五味子醇甲对中枢神经系统药理作用 的实验研究进展
2018-01-19姚辛敏王琪周妍妍谢宁于水澜
姚辛敏,王琪,周妍妍,谢宁,于水澜
(黑龙江中医药大学,黑龙江 哈尔滨 150040)
北五味子为木兰科多年生落叶木质藤本植物五味子SchisandraChinese(Turcz.)Baill.的成熟果实,具有补益心肾、宁心安神的作用。五味子醇甲为北五味子的主要成分,是五味子木脂素类化学成分,2010年版《中国药典》以五味子醇甲的含量测定为指标作为五味子药材标准[1]。
课题组前期实验研究利用超高效液相色谱联用电喷雾质谱检测(UPLC-ESI-MS)和气质联用技术(GC-MS)确定了地黄饮子脑脊液移行成分中的原型成分为五味子醇甲,从而推断五味子在地黄饮子对阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)的防治中起到了重要作用[2]。基于这一研究结果,针对五味子醇甲单体的药理作用课题组进行了大量的文献查阅工作,整理过程中发现,五味子醇甲对包括AD在内的中枢神经系统疾病的药理作用在实验研究中得到了研究者们的共识,本文试对五味子醇甲对中枢神经系统药理作用的实验研究进展综述,以期为后续的研究拓展思路。
1 五味子醇甲改善、增强学习记忆能力作用
五味子醇甲可以增强AD小鼠的学习记忆能力,并且与其增强抗氧化和清除自由基能力密切相关。Di Hu等的研究应用Aβ1-42作用于小鼠造成AD模型,将五味子醇甲给予AD小鼠灌服,对小鼠的学习记忆能力、抗氧化和清除自由基的能力进行实验,通过Y迷宫、水迷宫行为实验学结果得出了这一结论[3]。
同样的结论在对戊巴比妥钠致衰记忆障碍的模型小鼠研究中也得到了体现,并且该实验的体外结果提示,五味子醇甲可以降低脂质过氧化水平,增加海马区乙酰胆碱递质的合成,并且对凋亡基因Bcl-2家族的表达进行调节,这几种作用可能与其改善衰老小鼠的学习记忆能力相关[4]。
五味子醇甲增强学习记忆的能力在对正常大鼠的实验中进一步得到了证实[5]。
复方中的五味子醇甲协同其他成分也可以改善AD大鼠的学习记忆能力。林善花根据血清药理学方法对生脉散药效物质基础进行了研究,发现生脉散的血中移行成分含有五味子醇甲;同时大鼠行为学实验结果表明,灌服生脉散的AD模型大鼠在水迷宫实验中的定位航行能力和空间探索能力具有明显的优势,由此推断五味子醇甲和其他移行成分共同对生脉散改善AD大鼠学习记忆的能力发挥了作用[6]。
2 五味子醇甲保护受损神经细胞的作用
五味子醇甲可以改善脑组织的神经元变性,对神经细胞起到保护作用[7]。
2.1 五味子醇甲对AD细胞模型的细胞保护作用
五味子醇甲对H2O2诱导的PC12细胞氧化损伤的保护作用,可以从维持细胞形态完整,提高细胞存活率,降低乳酸脱氢酶的漏出率三个方面实现,其减轻受损细胞的氧化损伤可能是通过清除氧自由基实现的[8]。
另有研究五味子醇甲对H2O2诱导的海马神经元HT22细胞损伤的神经保护作用和机制。结果表明,五味子醇甲可以增加HT22细胞活力,并且对通过抑制细胞凋亡,调控凋亡相关蛋白bcl-2、 bax和Caspase-3保护了细胞模型的神经元损伤[9]。
此外,基于Aβ25-35诱导的 PC12细胞,对五味子超临界萃取物作用于AD细胞模型损伤后生存状态和活力的保护作用的实验研究,分设的4个剂量组萃取物细胞给药后,各组培养液MTT和LDH检测结果显示萃取物对细胞模型有明显的保护作用,并呈现剂量依赖性。实验结果表明五味子超临界萃取物对Aβ25-35诱导的 PC12细胞有保护作用,并具有抑制细胞毒性、提高细胞活力的作用[10]。
