徐宏睿,張慶鎬,曾常茜
(大連大學(xué) 醫(yī)學(xué)院,遼寧大連 116622)
神經(jīng)退行性疾病是一類慢性進(jìn)行性損害神經(jīng)等組織的疾病,目前治療神經(jīng)退行性疾病的藥物可以改善疾病的典型運(yùn)動(dòng)癥狀,但常有副作用,且不能解決疾病潛在的進(jìn)行性神經(jīng)變性[1-2]。積雪草(Centella asiatica,CA)為傘形科植物,主要含有氨基酸類、黃酮類、三萜類等成分,具有清熱、利濕、解毒和消腫等功效[3]。其主要的單體類型有積雪草苷、羥基積雪草苷、積雪草酸羥基積雪草酸[4]。積雪草具有抗腫瘤、抗靜脈功能不全、抗?jié)?、促?chuàng)傷愈合、抗抑郁以及恢復(fù)神經(jīng)功能等多種藥理活性,同時(shí)還顯現(xiàn)出在心血管、免疫調(diào)節(jié)、抗炎和抗病毒等方面的藥理作用[5-9]。近期研究發(fā)現(xiàn),積雪草對(duì)神經(jīng)退行性疾病有潛在的作用,這為神經(jīng)退行性疾病的治療提供了新的思路[10-12]。
積雪草苷能夠改善阿爾茨海默?。ˋlzheimer Disease,AD)患者的記憶能力,其機(jī)制可能與抗氧化、抗炎癥、調(diào)控Aβ生成有關(guān)。
LIN等[13]研究表明,積雪草苷能清除SAMP8小鼠腦內(nèi)自由基,增加抗氧化酶谷胱甘肽和谷胱甘肽過(guò)氧化物酶含量、降低Aβ水平,增加腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子含量,改善突觸可塑性功能障礙,降低乙酰膽堿水平和乙酰膽堿酯酶活性,改善記憶能力。梁春宏等[14]證實(shí),積雪草苷還能明顯減少SAMP8小鼠海馬Aβ生成,降低β-分泌酶1和CatB mRNA表達(dá),提高胰島素降解酶和腦啡肽酶mRNA表達(dá),縮短小鼠在Morris水迷宮中的逃避潛伏期,增加平臺(tái)跨越次數(shù)。章卓等[15]研究發(fā)現(xiàn),積雪草苷能降低Aβ1-42誘導(dǎo)AD大鼠β淀粉樣沉積,減少腦細(xì)胞內(nèi)線粒體腫脹,延長(zhǎng)大鼠逃避潛伏期,增加大鼠跨越平臺(tái)次數(shù)。
羥基積雪草苷可能通過(guò)減少AD患者的Aβ沉積,提高腦內(nèi)抗氧化物酶活性,改善認(rèn)知障礙,延緩AD的發(fā)生發(fā)展。研究發(fā)現(xiàn),羥基積雪草苷干預(yù)D-半乳糖(D-galactose,D-gal)誘導(dǎo)的AD小鼠后,可以顯著縮短小鼠尋找平臺(tái)的逃避潛伏期,增加平臺(tái)象限的停留時(shí)間[16]。其機(jī)制可能與羥基積雪草苷下調(diào)p38MAPK活性,降低小鼠腦中氧化應(yīng)激反應(yīng),增加海馬突觸可塑性相關(guān)蛋白表達(dá)有關(guān)。羥基積雪草苷還能降低β-淀粉樣蛋白前體(Amyloid Precursor Protein,APP)的形成,增加胰島素降解酶(Insulin degrading enzyme,IDE)和中性內(nèi)肽酶(Neprilysin,NEP),減少β-淀粉樣肽沉積和含量,表明羥基積雪草苷對(duì)D-gal誘導(dǎo)的小鼠認(rèn)知缺陷具有顯著的逆轉(zhuǎn)作用。Aβ1-42在引起認(rèn)知障礙的同時(shí)還可以誘導(dǎo)神經(jīng)細(xì)胞的炎癥反應(yīng),羥基積雪草苷可以減少TNF-α、IL-6的合成,顯著阻斷微管相關(guān)蛋白Ⅰ輕鏈3(Microtubuler Associated Protein Ⅰ light 3,LC3I/Atg8)向微管相關(guān)蛋白Ⅱ輕鏈3(Microtubuler Associated Protein Ⅱ light 3,LC3Ⅱ)的轉(zhuǎn)換,下調(diào)Beclin-1,升高Bcl-2水平,從而發(fā)揮抗凋亡作用[17]。
