耿亞楠,趙 名,范 明,朱玲玲

(1.軍事科學院軍事醫(yī)學研究院軍事認知與腦科學研究所，北京 100850；2.首都醫(yī)科大學腦重大疾病研究院，北京 100069)

絞股藍(GynostemmaPentaphyllumMakino)為多年生蔓生草本，又名五葉參、七葉膽，系葫蘆科絞股藍屬模式種植物。大量實驗證實絞股藍主要的藥效成分為達瑪烷型的絞股藍皂苷(gypenosides，GP)。細胞和動物實驗結果表明，GP具有抗氧化、抗炎、增強免疫力、降血脂、降血糖等作用[1-2]。在神經系統(tǒng)疾病中，例如阿爾茲海默癥、帕金森病、抑郁癥、缺氧性腦損傷，GP也表現(xiàn)出了良好的保護效應。本文就GP對神經系統(tǒng)疾病的保護效應及其作用機理作一綜述，為GP相關的藥物研發(fā)進一步提供依據。

1 GP對神經系統(tǒng)疾病的保護效應

1.1 GP防治阿爾茲海默病阿爾茲海默病(Alzheimer’s disease，AD)是最常見的老年性癡呆。AD的病理特征是老年斑、神經原纖維纏結和進行性神經元損失。腦淀粉樣蛋白β(amyloid-beta，Aβ)沉積是典型的AD發(fā)病機理，其誘導神經毒性的作用機理包括氧化應激、細胞凋亡和自噬[3]。

活性單體化合物GP-17可減輕AD轉基因小鼠的空間學習、記憶障礙[4]。采用40 mg·kg-1·d-1劑量的 GP-17灌胃處理AD轉基因小鼠60 d后，可延長小鼠的目標象限時間，增加穿越平臺次數(shù)。同時，在小鼠海馬和皮層組織可通過激活轉錄因子EB(transcription factor EB，TFEB)促進自噬清除腦內Aβ的沉積。此外，Meng等[5]研究發(fā)現(xiàn)GP-17對Aβ25-35誘導的PC12細胞死亡具有保護作用。10μmol·L-1GP-17預處理12 h可逆轉 Aβ25-35(20 μmol·L-1)誘導的PC12細胞中活性氧(reactive oxygen species，ROS)、蛋白羰基、8-羥基鳥嘌呤急劇增加，從而在細胞水平上通過抑制Aβ誘導的氧化應激損傷對AD中起到神經保護作用。

1.2 GP防治帕金森病帕金森病(Parkinson’s disease，PD)是發(fā)生于老年人的中樞神經系統(tǒng)變性性疾病，臨床上以震顫、肌強直、運動遲緩為主要特征，并伴隨腦內黑質多巴胺能神經元變性死亡、紋狀體多巴胺神經遞質含量降低[6]。1-甲基-4-苯基-1，2，3，6-四氫吡啶(1-methyl-4-phenyl-1，2，3，6-tetrahydropyridine，MPTP)是一種神經毒性劑，常用于制備PD動物模型[7]。它選擇性損害黑質紋狀體多巴胺能神經元，使多巴胺及其代謝產物降低，引起典型的帕金森樣癥狀。

在MPTP誘導的小鼠PD模型中，Shin等[8]研究發(fā)現(xiàn)，GP對MPTP誘導的多巴胺能神經元氧化損傷具有保護效應。GP預處理、同時處理或后處理均可劑量依賴性的減輕MPTP導致的氧化損傷、多巴胺攝取減少、酪氨酸水解酶(tyrosine hydroxylase，TH)陽性神經元丟失及TH陽性神經元變性。同時，結果還顯示GP的預防效果比治療效果更有潛力[9]。此外，50 mg·kg-1劑量的絞股藍乙醇提取物及GP治療20周均可延長PD小鼠避暗實驗潛伏期，縮短高架十字迷宮試驗轉移潛伏期[10]。以上研究結果表明，GP在PD的防治中極具應用前景。

1.3 絞股藍皂苷防治抑郁癥抑郁癥是一種嚴重的精神疾病，終生患病率高，自殺率高，嚴重影響病人及其家人的生活質量[11]。在實驗研究中，慢性溫和不可預知應激(chronic unpredictable mild stress，CUMS)是一種經過充分驗證的抑郁癥動物模型[12]。

