丹参及其活性成分治疗急性脑梗死研究进展

侯娅慧，俞春江，郭士佳，陈立杰

脑梗死是颅内血液循环障碍造成脑组织损害的一种疾病，具有极高的死亡率和因病致残率[1]。急性脑梗死引起的损伤分为原发性和继发性。原发性损伤指血栓形成导致脑动脉管腔狭窄或闭塞，局部脑血流量减少或中断，造成脑内氧和能量供应缺失，致使梗死区域神经元死亡。梗死区周边“缺血半暗带”内进而迅速聚集大量炎性细胞、产生大量氧自由基等，而脑梗死后的缺血再灌注损伤进一步加剧炎性反应，导致兴奋性毒性物质增加，上述病理过程相互影响，加剧神经元凋亡，以上为迟发性损伤[2]。目前，应用重组组织型纤溶酶原激活剂(recombinant tissue plasminogen activator，rt_PA)、尿激酶等溶栓药物进行脑血管再通治疗，是指南推荐的标准临床治疗策略。但其严格的治疗时间窗和众多的禁忌证，极大地限制了此类药物的临床应用，每年仅5%左右的脑梗死患者接受溶栓治疗[3]。溶栓治疗的机制是溶解血栓，恢复缺血脑组织的血供；而神经保护的目标是“挽救”缺血半暗带中的神经元，减轻迟发性损伤[4]。近年来针对急性脑梗死发病机制的神经保护药物成为该领域的研究热点。丹参作为传统中药具有广泛的生物活性，其在急性脑梗死治疗中的作用日益受到关注。经大量药理实验研究发现，丹参的活性成分主要为脂溶性的二萜醌类化合物和水溶性的酚酸类成分，此外，还含有多糖类物质和挥发油类成分等。脂溶性二萜醌类化合物中大部分为丹参酮型的二萜醌类化合物，如丹参酮I、丹参酮ⅡA、丹参酮ⅡB、隐丹参酮、异丹参酮等。水溶性酚酸类成分则大多以丹参素和咖啡酸为结构单元，组成多聚体及盐类衍生物，如丹酚酸A、B及其盐和酯化衍生物、丹酚酸C等[5]。本文主要对丹参及其活性成分治疗急性脑梗死的相关机制研究进展作一简述。

1 丹参对血小板的作用

血小板是骨髓巨核细胞脱落产生的无核血细胞[6]。当血管内皮组织出现损伤时，循环系统中的血小板会通过糖蛋白复合物、血管性血友病因子(von Willebrand factor，VWF)与内皮下组织中的胶原纤维结合，而黏附于损伤的血管内皮，从而激活血小板内众多信号通路，介导血小板的活化，使其合成并释放二磷酸腺苷(adenosine diphosphate，ADP)、血栓素A2(thromboxane A2，TXA2)等大量生物活性物质，进一步促进血小板的活化、聚集，促进血液凝固和血栓形成[7,8]。

Fei等[9]利用大鼠永久性大脑中动脉闭塞(permanent middle cerebral artery occlusion，pMCAO)模型，探讨丹参超临界CO2萃取物(supercritical CO2extract from Danshen，SCED)的神经保护作用及相关机制。研究结果表明，SCED可以改善大鼠神经功能，增加脑血流量，减少脑梗死面积，减轻脑水肿。其机制可能与SCED减少血小板TXA2释放，抑制磷脂酶C/蛋白激酶C(phospholipase C，PLC/protein kinase C，PKC)信号通路的激活，从而抑制血小板活化和聚集，减轻血栓形成有关。Liu等[10]深入研究探讨丹参酮ⅡA(从丹参中提取的一种活性成分)，对血小板功能的影响。研究结果提示，丹参酮ⅡA可以促进内皮细胞微粒的产生，减少血栓素B2(thromboxane B2，TXB2)的产生，从而抑制血小板的活化和聚集。Xu等[11]利用大鼠短暂性大脑中动脉闭塞(transient middle cerebral artery occlusion，tMCAO)模型探讨丹酚酸B的神经保护作用。研究发现，给予tMCAO大鼠腹腔注射丹酚酸B，可以降低可溶性P_选择素(一种血小板活化分子标记物)以及可溶性CD40配体的表达，抑制血小板活化，改善大鼠神经功能。上述研究表明，丹参及其活性成分可以通过抑制血小板活化和聚集发挥抗血栓形成的作用。

