枸杞多糖的神經保護作用-“以眼為鑒”

林幼紅 ,劉晉鋒 ,蘇國輝,2,3 ,趙健,2

枸杞子，又稱“茨”或“茍起子”，在現代醫學中多指茄科植物寧夏枸杞的紅色干燥果實。中醫學認為枸杞子具有養肝腎、明雙目的功用。利用現代分子分析技術，研究人員已分離出枸杞子中的多種活性成分，包括枸杞多糖、多酚、類黃酮和類胡蘿卜素等[1]。枸杞多糖（Lycium barbarum polysaccharides,LBP）在干燥枸杞的水提取物中約占40%[2]，是枸杞子最重要的生物活性成分。LBP 是一種天然大分子水溶性多糖,是由醛糖或酮糖通過糖苷鍵連接的多聚物[3]，具有抗炎癥、抗氧化、抗細胞凋亡和神經保護等作用[4-5]。

1 LBP 對視神經和視網膜的保護作用機制

LBP 神經保護研究的在體動物模型，主要通過青光眼和視網膜疾病的模型來檢測LBP 的療效和作用機制。如表1所列，在青光眼、糖尿病性視網膜疾病（diabetic retinopathy,DR）和視網膜色素變性（retinitis pigmentosa,RP）等動物模型的研究，揭示了LBP 可直接保護視網膜神經細胞，亦可通過抗氧化、調節血管功能和調節免疫反應等間接地發揮神經保護作用。

1.1 直接的神經細胞保護作用

體外細胞培養證明LBP 可以對抗谷氨酸/β 淀粉樣蛋白引起的大腦皮質神經元凋亡[6]。過多谷氨酸/β 淀粉樣蛋白也是青光眼的視網膜神經節細胞（retinal ganglion cells，RGCs）退化的誘因，在大鼠慢性高眼壓模型中，預防性于造模前7 d喂食LBP，在造模后48 h 取樣分析，蛋白組學結果表明視網膜中5 種晶狀體蛋白升高，免疫組化顯示RGCs 內β-B2 晶狀體蛋白的高表達促進其存活率提高[7]。在視神經半橫斷模型中，LBP 可以降低軸突完整的RGCs 的JNK-3 和c-Jun 的磷酸化水平，從而抑制其繼發性死亡[8]。在視網膜色素變性rd1轉基因小鼠模型中，體外多電極陣列（multi-electrode array,MEA）檢測結果顯示，LBP 治療組視網膜節細胞光反應的有效比例、反應強度以及光敏 感度均高于對照組。LBP 不僅保護其感光細胞和雙極細胞，也可有效保護RGCs[9]。

1.2 抗氧化作用

谷胱甘肽(glutathione,GSH)及其相關酶類是視網膜中對抗氧化應激損傷的基本物質[10]。LBP 通過活化這些酶類進而提高機體組織的抗氧化能力。在一項為期30 d 的雙盲隨機對照臨床實驗中，LBP 能夠顯著降低健康中國成年人體內的血清丙二醛（malondialdehyde,MDA）濃度，提升血漿中超氧化物歧化酶（superoxide dismutase,SOD）和谷胱甘肽過氧化物酶（glutathione peroxidase,GSH-Px）水平[11]。而在細胞培養環境下，在過氧化氫引起的視網膜色素上皮層（retinal pigment epithelium,RPE）氧化應激反應中，LBP 可抑制基因水平上Bcl-2下調和Bax 上調[12]，而在紫外線引起的氧化還原反應中，LBP可抑制RPE 的細胞色素C（cytochrome c,CytC）的還原反應[13]。LBP 不僅通過活化氧化還原反應所需酶類參與清除氧自由基（reactive oxygen species,ROS），還可以通過改變下游基因表達水平來防止ROS 所造成的細胞凋亡。在大鼠視神經半橫斷模型中，LBP 可顯著提高RGCS 中錳依賴性超氧化物歧化酶（Mn superoxide dismutase,MnSOD）水平[9]。在糖網大鼠模型中亦發現LBP 可提高視網膜組織中SOD 活性，降低MDA含量，從而減輕線粒體的病理改變，減少神經細胞凋亡，減慢疾病進程[14]。

