韓 靜鄭珍珠賀肇東姚 欣胡 娟,2
1.福建中醫(yī)藥研究院,福建 福州 350003;2.福建中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院,福建 福州 350122
紅景天苷對缺血性腦損傷的作用及機(jī)制
韓 靜1鄭珍珠1賀肇東1姚 欣1胡 娟1,2
1.福建中醫(yī)藥研究院,福建 福州 350003;2.福建中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院,福建 福州 350122
紅景天苷是高原植物紅景天的主要活性成分,具有抗疲勞、耐缺氧、抗氧化、抗輻射、增強(qiáng)免疫等多種藥理作用。近年來研究顯示,紅景天苷對缺血性腦損傷具有保護(hù)作用,有望成為神經(jīng)保護(hù)劑用于腦缺血性疾病的治療。本文對紅景天苷防治缺血性腦損傷的作用及其機(jī)制做一綜述,為紅景天苷的進(jìn)一步開發(fā)研究提供依據(jù)。
紅景天苷;腦缺血;神經(jīng)保護(hù)
紅景天為景天科植物大花紅景天Rhodiola crenulata(Hook.f.et Thoms.)H.Ohba的干燥根及根莖。紅景天屬植物是我國傳統(tǒng)的藏族藥用植物,最早在 《神農(nóng)本草經(jīng)》和 《本草綱目》中都有記載,被列為藥中上品。紅景天植物主要分布在高海拔、高寒、干燥、缺氧、強(qiáng)紫外線照射、晝夜溫差大的地區(qū),具有極強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)力和生命力。多年來研究表明紅景天具有與人參和刺五加類似的 “適應(yīng)原樣”作用,即增強(qiáng)機(jī)體的適應(yīng)性和對物理、化學(xué)和生物學(xué)等各種有害刺激與損傷的非特異性抵抗力,使紊亂的機(jī)能恢復(fù)正常的作用。
紅景天苷(salidroside)是紅景天根和根莖中的主要活性成分,藥理學(xué)研究表明,紅景天苷具有廣泛的藥理活性,有增強(qiáng)免疫、抗疲勞、耐缺氧、抗輻射、抗自由基損傷等多種藥理作用。近年來,紅景天苷防治缺血性腦血管疾病的作用引起廣泛關(guān)注。
缺氧缺糖損傷的SH-SY5Y細(xì)胞模型和PC12細(xì)胞模型通常被作為腦缺血損傷的細(xì)胞模型用于藥物的體外篩選。據(jù)研究報道,在這兩種模型上,紅景天苷可劑量依賴性地抑制神經(jīng)細(xì)胞凋亡,降低壞死百分率。這種神經(jīng)保護(hù)作用的機(jī)制可能在于紅景天苷可降低細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度,減少乳酸脫氫酶 (LDH)的釋放[1],恢復(fù)損傷細(xì)胞的線粒體膜電位,抑制細(xì)胞內(nèi)活性氧 (ROS)的生成,調(diào)節(jié)凋亡相關(guān)因子Bcl-2和Bax的水平[2,3]。在原代培養(yǎng)的大鼠皮質(zhì)神經(jīng)細(xì)胞H2O2氧化損傷模型和原代培養(yǎng)的大鼠海馬神經(jīng)細(xì)胞的谷氨酸損傷模型上,紅景天苷可抑制損傷所致的神經(jīng)細(xì)胞凋亡以及caspase-3和鈣離子濃度的增加,調(diào)節(jié)促凋亡因子Bax和抗凋亡因子Bcl-2的含量[4,5]。
賈瑩等觀察發(fā)現(xiàn),靜脈滴注紅景天苷(8、4、2mg/kg)能明顯增加麻醉犬的腦血流量 (CBF)和降低腦血管阻力(CVR),對平均動脈壓 (MAP)和心率無明顯影響;在Pulsinelli四動脈結(jié)扎法大鼠全腦缺血再灌注模型上,靜脈注射紅景天苷(24、12、6mg/kg)能明顯縮短模型大鼠EEG和翻正反射恢復(fù)時間,降低腦勻漿依文思藍(lán)含量,維持血腦屏障的完整性[6]。
