中药干预小胶质细胞表达治疗糖尿病神经痛研究进展

魏晓涛 ，何志军 ，刘涛 ，何元旭 ，马岁录 ，何波 ，王威威

1.甘肃中医药大学，甘肃 兰州 730000； 2.甘肃省中医院，甘肃 兰州 730050；3.甘肃中医药大学第四附属医院，甘肃 兰州 730000

作为最常见糖尿病周围神经病变之一，糖尿病神经痛（diabetic neuropathic pain，DNP）临床表现多为远端肢体神经性疼痛、痛觉过敏和超敏，并伴有异常性疼痛等，发作时疼痛剧烈，夜间明显，甚至可能出现焦虑、抑郁等心理变化[1]，随着病情加重，可出现肌肉萎缩、深浅反射减弱、瘫痪、坏疽等，因其有较大治疗难度及高致残率[2]，已严重影响患者生存质量[3]。目前治疗通常在控制血糖基础上给予普瑞巴林、杜洛西汀及阿片类等镇痛药物缓解疼痛[4]，但无法从根本上修复受损的神经，缓解神经炎症，且会产生严重依赖性，给患者带来身心负担。研究表明，小胶质细胞在DNP产生发展过程中发挥重要作用，通过调控小胶质细胞可起到修复损伤神经或延缓神经病变作用，已成为治疗DNP的重要靶点[5]。中药单体或复方含有的多种活性成分，不仅能抑制小胶质细胞向M1型极化，减轻小胶质细胞炎症级联反应，减少神经毒性物质分泌，还可促进M1型小胶质细胞向M2型转化，加快小胶质细胞直接向M2型极化过程，增强小胶质细胞中抗炎因子和神经营养因子的表达，缓解神经炎症，修复受损神经组织[6]；且与化学镇痛药单一作用途径不同，中药具有多成分、多靶点、安全性高、疗效好、不良反应少等优势[7]。兹就小胶质细胞极化在DNP方面的作用机制，以及中药通过调控小胶质细胞极化防治DNP现状进行综述，为临床相关治疗及后续深入研究提供参考。

1 小胶质细胞与糖尿病神经痛

小胶质细胞在中枢神经系统内呈白色或灰色，一般存在2种功能作用不同的形态，即具有促炎作用的M1型和抗炎作用的M2型。在生理环境下，小胶质细胞处于静息状态，且有多个细长树突，用于时刻监测和调节细胞微环境，维持中枢神经系统稳态。当损伤因素刺激中枢神经系统微环境发生改变，可使小胶质细胞被激活并极化，并通过不断释放神经调节剂和神经肽，参与DNP的痛觉过敏，放大伤害感受器神经元的活化信号，引起DNP[8]。

在异物、感染源、创伤等有害刺激下，小胶质细胞首先会迅速被激活为M1型，其分支变厚，胞体变大，表面积增加[9]，呈“变形虫样”结构。其极化过程主要通过介导Toll样受体4（TLR4），激活核因子（NF）-κB信号通路，促进特定分子标记物如CD86/CD16/CD32上调[10]；这又促进小胶质细胞释放多种炎症因子，如白细胞介素（IL）-1、IL-6和IL-12，肿瘤坏死因子（TNF）-α，活性氧和一氧化氮（NO），杀死病原微生物并促进小胶质细胞聚集相应靶点，触发并加重炎症反应。M1型小胶质细胞的激活是一种保护性应激反应，异常激活和极化会诱发神经毒性，阻止神经元再生，造成神经元损伤，诱发一系列神经效应。鉴于M1型小胶质细胞诱导的相关产物可致病变周围神经疼痛，因此抑制小胶质细胞向M1型极化，或加快M1型小胶质细胞向M2型转化，缩短M1型小胶质细胞存在时间，有可能对DNP的缓解或治愈发挥重要作用。

