黄芪皂苷对多发性硬化作用的研究进展

杨春彦，李艳花，辛延乐，尉杰忠，郭尚德，肖保国,3，马存根*

（1.山西中医学院“2011”协同创新中心∕神经生物学研究中心，山西太原030619；2.山西大同大学脑科学研究所，山西大同037009；3.复旦大学华山医院神经病学研究所，上海200025）

黄芪皂苷对多发性硬化作用的研究进展

杨春彦1,2，李艳花2，辛延乐2，尉杰忠2，郭尚德2，肖保国2,3，马存根1,2*

（1.山西中医学院“2011”协同创新中心∕神经生物学研究中心，山西太原030619；2.山西大同大学脑科学研究所，山西大同037009；3.复旦大学华山医院神经病学研究所，上海200025）

多发性硬化是中枢神经系统常见的多发于青壮年人的慢性炎性自身免疫性疾病，其病理表现主要为炎性细胞浸润、髓鞘脱失和轴突变性，目前仍缺乏特异性和有效性的治疗。黄芪为历代中医常用补药，其主要药理活性物质有皂苷、黄酮以及多糖等,黄芪皂苷为其主要成分之一。近年来研究发现,黄芪皂苷具有十分广泛的药理活性。黄芪皂苷可从抗炎抑炎、免疫调节、抗氧化和神经保护等多重途径对多发性硬化进行干预。

黄芪皂苷；多发性硬化；实验性自身免疫性脑脊髓炎

多发性硬化(multiple sclerosis，MS)是中枢神经系统(central nervous system，CNS)常见的慢性炎性脱髓鞘疾病，实验性自身免疫性脑脊髓炎(experimental autoimmune encephalomyelitis，EAE)则是研究MS的通用动物模型。MS在世界范围内 的发病率不断上升，我国的相关病例报道也日趋增多。虽然治疗MS的方法不断进步，疗效不断提升，但是MS至今无法完全治愈[1]。

黄芪是我国经典传统补益中药，始载于《神农本草经》，具有补气健脾、升阳举陷、益气固表、利尿消肿、托毒生肌之效，有“补药之长”之称。黄芪的有效成分包含有皂苷、黄酮以及多糖等,黄芪皂苷是黄芪主要活性成分之一[2]。黄芪皂苷具有广泛的生物活性，强心、保肝、抑瘤、抗炎抑炎、抗氧化、免疫调节、神经保护等[2-3]。

黄芪皂苷因其显著的免疫调节、抗炎抑炎、抗氧化、抑制神经细胞凋亡和神经保护等作用已在临床上得到广泛应用，最近药理研究表明黄芪皂苷能够促进轴突再生、增长，并有改善学习和记忆功能等作用。黄芪皂苷似乎是一种治疗神经炎性疾病有效且安全的药物[4]。

1 黄芪皂苷对EAE的免疫调节作用

越来越多的证据表明髓鞘特异性自身反应性T细胞的活化是MS的重要发病机制，MS与EAE是由于CD4+T细胞从外周进入中枢而攻击髓鞘导致发病[5]。CD4+T 细胞分化为Th1，Th2，Th3及Th17和少量CD4+CD 25+调节性T细胞（Treg），不同的细胞亚型通过分泌不同的细胞因子从而发挥不同免疫效应[6]。

Th1细胞主要分泌IFN-γ，TNF-α，β，IL-12，介导细胞免疫；而Th2细胞则合成IL-4，IL-5，IL-10，I L-13和转移生长因子（TGF-β），在体液免疫中发挥重要作用。EAE高峰期，CNSThl型细胞因子高表达，恢复期Thl型细胞因子表达逐渐减少，Th2型细胞因子表达增高[7]。研究认为MS是Th1介导的细胞免疫为主的疾病[8]，Thl∕Th2比例失衡在MS的病程中起着非常重要的作用[7]。Th1细胞分泌的IL-12，IFN-γ，TNF-α，β等炎性细胞因子促进MS的发展；Th2细胞分泌抗炎性细胞因子有效延缓MS的发生，对MS起到一种保护作用，Thl∕Th2细胞平衡对于MS病情的发展和转归极其重要[9]。

Treg是一类控制体内自身免疫反应性的T细胞亚群,CD4+CD25+Treg在机体免疫系统发挥免疫负调节作用。Treg可以协调Th1和Th2细胞之间的平衡，促进Th2型细胞因子的产生，增加Th2型细胞从而发挥保护作用，同时降低自身反应性T细胞对神经组织的损伤以有效治疗MS，抑制MS的进展[10]。Foxp3是Treg重要转录调节因子，研究发现Foxp3在MS患者外周血Treg中的表达降低。该转录因子的表达降低可部分说明MS患者Treg的功能降低[8]。

