基于晚期糖基化終末產物-晚期糖基化終末產物受體信號通路的中醫藥干預缺血性卒中研究進展※

彭翠玲 張敬華

(1.南京中醫藥大學2021級碩士研究生,江蘇 南京 210023;2.南京中醫藥大學附屬南京中醫院腦病科,江蘇 南京 210023)

卒中是臨床上常見的腦血管疾病,也是最常見的致死、致殘病因,臨床上根據卒中發生的原因可分為出血性卒中和缺血性卒中兩大類。出血性卒中是由于腦血管破裂血液外溢所致,缺血性卒中則是指因腦血管狹窄或閉塞,導致局部腦組織供血不足,臨床中以缺血性卒中為主,約占所有卒中病例的87%[1]。晚期糖基化終末產物(AGEs)是一組不可逆共價化合物,是一些大分子物質如脂質、蛋白質等末端的還原性氨基與多種糖類的醛基發生高度可逆的美拉德反應,再經化學重排、脫水等一系列反應形成的不可逆的終末產物[2]。AGEs受體(RAGE)是一種跨膜受體,因其與AGEs的結合能力而得名,可以在腦部的神經元、神經膠質細胞中表達,另外其在內皮細胞中也有表達[3]。AGEs與RAGE相互結合可以激活絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)、核轉錄因子κB(NF-κB)及活性氧(ROS)等多種細胞因子,進而促進氧化應激、炎性反應及細胞凋亡的發生,與多種疾病的發生發展密切相關,因此弄清其致病機制對于疾病的診療具有重大意義。研究表明,AGEs與RAGE在缺血缺氧模型大鼠腦中明顯升高,通過抗AGEs-RAGE通路及其相關因子的激活,可以抑制缺血缺氧對腦組織的損害作用,從而發揮對缺血性卒中的保護作用[4]。缺血性卒中中醫學稱之為中風,以猝然昏倒、不省人事、半身不遂、言語不利、口眼歪斜為主要臨床表現。中醫藥在缺血性卒中治療中療效突出,得到了臨床的廣泛應用和認可。本文對AGEs-RAGE信號通路在缺血性卒中中的致病機制及中醫藥通過干預AGEs-RAGE信號通路治療缺血性卒中的進展進行綜述,以期為使用中醫藥治療缺血性卒中提供借鑒。

1 AGEs-RAGE信號通路影響缺血性卒中形成機制

研究表明,多種機制參與了缺血引起的腦損傷,包括氧化應激、炎性反應、細胞凋亡、興奮性毒性等[5]。RAGE可通過增強血管損傷和有害神經膠質體介導的炎性反應,導致腦缺血后神經元死亡[6],其水平上調主要發生在大腦中動脈閉塞(tMCAO)后小鼠損傷腦組織內的小膠質細胞與巨噬細胞中,通過藥物拮抗劑或基因缺失抑制RAGE活性,可以減輕缺血性腦損傷,包括腦梗死、神經功能缺損等,促進神經元存活[7]。AGEs-RAGE信號通路還可以通過胞質還原型輔酶Ⅱ(NADPH)氧化酶促進ROS的生成,加快氧化應激過程,并加重腦缺血對腦組織的損傷。在某些條件和細胞類型中,AGEs-RAGE信號通路也可能通過誘導線粒體超氧化物促進氧化應激的下游擴增[8]。ROS過度增多不僅會對細胞內重要成分產生不利影響,包括蛋白質破壞、脂質過氧化、DNA損傷和細胞內鈣含量激增,還影響腦血管張力、血小板活性和內皮細胞通透性,導致血腦屏障功能障礙及細胞死亡,最終導致缺血性卒中的發生[9]。

