中藥干預小膠質細胞表達治療糖尿病神經痛研究進展

魏曉濤 ，何志軍 ，劉濤 ，何元旭 ，馬歲錄 ，何波 ，王威威

1.甘肅中醫藥大學，甘肅 蘭州 730000； 2.甘肅省中醫院，甘肅 蘭州 730050；3.甘肅中醫藥大學第四附屬醫院，甘肅 蘭州 730000

作為最常見糖尿病周圍神經病變之一，糖尿病神經痛（diabetic neuropathic pain，DNP）臨床表現多為遠端肢體神經性疼痛、痛覺過敏和超敏，并伴有異常性疼痛等，發作時疼痛劇烈，夜間明顯，甚至可能出現焦慮、抑郁等心理變化[1]，隨著病情加重，可出現肌肉萎縮、深淺反射減弱、癱瘓、壞疽等，因其有較大治療難度及高致殘率[2]，已嚴重影響患者生存質量[3]。目前治療通常在控制血糖基礎上給予普瑞巴林、杜洛西汀及阿片類等鎮痛藥物緩解疼痛[4]，但無法從根本上修復受損的神經，緩解神經炎癥，且會產生嚴重依賴性，給患者帶來身心負擔。研究表明，小膠質細胞在DNP產生發展過程中發揮重要作用，通過調控小膠質細胞可起到修復損傷神經或延緩神經病變作用，已成為治療DNP的重要靶點[5]。中藥單體或復方含有的多種活性成分，不僅能抑制小膠質細胞向M1型極化，減輕小膠質細胞炎癥級聯反應，減少神經毒性物質分泌，還可促進M1型小膠質細胞向M2型轉化，加快小膠質細胞直接向M2型極化過程，增強小膠質細胞中抗炎因子和神經營養因子的表達，緩解神經炎癥，修復受損神經組織[6]；且與化學鎮痛藥單一作用途徑不同，中藥具有多成分、多靶點、安全性高、療效好、不良反應少等優勢[7]。茲就小膠質細胞極化在DNP方面的作用機制，以及中藥通過調控小膠質細胞極化防治DNP現狀進行綜述，為臨床相關治療及后續深入研究提供參考。

1 小膠質細胞與糖尿病神經痛

小膠質細胞在中樞神經系統內呈白色或灰色，一般存在2種功能作用不同的形態，即具有促炎作用的M1型和抗炎作用的M2型。在生理環境下，小膠質細胞處于靜息狀態，且有多個細長樹突，用于時刻監測和調節細胞微環境，維持中樞神經系統穩態。當損傷因素刺激中樞神經系統微環境發生改變，可使小膠質細胞被激活并極化，并通過不斷釋放神經調節劑和神經肽，參與DNP的痛覺過敏，放大傷害感受器神經元的活化信號，引起DNP[8]。

在異物、感染源、創傷等有害刺激下，小膠質細胞首先會迅速被激活為M1型，其分支變厚，胞體變大，表面積增加[9]，呈“變形蟲樣”結構。其極化過程主要通過介導Toll樣受體4（TLR4），激活核因子（NF）-κB信號通路，促進特定分子標記物如CD86/CD16/CD32上調[10]；這又促進小膠質細胞釋放多種炎癥因子，如白細胞介素（IL）-1、IL-6和IL-12，腫瘤壞死因子（TNF）-α，活性氧和一氧化氮（NO），殺死病原微生物并促進小膠質細胞聚集相應靶點，觸發并加重炎癥反應。M1型小膠質細胞的激活是一種保護性應激反應，異常激活和極化會誘發神經毒性，阻止神經元再生，造成神經元損傷，誘發一系列神經效應。鑒于M1型小膠質細胞誘導的相關產物可致病變周圍神經疼痛，因此抑制小膠質細胞向M1型極化，或加快M1型小膠質細胞向M2型轉化，縮短M1型小膠質細胞存在時間，有可能對DNP的緩解或治愈發揮重要作用。

