芍藥苷對中樞神經保護作用的研究進展

趙軍，楊佩瑤

(1.臨沂市人民醫院，山東 臨沂；2.咸陽市第一人民醫院，陜西 咸陽)

0 引言

芍藥(Paeonia lactiflora Pall.)屬毛茛科多年生草本植物，原產地位于東南亞，是一種知名的中藥材。1963 年，人們首先從芍藥根中提取出芍藥苷(paeoniflorin)，并發現其為芍藥中發揮藥理作用的主要成分。1998 年首次將芍藥總苷作為類風濕性關節炎緩解藥物進入市場，其中芍藥苷是最主要的生物活性物質[1]。近年來多項研究表明，芍藥苷可以通過抗炎、抗氧化、抗凋亡等作用，有效治療各種神經損傷相關性疾病。本文旨在對目前國內外文獻中神經保護藥物芍藥苷的相關研究及其結果進行綜述，以期為芍藥苷在神經系統相關疾病中的利用提供依據，同時提升西方國家對中藥的認可。

1 芍藥苷簡介及其提取工藝

根據加工方式的不同，芍藥可分為白芍和赤芍。我國傳統醫學認為，白芍可治療頭暈、肢體痙攣、月經不調和自汗等癥狀；而赤芍具有活血化瘀、清熱涼血功效。除單獨應用外，芍藥還常與與其他草藥聯合，制作當歸芍藥散和芍藥甘草湯、舒肝散、復方逍遙散和柴胡疏肝湯等。秦亞東[2]等考察了乙醇、甲醇以及水煮、回流提取、超聲提取等方式，以芍藥苷含量為指標，對安徽亳州市白芍種植基地、內蒙多倫縣境內所產赤芍中芍藥苷的含量進行測定，并進行方差分析，結果表明白芍與赤芍之間芍藥苷的含量存在顯著性差異，白芍中芍藥苷的含量顯著性高于赤芍藥材芍藥苷的含量。但是白芍與赤芍在芍藥苷含量上的差異原因是多面的，還包括如地域、采收年限、炮制工藝等等影響因素[2]。

芍藥苷化學結構式

白芍中含有的單萜苷類、三萜類、甾體類、黃酮類、鞣質類、多糖等多種化學成分[3]，如何在低成本的條件下得到更多的芍藥苷，對于更高效且底副作用的利用芍藥苷至關重要。劉芳等[4]考查了乙醇濃度、溶劑倍量、提取次數以及提取時間這四個因素得出，7 倍量的70%的乙醇回流提取2 次，每次提取時間為2 小時，這是對于芍藥苷提取率的影響最佳工藝條件。而另有學者[5]用12 倍的50%乙醇回流提取，共提取2 次，每次1 小時是最佳工藝時間。芍藥苷可以由多種工藝提取，例如乙醇回流提取、超聲提取和超臨界提取法等，但總體來說目前大多研究的是乙醇回流的提取工藝，這源于乙醇回流法提取成分有著更高的提取率，成本低，產出成品純度較高，并且提取設備許多工廠具備，有利于大批量生產。

2 芍藥苷與神經損傷相關疾病

2.1 芍藥苷對糖尿病性視網膜病變保護作用

有“不死癌癥”之稱糖尿病正在成為全球性的流行性疾病，患病人數從1980 年的1.08 億，到2017 年約為4.25 億，預估2045年為6.29 億。糖尿病威脅患者生存質量的原因主要為各種并發癥，在眼部就可引起白內障、新生血管性青光眼和眼底病變等多種并發癥，其中最主要且最嚴重的為糖尿病性視網膜病變。糖尿病性視網膜病變是造成全球患者視力損傷和失明的主要原因，2012 年約0.93 億，這其中還不包括0.28 億的視力威脅患者。

高血糖等多種損傷因素作用于視網膜后，可引起各種膠質細胞再生修復，其中Müller 細胞占視網膜膠質細胞的90%左右，貫穿視網膜全層，具有支持及營養視網膜神經元的作用，Müller 細胞結構和功能異常與糖尿病性視網膜病變關系密切[6,7]。

