中藥治療肌萎縮側索硬化癥的研究進展

劉永新　管英俊　陳燕春　接琳琳

(濰坊醫學院組織學與胚胎學教研室，山東　濰坊　261053)

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中藥治療肌萎縮側索硬化癥的研究進展

劉永新管英俊陳燕春接琳琳

(濰坊醫學院組織學與胚胎學教研室，山東濰坊261053)

中藥；ALS

肌萎縮側索硬化癥(ALS)是一種以神經元進行性變性和死亡為主要特征的神經退行性疾病〔1〕。臨床癥狀包括上/下運動神經元退行性障礙和肌肉纖維組織失神經支配，導致神經元死亡，進行性肌麻痹，肌肉萎縮，隨意肌無力，最終因呼吸衰竭而死亡〔2～4〕。中草藥能抗氧化應激、興奮性氨基酸毒性、神經炎癥和鈣的細胞毒性，在治療ALS方面具有較大的潛力。本文綜述了近年來中藥治療ALS的研究進展。

1　氧化應激

研究發現，家族性ALS患者銅/鋅超氧化歧化酶(SOD1)基因發生了突變，過量的活性氧(ROS)最終可導致神經元死亡〔5〕。羥基積雪草苷(madecassoside)為積雪草提取物，可以保護運動神經元，降低丙二醛(MDA)含量，同時谷胱甘肽(GSH)水平和腦源性神經營養因子(BNDF)蛋白表達顯著升高，增強抗氧化性〔6,7〕。從中草藥川芎提取的川芎內酯Ⅰ，可明顯誘導ERK1/2磷酸化，有助于氧化應激和神經毒性損傷下Nrf2的活化，Nrf2是內源性調節神經元抗氧化應激的重要防御反應，表明川芎內酯具有抗氧化應激能力〔8,9〕。大蒜素(DATS)是大蒜油主要成分，已被證明為Ⅱ期酶誘導物，可以改善氧化應激，保留抗氧化酶活性并具有保護ALS神經元的作用〔10〕。當給予臨床發作階段的SOD1-G93A小鼠口服DATS治療時，可以誘導HO-1在ALS轉基因小鼠腰椎脊髓的表達，而HO-1的活性直接影響到氧化損傷的能力，結果顯示口服DATS可顯著延長小鼠壽命〔11〕。Wang等〔12〕研究指出，蓽茇生物堿(Piper longum alkaloids)具有抗感染和抗氧化的作用，檢測生物堿預處理組大鼠，ROS生成明顯減少，從而起到神經保護作用。胡黃連苷-Ⅱ(Picroside Ⅱ)，是從中藥胡黃連中提取的活性成分，體內實驗可以顯著提高小鼠腦中SOD1的活性；而胡黃連苷-Ⅱ預處理PC12細胞發現，細胞存活能力提高，谷氨酸誘導的細胞內ROS水平降低〔13〕。由此可知，胡黃連苷-Ⅱ在防止氧化應激造成神經損傷有治療潛力〔13〕。過多ROS可引起ALS發病和發展，目前認為治療ALS最有可能的機制是清除ROS，增強抗氧化酶活性的能力。

2　興奮性氨基酸毒性

作為中樞神經系統中興奮性神經遞質，谷氨酸介導了突觸傳遞。神經元的生長、成熟和突觸可塑性也需要谷氨酸〔14〕。而谷氨酸過量釋放會觸發神經元的死亡，運轉錯誤可促使谷氨酸在突觸間隙或細胞外液的積累，最終導致神經毒性。天南星科植物石菖蒲的提取物β-細辛醚是誘導復蘇的基礎物質。β-細辛醚通封閉N-甲基-D-天門冬氨酸(NMDA)受體功能，抑制NMDA或谷氨酸鹽誘導興奮性毒性，發揮神經保護作用〔15〕。Hemendinger等〔16〕發現，石杉堿甲(Huperzine A)能保護運動神經細胞系(即NSC34細胞系)，具有對抗毒素誘導細胞死亡的能力。通過添加過氧化氫(H2O2)、羰基氰化物間氯苯腙或者L-(-)-蘇-3-羥基天冬氨酸誘導神經元死亡，發現石杉堿甲可以保護運動神經元，并且可以作為治療ALS患者的一種輔助療法〔16〕。據報道，梓醇(Catalpol)作為地黃提取物對神經系統疾病具有神經保護作用，認為與谷氨酸興奮毒性作用有關〔17，18〕。Zhang等〔18〕實驗發現，梓醇能降低GSH水平，降低SOD水平，降低GSH過氧化物酶的活性，從而起到保護作用。大量實驗結果表明，隱丹參酮能夠抗谷氨酸誘導細胞毒性，保護神經元，對于控制ALS疾病發病有潛在的應用價值。PI3K/Akt信號途徑在抗谷氨酸誘導毒性的細胞存活中起至關重要的作用〔19〕。隱丹參酮介導的神經保護的機制，是通過激活PI3K/Akt信號通路以及阻止抗凋亡相關蛋白家族中Bcl-2的下調，從而發揮抗谷氨酸誘導的毒性。另外，Mahesh還發現隱丹參酮能夠抑制鈉硝普鈉(SNP)引起的神經細胞凋亡，起到神經保護作用〔20〕。此外，還有許多中藥可以抑制氨基酸毒性，從而保護神經元，如刺五加提取物，能增加血紅素加氧酶(HO)-1的表達，從而減少LPS誘導的NO/ROS的產生，而HO-1的表達可以保護細胞抑制谷氨酸誘導的神經元死亡〔21〕。Li等〔22〕還提出姜黃素通過下調腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)，抑制內質網應激相關基因TXNIP/NLRP3炎性體的激活，從而減弱谷氨酸誘導的神經毒性，保護神經細胞。對于中藥抑制谷氨酸毒性研究，可以為谷氨酸毒性引起的ALS治療提供一個新的思路。

