基于晚期糖基化终末产物-晚期糖基化终末产物受体信号通路的中医药干预缺血性卒中研究进展※

彭翠玲 张敬华

(1.南京中医药大学2021级硕士研究生,江苏 南京 210023;2.南京中医药大学附属南京中医院脑病科,江苏 南京 210023)

卒中是临床上常见的脑血管疾病,也是最常见的致死、致残病因,临床上根据卒中发生的原因可分为出血性卒中和缺血性卒中两大类。出血性卒中是由于脑血管破裂血液外溢所致,缺血性卒中则是指因脑血管狭窄或闭塞,导致局部脑组织供血不足,临床中以缺血性卒中为主,约占所有卒中病例的87%[1]。晚期糖基化终末产物(AGEs)是一组不可逆共价化合物,是一些大分子物质如脂质、蛋白质等末端的还原性氨基与多种糖类的醛基发生高度可逆的美拉德反应,再经化学重排、脱水等一系列反应形成的不可逆的终末产物[2]。AGEs受体(RAGE)是一种跨膜受体,因其与AGEs的结合能力而得名,可以在脑部的神经元、神经胶质细胞中表达,另外其在内皮细胞中也有表达[3]。AGEs与RAGE相互结合可以激活丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)、核转录因子κB(NF-κB)及活性氧(ROS)等多种细胞因子,进而促进氧化应激、炎性反应及细胞凋亡的发生,与多种疾病的发生发展密切相关,因此弄清其致病机制对于疾病的诊疗具有重大意义。研究表明,AGEs与RAGE在缺血缺氧模型大鼠脑中明显升高,通过抗AGEs-RAGE通路及其相关因子的激活,可以抑制缺血缺氧对脑组织的损害作用,从而发挥对缺血性卒中的保护作用[4]。缺血性卒中中医学称之为中风,以猝然昏倒、不省人事、半身不遂、言语不利、口眼歪斜为主要临床表现。中医药在缺血性卒中治疗中疗效突出,得到了临床的广泛应用和认可。本文对AGEs-RAGE信号通路在缺血性卒中中的致病机制及中医药通过干预AGEs-RAGE信号通路治疗缺血性卒中的进展进行综述,以期为使用中医药治疗缺血性卒中提供借鉴。

1 AGEs-RAGE信号通路影响缺血性卒中形成机制

研究表明,多种机制参与了缺血引起的脑损伤,包括氧化应激、炎性反应、细胞凋亡、兴奋性毒性等[5]。RAGE可通过增强血管损伤和有害神经胶质体介导的炎性反应,导致脑缺血后神经元死亡[6],其水平上调主要发生在大脑中动脉闭塞(tMCAO)后小鼠损伤脑组织内的小胶质细胞与巨噬细胞中,通过药物拮抗剂或基因缺失抑制RAGE活性,可以减轻缺血性脑损伤,包括脑梗死、神经功能缺损等,促进神经元存活[7]。AGEs-RAGE信号通路还可以通过胞质还原型辅酶Ⅱ(NADPH)氧化酶促进ROS的生成,加快氧化应激过程,并加重脑缺血对脑组织的损伤。在某些条件和细胞类型中,AGEs-RAGE信号通路也可能通过诱导线粒体超氧化物促进氧化应激的下游扩增[8]。ROS过度增多不仅会对细胞内重要成分产生不利影响,包括蛋白质破坏、脂质过氧化、DNA损伤和细胞内钙含量激增,还影响脑血管张力、血小板活性和内皮细胞通透性,导致血脑屏障功能障碍及细胞死亡,最终导致缺血性卒中的发生[9]。

AGEs-RAGE信号通路介导缺血性卒中炎性反应的过程可能主要是通过激活包括MAPK在内的多种途径促进NF-κB的磷酸化,NF-κB被激活后则进入细胞核,继而转录与细胞损伤相关的基因表达,如促纤维化、促炎性反应、促氧化应激等相关因子。在脑缺血过程中,AGEs-RAGE信号通路中被激活的促炎因子主要包括白细胞介素6(IL-6)、IL-1β、肿瘤坏死因子α(TNF-α)、血管细胞黏附分子-1(VCAM-1)及细胞间黏附分子-1(ICAM-1)等[10]。

AGEs-RAGE信号通路也可通过细胞凋亡途径介导脑损害,主要是促进凋亡因子的产生和半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶(Caspase)级联反应的发生诱导细胞凋亡。具体表现为AGEs与RAGE结合后,可通过激活NF-κB、ROS、c-Jun氨基末端激酶(JNK)、p38 MAPK等多种下游物质来介导凋亡信号的传导、线粒体的崩解、死亡受体的激活等,使Caspase释放增多,最终促进细胞凋亡[11]。也有研究表明,RAGE对B淋巴细胞瘤-2(Bcl-2)、Bcl-2相关X蛋白(Bax)、Caspase-3、Caspase-9的水平也有调节作用,从而影响细胞凋亡过程[12-13]。

