廖 陽 陳 嬌 楊東東 侯小林 尹小琴 劉美君

(1 成都中醫(yī)藥大學臨床醫(yī)學院，四川省成都市 610075；2 四川省仁壽縣人民醫(yī)院神經內科，四川省仁壽縣 620599；3 成都中醫(yī)藥大學附屬醫(yī)院神經內科，四川省成都市 610075)

【提要】 帕金森病的發(fā)病機制尚不完全明確，無論何種機制最終均會導致多巴胺能神經元凋亡。研究發(fā)現，鐵死亡是帕金森病的重要發(fā)病機制之一，其實質是脂質過氧化導致的調節(jié)性細胞壞死，是一種新的細胞凋亡方式。中醫(yī)藥能干預甚至是逆轉細胞鐵死亡的發(fā)生，為帕金森病的治療及預防提供新的思路。本文就鐵死亡與帕金森病的關系，以及中醫(yī)藥通過調節(jié)鐵死亡干預帕金森病的研究進展做一綜述，為中醫(yī)藥治療提供參考。

帕金森病是世界上僅次于阿爾茨海默病的第二大神經退行性疾病，是一種以靜止性震顫、運動遲緩、肌強直和姿勢平衡障礙為主要特征的神經系統(tǒng)變性疾病。隨著我國人口老齡化的加劇，帕金森病的患病人數增長迅速[1]。帕金森病的運動癥狀與非運動癥狀嚴重影響患者的生活質量，給患者家庭和社會帶來沉重的負擔。鐵死亡是一種依賴鐵離子且由活性氧誘導脂質過氧化導致的調節(jié)性細胞壞死[2]，其實質是細胞內與鐵相關的代謝發(fā)生異常導致脂質過氧化物代謝障礙，使細胞內氧化還原失衡，進一步誘導細胞死亡。線粒體、內質網、高爾基體、溶酶體的氧化應激是導致細胞鐵死亡的主要原因[3]。近年來研究發(fā)現，鐵死亡是帕金森病的發(fā)病機制之一，鐵死亡通過干預細胞內鐵代謝、氨基酸代謝和脂質代謝引起多巴胺能神經元內細胞器代謝失衡，多種細胞器氧化應激產生過多的活性氧，使多巴胺能神經元細胞凋亡，進而導致帕金森病的發(fā)生及加快疾病的發(fā)展進程[4]。目前西醫(yī)治療帕金森病的藥物主要為抗膽堿能類和擬多巴胺類藥物，多用于控制運動癥狀，但難以改善非運動癥狀，且易導致異動癥、劑末惡化、開關現象等并發(fā)癥的發(fā)生。中醫(yī)藥可干預帕金森病的發(fā)生與發(fā)展，其具體機制尚不清楚，但已有學者發(fā)現中醫(yī)藥治療能通過抑制鐵死亡、減輕機體氧化應激，達到控制預防帕金森病的作用。

1 帕金森病的發(fā)病機制

帕金森病的發(fā)病機制尚不完全明確，目前認為黑質多巴胺能神經元大量變性死亡及路易小體的出現是帕金森病的兩大基本病理特征，其導致多巴胺遞質和膽堿能遞質的失衡，引起基底節(jié)的運動功能發(fā)生異常，例如肌張力增高和運動減少等癥狀的發(fā)生，導致了帕金森病的運動癥狀和非運動癥狀的發(fā)生。帕金森病的發(fā)病機制主要與α-突觸蛋白異常、氧化應激、線粒體功能與結構障礙、神經炎癥等有關[5-7]，上述因素互相影響，最終通過氧化應激導致帕金森病的發(fā)生。α-突觸核蛋白錯誤折疊形成異常蛋白，其聚集會進一步加重神經炎癥，破壞線粒體的功能結構，增加活性氧的產生，而大量產生的活性氧可影響細胞的分化和凋亡[6,8-10]。神經退行性病變與核轉錄因子和核苷酸結合寡聚化結構域樣受體家族pyrin結構域3(nucleotide-binding oligomerization domain-like receptor family pyrin domain containing 3,NLRP3)炎癥小體關系密切，其中NLRP3炎癥小體是神經退行性病變中研究得最多的炎癥小體，線粒體的結構與功能障礙可以激活NLRP3，進而增加線粒體的活性氧產生，加重氧化應激[11-13]。