積雪草酸能夠有效提高AD小鼠學(xué)習(xí)記憶能力,這可能與調(diào)控中樞膽堿能、谷氨酸膽堿能相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn),積雪草酸及其衍生物對(duì)Aβ誘導(dǎo)的神經(jīng)毒性具有抑制作用[18]。積雪草酸衍生物能延長(zhǎng)東莨菪堿誘導(dǎo)AD小鼠在Morris水迷宮中的逃避潛伏期,增加平臺(tái)跨越次數(shù)和學(xué)習(xí)記憶能力,其機(jī)制可能是積雪草酸衍生物作用于中樞膽堿能系統(tǒng),逆轉(zhuǎn)Ach水平和AchE水平,也可能是作用于谷氨酸系統(tǒng)膽堿能,提高小鼠的抗癡呆能力[19]。另有研究發(fā)現(xiàn),積雪草酸預(yù)處理能減弱谷氨酸鈉誘導(dǎo)的毒性,改善認(rèn)知功能障礙,降低神經(jīng)細(xì)胞凋亡和細(xì)胞內(nèi)活性氧(Reactive Oxygen Species,ROS)水平,穩(wěn)定線粒體膜電位(Mitochondrial Membrane Potential,MMP),促進(jìn)過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體γ共激活因子1(PGC-1)和Sirt1的表達(dá)[20]。
積雪草苷可拮抗MPP+PD大鼠的鈉-鉀泵功能異常,降低Bax、升高Bcl-2表達(dá),減少不規(guī)則囊泡和纖維樣沉積[21]。積雪草苷還可保護(hù)魚藤酮誘導(dǎo)的帕金森病(Parkinson's Disease,PD)大鼠神經(jīng)細(xì)胞突起生長(zhǎng),降低Bax、升高Bcl-2表達(dá),降低細(xì)胞色素c(Cytochrome c,Cytc)水平,從而改善大鼠的運(yùn)動(dòng)能力,緩解震顫[22]。
羥基積雪草苷能保護(hù)MPTP PD大鼠多巴胺能神經(jīng)元,逆轉(zhuǎn)DA的耗竭,提高抗氧化活性,降低MDA水平,增加BDNF表達(dá),從而有效改善大鼠運(yùn)動(dòng)功能障礙[23]。羥基積雪草苷還能增加魚藤酮誘導(dǎo)的PD大鼠懸掛實(shí)驗(yàn)評(píng)分,縮短網(wǎng)格實(shí)驗(yàn)移動(dòng)潛伏期,增加紋狀體DA含量,提高SOD活性,提高機(jī)體抗氧化能力,從而保護(hù)黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元,改善PD運(yùn)動(dòng)功能障礙[24]。
積雪草酸能抑制PD小鼠腦黑質(zhì)TH表達(dá),降低小鼠腦和血清中TNF-α、iNOS和COX-2水平[25]。積雪草酸還能通過(guò)下調(diào)MPTP PD小鼠腦中IL-1β、TNF-α、MDA mRNA表達(dá)水平,抑制TH蛋白合成,降低TH陽(yáng)性細(xì)胞數(shù),保護(hù)黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元,從而改善小鼠癥狀[26]。此外,積雪草酸可直接作用于PD果蠅線粒體,維持線粒體膜穩(wěn)定性,阻止α-syn的線粒體轉(zhuǎn)位,降低受損線粒體的膜電位,增加線粒體內(nèi)ATP的合成,減緩線粒體腫脹,從而延長(zhǎng)果蠅的壽命[27]。
