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开心散现代药理作用及作用机制研究❋

2021-03-28孙永康孙田烨李明远王新志

中国中医基础医学杂志 2021年4期
关键词:受体小鼠机制

孙永康,孙田烨,李明远,王新志

(1. 河南中医药大学, 郑州 450046; 2. 河南中医药大学第一附属医院,郑州 450000; 3. 岐黄学者工作室, 郑州 450000)

开心散由人参、远志、茯苓、石菖蒲4味药组成,最早记载于唐·孙思邈所著《千金方》[1]:“开心散,主好忘方”。后又由于药物剂量不同,衍生出定志小丸、茯神丸等5个类方[2-3]。本方临床常被用来治疗阿尔茨海默病、血管性痴呆、认知障碍等以记忆功能障碍为主要表现的疾病。随着临床研究的深入,该方对抑郁、失眠、糖脂代谢紊乱等疾病的治疗作用也被学者所发现。笔者在系统整理相关文献的基础上,将开心散的现代药理作用及其作用机制概述如下。

1 阿尔茨海默病

阿尔茨海默病(AD)是临床最常见的痴呆类型,随着年龄的升高AD患病率逐步升高,老年患病率约为4.9%,女性多于男性[4]。开心散对AD治疗作用的机制主要有以下几方面。

1.1 抗细胞损伤及细胞凋亡

AD患者脑内β-淀粉样蛋白(Aβ)增加,可造成突触及神经元损伤,引发神经细胞凋亡,而开心散含药血清可使Aβ25-35干预后的SH-SY5Y(人神经母细胞瘤细胞)细胞活力增强,细胞凋亡减少,作用机制可能与提高活性氧表达、影响线粒体膜通透性有关[5]。师冉等[6]以快速老化模型大鼠为基础,发现开心散可明显提高模型大鼠记忆能力,其机制不仅与通过上调线粒体DNA(mtDNA)表达抑制细胞凋亡有关,并且可影响细胞凋亡过程调节因子Bcl-2 家族蛋白的表达。

1.2 促进细胞生长

PC12细胞的生长常被当做神经细胞活性的参考指标,研究发现[7-8]开心散含药脑脊液有助于离体培养的PC12细胞成活及突触生长,从而推测开心散体内代谢成分有类神经生长因子的作用,可促进神经细胞生长。

1.3 介导炎症反应

炎症因子可能通过介导炎症反应产生慢性神经毒性参与AD的发病[9]。肿瘤坏死因子(TNF)及白细胞介素(IL)-8是参与免疫应答及细胞损伤、修复的重要因子。有学者[10]发现,AD患者脑脊液中TNF及IL-8异常升高,可能产生神经毒性,开心散可明显降低AD模型小鼠TNF及IL-8水平,抑制免疫炎症反应及神经毒素的释放。韩丽君等[11]通过实验研究发现,开心散含药血清可通过作用于核转录因子(NF)-κBp65靶点蛋白,减少AD患者IL-6、TNF-α表达,抑制晚期糖基化终末产物(AGE)蛋白与晚期糖基化终末产物受体(RAGE)结合,抑制炎症反应,达到治疗AD的目的。

1.4 影响突触信息传递

脑内淀粉样蛋白(Aβ)沉积是AD产生的病理表现。黄树明等[12]研究发现,开心散可改善Aβ干预后大鼠记忆能力,逆转被抑制的神经突触细胞传递海马长时程增强(LTP)。狄亚琪等[13]进一步研究发现,这种逆转机制可能与开心散调节大脑皮层突触后致密蛋白-95(PSD-95)表达有关。

1.5 影响单胺类神经递质

师冉等[14]发现,开心散通过影响AD模型小鼠单胺类神经递质系统治疗AD,可提高快速老化痴呆模型小鼠降低的脑组织5-羟色胺 (5-HT)、5-羟吲哚乙酸 (5-HIAA)、去甲肾上腺素 (NE)、多巴胺 (DA)含量,降低模型大鼠升高的血浆 5-HT、5-HIAA、NE、DA含量。

1.6 其他

高冰冰等[15]发现,开心散对AD的治疗作用可能与调节乙酰胆碱系统及抗氧化有关,其可明显降低AD模型小鼠乙酰胆碱酯酶(AchE)活性及丙二醛(MDA)含量,升高超氧化物歧化酶(SOD)活力。

