淫羊藿及其提取物在血管性癡呆作用機制的研究進展

馬靜毅 顧超 王春旭

血管性癡呆(vascular dementia, VD)的主要臨床表現(xiàn)除神經(jīng)系統(tǒng)損傷的癥狀及體征外，可伴有一系列神經(jīng)心理、精神癥狀。VD的發(fā)病率僅次于阿爾茲海默癥，近年來其發(fā)病率呈逐漸上升趨勢[1]。VD給患者的生存質(zhì)量造成嚴(yán)重影響，積極開展對VD的診療研究，具有重要臨床意義[2]。VD是目前唯一可防治的癡呆類型，早期進行有效的治療，可逆轉(zhuǎn)病情或恢復(fù)患者日常認(rèn)知功能，獲得良好的預(yù)后[3]。VD屬于中醫(yī)“癡呆”的病癥范疇，其主要病機為機體腎精虧虛，髓海失養(yǎng)，當(dāng)以補腎填髓為主要治療原則，淫羊藿符合其病機[4]。淫羊藿屬于小檗科淫羊藿屬植物，性溫，歸肝、腎經(jīng)，具有祛風(fēng)除濕、強精壯骨、滋補腎陽等功效。其主要活性成分包括淫羊藿苷、黃酮類物質(zhì)、多糖等。現(xiàn)代藥理學(xué)研究表明淫羊藿具有抗骨質(zhì)疏松、抗氧化應(yīng)激反應(yīng)、免疫調(diào)節(jié)、舒張血管、抗抑郁、保護心臟、壯陽等多種作用[5]。近年來淫羊藿對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的作用受到廣大醫(yī)師的關(guān)注，尤其是對VD、阿茨海默癥的治療取得了較好的臨床療效[6]。目前淫羊藿用于阿茲海默癥治療的研究較多，但用于VD的研究較少。本研究重點對淫羊藿及其提取物對VD的作用及其機制進行闡述，為臨床研究及治療提供理論依據(jù)。

1 調(diào)節(jié)多種活性因子的分泌

1.1 腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(brain-derived neurotrophic factor, BDNF)

BDNF廣泛分布于中樞神經(jīng)系統(tǒng)，可維持海馬突觸的可塑性和信號傳遞，能促進神經(jīng)元生長和分化，保護神經(jīng)元損傷[7]。BDNF分泌不足可直接導(dǎo)致學(xué)習(xí)和記憶功能損傷。大腦皮質(zhì)、海馬、脊髓區(qū)域神經(jīng)細胞損傷是造成VD的重要原因[8]。BDNF能與絡(luò)氨酸激酶B(tyrosine kinase, TrkB)結(jié)合，激活磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B信號通路，發(fā)揮營養(yǎng)神經(jīng)，促進神經(jīng)元修復(fù)，改善記憶、學(xué)習(xí)等作用[9]。

淫羊藿苷可提高腦低灌注所致VD大鼠BDNF的表達，通過激活BDNF/TrkB的信號通路，增強下游磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B的活化程度，從而抑制神經(jīng)元丟失，改善學(xué)習(xí)和記憶功能[10]。腦缺血所致VD大鼠BDNF的mRNA、蛋白質(zhì)表達明顯減少，給予淫羊藿苷干預(yù)后可進一步促進BDNF的mRNA、蛋白質(zhì)的表達，從而保護神經(jīng)元[11]。機體在缺血缺氧時可激活自身保護性適應(yīng)反應(yīng)，在短期內(nèi)可促進BDNF表達，但長期BDNF會顯著降低，而淫羊藿苷可通過上調(diào)BDNF和TrkB的表達，以防止神經(jīng)元變性、壞死、凋亡，從而保護神經(jīng)功能[12]。

綜上，淫羊藿苷通過上調(diào)BDNF的表達，以促進損傷的神經(jīng)元修復(fù)，對保護神經(jīng)功能發(fā)揮積極作用。

1.2 轉(zhuǎn)化生長因子-β1(transforming growth factor-β1, TGF-β1)

TGF-β1是種免疫調(diào)節(jié)劑，參與神經(jīng)炎癥反應(yīng)，能促使膠質(zhì)細胞激活，促進β-淀粉樣蛋白(β-amyloid protein,Aβ)淀粉樣蛋白在腦血管中沉積，加重腦組織、神經(jīng)炎癥反應(yīng)[13]。TGF-β1是目前最有效的促纖維化細胞因子，能顯著促使局部細胞外基質(zhì)層及加重局部纖維化進程[14]。

