丹參及其活性成分治療急性腦梗死研究進展

侯婭慧，俞春江，郭士佳，陳立杰

腦梗死是顱內血液循環障礙造成腦組織損害的一種疾病，具有極高的死亡率和因病致殘率[1]。急性腦梗死引起的損傷分為原發性和繼發性。原發性損傷指血栓形成導致腦動脈管腔狹窄或閉塞，局部腦血流量減少或中斷，造成腦內氧和能量供應缺失，致使梗死區域神經元死亡。梗死區周邊“缺血半暗帶”內進而迅速聚集大量炎性細胞、產生大量氧自由基等，而腦梗死后的缺血再灌注損傷進一步加劇炎性反應，導致興奮性毒性物質增加，上述病理過程相互影響，加劇神經元凋亡，以上為遲發性損傷[2]。目前，應用重組組織型纖溶酶原激活劑(recombinant tissue plasminogen activator，rt_PA)、尿激酶等溶栓藥物進行腦血管再通治療，是指南推薦的標準臨床治療策略。但其嚴格的治療時間窗和眾多的禁忌證，極大地限制了此類藥物的臨床應用，每年僅5%左右的腦梗死患者接受溶栓治療[3]。溶栓治療的機制是溶解血栓，恢復缺血腦組織的血供；而神經保護的目標是“挽救”缺血半暗帶中的神經元，減輕遲發性損傷[4]。近年來針對急性腦梗死發病機制的神經保護藥物成為該領域的研究熱點。丹參作為傳統中藥具有廣泛的生物活性，其在急性腦梗死治療中的作用日益受到關注。經大量藥理實驗研究發現，丹參的活性成分主要為脂溶性的二萜醌類化合物和水溶性的酚酸類成分，此外，還含有多糖類物質和揮發油類成分等。脂溶性二萜醌類化合物中大部分為丹參酮型的二萜醌類化合物，如丹參酮I、丹參酮ⅡA、丹參酮ⅡB、隱丹參酮、異丹參酮等。水溶性酚酸類成分則大多以丹參素和咖啡酸為結構單元，組成多聚體及鹽類衍生物，如丹酚酸A、B及其鹽和酯化衍生物、丹酚酸C等[5]。本文主要對丹參及其活性成分治療急性腦梗死的相關機制研究進展作一簡述。

1 丹參對血小板的作用

血小板是骨髓巨核細胞脫落產生的無核血細胞[6]。當血管內皮組織出現損傷時，循環系統中的血小板會通過糖蛋白復合物、血管性血友病因子(von Willebrand factor，VWF)與內皮下組織中的膠原纖維結合，而黏附于損傷的血管內皮，從而激活血小板內眾多信號通路，介導血小板的活化，使其合成并釋放二磷酸腺苷(adenosine diphosphate，ADP)、血栓素A2(thromboxane A2，TXA2)等大量生物活性物質，進一步促進血小板的活化、聚集，促進血液凝固和血栓形成[7,8]。

Fei等[9]利用大鼠永久性大腦中動脈閉塞(permanent middle cerebral artery occlusion，pMCAO)模型，探討丹參超臨界CO2萃取物(supercritical CO2extract from Danshen，SCED)的神經保護作用及相關機制。研究結果表明，SCED可以改善大鼠神經功能，增加腦血流量，減少腦梗死面積，減輕腦水腫。其機制可能與SCED減少血小板TXA2釋放，抑制磷脂酶C/蛋白激酶C(phospholipase C，PLC/protein kinase C，PKC)信號通路的激活，從而抑制血小板活化和聚集，減輕血栓形成有關。Liu等[10]深入研究探討丹參酮ⅡA(從丹參中提取的一種活性成分)，對血小板功能的影響。研究結果提示，丹參酮ⅡA可以促進內皮細胞微粒的產生，減少血栓素B2(thromboxane B2，TXB2)的產生，從而抑制血小板的活化和聚集。Xu等[11]利用大鼠短暫性大腦中動脈閉塞(transient middle cerebral artery occlusion，tMCAO)模型探討丹酚酸B的神經保護作用。研究發現，給予tMCAO大鼠腹腔注射丹酚酸B，可以降低可溶性P_選擇素(一種血小板活化分子標記物)以及可溶性CD40配體的表達，抑制血小板活化，改善大鼠神經功能。上述研究表明，丹參及其活性成分可以通過抑制血小板活化和聚集發揮抗血栓形成的作用。