2 血管性痴呆

血管性痴呆(VD)是各种脑血管病导致的痴呆。有研究[16]证明,VD约占所有痴呆的30.6%,≥55岁人群VD患病率为0.8%,≥60岁人群VD患病率为0.9%,而年龄每增大5岁VD患病率约增高1倍。代渊等[17]通过向SD大鼠颈动脉注射含血栓生理盐水建立多发梗死性痴呆大鼠模型,使用开心散干预后发现,大鼠学习记忆功能及运动行为异常得到改善,其脑组织中ATP/AMP、γ-氨基丁酸(GABA)及血清中NOS活性氮自由基催化酶iNOS含量发生变化,认为开心散对VD的改善作用与脑内能量代谢有关。李志强等[18]则通过结扎双侧颈动脉的方法建立VD大鼠模型,并将其分为3组,除模型组为空白对照外,其余2组分别给予他克林及开心散干预,结果发现开心散干预组与模型组比较,空间探索及学习记忆能力均得到显著提升,而2种干预方法下AChEmRNA水平未见明显差异,考虑开心散通过干预AChEmRNA的表达发挥作用。刘彦廷等[19-20]则直接以VD患者为研究对象,将200例患者随机分为对照组与治疗组,对照组给予安理申口服,治疗组给予开心散口服,治疗1个月后发现2组患者智能状况均较之前有所改善,尤以开心散治疗效果更为明显,且治疗后2组患者血浆细胞间黏附分子-1(ICAM-1)值、血清凋亡抑制因子(Livin)值均较治疗前有所改善,考虑开心散对VD的治疗作用与上述物质有关。

3 认知障碍

轻度认知障碍作为正常与痴呆之间的中间状态,在65岁以上人群中患病率约为10%~20%,且随年龄的增长患病风险逐步增加[21]。许玉珉[22]使用东莨菪碱建立认知障碍小鼠模型,并用不同剂量开心散进行干预,结果发现开心散可提高模型小鼠空间学习记忆和对新异环境的探索能力,表明其对认知障碍有改善作用;而与空白对照组比较,开心散干预组可提高大鼠脑内B淋巴细胞瘤-2(Bcl-2)、突触后致密物95(PSD95)、SYN、脑源性神经生长因子(BDNF)、乙酰胆碱(Ach)、乙酰胆碱转移酶(ChAT)、SOD、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)水平,降低Bax、AchE、活性氧自由基(ROS)、MDA水平,考虑开心散对认知障碍的改善作用与减轻神经元损伤、抗细胞凋亡、改善突触功能障碍、调节胆碱能神经递质及提高氧化应激能力有关。

马静遥[23]对SD大鼠使用尾吊、隔离、孤养、昼夜节律改变等复合应激建立航天复合模型,该模型经奖励性条件反射及Morris水迷宫行为学检测存在认知功能损伤,而以认知损伤最稳定的28 d模型为研究对象,给予开心散干预,发现开心散可增加大鼠鼻触次数,减少水迷宫定航实验中的逃避潜化期等,对认知障碍有改善作用。进一步研究发现其作用与以下3种机制有关:其一为降低血清皮质醇和促肾上腺皮质激素(ACTH)含量,调控HPA轴;其二为通过调节MKP1调控MAPKs信号传导通路中p38MAPK蛋白的表达;其三为调节CREB(环磷腺苷反应元件结合蛋白)及BDNF的表达。

4 亨廷顿病

亨廷顿病是一种常染色体显性遗传性进行性神经退行性疾病,多于中年发病,其临床表现包括舞蹈病、肌张力障碍、动作与行为异常、认知能力下降等[24]。肖凌云[25]利用秀丽线虫模型证明开心散可减少多聚谷氨酰胺(poiyQ)的聚集,缓解poiyQ神经毒性,改善神经功能,其作用机制可能与开心散可调控蛋白平衡降解体系及蛋白质平衡信号通路中氧化相关信号通路有关。前者包含通过热休克蛋白(hsp)的调控诱导蛋白折叠及清除,促进线虫自噬小体形成对自噬溶酶体系统(ALP)蛋白降解系统进行调控等。

5 抑郁

随着开心散临床应用的增多,其常被用来治疗抑郁。有研究表明,开心散治疗轻中度抑郁安全、有效,疗效与氟西汀相当,并有起效早、副作用小等优点[26],其作用机制主要分为以下几方面。

5.1 单胺类神经递质系统

党海霞[27]发现,开心散可显著提高慢性不可预测性应激大鼠脑内显著下降的NE、DA、高香草酸(HVA)等单胺类神经递质水平。羟色胺为另一种单胺类神经递质,董宪喆等[28]发现,开心散可能通过提高孤养结合慢性不可预见性中等强度应激大鼠脑内色氨酸轻化酶 (TPH)、5-羚色氨酸脱竣酶 (AADC)含量,进而促进5-羟色胺(5-HT)的生成,升高大鼠脑内5-HT含量,达到治疗抑郁的目的。Su-hong Lu[29]则进一步对开心散干预后的慢性应激抑郁Wistar 大鼠体内5-HT、5-HT2 A受体、5 - HT2 B 受体进行观察发现,开心散不仅可以增加5-HT含量,还能兴奋5-HT2 A受体,抑制5-HT2 B受体。