M2型小膠質細胞具有體積小、極化過程較長的特點，且有M2a、M2b、M2c 3個亞型。其中M2a型主要參與細胞再生及大量抗炎因子的分泌，滅活促炎細胞，抑制炎癥反應，促進損傷神經修復，保護神經元，維持中樞神經系統微環境的穩定，緩解DNP；M2b和M2c型具有強大的吞噬和清除組織碎片能力，可吞噬和清除受損神經細胞碎片，抑制炎癥反應，促進受損組織修復和神經元再生，防止繼發性炎癥損傷，維持正常的中樞神經系統微環境。因此，加快小膠質細胞向M2型極化速度或縮短極化過程對DNP臨床治療具有重大意義。

2 小膠質細胞表型極化及相關分子途徑

既往研究表明，cAMP反應元件結合蛋白（CREB）、c-Jun氨基端激酶（JAK）-STAT、Notch、NF-κB信號通路等，以及絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）、核苷酸結合寡聚結構域樣受體熱蛋白結構域相關蛋白3（NLRP3）炎癥小體，均與小膠質細胞表型極化密切相關，且彼此間相互干涉和影響，共同調控小膠質細胞M1/M2型極化，形成復雜的調控系統[11-15]。①NF-κB和CREB競爭性地與轉錄因子CCAAT增強子結合蛋白（C/EBP）及CREB結合蛋白（CBP）結合，兩者相互制衡維持小膠質細胞M1/M2型比值的穩定。同時，二者結合還加強了M2型小膠質細胞基因表達，如IL-10等。C/EBP-β被NF-κB和CREB競爭性結合，使C/EBP-β可同時調控M1和M2表型的小膠質細胞。中樞神經系統損傷會使CREB數量減少，此時NF-κB表達增強，從而影響M1/M2型比例，加重神經損害。②Notch信號通路與NF-κB也存在正反兩方面作用。一方面，Notch信號通路與NF-κB信號通路相互作用能抑制PPAR-γ表達，從而誘導小膠質細胞M2型極化[16]。但Notch信號通路釋放的信號會使被激活的NF-κB興奮延長，激活更多M1型小膠質細胞，從而釋放更多促炎因子和毒害因子。③JAK-STAT信號通路中的STAT1和STAT3也可增強NF-κB作用[17]。④MAPK是一種高度保守的真核細胞激酶，由胞外信號調節激酶（ERK）、JNK/應激活化蛋白激酶（SAPK）、p38 MAPK組成。3級級聯酶促反應激活MAPK，并積極參與細胞增殖、分化、應激、凋亡等過程[18]。⑤NLRP3炎癥小體促進胱天蛋白酶-1（Caspase-1）激活，被激活的Caspase-1將自我催化降解，并促進IL-1β釋放和表達，從而抑制NLRP3炎癥小體在小膠質細胞中激活，發揮NLRP3炎癥小體在調控神經炎癥方面的作用[19]。總之，小膠質細胞表型極化受多種因素影響，各因素之間又彼此影響、相互作用。

3 中藥調控小膠質細胞轉化

調控小膠質細胞極化治療DNP的途徑包括以下幾點：①直接抑制小膠質細胞向M1型極化；②調控小膠質細胞直接向M2型極化激活、加速或縮短M2型極化過程；③加速M1型向M2型轉化，縮短M1型小膠質細胞存在時間。中藥單體或復方相關活性成分可通過以上1種或多種路徑，發揮緩解炎癥、減輕疼痛、加速神經組織修復、治療DNP作用。