2 丹參對炎癥反應的作用

局灶性腦缺血后氧和葡萄糖的缺乏以及蛋白酶的激活等可迅速上調神經元、星形膠質細胞、小膠質細胞、少突膠質細胞、周細胞、內源性肥大細胞以及腦血管內皮細胞的炎癥反應通路，白細胞(中性粒細胞為主，也有單核細胞)在幾小時內趨化滲入病灶腦組織周圍，白細胞的聚集又會加劇微循環的再灌注障礙。激活的小膠質細胞和浸潤炎性細胞分泌炎癥介質擴大炎癥級聯反應，同時炎癥介質又會直接破壞細胞、血管和細胞外基質[12]。小膠質細胞和白細胞通過復雜的信號通路相互影響，加劇腦組織缺血缺氧性損傷。此外，氧化應激損傷或壞死神經元可通過釋放糖基化終產物(advanced glycation end_products，AGE)、熱休克蛋白、透明質酸等加劇炎癥反應[13]。

Lv等[14]應用大鼠大腦中動脈栓塞(middle cerebral artery occlusion，MCAO)模型研究丹酚酸B是否通過沉默信息調節因子1(silent information regulator 1，SIRT1)信號通路發揮神經保護作用。研究結果表明，丹酚酸B可以降低炎性因子腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor_α，TNF_α)、白細胞介素1β(interleukin_1β，IL_1β)的表達水平，提高SIRT1的表達水平，減輕腦梗死面積、減輕腦水腫、提高神經功能評分；上述作用可被SIRT1抑制劑EX527阻斷。上述結果提示，丹酚酸B可以通過調控SIRT1信號通路，抑制炎癥反應，從而達到減輕缺血性腦損傷的目的。馬福春等[15]研究探討丹參多酚酸鹽注射液對急性腦梗死患者的治療作用。結果表明，與常規治療對照組相比，加用丹參多酚酸鹽治療可以提高臨床治療效果；減輕神經功能缺損；并降低患者血清中TNF_α、白細胞介素6(interleukin_6，IL_6)的含量。羅玉敏等[16]研究探討丹參注射液對于急性腦梗死患者炎性因子表達的影響。研究結果表明，連續14d靜脈滴注丹參注射液，可以降低患者血清中TNF_α、IL_6、IL_1β的表達，這提示丹參注射液的急性腦梗死治療作用可能與其抑制機體炎癥反應有關。上述研究表明，丹參及其活性成分可能通過減輕機體炎癥反應，發揮急性腦梗死治療作用。

3 丹參對氧化應激的影響

急性腦梗死后活性氧(reactive oxygen species，ROS)大量生成，與內源性抗氧化系統之間的平衡失調，進一步加重腦損傷，而缺血后的血流再灌注可引起ROS水平二次“爆炸式”增加，引起缺血再灌注損傷。因此，抗氧化應激治療被認為是減輕缺血再灌注損傷的有效手段[17]。病理條件下，腦組織中ROS的主要來源為線粒體呼吸鏈、腺嘌呤二核苷酸磷酸(nicotinamide adenine dinucleotide phosphate，NAPDH)氧化酶和黃嘌呤氧化酶。過量的ROS可通過脂質過氧化、蛋白質變性、破壞脫氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid，DNA)直接造成腦組織損傷；通過激活細胞內信號通路導致神經元凋亡；激活基質金屬蛋白酶(matrix metalloproteinases，MMPs)降解基底膜，破壞血腦屏障；亦可作用于血小板和血管內皮細胞，激活炎性因子，加劇炎癥反應；ROS的上述作用相互影響更加劇腦組織損傷[18]。

