中醫藥調控腦缺血再灌注損傷信號通路轉導的研究進展*

黃潔，祝美珍，王馨揚，陳霞，何宏盾

廣西中醫藥大學 廣西南寧 530200

腦卒中是世界范圍內致死、致殘率高，民眾負擔重的疾病，其中缺血性腦卒中占比遠遠大于出血性腦卒中[1]。及時有效的復流再通是缺血性腦卒中的有效治療方法，然而缺血腦組織復流再通后存在再灌注損傷的風險，因此，采取有效措施防治腦缺血再灌注損傷（cerebral ischemia-reperfusion injury，CIRI）對 于提高缺血性腦卒中防治率具有重要意義。越來越多的證據表明，從細胞途徑防治腦缺血再灌注損傷是行之有效的治療策略之一。缺血后再灌注期間涉及多種結構緊密的細胞通路如NF-κB、JAK2-STAT3以及JNK等通路的信號傳導，繼而引起一系列腦缺血再灌注后炎癥反應、細胞凋亡、氧化應激等各種病損效應。近年來大量研究表明，或運用中藥復方或中藥單體或針刺治療皆可調控CIRI損傷相關信號通路，進而有效防治腦缺血再灌注損傷。茲綜述如下。

對腦缺血再灌注炎癥損傷相關信號通路的調控

神經系統受到缺血缺氧刺激時，缺血灶局部產生的炎癥因子能特異性激活某些特定的信號轉導途徑，介導小神經膠質細胞的異常激活，神經毒性促炎介質等的產生而進一步加重神經炎癥。近年來大量研究表明，中醫藥對CIRI中的炎癥損傷相關信號通路具有靶向調節作用。

謝風帆等[2]研究發現栝樓桂枝湯方可抑制神經元與小膠質細胞間的相互作用，減少下游炎癥介質的表達，減輕CIRI炎癥損傷，其作用機制與TWEAK/Fn14/CCL21/CXCR3信號通路有關。霍瑞卿等[3]研究表明，化濁解毒活血通絡方能明顯下調CIRI大鼠血清LPS及DAO水平，增加大鼠結腸組織Occludin、ZO-1水平，降低腦組織TLR4、NF-κB水平以及IL-1β、TNF-α水平，提示該方可參與LPS-TLR4/NF-κB信號通路的調控而減輕腦再灌注炎癥損傷。萬浩宇等[4]實驗表明補陽還五湯類方可通過對TLR4/NF-κB通路的調控減少炎癥因子釋放，改善CIRI炎癥損傷。

唐標等[5]實驗表明黃芪的有效成分黃芪甲苷可通過調控NF-κB信號通路，抑制CIRI大鼠NLRP3炎癥小體的活化狀態，在一定程度上降低NLRP3炎癥小體下游炎癥因子IL-18、IL-1β水平。周玉嘉等[6]發現三七提取物三七總皂苷可對NF-κB p65與TLR4的表達進行一定程度地下調，通過TLR4/NF-κB信號級聯使得小膠質細胞M1/M2表型的轉化得以調控，在一定程度上增加其下游抑炎性細胞因子的水平，降低促炎性細胞因子的水平，減輕炎性損傷。王文杰等[7]實驗提示絞股藍中的絞股藍皂苷X VII，可以對PI3K/Akt信號通路起到調控作用，抑制IL-1β、IL-6、TNF-α等炎性介質的釋放而發揮抗炎作用。Cheng等[8]研究探討了益智仁提取物調節JNK介導的半暗帶皮層炎癥級聯反應的分子機制，結果提示益智仁提取物下調了MCAO大鼠缺血再灌注后半暗帶皮層p-JNK/JNK和p-ASK1/ASK1比值，以及TLR4、GFAP、T3JAM、TRAF3、NF-κB、TNF-α 和IL-6等的表達，提示益智仁提取物通過調控JNK介導的TLR4/T3JAM和ASK1相關炎癥信號通路抗CIRI損傷。周云等[9]研究發現決明子水提物能對cGAS/STING通路產生抑制作用，使CIRI大鼠皮層腦組織細胞質中的cGAS蛋白以及mtDNA水平明顯降低，從而抑制STING的活化，減少下游炎癥因子的表達，抑制炎癥反應。