2 中医药通过AGEs-RAGE信号通路治疗缺血性卒中

历代中医学者对于缺血性卒中的病因病机都有研究,总体来说本病是由于内伤积损致机体亏虚,又受外邪侵犯,或饮酒饱食,或情志失调,或劳累太过,导致脏腑失衡,气血失于调和,运行逆乱,上犯脑窍而致,总属本虚标实之证,常见致病因素包括风、火、痰、瘀、虚,临床常运用清热化痰、平肝熄风、活血化瘀、滋阴益气、醒神开窍等方法进行辨证施治,均有很好的疗效。近年来,有关中医药治疗缺血性卒中药理作用机制的研究日益深入,不仅包括单药研究,还包括中药复方、针灸等方面,现对可通过影响AGEs-RAGE信号通路对缺血性卒中发挥防治作用的研究进行具体论述。

2.1 中药单药

2.1.1 黄连 黄连的主要功效为清热燥湿、泻火解毒,小檗碱是黄连的主要有效成分之一,研究表明其有调节血糖、血脂、抗炎、保护神经功能等多种作用[14]。马月娥等[15]研究发现,糖尿病认知功能障碍模型小鼠给予小檗碱干预后,小鼠原本排列松散无序的神经元变得排列整齐,血清中炎症相关因子TNF-α、IL-1β含量减少,海马中AGEs、RAGE、NF-κB的mRNA和蛋白表达也有所下调,提示小檗碱可能通过下调AGEs/RAGE/NF-κB信号通路来改善脑神经功能与认知障碍。

2.1.2 夏枯草 夏枯草具有清肝泻火、明目、散结消肿的作用,具有调节血压、血糖、抗炎、抗氧化、抗肿瘤等功效[16]。JIAO X等[17]通过网络药理学分析表明,夏枯草可通过影响AGEs-RAGE信号通路及其下游MAPK信号通路,抑制IL-1β、IL-6、TNF-α等炎症因子的表达,参与并调节与动脉粥样硬化相关的多种基因的激活,从而起到防治动脉粥样硬化的作用。

2.1.3 罂粟 罂粟具有健脾开胃、清热利水的功用,罂粟碱是其有效成分之一。SAGLAM E等[18]研究发现,脑损伤后神经胶质细胞和神经元中RAGE、NF-κB的表达可增加,NF-κB通过调节促炎基因的表达能进一步促进神经炎症的发生,继而加重脑损伤,然而罂粟碱对RAGE、NF-κB的表达具有抑制作用,认为罂粟碱可能通过调节RAGE-NF-κB通路发挥神经保护作用。

2.1.4 黄芪 黄芪是临床常用的补虚药,具有补气升阳、利水消肿、托毒排脓、敛疮生肌的作用,其主要有效成分包括黄芪甲苷、槲皮素、山柰酚等。唐晓松等[19]通过网络药理学研究认为,AGEs-RAGE信号通路可通过促进炎症介质的表达导致动脉粥样硬化的发生,参与缺血性卒中的发生与发展,而黄芪能够抑制AGEs-RAGE信号通路的表达,可能是其治疗缺血性卒中的主要通路之一。JIN Q等[20]研究表明,黄芪可以通过下调AGEs-RAGE信号通路下游MAPK的表达,减少氧化应激相关标志物ROS的表达,下调炎症相关因子NF-κB、IL-1β、TNF-α的表达,并抑制Bax和Caspase-3的表达以减轻细胞凋亡,从而发挥保护细胞免受损伤的作用。

2.1.5 地黄 地黄具有清热凉血、养阴生津的功效,常用于治疗内生火邪及肝肾阴虚所致的缺血性卒中。BAI Y等[21]研究表明,地黄的有效成分梓醇,可以抑制RAGE及NF-κB的表达,减少缺血性卒中发生后AGEs与RAGE的结合,并通过抑制细胞外调节蛋白激酶(ERK)、JNK、p38 MAPK的活化,下调促炎因子的表达,减轻炎性反应,还能抑制氧化应激相关物质如诱导型一氧化氮合酶(iNOS)、NADPH氧化酶活性,减轻氧化应激损伤,多种作用协同发挥细胞保护作用。

2.1.6 三七 三七具有活血化瘀、止血定痛的作用,三七总皂苷是其主要活性成分之一。WANG C等[22]研究发现,三七总皂苷可以逆转缺血再灌注模型大鼠大脑中AGEs的表达,并且在AGEs的前体甲基乙二醛上也发现了类似的调节作用,认为三七总皂苷对AGEs-RAGE信号传导具有拮抗作用,这也是其对缺血性脑损伤发挥神经保护作用的主要机制之一。

2.1.7 姜黄 姜黄的主要功效为破血行气,通经止痛,姜黄素是姜黄的有效成分之一。LIN J等[23]研究表明,姜黄素可通过增加谷氨酸半胱氨酸连接酶(GCLM)活性和提高谷胱甘肽(GSH)合成,并抑制RAGE基因表达,从而减弱AGEs对细胞氧化应激的刺激作用,从而对缺血性卒中发挥防治作用。