M2型小胶质细胞具有体积小、极化过程较长的特点，且有M2a、M2b、M2c 3个亚型。其中M2a型主要参与细胞再生及大量抗炎因子的分泌，灭活促炎细胞，抑制炎症反应，促进损伤神经修复，保护神经元，维持中枢神经系统微环境的稳定，缓解DNP；M2b和M2c型具有强大的吞噬和清除组织碎片能力，可吞噬和清除受损神经细胞碎片，抑制炎症反应，促进受损组织修复和神经元再生，防止继发性炎症损伤，维持正常的中枢神经系统微环境。因此，加快小胶质细胞向M2型极化速度或缩短极化过程对DNP临床治疗具有重大意义。

2 小胶质细胞表型极化及相关分子途径

既往研究表明，cAMP反应元件结合蛋白（CREB）、c-Jun氨基端激酶（JAK）-STAT、Notch、NF-κB信号通路等，以及丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）、核苷酸结合寡聚结构域样受体热蛋白结构域相关蛋白3（NLRP3）炎症小体，均与小胶质细胞表型极化密切相关，且彼此间相互干涉和影响，共同调控小胶质细胞M1/M2型极化，形成复杂的调控系统[11-15]。①NF-κB和CREB竞争性地与转录因子CCAAT增强子结合蛋白（C/EBP）及CREB结合蛋白（CBP）结合，两者相互制衡维持小胶质细胞M1/M2型比值的稳定。同时，二者结合还加强了M2型小胶质细胞基因表达，如IL-10等。C/EBP-β被NF-κB和CREB竞争性结合，使C/EBP-β可同时调控M1和M2表型的小胶质细胞。中枢神经系统损伤会使CREB数量减少，此时NF-κB表达增强，从而影响M1/M2型比例，加重神经损害。②Notch信号通路与NF-κB也存在正反两方面作用。一方面，Notch信号通路与NF-κB信号通路相互作用能抑制PPAR-γ表达，从而诱导小胶质细胞M2型极化[16]。但Notch信号通路释放的信号会使被激活的NF-κB兴奋延长，激活更多M1型小胶质细胞，从而释放更多促炎因子和毒害因子。③JAK-STAT信号通路中的STAT1和STAT3也可增强NF-κB作用[17]。④MAPK是一种高度保守的真核细胞激酶，由胞外信号调节激酶（ERK）、JNK/应激活化蛋白激酶（SAPK）、p38 MAPK组成。3级级联酶促反应激活MAPK，并积极参与细胞增殖、分化、应激、凋亡等过程[18]。⑤NLRP3炎症小体促进胱天蛋白酶-1（Caspase-1）激活，被激活的Caspase-1将自我催化降解，并促进IL-1β释放和表达，从而抑制NLRP3炎症小体在小胶质细胞中激活，发挥NLRP3炎症小体在调控神经炎症方面的作用[19]。总之，小胶质细胞表型极化受多种因素影响，各因素之间又彼此影响、相互作用。

3 中药调控小胶质细胞转化

调控小胶质细胞极化治疗DNP的途径包括以下几点：①直接抑制小胶质细胞向M1型极化；②调控小胶质细胞直接向M2型极化激活、加速或缩短M2型极化过程；③加速M1型向M2型转化，缩短M1型小胶质细胞存在时间。中药单体或复方相关活性成分可通过以上1种或多种路径，发挥缓解炎症、减轻疼痛、加速神经组织修复、治疗DNP作用。