5.2 HPA轴

党海霞[27]发现,慢性不可预测性应激大鼠HPA轴上皮质酮、AcTH、促肾上腺皮质激素释放因子(CRF)升高,开心散可使上述3种物质水平明显降低。温智林等[30]发现,开心散能够明显保护慢性不可预见性温和应激大鼠模型皮质酮所导致的CTX TNA细胞损伤,而这种机制与P13 K信号通路有关,提示开心散通过调控P13 K信号通路相关蛋白的表达发挥抗抑郁的作用。

5.3 神经营养因子

刘明月[31]发现,慢性不可预测性应激大鼠BDNF、CREB表达降低,开心散可通过促进CREB磷酸化激活和BDNF表达,进而保护甚至逆转神经元及突触的损伤,改善抑郁状态。汪婷婷[32]证明,开心散主要成分人参皂苷Rb1、Rg1、Re、茯苓酸、细辛醚,均可调节CREB信号传导通路。开心散干预抑郁模型大鼠2周后,可提高大鼠前额皮层和海马中CREB 通路关键蛋白 Raf、PKA、Akt、PKC、PI3K水平。段袖珠等[33]研究发现,开心散不仅可以提高神经生长因子(NGF)、BDNF等神经营养因子的含量,尚能同时上调海马神经营养因子TrkA、TrkB受体的表达,通过增加神经营养因子的含量及受体表达,实现抗抑郁的目的。

周小江[34]发现,开心散可通过促进慢病毒载体沉默SD大鼠未沉默的BDNPmRNA促进海马BDNF表达,发挥抗抑郁的作用,而小鼠获得性学习能力与修复mRNA损伤有关,记忆能力与CA1及CA3有关。

余冰颖[35]发现,开心散可上调BDNF及TrkB受体表达,激活TrkB-BDNF信号系统,介导ERK(细胞外信号调节激酶)和PI3K(磷脂酰基醇-3激酶)信号通路,促进TrkB、PI3K、p-ERk、p-CREB等关键蛋白的表达,改善CMS模型小鼠抑郁症状。

5.4 胆碱能系统

党海霞[27]发现,慢性不可预测性应激大鼠AchE升高,开心散可使其降低。刘明等[36]将50只大鼠随机分为正常组、模型组、阳性药物组(盐酸氟西汀)、开心散各剂量组,对除正常组外大鼠进行慢性应激刺激建立CMS模型,正常组及模型组给予蒸馏水灌胃,其余给予相应药物,评价大鼠抗抑郁行为学活性及记忆能力,观察大鼠全脑中Ach及乙酰胆碱酯酶(AchE)含量。结果发现,开心散可显著提高大鼠记忆能力,其机制可能与提高大脑Ach水平及降低AchE水平有关。

5.5 褪黑素系统

张和韡[37]以SD大鼠为研究对象,证明HPA轴和海马单胺类神经递质与季节交替变化存在联系,而这种季节节律性又与松果腺-褪黑素密切相关。黄妍丽等[38]以慢性不可预知的轻度应激大鼠为研究对象,观察开心散对已被旷场实验等证明的抑郁大鼠褪黑素受体表达及受体与125I-Mel结合亲和力的影响,发现开心散可升高大鼠血浆褪黑素水平,褪黑素受体与125I-Mel结合能力提高,而各组褪黑素受体MT2水平未见明显差异。认为开心散可能通过增加血浆褪黑素及褪黑素受体MT1的表达达到治疗抑郁的目的。

6 睡眠剥夺及失眠

徐亚吉等[39]使用失眠刺激器将48只Wistar大鼠建模,然后平均分为6组,分别给予纯化水、地西泮及不同剂量开心散药液灌胃,干预7 d后进行脑电描记及觉醒/睡眠周期分析。结果发现,中、高剂量开心散能够缩短觉醒时相,并延长慢波睡眠Ⅰ期、慢波睡眠Ⅱ期和快动眼睡眠时相,提示开心散具有促使失眠大鼠睡眠恢复的功效。买文丽等[40]对SPF级ICR小鼠采用轻柔刺激法建立睡眠剥夺模型,给予不同剂量开心散药液灌胃,研究开心散对睡眠剥夺小鼠学习记忆的改善作用。结果发现,开心散可使睡眠剥夺小鼠大脑皮层AChE、血浆MDA含量降低,血浆SOD、大脑皮层过氧化氢酶(CAT)含量升高,通过限制 ACh 降解、保护细胞免受毒性自由基损坏,达到改善记忆及保护脑细胞的目的。