2.1.8 柴胡-桂枝 研究表明,柴胡桂枝汤和柴胡加龙骨牡蛎汤对缺血性卒中均有良好的治疗效果[24-25],而柴胡-桂枝作为上述两方的君药组成,对治疗功效的发挥起着重要作用。张丽曼[26]采用网络药理学方法对柴胡-桂枝药对治疗缺血性卒中的活性成分、关键靶点及作用通路进行分析,结果显示柴胡-桂枝药对主要依靠槲皮素、山柰酚等成分发挥治疗作用,调节IL-6、血管内皮生长因子A(VEGFA)、TNF、Caspase-3等关键靶点,调控AGEs-RAGE和低氧诱导因子-1(HIF-1)信号通路,抑制炎性反应和细胞凋亡的发生,发挥抗脑缺血性损伤的作用。

2.2 中药复方

2.2.1 六味地黄丸 肾主骨生髓,而脑则为髓海,肾精生髓,上充于脑,滋生脑髓,濡养脑窍,因而肾与脑之间的关系非常密切。六味地黄丸具有滋补肾阴、填精益髓的功效,在脑系疾病的治疗中应用广泛[27]。贾亚泉等[28]研究表明,予六味地黄丸干预后,阿尔茨海默病(AD)模型小鼠脑微血管数量明显增多,神经胶质细胞数量明显减少,细胞内皮连接间隙变小,同时Aβ和RAGE的表达水平明显下调,表明六味地黄丸能通过抑制RAGE的表达来减轻神经元损伤,改善小鼠脑血管内皮,发挥对缺血性卒中的防治作用。

2.2.2 小续命汤 小续命汤具有祛风散寒、益气温阳的功效,具有减轻脑水肿、保护神经细胞、预防脑血管疾病的作用,常被用于中风及其后遗症的治疗[29]。LIU N等[30]研究显示,小续命汤可下调脑缺血高血糖组大鼠RAGE、AGEs及高迁移率族蛋白B1(HMGB1)的表达,抑制NF-κB的激活,进而减少IL-1β、IL-6、TNF-α等促炎因子的释放,减轻脑缺血产生的脑损害,表明小续命汤能通过抑制AGEs-RAGE通路的激活及神经炎症的产生,改善缺血性卒中后急性高血糖引起的血脑屏障破坏和神经功能缺损。

2.2.3 平肝潜阳汤 平肝潜阳汤具有平肝潜阳、活血通络的功效,临床主要治疗肝阳上亢之证候。YAO J等[31]研究认为,血管新生对于缺血性卒中后神经功能的恢复具有重要作用,然而新生血管的基底膜常比较脆弱,而且不够完整,易发生破裂出血,同时炎性细胞及脂质也容易通过破裂的基底膜进而增大斑块体积,导致血管腔更为狭窄,引发急性缺血性卒中,而平肝潜阳汤可通过AGEs-RAGE信号通路改善血管组织形态并有效调节血管重塑,可以在一定程度上预防缺血性卒中的发生。

2.2.4 补阳还五汤 补阳还五汤是治疗中风后遗症的著名方剂,可以通过保护神经细胞、修复血脑屏障、降血脂、抗炎、抗细胞凋亡等作用来防治缺血性卒中[32]。周忠光等[33]研究发现,经补阳还五汤治疗后,AD模型小鼠海马中RAGE、ICAM-1、VCAM-1基因和蛋白表达均下调,RAGE的下游细胞因子NF-κB、IL-6表达也受到抑制,从而可以预防ICAM-1和VCAM-1诱导的血管内皮炎性反应的发生。

2.3 针灸 针灸是中医学特色疗法之一,具有疏通经络、运行气血的作用,尤其在中风后遗症的防治中效果显著[34]。周忠光等[35]研究发现,“益肾调督”针灸治疗可抑制AD模型小鼠海马中RAGE的产生,降低NF-κB、p65 mRNA 的表达,通过抑制脑组织神经炎症的发生、减少神经元细胞凋亡,并增加脑组织的血流量,从而起到神经保护作用。

3 小结

缺血性卒中具有极高的致死率与致残率,高危人群的积极预防、患病后的及时有效治疗,对于挽救生命、减轻后遗症、提高患者的生活质量极为重要[36-38]。AGES-RAGE信号通路是缺血性卒中发生和发展中非常重要的环节,中药单药、中药复方、针灸皆可通过AGEs-RAGE信号通路,对氧化应激、炎性反应、细胞凋亡等生物反应过程进行调节,参与改善血管内皮、预防动脉粥样硬化形成、调节血管重塑等过程,进而发挥治疗缺血性卒中的功效,具有多手段、多靶点的特点[39-40]。但从目前来看,对中药单药的研究仍多于中药复方,这不利于对中药复方中药协同治疗作用的研究,分析其原因可能与中药复方成分更加复杂多样有关,有待结合现代医疗技术,加深对中药复方的研究。另外,临床上基于AGEs-RAGE信号通路探讨中医药防治脑损伤的研究虽然很多,但专门针对缺血性卒中的研究较少,需要将来更多更深层次的针对性研究,以提供更加有力的证据支撑。