基于小鼠CUMS模型的研究發(fā)現(xiàn)，GP可通過激活海馬組織中的腦源性神經營養(yǎng)因子(brain-derived neurotrophic factor，BDNF)-細胞外調節(jié)蛋白激酶(extracellular regulated protein kinases，ERK)/蛋白激酶B(protein kinase B， Akt)信號通路拮抗抑郁癥。100 mg·kg-1的GP治療4周后明顯增加小鼠對糖水的偏好，減少強迫游泳實驗中小鼠的不動時間。此外，GP也能增加BDNF的表達和海馬區(qū)神經元的增殖。BDNF受體原肌球蛋白相關激B(tropomyosin-related kinase B，Trk B)的抑制劑K252a可阻斷GP的抗抑郁作用，提示BDNF介導的信號通路在GP的保護效應中起到重要作用[13]。與此同時，Dong等[14]研究還發(fā)現(xiàn)，CUMS小鼠給藥治療4周后可增加小鼠蔗糖偏好并降低不動時間；此外，GP還能抑制CUMS小鼠海馬組織中促炎細胞因子水平的升高達到抗抑郁目的。

1.4 GP改善缺氧性腦損傷

1.4.1高原缺氧性腦損傷 低壓低氧是高海拔地區(qū)的主要環(huán)境因素，由于腦耗氧量大對低氧尤為敏感，嚴重影響大腦生理功能[15]。動物實驗研究表明，GP可預防模擬高原缺氧導致的小鼠腦損傷[16]。在研究中發(fā)現(xiàn)GP預處理不僅可減輕缺氧所引起的海馬區(qū)神經元損傷也可改善缺氧所導致的空間記憶障礙，進一步的藥物純化和鑒定證實達瑪烷型三萜皂苷在其缺氧性腦損傷的保護效應中起關鍵性作用。以上研究表明，GP及其生物活性成分在高原藥物的研發(fā)中具有巨大的開發(fā)前景。

1.4.2病理缺氧性腦損傷 大鼠是中風模型最為常用的動物。成年嚙齒動物中，大腦中動脈閉塞(middle cerebral artery occlusion，MCAO)會導致大腦皮層和閉塞側紋狀體梗死。而GP對腦卒中的保護效應尚未完全闡明。Wang等[17]探討了腦卒中期間GP對MCAO大鼠的影響。400(mg·kg-1·d-1)GP預處理10 d可顯著減少MCAO大鼠腦組織的梗死體積，改善運動功能。在作用機理上，GP預處理促進了MCAO大鼠側腦室室下區(qū)(subventricular zone，SVZ)細胞增殖，使MCAO大鼠雙側SVZ中5-溴脫氧尿嘧啶核苷(5-Bromo-2-deoxyUridine，BrdU)陽性細胞的數(shù)量增多。這些發(fā)現(xiàn)為包括GP在內的治療中風的潛在療法提供了新的證據。

1.5 GP減輕大鼠慢性腦灌注不足引起的腦白質病變腦白質病變(white matter lesions，WMLs)是一種神經退行性疾病，以磁共振圖像上的超強信號為特征，常與AD和血管性癡呆(vascular dementia，VD)相關，可引起認知功能障礙[18]。慢性腦灌流不足是WMLs的重要誘發(fā)因素，實驗中采用永久性雙側頸總動脈阻塞(bilateral common carotid artery occlusion，BCCAO)建立動物模型[19]。Zhang 等[20]研究結果表明，連續(xù)33 d口服400 mg·kg-1·d-1的GP后，大鼠在空間學習和記憶測試中的表現(xiàn)明顯好于鹽水處理的大鼠。GP可有效清除BCCAO大鼠的氧自由基，增強其抗氧化能力，降低脂質過氧化和DNA氧化損傷，抑制腦胼胝體和視神經的星形細胞活化。因此，GP具有改善慢性腦灌注不足引發(fā)認知功能障礙的潛力。

1.6 GP對焦慮癥的改善作用研究表明，GP對應激性焦慮障礙也具有改善作用。Zhao等[21]通過高架迷宮實驗和埋珠實驗探討了GP對小鼠慢性應激性焦慮障礙的改善作用。GP治療增加了動物通過開放臂的次數(shù)和在開放臂中停留的時間，減少了彈珠數(shù)量；同時，GP恢復了大腦中因焦慮下降的多巴胺和血清素水平，并降低誘導性升高的血清皮質酮水平。以上研究結果表明GP具有抗焦慮作用。

1.7 GP改善胎兒酒精綜合癥胎兒酒精綜合癥(fetal alcohol spectrum disorder，F(xiàn)ASD)可使產前暴露在乙醇中的兒童導致嚴重的智力障礙，產前和產后乙醇暴露可造成神經發(fā)育障礙[22]。在FASD模型中，乙醇暴露可遲緩新生大鼠SVZ區(qū)的神經干細胞發(fā)育，而400 mg·kg-1·d-1GP可顯著逆轉乙醇所導致的神經干細胞增殖異常[23]。以上研究提示GP對新生大鼠神經干細胞具有神經保護效應，為GP治療FASD提供了實驗依據。

