三七總皂苷治療腦卒中機制的研究進展

【關鍵詞】 三七總皂苷；腦卒中；作用機制

文章編號：1003-1383(2008)04-0478-03中圖分類號：R 743.3文獻標識碼：A

腦卒中是導致人類死亡三大疾病之一，嚴重威脅人類健康，發病率高，致殘嚴重。腦卒中后腦損傷涉及多種機制，某些中藥因具有多治療靶點而日益受到人們的關注。三七總皂苷（panax notoginseng saponins，PNS）是從著名中藥三七中提純的主要藥理活性成分，近年來在腦卒中的研究和治療方面取得令人鼓舞的成果。本文就三七總皂苷治療腦卒中機制的研究進展做一綜述，旨在為臨床三七總皂苷治療腦卒中提供依據。

1.保護血腦屏障，減輕腦水腫

腦卒中后腦水腫（brain edema）是導致繼發性腦損傷的主要因素，水腫形成后，壓迫微循環，使血腫周圍組織缺血，同時導致顱內壓增高，誘發其他腦區或全腦的供血不足，其致命的后果是腦疝形成危及生命。腦水腫根據血腦屏障(BBB)是否受到損傷可分為血管源性腦水腫、細胞毒性腦水腫和混合性腦水腫。劉建輝等［1］采用四血管阻斷(4VO)完全性大鼠腦缺血模型，腹腔注射三七總皂甙治療，伊文氏藍含量測定蛋白滲出以推測BBB的損害程度，干濕重法測定腦組織含水量，結果發現用PNS治療的各組動物伊文氏藍含量，腦組織含水量均明顯減少，提示PNS改善血腦屏障通透性，減輕腦水腫。腦水腫主要的病理生理機制涉及炎性反應，補體激活，自由基損傷等多個環節。韓金安等［2］利用兔腦損傷的模型研究發現，三七總皂苷可通過減少腦損傷后自由基的產生，提高自由基的清除能力，減輕腦水腫的程度。水通道蛋白（aquaporins，AQP）是近年來發現的在水分子的跨膜流動方面起著關鍵性作用的一種細胞膜通道蛋白，水通道蛋白4（aquaporins4，AQP4）在成熟大腦中含量最高，對腦組織水的轉運和平衡調節發揮重要作用，參與腦卒中腦水腫的形成［3，4］。AQP4的發現使得人們能夠直接從分子機制上研究腦卒中后腦水腫的影響因素成為可能。蒙蘭青等［5］在大鼠腦出血模型上研究發現，PNS可明顯減輕腦出血后腦水腫，其機制與抑制AQP4表達有關。此外，作為傳統的活血化瘀中藥，PNS具有良好的改善微循環作用，能夠促進血腫吸收，抑制腦水腫的發生、發展，并可顯著縮短水腫帶的消失時間［6］。

2.抑制細胞內鈣超載，保護神經元

腦缺血引起中樞神經系統興奮性氨基酸（EAA）如谷氨酸（Glu）大量釋放、重攝取受阻和突觸后膜EAA受體過度激活，導致神經元損傷。興奮毒性學說認為，腦缺血缺氧使能量代謝障礙，直接抑制質膜上Na+K+酶活性，使細胞外K+濃度顯著增高，神經元去極化，促使Glu大量釋放，過度激活EAA受體，突觸后神經元過度興奮、潰變和壞死［7］。EAAs受體中N甲基D天門冬氨酸(NMDA)受體是介導神經毒性作用的主要受體，而由NMDA受體介導的Glu神經興奮毒性作用則在缺血性腦損傷的眾多環節中起著關鍵作用［8］。司銀楚等［9］研究表明，PNS能抑制NMDA受體中的NR2A和NR2B的表達，挽救受損神經元。另外，由DLα氨基3羥基5甲基4異惡唑丙酸（AMPA）受體在介導興奮性毒性損傷中也起著重要作用，AMPA受體過度激活促進Na+內流和K+外流，Cl-在靜電勢能驅動下進入細胞，造成胞內外電解質紊亂，水大量內流，形成滲透性損傷，引起損傷早期神經細胞急性腫脹壞死，內流的Na+引起胞膜持續去極化，啟動電壓依賴性Ca2+通道(VDCC)開放，導致大量Ca2+內流，造成胞內Ca2+超載［10］。Tanaka等［11］研究證實，AMPA受體Ca2+通透性由其亞基GluR2控制，GluR2比例越高，AMPA受體Ca2+通透性越小。在另外研究中，司銀楚等［12］發現PNS對GluR2陽性表達有增強作用，通過抑制Ca2+內流發揮對受損神經元的保護作用。

3.減輕炎癥反應，抗自由基作用

業已證實，炎癥反應是腦卒中后的主要病理變化之一。腦卒中可引起炎性細胞反應，多形核中性細胞黏附于內皮細胞，使血腦屏障破壞、血管滲出、組織水腫壞死。巨噬細胞、T細胞、星形細胞和小膠質細胞產生炎性細胞因子（proinflammatory cytokines），與靶細胞特異性受體結合，誘導白細胞黏附于內皮細胞，表達CD11、CD18黏附分子，內皮細胞表達細胞間黏附分子ICAM1。ICAM1是Rothelein等在1986年發現的一種淋巴細胞功能相關抗原1（Lymphocyte assoiated antigen1，LFA1）的配體。ICAM1表達上調，促使中性粒細胞進入缺血區腦組織，引起炎癥反應，導致腦水腫和組織壞死［13］。國外研究報道，局灶性腦缺血再灌注損傷后缺血區ICAM1表達增加，抗ICAM1抗體能減輕局灶性腦缺血再灌注后缺血區細胞損害［14］。何蔚利用大鼠局灶性腦缺血再灌注模型研究發現，三七總皂苷可抑制大鼠局灶性腦缺血再灌注后ICAM1表達和中性粒細胞浸潤，減輕腦梗死區炎癥反應［15］。同樣，臨床實驗亦表明，PNS對急性腦梗死患者血清中異常升高的sICAM1有明顯降低作用［16］。炎性細胞因子、腫瘤壞死因子α（TNF-α）可使內皮細胞表達血小板活化因子，釋放IL1和VIII因子，增加血腦屏障通透性，加重腦缺血損害［17］。臨床研究表明，PNS可抑制IL6、TNF-α表達，減輕腦梗死后的炎癥反應，促進功能恢復［18］。