腦梗死體積和神經(jīng)功能損傷評分是評價急性缺血性腦卒中治療藥物最重要的療效指標(biāo)。紅景天苷預(yù)處理7天可顯著減少腦缺血再灌注大鼠的腦梗死體積,改善神經(jīng)整體功能評分[7];一次性給予紅景天苷,24h后亦可觀察到顯著的藥效[8]。在線栓法制作的單純腦缺血模型上,術(shù)后給予紅景天苷(50mg/kg,qd,ip),在腦缺血后3h、24h、48h、3d、7d,模型組大鼠腦組織含水量顯著增加,在各時間點紅景天苷均可顯著降低腦組織含水量[9]。紅景天苷對腦缺血損傷尤其是急性腦缺血損傷具有顯著的神經(jīng)保護(hù)藥效。
3.1 改善腦缺血后大腦能量代謝障礙 腦缺血的發(fā)生導(dǎo)致局部腦組織的氧和葡萄糖供應(yīng)受阻而產(chǎn)生能量代謝物質(zhì)ATP耗竭的嚴(yán)重后果,是觸發(fā)腦缺血損傷級聯(lián)效應(yīng)的首要事件。據(jù)研究報道,紅景天苷可增加缺血腦組織能量代謝物質(zhì)ATP含量,降低無氧糖酵解產(chǎn)物L(fēng)D含量[10],提高缺血再灌注后腦勻漿內(nèi)Na+-K+-ATP酶、Ca2+-ATP酶的活力[11],具有改善腦缺血后能量代謝障礙的作用。
3.2 減輕腦缺血后腦組織的氧化應(yīng)激損傷 大量氧自由基(ROS)導(dǎo)致的氧化應(yīng)激在腦缺血再灌注損傷中占重要地位。體外研究證實,紅景天苷具有很強(qiáng)的抗氧化活性[12]。在大鼠腦缺血再灌注模型上,紅景天苷可顯著減少缺血2h再灌注24h腦組織氧自由基 (ROS)的生成[13],增加腦組織自由基清除劑超氧化物歧化酶 (SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH)含量,提高GSH-Px活性,并降低可反映氧化損傷程度的丙二醛(MDA)含量和NO、iNOS的活性[14,15]。這些研究提示,抗氧化損傷可能是紅景天苷抗腦缺血損傷的重要機(jī)制之一。
3.3 抑制腦神經(jīng)細(xì)胞凋亡 缺血性腦損傷包括腦細(xì)胞壞死和細(xì)胞凋亡兩種細(xì)胞死亡形式。神經(jīng)細(xì)胞凋亡受多種基因與蛋白調(diào)控,Bcl-2家族是目前最受關(guān)注的細(xì)胞凋亡相關(guān)基因家族,該家族中抗凋亡因子Bcl-2和促凋亡因子Bax的比值在決定神經(jīng)細(xì)胞的存亡中起關(guān)鍵作用。王景葉等報道,紅景天苷可增加腦缺血再灌注大鼠凋亡抑制因子Bcl-2的表達(dá),同時減少促凋亡因子Bax的表達(dá),調(diào)節(jié)腦缺血后神經(jīng)細(xì)胞抗凋亡-促凋亡平衡[16]。
3.4 促進(jìn)神經(jīng)再生 腦缺血損傷急性期之后神經(jīng)細(xì)胞功能的恢復(fù)對減輕腦卒中后遺癥具有重要意義。腦神經(jīng)功能重建的機(jī)制包括神經(jīng)干細(xì)胞的增值、分化、成熟;神經(jīng)突觸環(huán)路的重新連接;神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞增生;血管發(fā)生;神經(jīng)血管的重建和功能恢復(fù)等。劉曉梅等的研究發(fā)現(xiàn),紅景天苷可減輕腦缺血再灌注后突觸損傷,增加損傷后突觸的數(shù)目,且突觸數(shù)密度恢復(fù)的時間提早[17,18];提高與損傷后軸突再生密切相關(guān)的神經(jīng)生長蛋白GAP-43的表達(dá)[19]。無嘌呤無嘧啶位點/氧化還原因子-1(apurinic apyrimidic site/redoxfactor-1,APE/Ref-1)是一種具有修復(fù)DNA損傷和調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子DNA結(jié)合活性的雙重功能的蛋白,在缺血后神經(jīng)元損傷的修復(fù)中發(fā)揮重要作用。紅景天苷可顯著提高大鼠腦缺血梗死灶周邊皮質(zhì)APE/Ref-1蛋白的表達(dá)水平,提示紅景天苷可促進(jìn)神經(jīng)元DNA修復(fù),發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用[20]。
