丹參及其活性成分治療急性腦梗死研究進(jìn)展

2018-01-16 04:39侯婭慧俞春江郭士佳陳立杰

心腦血管病防治 2018年4期

侯婭慧，俞春江，郭士佳，陳立杰

腦梗死是顱內(nèi)血液循環(huán)障礙造成腦組織損害的一種疾病，具有極高的死亡率和因病致殘率[1]。急性腦梗死引起的損傷分為原發(fā)性和繼發(fā)性。原發(fā)性損傷指血栓形成導(dǎo)致腦動脈管腔狹窄或閉塞，局部腦血流量減少或中斷，造成腦內(nèi)氧和能量供應(yīng)缺失，致使梗死區(qū)域神經(jīng)元死亡。梗死區(qū)周邊“缺血半暗帶”內(nèi)進(jìn)而迅速聚集大量炎性細(xì)胞、產(chǎn)生大量氧自由基等，而腦梗死后的缺血再灌注損傷進(jìn)一步加劇炎性反應(yīng)，導(dǎo)致興奮性毒性物質(zhì)增加，上述病理過程相互影響，加劇神經(jīng)元凋亡，以上為遲發(fā)性損傷[2]。目前，應(yīng)用重組組織型纖溶酶原激活劑(recombinant tissue plasminogen activator，rt_PA)、尿激酶等溶栓藥物進(jìn)行腦血管再通治療，是指南推薦的標(biāo)準(zhǔn)臨床治療策略。但其嚴(yán)格的治療時間窗和眾多的禁忌證，極大地限制了此類藥物的臨床應(yīng)用，每年僅5%左右的腦梗死患者接受溶栓治療[3]。溶栓治療的機(jī)制是溶解血栓，恢復(fù)缺血腦組織的血供；而神經(jīng)保護(hù)的目標(biāo)是“挽救”缺血半暗帶中的神經(jīng)元，減輕遲發(fā)性損傷[4]。近年來針對急性腦梗死發(fā)病機(jī)制的神經(jīng)保護(hù)藥物成為該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。丹參作為傳統(tǒng)中藥具有廣泛的生物活性，其在急性腦梗死治療中的作用日益受到關(guān)注。經(jīng)大量藥理實驗研究發(fā)現(xiàn)，丹參的活性成分主要為脂溶性的二萜醌類化合物和水溶性的酚酸類成分，此外，還含有多糖類物質(zhì)和揮發(fā)油類成分等。脂溶性二萜醌類化合物中大部分為丹參酮型的二萜醌類化合物，如丹參酮I、丹參酮ⅡA、丹參酮ⅡB、隱丹參酮、異丹參酮等。水溶性酚酸類成分則大多以丹參素和咖啡酸為結(jié)構(gòu)單元，組成多聚體及鹽類衍生物，如丹酚酸A、B及其鹽和酯化衍生物、丹酚酸C等[5]。本文主要對丹參及其活性成分治療急性腦梗死的相關(guān)機(jī)制研究進(jìn)展作一簡述。

1 丹參對血小板的作用

血小板是骨髓巨核細(xì)胞脫落產(chǎn)生的無核血細(xì)胞[6]。當(dāng)血管內(nèi)皮組織出現(xiàn)損傷時，循環(huán)系統(tǒng)中的血小板會通過糖蛋白復(fù)合物、血管性血友病因子(von Willebrand factor，VWF)與內(nèi)皮下組織中的膠原纖維結(jié)合，而黏附于損傷的血管內(nèi)皮，從而激活血小板內(nèi)眾多信號通路，介導(dǎo)血小板的活化，使其合成并釋放二磷酸腺苷(adenosine diphosphate，ADP)、血栓素A2(thromboxane A2，TXA2)等大量生物活性物質(zhì)，進(jìn)一步促進(jìn)血小板的活化、聚集，促進(jìn)血液凝固和血栓形成[7,8]。