急性腦缺血時Ca2+大量內流激活蛋白激酶，使黃嘌呤脫氫酶轉化為黃嘌呤氧化酶，黃嘌呤氧化酶進一步催化黃嘌呤氧化為黃嘌呤，同時產生O²-；Ca2+內流激活磷脂酶A，造成血管內皮細胞和腦細胞膜磷脂降解，花生四稀酸（AA）產生增加和代謝產生自由基。自由基兩個重要聯系的特征是化學活性強及發生連鎖反應，可迅速攻擊生物膜脂類、糖、蛋白質和細胞內核酸，使脂質和糖發生過氧化反應，蛋白質變性，酶失活，DNA多核苷酸主鏈斷裂，堿基發生修飾，神經細胞損傷死亡等。體內超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）等可清除正常體內產生的自由基。PNS能升高SOD活性，清除黃嘌呤酶氧化黃嘌呤產生的氧自由基［19］。三七總皂苷抗自由基損傷的可能機制有：①PNS可通過AP2位點激活SOD基因，使SOD生成增加；②降低XOD的活性，減少O²－生成；③直接清除O²-；④提高機體的耐缺氧能力，保護膜系統和線粒體功能，提高溶酶體膜穩定性；阻滯花生四烯酸的降解，從而阻斷膜脂質降解的級聯反應［2］。

4.干預細胞凋亡，促神經再生

腦卒中后出現神經細胞損傷，一般認為：壞死與凋亡是受損神經細胞死亡的兩大主要機制，當損傷達到一定程度時引起細胞壞死，而低程度的損傷則導致細胞凋亡。凋亡又稱程序性細胞死亡，是一個主動的程序化的固定過程。調亡進程可分為3個時相：誘導期、效應期和降解期。在誘導期，細胞接受各種信號從而引發各種不同的效應；進入效應期后，經過一些決定細胞命運(存活／死亡)的分子調控點，細胞進入不可逆的程序化死亡，這些調控分子包括一系列原癌基因和抑制癌基因的產生，其中Bcl2家族起著決定性的作用。Bcl2通過細胞催化抗氧化作用、抑制鈣離子跨膜流動、離子通道蛋白和吸附／錨定蛋白、與Bax形成異源二聚體、抑制caspase3的活化等阻斷細胞凋亡。顧萍等［20］通過大鼠腦出血模型研究發現，三七總皂甙治療組1 d、3 d、5 d各時間點末端脫氧核苷酸轉移酶介導的脫氧三磷酸尿苷缺口末端標記法（TUNEI）顯著降低、Bcl2陽性細胞數顯著增高，與模型組比較有顯著差異，結果提示，三七總皂甙注射液通過增強Bcl2的表達，延長神經細胞的壽命從而抑制細胞凋亡，降低腦組織的損傷程度。在大鼠局灶性腦缺血再灌注模型的實驗中，李花等［21］觀察到PNS能明顯抑制缺血后腦組織中降低凋亡關鍵性蛋白酶Caspase23的表達與活化，減少再灌注期神經元凋亡的發生。即早基因中cfos和ciun基因是兩種重要的轉錄調節因子，在神經元凋亡中扮演著重要的角色，不僅與DNA損傷及修復有關，且參與細胞周期的調控，誘導神經元凋亡。王東吉等［22］利用三七皂甙單體Rb1做實驗，發現皮質、海馬cfos和ciun蛋白表達明顯受抑制。

20世紀80年代，成年哺乳動物中樞神經系統(CNS)損傷后不能再生和恢復的理論受到挑戰。這種概念上的突破主要基于兩方面的實驗事實：①把外周神經節段移植進脊髓，觀察到損傷的脊髓神經纖維能夠長距離地延伸。這一發現清楚地顯示成年哺乳動物的脊髓神經元仍然保持著再生的能力，從根本上改變了人們對整個神經再生領域的認識；②人們注意到CNS內的微環境對受損神經的存活和再生至關重要［23］。許多研究已證實，缺血性腦損傷后出現神經再生。神經再生調控機制有多種，腦室內注射腦源性神經營養因子(brainberived neurotrophic factor，BNDF)或促使腦室區BNDF基因的表達，增加成年鼠一些腦區(RMS、嗅球、紋狀體、丘腦和下丘腦)新生神經元的生成［24，25］，提示BNDF可以促進神經再生。閆俊嶺［26］在線栓法制備的大腦中動脈腦缺血再灌注損傷模型上研究發現，在腦缺血再灌注后，相同的時間段上(1 d、3 d、5 d時)與不同組相比，三七皂苷Rg1均能增加海馬區的BDNFmRNA含量及BDNFmRNA陽性神經元的數量。

綜上所述，三七總皂苷通過干預腦卒中多個病理過程達到治療作用，提示三七總皂苷具有多治療靶點。但目前的研究主要集中在動物研究，且多中心大樣本研究不多。下一步需要多中心大樣本展開對三七總皂苷的臨床研究，以便在臨床上推廣。

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(收稿日期：2008-04-11 修回日期：2008-07-30）

(編輯：潘明志)