AGEs-RAGE信號通路介導缺血性卒中炎性反應的過程可能主要是通過激活包括MAPK在內的多種途徑促進NF-κB的磷酸化,NF-κB被激活后則進入細胞核,繼而轉錄與細胞損傷相關的基因表達,如促纖維化、促炎性反應、促氧化應激等相關因子。在腦缺血過程中,AGEs-RAGE信號通路中被激活的促炎因子主要包括白細胞介素6(IL-6)、IL-1β、腫瘤壞死因子α(TNF-α)、血管細胞黏附分子-1(VCAM-1)及細胞間黏附分子-1(ICAM-1)等[10]。

AGEs-RAGE信號通路也可通過細胞凋亡途徑介導腦損害,主要是促進凋亡因子的產生和半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶(Caspase)級聯反應的發生誘導細胞凋亡。具體表現為AGEs與RAGE結合后,可通過激活NF-κB、ROS、c-Jun氨基末端激酶(JNK)、p38 MAPK等多種下游物質來介導凋亡信號的傳導、線粒體的崩解、死亡受體的激活等,使Caspase釋放增多,最終促進細胞凋亡[11]。也有研究表明,RAGE對B淋巴細胞瘤-2(Bcl-2)、Bcl-2相關X蛋白(Bax)、Caspase-3、Caspase-9的水平也有調節作用,從而影響細胞凋亡過程[12-13]。

2 中醫藥通過AGEs-RAGE信號通路治療缺血性卒中

歷代中醫學者對于缺血性卒中的病因病機都有研究,總體來說本病是由于內傷積損致機體虧虛,又受外邪侵犯,或飲酒飽食,或情志失調,或勞累太過,導致臟腑失衡,氣血失于調和,運行逆亂,上犯腦竅而致,總屬本虛標實之證,常見致病因素包括風、火、痰、瘀、虛,臨床常運用清熱化痰、平肝熄風、活血化瘀、滋陰益氣、醒神開竅等方法進行辨證施治,均有很好的療效。近年來,有關中醫藥治療缺血性卒中藥理作用機制的研究日益深入,不僅包括單藥研究,還包括中藥復方、針灸等方面,現對可通過影響AGEs-RAGE信號通路對缺血性卒中發揮防治作用的研究進行具體論述。

2.1 中藥單藥

2.1.1 黃連 黃連的主要功效為清熱燥濕、瀉火解毒,小檗堿是黃連的主要有效成分之一,研究表明其有調節血糖、血脂、抗炎、保護神經功能等多種作用[14]。馬月娥等[15]研究發現,糖尿病認知功能障礙模型小鼠給予小檗堿干預后,小鼠原本排列松散無序的神經元變得排列整齊,血清中炎癥相關因子TNF-α、IL-1β含量減少,海馬中AGEs、RAGE、NF-κB的mRNA和蛋白表達也有所下調,提示小檗堿可能通過下調AGEs/RAGE/NF-κB信號通路來改善腦神經功能與認知障礙。

2.1.2 夏枯草 夏枯草具有清肝瀉火、明目、散結消腫的作用,具有調節血壓、血糖、抗炎、抗氧化、抗腫瘤等功效[16]。JIAO X等[17]通過網絡藥理學分析表明,夏枯草可通過影響AGEs-RAGE信號通路及其下游MAPK信號通路,抑制IL-1β、IL-6、TNF-α等炎癥因子的表達,參與并調節與動脈粥樣硬化相關的多種基因的激活,從而起到防治動脈粥樣硬化的作用。

2.1.3 罌粟 罌粟具有健脾開胃、清熱利水的功用,罌粟堿是其有效成分之一。SAGLAM E等[18]研究發現,腦損傷后神經膠質細胞和神經元中RAGE、NF-κB的表達可增加,NF-κB通過調節促炎基因的表達能進一步促進神經炎癥的發生,繼而加重腦損傷,然而罌粟堿對RAGE、NF-κB的表達具有抑制作用,認為罌粟堿可能通過調節RAGE-NF-κB通路發揮神經保護作用。