盧文豪等[10]研究發現，電針刺激MCAO大鼠百會、四關穴能上調腦組織中Cezanne蛋白水平，降低NF-κB通路相關蛋白表達，提示其抗炎作用與抑制NF-κB信號通路的過度激活有關。劉霜月等[11]實驗研究表明電針水溝、內關等穴可通過抑制TLR2/NF-κB信號通路的活化而改善腦缺血再灌注炎癥損傷。

以上研究證明，中醫藥干預能有效降低炎癥因子水平，調控腦缺血再灌注過程中相關信號轉導，抑制CIRI的炎癥級聯反應，減輕了腦缺血再灌注損傷。

對腦缺血再灌注損傷細胞凋亡相關信號通路的調控

細胞凋亡在腦缺血再灌注損傷的病理進程中具有重要作用，調控凋亡相關的信號通路的活化對于保護缺血腦組織尤其是保護缺血半暗帶具有重要意義。

加味益氣通玄方是在補陽還五湯的基礎上加水蛭、全蝎，重用黃芪而成，彭艷等[12]通過實驗研究探討了加味益氣通玄方對腦缺血再灌注損傷的保護作用機制，發現該方能較明顯增加大鼠缺血腦組織中p-Akt以及p-NOS的表達，使促凋亡蛋白表達降低，抗凋亡蛋白表達升高，降低Bax/Bcl-2比值，減輕腦組織缺血再灌注病理損傷，其作用機制與PI3K/AkteNOS通路的激活有關。Nan 等[13]研究表明瓜蔞桂枝湯可通過抑制PARP-1/AIF信號通路相關蛋白表達，有效抑制腦缺血再灌注損傷細胞凋亡。

蒿本內酯是從當歸和川芎中提取的一類活性成分，崔江波等[14]發現蒿本內酯能夠上調CIRI大鼠腦組織中p-AKT、p-PI3K表達以及p-mTOR的表達，而該通路下游的Bax mRNA、Caspase-3 mRNA表達則相應下降，大鼠海馬半缺血區的細胞凋亡數量相應降低，并根據該實驗結果推測蒿本內酯是通過激活PI3K/Akt/mTOR途徑對CIRI神經細胞的凋亡發揮抑制作用。茯苓中的茯苓酸能夠對PI3K/Akt信號通路中部分組分蛋白的表達起到明顯的上調作用，下調裂解半胱天冬酶蛋白表達，改善神經元凋亡，發揮腦保護作用[15]。Hou等[16]發現白藜蘆醇能激活JAK2/STAT3信號通路，以此間接上調PI3K/AKT/mTOR途徑，進而調節下游Bax、Bcl-2以及Caspase-3等的表達水平，抑制缺血半暗帶中的神經元凋亡。魏小于等[17]研究提示白及多糖呈劑量依賴性下調CIRI大鼠腦組織中的p-STAT3蛋白水平以及p-JAK2蛋白水平，降低腦細胞凋亡率，表明白及多糖在CIRI中的抗凋亡作用機制與調控JAK2/STAT3信號通路的轉導有關。郝紅等[18]實驗研究提示隱丹參酮可通過以抑制JNK/p38MAPK 的磷酸化，降低 Fas、Bax、Caspase-3的表達，抑制CIRI神經細胞凋亡。湯定中等[19]研究發現當歸的活性成分當歸多糖可通過對MAPK/ERK信號通路的調控發揮抗CIRI細胞凋亡作用。