Aβ淀粉樣斑塊的沉積是導(dǎo)致VD的主要神經(jīng)病理性特征，不僅能引起神經(jīng)炎性病變，還能造成行為障礙、記憶喪失等神經(jīng)退行性病變，淫羊藿能降低TGF-β1的水平，從而減少斑塊細胞外基質(zhì)的形成，減輕海馬組織Aβ淀粉樣斑塊的沉積，有效減輕神經(jīng)炎癥反應(yīng)，恢復(fù)小鼠筑巢能力[15]。淫羊藿次苷Ⅱ能阻斷TGF-β1/Smad2信號傳導(dǎo)，從而抑制慢性低灌注大鼠記憶學(xué)習(xí)功能減退[16]。

綜上，淫羊藿及其提取物能抑制TGF-β1的表達，有助于改善星形膠質(zhì)細胞、神經(jīng)元的功能。

1.3 血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)

腦血液灌注不足是導(dǎo)致認(rèn)知功能障礙的重要原因，是神經(jīng)退行性病變的獨立危險因素[17]。VEGF是強效促血管生長因子，能促使血管內(nèi)皮細胞特異性有絲分裂，觸發(fā)VEGF2等多種信號傳導(dǎo)通路，促進血管的形成，提高局部血流灌注水平[18]。

淫羊藿能上調(diào)慢性腦損傷后大鼠腦皮層VEGF信號通路，降低一氧化氮(nitric oxide, NO)含量，有效改善腦組織血液灌注不足癥狀，促使新血管形成，可使VD患者受益[19]。淫羊藿和骨髓間充質(zhì)干細胞之間存在相互增強作用，通過磷酸肌醇-3-激酶(inositol phosphate-3-kinase, PI3K)和細胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶1/2(extracellular regulated protein kinases1/2, ERK1/2)途徑的磷酸化，增加VEGF、BDNF和Bcl-2水平，促進血管生成，抑制神經(jīng)元凋亡[20]。

綜上，淫羊藿能上調(diào)VEGF的表達，促進神經(jīng)組織中新血管的形成，有效促使受損神經(jīng)細胞修復(fù)，改善神經(jīng)功能。

2 增強多種遞質(zhì)的表達

2.1 改善膽堿能遞質(zhì)系統(tǒng)

乙酰膽堿(acetylcholine, Ach)是與認(rèn)知功能、學(xué)習(xí)和記憶最密切相關(guān)的神經(jīng)遞質(zhì)[21]。膽堿能系統(tǒng)分布在大腦的各個區(qū)域，包括海馬和皮層，它們參與工作記憶、言語、情緒和注意力的調(diào)節(jié)。Ach的作用依賴于膽堿乙酰轉(zhuǎn)移酶(choline acetyltransferase,ChAT)、囊泡乙酰膽堿轉(zhuǎn)運體、乙酰膽堿酯酶和乙酰膽堿受體，它們分別負責(zé)Ach的合成、運輸和儲存、降解和結(jié)合，膽堿能神經(jīng)元的丟失，ChAT和Ach水平的降低以及相應(yīng)的記憶和學(xué)習(xí)功能的損害[22-23]。

淫羊藿苷通過增加腦外傷后小鼠海馬Ach和ChAT的水平，改善海馬膽堿能功能，改善組蛋白乙酰化穩(wěn)態(tài)的失衡，最終改善認(rèn)知功能障礙[24]。淫羊藿苷能通過提高ChAT的活性，增加Ach的合成，改善SAMP10模型小鼠的學(xué)習(xí)記憶[25]。

綜上，淫羊藿苷可通過增強ChAT的活性，以促進Ach的表達，繼而改善中樞神經(jīng)Ach功能，對提高學(xué)習(xí)、記憶、認(rèn)知功能發(fā)揮積極意義。

2.2 調(diào)節(jié)單胺類神經(jīng)遞質(zhì)

5-羥色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)、多巴胺 (dopamine,DA)、去甲腎上腺素(norepinephrine,NE)屬于中樞神經(jīng)單胺類神經(jīng)遞質(zhì)，能維持大腦正常的生理功能。5-HT與認(rèn)知功能、行為意志、情緒、精神、聽覺、體溫、睡眠等功能密切相關(guān)[26]。DA與認(rèn)知、情志、睡眠、內(nèi)分泌行為、軀體活動等功能相關(guān)[27]。NE與意識、注意力、學(xué)習(xí)、記憶、情緒、內(nèi)分泌、睡眠、體溫、心血管系統(tǒng)等功能相關(guān)[28]。在腦組織缺血缺氧條件下，5-HT、NE能提高血管活性，促使血管收縮，進一步加重腦水腫癥狀，介導(dǎo)神經(jīng)元壞死。DA能促使氧化自由基的產(chǎn)生，加重細胞毒性作用，增加神經(jīng)元損傷及壞死[29]。