此外,紅景天苷具有促神經(jīng)元樣細(xì)胞定向分化作用。紅景天苷藥物血清可劑量依賴性誘導(dǎo)新生大鼠海馬神經(jīng)干細(xì)胞向神經(jīng)元的分化,且對所分化的神經(jīng)元細(xì)胞有促生長發(fā)育作用[21]。紅景天苷促大鼠骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞向神經(jīng)細(xì)胞的誘導(dǎo)分化效應(yīng)與維甲酸相似[22]。這些研究提示紅景天苷可能具有促神經(jīng)再生的功能。
作為一種天然植物提取劑,紅景天苷毒副作用小[23,24],藥理作用廣泛,應(yīng)用前景廣闊。紅景天苷對缺血性腦損傷的保護(hù)作用是多方面的,可能是一種潛在的具有多靶點作用的神經(jīng)保護(hù)劑。然而目前對紅景天苷抗腦缺血損傷的作用機(jī)制研究還不夠深入,其藥效作用靶點還不明確。腦缺血損傷的病理機(jī)制復(fù)雜,是個多環(huán)節(jié)損傷機(jī)制相互聯(lián)系的病理過程。今后的研究應(yīng)努力尋找紅景天苷對不同環(huán)節(jié)的神經(jīng)保護(hù)機(jī)制之間的相互聯(lián)系,探討紅景天苷神經(jīng)保護(hù)藥效的作用靶點,為開發(fā)以紅景天苷為先導(dǎo)化合物的治療腦缺血的神經(jīng)保護(hù)劑奠定基礎(chǔ)。
[1]張文生,朱陵群,牛福玲,等.紅景天苷對缺氧/缺糖損傷神經(jīng)細(xì)胞的保護(hù)作用[J].中國中藥雜志,2004,29(5):79-82.
[2]龐鶴,朱陵群,張文生,等.紅景天苷對缺氧缺糖損傷的神經(jīng)細(xì)胞線粒體膜電位和凋亡的影響[J].中醫(yī)藥學(xué)刊,2005,23(12):2144-2146.
[3]Yu S,Liu M,Gu X et al.Neuroprotective effects of salidroside in the PC12 cellmodel exposed to hypoglycemia and serum limitation[J].CellMol Neurobiol,2008,28(8):1067-1078.
[4]Shi TY,F(xiàn)eng SF,Xing JH et al.Neuroprotective effects of Salidroside and its analogue tyrosol galactoside against focal cerebral ischemia in vivo and H2O2-induced neurotoxicity in vitro[J].Neurotox Res,2012,21(4):358-367.
[5]Chen X,Liu J,Gu X et al.Salidroside attenuates glutamate-induced apoptotic cell death in primary cultured hippocampal neurons of rats[J].Brain Res,2008,1238:189-198.
[6]賈瑩,顏天華,王秋娟,等.紅景天苷對麻醉犬腦循環(huán)及大鼠全腦缺血再灌注的影響[J].中國藥科大學(xué)學(xué)報,2008,39(1):77-81.
[7]鄒毅清,蔡志揚(yáng),毛燕飛,等.紅景天苷預(yù)處理對大鼠全腦缺血再灌注后神經(jīng)行為學(xué)的影響[J].中西醫(yī)結(jié)合學(xué)報,2009,7(2):130-134.
