帕金森病相关细胞信号通路及中医药干预作用的研究进展

毕殿勇，张 蕾，王 利，何建成

帕金森病(Parkinson′s disease，PD)属中老年常见的慢性、退行性中枢神经系统疾病，目前我国约有500万例帕金森病病人，随着我国人口老龄化的加速，其发病率将会逐年递增。帕金森病属病因尚未十分清楚的中枢神经退行性疾病，流行病学资料证实遗传、环境、毒素等多种因素与帕金森病发病关系密切[1-2]。实验研究发现某些细胞信号通路功能异常和帕金森病的发病关系密切[3-4]，中医药可通过调控相关细胞信号通路激活而发挥神经保护作用[5]。为进一步阐明中医药干预帕金森病相关细胞信号通路的作用机制，探讨中医药治疗帕金森病的分子生物学基础，现将近年来发现的与帕金森病发病密切相关的细胞信号通路及其中医药干预研究进行综述。

1 帕金森病相关细胞信号通路研究

1.1 丝裂原活化蛋白激酶信号通路(MAPK)/细胞外信号调节激酶(ERK)信号通路研究 MAPK由MAP3K-MAP2K-MAPK三个层次顺序的激酶组件构成，该信号通路负责将细胞因子、神经递质等细胞外刺激信号转导到细胞核内，参与调控靶细胞的炎症、细胞凋亡等病变过程。ERK信号通路属MAPK 信号通路重要分支，研究发现ERK通路由ERK1～ERK5亚族组成，该通路通过调节相关炎性因子的表达在帕金森病等神经退行性疾病中发挥神经保护作用。Kim等[6]研究发现在活性氧簇(reactive oxygen species，ROS)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)等刺激下p38丝裂原活化蛋白激酶(p38MAPK)信号通路可被激活，进一步诱发炎症及细胞凋亡等病理改变。张作凤等[7]研究发现在ERK1/2信号通路被激活的同时核因子-κB p65(NF-κB p65)免疫阳性细胞和蛋白的表达水平显著升高，酪氨酸羟化酶(tyrosine hydroxylase，TH)阳性神经元数目显著减少 。

1.2 核因子-κB(NF-κB)信号通路研究 NF-κB家族组成主要包括p50(NF-κB1)、p52(NF-κB2)、Rel(c-Rel)、Rel-A(p65)和 Rel-B，该通路通过多种生物学机制调节机体免疫应答、炎症及细胞凋亡等生理、病理反应。有研究发现LRRK2基因表达异常可降低诱导型多能干细胞(induced pluripotent stem cell，iPSC)神经元α-syn表达含量，抑制NF-κB p65核易位和/或下游转录因子的表达[8]。王小力[9]研究发现黑质定位注射RAGE siRNA慢病毒干扰帕金森病小鼠晚期糖基化蛋白产物受体(receptor for advanced glycation end products，RAGE)表达，可下调黑质IκB等磷酸化水平，抑制NF-κB信号通路激活及炎性因子环氧化酶-2(COX-2)的合成与释放。王茜等[10]研究发现在p38 MAPK信号通路活化条件下NF-κB信号通路可被级联激活，进而上调小鼠黑质NF-κB等炎性因子表达水平。Park等[11]研究发现积雪草酸(asiatic acid，AA)可显著抑制甲基苯丙胺诱导的模型细胞NF-κB/STAT3信号通路核易位及ERK磷酸化，下调促凋亡蛋白Bax的表达，上调抑凋亡蛋白Bcl-xL的表达。

1.3 核因子E2相关因子2(Nrf2)/抗氧化反应元件(ARE)信号通路研究 Nrf2/ARE信号通路主要参与调节机体细胞氧化应激反应，该信号通路通过调节神经元抗氧化酶及相关基因的表达等机制参与神经系统病理改变[12-13]。Jeong等[14]研究发现Nrf2通过结合ARE而调节脂多糖(lipopolysaccaride，LPS)处理的星形胶质细胞转录活性，参与血红素加氧酶-1(heme oxygenase-1，HO-1)表达，提高神经胶质细胞抗氧化应激能力。韩民兴[15]研究发现n-3不饱和脂肪酸(n-3 polyunsaturated fatty acids，n-3 PUFAs)通过激活Nrf2-ARE通路，提升Nrf2蛋白表达，抑制受损黑质区小胶质细胞和星形细胞的激活及氧化应激所致神经元损伤。Hou等[16]研究证实硫辛酰胺(lipoamide，LM)可通过促进Nrf2表达水平升高，提升Nrf2介导的抗氧化及解毒酶的活性等机制发挥神经保护作用。

1.4 磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)/蛋白激酶B/(Akt)信号通路研究 PI3K/Akt信号通路广泛存在于多种哺乳动物细胞内，参与调节细胞增殖、存活及炎症等病理生理过程。研究发现PI3K/Akt信号通路被激活可显著提升细胞内超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)的含量[17]。Hu等[18]研究发现1-甲基-4-苯基-1，2，3，6-四氢吡啶(MPTP)可显著抑制PI3K/Akt 信号通路相关蛋白磷酸化，调控细胞自噬，增强其对多巴胺能神经元毒性的作用。庞霖霖等[19]研究证实PI3K/Akt信号通路在炎症反应中具有抑制作用，通过LY294002(LY)抑制PI3K/Akt 信号通路激活可促进BV2小胶质细胞Nurr1基因及白细胞介素-4(IL-4)、转化生长因子-β(TGF-β)等抗炎因子表达。

