王 潁 高伶儷 王 莎 徐 冰
(1.陜西中醫(yī)藥大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院,陜西咸陽(yáng) 712046;2.陜西中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院,陜西咸陽(yáng) 712000)
血管性癡呆(vascular dementia,VD)是由腦血管疾病引起腦區(qū)低灌注,以語(yǔ)言、情感功能、認(rèn)知功能的障礙及記憶力下降為主要臨床表現(xiàn)的一類疾病[1]。目前全球約有5000萬(wàn)例癡呆患者,2050年癡呆患者數(shù)將達(dá)1.52億[2],而中國(guó)VD患者約占全球VD患者總數(shù)的25%[3]。VD的發(fā)病機(jī)制尚未完全明確,主要集中在炎癥反應(yīng)、膽堿能系統(tǒng)受損、神經(jīng)元凋亡、氧化應(yīng)激、神經(jīng)元細(xì)胞鈣超負(fù)荷、興奮性氨基酸毒性作用和生化代謝障礙等方面[4-5]。VD復(fù)雜的發(fā)病機(jī)制也導(dǎo)致了其尚無(wú)明確有效的治療藥物,臨床治療該病大多參照阿爾茲海默癥,但VD是目前唯一公認(rèn)可以防治的癡呆疾病,及早進(jìn)行有效防治或有可逆性[6]。VD可歸屬于中醫(yī)學(xué)“癡呆”范疇,治法以活血化瘀、益氣養(yǎng)血、填精益髓為主。丹參味苦性微寒,歸心、肝經(jīng),具有活血祛瘀、調(diào)經(jīng)止痛、清心除煩、涼血消癰等功效。丹參酮是從丹參根部提取的主要有效成分,丹參酮ⅡA為丹參中含量最豐富的脂溶性化合物?,F(xiàn)代藥理學(xué)研究表明,丹參酮ⅡA具有促進(jìn)血管生成、抗炎、抗氧化應(yīng)激、抗血栓、抗凝血、神經(jīng)保護(hù)等多種藥理活性[7-8]。本文通過(guò)檢索近年來(lái)國(guó)內(nèi)外對(duì)丹參酮ⅡA治療VD的作用機(jī)制研究,以期為VD的防治以及新藥的研發(fā)提供新思路。
炎癥反應(yīng)在VD發(fā)病過(guò)程中發(fā)揮重要作用,其與腦組織損傷、缺血缺氧、再灌注損傷等有關(guān)[9]?;罨纳窠?jīng)膠質(zhì)細(xì)胞是主要的中樞神經(jīng)細(xì)胞類型,腦組織灌流不足,會(huì)引起神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞活化,產(chǎn)生炎性介質(zhì),啟動(dòng)炎癥因子次聯(lián)級(jí)反應(yīng),導(dǎo)致神經(jīng)炎癥和神經(jīng)變性。而丹參酮ⅡA能通過(guò)降低膠質(zhì)細(xì)胞活化、抑制炎癥通路激活、減少炎癥因子釋放等降低神經(jīng)炎癥反應(yīng)起到神經(jīng)保護(hù)作用。
WANG Y P等[10]研究發(fā)現(xiàn),丹參酮ⅡA能夠抑制BV2小膠質(zhì)細(xì)胞過(guò)度激活,降低神經(jīng)炎癥反應(yīng),從而發(fā)揮潛在的腦缺血保護(hù)作用。ZHOU L等[11]研究發(fā)現(xiàn),丹參酮ⅡA可以減少腦缺血引起的星形膠質(zhì)細(xì)胞活化標(biāo)志物——神經(jīng)膠質(zhì)纖維酸性蛋白的表達(dá)來(lái)降低腦缺血區(qū)域的炎癥反應(yīng)和細(xì)胞死亡,發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用。YANG X等[12]對(duì)腦缺血損傷后丹參酮ⅡA對(duì)星形膠質(zhì)細(xì)胞的影響進(jìn)行了評(píng)估,發(fā)現(xiàn)丹參酮ⅡA能夠通過(guò)阻斷缺氧誘導(dǎo)因子-1α/細(xì)胞衍生因子1信號(hào)通路,抑制缺血性損傷引起的星形膠質(zhì)細(xì)胞增殖,減輕中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)炎癥反應(yīng),從而緩解神經(jīng)元損傷。