2 丹参对炎症反应的作用

局灶性脑缺血后氧和葡萄糖的缺乏以及蛋白酶的激活等可迅速上调神经元、星形胶质细胞、小胶质细胞、少突胶质细胞、周细胞、内源性肥大细胞以及脑血管内皮细胞的炎症反应通路，白细胞(中性粒细胞为主，也有单核细胞)在几小时内趋化渗入病灶脑组织周围，白细胞的聚集又会加剧微循环的再灌注障碍。激活的小胶质细胞和浸润炎性细胞分泌炎症介质扩大炎症级联反应，同时炎症介质又会直接破坏细胞、血管和细胞外基质[12]。小胶质细胞和白细胞通过复杂的信号通路相互影响，加剧脑组织缺血缺氧性损伤。此外，氧化应激损伤或坏死神经元可通过释放糖基化终产物(advanced glycation end_products，AGE)、热休克蛋白、透明质酸等加剧炎症反应[13]。

Lv等[14]应用大鼠大脑中动脉栓塞(middle cerebral artery occlusion，MCAO)模型研究丹酚酸B是否通过沉默信息调节因子1(silent information regulator 1，SIRT1)信号通路发挥神经保护作用。研究结果表明，丹酚酸B可以降低炎性因子肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor_α，TNF_α)、白细胞介素1β(interleukin_1β，IL_1β)的表达水平，提高SIRT1的表达水平，减轻脑梗死面积、减轻脑水肿、提高神经功能评分；上述作用可被SIRT1抑制剂EX527阻断。上述结果提示，丹酚酸B可以通过调控SIRT1信号通路，抑制炎症反应，从而达到减轻缺血性脑损伤的目的。马福春等[15]研究探讨丹参多酚酸盐注射液对急性脑梗死患者的治疗作用。结果表明，与常规治疗对照组相比，加用丹参多酚酸盐治疗可以提高临床治疗效果；减轻神经功能缺损；并降低患者血清中TNF_α、白细胞介素6(interleukin_6，IL_6)的含量。罗玉敏等[16]研究探讨丹参注射液对于急性脑梗死患者炎性因子表达的影响。研究结果表明，连续14d静脉滴注丹参注射液，可以降低患者血清中TNF_α、IL_6、IL_1β的表达，这提示丹参注射液的急性脑梗死治疗作用可能与其抑制机体炎症反应有关。上述研究表明，丹参及其活性成分可能通过减轻机体炎症反应，发挥急性脑梗死治疗作用。

3 丹参对氧化应激的影响

急性脑梗死后活性氧(reactive oxygen species，ROS)大量生成，与内源性抗氧化系统之间的平衡失调，进一步加重脑损伤，而缺血后的血流再灌注可引起ROS水平二次“爆炸式”增加，引起缺血再灌注损伤。因此，抗氧化应激治疗被认为是减轻缺血再灌注损伤的有效手段[17]。病理条件下，脑组织中ROS的主要来源为线粒体呼吸链、腺嘌呤二核苷酸磷酸(nicotinamide adenine dinucleotide phosphate，NAPDH)氧化酶和黄嘌呤氧化酶。过量的ROS可通过脂质过氧化、蛋白质变性、破坏脱氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid，DNA)直接造成脑组织损伤；通过激活细胞内信号通路导致神经元凋亡；激活基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases，MMPs)降解基底膜，破坏血脑屏障；亦可作用于血小板和血管内皮细胞，激活炎性因子，加剧炎症反应；ROS的上述作用相互影响更加剧脑组织损伤[18]。

