黃芪皂苷對多發性硬化作用的研究進展

楊春彥，李艷花，辛延樂，尉杰忠，郭尚德，肖保國,3，馬存根*

（1.山西中醫學院“2011”協同創新中心∕神經生物學研究中心，山西太原030619；2.山西大同大學腦科學研究所，山西大同037009；3.復旦大學華山醫院神經病學研究所，上海200025）

黃芪皂苷對多發性硬化作用的研究進展

楊春彥1,2，李艷花2，辛延樂2，尉杰忠2，郭尚德2，肖保國2,3，馬存根1,2*

（1.山西中醫學院“2011”協同創新中心∕神經生物學研究中心，山西太原030619；2.山西大同大學腦科學研究所，山西大同037009；3.復旦大學華山醫院神經病學研究所，上海200025）

多發性硬化是中樞神經系統常見的多發于青壯年人的慢性炎性自身免疫性疾病，其病理表現主要為炎性細胞浸潤、髓鞘脫失和軸突變性，目前仍缺乏特異性和有效性的治療。黃芪為歷代中醫常用補藥，其主要藥理活性物質有皂苷、黃酮以及多糖等,黃芪皂苷為其主要成分之一。近年來研究發現,黃芪皂苷具有十分廣泛的藥理活性。黃芪皂苷可從抗炎抑炎、免疫調節、抗氧化和神經保護等多重途徑對多發性硬化進行干預。

黃芪皂苷；多發性硬化；實驗性自身免疫性腦脊髓炎

多發性硬化(multiple sclerosis，MS)是中樞神經系統(central nervous system，CNS)常見的慢性炎性脫髓鞘疾病，實驗性自身免疫性腦脊髓炎(experimental autoimmune encephalomyelitis，EAE)則是研究MS的通用動物模型。MS在世界范圍內 的發病率不斷上升，我國的相關病例報道也日趨增多。雖然治療MS的方法不斷進步，療效不斷提升，但是MS至今無法完全治愈[1]。

黃芪是我國經典傳統補益中藥，始載于《神農本草經》，具有補氣健脾、升陽舉陷、益氣固表、利尿消腫、托毒生肌之效，有“補藥之長”之稱。黃芪的有效成分包含有皂苷、黃酮以及多糖等,黃芪皂苷是黃芪主要活性成分之一[2]。黃芪皂苷具有廣泛的生物活性，強心、保肝、抑瘤、抗炎抑炎、抗氧化、免疫調節、神經保護等[2-3]。

黃芪皂苷因其顯著的免疫調節、抗炎抑炎、抗氧化、抑制神經細胞凋亡和神經保護等作用已在臨床上得到廣泛應用，最近藥理研究表明黃芪皂苷能夠促進軸突再生、增長，并有改善學習和記憶功能等作用。黃芪皂苷似乎是一種治療神經炎性疾病有效且安全的藥物[4]。

1 黃芪皂苷對EAE的免疫調節作用

越來越多的證據表明髓鞘特異性自身反應性T細胞的活化是MS的重要發病機制，MS與EAE是由于CD4+T細胞從外周進入中樞而攻擊髓鞘導致發病[5]。CD4+T 細胞分化為Th1，Th2，Th3及Th17和少量CD4+CD 25+調節性T細胞（Treg），不同的細胞亞型通過分泌不同的細胞因子從而發揮不同免疫效應[6]。

Th1細胞主要分泌IFN-γ，TNF-α，β，IL-12，介導細胞免疫；而Th2細胞則合成IL-4，IL-5，IL-10，I L-13和轉移生長因子（TGF-β），在體液免疫中發揮重要作用。EAE高峰期，CNSThl型細胞因子高表達，恢復期Thl型細胞因子表達逐漸減少，Th2型細胞因子表達增高[7]。研究認為MS是Th1介導的細胞免疫為主的疾病[8]，Thl∕Th2比例失衡在MS的病程中起著非常重要的作用[7]。Th1細胞分泌的IL-12，IFN-γ，TNF-α，β等炎性細胞因子促進MS的發展；Th2細胞分泌抗炎性細胞因子有效延緩MS的發生，對MS起到一種保護作用，Thl∕Th2細胞平衡對于MS病情的發展和轉歸極其重要[9]。

Treg是一類控制體內自身免疫反應性的T細胞亞群,CD4+CD25+Treg在機體免疫系統發揮免疫負調節作用。Treg可以協調Th1和Th2細胞之間的平衡，促進Th2型細胞因子的產生，增加Th2型細胞從而發揮保護作用，同時降低自身反應性T細胞對神經組織的損傷以有效治療MS，抑制MS的進展[10]。Foxp3是Treg重要轉錄調節因子，研究發現Foxp3在MS患者外周血Treg中的表達降低。該轉錄因子的表達降低可部分說明MS患者Treg的功能降低[8]。

