基于Notch通路的中药治疗缺血性脑卒中的研究进展*

刘 婷 刘旺华△ 郭志华 李 花 王子焱，2

（1.湖南中医药大学，湖南 长沙 410208；2.湖南中医药大学第一附属医院，湖南 长沙 410000）

全球范围内，脑卒中目前已成为第二大死亡原因，据统计缺血性脑卒中（CIS）占脑卒中总数的86%［1］。CIS是由各种原因所致的脑组织局部区域血液供应的障碍，导致脑组织缺血缺氧甚至病变坏死，发生神经功能障碍。研究发现，Notch通路在脑血管疾病中发挥关键的作用，脑缺血会引起Notch信号通路的激活，Notch信号通路在脑缺血中的作用主要表现在胶质细胞活化、抑制自噬、神经干细胞增殖、分化和微血管生成的调控等方面［2］。中医治疗脑缺血经验丰富，疗效确切，具有多层次多靶点的特色，而Notch信号通路同样具有多靶点调控缺血性脑卒中的特点。因此基于Notch信号通路的中医药单体及复方治疗缺血性脑卒中的研究逐年增加。现将相关研究综述如下。

1 Notch信号通路

Notch信号广泛分布在生物体中，参与细胞增殖、分化等多项生命活动，Notch信号通路由Notch受体、Notch配体等组成。Notch受体常为单次跨膜蛋白，分为胞外部分、跨膜部分以及胞内部分。相邻细胞的Notch配体与受体结合，在分泌酶复合体作用下Notch受体的跨膜部分产生裂解，胞内区片段（NICD）从细胞膜内侧释放。NICD释放后，进入细胞核内，与CSL家族转录因子复合体结合，形成复合物。转录抑制因子家族的靶向基因，如Hes家族如Hes1、Hes5和Hes7以及Hey家族的Heyl、Hey2等，发挥调控作用［3］。

2 Notch信号通路与脑缺血

Notch信号通路相关蛋白在正常组织中的表达呈低水平，在大脑缺血不同时期Notch信号表达是不同的。在脑缺血大鼠缺血急性期［4］，研究发现侧额顶叶皮质 Notch通路中 Notch3、Notch4、Frizzled2蛋白和Tead1蛋白表达均在增强；半暗带区Notch1蛋白活性增强［5］。而在大鼠脑缺血再灌注损伤恢复期［6］，Notch信号通路相关因子的表达降低。在急性期，Notch信号通路主要与小胶质细胞活化、细胞自噬产生作用。而在恢复期，Notch信号通路主要表现在促进神经干细胞增殖、分化和微血管生成。

在神经发生方面，Notch信号通路对脑缺血的保护作用主要表现在促进神经干细胞的增殖［2］。已有研究证实脑缺血损伤后维持神经干细胞增殖来保护缺血脑组织，作用机制是激活Notch信号通路抑制神经干细胞的分化［7］。而当Notch信号被阻断时，能够促进脑卒中大鼠脑的神经干细胞增多、分化［8］。综上，Notch信号通路在缺血性脑卒中表现为促进神经干细胞增殖的特点，而当抑制Notch信号通路相关蛋白，会促进神经干细胞向神经元分化。

在小胶质细胞活化方面，人脑免疫系统的主要组成为小胶质细胞，当大脑神经系统出现疾病时，立即激活了小胶质细胞。活化的小胶质细胞在脑组织中有双刃剑的功用，一方面引起炎症级联反应，从而引起神经毒性，产生严重的脑部损害，另一方面对神经发生、血管生成及突出重塑发挥积极的作用［9］。不过目前活化小胶质细胞对脑缺血是否有利尚未定论。Notch信号可以直接激活小胶质细胞，促使炎性浸润，加剧局部缺血炎症，从而加重神经元损害以及缺血脑组织的细胞凋亡。研究结果表明，与普通脑缺血小鼠一侧脑组织对比，通过反义的Notch转基因小鼠缺血侧脑组织活化的小胶质细胞总量明显下降，促炎症因子的表达量亦随之减少；同时，体外试验也证明Notch信息阻断剂能降低小胶质细胞的活性总量和程度，从而降低了其所产生的神经毒性［10］，表明了Notch信息是促使小胶质细胞发挥活性的主要参与者。

在血管生成方面，主要表现在脑缺血后，血管内皮因子和Notch信号的表达升高，促进了缺血区的血管新生，同时对血管生成具有两方面的作用，一方面通过促进微血管生成，另一方面通过调控内皮细胞保障新生血管的成熟度［2］。脑缺血时，大脑通过激活Notch-1信号诱导梗死区域的血管生成［11］。研究发现，Notch-1基因敲除会限制脑梗死周围缺血组织血管生成［12］。综上，Notch信号通路在微血管新生过程中起关键影响，有利于脑缺血后的血流供应，从而改善组织缺血缺氧的环境。

