中藥藥理性預適應對腦缺血保護機制的研究進展

崔濤，侯慧敏，王楠，薛安寧，鞏婷

（1.甘肅中醫藥大學，甘肅 蘭州 730000；2.甘肅省中醫院，甘肅 蘭州 730000）

0 引言

腦缺血預處理(BIP)的概念是由Kitagawa[1]等首次提出,其在大鼠腦缺血模型中發現短暫的全腦缺血后再灌注可產生缺血耐受，能減輕隨后較長時間的全腦缺血損傷。此缺血預處理可激發體內內源性保護物質，有研究表明，某些中藥預處理后同樣具有缺血后保護作用。

1 腦缺血預適應的產生機制

在大多數情況下，各種形式的預處理刺激可以通過各種信號分子和機制途徑觸發內源性保護或再生機制，從而對隨后的腦缺血損傷產生保護性的缺血耐受[2]。它涉及復雜且相互作用的級聯保護機制，可有效減少后續致死刺激后的神經細胞損傷。目前大量研究表明，缺血預適應的產生機制總體可包括以下幾個方面。

1.1 缺氧誘導因子

缺氧條件下可觸發低氧誘導因子-1α（HIF-1α)的產生，HIF-1α 是一種氧敏感轉錄因子。它可以在腦缺血后顯著上調，進而參與調控各種基因的表達，觸發各種生理反應。缺血預處理通過上調HIF-1α，增強血管內皮生長因子(VEGF)的表達和核因子kB(NF-kB)的激活，從而減輕沙鼠海馬CA1區(CA1)缺血損傷引起的神經元死亡[3]。

1.2 谷氨酸途徑

谷氨酸興奮性毒性是腦卒中后神經細胞損傷的主要作用機制[4]。缺血缺氧可使三磷酸腺苷(ATP)水平降低，谷氨酸水平顯著升高，N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受體過度激活，導致鈣內流過多，突觸可塑性受損，谷氨酸積累[5]。最近的研究表明，缺血后星形膠質細胞通過縫隙連接釋放過量的谷氨酸，可能促進梗死核心和周圍半暗帶的擴張[6]。缺血預處理可阻斷星形膠質細胞間縫隙連接，降低細胞外谷氨酸含量，減少星形膠質細胞活性氧(ROS) 損傷，從而減少神經元損傷[7]。

1.3 免疫系統

缺血條件下，大量炎癥細胞(如小膠質細胞、淋巴細胞、中性粒細胞等) 被招募到梗死區域，介導腦組織的炎癥損傷[8-9]。非催化toll 樣受體(TLR)信號通路可誘導轉錄因子NF-kB 通過識別外源信號分子介導細胞因子和趨化因子的轉錄，從而啟動免疫反應，建立炎癥級聯反應，從而引起繼發性炎癥損傷[10-11]。缺血預處理發揮神經保護作用的機制主要是通過促進抗炎分子或抑制促炎分子的表達。

1.4 酶和受體

研究表明，腦缺血預處理介導的Akt 激活可負向調控JNK 信號通路[12]。環氧合酶-2 (COX-2)的生理功能是促進花生四烯酸氧化為前列腺素，在缺血后的炎癥損傷中起重要作用。腦卒中后腺苷的增加被認為具有神經保護作用，在缺血預處理后腺苷受體的表達增加[13]。Nakamura 等報道腺苷A1 受體可能與大鼠局灶性缺血的快速缺血耐受有關[14]。腺苷激酶(ADK)可以抑制腺苷的表達，而在轉基因小鼠中，大腦ADK 的低表達可以誘導皮層保護，這為腦卒中治療提供了一個有希望的靶點[15]。

1.5 體液途徑

研究發現，白介素、前列腺素、基質細胞衍生因子-1α、TNF-α、緩激肽-2、腺苷、阿片、NO、EPO、兒茶酚胺、血紅素加氧酶-1 等可能作為候選轉移因子[16]。這些體液因子的相關信號通路或分子靶標包括g 蛋白細胞表面耦聯受體、蛋白激酶C、Notch1、ERK1/2、p38 MAPK 和信號轉導與轉錄激活因子5 (STAT5)[17]。

1.6 神經通路

用不同方法誘導大鼠肢體缺血預適應的研究表明，神經節阻滯劑(六甲銨)可減弱其神經保護作用[18]。Mastitskaya等[19]的研究表明，位于腦干的迷走神經背側運動神經元參與了缺血預適應介導的心臟保護，刺激這些神經元可以產生同樣的保護作用。結果表明迷走神經神經節前神經元參與了神經傳遞機制。副交感神經傳出神經的激活具有神經保護作用，迷走神經刺激降低了腦梗死面積[20]。動物研究報道，橫斷股神經或脊髓可消除RIPreC 對家兔的保護作用[21]。這表明RIPreC 依賴于完整的神經通路[19]。

