中医药介导线粒体抗癫痫的实验研究进展*

莫穷泽，何乾超，高玉广，黄丽蓉，邓 惠，庞东林，林洁洁，田 方

1 广西中医药大学，广西 南宁 530001； 2 广西中医药大学第一附属医院，广西 南宁 530023

癫痫是由于脑部海马神经元或皮质神经元异常放电的一种常见神经系统性疾病。2019年Thijs RD在Lancet杂志提出，全球约7000万人罹患癫痫，年老者及儿童罹患率最高［1］。目前，癫痫的治疗以西药为主，临床一线用药（如丙戊酸钠、卡马西平、左乙拉西坦等）能够起抗癫痫作用，但仍有20%～30%患者不能通过现有药物完全控制癫痫发作，患者长期抗癫痫药物治疗，会增加精神病和躯体合并症甚至死亡等不良反应风险［2］。

近年相关研究认为，线粒体不仅可为细胞活动提供能量，还在细胞信号传导中发挥不可或缺的作用［3］，线粒体稳态可增加脑保护，改善癫痫发作症状，因此，线粒体可能为抗癫痫的潜在靶点［4］。中医药在抗癫痫方面累积了丰富的临床经验。当前，中医药治疗癫痫的机制尚未完全阐明。深入研究癫痫生理病理，以便发现更有效的治疗药物应用于临床。因此，本文就中医药基于介导线粒体结构形态及功能影响癫痫机制研究进展综述如下。

1 中医药介导癫痫实验动物海马线粒体结构

线粒体肿胀是从形态学去阐述线粒超微结构发生的改变。张文琳［5］建立了戊四唑（PTZ）致痫大鼠模型，从投射电镜观察到PTZ组海马CA1区内质网扩张，线粒体肿大，嵴断裂、模糊或消失，以及部分神经元细胞核染色质分布不均匀。与上述PTZ组比较，厚朴酚低、中剂量组海马CA1区神经元细胞核结构完整，可观察到少数染色质集聚，线粒体及其他细胞器形态基本正常；高剂量组海马区大部分线粒体肿胀，嵴变少。另外1项PTZ致痫大鼠研究结果表明，复方宁痫冲剂治疗后，与模型组相比，低剂量组神经元结构轻度变化，胞质中细胞器未见明显异常，高剂量组神经元损伤改善，偶可见线粒体轻度水肿，胞质线粒体嵴仍有断裂现象［6］。张琳娜等［7］采用青霉素制备癫痫大鼠模型，结果表明嵴断模糊或消失呈空洞样。治疗后西药苯巴比妥钠组与氧化苦参碱组均观察到部分线粒体肿胀轻微，因此，氧化苦参碱可通过减轻线粒体肿胀而发挥抗癫痫作用。LI H等［8］应用复方补王散干预去卵巢大鼠模型3个月后发现，模型组海马CA1区椎体细胞水肿，核膜固缩线粒体肿胀明显，呈空泡征，嵴断裂、减少或消失，而BWS组海马区CA1线粒体正常，且海马CA1区病变被认为与癫痫发作密切相关，提示复方补王散可能有抗癫痫作用。因此，中医药抗癫痫治疗可能通过调控海马区、额叶皮质线粒体水肿改善神经元超微结构损伤从而保护线粒体。

2 中医药介导癫痫实验动物ATP酶的活性

Neuroscience杂志刊登1项研究结果表明ATP酶是脑兴奋性重要调节因子，ATP酶活性下降会引发致痫小鼠和癫痫患者痫性发作［9］。盛亮亮［10］研究表明，豁痰熄风、宁心益智功效的星蒲抗痫片组EP模型小鼠ATP酶活性较其他组升高，星蒲抗痫片可能通过增加EP大鼠脑皮质组织酶活性，进一步纠正神经元过度放电。刘亚东等［11］用青霉素诱发癫痫大鼠模型研究表明，与模型组比较，低、中剂量柴胡龙骨牡蛎汤组大鼠脑匀浆内线粒体ATP酶活性升高明显；与丙戊酸钠组比较，高剂量柴胡龙骨牡蛎汤调控大鼠脑内ATP活性与丙戊酸钠相近，因此，柴胡龙骨牡蛎汤具有一定提高线粒体ATP酶活性，影响EP大鼠癫痫发作的效果。Indian J Pharmacol杂志发表1项研究，以积雪草不同浓度提取物用于雄性白化病大鼠的抗惊厥作用，结果表明PTZ致痫大鼠脑内海马区等区域Na+/K+、Mg2+与CA2+-ATP酶3种酶活性表达皆下降，而经积雪草不同浓度提取物干预后的癫痫大鼠脑内3种酶活性均升高，达到抗癫痫效果［12］。中医药通过调控线粒体稳态从而影响癫痫发作，比如线粒体ATP酶活性，ATP酶在调控胞膜离子梯度中起重要作用，ATP酶活性降低可能增加神经元的兴奋性，促发异常兴奋活动以致惊厥发作。