核因子-κB(NF-κB)是多條炎癥信號(hào)通路的共同作用靶點(diǎn),F(xiàn)ANG C Z等[13]研究表明,丹參酮ⅡA可降低Toll樣受體4(TLR4)介導(dǎo)的NF-κB表達(dá),減輕對(duì)下游炎癥信號(hào)通路的激活而發(fā)揮抗神經(jīng)炎癥的作用。WANG J G等[14]研究發(fā)現(xiàn),丹參酮ⅡA能明顯減少高遷移率族蛋白B1的生成,降低NF-κB的表達(dá),降低炎癥反應(yīng),發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用。同樣,SONG Z B等[15]研究表明,丹參酮ⅡA可通過(guò)抑制NF-κB信號(hào)通路相關(guān)蛋白的表達(dá)水平調(diào)節(jié)小膠質(zhì)細(xì)胞M1/M2極化,減少腫瘤壞死因子(TNF)-α、白細(xì)胞介素(IL)-1β和IL-6,發(fā)揮抗神經(jīng)炎癥作用。誘導(dǎo)性一氧化氮合酶(iNOS)活性增強(qiáng),一氧化氮(NO)含量增多,使得炎性損傷加重。有體外實(shí)驗(yàn)表明,丹參酮ⅡA能顯著降低缺血區(qū)域24 h后iNOS表達(dá)和NO含量,降低神經(jīng)細(xì)胞的炎癥反應(yīng)[16]。
氧化應(yīng)激損傷是發(fā)生VD的病理基礎(chǔ),在缺血缺氧狀態(tài)下,腦組織抗氧化能力減弱,氧自由基難以清除,會(huì)加速細(xì)胞膜脂質(zhì)過(guò)氧化及細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)和遺傳物質(zhì)損傷,最終引起血管內(nèi)皮細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能受損,引起患者神經(jīng)功能進(jìn)一步損害[17-18]。丙二醛(MDA)是脂質(zhì)過(guò)氧化產(chǎn)生的最終代謝物,其含量越高,細(xì)胞損傷的程度越重,谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(GPX)、超氧化物歧化酶(SOD)是體內(nèi)的抗氧化酶,可清除細(xì)胞中活性氧(ROS),保護(hù)細(xì)胞免受氧化損傷。丹參酮ⅡA能增加抗氧化酶水平,抑制MDA含量,增加腦組織抗氧化能力,降低氧化應(yīng)激反應(yīng),減輕組織損傷。
李潔等[19]用丹參酮ⅡA預(yù)處理雙側(cè)頸總動(dòng)脈結(jié)扎(BCCAO)大鼠模型和過(guò)氧化氫誘導(dǎo)的原代星形膠質(zhì)細(xì)胞的氧化損傷模型,結(jié)果表明,處理組SOD及谷胱甘肽活性水平增加,ROS引起的代謝功能障礙得到明顯改善,提示丹參酮ⅡA能顯著降低BCCAO引起的氧化應(yīng)激反應(yīng),逆轉(zhuǎn)氧化損傷,減輕認(rèn)知功能障礙,發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用。KONG D Y等[20]研究發(fā)現(xiàn),丹參酮ⅡA可降低缺血小鼠腦內(nèi)ROS含量,增強(qiáng)海馬神經(jīng)元中總超氧化物歧化酶活性,表現(xiàn)出良好的抗氧化作用。葉明燈等[21]用丹參酮ⅡA的結(jié)構(gòu)類似物丹參酮B預(yù)處理VD模型小鼠,結(jié)果顯示丹參酮B可增強(qiáng)低密度脂蛋白受體相關(guān)蛋白6(LRP6)的表達(dá),激活LRP6/腫瘤病毒整合位點(diǎn)1/β-連環(huán)蛋白通路,降低VD小鼠大腦皮層和海馬組織中MDA水平,增加SOD以及GPX活性,減輕氧化應(yīng)激損傷,改善VD小鼠認(rèn)知障礙。