近年來研究表明，黃芪皂苷IV（黃芪甲苷）可以降低IFN-γ，TNF-α水平，上調Treg特征性轉錄因子Foxp3 mRNA的表達，使Treg顯著增加[4]，介導T細胞分化，有促進Th1向Th2轉化的作用，從而抑制自身反應性T細胞的浸潤引起的神經免疫性損傷。

2 黃芪皂苷對EAE的抗炎作用

炎癥機制在EAE發病中起著至關重要的作用。在EAE病理情況下，MS病人的血腦屏障（BBB）通透性增加，外周免疫細胞可遷移至中樞。免疫細胞通過釋放細胞因子實現免疫效應及調節功能[11]。黃芪皂苷IV一方面通過抑制炎癥細胞及炎性介質的生成和表達，另一方面通過保護BBB發揮抗炎作用[12]。

IFN-γ主要由Th1表型的CD4+T淋巴細胞產生，IFN-γ激活單核細胞，產生炎性介質。活動期MS患者高表達TNF-α，并且與病情嚴重程度呈現正相關關系，說明其參與形成MS病灶[11]。IL-6是星形細胞的絲裂原，同時可以激活炎性T細胞，可能在MS炎癥后期神經膠質增生中發揮作用[13]。NO具有促炎癥作用[14]，對BBB也有影響。NO使BBB通透性增高，促進炎癥細胞進入腦實質，從而起到促進CNS炎癥的作用。

由Th2細胞產生的IL-10，可抑制Th1細胞產生炎性細胞因子如IL-12，IL-1β，IL-6，TNF-α等。在EAE緩解期動物的CNS中IL-10 m RNA的表達增加，表明IL-10可能在炎性疾病中是一種調節性細胞因子[11]。

黃芪皂苷可以調控細胞因子，降低促炎性細胞因子IL-6，TNF-a和IFN-γ水平，升高抗炎性細胞因子如IL-10水平[4]。黃芪皂苷IV可以抑制腦內皮細胞凋亡，減輕滲透，同時上調緊密連接Occludin蛋白的表達以改善BBB的功能，減少CNS炎性細胞的浸潤[12]。

3 黃芪皂苷對EAE的抗氧化作用

氧化應激在CNS炎性脫髓鞘及軸索損傷中發揮著重要作用。在EAE和MS的早期炎性反應產生大量的自由基,導致氧化∕抗氧化系統的失衡，從而誘導氧化應激反應。CNS高耗氧及豐富脂肪酸的環境推動脂質過氧化的發生，導致腦和脊髓的損傷[16-17]。在MS和EAE進程中,活性氧簇（reactive oxygen species,ROS)可以促進單核細胞的黏附和遷移作用，同時破壞BBB完整性從而導致炎性細胞浸潤到CNS，出現炎性細胞浸潤和血管周圍袖套的病理表現[16]。丙二醛是氧化應激與自由基損傷的標志物，研究發現EAE丙二醛水平增高，說明氧化損傷在EAE發生發展中發揮重要作用[18]。CNS通過自身的抗氧化酶體系調節細胞的氧化抗氧化平衡，超氧化物歧化酶（Super Oxide Dismutase,SOD)和谷胱甘肽過氧化物酶（Glutathione peroxidase,GSH-Px)2種酶對減輕自由基對器官尤其是神經系統的損害尤其重要。EAE模型ROS水平升高，抗氧化劑如SOD和GSH-Px同步逐漸減少[19]。

在缺血∕再灌注損傷動物模型上證實黃芪皂苷IV是強有效的自由基清除劑，可以降低MDA水平，減輕脂質過氧化反應，提高抗氧化酶SOD和GSHPx水平，增強抗氧化系統[17]。黃芪皂苷IV對EAE小鼠CNS的ROS增加，SOD和GSH-Px活性下調，對BBB的泄漏有抑制作用[19]。因此，黃芪皂苷可以通過降低ROS水平，增強抗氧化防御系統，以阻止EAE的惡化進展。

4 黃芪皂苷對EAE的抗凋亡作用

Bcl-2家族在EAE炎性細胞凋亡過程中起著非常重要的作用。Bcl-2具有抗凋亡作用而Bax能拮抗前者的生物學活性，其主要作用是加速細胞凋亡，它們之間的動態平衡決定了細胞的存亡。Bcl-2與Bax之間的比例是判定細胞凋亡的重要指標。

EAE小鼠CNS Bax水平升高，經黃芪皂苷干預后，并沒有降低Bax水平。雖然Bax表達未被抑制，但是Bcl-2的表達水平明顯上調，因此Bcl-2與Bax的比例增加，從而抑制神經元凋亡，減輕中樞神經元損傷，發揮了抗凋亡作用[4]。