3.1 抑制小胶质细胞向M1型极化

通过调控NF-κB信号通路、Notch信号通路、NLRP3炎症小体及其炎症因子表达，可抑制小胶质细胞向M1型极化，并下调M1型小胶质细胞分泌相关致炎因子水平，减轻神经毒性和炎症反应，达到缓解DNP作用。邢娜等[20]研究发现，枳壳中的黄酮类化合物红橘素在脂多糖诱导的小鼠原代小胶质细胞模型中通过NF-κB信号通路抑制小胶质细胞向M1型极化，并抑制小胶质细胞释放IL-6、IL-1β、TNF-α等炎症因子，减轻神经炎症，缓解DNP。洪丽绵[21]在钩吻素子抗糖尿病大鼠神经病理性疼痛研究中发现，钩吻素子通过Notch信号通路下调干扰素调节因子8表达，进而抑制脊髓小胶质细胞向M1型极化，从而减少致炎因子分泌，降低致炎细胞因子表达，发挥缓解疼痛、治疗DNP作用。有报道在帕金森病小鼠模型实验中发现，补肾益智方可抑制周围神经NLRP3炎症小体激活，抑制小鼠体内小胶质细胞向M1型激活，降低炎症因子水平，减轻神经炎症，缓解周围神经病理性疼痛[22]。作为一种潜在的神经保护药物，当归芍药散通过抑制小胶质细胞中NF-κB信号转导通路及TLR4、IL-1β、IL-6、TNF-α mRNA和IL-1β、IL-6、TLR4蛋白表达，从而抑制脂多糖诱导的小胶质细胞向M1型极化，并抑制周围神经相关促炎因子释放及小胶质细胞神经炎症反应，从而发挥保护神经、缓解疼痛的作用，达到治疗DNP目的[23]。高书涛[24]对不同剂量松果菊苷作用于脊髓损伤大鼠模型研究中发现，松果菊苷不仅能抑制小胶质细胞向M1型活化，并可通过调控NF-κB/NLRP3信号通路，阻断NLRP3炎症小体激活，缓解脂多糖诱导的细胞炎症，减轻损伤后的神经炎症反应，减轻周围神经病理性疼痛。

3.2 调控小胶质细胞直接向M2型极化，加速极化过程

通过对TLR4、TNF-α、NF-κB、NLRP3等相关信号通路或信号因子调控，可使小胶质细胞直接向M2型极化，加速M2型小胶质细胞分泌相关抗炎分子，快速发挥减轻炎症反应、缓解周围神经疼痛的作用，亦可促进小胶质细胞分泌转化生长因子（TGF）-β、IL-10、IL-4、IL-13等因子，发挥保护神经元、修复损伤神经系统的作用。研究发现，β-石竹烯通过调控脂多糖诱导的神经炎症及TLR4蛋白水平，促进小胶质细胞向M2型极化，发挥其保护神经、修复受损组织的作用[25]。徐飞飞[26]观察石菖蒲有效成分α-细辛醚对脑缺血再灌注损伤发现，α-细辛醚通过抑制NF-κB磷酸化，降低NLRP3炎症小体过度活化，促进抑炎因子IL-10、IL-4分泌，起到抗炎作用。殷孟兰[27]研究发现，地龙提取物能显著降低NF-κB磷酸化水平，显著升高M2型小胶质细胞标志物CD206蛋白表达，促进抗炎因子IL-10、血管内皮生长因子释放，升高TGF-β、IL-10蛋白表达水平，促进M2型小胶质细胞抗炎因子表达。目前仅有少量对中药调控小胶质细胞直接向M2型极化的研究，且这种途径仅是加速小胶质细胞向M2型极化，并未缩短向M2型极化过程，今后应寻找可代替相关信号通路中间产物或直接促进小胶质细胞向M2型极化的“推进剂”。