Fei等[9]利用大鼠永久性大腦中動脈閉塞(permanent middle cerebral artery occlusion，pMCAO)模型，探討丹參超臨界CO2萃取物(supercritical CO2extract from Danshen，SCED)的神經(jīng)保護(hù)作用及相關(guān)機(jī)制。研究結(jié)果表明，SCED可以改善大鼠神經(jīng)功能，增加腦血流量，減少腦梗死面積，減輕腦水腫。其機(jī)制可能與SCED減少血小板TXA2釋放，抑制磷脂酶C/蛋白激酶C(phospholipase C，PLC/protein kinase C，PKC)信號通路的激活，從而抑制血小板活化和聚集，減輕血栓形成有關(guān)。Liu等[10]深入研究探討丹參酮ⅡA(從丹參中提取的一種活性成分)，對血小板功能的影響。研究結(jié)果提示，丹參酮ⅡA可以促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞微粒的產(chǎn)生，減少血栓素B2(thromboxane B2，TXB2)的產(chǎn)生，從而抑制血小板的活化和聚集。Xu等[11]利用大鼠短暫性大腦中動脈閉塞(transient middle cerebral artery occlusion，tMCAO)模型探討丹酚酸B的神經(jīng)保護(hù)作用。研究發(fā)現(xiàn)，給予tMCAO大鼠腹腔注射丹酚酸B，可以降低可溶性P_選擇素(一種血小板活化分子標(biāo)記物)以及可溶性CD40配體的表達(dá)，抑制血小板活化，改善大鼠神經(jīng)功能。上述研究表明，丹參及其活性成分可以通過抑制血小板活化和聚集發(fā)揮抗血栓形成的作用。

2 丹參對炎癥反應(yīng)的作用

局灶性腦缺血后氧和葡萄糖的缺乏以及蛋白酶的激活等可迅速上調(diào)神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞、小膠質(zhì)細(xì)胞、少突膠質(zhì)細(xì)胞、周細(xì)胞、內(nèi)源性肥大細(xì)胞以及腦血管內(nèi)皮細(xì)胞的炎癥反應(yīng)通路，白細(xì)胞(中性粒細(xì)胞為主，也有單核細(xì)胞)在幾小時內(nèi)趨化滲入病灶腦組織周圍，白細(xì)胞的聚集又會加劇微循環(huán)的再灌注障礙。激活的小膠質(zhì)細(xì)胞和浸潤炎性細(xì)胞分泌炎癥介質(zhì)擴(kuò)大炎癥級聯(lián)反應(yīng)，同時炎癥介質(zhì)又會直接破壞細(xì)胞、血管和細(xì)胞外基質(zhì)[12]。小膠質(zhì)細(xì)胞和白細(xì)胞通過復(fù)雜的信號通路相互影響，加劇腦組織缺血缺氧性損傷。此外，氧化應(yīng)激損傷或壞死神經(jīng)元可通過釋放糖基化終產(chǎn)物(advanced glycation end_products，AGE)、熱休克蛋白、透明質(zhì)酸等加劇炎癥反應(yīng)[13]。