淫羊藿苷能減輕鈣離子超載，降低PC12細胞損傷，從而有效改善5-HT、NE、DA等神經(jīng)遞質(zhì)的分泌功能[30]。淫羊藿苷能增加海馬、皮層、紋狀體中5-HT、NE、DA的含量，以顯著改善大鼠抑郁樣行為[31]。淫羊藿苷能降低PC12細胞鈣離子超載，恢復(fù)單胺類神經(jīng)遞質(zhì)的分泌功能[32]。

綜上，淫羊藿苷對中樞神經(jīng)5-HT、NE、DA等單胺類神經(jīng)遞質(zhì)的分泌具有促進作用，才會發(fā)揮改善認(rèn)知功能的作用。

3 抗氧化應(yīng)激，抑制神經(jīng)炎性反應(yīng)

3.1 減輕氧化應(yīng)激反應(yīng)

線粒體是機體細胞的代謝中心、凋亡中心、產(chǎn)能中心，阿爾茨海默癥患者的線粒體功能異常，與鈣離子穩(wěn)態(tài)失衡、能量代謝缺陷、氧化應(yīng)激損傷密切相關(guān)[33]。氧化應(yīng)激反應(yīng)在阿爾茨海默癥的發(fā)生、發(fā)展中發(fā)揮著重要作用，過度氧化應(yīng)激反應(yīng)能直接損傷細胞膜RNA和蛋白質(zhì)，還能促進神經(jīng)細胞凋亡，其中線粒體是體內(nèi)氧化自由基的主要來源[34]。

淫羊藿苷能發(fā)揮植物雌激素樣作用，有效減輕腦組織線粒體氧化應(yīng)激反應(yīng)，改善SAMP8小鼠的學(xué)習(xí)記憶能力[35]。淫羊藿多糖能提高學(xué)習(xí)記憶障礙小鼠的超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)、過氧化氫酶(catalase, CAT)的水平，降低丙二醛(malondialdehyde, MDA)的水平，發(fā)揮抗氧化應(yīng)激作用，從而抑制神經(jīng)元的自由基損傷[36]。

綜上，淫羊藿提取物具有良好的抗氧化應(yīng)激作用，能降低神經(jīng)功能的自由基損傷，減輕神經(jīng)細胞凋亡，保護學(xué)習(xí)記憶功能。

3.2 抑制神經(jīng)炎性反應(yīng)

炎癥反應(yīng)是身體的一種防御反應(yīng)，是抑郁癥等多種神經(jīng)病變的主要病理基礎(chǔ)，高遷移率族蛋白盒1(high-mobility family protein box 1, HMGB1)是一種促炎癥細胞因子，能從細胞核向細胞質(zhì)的移位，與神經(jīng)炎癥的發(fā)生密切相關(guān)[37]。脂多糖(lipopolysaccharide, LPS)可促進海馬體中HMGB1的表達，增加細胞質(zhì)中HMGBL和RAGE的高表達。

淫羊藿苷和淫羊藿素對丙酮酸乙酯預(yù)處理大鼠治療4周，可通過抑制HMGB1-RAGE信號來降低炎癥反應(yīng)，略增加神經(jīng)元數(shù)量，對神經(jīng)功能發(fā)揮保護作用[38]。淫羊藿苷可能是一種潛在的過氧化物酶增殖因子活化受體C(peroxidase proliferator activated receptor C, PPARC)和過氧化物酶增殖因子活化受體Y(peroxidase proliferator activated receptor, PPARY)激動劑，通過上調(diào)PPARA和PPARY，生理上阻斷核因子-κB(nuclear factor-κB， NF-κB)激活，從而抑制炎癥反應(yīng)，對缺血性卒中大鼠的神經(jīng)功能發(fā)揮神經(jīng)保護作用[39]。淫羊藿素可抑制小膠質(zhì)細胞和星形膠質(zhì)細胞的激活，抑制白介素1β(interleukin 1β，IL-1β)、腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α, TNF-α)、環(huán)氧化酶2(cyclooxygenase 2, COX-2)和一氧化氮合成酶(nitric oxide synthase, INOS)mRNA和蛋白的表達，并減弱Aβ誘導(dǎo)的Bax/Bcl-2比率升高和caspase-3激活，抑制神經(jīng)炎癥和細胞凋亡，逆轉(zhuǎn)Aβ誘導(dǎo)的認(rèn)知缺陷[40]。CD4+T細胞介導(dǎo)的免疫炎癥反應(yīng)已被證實參與AD的病理過程，長期服用淫羊藿苷ICA可減少Aβ沉積，調(diào)節(jié)Thl、Th17和Tregs細胞的分化，調(diào)節(jié)炎性細胞因子的分泌，改善APP/PSI小鼠的空間學(xué)習(xí)和記憶保持能力[41]。

綜上，淫羊藿提取物能調(diào)節(jié)炎癥因子的分泌，抑制神經(jīng)炎性反應(yīng)，對神經(jīng)功能發(fā)揮保護作用，從而對改善學(xué)習(xí)和記憶功能發(fā)揮積極作用。