3　神經炎癥

ALS的發生與中樞神經系統炎癥反應有著重要的關系。研究表明，ALS與小膠質細胞有關，抑制小膠質細胞的活化和抑制炎癥能夠減輕ALS的發生發展〔23〕。小膠質細胞在中樞神經系統中有雙重作用：一方面，生理情況下它是中樞神經系統最主要免疫防線；另一方面，病理下激活的小膠質細胞能分泌促炎介質的表達，誘導促炎細胞因子，如腫瘤壞死因子(TNF)，一氧化氮合酶(NOS)或白細胞介素(IL)等有神經毒性的物質，參與ALS的發病。報道發現，雷公藤的提取物雷公藤紅素可抑制自身免疫，具有抗炎效果〔24〕。將雷公藤紅素用于治療G93A轉基因鼠，結果顯示G93A小鼠脊髓腰段TNF-α和iNOS表達下降，CD40免疫反應性和膠質纖維酸性蛋白受抑制，表明雷公藤紅素可以延遲疾病發作，明顯改善運動功能〔25〕。Jung等〔26〕研究發現，雷公藤紅素還可通過抑制脂多糖活化的有絲分裂原活化蛋白酶、ERK1/2和核因子kB的磷酸化，誘導衰減NO和促炎細胞因子的產生。與雷公藤類似的藤類藥物-鉤藤，其有效提取物異鉤藤堿也有類似抗炎作用。Xian等〔27〕研究表明,給予大鼠異鉤藤堿治療，通過下調的Bcl-2/Bax蛋白和mRNA比值水平，減弱β淀粉樣蛋白(Aβ)25～35誘導的神經元細胞凋亡。同時，異鉤藤堿能抑制GSK-3β的活性，活化PI3K/Akt的信號傳導途徑，從而起到神經保護的作用〔28〕。此外，Zhou等〔28〕還發現，異鉤藤堿通過調節鈣離子通道，減弱Aβ25～35誘導的神經毒性，保護神經元和神經膠質細胞。由此可見，異鉤藤堿可作為潛在的治療ALS的神經保護藥物。蜂毒素作為中國傳統醫藥，已經被證明有抗炎的作用。用蜂毒肽注射ALS轉基因小鼠，結果發現在脊髓和腦干中小膠質細胞數量減少,磷酸化P38表達降低，運動功能明顯改善，神經元死亡減少，因而認為蜂毒肽可以抑制神經炎癥，可作為抗炎藥物用于治療ALS〔29〕。羥基積雪草甙不僅具有抗氧化功能，還能通過PI3K信號通路，防止Aβ誘導的自噬和炎癥反應，從而保護神經元〔6〕。

4　鈣的細胞毒性

當電壓-門控鈣通道打開，鈣離子內流導致興奮性氨基酸-谷氨酸大量釋放，大量鈣離子通過NMDA/AMPA受體、代謝性谷氨酸受體和電壓依賴性鈣通道大量進入細胞內，激活蛋白酶、脂酶、各種激酶、核酸酶和NOS，自由基的形成和NO合成加劇了神經元的損害。由于激活細胞凋亡基因導致細胞程序性死亡。因此，目前認為神經保護藥物主要通過阻止鈣內流，調節興奮性氨基酸的興奮毒性，調節微血管炎癥反應等途徑發揮作用。Mao等〔30〕實驗發現，用芍藥苷預處理的PC12細胞可以扭轉由興奮性谷氨酸引起的細胞內鈣水平上升和降低細胞凋亡比率，從而對細胞起到保護作用。研究發現，中藥川芎的另一種提取物川芎嗪，可通過降低細胞內鈣水平，抑制神經細胞谷氨酸的釋放，從而保護神經細胞〔31〕。為了證實川芎嗪的保護作用，Callewaere等〔32〕先用基質細胞衍生因子(SDF)-1刺激神經細胞，SDF-1能增加細胞內鈣離子水平調節電子流，然后分別給予川芎嗪處理，發現施加川芎嗪組SDF-1誘導鈣離子水平明顯降低，表明川芎嗪可降低鈣離子水平，保護神經細胞，可作為抵抗鈣細胞毒性的神經保護藥物〔33〕。

5　結語與展望

由于ALS發病機理尚不清楚，其治療只是對癥治療，目前仍然沒有完全有效的治愈方法。近年來，越來越多的研究人員開始關注中藥治療ALS，開始尋找新的活性提取物用于ALS的治療，為ALS的治療帶來了希望。目前，關于中草藥治療ALS的報道還很少見。因此，需要更加深入研究中草藥對ALS的治療作用，確定其主要成分在ALS中的作用機制，為ALS藥物治療提供了更廣闊的應用前景。

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〔2016-01-21修回〕

(編輯李相軍)

10.3969/j.issn.1005-9202.2016.14.116

國家自然科學基金(81271413;81401066)；山東省科技發展計劃項目(2012GSF11827)；山東省自然科學基金(ZR2012HQ021)

管英俊(1965-)，女，博士，教授，博士生導師，主要從事神經退行性疾病變再生修復研究。

劉永新(1988-)，女，在讀碩士，主要從事神經退變性疾病的研究。

R329.1

A

1005-9202(2016)14-3597-03；