MAPK/NF-κB通路以減輕6-OHDA誘導的PC12細胞炎癥損傷,發(fā)揮神經(jīng)保護作用[40]。
綜上所述,鉤藤有效成分能通過抗氧化應激、減少神經(jīng)元細胞凋亡、調(diào)節(jié)自噬、抗神經(jīng)炎癥等方式發(fā)揮神經(jīng)保護作用,進而改善PD臨床癥狀。筆者通過整理歸納發(fā)現(xiàn),目前關于鉤藤有效成分防治PD的藥理機制研究主要集中在動物實驗,缺乏足夠的臨床驗證,且鉤藤有效成分藥理作用和不同劑型對其活性成分的影響等研究有待深入,同時其藥理機制中涉及的信號通路和調(diào)控分子較多且復雜,其關鍵的調(diào)控靶點亦不明確。此外,鉤藤被廣泛應用于中藥復方中,如何分析鉤藤在中藥復方中的藥理作用及與組方方藥間的相互作用機制亦值得我們思考和研究。