3 中药对通过Notch信号通路抗脑缺血损伤的作用研究

3.1 单味药及有效成分

脑缺血急性期，Notch信号通路相关因子的表达是增加的，增加炎症反应，对脑缺血是极其不利的。文献研究发现，中药单味药及有效成分可通过下调Notch通路，抑制小胶质细胞活化、抑制过度自噬，从而达到保护神经功能的目的。在脑缺血恢复期，Notch信号通路蛋白表达下降，通过上调Notch信号通路，促进神经干细胞增殖及血管新生，发挥脑缺血后神经血管单元的修复。目前临床研究较多的单味中药及有效成分有补气要药黄芪，活血药三七、赤芍、川芎，逐瘀药大黄，补阳药淫羊藿等。

3.1.1 抑制小胶质细胞活化 大黄酚［13］可能参与抑制Notch1信号通路相关蛋白的表达，抑制小胶质细胞活化及肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白细胞介素-1β（IL-1β）、白细胞介素-6（IL-6）的表达，从而减轻对脑缺血损伤模型大鼠的神经损伤，修复神经功能障碍，发挥脑保护作用。

3.1.2 抑制过度自噬 红花的有效水溶性部位羟基红花黄色素［14］被证实在脑缺血 72 h 后，阻断 HIF-1α/BNIP3/Notch1通路从而降低自噬来治疗脑缺血。三氟淫羊藿素［15］改善慢性脑缺血诱导的大鼠认知功能障碍的效果明显，可能通过抑制过度自噬和激活Notch1信号，促进慢性脑缺血后的神经功能修复。

3.1.3 促进神经干细胞增殖 体外实验证明，蛇床子的有效成分蛇床子素［16］具有明显的促进神经干细胞增殖的作用，其作用机制可能与其上调Notch1基因、Hes1基因表达有关。天麻素［17］可下调miR-155的表达，激活Notch通路，从而对脑缺血大鼠神经起到保护作用。姜黄的提取物姜黄素［18］被证实可增加NICD的表达，并且促进BrdU/NeuN细胞表达增高，提示姜黄素促进了神经细胞增殖及分化，其机制与Notch信号通路有关。

3.1.4 促进微血管新生 三七的提取物三七皂苷R1［19］处理能够使Notch细胞结构内域（NICD）脱乙酰化，从而抑制DLL4-Notch信号传导，引起内皮祖细胞中血管内皮生长因子-2（VEGFR-2）的上调，从而增强了内皮祖细胞的血管生成功能。地黄有效成分梓醇［20］可通过调控血管内皮生长因子（VEGF）及血管内皮生长因子受体（VEGFR）激活Notch信号通路来促进血管新生与神经功能修复，且不增加组织水肿。

此外，中药单体可以通过激活Notch信号通路促进脑缺血大鼠神经功能的恢复，但其影响脑缺血的作用机制尚不明确，如淫羊藿的有效成分淫羊藿次苷Ⅱ［21］能促进局灶性脑缺血模型大鼠神经功能的恢复，这可能与其下调miR-141-3p水平，从而激活Notch/Nrf2轴有关。综上，在不同的单味中药或有效成分的干预下，通过调控Notch信号，调控神经干细胞增殖、促进血管生成、抑制小胶质细胞活化等方面发挥对脑缺血的保护机制。

3.2 中药药对

中药药对同样可以通过改善血管新生、减少神经元损伤及抑制星形胶质细胞过度活化等方面发挥对脑缺血组织的保护作用，其作用机制与Notch信号作用有关。冰片配伍黄芪甲苷和三七总皂苷［22］对大鼠缺血再灌注后具有脑保护作用，通过上调NICD、Notch1、Hes1、VEGF、DLL4表达改善神经功能缺损、减轻神经元和微血管基底膜损伤、抑制星形胶质细胞过度活化、减轻大鼠脑水肿的程度，其脑保护作用机制可能与上调NICD、Notch1信号通路有关。另外有研究显示冰片、黄芪及三七配伍的作用强于各药物单用及黄芪甲苷和三七总皂苷，其作用可能与激活Notch信号通路、上调VEGF表达，从而发挥对缺血脑组织的保护作用有关。活血药川芎配伍赤芍［23-24］治疗可提高缺血再灌注大鼠外周血GFAP、VEGF的水平及Notch1 mRNA的表达及升高血管生成素-1及低氧诱导因子-lα mRNA的表达，对脑缺血后微血管的修复新生起作用。川芎配伍赤芍［25］通过Notch信号和干细胞传递信号而发挥促进血管生成作用。