7 衰老

随着老龄化社会的到来,衰老已经日渐成为科学研究的热点,而衰老的发病机制较为公认的是自由基学说及端粒学说,前者指代谢产物自由基造成细胞损伤,后者指染色体端粒非编码碱基序列DNA丢失,激活细胞衰老反应[41]。周高超等[42]为探讨开心散抗衰老作用机制,对D-半乳糖诱导的亚急性衰老小鼠模型使用不同剂量开心散灌胃,发现开心散能够明显提高衰老小鼠脑及肝脏中SOD活性,降低高级糖基化终末产物(AGEs)、MDA含量,通过降低AGEs及清除自由基,改善衰老小鼠学习记忆能力。

8 疲劳

疲劳是临床中常见症状,研究表明正常人群中约有18.3%存在持续6个月或更长时间的疲劳,其发病与心理发病率相关,并受年龄、性别、身体状况、食物类型、疾病等多种因素影响[43-44]。曹寅等[45-46]研究发现,开心散实现抗疲劳作用的机制主要有以下几方面:开心散可提高缺氧和力竭小鼠脑组织中SOD活性,降低MDA含量,减少糖原的分解,降低肌肉乳酸浓度,以增强抗氧化应激能力,调节能量储备,促进代谢物质的清除;开心散可降低跑台运动大鼠血清色氨酸(Trp)、中枢Trp、中枢5-HT、中枢5-HIAA及色氨酸羟化酶-2(TPH-2)限速酶水平,抑制受体5-HT1ADE表达,实现对5-HT系统的调节;开心散能降低跑台运动大鼠促肾上腺皮质素(ACTH)、促肾上腺皮质素释放激素(CRH)、皮质醇(CORT)、中枢-内啡肽(β-EP)水平,抑制慢性疲劳大鼠HPA轴亢进,下调促肾上腺皮质素释放激素受体1(CRHR1)表达,调节与CRHR1偶联的PKA信号通路。

9 糖脂代谢紊乱

糖脂代谢紊乱包括血脂异常、血糖异常、酒精性脂肪肝、高血压等,严重危害人民生活健康。以糖尿病为例,截止2016年全球年龄标准化糖尿病患病率为9.0%,总患病人数已达4.22亿,并且从1980年至今不断呈现增长趋势[47]。王登等[48]通过高脂饲料喂养及慢性应激建立Wistar大鼠糖脂代谢紊乱模型,给予开心散醇提物灌胃,探讨开心散对糖脂代谢的影响及作用机制。结果开心散对大鼠血清糖耐量120 min血糖、甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)等均有一定的调节作用,可使大鼠肝糖原和肌糖原水平显著升高,并能降低尿液CORT及提高血浆CORT水平,从而降低HPA轴活性,达到改善糖脂代谢紊乱的效果。HPA轴、糖脂代谢之间的联系已被多项研究所证实[49-50]。

10 心脏系统疾病

另外值得注意的是,有研究[51]发现开心散对痰浊瘀阻型心绞痛同样有治疗作用,且与口服阿司匹林及消心痛片的对照组比较,开心散治疗组患者心绞痛发作频率及血液流变学指标变化均优于对照组,但其作用机制尚不明确。张天艺[52]则关注于开心散对冠心病合并抑郁或抑郁合并冠心病的双心疾病的干预作用,其利用慢性不可预知性应激及腹腔注射异丙肾上腺素的方法构建抑郁合并心肌缺血复合大鼠模型,观察开心散对大鼠行为学、心脏功能和相关实验室指标的影响。结果发现,开心散在治疗抑郁的同时对心脏有保护作用,其作用机制可能与影响大鼠血清和心肌组织中SOD、GSH-Px、CAT、MDA含量发挥抗氧化作用,影响C反应蛋白(CRP)、IL-6、TNF-α含量发挥抗炎作用及影响心脏Bax蛋白、Bcl-2蛋白抑制心肌细胞凋亡有关。

11 结语

开心散作为传统方剂,以治疗健忘立方,随着现代临床及药理研究,用以治疗各种痴呆及抑郁等多种疾病。本研究主要通过总结开心散药理研究,旨在为广大工作者提供参考,以现有研究为基础,能够了解开心散对于各种疾病的作用机制,为进一步研究提供参考,从而提升开心散的临床价值。本研究尚未将开心散几种类方药理作用的区别与联系进行系统总结,仍有一定的局限性,并且在总结中发现,开心散相关临床研究的质量有待进一步提高。

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