红景天苷及其类似物治疗缺血性脑血管疾病的研究进展

2016-04-05蒋立石瑞李丹丹王爱红

山东医药 2016年36期

关键词：类似物红景天神经细胞

蒋立，石瑞，李丹丹，王爱红

(南京中医药大学，南京 210023)

红景天苷及其类似物治疗缺血性脑血管疾病的研究进展

蒋立，石瑞，李丹丹，王爱红

(南京中医药大学，南京 210023)

红景天苷为名贵中草药红景天的主要活性成分，而其类似物多为人工合成的与其功效相仿的药物。多项研究证实，红景天苷及其类似物能通过多种途径有效治疗缺血性脑血管疾病。本文旨在对有关红景天苷治疗缺血性脑血管疾病作用的文献进行综述，以期为其进一步研究提供参考。

红景天苷；类似物；缺血性脑血管疾病

缺血性脑血管病(ICD)是由于脑部血管壁病变或血流受阻,导致供血区脑组织缺血、缺氧，造成脑组织坏死和一系列神经功能缺损症候群的疾病。脑血管病发病率高，其中ICD占85%左右[1]。红景天为多年生草本或亚灌木植物，最早作为药用见于公元8世纪成书的藏医经典——《四部医典》，《本草纲目》称其为“上品”，能“治肺疾”，具有极高的药用价值。红景天苷来源于红景天的根部，为红景天的主要活性成分，具有抗氧化[2]、抗衰老[3]、抗肿瘤[4]、增强免疫力[5]、心脏保护[6]等多种功效。近年来，大量文献报道红景天苷对缺血性脑血管疾病具有神经保护的作用。目前红景天苷治疗ICD的研究分为在体及体外研究。在体研究更接近实际情况，但易受多种因素干扰。本文主要针对红景天苷及其类似物缓解脑缺血再灌注损伤，促进干细胞向神经细胞的定向分化等机制，对红景天苷及其类似物治疗ICD的在体及体外研究进展作一综述。

1 红景天苷治疗ICD的在体研究

红景天苷在体内实验中治疗ICD主要体现在对脑缺血再灌注损伤的抑制。一般认为，ICD患者应尽快恢复脑血流灌注。但再灌注具有双重效应：在修复缺血组织功能结构的同时可能会使灌注后缺血性损伤进一步加重，即缺血再灌注损伤[7]。脑缺血再灌注损伤机制较为复杂，主要包括自由基过度形成、兴奋性氨基酸毒性作用、细胞内钙超载、炎性反应等。多种损伤机制共同作用，启动细胞程序性死亡机制，最终导致细胞凋亡、组织损伤[8]。因此，寻找具有多重功效的抗再灌注损伤的治疗方法十分必要。多项研究表明，红景天苷对其中多种损伤机制均有明显抑制作用。张文生等[9]研究了红景天苷对缺氧/缺糖神经细胞的作用，发现红景天苷能降低损伤后细胞内Ca2+水平，减少乳酸脱氢酶的释放，从而保护缺血性损伤后神经细胞。贾莹等[10]分别对麻醉犬及全脑缺血再灌注大鼠静脉滴注红景天苷，发现红景天苷能使麻醉犬脑血流量增加，脑血管阻力降低；同时大鼠翻正反射和脑电图恢复时间缩短，脑水肿减轻，海马区自由基代谢异常缓解，证实红景天苷可增加脑血流量，降低脑血管阻力，并对全脑缺血再灌注有明显的保护作用。

细胞凋亡是缺血再灌注损伤的重要环节，而PI3-K/Akt是抗细胞凋亡的重要通路。PI3-K/Akt信号转导通路能通过磷酸化促凋亡因子、抑制细胞色素C的释放等方式发挥抗凋亡作用。罗银利等[11]研究发现，红景天苷发挥抗凋亡作用的机制与上调PI3-K、p-Akt蛋白，激活PI3-K/p-Aktt通路有关。赖文芳等[12]证明红景天苷能下调大鼠脑组织中caspase-3蛋白的表达。caspase-3隶属于细胞凋亡caspases家族，是介导细胞凋亡最终“执行者”，也是各种凋亡途径介导细胞程序性死亡的最关键蛋白酶。因此下调caspases-3的表达是红景天苷抗细胞凋亡最重要的作用机制。

