藏红花活性成分对神经系统疾病的作用※

张晓岩综述，芦殿香审校

(1.青海大学高原医学研究中心；2.青海省高原医学应用基础重点实验室；3.青海大学医学院基础医学部)

近年来对藏红花提取物及其单体的药理学作用研究成为热点。而西红花苷、西红花酸、藏红花醛和藏红花苦苷被认为是重要的生物活性成分而得到广泛研究[1]。这些活性成分在预防和治疗神经系统疾病的相关研究中产生了许多新的观点和认识，而部分观点和认识具有不一致性。本文对近年来藏红花活性成分对神经系统疾病作用的理论或观点综述如下。

1 对神经系统抗氧化应激和抗炎作用的影响

氧化应激在神经系统疾病的发生过程中起到了重要作用。神经系统在机体中是高代谢器官，其需氧量高而且产生的氧自由基较多，同时神经组织富含对氧自由基敏感的多不饱和脂肪酸而致抗氧化物质相对缺乏。因此，神经系统很容易受到氧化应激损伤，同时还易受各种促炎性细胞因子释放影响[2]。近年来，藏红花有效活性成分在神经系统疾病抗氧化、抗炎方面的研究越来越多。脑出血是一种严重的脑卒中亚型，其发病率和死亡率较高，Duan等研究发现[3]西红花苷通过减少小鼠脑出血模型髓鞘丢失、神经元变性、活性氧ROS生成和血红素氧合酶-1(heme oxygenase-1，HO-1)表达减轻脑出血早期的神经功能缺损。甲基苯丙胺(methamphetamine，METH)能引起包括氧化应激、多巴胺氧化和兴奋性神经毒性反应，Shafahi等[4]应用西红花苷治疗能明显升高急性甲基苯丙胺中毒大鼠大脑超氧化物歧化酶(superoxide Dismutase，SOD)和还原性谷胱甘肽(reduced glutathione hormone，GSH)表达，降低丙二醛(malondialdehyde，MDA)和 TNF-α表达，同时能显著降低大鼠脑海马CA1区caspase-3和胶质纤维酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein，GFAP)阳性细胞的水平，西红花苷可通过抗氧化、抗炎和抗凋亡化合物的作用来保护神经元。

Wang等[5]在D-半乳糖和三氯化铝诱导的阿尔茨海默症(AD)模型小鼠的研究中发现，西红花苷预处理减少了Morris水迷宫实验中小鼠的逃逸时间，降低小鼠脑中人β淀粉样蛋白1-42(Aβ1-42)含量，增加谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase，GSH-Px)、胆碱乙酰转移酶(choline acetyltransferase，ChAT)和SOD的水平，降低血清中的ROS水平。Altinoz等[6]研究发现CCL4可引起大鼠脑氧化损伤，而用西红花苷治疗其可提高脑组织GSH及过氧化氢酶活性，也可降低MDA、TOS水平改善脑氧化损伤。西红花酸也具有较强的抗氧化作用。Niska等研究发现[7]，氧化铜纳米颗粒(CuONPs)具有穿过血脑屏障并发挥神经毒性作用的能力，西红花酸可通过提高GSH-Px、SOD、GST(谷胱甘肽S-转移酶)水平，降低活性氧ROS生成而发挥保护HT22海马细胞作用。Kong等研究发现[8]，当小鼠海马HT22细胞暴露于Aβ1-42条件下时其活性显著降低，细胞内活性氧产生增加，线粒体膜电位降低，细胞外调节蛋白激酶(extracellular signal-regulated kinase，ERK)磷酸化水平下降。应用西红花酸5 μm预处理24小时，然后进行Aβ1-42处理时，细胞活力显著增加、活性氧形成减少、线粒体膜电位增加的同时激活了ERK磷酸化过程发挥出抗氧化作用。

Nam等研究发现[9]，西红花苷和西红花酸对脂多糖(lipopolysaccharide，LPS)诱导的大鼠脑小胶质细胞释放一氧化氮有明显的抑制作用，同时降低了LPS刺激的TNF-α、IL-1β(白细胞介素-1β)和细胞内活性氧的产生以及LPS诱导的NF-κb活化，表明西红花苷和西红花酸可通过减少激活的小胶质细胞产生各种炎性介质而提供神经保护。Samarghandian[10]等研究表明，在诱发慢性束缚应激大鼠中，MDA水平显著高于非应激大鼠，GSH和抗氧化酶水平显著低于非应激大鼠，藏红花醛可能通过降低MDA水平及提升GSH和抗氧化酶水平而有效地对抗慢性应激引起的抑郁样效应。该课题组研究[11]还发现，腹腔注射藏红花醛(0.5mg/kg·d)可以通过增强抗氧化防御系统GSH水平和SOD、GST活性，有效地保护老龄大鼠脑组织免受氧化损伤。