有學者將芍藥苷應用于糖尿病性視網膜病變的大鼠以檢測其是否有治療作用。該實驗[8]選用雄性大鼠40 只，隨機分為對照組、糖尿病組、芍藥苷組和二甲雙胍對照組，每組10 只。后3 組大鼠采用腹腔注射鏈脲佐菌素，72h 后檢測尾靜脈血糖。將血糖濃度＞16.7mmol/L的大鼠作為糖尿病模型。芍藥苷組給于芍藥苷(60mg/kg)灌胃治療，每日2 次。二甲雙胍組給予二甲雙胍(20mg/kg·d)灌胃。其余組等劑量生理鹽水灌胃。12 周后，檢測結果表明與對照組相比，糖尿病組血糖明顯升高且均＞16.7mmol/L，視網膜神經膠質細表達及谷氨酸含量明顯升高，膠質細胞谷氨酸轉運體、谷氨酰胺表達明顯下降，并且有統計學意義；而與糖尿病組相比，芍藥苷組和二甲雙胍組血糖均有下降，視網膜神經膠質細表達及谷氨酸含量明顯下降，膠質細胞谷氨酸轉運體、谷氨酰胺表達明顯升高，同樣有統計學意義。視網膜神經膠質酸性蛋白是膠質細胞特有的標志性蛋白，只有當Müller 細胞異常時可見其表達[9]。該研究認為，芍藥苷可能通過降低大鼠血糖及抑制膠質細胞活化，上調膠質細胞谷氨酸轉運體、谷氨酰胺合成酶表達，降低視網膜谷氨酸含量，提示芍藥苷對糖尿病大鼠視網膜具有的保護作用。

2.2 芍藥苷對視神經擠壓傷的保護作用

隨著人們對交通工具越來越頻繁的使用，以及建筑業的蓬勃發展，因車禍傷和建筑工傷所致的顱腦外傷的發生較從前明顯增多。顱腦外傷波及眼眶可造成視神經擠壓傷[10]。視網膜神經節細胞的神經纖維源于第二對顱神經，形成視神經，自大腦延伸并包裹以腦膜。視神經的四分之一位于顱神經管內，這部分是最易受到顱骨碎片損傷或顱腦揮鞭傷所致視神經擠壓傷害。目前我國縣級醫院眼科門診和住院患者中機械性眼外傷占有重要比例，出院時確定眼外傷盲位居首位[11]。視神經擠壓傷后可立即出現視力和視野的嚴重損傷，雖然通過手術治療能解除骨折碎片或眶、顱內腫物對視神經的壓迫，以及應用糖皮質激素減輕神經水腫，但眾多病例經過積極治療之后其視覺功能仍不能恢復，甚至最終以視神經萎縮而失明。因此，神經損傷后神經纖維的修復和視功能的重建仍是治療中的難題。

作為顱腦的延續，視神經在結構與功能上與中樞神經系統都極為相似，有研究發現芍藥苷對顱腦損傷有一定保護作用。為了評價芍藥苷對視神經擠壓傷的作用，Li J 等[12]將16 只棕色挪威大鼠隨機分為兩組，一組8 只。一組應用芍藥苷，即將2mg 芍藥苷注射入大鼠腹膜，每日注射一次，共注射8 天。另一組為對照組，給予等量的生理鹽水注射。在第一次注射后的第2 天進行視神經損傷模型的制作：用鑷子將大鼠左眼視神經進行30 秒的擠壓傷，右眼進行對照。于視神經擠壓傷后第5 天進行逆行熒光金標記神經節標記。之后將整個視網膜進行平鋪，用熒光顯微鏡計數擠壓傷后存活的神經節細胞，并用自動計數軟件計數。該研究發現，與對側眼相比較，左眼存活的神經節細胞由40.22%增加至64.53%，兩組結果對比有統計學意義(P=0.023)。結果表明芍藥屬提取物芍藥苷具有對視神經擠壓傷的保護作用。

2.3 芍藥苷對帕金森病的緩解作用

帕金森病(Parkinson’s disease，PD)是第二大神經變性性疾病。它是一種典型的運動障礙，包括運動遲緩、靜止性震顫和姿勢不穩[13]。隨著時間的推移，帕金森病逐漸加重，患者的運動功能逐漸下降。黑質紋狀體中多巴胺的丟失是PD 的病理特點。盡管PD 的確切病因仍未明了，但越來越多的證據表明PD 患者多巴胺的丟失與多種因素相關，包括氧化應激、線粒體失活，炎癥反應或免疫應答，鈣離子平衡的打破，蛋白酶體功能障礙等[14]。帕金森患者腦內的特征性病理標志被稱為路易小體(Lewy body)，最近學者發現α 突觸核蛋白(α-synuclein，α-SYN)是路易小體的主要成分[15]。并且主要通過溶酶體途徑降解[16]。

有研究發現[17]，對6-羥基多巴胺(6-OHDA)誘導的帕金森大鼠模型使用芍藥苷，表現出來其對多巴胺神經元的保護作用，該作用可能與抑制酸敏離子通道相關。酸敏離子通道的病理性激活可能是金森疾病中多巴胺神經元的失活的原因之一。該研究發現系統的芍藥苷治療或是酸敏離子通道抑制劑可改善帕金森癥狀，減少多巴胺神經元及多巴胺的損失。和酸敏離子通道抑制劑相似的是，芍藥苷亦可調節酸敏通道受體，減少α-SYN 的水平，改善自噬功能的異常。除此之外，Gu[18]等學者發現芍藥苷可以通過調節自噬作用保護PC12 細胞以抑制1- 甲基-4 苯基吡啶離子(MPP+)使黑質紋狀體免受酸性損傷。