2 GP改善神經系統(tǒng)疾病的作用機理

2.1 抗炎神經炎癥是多種神經系統(tǒng)疾病的主要原因，如缺血性中風、PD和AD等[24-26]。多篇文獻證實，GP可通過抑制神經炎癥改善神經系統(tǒng)疾病。Lee等將脂多糖(lipopolysaccharide，LPS)注入側腦室引起大鼠炎癥反應和記憶損傷。連續(xù)21 d每天給予GP(25、50、100 mg·kg-1)處理可顯著降低大腦中炎性因子白細胞介素6(interleukin6，IL-6)、細胞介素1β(interleukin-1β，IL-1β)的水平，并抑制核因子кB(nuclear factor kappa-B， NF-кB)信號通路活性。此外，GP還可以降低LPS誘導的誘導型一氧化氮合酶(inducible nitric-oxide synthase，iNOS)活化[27]。也有研究表明，大腦內高水平的Aβ可以激活小膠質細胞分泌TNF-α、IL-1β和IL-6等促炎因子，導致神經細胞損傷甚至死亡[28-29]。小膠質細胞的激活狀態(tài)可以分為兩種類型：經典激活狀態(tài)(M1)或選擇性激活狀態(tài)(M2)[30]。因此，抑制Aβ引起的小膠質激活被認為是AD有效的治療手段。Cai 等[1]發(fā)現(xiàn)暴露于Aβ中的小膠質細胞，其M1狀態(tài)的標志蛋白iNOS的表達以及TNF-α、IL-1β和IL-6等促炎因子的釋放增多。50 mg·L-1絞股藍皂苷處理24 h能夠逆轉小膠質細胞M1狀態(tài)的激活，增強M2狀態(tài)標志蛋白Arg-1以及IL-10的表達。同時，研究還發(fā)現(xiàn)靶向性敲低IL-6/IL-6R/Stat3通路的抑制性蛋白SOCS1顯著消除了GP對小膠質細胞M1和M2狀態(tài)的影響。該研究結果提示，GP可通過抑制神經炎癥治療AD。

2.2 抗氧化應激活性氧(超氧陰離子、過氧化氫和羥基自由基等)介導的氧化應激是導致神經損傷的重要原因?；钚匝蹩蓪е轮|、蛋白質和DNA的氧化損傷，表現(xiàn)為脂質過氧化、蛋白質羰基和8-羥基鳥嘌呤的顯著增加。而GP處理能顯著提高谷胱甘肽過氧化物酶(glutathione peroxidase，GP)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)和過氧化氫酶(catalase)的活性，并提高谷胱甘肽(glutathione，GSH)的含量[9]。由于GP具有良好的脂溶性，可以直接彌散到細胞核內，觸發(fā)GSH、GP、SOD或過氧化氫酶的基因表達，顯著增加這些抗氧化蛋白的含量；另一方面，GP也可以直接與這些酶相互作用，增加催化活性。GP的以上特性都有助于增強抗氧化能力，減少脂質、蛋白質和DNA的氧化損傷，特異性保護多巴胺能神經元。

2.3 促進神經再生神經再生在絞股藍對神經系統(tǒng)的保護效應中也起著重要作用。GP可以促進MCAO大鼠側腦室室下區(qū)內神經干細胞(neural stem cells， NSCs)的增加，并促進NSCs向成神經細胞分化。同時，Wang等[17]探討了卒中期間GP對MCAO大鼠側腦室下區(qū) NSCs的影響。結果證實，GP預處理顯著增加MCAO大鼠雙側SVZ中BrdU陽性細胞的數(shù)量；雙標記免疫組化證實SVZ區(qū)增殖細胞分別為膠質纖維酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein，GFAP)/巢蛋白陽性B型細胞和雙皮質素/巢蛋白陽性A型細胞。因此，GP可通過增強SVZ的神經再生，減輕卒中導致的神經損傷。

3 總結與展望

絞股藍作為一種中草藥，在我國自然分布廣泛、產量較高，具有較好的開發(fā)潛力，是近些年研究的熱點。并且GP與廣為人知的人參皂苷生理活性非常相似，且不良反應少，因此GP在臨床上同樣具有非常廣闊的應用前景。已有研究結果表明，絞股藍對神經系統(tǒng)疾病起到改善作用。然而，在這些研究中仍然存在著一定的局限性。首先，對GP藥理作用及分子機制的研究多集中于細胞和動物水平，臨床前的藥效評價較少；其次，GP的組分復雜，僅達瑪烷型三萜皂苷單體化合物就達20多種。GP中具體哪一種活性化合物發(fā)揮了作用尚需進一步研究。且進一步研究GP的活性成分及作用機理將有助于其臨床價值潛力的開發(fā)。