2 鐵死亡機制

2.1 鐵代謝 鐵是強大的氧化劑，其與機體的氧化應激密切相關。鐵代謝的主要途徑為：食物中三價鐵在胃酸的作用下被還原成亞鐵，亞鐵在體內通過以下兩種途徑進行轉運，其一是在小腸上被氧化成三價鐵，繼而與去鐵鐵蛋白結合形成鐵蛋白保留在腸黏膜細胞中；其二是吸收入血的亞鐵在銅藍蛋白的作用下被氧化成三價鐵，與轉鐵蛋白形成TF-Fe3+后，再與細胞膜表面轉鐵蛋白受體1結合，經胞吞后進入細胞內，在酸性條件下三價鐵被鐵還原酶還原成亞鐵離子，隨后二價金屬轉運蛋白1介導亞鐵離子儲存到鐵蛋白中，或者通過膜鐵轉運蛋白1流出到細胞膜上，由此調節(jié)鐵穩(wěn)態(tài)[14]。在病理狀態(tài)下，鐵過載時會進一步導致氧化應激，造成線粒體損傷，使得鐵流入增加，增加活性氧的生成?；钚匝醯倪^度累積，造成脂質過氧化，進一步激活鐵死亡[15]。

2.2 氨基酸代謝 胱氨酸/谷氨酸反向轉運體(System Xc-)是能抑制鐵死亡的一類小分子，參與轉運細胞內的谷氨酸和細胞外的胱氨酸，并攝取胱氨酸進入細胞內，參與調控谷胱甘肽的合成。溶質載體家族7成員11號(solute carrier family 7 member 11，SLC7A11)是System Xc-的一個亞基，SLC7A11的表達下調能減少谷胱甘肽合成，增強脂質氧化作用[2]。谷胱甘肽過氧化物酶4(glutathione peroxidase 4,GPX4)是抑制鐵死亡的另一類小分子物質，其能夠抗脂質過氧化。當System Xc-功能被抑制，谷胱甘肽被耗盡，間接抑制了GPX4的功能，亞鐵離子氧化脂質而產生活性氧，促進了鐵死亡[16]。愛拉斯汀是一種鐵死亡誘導劑，其通過抑制System Xc-的功能，間接抑制GPX4的功能來促進鐵死亡[2]；Ras選擇性致死化合物與GPX4共價結合，直接降低GPX4的表達而導致細胞發(fā)生鐵死亡[17]。GPX4是鐵死亡氨基酸代謝途徑的關鍵酶，在System Xc-/GPX4途徑中，可以通過促進System Xc-、SLC7A11來間接提高GPX4的表達，從而抑制細胞鐵死亡，也可通過下調Ras選擇性致死化合物水平，減少其與GPX4的結合，直接促進GPX4表達來抑制鐵死亡。

2.3 脂質代謝 鐵過載可導致脂質過氧化而引起鐵死亡[18]。脂質過氧化導致膜脂中多不飽和脂肪酸發(fā)生氧化，是鐵死亡的典型特征。酰輔酶A合成酶長鏈家族成員4是一種促進鐵死亡的關鍵調節(jié)因子，關于其介導的鐵死亡機制有幾種假說，目前認為其與煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶、脂氧合酶、細胞色素P450單加氧酶、線粒體等通過脂質氧化作用使細胞膜富含多個飽和脂肪酸，從而介導鐵死亡[19]。

3 鐵死亡與帕金森病的關系

近年來有研究顯示，帕金森病的發(fā)生與鐵元素相關，鐵死亡為帕金森病重要的發(fā)病機制。鐵參與了腦組織突觸發(fā)育、髓鞘形成、神經遞質的生成和運轉，可影響兒童的智商、認知、運動、社會功能的發(fā)育[2]。隨著年齡的增長，鐵主要沉積在大腦，尤其是大腦中與疾病發(fā)病相關的區(qū)域，并可能伴隨氧化應激、炎癥和細胞死亡，帕金森病和阿爾茨海默病等神經退行性病變均與鐵水平的升高有關，其原因是鐵穩(wěn)態(tài)失衡[14]。