1.3 穩定視網膜血管通透性

視網膜的脈管系統可協調血液與視網膜之間多種分子的交換和運輸，對維持視網膜微環境的穩定起到重要作用，故又稱血-視網膜屏障。若該屏障完整性受到破壞，可導致炎性因子的滲漏[15]、水腫和新生血管增生等[16]。視網膜的星形膠質細胞與血管內皮細胞之間的相互作用對維持血-視網膜屏障的功能和完整性有重要意義。內皮素1（endothelin-1,ET-1）及其相關受體ETA 和ETB 的表達對控制血流量和微循環灌注壓的變化起至關重要的作用。在急性眼高壓小鼠模型中，血眼屏障的破壞與ET-1、β 淀粉樣蛋白以及晚期糖基化終末化產物（advanced glycation end products,AGEs）及其受體（receptor for advanced glucation end products,RAGEs）的過表達有關，而預防性喂食LBP 可降低上述蛋白分子的表達，從而減輕血管損傷和神經退化[15]。慢性高眼壓大鼠視網膜中LBP 可逆轉高眼壓引起的ET-1 的升高，并可調控ETA 和ETB的表達，從而達到調節視網膜血液循環、保護視網膜細胞的作用[16]。此外，在視網膜缺血損傷小鼠模型中，LBP 可顯著抑制視網膜毛細血管滲漏，維持血-視網膜屏障穩定[17]。LBP亦可通過上調封閉蛋白（occludin）的表達，穩定視網膜屏障緊密連接，減少血-視網膜屏障的滲漏，從而抑制糖尿病性視網膜疾病的進展[18]。

表1 LBP 在眼部疾病動物模型中的療效及作用機制

1.4 調節神經免疫

由于血-視網膜屏障的存在，許多在機體免疫過程中發揮重要作用的免疫細胞無法參與視網膜的免疫反應。在眼內，抵抗外來抗原主要依靠視網膜Müller 細胞和小膠質細胞[19]。一方面，LBP 可以增強完全激活的小膠質的吞噬功能，促進TNF-α、IL-1β 和IL-12/p 40 等促炎因子的分泌[20]。另一方面，在rd 10 小鼠模型中LBP 可抑制小膠質細胞活化，降低促炎轉錄因子NF-kB 的表達，進而減少TNF-α、IL-6β 以及CCL2 等炎癥介質的釋放[21]，發揮免疫調節作用。在慢性高眼壓大鼠模型中，LBP 可以令視網膜內小膠質細胞呈現半激活狀態，明顯區別于完全激活狀態下的吞噬細胞，對神經元有保護作用[22]。由此可見，在不同疾病類型中LBP 可通過雙向調節來維持小膠質細胞功能的穩定，保證小膠質細胞對外來抗原的殺傷和清除作用，同時減少其對神經細胞的毒性作用。

2 LBP 在中樞神經疾病中的神經保護作用

傳統醫學認為LB 具有抗衰老作用。LBP 可通過不同機制改善小鼠認知功能，在D-半乳糖誘導衰老模型中抑制腦組織脂質過氧化，降低脂褐素和單胺氧化酶B 含量，從而保護神經細胞膜[23]，而在APP/PS1 雙轉基因老年癡呆癥（alzheimer’s disease,AD）小鼠模型中降低海馬組織β-淀粉樣蛋白1-42 含量[24]。LBP 可改善帕金森癥（parkinson’s disease,PD）小鼠的運動功能，緩解黑質紋狀體的退化進程，可能與SOD2 等抗氧化酶水平的上升、α-突觸核蛋白的沉積減少和磷酸酶-張力蛋白（phosphatase and tensin homolog,PTEN）/蛋白激酶B（protein kinase B,AKT）/雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin,mTOR）信號通路的激活相關[25]。LBP 可降低Huntington 病小鼠腦組織中的突變亨廷頓蛋白的表達，還可通過激活AKT 減低其細胞毒性[26]。在皮質脂酮誘導的抑郁癥大鼠模型中，預防性喂食LBP 能夠顯著提高突觸后致密蛋白95(PSD95) 的表達水平，促進神經元信號傳導，從而改善癥狀[27]。

3 “眼為腦窗”—視覺科學研究作為中樞神經科學研究平臺的展望

由于視網膜與CNS 具有相同的胚胎起源以及一些相似的解剖學和生理學特性，故被稱為CNS 的延伸。視網膜神經元，包括光感受器、雙極和水平細胞、無長突細胞和RGCS 形成不同的層，介導光轉換為電脈沖，再由視神經/RGCS 軸突攜帶到外側膝狀核和上丘。神經細胞由視網膜神經膠質細胞支持，包括大膠質細胞（Müller 細胞和星形膠質細胞）和小膠質細胞。與大腦相似，這些膠質細胞負責維持視網膜微環境、營養和結構支持、調節免疫反應以及穩定視網膜。雖然大腦和視網膜在結構上是不同的，但是正如A.London 等人在綜述[28]中所指出，如中風、AD 和PD 等多種CNS 疾病的分子機制可以通過研究視網膜來剖析。

本文以LBP 的視網膜疾病模型中的研究為例，結合其在AD、PD 和Huntington 等CNS 退化性疾病的研究，揭示了LBP 的抗氧化、穩定血管通透性和調節神經免疫的特性。提倡以視網膜研究作為CNS 研究平臺，達到簡化體內藥物療效評估的效果。視網膜的可及性（眼底檢查），眼部成像技術的進步，各種視網膜檢查包括視網膜電圖、對比視力測試和光學相干斷層掃描等，使其成為研究CNS 疾病的便捷工具。臨床研究上“以眼為窗”，將更有效促進中樞神經藥物研究成果轉化。