Lv等[14]應(yīng)用大鼠大腦中動脈栓塞(middle cerebral artery occlusion，MCAO)模型研究丹酚酸B是否通過沉默信息調(diào)節(jié)因子1(silent information regulator 1，SIRT1)信號通路發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用。研究結(jié)果表明，丹酚酸B可以降低炎性因子腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor_α，TNF_α)、白細(xì)胞介素1β(interleukin_1β，IL_1β)的表達(dá)水平，提高SIRT1的表達(dá)水平，減輕腦梗死面積、減輕腦水腫、提高神經(jīng)功能評分；上述作用可被SIRT1抑制劑EX527阻斷。上述結(jié)果提示，丹酚酸B可以通過調(diào)控SIRT1信號通路，抑制炎癥反應(yīng)，從而達(dá)到減輕缺血性腦損傷的目的。馬福春等[15]研究探討丹參多酚酸鹽注射液對急性腦梗死患者的治療作用。結(jié)果表明，與常規(guī)治療對照組相比，加用丹參多酚酸鹽治療可以提高臨床治療效果；減輕神經(jīng)功能缺損；并降低患者血清中TNF_α、白細(xì)胞介素6(interleukin_6，IL_6)的含量。羅玉敏等[16]研究探討丹參注射液對于急性腦梗死患者炎性因子表達(dá)的影響。研究結(jié)果表明，連續(xù)14d靜脈滴注丹參注射液，可以降低患者血清中TNF_α、IL_6、IL_1β的表達(dá)，這提示丹參注射液的急性腦梗死治療作用可能與其抑制機(jī)體炎癥反應(yīng)有關(guān)。上述研究表明，丹參及其活性成分可能通過減輕機(jī)體炎癥反應(yīng)，發(fā)揮急性腦梗死治療作用。

3 丹參對氧化應(yīng)激的影響

急性腦梗死后活性氧(reactive oxygen species，ROS)大量生成，與內(nèi)源性抗氧化系統(tǒng)之間的平衡失調(diào)，進(jìn)一步加重腦損傷，而缺血后的血流再灌注可引起ROS水平二次“爆炸式”增加，引起缺血再灌注損傷。因此，抗氧化應(yīng)激治療被認(rèn)為是減輕缺血再灌注損傷的有效手段[17]。病理條件下，腦組織中ROS的主要來源為線粒體呼吸鏈、腺嘌呤二核苷酸磷酸(nicotinamide adenine dinucleotide phosphate，NAPDH)氧化酶和黃嘌呤氧化酶。過量的ROS可通過脂質(zhì)過氧化、蛋白質(zhì)變性、破壞脫氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid，DNA)直接造成腦組織損傷；通過激活細(xì)胞內(nèi)信號通路導(dǎo)致神經(jīng)元凋亡；激活基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinases，MMPs)降解基底膜，破壞血腦屏障；亦可作用于血小板和血管內(nèi)皮細(xì)胞，激活炎性因子，加劇炎癥反應(yīng)；ROS的上述作用相互影響更加劇腦組織損傷[18]。

Cai等[19]應(yīng)用NF_E2相關(guān)因子2(nuclear factor erythroid 2_related factor 2,Nrf2)基因敲除小鼠，探討丹參酮ⅡA的抗缺血再灌注損傷神經(jīng)保護(hù)作用。研究結(jié)果表明，丹參酮ⅡA可改善神經(jīng)功能評分，減少腦梗死體積，減輕神經(jīng)元凋亡，上述神經(jīng)保護(hù)作用可能是通過激活Nrf2信號通路，提高抗氧化酶的表達(dá)，降低氧化應(yīng)激因子的產(chǎn)生而實現(xiàn)的。Zhang等[20]應(yīng)用人SH_SY5Y神經(jīng)母細(xì)胞瘤細(xì)胞建立過氧化氫(hydrogen peroxide，H2O2)氧化應(yīng)激損傷細(xì)胞模型，探討丹參中酚酸類活性化合物丹酚酸A的神經(jīng)保護(hù)作用及相關(guān)機(jī)制。研究結(jié)果表明，丹酚酸A可以通過抑制腺苷酸活化蛋白激酶(AMP_activated protein kinase，AMPK)和絲氨酸/蘇氨酸激酶(serine_threonine protein kinase，Akt)信號通路，提高三磷酸腺苷(adenosine triphosphate，ATP)的產(chǎn)生并維持線粒體膜電位的穩(wěn)定，從而發(fā)揮抗氧化應(yīng)激損傷神經(jīng)保護(hù)作用。Tu等[21]利用大鼠全腦缺血再灌注模型，研究探討丹參多糖提取物(danshen polysaccharides，DSP)的腦保護(hù)作用及相關(guān)機(jī)制。研究結(jié)果表明，DSP預(yù)給藥10d可以明顯抑制大鼠神經(jīng)功能損傷，減少腦梗死面積，減輕腦水腫，降低線粒體ROS的產(chǎn)生，并提高線粒體超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、過氧化氫酶(catalase,CAT)、谷胱甘肽過氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH_Px)的活性，減少丙二醛(malondialdehyde,MDA)的生成。上述結(jié)果提示，DSP可以通過抑制氧化應(yīng)激損傷，發(fā)揮抗缺血再灌注損傷神經(jīng)保護(hù)作用。上述研究表明，丹參及其活性成分可能通過抑制氧化應(yīng)激反應(yīng)，發(fā)揮急性腦梗死治療作用。