[8]楊德森,丁莉,李浩浩,等.紅景天苷對腦缺血再灌注大鼠行為及腦梗塞范圍的影響[J].湖北中醫(yī)學(xué)院學(xué)報,2009,11(6):15-17.
[9]冉建華,孫善全,汪克建,等.紅景天苷對大鼠缺血性腦水腫的影響[J].中草藥,2008,39(8):1200-1204.
[10]楊德森,田先翔,李浩浩,等.紅景天苷對大鼠腦缺血再灌注損傷抗氧化活性的實驗研究[J].時珍國醫(yī)國藥,2011,22(9):2288-2290.
[11]顏天華,賈瑩,楊偉,等.紅景天苷對大鼠局灶性腦缺血/再灌注損傷的保護(hù)作用[J].中國藥理學(xué)通報,2008,24(11):1521-1524.
[12]馬天翔,史寧,陳乾,等.紅景天中8種成分體外抗氧化作用的比較[J].中國藥理學(xué)通報,2012,28(9):1224-1228.
[13]劉建明,邱光明,王芳,等.紅景天苷對大鼠局灶性腦缺血再灌注損傷的保護(hù)作用[J].基層醫(yī)學(xué)論壇,2011,15(34):1106-1107.
[14]顏天華,賈瑩,楊偉,等.紅景天苷對大鼠局灶性腦缺血再灌注損傷的保護(hù)作用[J].第四軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報,2008,29(18):1672-1675.
[15]楊德森,游秋云,田先翔,等.紅景天苷對老齡大鼠局灶性腦缺血再灌注損傷的保護(hù)作用[J].中國醫(yī)院藥學(xué)雜志,2011,31(9):738-741.
[16]王景葉,于榕,姚明輝.紅景天苷對缺血再灌注大鼠腦組織損傷的保護(hù)作用[J].中華中醫(yī)藥雜志,2010,25(3):456-459.
[17]劉曉梅,田國忠.紅景天苷對局灶性腦缺血再灌注大鼠突觸超微結(jié)構(gòu)的影響[J].解剖學(xué)研究,2009,31(5):353-355.
[18]劉曉梅,劉斌,陳尚.紅景天苷對局灶性腦缺血再灌注大鼠神經(jīng)可塑性的影響[J].中國中醫(yī)藥科技,2010,17(1):27.
[19]劉曉梅,董美蓉,王景霞.紅景天苷對局灶性腦缺血再灌注大鼠神經(jīng)生長相關(guān)蛋白的影響[J].解剖學(xué)研究,2009,31(4):241-244.
[20]劉曉梅,王淑英,劉斌.紅景天苷對腦缺血再灌注大鼠腦神經(jīng)元APE/Ref-1的影響[J].中國老年學(xué)雜志,2009,9(5):518-520.
[21]張維燁,程桂芹,宋軍華,等.紅景天苷對新生大鼠海馬區(qū)神經(jīng)干細(xì)胞分化的研究[J].解剖科學(xué)進(jìn)展,2008,14(2):205-208.
[22]張全偉,趙興緒,趙紅斌,等.紅景天苷體外誘導(dǎo)大鼠骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞分化為神經(jīng)元樣細(xì)胞[J].中國組織工程研究,2012,16(14):2496-2504.
[23]朱玉平,朱江波,馬璽里,等.紅景天苷注射液對大鼠發(fā)育毒性的評價[J].中國新藥雜志,2009,18(21):2068-2071.
[24]朱玉平,張?zhí)鞂?,萬旭英,等.紅景天苷注射液遺傳毒性的研究[J].藥學(xué)服務(wù)與研究,2009,9(4):279-282.
R282.7
A
1007-8517(2013)08-0031-02
2013.02.26)
福建省中醫(yī)藥研究院自主選題(2012fjzzyk-4)。
韓靜,女,博士、助理研究員,從事中藥藥理學(xué)研究。E-mail:smilinghj@163.com。
胡娟,E-mail:huj@fjtcm.edu.cn。