2.1.4 黃芪 黃芪是臨床常用的補虛藥,具有補氣升陽、利水消腫、托毒排膿、斂瘡生肌的作用,其主要有效成分包括黃芪甲苷、槲皮素、山柰酚等。唐曉松等[19]通過網絡藥理學研究認為,AGEs-RAGE信號通路可通過促進炎癥介質的表達導致動脈粥樣硬化的發生,參與缺血性卒中的發生與發展,而黃芪能夠抑制AGEs-RAGE信號通路的表達,可能是其治療缺血性卒中的主要通路之一。JIN Q等[20]研究表明,黃芪可以通過下調AGEs-RAGE信號通路下游MAPK的表達,減少氧化應激相關標志物ROS的表達,下調炎癥相關因子NF-κB、IL-1β、TNF-α的表達,并抑制Bax和Caspase-3的表達以減輕細胞凋亡,從而發揮保護細胞免受損傷的作用。

2.1.5 地黃 地黃具有清熱涼血、養陰生津的功效,常用于治療內生火邪及肝腎陰虛所致的缺血性卒中。BAI Y等[21]研究表明,地黃的有效成分梓醇,可以抑制RAGE及NF-κB的表達,減少缺血性卒中發生后AGEs與RAGE的結合,并通過抑制細胞外調節蛋白激酶(ERK)、JNK、p38 MAPK的活化,下調促炎因子的表達,減輕炎性反應,還能抑制氧化應激相關物質如誘導型一氧化氮合酶(iNOS)、NADPH氧化酶活性,減輕氧化應激損傷,多種作用協同發揮細胞保護作用。

2.1.6 三七 三七具有活血化瘀、止血定痛的作用,三七總皂苷是其主要活性成分之一。WANG C等[22]研究發現,三七總皂苷可以逆轉缺血再灌注模型大鼠大腦中AGEs的表達,并且在AGEs的前體甲基乙二醛上也發現了類似的調節作用,認為三七總皂苷對AGEs-RAGE信號傳導具有拮抗作用,這也是其對缺血性腦損傷發揮神經保護作用的主要機制之一。

2.1.7 姜黃 姜黃的主要功效為破血行氣,通經止痛,姜黃素是姜黃的有效成分之一。LIN J等[23]研究表明,姜黃素可通過增加谷氨酸半胱氨酸連接酶(GCLM)活性和提高谷胱甘肽(GSH)合成,并抑制RAGE基因表達,從而減弱AGEs對細胞氧化應激的刺激作用,從而對缺血性卒中發揮防治作用。

2.1.8 柴胡-桂枝 研究表明,柴胡桂枝湯和柴胡加龍骨牡蠣湯對缺血性卒中均有良好的治療效果[24-25],而柴胡-桂枝作為上述兩方的君藥組成,對治療功效的發揮起著重要作用。張麗曼[26]采用網絡藥理學方法對柴胡-桂枝藥對治療缺血性卒中的活性成分、關鍵靶點及作用通路進行分析,結果顯示柴胡-桂枝藥對主要依靠槲皮素、山柰酚等成分發揮治療作用,調節IL-6、血管內皮生長因子A(VEGFA)、TNF、Caspase-3等關鍵靶點,調控AGEs-RAGE和低氧誘導因子-1(HIF-1)信號通路,抑制炎性反應和細胞凋亡的發生,發揮抗腦缺血性損傷的作用。

2.2 中藥復方

2.2.1 六味地黃丸 腎主骨生髓,而腦則為髓海,腎精生髓,上充于腦,滋生腦髓,濡養腦竅,因而腎與腦之間的關系非常密切。六味地黃丸具有滋補腎陰、填精益髓的功效,在腦系疾病的治療中應用廣泛[27]。賈亞泉等[28]研究表明,予六味地黃丸干預后,阿爾茨海默病(AD)模型小鼠腦微血管數量明顯增多,神經膠質細胞數量明顯減少,細胞內皮連接間隙變小,同時Aβ和RAGE的表達水平明顯下調,表明六味地黃丸能通過抑制RAGE的表達來減輕神經元損傷,改善小鼠腦血管內皮,發揮對缺血性卒中的防治作用。