4 丹參對興奮性毒性損傷的作用

興奮性毒性損傷是急性腦梗死早期導(dǎo)致細(xì)胞死亡的重要原因。研究表明，腦缺血損傷時，由于能量代謝失衡、離子泵功能障礙等原因，大腦組織間隙興奮性神經(jīng)遞質(zhì)谷氨酸的濃度迅速升高[22]。過量的谷氨酸會導(dǎo)致離子通道受體α_氨基_3_羥基_5_甲基_4_異惡唑受體(α_amino_3_hydroxy_5_methyl_4_isoxazolepropionic acid receptor，AMPAR)以及N_甲基_D_天冬氨酸受體(N_methyl_D_aspartate receptor，NMDAR)的過度激活，使胞外的鈉離子和鈣離子大量涌入神經(jīng)元。細(xì)胞內(nèi)鈣離子超載會激活蛋白酶、脂酶、核酶、神經(jīng)元型一氧化氮合酶(neuronal nitric oxide synthase，nNOs)，增加一氧化氮(nitric oxide，NO)、花生四烯酸代謝物和超氧化物的生成，進(jìn)一步導(dǎo)致ATP耗竭、ROS產(chǎn)生、線粒體內(nèi)鈣離子向胞質(zhì)中釋放等，上述級聯(lián)反應(yīng)最終導(dǎo)致神經(jīng)元的死亡[13,23]。

Cao等[24]應(yīng)用大鼠MCAO模型研究探討丹參活性化合物丹酚酸B鎂的神經(jīng)保護(hù)作用。研究結(jié)果表明，丹酚酸B鎂可以減小腦梗死體積、緩解腦水腫，降低谷氨酸水平；并在提高磷脂酰肌醇3_激酶(phosphatidylinositol 3_kinase，PI3K)/Akt信號通路活性的同時，降低凋亡蛋白活化型天冬半胱氨酸特異性蛋白酶3(cleaved caspase_3)的生成；丹酚酸B鎂的上述作用可以被PI3K信號通路抑制劑LY_294002所逆轉(zhuǎn)。上述結(jié)果提示，丹酚酸B鎂可以通過P13K/Akt信號通路，抑制興奮性毒性損傷，減少細(xì)胞凋亡，發(fā)揮抗缺血性腦損傷神經(jīng)保護(hù)作用。袁海建等[25]利用谷氨酸誘導(dǎo)的PC12損傷細(xì)胞為模型，探討丹參水溶性成分丹參素、丹酚酸B的神經(jīng)保護(hù)作用。研究結(jié)果表明，兩者均可劑量依賴性的抑制興奮性毒性損傷導(dǎo)致的細(xì)胞活性的降低、乳酸脫氫酶(lactic dehydrogenase，LDH)漏出的增多及細(xì)胞內(nèi)ROS的積蓄，且丹參素的神經(jīng)保護(hù)活性好于丹酚酸B。上述研究結(jié)果提示，丹參及其活性成分可能通過抑制興奮性毒性損傷，發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用。