醒腦開竅針刺法在缺血性腦卒中的臨床治療上應用廣泛，具有較顯著的療效，韓林等[20]實驗表明醒腦開竅針刺法能夠通過調控PI3K/Akt信號通路減輕腦缺血再灌注損傷大鼠海馬組織的神經細胞凋亡，改善神經功能缺損。此外，眼針也能通過調節PI3K/Akt途徑改善CIRI引起的細胞凋亡[21]。Lan等[22]發現運用電針干預治療CIRI大鼠能夠有效調控MAPK信號通路發揮抗細胞凋亡作用。全愛君等[23]發現電針預處理能有效調控TGF-β/Smads通路發揮抗凋亡作用。葉偉等[24]研究提示電針能激活JAK2/STAT3途徑，參與抗CIRI細胞凋亡過程。另一項研究表明電針通過調控Nrg-1/ErbB4信號通路，可有效抑制腦缺血再灌注損傷細胞凋亡，發揮腦保護作用[25]。

上述研究證明，中醫藥通過調控CIRI細胞凋亡相關的信號通路，能有效減輕腦缺血再灌注損傷，加快神經功能缺損的恢復。

對腦缺血再灌注損傷氧化應激相關信號通路的調控

腦缺血再灌注過程的氧化應激損傷與活性氧的過度生成，抗氧化能力受損等因素密切相關，眾多研究表明中醫藥可通過調控CIRI氧化應激相關細胞信號的轉導，有效減輕氧化應激損傷。

王艷旭等[26]研究顯示，天麻鉤藤飲給藥能明顯提高MCAO/R大鼠模型大腦皮層組織的Nrf2和H0-1 mRNA及蛋白表達，降低神經功能缺損評分，減輕CIRI病理損傷，而Nrf2/H0-1阻斷劑的使用則逆轉了天麻鉤藤飲的治療作用，提示天麻鉤藤飲可通過Nrf2/H0-1內源性抗氧化信號通路抑制腦缺血再灌注損傷。Li等[27]研究發現桃紅四物湯可通過激活Nrf2信號通路及其上游PI3K/Akt調控通路，促進Nrf2核移位，上調抗氧化酶HO-1的表達，保護腦缺血再灌注氧化應激損傷。

黃茸茸等[28]體外實驗表明人參皂苷Rg1可通過調控NOX2-NLRP1信號通路減少PC12細胞中ROS的生成，抑制NADPH氧化酶2的表達，從而改善缺氧再復氧PC12細胞的氧化應激損傷。Han等[29]研究數據表明吳茱萸中的吳茱萸次堿可呈劑量依賴性促進Nrf2途徑相關蛋白的表達，提高超氧化物歧化酶的表達水平，同時抑制丙二醛、活性氧和乳酸脫氫酶的產生，從而改善MCAO大鼠缺血再灌注氧化應激損傷程度，其作用機制與Nrf2/HO-1信號通路有關。Hu等[30]研究顯示三七總皂苷能夠激活依賴于PI3K/Akt途徑的Nrf2抗氧化信號，對抗腦缺血再灌注氧化應激損傷，對腦微血管內皮細胞具有保護作用。

趙秋陽等[31]研究表明，針刺CIRI大鼠的百會、四神聰穴，能提高缺血半暗帶中SOD、GSH-px酶的含量，其作用機理與活化Nrf2信號通路有關。杜韜等[32]臨床研究表明，使用眼針八區八穴療法診治急性腦梗死患者，可以顯著下調患者外周血中Keap1蛋白水平，提高NQO1、ARE和Nrf2水平，改善細胞氧化損傷，有效改善患者的神經功能缺損程度，其機制與Keap1-Nrf2/ARE信號通路的調控有關。

綜上，中醫藥通過對CIRI氧化應激損傷相關信號通路進行調控，可減少活性氧的生成，提高腦組織抗氧化能力，有效拮抗氧化應激損傷。

對腦缺血再灌注損傷神經血管再生相關信號通路的調控

神經再生及血管新生策略是近年來的研究熱點，中醫藥干預能靶向活化某些特定的細胞信號轉導途徑，促進神經干細胞的增殖、神經元的分化以及內皮細胞的增殖與遷移，促進神經元及微血管再生，發揮腦保護作用。

