張徽，王淑靜，袁天宇，楊驕，代民言，張琦，金成斌

(哈爾濱商業(yè)大學(xué)藥學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150076)

銀杏葉提取物(Ginkgobilobaextract)是從銀杏干葉中提取的含有黃酮類、萜類內(nèi)脂、甾體等100多種化合物的混合物[1]。研究發(fā)現(xiàn)，銀杏葉提取物具有清除氧自由基、改善血液流變學(xué)、拮抗血小板活化因子、保護(hù)神經(jīng)系統(tǒng)、抗癌等多種藥理作用[2]。近年來，隨著阿爾茨海默病(Alzheimer disease，AD)、帕金森病(Parkinson′s disease，PD)、亨廷頓舞蹈病(Huntington disease，HD)等神經(jīng)退行性疾病發(fā)病率的增長，銀杏葉提取物對神經(jīng)保護(hù)作用的研究也日益增多。目前銀杏葉提取物主要用于注意力不集中﹑記憶力衰退﹑癡呆等神經(jīng)損傷性疾病，其具體作用機(jī)制較為復(fù)雜，本文將根據(jù)神經(jīng)退行性疾病的發(fā)病機(jī)制闡述銀杏葉提取物對神經(jīng)系統(tǒng)的保護(hù)作用。

1 銀杏葉提取物的藥理作用

銀杏(GinkgobilobaLinn.)為銀杏科銀杏屬落葉喬木，別名白果樹、公孫樹，是現(xiàn)存種子植物中最古老的孑遺植物，有“活化石”之稱[3]。其葉子和果實(shí)等部分均有較高的藥用價(jià)值。傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)研究發(fā)現(xiàn)銀杏葉味甘、苦、澀、平，歸心、肺二經(jīng)，其功能主要有活血化瘀，通絡(luò)止痛，斂肺平喘，化濁降脂等，多用于胸痹中風(fēng)，肺虛咳喘，高脂血癥[4]。目前國際標(biāo)準(zhǔn)的銀杏葉提取物是按照德國Schwabe專利工藝生產(chǎn)的EGB761，其成分主要包括：黃酮類24%，羧酸類13%，原花青素類7%，萜內(nèi)酯類6%，兒茶素類2%，非黃酮苷類20%，白果酸<0.0005%，高分子化合物4%，無機(jī)物5%，水分3%，其他3%。銀杏葉提取物中含有多種有效成分，并發(fā)揮著不同的藥理作用。

目前銀杏葉提取物被廣泛認(rèn)可的藥理作用主要有：①抗氧化作用：銀杏葉提取物具有清除氧自由基和羥自由基、減弱自由基氧化損傷的能力[5]。Ran等[6]通過建立兔心肌缺血再灌注損傷模型發(fā)現(xiàn)銀杏葉提取物可調(diào)節(jié)超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)酶活性和心肌肌鈣蛋白Ⅰ來清除氧自由基，改善缺血心肌細(xì)胞的抗氧化能力；②抗腫瘤作用：銀杏葉提取物通過調(diào)控血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)、Bcl-2以及Bax的表達(dá)水平，誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡[7]。還可以通過抗生物致癌因子、提高機(jī)體免疫力、誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡和抑制PI3K/Akt/VEGF信號轉(zhuǎn)導(dǎo)等途徑發(fā)揮抗腫瘤的作用[8]；③抗菌作用：銀杏葉提取物可抑制植物病原真菌和動(dòng)物病原細(xì)菌，其中對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、多殺性巴氏桿菌的抑制作用尤為明顯[9]；④改善血液流變學(xué)：銀杏葉提取物可促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞中NO的釋放，使血管舒張、心血管流量增加，從而改善心肌缺血缺氧[10]；⑤抗血小板聚集：銀杏葉提取物作用于細(xì)胞膜上的血小板活化因子(platelet-activating factor，PAF)受體，拮抗PAF誘導(dǎo)的血小板聚集以及血栓形成，能有效降低血漿和全血黏度降低。唐志苗等[11]發(fā)現(xiàn)銀杏葉提取物可通過影響血小板活化，減少血小板第3因子(PF3aT)和凝血時(shí)所需磷脂有效表面積，使家兔機(jī)體處于易出血狀態(tài)；⑥降血脂作用：銀杏葉提取物通過參與血脂的調(diào)節(jié)和脂蛋白-膽固醇的代謝，減少膽固醇在外周組織的聚集和對血管內(nèi)皮細(xì)胞的損害，從而防止動(dòng)脈粥樣硬化形成[12]；⑦保護(hù)神經(jīng)：銀杏葉提取物可有效抑制小膠質(zhì)細(xì)胞的激活及其產(chǎn)生的炎性反應(yīng)，阻止神經(jīng)細(xì)胞凋亡或變性[13]。并可以通過保護(hù)星形膠質(zhì)細(xì)胞以及抑制興奮性氨基酸誘導(dǎo)的神經(jīng)元損傷來保護(hù)神經(jīng)，臨床上多用于治療腦卒中、注意力不集中、記憶力衰退、癡呆等。