5 丹參對細(xì)胞凋亡的作用

凋亡是細(xì)胞的程序性死亡，缺血半暗帶內(nèi)的神經(jīng)元凋亡是缺血性腦血管病神經(jīng)元損傷的主要機(jī)制之一，近年來，凋亡抑制劑的研發(fā)成為此領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)[26]。急性腦梗死發(fā)病過程中，細(xì)胞內(nèi)鈣離子超載、氧化應(yīng)激損傷、炎癥反應(yīng)等均會引起神經(jīng)元凋亡。細(xì)胞凋亡主要通過線粒體途徑和死亡受體途徑實現(xiàn)，而前者通常是觸發(fā)神經(jīng)元凋亡的關(guān)鍵因素。當(dāng)線粒體接收到凋亡信號后，受B細(xì)胞淋巴瘤_2(B_cell lymphoma 2，Bcl_2)蛋白家族調(diào)控的線粒體膜通透性會明顯提高，向細(xì)胞質(zhì)內(nèi)釋放細(xì)胞色素C在內(nèi)的凋亡相關(guān)因子，激活天冬半胱氨酸特異性蛋白酶(caspase)信號通路，導(dǎo)致神經(jīng)元凋亡[27]。

Guo等[28]研究探討丹參素鈉(sodium danshensu，SDSS)對腦缺血再灌注損傷的作用和相關(guān)機(jī)制。研究結(jié)果表明，損傷后連續(xù)給予5d SDSS可以降低神經(jīng)功能損傷，并減少凋亡細(xì)胞數(shù)量和腦梗死體積。SDSS的神經(jīng)保護(hù)作用可能是通過激活PI3K/Akt信號通路，增加磷酸化絲氨酸/蘇氨酸激酶(phosphorylated_Akt，p_Akt)和磷酸化糖原合酶激酶_3β(phosphorylated_glycogen synthase kinase_3β，p_GSK_3β)的水平，從而調(diào)控凋亡相關(guān)蛋白Bcl_2、Bcl_2相關(guān)X蛋白(Bcl_2 associated X protein,Bax)的表達(dá)，增加Bcl_2/Bax比值，抑制細(xì)胞凋亡實現(xiàn)的。Yu等[29]利用十字孢堿(一種細(xì)胞凋亡誘導(dǎo)劑)制備大鼠腦皮層神經(jīng)元凋亡模型探討丹參酮ⅡB的神經(jīng)保護(hù)作用。細(xì)胞實驗結(jié)果提示，丹參酮ⅡB預(yù)處理可以劑量依賴性地減輕DNA斷裂；此外，丹參酮ⅡB可以在降低Bax表達(dá)的同時提高Bcl_2、caspase_3的表達(dá)。上述結(jié)果表明，丹參酮ⅡB可以通過抑制神經(jīng)元凋亡，發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用。趙永東[30]選取312例患者研究丹參注射液治療的急性腦梗死患者血清可溶性凋亡相關(guān)因子(sFas)和可溶性凋亡相關(guān)因子配體(sFasL)的表達(dá)變化，結(jié)果表明給予丹參注射液治療可以降低患者血清中sFas、sFasL的水平，并提高患者的痊愈率。這提示丹參的急性腦梗死治療作用可能部分是通過減少神經(jīng)元凋亡實現(xiàn)的。上述研究為深入闡明丹參及其活性的神經(jīng)保護(hù)作用提供了新的方向。

綜上所述，丹參及其活性成分可通過調(diào)控血小板功能、抑制炎癥反應(yīng)、減輕氧化應(yīng)激損傷、降低興奮性毒性損傷、抑制細(xì)胞凋亡等方面發(fā)揮抗缺血性腦損傷神經(jīng)保護(hù)作用。并且，其作用不是簡單的線性關(guān)系，而是似“網(wǎng)絡(luò)”般相互影響。例如大量ROS的產(chǎn)生會激活炎癥因子，所以其抑制炎性反應(yīng)的作用也可通過清除自由基而實現(xiàn)。近年來，丹參及其活性成分作為傳統(tǒng)中藥已經(jīng)廣泛應(yīng)用于心腦血管等疾病的治療。