5 黃芪皂苷對EAE的神經保護作用

MS是CNS最常見的慢性脫髓鞘自身免疫性疾病。病變可累及大腦白質、脊髓、腦干、小腦和視神經等[20]。隨著疾病的進展神經軸索結構受累出現神經元凋亡、軸索橫斷、樹突丟失[21]。MS在遺傳因素和環境因素雙重作用下，疾病呈進行性進展[22]。NO可以通過損傷少突膠質細胞、降解髓鞘、阻礙脫髓鞘部位髓鞘再生等多種機制導致脫髓鞘[23]。

黃芪皂苷神經保護效應的發揮有賴于介導TrkA mRNA和神經生長因子（nerve growth factor,NGF）的表達[24]。腦源性神經營養因子（brain derived neurotrophic factor,BDNF）和NGF可以促進神經元的存活、生長、分化并且對神經元損傷后修復與再生具有舉足輕重的作用[25]。TrkA受體是NGF高親和力受體，Trk受體不僅可以促進NGF發揮神經保護作用，而且在CNS受損時，對受損神經細胞的存活及修復、重建中樞神經生理功能具有重大意義[26]。研究顯示，黃芪皂苷可以增加NGF，BDNF和TrkB mRNA的表達，發揮神經保護效應[24]。黃芪皂苷IV可以顯著上調GAP-43在再生神經組織的表達，促進神經的修復和再生[27]。

黃芪皂苷的神經保護效應與清除氧自由基、調節NO的釋放，抑制iNOS mRNA的表達密切相關[24]。黃芪皂苷可以提升SOD的活性，減弱脂質過氧化反應,減少丙二醛，抑制iNOS mRNA的表達[24]，從而發揮神經保護作用。研究發現，黃芪皂苷促進坐骨神經損傷小鼠神經髓鞘的生長，有髓神經纖維直徑和數量增長，促進神經再生和功能重建[27]。在CNS中，黃芪甲苷IV有助于腦缺血∕再灌注損傷后的神經修復[24]，加速小鼠海馬軸突生長，預防神經元萎縮和記憶喪失[28]。

神經干細胞是一類具有自我更新和定向分化潛能特性的神經系統原始細胞。研究表明，黃芪皂苷能促進神經干細胞定向分化為神經元[29]。

6 小結與展望

由上可見，黃芪皂苷可從抗炎抑炎、免疫調節、抗氧化、抗凋亡和神經保護等多重途徑對MS進行干預，有望為臨床治療MS提供一種安全、有效及不良反應少的可靠療法，同時為中醫藥的發展開辟更廣闊的前景。但進一步深入的研究是必要的，需從其作用的具體機制展開。

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The Effect of Astragalosides on Treating Multiple Sclerosis

YANG Chun-yan1,2,LI Yan-hua2,XIN Yan-le2,Yu Jie-zhong2,GUO Shang-de2,XIAO Bao-guo2,3,MA Cun-gen1,2
（1.“2011”Collaborative Innovation Center∕Neurobiological Research Center,Shanxi University of Traditional Chinese Medicine,Taiyuan 030024;2.Institute of Brain Science,Shanxi Datong University,Datong Shanxi,037009;3.Institute of Neurology,Huashan Hospital of Fudan University,Shanghai,200025）

Multiple sclerosis(MS)is an autoimmune and chronic inflammatory disease of the central nervous system(CNS),which is found mostly in young adults.The main pathological features of the disease include inflammatory cell infiltration,myelin depigmentation and axonal degeneration,there is still lack of specificity and effective treatment for MS.Radix Astragali is used mainly as a tonic agent in traditional Chinese medicine,mainly contains astragaloside(AST)、astragalus flavone、astragalus polysaccharides and so on,and AST is the main component of Astragalus.Recent studies have shown that AST has a broad range of pharmacological properties.AST orchestrated multiple pathways,including anti-inflammatory,immune-regulatory,anti-oxidative,and neuro-protective involved in the MS.

astragaloside;MS;EAE

R744.5

A

1674-0874(2015)06-0048-03

2015-10-10

國家自然科學基金2014年面上項目[81473577]；山西省國際科技合作項目[2013081058]；山西省回國留學人員重點科研資助項目[2014-重點7]；山西中醫學院“2011”培育計劃項目[2011PY-1]；山西省自然科學基金項目[2008011082-1]

楊春彥（19-），女，山西大同人，在讀碩士，研究方向：神經免疫學；?馬存根（1959-），男，博士，教授，博導，通信作者。

〔責任編輯 楊德兵〕