2 銀杏葉提取物對神經(jīng)退行性疾病的作用機(jī)制

神經(jīng)退行性疾病(Neurodegenerative diseases)是由于大腦和脊髓的神經(jīng)元細(xì)胞喪失而引起的一類不可逆轉(zhuǎn)的神經(jīng)系統(tǒng)疾病，特征表現(xiàn)為發(fā)作遲緩和選擇性神經(jīng)元的功能障礙。目前研究表明銀杏葉提取物可影響PI3K/Akt信號通路、CREB信號通路以及RSK1/GSK-3β信號通路來發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用[14]，除此外銀杏葉提取物還可通過多種機(jī)制預(yù)防和治療神經(jīng)退行性疾病。

2.1 銀杏葉提取物改善β淀粉樣蛋白沉積 β淀粉樣蛋白(β-amyloid protein，Aβ)是由淀粉樣前體蛋白(amyloid precursor protein，APP)經(jīng)β-分泌酶和γ-分泌酶的蛋白水解作用而產(chǎn)生的含有39～43個(gè)氨基酸的多肽。Aβ常以單體、可溶性或不溶性寡聚體及不溶性淀粉樣纖維等形式存在，其聚集體具有明顯的神經(jīng)毒性，可誘發(fā)神經(jīng)元變性和凋亡[15]。Aβ的產(chǎn)生和清除失衡，可使Aβ發(fā)生聚集反應(yīng)，生成可溶性寡聚體，最終在神經(jīng)細(xì)胞間形成老年斑，誘發(fā)神經(jīng)元凋亡和突觸丟失，產(chǎn)生神經(jīng)毒性[16]。Aβ可以使細(xì)胞膜上原有的鈣離子通道發(fā)生磷酸化，鈣離子內(nèi)流增加，導(dǎo)致鈣超載。細(xì)胞內(nèi)鈣離子紊亂會導(dǎo)致神經(jīng)元凋亡、神經(jīng)元代謝異常和酶系統(tǒng)激活信號途徑的異常[17]。研究表明對APP轉(zhuǎn)基因Tg2576小鼠注射16個(gè)月的銀杏葉提取物，結(jié)果可顯著降低小鼠APP的蛋白水平[18]，APP的減少可顯著減少小鼠Aβ沉積，從而保護(hù)神經(jīng)元。銀杏葉提取物可以抵消Aβ1-40引起的鈣超載，抑制Ca2+內(nèi)流，減輕神經(jīng)元損傷，提高海馬神經(jīng)元活力與神經(jīng)元特異核蛋白(Neu N)數(shù)目，改善由Aβ沉積引起的神經(jīng)退行性疾病[19]。