何治等[22]用不同濃度丹參酮ⅡA處理缺血再灌注模型大鼠,結(jié)果顯示大鼠額葉和頂葉皮層SOD、GPX活性升高,MDA含量下降,且隨著劑量的增加,神經(jīng)功能缺損的改善作用更為明顯。此外,張海云等[23]研究結(jié)果顯示,丹參酮ⅡA能降低ROS和MDA的生成,上調(diào)SOD水平,降低氧化應(yīng)激反應(yīng),并呈明顯的劑量依賴效應(yīng)。楊恒等[24]研究表明,運(yùn)用丹參酮ⅡA磺酸鈉聯(lián)合奧拉西坦治療卒中后認(rèn)知障礙患者,較僅服用奧拉西坦的對(duì)照組血清MDA水平更低,血清總抗氧化能力更高。
腦血管疾病發(fā)生后,腦組織血液循環(huán)異常,神經(jīng)元(尤其是海馬區(qū))被破壞,最終導(dǎo)致神經(jīng)細(xì)胞凋亡,是引起癡呆癥狀的主要原因。細(xì)胞凋亡基因及相關(guān)蛋白共同參與調(diào)控細(xì)胞凋亡。半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3(caspase-3)在細(xì)胞凋亡中發(fā)揮關(guān)鍵作用,活化的caspase-3能夠激活激酶級(jí)聯(lián)反應(yīng),促進(jìn)細(xì)胞發(fā)生凋亡[25-26]。
王媛婕等[27]研究發(fā)現(xiàn),丹參酮ⅡA可通過(guò)降低缺血缺氧性腦損傷大鼠腦組織中caspase-3表達(dá)水平抑制神經(jīng)細(xì)胞凋亡。B細(xì)胞淋巴瘤-2 相關(guān)X蛋白(Bax)為促凋亡蛋白,通過(guò)損壞線粒體膜促進(jìn)細(xì)胞凋亡;B細(xì)胞淋巴瘤2(Bcl-2)蛋白為抗凋亡蛋白,通過(guò)保持線粒體膜的完整性抑制細(xì)胞凋亡,兩者共同調(diào)控細(xì)胞凋亡[28-29]。CHEN Y L等[30]用丹參酮ⅡA處理缺血再灌注模型大鼠,此過(guò)程大鼠缺血皮層中caspase-3的表達(dá)顯著降低,Bcl-2 蛋白的表達(dá)顯著增加,證實(shí)了丹參酮ⅡA有抑制神經(jīng)細(xì)胞凋亡的作用。ZHANG L等[31]采用腹腔注射丹參酮ⅡA處理大鼠脊髓缺血再灌注損傷模型,結(jié)果表明丹參酮ⅡA可促進(jìn)脊髓缺血再灌注損傷后Bcl-2 蛋白的表達(dá),抑制Bax蛋白的表達(dá),且與陽(yáng)性對(duì)照組丹參注射液相比,丹參酮ⅡA可使神經(jīng)細(xì)胞凋亡減少,病理?yè)p傷減少。KONG D Y等[20]研究表明,骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞聯(lián)合丹參酮ⅡA能上調(diào)VD大鼠海馬區(qū)Bcl-2蛋白的表達(dá),降低Bax蛋白表達(dá),改善VD大鼠空間學(xué)習(xí)記憶能力,其作用效果明顯優(yōu)于單純骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞治療。絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)信號(hào)通路包括細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)蛋白激酶、c-Jun N-末端激酶(JNK)以及p38激酶這3條途徑,是調(diào)控細(xì)胞增殖與凋亡的重要通路,參與調(diào)控多種細(xì)胞生物學(xué)過(guò)程[32],JNK和p38激酶的激活可以誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。郝紅等[33]研究表明,與丹參酮ⅡA結(jié)構(gòu)相似的隱丹參酮可通過(guò)抑制神經(jīng)元細(xì)胞中JNK/p38 MAPK信號(hào)通路,降低凋亡蛋白Fas、caspase-3和Bax的表達(dá)水平,抑制神經(jīng)元細(xì)胞凋亡。