2 对学习记忆和精神行为障碍的影响

现代医学证实藏红花有效成分对学习记忆、精神行为障碍具有很好的改善和治疗作用。Ghalandari-Shamami[12]等研究发现，应激大鼠在成年期表现出焦虑和抑郁样行为的增强，表现出前额皮质下缘和前缘区域的顶端树突长度缩短和下缘区域的树突分支减少，用西红花苷治疗后明显改善了神经元形态学损伤。Rao等[13]研究发现，西红花苷干预能显著缓解鱼藤酮引起的小鼠行为改变，如焦虑增加、探索性行为减少、运动协调性降低和握力下降等。Talaei等[14]研究者将抑郁症患者分为安慰剂组和西红花苷(30mg/day)治疗4周组，结果治疗组在贝克抑郁量表(BDI)、贝克焦虑量表(BAI)评分上有显著改善。Adabizadeh等发现[15]西红花苷(20mg/kg)明显上调pERK的蛋白质水平同时改善东莨菪碱所致的学习记忆障碍。

Farkhondeh等发现[16]，西红花酸治疗可明显改善慢性束缚应激所致大鼠的抑郁样行为，同时使脑组织MAD、GSH水平和抗氧化酶活性恢复到正常水平。Pitsikas等在一项研究中发现藏红花醛能产生一种类似于地西泮的抗焦虑作用[17]。但是Kell等[18]利用藏红花苷治疗抑郁症4周(28mg/d)发现与患者负性情绪和焦虑有关的症状显著减少，而4周(22mg/d)组没有治疗效果，说明藏红花苷对情绪改善在药物剂量上还具有不确定性。

Shahidani等[19]应用西红花苷联合运动平板预处理可以改善6-羟基多巴胺引起的运动和记忆障碍，认为是由于西红花苷具有抗氧化性和抗炎活性，对帕金森病(parkinson′s disease，PD)患者的运动和记忆障碍有保护作用同时降低纹状体中TNF-α的水平。Tashakori-Sabzevar等研究[20]发现行西红花酸(8mg/kg)腹腔注射，能有效保护大鼠脑皮质和海马神经元神经病变，从而明显改善慢性脑低灌注大鼠模型的空间记忆障碍。Baluchnejadmojarad等发现[21]，对脑海马内β淀粉样蛋白(aβ1-40)诱发大鼠AD模型应用藏红花醛(0.025、0.1、0.2ml/kg)治疗时发现，藏红花醛剂量依赖性地提高了对Y-迷宫、新目标识别和被动回避及八臂迷宫任务的认知能力，也降低了海马MDA、ROS、IL-1β、IL-6、TNF-α的表达。但是Sahraian[22]等认为服用氟西汀加藏红花无明显抗抑郁作用，对此观点需要更多的病例和更长的时间来明确结果。

3 对神经退行性疾病的影响

对PD病因的研究主要在线粒体功能障碍、自噬异常、氧化应激及炎症等机制上。Rajaei等[23]研究发现，西红花苷在6-羟基多巴胺(6-OHDA)诱导帕金森病大鼠海马模型中具有抗氧化和抗炎作用，并能通过减少脑海马中硫代巴比妥酸反应物质(TBARS)和亚硝酸盐水平改善厌恶性记忆。α-突触核蛋白(α-synuclein)是一种突触前神经元蛋白，α-synuclein基因的E46k突变与PD的常染色体显性早发有关。Ghasemi等[24]研究发现，西红花苷作为分子伴侣，以浓度依赖性的方式阻止E46Kα-突触核蛋白淀粉样纤维的形成，可作为治疗帕金森病的潜在药物。Inoue等发现[25]西红花酸也具有抗α-synuclein蛋白异常聚集作用，可有效预防和治疗异常α-synuclein聚集引起的神经退行性疾病，如帕金森病、路易体痴呆和多系统萎缩。Save等[26]也发现藏红花醛与α-synuclein蛋白质的疏水残基结合，引起β折叠结构的形成延迟，有效抑制α-synuclein聚集，还发现藏红花醛可以分解预先形成的α-syn纤维，研究提示藏红花醛可能成为帕金森病和其他蛋白质聚集相关疾病的有效干预药物。藏红花醛还能促进PD大鼠模型大鼠神经干细胞向多巴胺能神经元的分化、存活减轻PD症状[27]。研究显示PD与黑质多巴胺能神经元受损密切相关，Haeri等发现[28]西红花苷通过抗氧化作用改善1-甲基-4-苯基-1，2，3，6-四氢吡啶(MTPT)所致多巴胺能神经元损伤及PD并发症。