2.2.2 小續命湯 小續命湯具有祛風散寒、益氣溫陽的功效,具有減輕腦水腫、保護神經細胞、預防腦血管疾病的作用,常被用于中風及其后遺癥的治療[29]。LIU N等[30]研究顯示,小續命湯可下調腦缺血高血糖組大鼠RAGE、AGEs及高遷移率族蛋白B1(HMGB1)的表達,抑制NF-κB的激活,進而減少IL-1β、IL-6、TNF-α等促炎因子的釋放,減輕腦缺血產生的腦損害,表明小續命湯能通過抑制AGEs-RAGE通路的激活及神經炎癥的產生,改善缺血性卒中后急性高血糖引起的血腦屏障破壞和神經功能缺損。

2.2.3 平肝潛陽湯 平肝潛陽湯具有平肝潛陽、活血通絡的功效,臨床主要治療肝陽上亢之證候。YAO J等[31]研究認為,血管新生對于缺血性卒中后神經功能的恢復具有重要作用,然而新生血管的基底膜常比較脆弱,而且不夠完整,易發生破裂出血,同時炎性細胞及脂質也容易通過破裂的基底膜進而增大斑塊體積,導致血管腔更為狹窄,引發急性缺血性卒中,而平肝潛陽湯可通過AGEs-RAGE信號通路改善血管組織形態并有效調節血管重塑,可以在一定程度上預防缺血性卒中的發生。

2.2.4 補陽還五湯 補陽還五湯是治療中風后遺癥的著名方劑,可以通過保護神經細胞、修復血腦屏障、降血脂、抗炎、抗細胞凋亡等作用來防治缺血性卒中[32]。周忠光等[33]研究發現,經補陽還五湯治療后,AD模型小鼠海馬中RAGE、ICAM-1、VCAM-1基因和蛋白表達均下調,RAGE的下游細胞因子NF-κB、IL-6表達也受到抑制,從而可以預防ICAM-1和VCAM-1誘導的血管內皮炎性反應的發生。

2.3 針灸 針灸是中醫學特色療法之一,具有疏通經絡、運行氣血的作用,尤其在中風后遺癥的防治中效果顯著[34]。周忠光等[35]研究發現,“益腎調督”針灸治療可抑制AD模型小鼠海馬中RAGE的產生,降低NF-κB、p65 mRNA 的表達,通過抑制腦組織神經炎癥的發生、減少神經元細胞凋亡,并增加腦組織的血流量,從而起到神經保護作用。

3 小結

缺血性卒中具有極高的致死率與致殘率,高危人群的積極預防、患病后的及時有效治療,對于挽救生命、減輕后遺癥、提高患者的生活質量極為重要[36-38]。AGES-RAGE信號通路是缺血性卒中發生和發展中非常重要的環節,中藥單藥、中藥復方、針灸皆可通過AGEs-RAGE信號通路,對氧化應激、炎性反應、細胞凋亡等生物反應過程進行調節,參與改善血管內皮、預防動脈粥樣硬化形成、調節血管重塑等過程,進而發揮治療缺血性卒中的功效,具有多手段、多靶點的特點[39-40]。但從目前來看,對中藥單藥的研究仍多于中藥復方,這不利于對中藥復方中藥協同治療作用的研究,分析其原因可能與中藥復方成分更加復雜多樣有關,有待結合現代醫療技術,加深對中藥復方的研究。另外,臨床上基于AGEs-RAGE信號通路探討中醫藥防治腦損傷的研究雖然很多,但專門針對缺血性卒中的研究較少,需要將來更多更深層次的針對性研究,以提供更加有力的證據支撐。