近年来研究表明，黄芪皂苷IV（黄芪甲苷）可以降低IFN-γ，TNF-α水平，上调Treg特征性转录因子Foxp3 mRNA的表达，使Treg显著增加[4]，介导T细胞分化，有促进Th1向Th2转化的作用，从而抑制自身反应性T细胞的浸润引起的神经免疫性损伤。

2 黄芪皂苷对EAE的抗炎作用

炎症机制在EAE发病中起着至关重要的作用。在EAE病理情况下，MS病人的血脑屏障（BBB）通透性增加，外周免疫细胞可迁移至中枢。免疫细胞通过释放细胞因子实现免疫效应及调节功能[11]。黄芪皂苷IV一方面通过抑制炎症细胞及炎性介质的生成和表达，另一方面通过保护BBB发挥抗炎作用[12]。

IFN-γ主要由Th1表型的CD4+T淋巴细胞产生，IFN-γ激活单核细胞，产生炎性介质。活动期MS患者高表达TNF-α，并且与病情严重程度呈现正相关关系，说明其参与形成MS病灶[11]。IL-6是星形细胞的丝裂原，同时可以激活炎性T细胞，可能在MS炎症后期神经胶质增生中发挥作用[13]。NO具有促炎症作用[14]，对BBB也有影响。NO使BBB通透性增高，促进炎症细胞进入脑实质，从而起到促进CNS炎症的作用。

由Th2细胞产生的IL-10，可抑制Th1细胞产生炎性细胞因子如IL-12，IL-1β，IL-6，TNF-α等。在EAE缓解期动物的CNS中IL-10 m RNA的表达增加，表明IL-10可能在炎性疾病中是一种调节性细胞因子[11]。

黄芪皂苷可以调控细胞因子，降低促炎性细胞因子IL-6，TNF-a和IFN-γ水平，升高抗炎性细胞因子如IL-10水平[4]。黄芪皂苷IV可以抑制脑内皮细胞凋亡，减轻渗透，同时上调紧密连接Occludin蛋白的表达以改善BBB的功能，减少CNS炎性细胞的浸润[12]。

3 黄芪皂苷对EAE的抗氧化作用

氧化应激在CNS炎性脱髓鞘及轴索损伤中发挥着重要作用。在EAE和MS的早期炎性反应产生大量的自由基,导致氧化∕抗氧化系统的失衡，从而诱导氧化应激反应。CNS高耗氧及丰富脂肪酸的环境推动脂质过氧化的发生，导致脑和脊髓的损伤[16-17]。在MS和EAE进程中,活性氧簇（reactive oxygen species,ROS)可以促进单核细胞的黏附和迁移作用，同时破坏BBB完整性从而导致炎性细胞浸润到CNS，出现炎性细胞浸润和血管周围袖套的病理表现[16]。丙二醛是氧化应激与自由基损伤的标志物，研究发现EAE丙二醛水平增高，说明氧化损伤在EAE发生发展中发挥重要作用[18]。CNS通过自身的抗氧化酶体系调节细胞的氧化抗氧化平衡，超氧化物歧化酶（Super Oxide Dismutase,SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶（Glutathione peroxidase,GSH-Px)2种酶对减轻自由基对器官尤其是神经系统的损害尤其重要。EAE模型ROS水平升高，抗氧化剂如SOD和GSH-Px同步逐渐减少[19]。

在缺血∕再灌注损伤动物模型上证实黄芪皂苷IV是强有效的自由基清除剂，可以降低MDA水平，减轻脂质过氧化反应，提高抗氧化酶SOD和GSHPx水平，增强抗氧化系统[17]。黄芪皂苷IV对EAE小鼠CNS的ROS增加，SOD和GSH-Px活性下调，对BBB的泄漏有抑制作用[19]。因此，黄芪皂苷可以通过降低ROS水平，增强抗氧化防御系统，以阻止EAE的恶化进展。

4 黄芪皂苷对EAE的抗凋亡作用

Bcl-2家族在EAE炎性细胞凋亡过程中起着非常重要的作用。Bcl-2具有抗凋亡作用而Bax能拮抗前者的生物学活性，其主要作用是加速细胞凋亡，它们之间的动态平衡决定了细胞的存亡。Bcl-2与Bax之间的比例是判定细胞凋亡的重要指标。

EAE小鼠CNS Bax水平升高，经黄芪皂苷干预后，并没有降低Bax水平。虽然Bax表达未被抑制，但是Bcl-2的表达水平明显上调，因此Bcl-2与Bax的比例增加，从而抑制神经元凋亡，减轻中枢神经元损伤，发挥了抗凋亡作用[4]。