張遠海[33]通過實驗研究發現，桃紅四物湯干預治療能顯著增加CIRI大鼠腦缺血皮質區VEGF表達水平，增加微血管密度，發揮良好的促進血管新生的作用，其作用機制與桃紅四物湯對PI3K/AKT信號通路的調控有關。Zheng等[34]通過觀察補陽還五湯對CIRI大鼠微血管密度、海馬VEGF及mRNA表達、SIRT1及mRNA表達的影響，以探討補陽還五湯的促血管生成作用機制。該實驗結果提示補陽還五湯組大鼠再灌注后1、3、7、14天的神經功能缺損程度顯著下降，缺血區微血管密度顯著增加，SIRT1、VEGF蛋白和mRNA的表達顯著提高，證明了補陽還五湯的促血管新生機制與靶向調節SIRT1/VEGF通路有關。另有研究發現失荅剌知丸防治腦缺血再灌注損傷同樣具有促血管再生作用，其分子作用機制與Notch/Delta信號通路有關[35]。王俊杰等[36]動物實驗表明地黃飲子可通過Notch信號通路促進MCAO大鼠的神經細胞增生，對腦缺血再灌注損傷發揮神經保護作用。李慧等[37]研究表明通脈活血湯可通過調控HIF-VEGFNotch通路，促進NSCs的增值與分化，發揮腦保護作用。

朱百科等[38]發現川芎嗪能顯著上調大鼠腦組織內P-AKT/AKT表達、PI3K表達以及VEGF表達，并推測川芎嗪對神經元生長的促進作用與PI3K/AKT信號通路有關。Du等[39]研究發現薏苡仁中提取的多酚類化合物能增加MCAO小鼠再灌注后7、14天缺血半暗帶中的 TGF-β1、ALK-1、Smad1/5和 p-Smad1/5的表達水平，增加血管生成相關CD31蛋白及VEGF的表達水平，這表明薏苡仁能夠激活TGF-β1-ALK1-Smad1/5信號通路，促進血管生成而保護腦I/R損傷。另有研究顯示冰片、黃芪甲苷以及三七總皂苷相配伍應用能活化Notch通路，發揮神經血管保護作用，且三者協同應用效果優于單獨應用[40]。

利鑄均等[41]對MCAO大鼠百會、大椎穴進行電針刺激，發現電針組大鼠缺血區NSCs含量以及Notch1水平較模型組明顯增多，并在治療第14天時觀察到NSCs的含量、Notch1的表達達到峰值，而后維持較長時間的高表達水平，該實驗提示電針能干預Notch信號途徑增殖NSCs，發揮良好的神經保護作用。王梅平等[42]則發現電針足三里能活化CREB通路，使下游VEGF表達增加，從而促進CIRI大鼠神經血管再生，以此發揮腦保護作用。

以上實驗研究表明了中醫藥對神經血管再生的細胞信號轉導具有較好的調控作用，為中醫藥防治CIRI提供了豐富的實驗依據與研究思路。

總結與展望

綜上所述，近年來眾多研究發現中醫藥能有效調節腦缺血再灌注損傷多種信號通路的轉導，減少信號級聯下游具有損傷作用的炎性介質、促凋亡蛋白、氧化應激產物等的表達，從而抑制腦缺血再灌注過程的炎癥反應、細胞凋亡、氧化應激等病損效應，減輕腦組織缺血再灌注損傷及神經功能缺損程度，增加具有保護作用的神經血管因子的表達，促進神經干細胞增值，神經元分化及微血管生成，發揮腦保護作用。目前，大多數調節腦缺血再灌注損傷的信號轉導通路機制的研究多側重在某一方面或某一層面，缺乏多成分協同干預、多種信號通路相互影響的相關研究。因此，今后需深入開展相關研究進一步揭示腦缺血再灌注損傷各信號通路間的相互關系，探明相關中醫藥防治腦缺血再灌注損傷的分子機制，進一步將動物實驗所獲得的數據及經驗延伸運用于臨床。