Cai等[19]應用NF_E2相關因子2(nuclear factor erythroid 2_related factor 2,Nrf2)基因敲除小鼠，探討丹參酮ⅡA的抗缺血再灌注損傷神經保護作用。研究結果表明，丹參酮ⅡA可改善神經功能評分，減少腦梗死體積，減輕神經元凋亡，上述神經保護作用可能是通過激活Nrf2信號通路，提高抗氧化酶的表達，降低氧化應激因子的產生而實現的。Zhang等[20]應用人SH_SY5Y神經母細胞瘤細胞建立過氧化氫(hydrogen peroxide，H2O2)氧化應激損傷細胞模型，探討丹參中酚酸類活性化合物丹酚酸A的神經保護作用及相關機制。研究結果表明，丹酚酸A可以通過抑制腺苷酸活化蛋白激酶(AMP_activated protein kinase，AMPK)和絲氨酸/蘇氨酸激酶(serine_threonine protein kinase，Akt)信號通路，提高三磷酸腺苷(adenosine triphosphate，ATP)的產生并維持線粒體膜電位的穩定，從而發揮抗氧化應激損傷神經保護作用。Tu等[21]利用大鼠全腦缺血再灌注模型，研究探討丹參多糖提取物(danshen polysaccharides，DSP)的腦保護作用及相關機制。研究結果表明，DSP預給藥10d可以明顯抑制大鼠神經功能損傷，減少腦梗死面積，減輕腦水腫，降低線粒體ROS的產生，并提高線粒體超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、過氧化氫酶(catalase,CAT)、谷胱甘肽過氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH_Px)的活性，減少丙二醛(malondialdehyde,MDA)的生成。上述結果提示，DSP可以通過抑制氧化應激損傷，發揮抗缺血再灌注損傷神經保護作用。上述研究表明，丹參及其活性成分可能通過抑制氧化應激反應，發揮急性腦梗死治療作用。

4 丹參對興奮性毒性損傷的作用

興奮性毒性損傷是急性腦梗死早期導致細胞死亡的重要原因。研究表明，腦缺血損傷時，由于能量代謝失衡、離子泵功能障礙等原因，大腦組織間隙興奮性神經遞質谷氨酸的濃度迅速升高[22]。過量的谷氨酸會導致離子通道受體α_氨基_3_羥基_5_甲基_4_異惡唑受體(α_amino_3_hydroxy_5_methyl_4_isoxazolepropionic acid receptor，AMPAR)以及N_甲基_D_天冬氨酸受體(N_methyl_D_aspartate receptor，NMDAR)的過度激活，使胞外的鈉離子和鈣離子大量涌入神經元。細胞內鈣離子超載會激活蛋白酶、脂酶、核酶、神經元型一氧化氮合酶(neuronal nitric oxide synthase，nNOs)，增加一氧化氮(nitric oxide，NO)、花生四烯酸代謝物和超氧化物的生成，進一步導致ATP耗竭、ROS產生、線粒體內鈣離子向胞質中釋放等，上述級聯反應最終導致神經元的死亡[13,23]。

Cao等[24]應用大鼠MCAO模型研究探討丹參活性化合物丹酚酸B鎂的神經保護作用。研究結果表明，丹酚酸B鎂可以減小腦梗死體積、緩解腦水腫，降低谷氨酸水平；并在提高磷脂酰肌醇3_激酶(phosphatidylinositol 3_kinase，PI3K)/Akt信號通路活性的同時，降低凋亡蛋白活化型天冬半胱氨酸特異性蛋白酶3(cleaved caspase_3)的生成；丹酚酸B鎂的上述作用可以被PI3K信號通路抑制劑LY_294002所逆轉。上述結果提示，丹酚酸B鎂可以通過P13K/Akt信號通路，抑制興奮性毒性損傷，減少細胞凋亡，發揮抗缺血性腦損傷神經保護作用。袁海建等[25]利用谷氨酸誘導的PC12損傷細胞為模型，探討丹參水溶性成分丹參素、丹酚酸B的神經保護作用。研究結果表明，兩者均可劑量依賴性的抑制興奮性毒性損傷導致的細胞活性的降低、乳酸脫氫酶(lactic dehydrogenase，LDH)漏出的增多及細胞內ROS的積蓄，且丹參素的神經保護活性好于丹酚酸B。上述研究結果提示，丹參及其活性成分可能通過抑制興奮性毒性損傷，發揮神經保護作用。