血腦屏障(BBB)由血管內(nèi)皮細(xì)胞及細(xì)胞間的緊密連接、完整基底膜、周細(xì)胞、血管周圍星形膠質(zhì)細(xì)胞足突組成,能阻礙神經(jīng)毒性物質(zhì)、炎性因子等進(jìn)入中樞神經(jīng)系統(tǒng)[34-35],對(duì)維持中樞神經(jīng)系統(tǒng)微環(huán)境穩(wěn)態(tài)至關(guān)重要。在腦組織缺血、缺氧等情況下,腦組織誘導(dǎo)的基質(zhì)金屬蛋白酶-9(MMP-9)表達(dá)上調(diào)。WEEKMAN E M等[36]研究表明,MMP-9可降解阻止血管滲漏的緊密連接蛋白,使BBB受損,導(dǎo)致其完整性破壞,通透性改變,允許有害大分子物質(zhì)自由出入中樞神經(jīng)系統(tǒng),引起神經(jīng)細(xì)胞損傷,認(rèn)知功能下降。因此,降低MMP-9水平可減輕VD大鼠因基底膜蛋白降解導(dǎo)致的BBB損害,保護(hù)BBB的完整性,起到神經(jīng)保護(hù)作用。
郝海平等[37]用丹參酮ⅡA預(yù)處理過(guò)氧化氫誘導(dǎo)體外培養(yǎng)大鼠腦血管內(nèi)皮細(xì)胞氧化應(yīng)激模型,結(jié)果顯示大鼠腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)MMP-9的表達(dá)水平顯著下調(diào),并能阻止緊密連接蛋白ZO-1及閉合蛋白的解離與降解,起到保護(hù)BBB完整性的作用。同樣,丹參酮ⅡA磺酸鈉可以降低MMP-9信號(hào)傳導(dǎo)來(lái)保護(hù)神經(jīng)及BBB的完整性[38]。緊密連接蛋白claudin-5在調(diào)節(jié)BBB的完整性和通透性中起到關(guān)鍵作用[39]。溫雅等[40]研究發(fā)現(xiàn),大劑量丹參酮ⅡA可顯著上調(diào)大鼠腦組織中claudin-5蛋白和基因表達(dá),保護(hù)BBB的完整性,減小腦梗死體積,改善神經(jīng)功能。WANG L N等[41]研究也表明,丹參酮ⅡA可以增加大鼠腦毛細(xì)血管中claudin-5蛋白的表達(dá)以促進(jìn)BBB完整性。此外,SUDDUTH T L等[42]研究提示,受損血管周圍的神經(jīng)炎癥反應(yīng)會(huì)進(jìn)一步激活MMP-9,導(dǎo)致BBB滲漏,與VD的形成密切相關(guān)。而丹參酮ⅡA可以降低缺氧的腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞中MMP-9、IL-1、IL-2、TNF的表達(dá)來(lái)保護(hù)BBB完整性[43]。
細(xì)胞內(nèi)的游離鈣離子為細(xì)胞內(nèi)重要的第二信使,腦組織長(zhǎng)期處于缺血、缺氧狀態(tài)下,鈣離子通道釋放,鈣離子內(nèi)流,細(xì)胞內(nèi)鈣離子超載可觸發(fā)一系列下游反應(yīng),包括胱天蛋白酶激活、ATP合成障礙、鈣離子依賴性蛋白酶和核酸內(nèi)切酶的激活等,最終導(dǎo)致缺血再灌注時(shí)神經(jīng)元的損傷和死亡[44]。
王金華等[45]研究表明,丹參酮ⅡA能夠降低腦缺血再灌注損傷大鼠海馬CA1區(qū)錐體細(xì)胞膜上L型鈣離子通道的mRNA表達(dá),減少鈣離子內(nèi)流從而起到減輕細(xì)胞內(nèi)鈣超載的作用。劉家軍等[46]也發(fā)現(xiàn),丹參酮ⅡA能阻止鈣離子內(nèi)流,發(fā)揮細(xì)胞保護(hù)作用。N-甲基-D-天門冬氨酸(NMDA)受體通道是重要的鈣離子通道[47]。林翔等[48]研究表明,丹參酮ⅡA能通過(guò)降低NMDA受體結(jié)合力、受體含量及NR1亞基的表達(dá),提高NR2亞基表達(dá),從而降低對(duì)鈣離子的通透性,減少鈣離子內(nèi)流,減輕細(xì)胞缺血再灌注損傷。內(nèi)皮素(ET)屬血管源性收縮因子,位于血管平滑肌上,被激活后可引起平滑肌細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度升高,加速鈣離子內(nèi)流。唐超[49]在體外誘導(dǎo)腦血管內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生ET,發(fā)現(xiàn)丹參酮ⅡA可能通過(guò)抑制ET轉(zhuǎn)換酶的生成降低ET的含量,從而減少鈣離子內(nèi)流,具有神經(jīng)保護(hù)作用。