5 黄芪皂苷对EAE的神经保护作用

MS是CNS最常见的慢性脱髓鞘自身免疫性疾病。病变可累及大脑白质、脊髓、脑干、小脑和视神经等[20]。随着疾病的进展神经轴索结构受累出现神经元凋亡、轴索横断、树突丢失[21]。MS在遗传因素和环境因素双重作用下，疾病呈进行性进展[22]。NO可以通过损伤少突胶质细胞、降解髓鞘、阻碍脱髓鞘部位髓鞘再生等多种机制导致脱髓鞘[23]。

黄芪皂苷神经保护效应的发挥有赖于介导TrkA mRNA和神经生长因子（nerve growth factor,NGF）的表达[24]。脑源性神经营养因子（brain derived neurotrophic factor,BDNF）和NGF可以促进神经元的存活、生长、分化并且对神经元损伤后修复与再生具有举足轻重的作用[25]。TrkA受体是NGF高亲和力受体，Trk受体不仅可以促进NGF发挥神经保护作用，而且在CNS受损时，对受损神经细胞的存活及修复、重建中枢神经生理功能具有重大意义[26]。研究显示，黄芪皂苷可以增加NGF，BDNF和TrkB mRNA的表达，发挥神经保护效应[24]。黄芪皂苷IV可以显著上调GAP-43在再生神经组织的表达，促进神经的修复和再生[27]。

黄芪皂苷的神经保护效应与清除氧自由基、调节NO的释放，抑制iNOS mRNA的表达密切相关[24]。黄芪皂苷可以提升SOD的活性，减弱脂质过氧化反应,减少丙二醛，抑制iNOS mRNA的表达[24]，从而发挥神经保护作用。研究发现，黄芪皂苷促进坐骨神经损伤小鼠神经髓鞘的生长，有髓神经纤维直径和数量增长，促进神经再生和功能重建[27]。在CNS中，黄芪甲苷IV有助于脑缺血∕再灌注损伤后的神经修复[24]，加速小鼠海马轴突生长，预防神经元萎缩和记忆丧失[28]。

神经干细胞是一类具有自我更新和定向分化潜能特性的神经系统原始细胞。研究表明，黄芪皂苷能促进神经干细胞定向分化为神经元[29]。

6 小结与展望

由上可见，黄芪皂苷可从抗炎抑炎、免疫调节、抗氧化、抗凋亡和神经保护等多重途径对MS进行干预，有望为临床治疗MS提供一种安全、有效及不良反应少的可靠疗法，同时为中医药的发展开辟更广阔的前景。但进一步深入的研究是必要的，需从其作用的具体机制展开。

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The Effect of Astragalosides on Treating Multiple Sclerosis

YANG Chun-yan1,2,LI Yan-hua2,XIN Yan-le2,Yu Jie-zhong2,GUO Shang-de2,XIAO Bao-guo2,3,MA Cun-gen1,2
（1.“2011”Collaborative Innovation Center∕Neurobiological Research Center,Shanxi University of Traditional Chinese Medicine,Taiyuan 030024;2.Institute of Brain Science,Shanxi Datong University,Datong Shanxi,037009;3.Institute of Neurology,Huashan Hospital of Fudan University,Shanghai,200025）

Multiple sclerosis(MS)is an autoimmune and chronic inflammatory disease of the central nervous system(CNS),which is found mostly in young adults.The main pathological features of the disease include inflammatory cell infiltration,myelin depigmentation and axonal degeneration,there is still lack of specificity and effective treatment for MS.Radix Astragali is used mainly as a tonic agent in traditional Chinese medicine,mainly contains astragaloside(AST)、astragalus flavone、astragalus polysaccharides and so on,and AST is the main component of Astragalus.Recent studies have shown that AST has a broad range of pharmacological properties.AST orchestrated multiple pathways,including anti-inflammatory,immune-regulatory,anti-oxidative,and neuro-protective involved in the MS.

astragaloside;MS;EAE

R744.5

A

1674-0874(2015)06-0048-03

2015-10-10

国家自然科学基金2014年面上项目[81473577]；山西省国际科技合作项目[2013081058]；山西省回国留学人员重点科研资助项目[2014-重点7]；山西中医学院“2011”培育计划项目[2011PY-1]；山西省自然科学基金项目[2008011082-1]

杨春彦（19-），女，山西大同人，在读硕士，研究方向：神经免疫学；∗马存根（1959-），男，博士，教授，博导，通信作者。

〔责任编辑 杨德兵〕