此外，腦缺血預適應的產生機制還涉及炎癥通路、能量代謝、自噬和凋亡、血腦屏障通透性和基因重組等方面。

2 中藥藥理性預適應對腦缺血保護作用

在藥理性預適應的研究中，發現許多中藥有效成分對腦缺血可發揮預適應性保護作用，從整體、離體方法乃至分子信號途徑水平都做了大量研究,并取得了一定的進展，它有著多途徑、多靶點、不良反應小、效果確切等特點，可有效運用于臨床。

2.1 銀杏提取物

研究發現,銀杏內酯可提高HIF-1α 亞單位的表達,從而增強了HIF-1 的轉錄活性,啟動了預適應信號系統,其機制與缺血/缺氧預適應相似,深入研究發現銀杏內酯主要是通過其重要的活性單體B 激活神經元PI3K,使 HIF-1α 和促紅細胞生成素(EPO)表達增加,從而使 BAD 磷酸化增強,保護神經元抵抗缺血所致的凋亡,發揮藥理性預適應作用。銀杏內酯可對神經元和膠質細胞同時發揮藥理性預適應作用。銀杏內酯及其單體B 除了作用于神經元外,還能誘導星形膠質細胞的活化,增加EPO 的表達和釋放,從而對星形膠質細胞自身或者通過其對神經元進一步發揮抗凋亡作用。

2.2 川芎

川芎中的主要活性成分有藁本內酯、川芎嗪以及阿魏酸等。藁本內酯等中藥成份可多方位抵抗由缺血引起的腦損傷，其作用機制主要是通過提高與預適應相關的促紅細胞生成素的表達,同時抑制凋亡相關基因RTP801 的表達來起到神經保護作用；還可通過上調Nrf2 的表達促進其核轉位進而激活下游基因 HO-1 的表達有關。實驗表明藁本內酯還可以抑制缺糖缺氧/復氧（OGD/R）損傷后PC12 細胞內ROS 的釋放及線粒體膜電位的下降，減少CytC 自線粒體至胞漿的釋放，并促進線粒體分裂蛋白Drp1 和Fis1 的表達，促進了線粒體分裂[31]，表明藁本內酯抗腦缺血損傷的機制可能與促進線粒體的分裂有關。川芎嗪在治療心腦血管疾病時主要與其抗氧化、抗炎以及減少鈣離子內流等有關[32]。GUAN D 等[33]研究表明川芎嗪能降低CoCl2 引起PC12 細胞ROS 以及線粒體凋亡分子的表達，從而減少神經細胞死亡，與增強Nrf2/GCLc/GSH表達、抑制HIF1α/NOX2/ROS 通路的表達這一機制有關。

2.3 丹參

丹參酮Ⅱ是丹參的主要活性成分之一[34]。研究表明[35-36]丹參酮ⅡA(TSA)可增強腦缺血大鼠第10 號染色體的磷酸酶(PTEN) 的表達，抑制PI3K 磷酸化，進而抑制PI3K/AKT/mTOR 這一通路的表達，抑制腦缺血后產生的炎癥反應，從而發揮缺血后腦組織的保護作用。

2.4 三七

三七總皂苷是三七中的主要有效成分。研究發現三七總皂苷能夠通過抗神經細胞凋亡、促進軸突再生、抑制興奮毒性、抗炎、促進神經營養因子的表達、促進神經干細胞增殖分化等途徑發揮神經保護作用[37]。SHX 等[38]研究發現膜蛋白NogoA 與受體NgR1 結合，可激活ROCK 激酶，抑制軸突生長，PNS 保護神經的機制是通過抑制NgR1/RhoA/ROCK2 這一信號通路的表達來實現的。

2.5 葛根

葛根素(puerarin，Pue)是葛根的有效成分之一，葛根素能有效地降低興奮性氨基酸的含量，改善其失衡狀態，起到神經保護作用[39]。研究表明，葛根素可抑制大鼠缺血半暗帶內微血管段中促進細胞凋亡的Bax，Caspase-3 和Cleaved caspase-3 蛋白的表達，增加抑制細胞凋亡Bcl-2 蛋白的表達[40]，初步說明葛根素可以通過抑制細胞凋亡，進而減輕腦缺血引起的損傷。

3 小結

目前從腦缺血預適應保護作用發展到中藥藥理性預適應的腦保護作用的研究已取得一定成果，但大多都集中于某一單味藥、藥物的有效成分及其提取物上，擬方研究較少，且從中醫角度解釋缺血預適應作用機制的研究更少。相信隨著現代醫學和傳統醫學的不斷發展，中藥藥理性預適應研究的前景將十分廣闊。