Cai等[19]应用NF_E2相关因子2(nuclear factor erythroid 2_related factor 2,Nrf2)基因敲除小鼠，探讨丹参酮ⅡA的抗缺血再灌注损伤神经保护作用。研究结果表明，丹参酮ⅡA可改善神经功能评分，减少脑梗死体积，减轻神经元凋亡，上述神经保护作用可能是通过激活Nrf2信号通路，提高抗氧化酶的表达，降低氧化应激因子的产生而实现的。Zhang等[20]应用人SH_SY5Y神经母细胞瘤细胞建立过氧化氢(hydrogen peroxide，H2O2)氧化应激损伤细胞模型，探讨丹参中酚酸类活性化合物丹酚酸A的神经保护作用及相关机制。研究结果表明，丹酚酸A可以通过抑制腺苷酸活化蛋白激酶(AMP_activated protein kinase，AMPK)和丝氨酸/苏氨酸激酶(serine_threonine protein kinase，Akt)信号通路，提高三磷酸腺苷(adenosine triphosphate，ATP)的产生并维持线粒体膜电位的稳定，从而发挥抗氧化应激损伤神经保护作用。Tu等[21]利用大鼠全脑缺血再灌注模型，研究探讨丹参多糖提取物(danshen polysaccharides，DSP)的脑保护作用及相关机制。研究结果表明，DSP预给药10d可以明显抑制大鼠神经功能损伤，减少脑梗死面积，减轻脑水肿，降低线粒体ROS的产生，并提高线粒体超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化氢酶(catalase,CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH_Px)的活性，减少丙二醛(malondialdehyde,MDA)的生成。上述结果提示，DSP可以通过抑制氧化应激损伤，发挥抗缺血再灌注损伤神经保护作用。上述研究表明，丹参及其活性成分可能通过抑制氧化应激反应，发挥急性脑梗死治疗作用。

4 丹参对兴奋性毒性损伤的作用

兴奋性毒性损伤是急性脑梗死早期导致细胞死亡的重要原因。研究表明，脑缺血损伤时，由于能量代谢失衡、离子泵功能障碍等原因，大脑组织间隙兴奋性神经递质谷氨酸的浓度迅速升高[22]。过量的谷氨酸会导致离子通道受体α_氨基_3_羟基_5_甲基_4_异恶唑受体(α_amino_3_hydroxy_5_methyl_4_isoxazolepropionic acid receptor，AMPAR)以及N_甲基_D_天冬氨酸受体(N_methyl_D_aspartate receptor，NMDAR)的过度激活，使胞外的钠离子和钙离子大量涌入神经元。细胞内钙离子超载会激活蛋白酶、脂酶、核酶、神经元型一氧化氮合酶(neuronal nitric oxide synthase，nNOs)，增加一氧化氮(nitric oxide，NO)、花生四烯酸代谢物和超氧化物的生成，进一步导致ATP耗竭、ROS产生、线粒体内钙离子向胞质中释放等，上述级联反应最终导致神经元的死亡[13,23]。

Cao等[24]应用大鼠MCAO模型研究探讨丹参活性化合物丹酚酸B镁的神经保护作用。研究结果表明，丹酚酸B镁可以减小脑梗死体积、缓解脑水肿，降低谷氨酸水平；并在提高磷脂酰肌醇3_激酶(phosphatidylinositol 3_kinase，PI3K)/Akt信号通路活性的同时，降低凋亡蛋白活化型天冬半胱氨酸特异性蛋白酶3(cleaved caspase_3)的生成；丹酚酸B镁的上述作用可以被PI3K信号通路抑制剂LY_294002所逆转。上述结果提示，丹酚酸B镁可以通过P13K/Akt信号通路，抑制兴奋性毒性损伤，减少细胞凋亡，发挥抗缺血性脑损伤神经保护作用。袁海建等[25]利用谷氨酸诱导的PC12损伤细胞为模型，探讨丹参水溶性成分丹参素、丹酚酸B的神经保护作用。研究结果表明，两者均可剂量依赖性的抑制兴奋性毒性损伤导致的细胞活性的降低、乳酸脱氢酶(lactic dehydrogenase，LDH)漏出的增多及细胞内ROS的积蓄，且丹参素的神经保护活性好于丹酚酸B。上述研究结果提示，丹参及其活性成分可能通过抑制兴奋性毒性损伤，发挥神经保护作用。