2.2 銀杏葉提取物改善神經(jīng)炎癥 神經(jīng)炎癥(Neuroinflammation)是由激活的小膠質(zhì)細(xì)胞、外周入侵的T細(xì)胞釋放炎性因子和神經(jīng)毒性因子所引起。正常情況下細(xì)胞釋放的炎性因子會保護(hù)神經(jīng)細(xì)胞，過度激活炎癥細(xì)胞可釋放致炎細(xì)胞因子如腫瘤壞死因子α(TNF-α)、一氧化氮(NO)等，引起神經(jīng)元形態(tài)改變以致神經(jīng)細(xì)胞凋亡。某些病理因素可刺激小膠質(zhì)細(xì)胞釋放多種炎性因子如：白介素1β(IL-1β)、白介素6(IL-6)、TNF-α、腫瘤壞死因子β(TGF-β)、NO、過氧化氫(H2O2)、蛋白水解酶、谷氨酸鹽等[20]。銀杏葉提取物可抑制炎癥因子和神經(jīng)毒性因子TLR-4、NF-κB、TNF-α、IL-1β和IL-6的產(chǎn)生與釋放[21]。如Zhou等[22]發(fā)現(xiàn)銀杏內(nèi)酯和銀杏內(nèi)酯酸可以通過調(diào)節(jié)TLRs/MyD88/NF-κB信號通路抑制BV2膠質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生炎癥因子。銀杏葉提取物還可抑制IL-1誘導(dǎo)產(chǎn)生的一氧化氮合酶(iNOS)/一氧化氮(NO)趨化因子，引導(dǎo)c-Jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase，c-JNK)的降解[23]。c-JNK在細(xì)胞凋亡中起著重要作用，其信號傳遞途徑的目標(biāo)是使線粒體釋放凋亡因子細(xì)胞色素C(Cyt c)，促進(jìn)細(xì)胞的凋亡[24]。銀杏葉提取物會抑制c-JNK降解，減少Cyt c的釋放，抑制細(xì)胞凋亡從而保護(hù)神經(jīng)元。

2.3 銀杏葉提取物的抗氧化作用 目前許多學(xué)者通過研究表明神經(jīng)退行性疾病與氧化應(yīng)激有關(guān)。正常機(jī)體中,活性氧(Reactive oxygen species，ROS)和活性氮(Reactive nitrogen species，RNS)產(chǎn)生與抗氧化系統(tǒng)處于動(dòng)態(tài)平衡，某些病理因素可以導(dǎo)致ROS和RNS的生成增加或使抗氧化酶活性降低造成氧化應(yīng)激。ROS的毒性作用主要包括膜蛋白的損傷和大量自由脂酸的釋放[25]。膜蛋白的損傷會造成Ca2+大量內(nèi)流，導(dǎo)致鈣超載引起的線粒體腫脹，最終造成神經(jīng)元的不可逆性損傷。大量的自由脂酸會使Tau蛋白異常聚合，產(chǎn)生神經(jīng)纖維纏結(jié)(Neurofibrillary tangle，NFT)，最終導(dǎo)致神經(jīng)細(xì)胞功能喪失。銀杏葉提取物清除自由基抗氧化的作用機(jī)制與抑制ROS的生成密切相關(guān)。肖茜等[26]用H2O2建立氧化損傷模型，結(jié)果顯示EGB761可使損傷后的白癜風(fēng)黑素細(xì)胞中的丙二醛(MDA)和ROS水平顯著降低，而超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)的活性明顯增加(SOD和GSH-Px是機(jī)體內(nèi)抗氧化酶)。說明銀杏葉提取物的抗氧化作用機(jī)制是降低氧化產(chǎn)物的生成和提高抗氧化物酶活性。