3.1 抑制小膠質細胞向M1型極化

通過調控NF-κB信號通路、Notch信號通路、NLRP3炎癥小體及其炎癥因子表達，可抑制小膠質細胞向M1型極化，并下調M1型小膠質細胞分泌相關致炎因子水平，減輕神經毒性和炎癥反應，達到緩解DNP作用。邢娜等[20]研究發現，枳殼中的黃酮類化合物紅橘素在脂多糖誘導的小鼠原代小膠質細胞模型中通過NF-κB信號通路抑制小膠質細胞向M1型極化，并抑制小膠質細胞釋放IL-6、IL-1β、TNF-α等炎癥因子，減輕神經炎癥，緩解DNP。洪麗綿[21]在鉤吻素子抗糖尿病大鼠神經病理性疼痛研究中發現，鉤吻素子通過Notch信號通路下調干擾素調節因子8表達，進而抑制脊髓小膠質細胞向M1型極化，從而減少致炎因子分泌，降低致炎細胞因子表達，發揮緩解疼痛、治療DNP作用。有報道在帕金森病小鼠模型實驗中發現，補腎益智方可抑制周圍神經NLRP3炎癥小體激活，抑制小鼠體內小膠質細胞向M1型激活，降低炎癥因子水平，減輕神經炎癥，緩解周圍神經病理性疼痛[22]。作為一種潛在的神經保護藥物，當歸芍藥散通過抑制小膠質細胞中NF-κB信號轉導通路及TLR4、IL-1β、IL-6、TNF-α mRNA和IL-1β、IL-6、TLR4蛋白表達，從而抑制脂多糖誘導的小膠質細胞向M1型極化，并抑制周圍神經相關促炎因子釋放及小膠質細胞神經炎癥反應，從而發揮保護神經、緩解疼痛的作用，達到治療DNP目的[23]。高書濤[24]對不同劑量松果菊苷作用于脊髓損傷大鼠模型研究中發現，松果菊苷不僅能抑制小膠質細胞向M1型活化，并可通過調控NF-κB/NLRP3信號通路，阻斷NLRP3炎癥小體激活，緩解脂多糖誘導的細胞炎癥，減輕損傷后的神經炎癥反應，減輕周圍神經病理性疼痛。

3.2 調控小膠質細胞直接向M2型極化，加速極化過程

通過對TLR4、TNF-α、NF-κB、NLRP3等相關信號通路或信號因子調控，可使小膠質細胞直接向M2型極化，加速M2型小膠質細胞分泌相關抗炎分子，快速發揮減輕炎癥反應、緩解周圍神經疼痛的作用，亦可促進小膠質細胞分泌轉化生長因子（TGF）-β、IL-10、IL-4、IL-13等因子，發揮保護神經元、修復損傷神經系統的作用。研究發現，β-石竹烯通過調控脂多糖誘導的神經炎癥及TLR4蛋白水平，促進小膠質細胞向M2型極化，發揮其保護神經、修復受損組織的作用[25]。徐飛飛[26]觀察石菖蒲有效成分α-細辛醚對腦缺血再灌注損傷發現，α-細辛醚通過抑制NF-κB磷酸化，降低NLRP3炎癥小體過度活化，促進抑炎因子IL-10、IL-4分泌，起到抗炎作用。殷孟蘭[27]研究發現，地龍提取物能顯著降低NF-κB磷酸化水平，顯著升高M2型小膠質細胞標志物CD206蛋白表達，促進抗炎因子IL-10、血管內皮生長因子釋放，升高TGF-β、IL-10蛋白表達水平，促進M2型小膠質細胞抗炎因子表達。目前僅有少量對中藥調控小膠質細胞直接向M2型極化的研究，且這種途徑僅是加速小膠質細胞向M2型極化，并未縮短向M2型極化過程，今后應尋找可代替相關信號通路中間產物或直接促進小膠質細胞向M2型極化的“推進劑”。