積雪草提取物可改善亨廷頓樣行為表現(xiàn),可能與拮抗腦部氧化應(yīng)激和線粒體功能障礙有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn),3-硝基丙酸(β-Nitropropionic acid,3-NPA)可引起的腦內(nèi)氧化應(yīng)激、線粒體功能障礙和紋狀體受損。預(yù)先給予積雪草水提物可降低紋狀體中的MDA、ROS水平,減輕線粒體氧化應(yīng)激程度[28]。另有研究發(fā)現(xiàn),用新鮮提取的積雪草葉汁可增加大鼠海馬CA3區(qū)樹(shù)突脊的數(shù)量,表明積雪草酸能擴(kuò)大神經(jīng)元之間的聯(lián)系范圍,調(diào)節(jié)突觸效能[29]。
積雪草具有抗驚厥和神經(jīng)保護(hù)作用。研究發(fā)現(xiàn),積雪草提取物夠明顯提高PTZ誘導(dǎo)癲癇大鼠腦內(nèi)Na+、K+-ATP酶、Ca2+-ATP酶、Mg2+-ATP酶的活性,發(fā)揮抗驚厥和神經(jīng)保護(hù)作用[30]。積雪草提取物還能夠恢復(fù)乙酰膽堿酯酶水平,通過(guò)影響膽堿能系統(tǒng)發(fā)揮抗驚厥作用[31]。積雪草水提取物能夠降低癲癇大鼠腦中非依賴型磷脂酶A2和胞漿型磷脂酶A2活性,發(fā)揮抗驚厥和神經(jīng)保護(hù)作用[32]。積雪草鮮葉提取物對(duì)成熟大鼠海馬CA3區(qū)神經(jīng)元樹(shù)突具有生長(zhǎng)刺激性質(zhì)[33]。積雪草苷可以通過(guò)延長(zhǎng)驚厥時(shí)間,減少驚厥發(fā)作次數(shù)、減輕驚厥發(fā)作后的損傷,從而發(fā)揮抗硝酸士的寧引起的驚厥作用[34]。
文獻(xiàn)報(bào)道,羥基積雪草苷可使肌萎縮側(cè)索硬化小鼠脊髓前角神經(jīng)元的數(shù)量顯著增多,小鼠的生存時(shí)間延長(zhǎng),表明羥基積雪草苷對(duì)肌萎縮側(cè)索硬化小鼠神經(jīng)元變性起保護(hù)作用[35]。
石愛(ài)華等[36]研究發(fā)現(xiàn),積雪草苷能夠減少單側(cè)大腦中動(dòng)脈缺血小鼠神經(jīng)功能缺損評(píng)分,降低腦指數(shù)、梗死灶體積、腦組織含水量,對(duì)小鼠急性局灶性腦缺血損傷發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用。孫海鷹等[37]研究發(fā)現(xiàn),積雪草酸能夠減少單側(cè)大腦中動(dòng)脈缺血大鼠神經(jīng)功能缺損評(píng)分,降低梗死灶面積和梗死側(cè)腦組織含水量,并能夠降低受損腦組織炎性因子IL-1β和TNF-α含量,對(duì)大鼠局灶性腦缺血再灌注損傷發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用。
積雪草與阿爾茨海默?。ˋD)、帕金森?。≒D)、亨廷頓舞蹈癥(Huntington's Disease,HD)等神經(jīng)退行性疾病密切相關(guān),其作用機(jī)制主要與抗氧化應(yīng)激、抗炎癥反應(yīng)、抗線粒體損傷、減少Aβ沉積、抗神經(jīng)元凋亡等有關(guān)。然而由于積雪草及其提取物的提取方法各異,其發(fā)揮抗神經(jīng)退行性疾病的作用機(jī)制尚未完全明確。相信隨著積雪草相關(guān)研究的不斷深入,其對(duì)抗神經(jīng)退行性疾病的作用機(jī)制終將被揭示。