脑缺血再灌注后，体内原有的自由基消除系统受到削弱，自由基过量蓄积。清除体内过量自由基成为减轻脑缺血再灌注损伤的必要途径。有实验通过观察脑缺血再灌注大鼠给予红景天苷后GSH-Px、iNOS活性等指标的变化，发现红景天苷能减轻大鼠脑缺血/再灌注损伤，其机制可能与增加自由基的清除有关[13]。有学者设计了类似实验，结果显示红景天苷组大鼠神经功能障碍评分、脑水肿程度、脑梗塞体积等指标均有所改善，缺血脑组织内SOD活性和GSH活性明显增高，MDA含量显著降低，脑组织内ATP含量显著升高[14]。实验证明红景天苷对大鼠脑保护作用与其改善缺血脑组织能量代谢、降低自由基损伤有关，且存在剂量依赖性。

减轻炎症反应也是红景天苷缓解脑缺血再灌注损伤的重要途径。宋月英等[15]发现红景天苷能降低缺血再灌注大鼠脑组织TNF-α的表达。邹毅清等[16]观察了红景天苷预处理对大鼠全脑缺血再灌注后全身及海马区炎症反应的影响。结果显示腹腔注射红景天苷能显著降低大鼠血清TNF-α和IL-6表达，降低海马MPO活力，从而缓解脑缺血再灌注后全身和海马区炎症反应。Han[17]观察了红景天预处理后脑缺血再灌注损伤大鼠脑TNF-α和血脑屏障通透性，发现红景天预处理神经能降低脑含水量，减轻脑水肿和降低TNF-α表达，减轻脑缺血再灌注损伤。

此外，研究表明红景天苷减轻缺血再灌注损伤的机制还可能与提高神经营养因子和氧运输相关因子的表达有关。神经营养因子是维持神经细胞活性的重要蛋白质分子。赖文芳等[12]的研究显示，红景天苷能上调神经阴阳因子NGF和BDNF的表达，保护神经。而谢秀丽等[18]发现红景天苷能促进氧运输相关因子Hba-a2、Hbb-b1和Hbb等表达，改善脑组织缺氧，从而减轻再灌注损伤。

在体研究显示，红景天苷能通过多种机制改善缺血再灌注损伤，这与谢卉等[19]的结论一致，提示红景天苷是较为理想的神经保护剂。

2 红景天苷治疗ICD的体外研究

2.1 抑制神经细胞凋亡体外实验用化学或物理干预措施模拟细胞缺血缺氧状态可直接观察细胞缺糖氧损伤后形态和生化改变，从而排除体内多种因素的干扰[20]。大鼠肾上腺嗜铬细胞瘤细胞系(PC12)是研究生长因子特性的常用细胞模型[21]。王华等[22]观察了红景天苷对PC12细胞凋亡的影响并探讨其抗凋亡的机制。实验发现，红景天苷可改善NaCN及缺糖诱导的PC12细胞凋亡,抑制caspase活性,降低胞质中细胞色素C的水平；红景天苷可能通过线粒体途径抑制NaCN及缺糖诱导的PC12细胞凋亡。有类似实验观察了红景天苷对MPP+诱导PC12细胞凋亡的保护作用；结果显示红景天苷对MPP+诱导的PC12细胞凋亡具有一定的保护作用；红景天苷预处理能提升细胞活力，降低凋亡百分率，并减少细胞断裂的DNA片段。由此可见，红景天苷对MPP+诱导的细胞凋亡具有浓度依赖性的保护作用[23]。

Yu等[24]研究了PC12细胞模型中红景天苷对过氧化氢诱导细胞凋亡的影响及其在ERK1/2信号通路中的作用。结果显示，红景天苷预处理能恢复细胞活性，减少细胞凋亡，并呈剂量依赖性；此外，红景天苷预处理也可以通过激活ERK1/2信号通路减少促凋亡蛋白的表达；而在使用分裂原活化(MEK)抑制剂的情况下，红景天苷对抗细胞凋亡的作用被明显的削弱。结果提示红景天苷神经保护作用的发挥可能受ERK信号通路的调控。

有研究者[25]以大鼠皮质神经元作为细胞模型观察了红景天苷对抗氯化钴诱导的细胞损伤的影响。结果显示，红景天苷预处理减弱细胞凋亡具有剂量依赖性，其作用机制可能与增强HIF-1α的表达，减缓细胞内活性氧物种水平以及抑制NF-κB蛋白的过度表达有关。以上研究证实实验红景天苷对神经细胞具有保护作用，对临床应用红景天苷治疗由缺血性脑血管病引起的神经细胞凋亡具有指导意义。