5 丹參對細胞凋亡的作用

凋亡是細胞的程序性死亡，缺血半暗帶內的神經元凋亡是缺血性腦血管病神經元損傷的主要機制之一，近年來，凋亡抑制劑的研發成為此領域的研究熱點[26]。急性腦梗死發病過程中，細胞內鈣離子超載、氧化應激損傷、炎癥反應等均會引起神經元凋亡。細胞凋亡主要通過線粒體途徑和死亡受體途徑實現，而前者通常是觸發神經元凋亡的關鍵因素。當線粒體接收到凋亡信號后，受B細胞淋巴瘤_2(B_cell lymphoma 2，Bcl_2)蛋白家族調控的線粒體膜通透性會明顯提高，向細胞質內釋放細胞色素C在內的凋亡相關因子，激活天冬半胱氨酸特異性蛋白酶(caspase)信號通路，導致神經元凋亡[27]。

Guo等[28]研究探討丹參素鈉(sodium danshensu，SDSS)對腦缺血再灌注損傷的作用和相關機制。研究結果表明，損傷后連續給予5d SDSS可以降低神經功能損傷，并減少凋亡細胞數量和腦梗死體積。SDSS的神經保護作用可能是通過激活PI3K/Akt信號通路，增加磷酸化絲氨酸/蘇氨酸激酶(phosphorylated_Akt，p_Akt)和磷酸化糖原合酶激酶_3β(phosphorylated_glycogen synthase kinase_3β，p_GSK_3β)的水平，從而調控凋亡相關蛋白Bcl_2、Bcl_2相關X蛋白(Bcl_2 associated X protein,Bax)的表達，增加Bcl_2/Bax比值，抑制細胞凋亡實現的。Yu等[29]利用十字孢堿(一種細胞凋亡誘導劑)制備大鼠腦皮層神經元凋亡模型探討丹參酮ⅡB的神經保護作用。細胞實驗結果提示，丹參酮ⅡB預處理可以劑量依賴性地減輕DNA斷裂；此外，丹參酮ⅡB可以在降低Bax表達的同時提高Bcl_2、caspase_3的表達。上述結果表明，丹參酮ⅡB可以通過抑制神經元凋亡，發揮神經保護作用。趙永東[30]選取312例患者研究丹參注射液治療的急性腦梗死患者血清可溶性凋亡相關因子(sFas)和可溶性凋亡相關因子配體(sFasL)的表達變化，結果表明給予丹參注射液治療可以降低患者血清中sFas、sFasL的水平，并提高患者的痊愈率。這提示丹參的急性腦梗死治療作用可能部分是通過減少神經元凋亡實現的。上述研究為深入闡明丹參及其活性的神經保護作用提供了新的方向。

綜上所述，丹參及其活性成分可通過調控血小板功能、抑制炎癥反應、減輕氧化應激損傷、降低興奮性毒性損傷、抑制細胞凋亡等方面發揮抗缺血性腦損傷神經保護作用。并且，其作用不是簡單的線性關系，而是似“網絡”般相互影響。例如大量ROS的產生會激活炎癥因子，所以其抑制炎性反應的作用也可通過清除自由基而實現。近年來，丹參及其活性成分作為傳統中藥已經廣泛應用于心腦血管等疾病的治療。

但目前對于丹參及其活性成分在腦梗死中治療作用的相關機制研究尚有不足之處。首先，對于其作用靶點和機制的研究可進一步深入，可考慮應用計算機輔助藥物分子設計技術，對于丹參活性化合物的作用靶點進行預測，深入探討丹參及其活性成分抗缺血性腦損傷神經保護作用機制并明確其作用靶點。其次，丹參酮類化合物(脂溶性)和丹參酚酸類化合物(水溶性)均具有豐富的結構和生物活性多樣性，可進一步提取、分離得到更多的丹參單體化合物，探討丹參活性化合物抗缺血性腦損傷神經保護作用的構效關系，評價其神經保護活性，闡明其作用機制，為丹參類活性化合物結構改造提供理論依據，從而為急性腦梗死臨床治療新藥物研發奠定理論和實踐基礎。