3 中医药介导EP实验动物线粒体复合物活性

中枢神经系统线粒体功能损伤引起痫性发作，而反复痫性发作会加重线粒体氧化损伤，线粒体包含呼吸链酶复合物，氧化磷酸化系统亢进会下调复合酶活性及线粒体氧化磷酸化可能加速依赖活性神经元ATP消耗，能量不能及时补充及供应［13］。KAUR H等［14］采用亚抽搐剂量的PTZ造模痫性大鼠，结果表明PTZ给药大鼠的细胞色素C还原酶（复合体I）和细胞色素C氧化酶（复合体IV）被下调，同时上调活性氧（reactive oxygen species，ROS）、脂质含量，线粒体膜通透性增加，嵴裂变形；口服姜黄素后PTZ大鼠ROS、脂质下调，补充了线粒体复合物活性，下调神经元死亡数量，缓解了模型大鼠的认知功能。KUMAR A等［15］建立PTZ癫痫小鼠模型，结果显示PTZ模型小鼠癫痫发作阈值上调，氧化损伤增加［脂质过氧化（LPO）、亚硝酸盐上调、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）和过氧化氢酶(catalase，CAT)水平下调］及线粒体酶复合物（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）活性下降，橘皮苷处理后线粒体酶复合物（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）活性恢复，癫痫发作阈值、LPO、亚硝酸盐、SOD、CAT降低，证实橘皮苷通过恢复癫痫小鼠大脑呼吸链相关酶活性减少ROS，减轻痫性发作对线粒体的破坏，进而增强神经保护作用。

4 中医药介导癫痫实验动物线粒体膜电位

线粒体是神经主要供能的细胞器，癫痫等神经系统精神疾病的机制可能是离子通道被抑制，影响了线粒体生物能以及氧化应激［16］。而QUINCOZESSANTOS A等［17］制备雄性Wistar大鼠EP模型研究发现，白藜芦醇能下调EP大鼠海马组织ROS含量和脂质过氧化，而JC-1作为线粒体探针检测结果显示，癫痫大鼠海马组织中线粒体膜电位下调约35%（P＜0.05），因此，白藜芦醇可能通过上调Ca2+流入影响线粒体膜电位变化，发挥保护神经元作用。魏强等［18］研究显示，癫痫组大鼠海马神经元细胞线粒体膜电位较对照组下调（P＜0.01）；而甘草酸组大鼠海马组织中线粒体膜电位较癫痫组上调（P＜0.01）。王淑秋等［19］研究表明，癫痫组大鼠脑组织线粒体膜Ca2+含量及阳性细胞脑源性神经营养因子（brain-derived neurotrophic factor，BDNF）数目与较正常组上调（P＜0.05）；与癫痫组相比，灵芝孢子粉组大鼠线粒体膜Ca2+水平上调（P＜0.01），脑细胞阳性细胞BDNF数目上调（P＜0.05），因此，灵芝孢子粉可能通过调控线粒体Ca2+含量维持正常线粒体膜电位功能，修复线粒体能量代谢，保护癫痫大鼠脑细胞。中医药可通过调控线粒体膜电位治疗癫痫发作，其作用机制可能是通过作用于线粒体膜或膜两侧阴阳离子，直接下调线粒体膜通透性，间接介导线粒体基质间的电化学梯度。

5 中医药介导癫痫实验动物线粒体凋亡相关信号

通过介导癫痫引起的神经元死亡的兴奋性坏死及凋亡相关信号通路，防止癫痫诱发的神经损伤［20］。GUO XQ等［21］发现，橘皮素能下调EP大鼠痫性发作分数与首次发作潜伏期，并有效抑制磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K/Akt）凋亡途径蛋白水平，如下调Caspase-3、Bad、Bcl-2、Bcl-xL和Bax表达；并有效调控线粒体中的诱导因子（AIF）水平；因此认为橘皮素能通过调控线粒体凋亡信号改善癫痫发作。国内1项关于甘草酸对致痫大鼠模型海马神经元保护的实验研究表明，与正常组相比，癫痫组神经元数目下调，阳性细胞数目上调，且海马组织中CytC/Apaf-1信号通路的CytC表达下降（P＜0.01），胞质中CytC、Apaf-1表达升高（P＜0.01）；与癫痫组比较，甘草酸组神经元数目上调，阳性数目下调，海马线粒体中CytC表达增加（P＜0.01），胞质中CytC、Apaf-1表达减少（P＜0.01）；因此，甘草酸可能通过调控细胞线粒体凋亡途径相关蛋白表达来抑制癫痫发作大鼠海马神经细胞凋亡，可为甘草酸用于癫痫的临床治疗提供理论依据［18］。

6 小结与展望

线粒体是神经元细胞所需能量的主要供应源，维持海马区线粒体稳态对于抗癫痫治疗具有重要意义。本文主要从线粒体结构、ATP酶活性、线粒体复合体活性、线粒体膜电位、线粒体凋亡相关信号5个方面论述基于线粒体作用靶点的中医药影响癫痫的动物实验研究进展。基于以上综述，目前研究介导线粒体结构与功能及中医药抗癫痫发作治疗机制尚未进一步阐明，也无系统评价，仍需完善以下问题：1）实验动物模型的建立虽说大体具有痫性发作特点，即中医所言的“症”，但缺乏中医学“证”的思考，有违中医理论基础辨证施治观念；2）收集到的文献有关中药影响癫痫的机制较单一，仅依靠某种指标或某味中药活性物质反复论证，限制了中药抗癫痫的优点；3）实验设计影响线粒体稳态和其他同类型机制是否存在相互拮抗或协同效果，以及中医药介导线粒体稳态目前实验结果如何为临床治疗癫痫发作病例提供依据。如science杂志刊登文章表明，关注线粒体结构及功能有助于为相关疾病治疗提供最前沿的思路［22］。