中樞膽堿系統(tǒng)主要與學(xué)習(xí)記憶認(rèn)知有關(guān),有研究認(rèn)為,VD認(rèn)知障礙與中樞膽堿能的缺乏相關(guān)[50]。乙酰膽堿(Ach)是中樞膽堿系統(tǒng)重要神經(jīng)遞質(zhì)之一,主要作用是參與學(xué)習(xí)和記憶。Ach減少是中樞神經(jīng)系統(tǒng)老化,學(xué)習(xí)和記憶力下降的重要原因。
既往有研究發(fā)現(xiàn),丹參酮ⅡA在體外對(duì)乙酰膽堿酯酶(AchE)有顯著的抑制作用,從而降低對(duì)Ach的降解[51]??椎卵郲52]用丹參酮ⅡA預(yù)處理VD模型大鼠,結(jié)果顯示,丹參酮ⅡA能提高VD大鼠腦組織膽堿乙酰轉(zhuǎn)移酶活性,催化Ach生成,改善VD大鼠的學(xué)習(xí)記憶功能。谷氨酸(Glu)是大腦中主要的興奮性神經(jīng)遞質(zhì),腦組織處于缺血缺氧狀態(tài)下時(shí),Glu釋放增加,過(guò)量Glu可對(duì)神經(jīng)細(xì)胞產(chǎn)生興奮性毒性,促使NMDA受體活化,導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)鈣離子超載,引起神經(jīng)細(xì)胞損傷[53]。蔡青等[54]用丹參酮B鈉鹽處理缺血再灌注損傷模型大鼠,發(fā)現(xiàn)腦缺血再灌注會(huì)使海馬區(qū)Glu水平升高,而丹參酮B鈉鹽可以降低Glu含量而對(duì)抗腦缺血再灌注損傷。
近年來(lái)有研究發(fā)現(xiàn),VD大鼠海馬區(qū)Aβ陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)目增多,Aβ蛋白及Aβ mRNA表達(dá)增加,海馬CA1區(qū)和CA3區(qū)Aβ蛋白沉積明顯增多[55],Aβ蛋白可能參與VD的發(fā)生。
研究顯示,丹參酮ⅡA能夠通過(guò)降低β-分泌酶1水平從而減少Aβ蛋白的產(chǎn)生,同時(shí)上調(diào)Aβ降解酶的蛋白表達(dá),抑制β-分泌酶活性,促進(jìn)Aβ蛋白降解[56]。此外,丹參酮ⅡA具有抑制纖維狀A(yù)β形成和促進(jìn)其解聚的功能,從而抑制Aβ誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激損傷和凋亡發(fā)生,進(jìn)一步保護(hù)神經(jīng)元,改善患者的認(rèn)知功能[57]。
綜上,VD作為唯一可防治的癡呆疾病,進(jìn)行早期有效治療對(duì)改善患者的預(yù)后有積極意義,而丹參酮ⅡA可通過(guò)多種機(jī)制發(fā)揮對(duì)VD的治療作用。此外,丹參酮ⅡA還有抗細(xì)胞自噬、促血管再生、減少鐵死亡等作用,具有廣闊的臨床應(yīng)用前景。然而,同許多植物化學(xué)物質(zhì)一樣,丹參酮ⅡA水溶性差、固體制劑難以吸收,這是藥物開發(fā)的一大挑戰(zhàn)。當(dāng)前,臨床應(yīng)用中已經(jīng)開發(fā)了一些藥理學(xué)策略來(lái)促進(jìn)丹參酮ⅡA的吸收和生物利用度,如丹參酮ⅡA磺酸鈉。也有研究表明,通過(guò)納米技術(shù)的綜合運(yùn)用,可以有效改善丹參酮ⅡA的水溶性以及增加其生物利用度。故未來(lái)的研究方向應(yīng)側(cè)重于丹參酮ⅡA的劑型設(shè)計(jì)以及臨床試驗(yàn),以期為VD患者提供更多的藥物選擇。