3.3 加速M1型小胶质细胞向M2型转化，缩短M1型小胶质细胞存在时间

抑制小胶质细胞向M1型极化，促进其向M2型极化，是DNP防治的最优解，既达到缓解炎症和疼痛效果，又促进神经组织修复。NF-κB、PPAR-γ、MAPKs信号通路在调控小胶质细胞极化方面均发挥既抑制又促进的作用[15]，尤其PPAR-γ信号通路在小胶质细胞M1型向M2型转化过程中发挥关键作用[28]，增加PPAR-γ信号通路表达可促进小胶质细胞向M2型分化。孙豪等[29]研究发现，补肾益髓方可激活PPAR-γ蛋白表达，可促进小胶质细胞向M2型极化，并产生大量干扰素-β、TGF-β等抗炎因子，以此减轻炎症反应，缓解DNP。舒海洋等[30]研究发现，片仔癀通过调控M1型小胶质细胞向M2型转化，抑制炎症因子TNF-α表达，上调抑炎因子IL-4和IL-10水平，以达到控制炎症、缓解疼痛、修复神经的作用。甘海燕等[31]研究发现，补阳还五汤可显著抑制大鼠体内M1型小胶质细胞表面标记物CD85、iNOS和促炎因子TNF-α、IL-1β、IL-6表达，加速M1型小胶质细胞转化为M2型，并上调M2型小胶质细胞标记物及抗炎因子表达，发挥抗炎效能，保护受损神经。Wang等[32]研究发现，苦参碱通过诱导Myd88/TLR4介导的NF-κB活化失衡抑制脂多糖诱导的神经炎症反应，抑制M1型小胶质细胞激活，下调炎性细胞因子水平，促进M1型小胶质细胞向M2型极化，增加抗炎细胞因子密度，有效控制炎性反应，缓解DNP。李福春等[33]研究不同剂量红景天苷对大鼠脊髓损伤后的神经炎症发现，红景天苷可增加大鼠脊髓组织Bcl-2 mRNA表达，显著降低NF-κB、iNOS和COX-2 mRNA表达，增加M2/M1型极化比，发挥减轻神经炎症效果，缓解DNP。天麻酚类化合物茴香醇可通过抑制NF-κB活化抑制脂多糖刺激的小胶质细胞中JNK磷酸化，抑制小胶质细胞向M1型转化并促进M2型转化，降低脂多糖诱导的TNF-α产生，增加抗炎因子IL-10和TGF-β[34]，从而达到防治DNP效果。同时，Sophie等[35]在天麻素相关研究中证实，天麻素通过抑制M1型小胶质细胞标记物TNF-α和iNOS表达和M2型小胶质细胞标记物IL-10表达，从而上调M2/M1型极化比，发挥天麻素抗炎作用[36]，防治DNP。

3.4 控制小胶质细胞过度极化

不受控制或延迟的神经炎症是有害的，过度激活M1型小胶质细胞可引起神经系统的炎症损伤。M1型小胶质细胞过度激活、极化，导致受损的周围神经炎症反应加重，并使M2型小胶质细胞激活、极化受到相对抑制[37]，从而相对抑制小胶质细胞对DNP的防治作用。受损的神经组织进一步促进小胶质细胞极化，最终导致恶性循环，持续加重病情[38-39]。因此，在以M1型过度激活为特征的中枢神经系统炎症性疾病中，促进M2型极化并维持M1型和M2型之间的相对平衡可作为一种潜在的治疗策略。但大多数减轻神经炎症的化合物只抑制M1型激活，仅少数化合物可促进小胶质细胞极化为M2型。Lin等[40]通过研究β-淀粉样蛋白1-40诱导小胶质细胞和星形细胞过度活化作用，发现牛膝可通过抑制淀粉样蛋白沉积和激活抗氧化防御系统，减少神经炎症，抑制小胶质细胞过度活化，防治DNP。张嘉维等[41]发现，姜黄素可通过介导髓样细胞触发受体2、TLR4显著抑制小胶质细胞过度激活，减少IL-1β和IL-6等炎症因子分泌，从而达到减轻炎症、缓解DNP作用。

4 展望

DNP与小胶质细胞的激活和极化密切相关，但迄今研究多集中在动物实验，缺乏细胞水平实验、大样本的临床研究及循证数据。中药单体或复方具有高效低毒、多靶点及多通路协调作用的显著优势，可有效干预小胶质细胞激活、极化，进而调控小胶质细胞表达，抑制促炎因子释放，促进抗炎分子分泌，改善神经系统炎症反应，修复损伤神经组织，达到治疗DNP目的。但中药是否存在一种可代替相关信号通路中间产物或直接促进小胶质细胞向M2型极化的“推进剂”，值得深入研究。中药的有效成分及作用机制复杂，今后研究还需通过“网络药理学+细胞生物学实验”等手段，加强有效成分及作用机制研究，同时进行大样本临床随机对照研究，进而分析中药治疗DNP的优势所在。