2.4 銀杏葉提取物抗凋亡作用 細(xì)胞凋亡(apoptosis)是指為維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定，由基因控制細(xì)胞自主有序的死亡。凋亡調(diào)控的紊亂會引起神經(jīng)系統(tǒng)功能損傷、自身免疫性疾病和腫瘤等一系列疾病。經(jīng)典的細(xì)胞凋亡途徑主要為死亡受體途徑和線粒體途徑[27]，前者是死亡配體與細(xì)胞表面的死亡受體相結(jié)合，死亡受體胞內(nèi)段的死亡域會吸引銜接蛋白并募集caspase-8前體，形成死亡誘導(dǎo)信號復(fù)合物，激活caspase-3，caspase-7等，進(jìn)而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。后者是刺激因子誘導(dǎo)線粒體釋放Cyt c、使其進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)與dATP、Aapf-1和procaspase-9組成凋亡體，凋亡體可激活其下游的procaspase-3，誘發(fā)最終效應(yīng)蛋白caspase-3的表達(dá)，剪切細(xì)胞內(nèi)骨架蛋白，介導(dǎo)細(xì)胞核片段化，引起細(xì)胞皺縮、DNA裂解、染色體濃縮和凋亡小體的形成等，最終誘發(fā)caspase級聯(lián)放大反應(yīng)引起細(xì)胞凋亡[28-29]。大量實(shí)驗(yàn)證明，銀杏葉提取物可抑制caspase-3的啟動(dòng)及其級聯(lián)反應(yīng)，抑制神經(jīng)細(xì)胞凋亡的發(fā)生，并改善學(xué)習(xí)記憶功能[30]。

迄今為止，人類已發(fā)現(xiàn)包括P53，細(xì)胞因子反應(yīng)調(diào)解蛋白(CrmA)，凋亡抑制蛋白家族(IAPs)，F(xiàn)LICE抑制蛋白(FLIPs)以及Bcl-2蛋白家族在內(nèi)的多種凋亡抑制分子，Bcl-2蛋白家族是由凋亡抑制因子(Bcl-2、Bcl-xl)和凋亡促進(jìn)因子(如Bax、Bak、Bid、Bad)等組成，目前認(rèn)為Bcl-2和Bcl-xl通過三種方式調(diào)控凋亡[24]，分別是：①同Bax形成異源二聚體；②與線粒體功能蛋白質(zhì)電壓依賴式陰離子通道VDAC結(jié)合；③干擾Bax、Bak等促凋亡因子定向易位到具體的細(xì)胞器。李鵬盈等[31]通過建立心肌細(xì)胞缺氧損傷模型發(fā)現(xiàn)銀杏葉提取物可顯著升高缺氧心肌細(xì)胞Bcl-2的mRNA和蛋白表達(dá)水平，降低Bax、caspase-3的mRNA和蛋白表達(dá)水平。