鐵死亡在黑質多巴胺能神經元凋亡中具有關鍵作用。鐵穩(wěn)態(tài)受胞質鐵調節(jié)蛋白活性的調節(jié)，鐵含量增加可影響α-突觸蛋白的翻譯[20]。去鐵酮是一種螯合劑，對三價鐵離子具有親和性，有研究表明去鐵酮能夠改善帕金森病患者的運動功能并且增加其多巴胺水平，減緩患者的疾病進展[21]。在帕金森模型小鼠中，給予鐵螯合劑、鐵死亡抑制劑可以防止小鼠的神經元丟失和行為損傷，減輕小鼠的運動障礙[21-22]。鐵穩(wěn)態(tài)失衡后造成鐵死亡，增加活性氧對神經元的氧化損傷，尤其是多巴胺能神經元這樣的高有氧代謝細胞[23]。此外，還有研究表明，核因子E2相關因子2(nuclear factor-E2-related factor 2，Nrf2)在鐵死亡中發(fā)揮重要作用，激活的Nrf2信號通路可以有效保護細胞，因其能夠上調谷胱甘肽水平，從而維持GPX4的活性抑制鐵死亡[24]。

4 中醫(yī)藥通過調節(jié)鐵死亡干預帕金森病

在中醫(yī)學理論中，帕金森病屬“顫”“痙”疾病范疇。帕金森病的病機尚無統(tǒng)一定論，有現代醫(yī)家發(fā)現其核心病機是陰虛和內熱，主要病理基礎是肝腎陰虛[25]。劉晶等[26]提出帕金森病的發(fā)生和發(fā)展可歸結于毒損腦絡，與神經炎癥反應關系密切，治則為補養(yǎng)肝腎、滋陰活血。郭雨馳等[27]通過復查文獻發(fā)現，用于治療帕金森的中藥以補虛藥為主，歸經多為肝經、脾經、腎經。中醫(yī)聯合西藥治療帕金森病也有著獨特的優(yōu)勢，有Meta分析證實中西醫(yī)結合治療帕金森病能夠改善其非運動癥狀[28]。有學者提出某些中藥單體(如黃芩素、葛根素)，可作為天然的鐵螯合劑通過不同的途徑調節(jié)鐵死亡，干預帕金森病發(fā)生和發(fā)展過程中的多巴胺能神經元凋亡[29]。中藥、中藥復方及一些傳統(tǒng)中醫(yī)學的非藥物療法(如針刺、艾灸等)能在一定程度上調節(jié)黑質多巴胺能神經元的鐵死亡，進而預防和控制帕金森病的發(fā)展。

3.1 中藥單體抗帕金森病的作用機制 中藥單體可作為天然的鐵螯合劑，通過抗氧化作用來干預和調節(jié)鐵死亡。研究表明，黃芩素可能通過減少谷氨酸釋放和拮抗N-甲基-D-天冬氨酸受體來抑制神經元的興奮性毒性，還能通過抑制線粒體和內質網應激信號通路發(fā)揮抗凋亡作用；在生化水平上，黃芩素可限制愛拉斯汀誘導的亞鐵生成、谷胱甘肽耗竭和脂質過氧化；在蛋白質水平上，黃芩素可抑制愛拉斯汀介導的GPX4的降解[30-31]。因此，黃芩素通過減少活性氧抑制氧化應激,保護GPX4抑制膜脂過氧化來抑制鐵死亡。有學者發(fā)現，葛根素通過提高PC12細胞谷胱甘肽的生物合成能力來減輕1-甲基-4-苯基吡啶誘導的氧化應激，改善1-甲基-4-苯基-1，2，3，6-四氫吡啶中毒野生型小鼠腹側中腦運動功能障礙[32-34]。葛根素能夠減輕活性氧的積聚和提高抗氧化酶GPX4的表達水平，抑制細胞凋亡[35-36]。Haleagrahara等[37]采用6-羥基多巴胺誘導建立帕金森病大鼠模型，使用槲皮素治療能夠提高大鼠谷胱甘肽水平，抑制脂質膜過氧化。研究表明，提高谷胱甘肽水平能夠促進GPX4的功能進而抑制鐵死亡的發(fā)生，因此我們認為槲皮素能通過提高谷胱甘肽水平來抗氧化應激，進一步抑制鐵死亡。芹菜素可以通過提高GPX4水平抑制鐵死亡，同時可以通過減少C/EBP同源蛋白表達、活性氧積累和線粒體損傷來保護HT22神經細胞免受內質網應激誘導的凋亡[38-39]。芹菜素對多巴胺能神經元的保護作用可能是通過減少氧化損傷、神經炎癥和小膠質細胞活化及增強神經營養(yǎng)電位來實現的[40]。上述研究表明，部分中藥單體能夠對帕金森病小鼠模型的黑質神經元起到保護作用，其機制復雜，可能主要與調節(jié)腦組織黑質細胞谷胱甘肽、GPX4水平進而抑制鐵死亡有關。