3.3 加速M1型小膠質細胞向M2型轉化，縮短M1型小膠質細胞存在時間

抑制小膠質細胞向M1型極化，促進其向M2型極化，是DNP防治的最優解，既達到緩解炎癥和疼痛效果，又促進神經組織修復。NF-κB、PPAR-γ、MAPKs信號通路在調控小膠質細胞極化方面均發揮既抑制又促進的作用[15]，尤其PPAR-γ信號通路在小膠質細胞M1型向M2型轉化過程中發揮關鍵作用[28]，增加PPAR-γ信號通路表達可促進小膠質細胞向M2型分化。孫豪等[29]研究發現，補腎益髓方可激活PPAR-γ蛋白表達，可促進小膠質細胞向M2型極化，并產生大量干擾素-β、TGF-β等抗炎因子，以此減輕炎癥反應，緩解DNP。舒海洋等[30]研究發現，片仔癀通過調控M1型小膠質細胞向M2型轉化，抑制炎癥因子TNF-α表達，上調抑炎因子IL-4和IL-10水平，以達到控制炎癥、緩解疼痛、修復神經的作用。甘海燕等[31]研究發現，補陽還五湯可顯著抑制大鼠體內M1型小膠質細胞表面標記物CD85、iNOS和促炎因子TNF-α、IL-1β、IL-6表達，加速M1型小膠質細胞轉化為M2型，并上調M2型小膠質細胞標記物及抗炎因子表達，發揮抗炎效能，保護受損神經。Wang等[32]研究發現，苦參堿通過誘導Myd88/TLR4介導的NF-κB活化失衡抑制脂多糖誘導的神經炎癥反應，抑制M1型小膠質細胞激活，下調炎性細胞因子水平，促進M1型小膠質細胞向M2型極化，增加抗炎細胞因子密度，有效控制炎性反應，緩解DNP。李福春等[33]研究不同劑量紅景天苷對大鼠脊髓損傷后的神經炎癥發現，紅景天苷可增加大鼠脊髓組織Bcl-2 mRNA表達，顯著降低NF-κB、iNOS和COX-2 mRNA表達，增加M2/M1型極化比，發揮減輕神經炎癥效果，緩解DNP。天麻酚類化合物茴香醇可通過抑制NF-κB活化抑制脂多糖刺激的小膠質細胞中JNK磷酸化，抑制小膠質細胞向M1型轉化并促進M2型轉化，降低脂多糖誘導的TNF-α產生，增加抗炎因子IL-10和TGF-β[34]，從而達到防治DNP效果。同時，Sophie等[35]在天麻素相關研究中證實，天麻素通過抑制M1型小膠質細胞標記物TNF-α和iNOS表達和M2型小膠質細胞標記物IL-10表達，從而上調M2/M1型極化比，發揮天麻素抗炎作用[36]，防治DNP。

3.4 控制小膠質細胞過度極化

不受控制或延遲的神經炎癥是有害的，過度激活M1型小膠質細胞可引起神經系統的炎癥損傷。M1型小膠質細胞過度激活、極化，導致受損的周圍神經炎癥反應加重，并使M2型小膠質細胞激活、極化受到相對抑制[37]，從而相對抑制小膠質細胞對DNP的防治作用。受損的神經組織進一步促進小膠質細胞極化，最終導致惡性循環，持續加重病情[38-39]。因此，在以M1型過度激活為特征的中樞神經系統炎癥性疾病中，促進M2型極化并維持M1型和M2型之間的相對平衡可作為一種潛在的治療策略。但大多數減輕神經炎癥的化合物只抑制M1型激活，僅少數化合物可促進小膠質細胞極化為M2型。Lin等[40]通過研究β-淀粉樣蛋白1-40誘導小膠質細胞和星形細胞過度活化作用，發現牛膝可通過抑制淀粉樣蛋白沉積和激活抗氧化防御系統，減少神經炎癥，抑制小膠質細胞過度活化，防治DNP。張嘉維等[41]發現，姜黃素可通過介導髓樣細胞觸發受體2、TLR4顯著抑制小膠質細胞過度激活，減少IL-1β和IL-6等炎癥因子分泌，從而達到減輕炎癥、緩解DNP作用。

4 展望

DNP與小膠質細胞的激活和極化密切相關，但迄今研究多集中在動物實驗，缺乏細胞水平實驗、大樣本的臨床研究及循證數據。中藥單體或復方具有高效低毒、多靶點及多通路協調作用的顯著優勢，可有效干預小膠質細胞激活、極化，進而調控小膠質細胞表達，抑制促炎因子釋放，促進抗炎分子分泌，改善神經系統炎癥反應，修復損傷神經組織，達到治療DNP目的。但中藥是否存在一種可代替相關信號通路中間產物或直接促進小膠質細胞向M2型極化的“推進劑”，值得深入研究。中藥的有效成分及作用機制復雜，今后研究還需通過“網絡藥理學+細胞生物學實驗”等手段，加強有效成分及作用機制研究，同時進行大樣本臨床隨機對照研究，進而分析中藥治療DNP的優勢所在。