3.3 中药复方

中医复方主要以活血通络、滋补肝肾功效的复方为主。近年来，中药复方的机制研究越来越多，包括柔肝通络汤、通脉活血汤、丹龙醒脑方、补阳还五汤、和血生络方、脑泰方、参麻益智方及地黄饮子。

3.3.1 促进神经干细胞增殖分化和神经元细胞再生 在脑损伤前期，柔肝通络汤［26］通过上调Notch1、Hes5的表达，下调Mash1的表达，促进神经干细胞复制增殖，抑制其分化，进而发挥神经修复、细胞再生的作用。局灶性脑缺血的大鼠，在通脉活血汤［27］治疗过程中，起到脑神经的保护作用，透过干扰HIF-VEGF-Notch通道来促使神经系统干细胞增殖分化。补阳还五汤［28］透过上调Notch1/Hes1通道相关蛋白表达来促使缺血神经系统干细胞增殖，恢复损伤的神经系统机能；其含药血清［29］可显著升高缺氧神经干细胞的Notch1蛋白的含量，从而促使其正常生长；调整神经干细胞的Notch信号通道中相关因子mRNA的含量，也是补阳还五汤提高大脑缺氧损伤后神经再生的主要机理。益气活血方和补肾生髓方［30］能降低Nurr1、SMOmRNA蛋白表达。因此认为，Notch信号通路Nurr1、SMOmRNA的基因表达可能由这两个中药复方控制，从而促进大肠缺血后再灌注的NSCs细胞增殖分化，有利于修复损伤脑组织。另外，地黄饮子［31］也通过刺激神经干细胞的生长，而对脑缺血后再灌注受损的大鼠产生了保护效果，其作用机理可能与激活Notch通路，从而上调了Notch1、Hes1mRNA的表达有关。

3.3.2 促进微血管生成 补阳还五汤类方［32］可能通过促进缺血侧脑组织内的微血管生成，促进缺血半暗带的血流恢复，减低脑损伤，加快神经功能的恢复，其中脑心通胶囊和补阳还五汤的改善作用更为明显，其机制可能与调控HIF-1α/VEGF和Notch1蛋白的表达有关。参麻益智方［33］可以提高缺血性痴呆模型大鼠HIF1α、VEGF、Notch的蛋白表达。血管性痴呆模型大鼠海马组织的促进VEGF mRNA的表达，提高血管性痴呆大鼠海马组织微血管密度。和血生络方［34］能够通过调节miRNA-210的表达，参与调控HIF-VEGFNotch信号通路分子水平的变化，发挥缺血性脑卒中促血管新生的作用。

综上，中药复方柔肝通络汤、通脉活血汤、丹龙醒脑方、补阳还五汤、和血生络方、脑泰方、参麻益智方及地黄饮子等在脑缺血恢复期可以通过调节Notch信号通路，通过提高组织微血管密度及促进神经干细胞增殖，促进神经功能修复，从而发挥治疗脑缺血的作用。

4 结语

综上，单味药及其有效成分、中药复方治疗脑缺血疗效明显，具有多个靶点、多个方位调控脑缺血的特点。中医药通过激活Notch通路，促进小胶质细胞的生成、抑制自噬、促进血管生成及成熟、神经的发生，起到脑保护作用。但是目前研究Notch通路对脑缺血的保护机制的上下游靶点较少，有待进一步发掘，同时研究具有诸多挑战：1）目前研究主要集中在对单味中药及其有效成分、中药复方的药理作用，但是在辨证分型的研究较少，与中医临床结合不紧密。中医的灵魂在于辨证论治，基于证型的复方机制研究少，因此基于证型的中医复方研究迫在眉睫。中医药是以辨证论治为基础，药味运用灵活，同一复方对于不同证型的疗效依然存在疑问，因此基于证型研究复方的治疗效果尤为重要。动物实验应该建立疾病和证型相结合模型。此外，评价动物证型的客观指标有待标准化。2）缺少临床实验。脑缺血的发病机制复杂多样，Notch通路只是调节脑缺血后神经血管再生的通路之一，随着中医药的研究逐步深入，药理机制多靶点、多途径的作用特点为改善脑缺血提供了理论基础，但是缺少临床实验，需要更多的临床研究证实Notch通路在脑缺血的作用，推动中医药理论的现代化。为此，建议今后可借助中医理论、现代医学技术及循证医学，为脑缺血的预防及治疗提供理论及实验指导。