复方中的五味子醇甲对细胞的神经保护作用也有证实。肖飞以Aβ25-35损伤的PC12细胞作为AD模型,研究“去痴灵”中的五味子醇甲对该模型的预保护及治疗作用。对3个剂量组的五味子醇甲进行细胞形态学的观察、定量分析和MTT实验,观察细胞皱缩、边界不清、萎缩、碎裂等的凋亡状态,并计算有突触细胞数目的定量结果,结合细胞活力的MTT检测,证实了五味子醇甲对Aβ25-35损伤的PC12细胞的神经保护作用[11]。
2.2 五味子醇甲对PD细胞模型的细胞保护作用
五味子醇甲对帕金森病(Parkinson's disease,PD)细胞模型也具有细胞保护作用。周俊杰的研究以MPP+作用于PC12细胞造成多巴胺能神经元损伤的PD细胞模型,结果显示五味子醇甲通过提高PD细胞活力和氧化应激能力,减少细胞凋亡来保护受损的细胞[12]。李海涛的研究应用6-羟基多巴胺诱导PC12细胞凋亡,五味子醇甲通过抗氧化和恢复线粒体功能实现对神经细胞的保护作用[13]。
以上对五味子醇甲的细胞保护作用研究中,不论针对AD还是PD,研究者应用的均是受损的神经细胞,因而从细胞水平证实了五味子醇甲对受损神经细胞具有保护作用。五味子醇甲对神经细胞的保护作用可以通过对抗氧化应激损伤,调控凋亡基因,清除氧自由基等作用来实现。
3 五味子醇甲镇静催眠、调节睡眠的作用
五味子醇甲具有镇静催眠作用,可以延长睡眠时间[14],虽然其他五味子木质素类成分也有催眠作用,但以五味子醇甲作用最强,其催眠作用与调节脑内的五羟色胺水平有关。研究还发现,五味子醇甲对睡眠的作用不仅仅停留在催眠水平,而且具有调节睡眠的作用,相同剂量的五味子醇甲对不同日龄果蝇的睡眠调节方式不同,其进行参与调节的基因有所差异[15-16]。最新的研究结果证实,五味子醇甲还有促觉醒的作用[5],因而五味子醇甲对睡眠的调节作用更有待进一步的探究。镇静作用体现在五味子醇甲可以改善果蝇的攀爬能力,并呈现出一定的时效和量效关系[17-18]。
五味子醇甲是五味子镇静催眠作用的主要活性部位[19],且五味子醇甲醇提物的镇静催眠作用要优于水提物[20]。而五味子的镇静催眠功效的传统应用为水煎剂,因而提示临床工作者应用五味子进行睡眠调节时,药效的发挥与剂型关系密切。
4 五味子醇甲抑制脑内神经递质分泌的作用
脑内神经递质的分泌与情绪、睡眠等多种因素相关,研究者们发现五味子醇甲对不同脑区的神经递质分泌有抑制作用。
五味子醇甲可以抑制缺血后纹状体内多巴胺(DA)的释放[21],增加大鼠纹状体和下丘脑中的多巴胺含量[22],有效抑制脑缺血引起的大鼠纹状体细胞外液神经递质水平的升高,包括去甲肾上腺素(NE)、多巴胺、谷氨酸(Glu)和天冬氨酸(Asp)在内的神经递质分泌受到抑制[23]。
近期的研究结果还显示,五味子醇甲可明显增加海马区多巴胺、五羟色胺和去甲肾上腺素的含量,同时增加下丘脑区去甲肾上腺素含量[5]。
5 问题与展望
除改善学习记忆能力、保护神经细胞、镇静催眠和抑制脑内神经递质分泌作用外,最新研究发现五味子醇甲可以缩短抑郁样小鼠的悬尾实验和游泳实验时间,提示了五味子醇甲潜在的抗抑郁作用,并且其机制可能与增强五羟色胺和多巴胺的神经系统功能相关[24]。
通过综述发现,现有对细胞保护作用的研究多数仅从模拟相关疾病的细胞水平进行研究论证,缺乏对神经干细胞、神经元或者先进的动物模型进行神经保护作用的机制研究,如能提供相关实验数据,将对五味子醇甲的神经细胞保护作用提供更有力的论据。
综上,五味子醇甲的生物利用度较高,水溶性好,并且可以通过血脑屏障,因而对于中枢神经系统疾病的作用研究更有实际意义。五味子醇甲可以从改善学习记忆能力,保护受损的神经细胞,调节睡眠,抑制神经递质分泌和抗抑郁作用五个方面对中枢神经系统疾病AD、PD、失眠、抑郁等进行干预。其中,对神经递质分泌的抑制作用可以同时涉及几种疾病的干预机制,反推至这几种疾病发病机制的内在联系,或许可以为进一步的研究拓宽思路。
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