2 中医药干预帕金森病相关细胞信号通路研究

2.1 中医药干预帕金森病MAPK/ERK信号通路研究 实验研究表明中医药具有调控MAPK/ERK信号通路信号转导，下调帕金森病相关基因、蛋白表达的作用。张大燕等[20]研究表明天麻水煎液通过抑制凋亡相关p38 MAPK细胞信号通路激活，降低帕金森病小鼠癌基因fos(c-fos)、p38 MAPK等基因表达。刘飞等[21]研究发现香椿子多酚(PTSS)通过抑制p38 MAPK信号通路激活，下调NF-κB p65、COX-2表达等机制发挥保护帕金森病模型细胞的作用。王胜男[22]研究发现甘松新酮具有阻断JNK/p38 MAPK信号通路激活及抑制C-Jun氨基末端激酶(JNK)/p38 MAPK蛋白磷酸化等作用，通过下调ROS蛋白表达发挥神经保护作用。王述菊等[23-24]研究表明针刺风府、太冲穴可显著抑制帕金森病大鼠黑质MAPK/ERK信号通路激活，抑制相关蛋白ERK、p38 MAPK磷酸化，下调炎性因子COX-2、TNF-α的表达水平。

2.2 中医药干预帕金森病NF-κB信号通路研究 Xu等[25]研究发现蓝萼乙素(gtaucocalyxin B，GLB)通过调节帕金森病大鼠纹状体神经元Toll样受体(TLR)/NF-κB信号通路激活，抑制LPS诱导的神经炎性病变。汪俊博[26]研究发现桃叶珊瑚可作用于NF-κB的p65位点，抑制该信号通路激活，减少黑质区炎性细胞数目。李梦楠等[27]研究发现姜黄素具有降低帕金森病大鼠BV2细胞糖基化受体(RAGE)/NF-κB相关基因转录水平，下调炎性因子TNF-α、诱导型一氧化氮合酶(iNOS)表达等作用。凃乾等[28]研究发现电针具有抑制黑质多巴胺能神经元NF-κB信号通路激活，提升黑质TH阳性细胞计数及蛋白含量的作用。

2.3 中医药干预帕金森病Nrf2/ARE信号通路研究 有实验研究发现中医药可通过调控Nrf2/ARE信号通路调节炎症、凋亡相关细胞因子表达。张辉等[29]研究发现银杏叶提取物具有激活Nrf2/ARE信号通路，提升黑质部TH、Nrf2表达水平，降低黑质丙二醛(MDA)含量的作用。赵小武[30]研究证实姜黄素可激活Nrf2/ARE信号通路，上调HO-1、γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶表达水平。李兵等[31]研究发现葛根素具有促进过氧化氢(H2O2)预处理BV2细胞Nrf2转位，上调谷氨酰半胱氨酸连接酶催化亚基(GCLC)基因及HO-1蛋白表达水平，提升SOD酶活性等作用。郭云霞[32]研究证实补肾活血颗粒可显著提升帕金森病大鼠黑质-纹状体Nrf2表达水平，抑制黑质、纹状体二价金属离子转运蛋1蛋白(divalent metal transporter 1，DMT1)表达。

2.4 中医药干预帕金森病PI3K/Akt信号通路研究 有实验研究表明中医药可通过不同的作用途径干预PI3K/Akt信号通路及帕金森病病变进程。龚小钢[33]研究发现大补阴丸能显著提高帕金森病模型细胞内DJ-1蛋白表达水平，促进PI3K/Akt信号通路激活，增强线粒体及线粒体Complex Ⅰ活性。葛科立[34]研究发现人参皂苷Rg1可通过激活PI3K/Akt/ERK信号通路，上调模型细胞TH、Bcl-2、Akt表达等机制抑制细胞凋亡。Chen等[35]研究发现使用LY294002阻断PI3K/Akt信号通路可降低帕金森病小鼠纹状体多巴胺(DA)含量及黑质酪氨酸羟酶-免疫反应阳性(TH-IR)神经元数目，应用淫羊藿苷干预则产生相反的效果。胡聃等[36]研究证实复方地黄颗粒可促进帕金森病大鼠PI3K/Akt信号通路的激活，下调促凋亡Bax蛋白含量表达。

3 小结与展望

帕金森病发病与多种细胞信号通路相关，随着分子生物学研究的不断进展，对帕金森病相关细胞信号通路的认识也不断加深。目前，中医药干预帕金森病的机制研究多侧重于某一单一信号通路，帕金森病的病因及发病机制十分复杂，往往涉及多种细胞信号通路的功能异常。临床及实验研究证实中医药可通过多靶点途径在帕金森病发病过程中发挥神经保护作用[37-38]。故阐明中医药干预帕金森病多种细胞信号通路的作用机制，在中医药领域寻找可有效干预帕金森病相关细胞信号通路的抑制剂(或激活剂)将成为现阶段中医药干预帕金森病机制研究的热点之一。