4 抗神經(jīng)毒性物質(zhì)(Aβ)的損傷

Aβ沉積、相關(guān)神經(jīng)元凋亡和神經(jīng)炎癥被認(rèn)為是導(dǎo)致認(rèn)知功能障礙的重要原因[42]。淫羊藿苷積極調(diào)節(jié)與Aβ通路相關(guān)的多個靶點，通過減少Aβ的產(chǎn)生(通過BACE1的下調(diào)和ADAM10的上調(diào))以及增加Aβ的降解(IDE的上調(diào))，可能有助于降低VD或AD大腦中Aβ的水平，預(yù)防VD或AD的腦出血引起的癡呆[43]。

5 抑制神經(jīng)細胞凋亡

淫羊藿素治療通過下調(diào)SAMP8小鼠海馬中BACEL的表達來減少Aβ的生成，可增加Bcl-2/Bax的比率，來抑制神經(jīng)元凋亡，從而改善記憶和學(xué)習(xí)能力[44]。淫羊藿苷可通過核因子紅系2相關(guān)因子1(nuclear factor erythroid 2 related factor 1，NFE2L1)途徑誘導(dǎo)滑膜蛋白表達，抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激誘導(dǎo)的神經(jīng)細胞死亡，是治療神經(jīng)退行性疾病的潛在藥物[45]。

6 促進神經(jīng)系統(tǒng)再生

6.1 增強細胞周期蛋白DI的表達

細胞周期蛋白DI作為一種細胞周期蛋白，是一種人類基因CD1編碼蛋白，由295個氨基酸組成，在細胞周期蛋白依賴性激酶的調(diào)控下，在正常細胞生長和增殖中發(fā)揮重要作用[46]。淫羊藿苷顯著增強了細胞周期基因cyclin DI和p21的表達，介導(dǎo)大鼠海馬神經(jīng)干細胞生長和增殖[47]。

6.2 抑制抑癌基因的表達

抑癌基因(tumor suppressor gene, PTEN)是神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育中再生功能和軸突生長的重要控制分子，抑制PTEN的水平能促使神經(jīng)系統(tǒng)再生和修復(fù)[48]。生長相關(guān)蛋白-43(growth associated protein-43, GAP-43)屬于神經(jīng)特異性蛋白質(zhì)，主要分布于神經(jīng)元、膠質(zhì)細胞、施旺細胞等神經(jīng)組織內(nèi)，在突觸前膜和軸突末端的含量極高，參與突觸的形成、神經(jīng)細胞的生長和再生[49]。淫羊藿苷能通過抑制PTEN的表達和上調(diào)GAP-43的表達，來促進腦缺血后神經(jīng)組織的修復(fù)與再生[50]。

6.3 提高神經(jīng)生長因子的表達

在周圍神經(jīng)修復(fù)過程中，神經(jīng)元和雪旺細胞分泌各種促進神經(jīng)再生的因子。神經(jīng)生長因子是第一個被發(fā)現(xiàn)的此類因子，也是研究最廣泛的因子，能刺激突觸生長，促進交感和感覺神經(jīng)元的分化、發(fā)育和成熟，并維持正常的神經(jīng)元功能[51]。局部應(yīng)用淫羊藿苷混懸液有助于周圍神經(jīng)再生，促進神經(jīng)生長因子的表達，增加套筒橋接后再生神經(jīng)纖維的數(shù)量和神經(jīng)傳導(dǎo)速度，最終促進神經(jīng)功能恢復(fù)[52]。

7 小結(jié)

VD是目前唯一可防治的癡呆類型，近年來VD的發(fā)病率呈逐年上升趨勢，控制病情發(fā)展對改善患者預(yù)后具有積極意義。目前中藥淫羊藿在治療VD上取得了較好療效，淫羊藿及其提取物可通過調(diào)節(jié)多種活性因子分泌、增強多種遞質(zhì)表達、抗氧化應(yīng)激，抑制神經(jīng)炎性反應(yīng)、減輕神經(jīng)毒性物質(zhì)(Aβ)損傷、抑制神經(jīng)細胞凋亡、促進神經(jīng)系統(tǒng)再生等多個途徑，保護神經(jīng)功能，發(fā)揮抗VD的作用，具有廣泛的臨床運用前景。

但目前關(guān)于淫羊藿治療VD的研究主要停留在動物實驗，還沒有將其用于臨床治療的報道，對人體的療效也未知。同時基礎(chǔ)研究中VD模型無法有效反應(yīng)臨床實際VD患者復(fù)雜的發(fā)病機制，且淫羊藿及其提取物的有效濃度需進一步確定。臨床還需要對淫羊藿化學(xué)成分進行深入探討，以期為研發(fā)出以淫羊藿為主要藥效成分的新藥奠定基礎(chǔ)。