5 丹参对细胞凋亡的作用

凋亡是细胞的程序性死亡，缺血半暗带内的神经元凋亡是缺血性脑血管病神经元损伤的主要机制之一，近年来，凋亡抑制剂的研发成为此领域的研究热点[26]。急性脑梗死发病过程中，细胞内钙离子超载、氧化应激损伤、炎症反应等均会引起神经元凋亡。细胞凋亡主要通过线粒体途径和死亡受体途径实现，而前者通常是触发神经元凋亡的关键因素。当线粒体接收到凋亡信号后，受B细胞淋巴瘤_2(B_cell lymphoma 2，Bcl_2)蛋白家族调控的线粒体膜通透性会明显提高，向细胞质内释放细胞色素C在内的凋亡相关因子，激活天冬半胱氨酸特异性蛋白酶(caspase)信号通路，导致神经元凋亡[27]。

Guo等[28]研究探讨丹参素钠(sodium danshensu，SDSS)对脑缺血再灌注损伤的作用和相关机制。研究结果表明，损伤后连续给予5d SDSS可以降低神经功能损伤，并减少凋亡细胞数量和脑梗死体积。SDSS的神经保护作用可能是通过激活PI3K/Akt信号通路，增加磷酸化丝氨酸/苏氨酸激酶(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，从而调控凋亡相关蛋白Bcl_2、Bcl_2相关X蛋白(Bcl_2 associated X protein,Bax)的表达，增加Bcl_2/Bax比值，抑制细胞凋亡实现的。Yu等[29]利用十字孢碱(一种细胞凋亡诱导剂)制备大鼠脑皮层神经元凋亡模型探讨丹参酮ⅡB的神经保护作用。细胞实验结果提示，丹参酮ⅡB预处理可以剂量依赖性地减轻DNA断裂；此外，丹参酮ⅡB可以在降低Bax表达的同时提高Bcl_2、caspase_3的表达。上述结果表明，丹参酮ⅡB可以通过抑制神经元凋亡，发挥神经保护作用。赵永东[30]选取312例患者研究丹参注射液治疗的急性脑梗死患者血清可溶性凋亡相关因子(sFas)和可溶性凋亡相关因子配体(sFasL)的表达变化，结果表明给予丹参注射液治疗可以降低患者血清中sFas、sFasL的水平，并提高患者的痊愈率。这提示丹参的急性脑梗死治疗作用可能部分是通过减少神经元凋亡实现的。上述研究为深入阐明丹参及其活性的神经保护作用提供了新的方向。

综上所述，丹参及其活性成分可通过调控血小板功能、抑制炎症反应、减轻氧化应激损伤、降低兴奋性毒性损伤、抑制细胞凋亡等方面发挥抗缺血性脑损伤神经保护作用。并且，其作用不是简单的线性关系，而是似“网络”般相互影响。例如大量ROS的产生会激活炎症因子，所以其抑制炎性反应的作用也可通过清除自由基而实现。近年来，丹参及其活性成分作为传统中药已经广泛应用于心脑血管等疾病的治疗。

但目前对于丹参及其活性成分在脑梗死中治疗作用的相关机制研究尚有不足之处。首先，对于其作用靶点和机制的研究可进一步深入，可考虑应用计算机辅助药物分子设计技术，对于丹参活性化合物的作用靶点进行预测，深入探讨丹参及其活性成分抗缺血性脑损伤神经保护作用机制并明确其作用靶点。其次，丹参酮类化合物(脂溶性)和丹参酚酸类化合物(水溶性)均具有丰富的结构和生物活性多样性，可进一步提取、分离得到更多的丹参单体化合物，探讨丹参活性化合物抗缺血性脑损伤神经保护作用的构效关系，评价其神经保护活性，阐明其作用机制，为丹参类活性化合物结构改造提供理论依据，从而为急性脑梗死临床治疗新药物研发奠定理论和实践基础。