2.4 芍藥苷對缺血性卒中的治療作用

卒中是全球范圍內的第三大死因，其臨床特點是具有明確的三高(高發病率、高致殘率和高死亡率)現象。其中缺血性卒中約占80%，由于其治療手段的局限性，缺血性卒中是導致老年人殘疾和死亡的主要原因[19]。纖溶酶原激活劑是美國食品藥品監督管理局批準的唯一針對缺血性卒中的治療方法，但由于其危險性及局限性，只能用于卒中發生的首個4.5 小時內。因此，探索新的治療措施是迫切需要的。

神經元的凋亡在腦缺血誘發的級聯反應中發揮重要作用。線粒體途徑是導致腦缺血神經凋亡的主要通路，多種基因和蛋白質可以引發或影響線粒體途徑相關的細胞凋亡進程[20]。最重要的凋亡相關基因是 Bcl 家族蛋白。Bcl-2/Bax 家族成員是線粒體凋亡途徑的關鍵調節因子。其可被分為兩大類，分別是抗凋亡蛋白(Bcl-2，Bcl-xL)和促凋亡蛋白(Bax，Bad)。通過刺激促凋亡因子，Bax 從細胞質向線粒體膜內轉移，改變了線粒體膜的滲透性。促進了細胞色素C 由線粒體內向細胞質內的釋放[21]。不同環境中半胱天冬酶的剪切導致的Bcl-2 蛋白質的活性調節。凋亡級聯隨后開始進行，最終凋亡發生。

谷氨酸可以增加PC12 神經細胞株乳酸脫氫酶的釋放。這一作用導致了PC12 細胞發生形態學改變，并且使細胞活性減低，進一步導致細胞凋亡的發生。Cheng[19]等發現，對PC12 細胞株體外應用芍藥苷可抑制Bax 和Bad 蛋白質的表達，增加了Bcl-2 和Bcl-xLd 表達，并且減少下游蛋白質(半胱天冬酶3 和半胱天冬酶9)的水平，該研究表明芍藥苷可以保護PC12 細胞，對抗谷氨酸導致的神經毒性作用，這樣作用可能是通過抑制線粒體凋亡相關蛋白的表達而實現的。

亦有動物研究表明，芍藥苷通過激活腺苷酸A1 受體，可以誘導在整個應激期間存在的熱蛋白，從而減少卒中所致損傷從而保護顱腦損傷[22]，芍藥苷還可以抑制大鼠神經元細胞中L 型鈣離子和鈉離子的流動。芍藥苷的作用與鈣離子通道阻滯劑類似，是通過抑制鈣超載來發揮神經保護作用的，但具體機制仍有待探究。

2.5 芍藥苷對血管性癡呆大鼠的神經保護作用

血管性癡呆是腦血管疾病引起的一類嚴重認知功能障礙綜合征，其發病率約占所有癡呆類型的20%[23]。羅先欽[24]等對100 多種中藥單體和提取物篩選發現，芍藥苷具有較強激活大麻素Ⅱ型受體(Cannabinoid receptor type 2，CB2R) 的活性，并可通過激活CB2R 對腦缺血再灌注大鼠海馬神經元起到神經保護作用。該研究發現，芍藥苷能增強血管阻斷造成的血管性癡呆模型大鼠的學習記憶能力，抑制海馬組織促炎性因子IL-1β、TNF-α、IL-6 的釋放，改善海馬組織C 神經元病理形態改變，進而發揮神經保護作用。除此之外，芍藥苷亦可通過激活CB2R 調控血管性癡呆大鼠小膠質細胞M1/M2 表型極化轉變而發揮神經保護作用，其作用機制可能與調控mTOR/NF-κB、PI3K/Akt 信號通路有關，并且可作用于阿片受體從而發揮陣痛作用、作用于腺苷A1 受體減少急慢性腦缺血引起的梗塞面積，改善神經行為學病變。

3 總結與展望

中樞神經損傷病理機制復雜，目前研究主要涉及神經細胞氧化自由基損傷、細胞炎性因子免疫炎癥損傷、細胞凋亡等方面，治療手段及效果有限。我國中醫藥資源豐富，對于中藥單體芍藥苷的研究綜合發現：芍藥苷在動物神經損傷模型上可以減少細胞凋亡、抑制膠質細胞活化。但由于芍藥苷保護神經的具體機制仍在進一步的闡明完善研究當中，療效評定標準尚未統一。中醫理論雖與西醫理論不同，但合理運用可起到協同治療作用，因此如何更高效、安全的利用芍藥苷以保護中樞神經損傷，如何發揮中西醫在治療該病中各自的優勢將是我們未來的研究重點。相信隨著研究的深入，未來將會開拓更多治療中樞神經相關疾病的新領域。