AD是最常见的神经退行性淀粉样变性疾病，其认知和记忆能力逐渐退化。AD的发病机制涉及多种学说，如胆碱能系统功能障碍、β淀粉样蛋白沉淀、神经纤维缠结等[29]。抑制中枢乙酰胆碱酯酶的活性可显著升高作为神经递质的乙酰胆碱的含量，从而改善AD患者的认知水平。Wang等[30]将西红花苷作用于D-半乳糖和三氯化铝诱导的AD小鼠模型发现，西红花苷能显著降低小鼠脑中Aβ1-42含量，增加GSH-Px、SOD和乙酰胆碱、胆碱乙酰转移酶水平，并降低血清和大脑皮质及下丘脑中ROS和乙酰胆碱酯酶的水平，改善了AD小鼠的认知和记忆能力。Geromichalos等[31]发现西红花醛是通过与乙酰胆碱酯酶位点结合起抑制作用，而西红花酸则同时与催化位点和外周阴离子结合发挥抑制作用。Hadipour等[32]对β淀粉样蛋白(aβ1-40)诱发AD模型大鼠每天腹腔注射西红花苷(30mg/kg，连续12天)，结果显示西红花苷能显著改善空间记忆能力，同时西红花苷可改善αβ诱导的群体峰电位幅度和平均场兴奋性突触后电位(fEPSP)斜率(降低)，进一步证实了西红花苷对αβ毒性的神经保护作用。Zhang等[33]研究发现，西红花酸通过减少β淀粉样蛋白沉积、抑制海马NF-κb、p53表达降低炎性反应和凋亡来改善AD转基因小鼠的学习记忆障碍。而藏红花醛则通过调节MAPK和PI3K途径降低β-淀粉样肽诱导的PC12凋亡和氧化应激反应发挥保护作用[34]。

Motaghinejad等[35]研究发现酒精也可导致神经退行性变，而西红花苷通过调控Akt/GSK和CREB/BDNF信号通路，发挥抗炎、抗凋亡、抗氧化应激达到抑制酒精诱导的神经退行性变。小胶质细胞属于神经胶质细胞，在神经退行性疾病中起重要作用。过度活化的小胶质细胞可增加氧化应激因子和促炎症因子的释放引起神经毒性，导致视网膜神经节细胞死亡和凋亡，而西红花苷通过PI3K/AKT信号通路在阻断小胶质细胞活化的氧化应激反应和炎症反应中发挥神经保护作用[36]。

4 对神经凋亡和自噬的影响

神经的凋亡和自噬失衡是多种神经损伤的共同特点。Lin[37]等研究发现西红花苷能显著降低AD模型大鼠脑组织中Bax、Caspase-3、GRP78和CHOP蛋白的表达，通过降低神经元应激和凋亡来改善AD大鼠的学习记忆能力。Niska等[38]研究发现，西红花酸可通过调节Bax和Bcl-2mRNA在HT22海马细胞的表达，减少氧化铜纳米颗粒(copper oxide nanoparticles，CuONPs)诱导的细胞凋亡。脊髓损伤的病理学研究主要集中在炎症损伤和神经元凋亡，Zhang等[39]发现藏红花醛通过抑制凋亡相关基因Bax表达保护脊髓损伤诱导的细胞凋亡，抑制脊髓损伤后炎性细胞因子IL-1β、TNF-α的表达对脊髓损伤后的神经发挥保护作用。氧化应激是引起视网膜神经节细胞凋亡的主要因素之一，Lv等[40]利用H2O2建立视网膜神经节细胞(RGC-5)氧化应激损伤模型，通过西红花苷干预发现可降低ROS水平，及Bax和细胞色素C的蛋白表达，促进Bcl-2蛋白表达和活化发挥抗凋亡作用。

Huang[41]等发现西红花苷通过减少神经元自噬明显降低了大脑中动脉阻塞大鼠脑缺血模型的脑梗死面积，改善神经功能。而Asadi[42]等研究发现西红花苷在治疗大鼠PD模型时，大鼠海马组织中自噬相关因子Beclin-1表达水平和LC3-II/LC3-I比率并没有发生变化，说明其在不同神经疾病中对自噬的影响也不同。