2.5 銀杏葉提取物對線粒體功能的保護(hù) 線粒體作為細(xì)胞的能量工廠，除了對人體能量供應(yīng)有著重要作用外，同時(shí)還參與調(diào)節(jié)多種復(fù)雜的功能以維持人體正?；顒?dòng)。線粒體發(fā)生損傷會引發(fā)神經(jīng)退行性疾病[32]，其機(jī)制可能包括：①線粒體動(dòng)態(tài)變化(線粒體分裂、融合、運(yùn)輸)的異常能導(dǎo)致線粒體延長或縮短，最終降低線粒體的代謝活力[33]。例如，抑制線粒體分裂蛋白1(Drp1)表達(dá)可促使線粒體延長，氧化磷酸化(oxidative phosphorylation, OX-PHOS)復(fù)合物Ⅳ活力下降，導(dǎo)致線粒體功能障礙；②線粒體會通過電子傳遞鏈(ETC)產(chǎn)生ATP和低水平的ROS，維持正常細(xì)胞所需的能量和氧。神經(jīng)元活動(dòng)需要消耗大量能量，當(dāng)線粒體呼吸鏈被破壞時(shí)，會使線粒體膜電位低于閾值，ATP的生成受到抑制，導(dǎo)致能量供應(yīng)不足而損傷神經(jīng)細(xì)胞[32]；③鈣超載可降低線粒體膜電位，引起線粒體腫脹及Cyt c等凋亡因子的釋放，激活凋亡級聯(lián)反應(yīng)而促進(jìn)細(xì)胞的凋亡。此外鈣超載還會刺激星形膠質(zhì)細(xì)胞釋放IL-1β、IL-6、TNF-α等炎性因子，使神經(jīng)炎癥加重；④體內(nèi)過多的ROS會發(fā)生脂質(zhì)過氧化反應(yīng)生成MDA，MDA會影響線粒體ETC和磷酸化過程。上述改變會引起腦內(nèi)神經(jīng)元細(xì)胞發(fā)生不可逆性傷害。銀杏葉提取物可以抑制線粒體內(nèi)鈣離子超載[34]，抑制細(xì)胞凋亡，保護(hù)神經(jīng)元。王登科等[35]研究發(fā)現(xiàn)，銀杏葉提取物可使大鼠周圍神經(jīng)元線粒體的體密度與數(shù)密度均增大，線粒體的腫脹、內(nèi)室擴(kuò)張等形態(tài)明顯好轉(zhuǎn)。由此可得出，銀杏葉提取物可維持神經(jīng)元細(xì)胞線粒體的數(shù)目和形態(tài)，改善線粒體水腫，改善線粒體損傷所引起的神經(jīng)退行性疾病。杲海霞等[36]通過檢測線粒體中脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物MDA、SOD和ATP的相關(guān)指標(biāo)發(fā)現(xiàn)，銀杏葉提取物可增加SOD的活性，減少M(fèi)DA含量和ROS的過度損傷而提高線粒體的抗氧化作用，并通過提高Na+，K+-ATP和Ca2+，Mg2+-ATP酶活性，ATP含量增加，腦內(nèi)供能增加。

2.6 銀杏葉提取物對能量代謝影響 能量即生命的源泉，一切生命活動(dòng)都需要能量。大腦占人體重的2%，但耗能卻占總能量的20%，由此可見能量對大腦的重要性。若大腦中能量代謝紊亂會引發(fā)神經(jīng)退行性疾病[37]。大腦主要利用葡萄糖供能，只有在長期饑餓狀態(tài)以脂肪代謝產(chǎn)物酮體來供能。研究表明AD患者中α-酮戊二酸脫氫酶(α-KGDH)活性明顯降低[38]，PD患者ATP水平降低。Goncalves等[39]通過體外暴露于6-羥基多巴胺(6-OHDA)模擬PD效應(yīng)，發(fā)現(xiàn)皮質(zhì)腦片出現(xiàn)了與氧化磷酸化和能量途徑相關(guān)的乳酸脫氫酶(LDH)的活性增加。周春霞等[40]通過建立心肌缺血/再灌注損傷模型，發(fā)現(xiàn)銀杏葉提取物中活性成分GB能提高ATP酶活性，降低缺血/再灌注模型組的LDH活力，提高Na+/K+-ATP酶和Ca2+/Mg2+-ATP酶活力，進(jìn)而調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)外離子平衡尤其是Ca2+穩(wěn)態(tài)，改善心肌組織的能量代謝障礙。

3 小結(jié)

神經(jīng)退行性疾病會降低病人的生活質(zhì)量，給患者家庭帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，給社會醫(yī)療帶來了巨大的壓力。目前銀杏葉提取物可以通過改減少Aβ沉積，減輕神經(jīng)炎癥，抗氧化，抗凋亡，改善線粒體功能、能量代謝等途徑保護(hù)神經(jīng)，通過此機(jī)制將會為神經(jīng)退行性疾病靶向藥物的開發(fā)提供新思路。銀杏葉提取物對神經(jīng)元的保護(hù)作用與抗氧化、改善線粒體、改善能量代謝等機(jī)制存在著內(nèi)在的聯(lián)系，因此進(jìn)一步探究銀杏葉提取物對神經(jīng)系統(tǒng)疾病治療具有重要意義。