3.2 中藥方劑抗帕金森病的作用機制 中藥方劑治療帕金森病的機制復雜。有研究表明，芍藥甘草湯能夠顯著提高Nrf2的水平，防止線粒體功能障礙，降低活性氧的產生[41-42]，芍藥和甘草通過不同途徑發(fā)揮作用，當兩種藥物聯合使用時可能會使作用加強[43]。既往研究已經證明Nrf2在鐵死亡過程中的重要作用，以上研究雖未研究芍藥甘草湯對鐵死亡的影響，但其對Nrf2的促進作用可能會抑制鐵死亡，但這仍需要進一步的實驗證實。加減地黃飲子能對1-甲基-4-苯基-1，2，3，6-四氫吡啶誘導的帕金森病小鼠模型的黑質神經元起到保護作用，雖然其機制尚不清楚，但其能夠減少谷胱甘肽的損耗[44]。腦泰方能夠提高GPX4和谷胱甘肽的水平，加速鐵的代謝，降低活性氧和鐵沉積[45-46]。桃紅四物湯通過激活Nrf2通路，減輕氧化應激，保護神經元[47-49]。以上研究表明，中藥方劑干預帕金森病的機制可能與激活Nrf2通路、提高GPX4和谷胱甘肽水平等有關，這些途徑與鐵死亡的發(fā)生機制密切相關，我們推測這些方劑可能通過干預鐵代謝和氨基酸代謝來調控鐵死亡。

3.3 中醫(yī)外治法抗帕金森病的作用機制 中國傳統(tǒng)醫(yī)學非藥物治療如針刺、艾灸、功法鍛煉等，均能使帕金森病患者獲益，改善帕金森癥狀，延緩病情的進展。李靜等[50]發(fā)現采用電針刺激帕金森模型大鼠能夠提高谷胱甘肽含量，抑制多巴胺能神經元的凋亡，大鼠的活動較前增多，毛色較前恢復。有研究顯示，艾灸帕金森病模型大鼠的百會穴和四神聰穴，能減少尼氏小體的丟失、改善黑質多巴胺能神經元功能，其機制可能是艾灸增加了GPX4和鐵蛋白重鏈多肽1的水平，抑制了鐵死亡[51]。研究表明，對6-羥基多巴胺誘導的帕金森病模型大鼠艾灸百會和四神聰，能夠通過激活大鼠Nrf2通路減少活性氧生成，增加大鼠的谷胱甘肽水平，進而改善大鼠的帕金森癥狀[52]，這可能與抑制鐵死亡相關通路和分子密切相關。

4 展 望

帕金森病患者黑質有大量鐵沉積，黑質多巴胺能神經元鐵死亡可能是帕金森病的發(fā)生和發(fā)展的重要機制。鐵死亡是帕金森病發(fā)生和發(fā)展的一個重要影響因素，因此，研究黑質多巴胺能神經元鐵死亡的相關分子機制，可為保護神經細胞，減少神經細胞的損害和凋亡，治療帕金森病并延緩病情的進展提供新思路。中醫(yī)藥在治療帕金森病過程中發(fā)揮著獨特的優(yōu)勢，能改善帕金森病患者的預后，其可能通過調控黑質多巴胺能神經元鐵死亡來干預帕金森病發(fā)生和發(fā)展，從而提高患者的生活質量和治療效果。部分研究證實，中藥、復方制劑以及針灸等能有效抑制神經元細胞的氧化應激反應，改善多巴胺能神經元的功能，從而緩解帕金森病的運動癥狀。但是目前中醫(yī)藥通過干預黑質多巴胺能神經元鐵死亡及相關氧化應激過程治療帕金森病的作用機制的相關研究報道仍較少，未來可通過更多的研究來闡明中醫(yī)藥治療帕金森病的療效及機制。