5 对缺血缺氧脑组织的影响

脑对缺血缺氧极度敏感。Huang等[41]在研究西红花苷对大鼠右大脑中动脉闭塞再灌注的抗缺血作用中发现，梗死体积减小和神经评分降低，西红花苷可能通过mTOR途径发挥抗缺血、改善神经元功能的作用。Hosseinzadeh等[43]在大鼠慢性脑低灌注模型中发现脑缺血引起脑损伤和相关的行为缺陷，而藏红花提取物西红花苷通过抗氧化作用改善慢性脑低灌注后的空间认知能力。在大鼠缺血缺氧性脑病中，Huang等[44]应用西红花苷联合低温治疗可以明显减低大脑的氧化反应，减少炎性介质释放，明显减少梗死灶和改善脑水肿而发挥脑神经保护作用。Tashakori-Sabzevar[45]等研究发现，西红花酸(8mg/kg)能有效地保护脑皮质和海马神经元免受缺血损伤，能有效预防慢性脑灌注不足大鼠海马神经病变，从而改善空间学习记忆能力。脑缺血缺氧后可导致脑组织的抗氧化能力下降，引起脑神经结构和功能损伤。Sadeghnia等[46]通过建立大鼠短暂的局灶性脑缺血模型，观察了藏红花醛对脑损伤的影响，发现给予藏红花醛后，模型脑组织总巯基含量和抗氧化能力显著增加，同时梗死体积、海马细胞丢失数量显著降低，藏红花醛是通过抑制自由基的产生和提高抗氧化活性来发挥的。研究发现西红花苷(25、50、100mg/d)可剂量依赖性减轻大鼠急性高海拔低压缺氧所致的认知功能障碍，同时提高PGC-1α和SIRT1水平改善海马神经元病理性损伤[47]。

6 对神经病理性疼痛的影响

神经病理性疼痛(Neuropathic Pain，NPP)为由神经系统原发性损害和功能障碍所激发或引起的疼痛。常表现为自发性疼痛、痛觉过敏、疼痛异常和感觉异常等[48]。

Tamaddonfard等[49]观察了腹腔注射西红花苷对大鼠急性角膜痛的影响，结果发现西红花苷能减轻高渗盐水引起的角膜疼痛。Karami等[50]研究发现西红花酸通过降低降钙素基因相关肽(CGRP)血浆浓度改善大鼠挫伤性脊髓损伤后引起的慢性疼痛。Wang等[51]用西红花酸治疗坐骨神经分支选择性结扎(spared nerve injury，SNI)神经小鼠，发现可以剂量依赖性地减轻机械性和热性痛觉异常，同时降低SNI诱导的TNF-α和IL-1β的升高，还恢复了SNI小鼠坐骨神经和脊髓线粒体MnSOD的活性，显著抑制氧化应激反应和神经炎症。Zhu[52]等研究发现，在大鼠脊髓神经切断模型中藏红花醛(0.1mg/kg)能降低疼痛敏感性，同时抑制胶质细胞活化标志物GFAP、OX-42和炎性细胞因子TNF-α、IL-1β的表达。在卡拉胶诱导的大鼠足部炎性疼痛模型中，Tamaddonfard等[53]研究发现西红花苷和藏红花醛均可减轻水肿、抑制炎症性疼痛和减少中性粒细胞数量。

7 展望

缺血缺氧、辐射、外伤、感染等因素均会导致神经损伤和功能障碍。其损伤机制经过多年研究，主要包括：氧化应激损伤、炎症促炎性细胞因子释放、神经凋亡和自噬、免疫反应等。而藏红花中的活性分子西红花苷、西红花酸、藏红花醛、藏红花苦苷等具有抗炎、抗凋亡、抗氧化、抗凋亡等多种生物活性，可以阻断或减轻神经系统疾病发生和发展中的多种信号传导，这为藏红花及其有效成分治疗神经系统疾病提供了新的思路和方法。但大部分药效和药理研究只限于细胞和动物水平，临床资料欠缺。有些成分的剂量和作用时间还要进一步摸索，如果想把藏红花有效成分真正应用于临床治疗尚需大量的临床数据资料支持。

因藏红花有效成分的给药途径、生物利用度和毒理作用研究都不透彻，所以进一步研究药物剂型或进行化学性修饰(以提高生物利用度和减低毒性)将成为下一步研究重点。