2.2 促进干细胞向神经细胞的定向分化过去学术界的观点多认为成熟神经系统的神经细胞不具备再生能力，但越来越多的研究显示大脑具有自身修复功能。海马齿状回、室管膜区等区域存在具有自我更新和多种分化潜能的神经干细胞[26]。这为脑缺血后脑组织的修复带来希望。

张维烨等[27]观察了红景天苷对新生大鼠海马神经干细胞分化为神经元的影响。发现与对照组相比，红景天苷组单位视野内神经元特异烯醇化酶阳性细胞个数有显著差异,并呈剂量依赖性。裴晶晶等[28]观察了红景天苷对小鼠骨髓间充质干细胞向神经细胞定向分化分子机制的影响。发现红景天苷能使充质干细胞定向分化成神经细胞，其生物学信号的传导与Ca2+信号密切相关。张明等[29]证实红景天苷能定向诱导大数据BMSCs分化胆碱能神经细胞。以上研究通过不同路径证实，红景天苷促进脑细胞修复和治疗神经系统疾病存在可行性。

3 红景天苷的研发现状

由于红景天苷广泛的药用价值，人们对资源的过度开发以及生态环境破坏等因素，目前野生红景天数量锐减，濒临灭绝；此外，红景天苷的提取步骤较为繁琐。目前市面的红景天苷主要为“红景天苷类似物”。其泛指与红景天苷化学式相近、功效相仿的人工合成物。邓梅等[30]以对羟基苯乙酸为原料，经乙酰化、还原、糖苷化、醇解反应后得到红景天苷类似物。郭益冰等[31]通过葡萄糖和半乳糖与7个不同的取代芳香醇，经糖苷化，脱乙酰基以及脱苄基，从而合成红景天苷类似物。Guo等[32]运用柯尼希斯-克诺尔反应制成18种红景天苷类似物，检测其运用于PC12细胞的功效，并发现了其中两种类似物——(3,5-二甲氧基苯基)甲基β-D-吡喃葡萄糖苷和(3,5-二甲氧基苯基)甲基β-D-半乳糖苷活性最强。

Shi等[33]复制了局灶性脑缺血大鼠模型，体外实验用H2O2诱导神经细胞毒性，分别采用红景天苷和酪醇半乳糖苷干预，发现二者均能抑制神经细胞凋亡，对抗氧化应激；后者的抗氧化功效较前者更好。该作用可能与它们糖基基团中的取代基不同有关。该实验也为研发治疗性抗氧化剂提供了新思路。Chen等[34]研究了红景天苷类似物GlcNAc-Sal在对抗氧糖剥夺-再灌注诱导的神经毒性以及全脑缺血再灌注损伤中的神经保护作用。在体外实验中发现GlcNAc-Sal预处理可以显著降低细胞凋亡，恢复促凋亡和抗凋亡蛋白之间的平衡并抑制caspase-3和PARP的活性，拮抗活性氧生成，NO产生以及与NO相关的细胞凋亡；在体试验则发现GlcNAc-Sal预处理同样也降低了caspase-3的表达并能上调Bcl-2/Bax比率。该结果提示GlcNAc-Sal预处理可防治脑缺血再灌注损伤，其机制可能是直接或间接抑制细胞凋亡。该研究预示了GlcNAc-Sal作为红景天苷类似物能替代红景天苷治疗ICD，发展前景广阔。

综上所述，随着对红景天苷的研究日益增多，其药理作用也不断被发现并利用。各类药理学实验的结果证明了红景天苷能从多种途径发挥抗缺血损伤作用，对防止ICD具有很大实用价值。目前红景天苷用于临床的文献报道不多。未来研究中应进一步明确红景天苷类似物治疗ICD的药理学作用机制及其不良反应。

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肿瘤坏死因子(TNF) 干扰素(IFN) 一氧化氮(NO)

白细胞介素(IL) 辅助性T淋巴细胞(Th) 精制结核菌素试验(PPD)

自然杀伤细胞(NK细胞) 人类白细胞抗原(HLA) 乳酸脱氢酶(LDH)

信使RNA(mRNA) 血红蛋白(Hb) 红细胞(RBC)

白细胞(WBC) 血小板(PLT) C反应蛋白(CRP)

弥漫性血管内凝血(DIC) 凝血酶时间(TT) 活化部分凝血活酶时间(APTT)

纤溶酶原激活物抑制物(PAI) 凝血酶原时间(PT) 纤维蛋白降解产物(FDP)