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中药治疗帕金森病的体外实验研究进展
作者:胡胜全 余惠旻 刘塔斯 杨大坚 陈新滋 何翠君    
作者单位:广东省深圳市中药药学及分子药理学研究重点实验室,广东 深圳 518057; 湖南中医药大学药学院,湖南 长沙 410007

《时珍国医国药》 2009年 第4期

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       【摘要】 
       帕金森病(Parkinson’s disease,PD)为常见的神经退行性疾病,在老年人中的发病率居高不下,给社会和家庭带来了沉重的负担。中药由于在防治帕金森病等神经退行性疾病等方面有较丰富的实践经验及多靶点作用途经、毒性相对小等潜在优势,在临床上的应用越来越广泛,近年来对中药作用机理研究力度加大、水平渐高,已达细胞、分子水平。该文对近十年来中药治疗帕金森病的体外实验研究进行了综述。
       【关键词】  帕金森病 中药 单体 有效部位 神经保护
       
       帕金森病(Parkinson’s disease,PD),又名震颤麻痹(paralysis agitans),由Parkison于1817年首先描述并由此得名,是一种常见的中老年人神经系统退行性性疾病(Degenerative diseases of the central nervous system)。以静止性震颤、肌肉僵直、运动迟缓和姿势反射障碍为典型临床特征,中脑黑质致密部多巴胺(dopamine,DA)神经元内 Lewy 小体存在为特征性病理标志。随着全球人口老龄化的程度加快,PD等神经退行性疾病在老年人中的发病率居高不下,给社会和家庭带来了沉重的负担。由于PD发病机制复杂,目前临床用于治疗PD的药物均只对发病过程中的某一或某几个环节起效,且副作用大。近些年来,中药由于在防治PD等神经退行性疾病等方面有较丰富的实践经验及多靶点作用途经、毒性相对小等潜在优势,越来越受到医药工作者的推崇。近年来对中药作用机理研究力度加大、水平渐高,已达细胞、分子水平。
        针对PD 的研究建立了许多体外模型,其中应用最广泛的是MPTP、glutamate和6-OHDA模型。MPTP、glutamate和6-OHDA分别代表1-甲基-4苯基-吡啶离子(1-methyl-4-phenyl-pyridinium,MPP+)、谷氨酸(glutamate, Glu)和6-羟基多巴胺(6-OHDA),它们均是可以诱发人类及非人类灵长类动物及小鼠PD症状的合成毒素,也是公认的能诱导神经元凋亡的细胞毒素,虽然这些神经毒素的作用机制并不是十分明确,但均能损伤神经细胞,造成自由基的大量释放及氧化损伤,细胞内钙超载,兴奋性氨基酸损伤,并最终导致细胞凋亡。实验中多采用上述神经毒素来诱导大鼠肾上腺嗜铬瘤细胞PC-12或人神经母瘤细胞株SH-SY5Y细胞凋亡作为PD体外模型,从分子药理学和分子生物学观察中药对神经毒素诱导的细胞凋亡的保护作用,分析其保护作用机制。
       1  中药复方制剂和单味中药提取物的体外实验研究
        1.1  复方制剂和单味中药提取物直接作用于PD体外模型系统复方制剂和单味中药提取物的研究报道多集中在国内,由于中药起效作用慢,大部分研究先用中药预孵育细胞一段时间,而后在体外系统中加入造模剂,观察中药对神经毒素诱导的神经细胞凋亡的保护作用。李志刚等[1]指出,菟丝子提取物50 μg/ml预孵育PC12细胞30 min,能显著降低MPP+损伤后出现的细胞核凝集和断裂,抑制MPP+诱导的PC12细胞凋亡。王铭维等[2]亦发现,银杏叶提取物对减少MPP+引起的PC12细胞损伤,明显提高细胞存活率,增高胞外多巴胺水平。肉苁蓉提取物预孵育后,能拮抗MPP+诱导的SH-SY5Y细胞凋亡,其作用机制可能与上调GADD153基因有关[3]。
        1.2  含药血清作用于PD体外模型系统由于中药复方和单味药成分复杂,经过体外的煎煮或其他制备过程,再经口服以后在体内发生一系列变化,无法区分药效是来自药物本身发挥的作用,还是经过肝脏代谢产物抑或肠道细菌代谢产物发挥的作用,所以部分学者认为用含药血清代替中药粗提物进行实验更接近药物在体内环境中产生药效的真实过程。有研究显示,颤复宁中药(人参、黄芪、何首乌、枸杞、羚羊角粉)血清能有效地提高6-OHDA 损伤PC12细胞后的细胞存活率,增高络氨酸羟化酶含量,降低Caspase-3阳性细胞数[4]。钩藤散[5](钩藤、陈皮、半夏、麦冬、茯苓、石膏、防风、菊花、人参、生姜及甘草)、软脉胶囊[6](姜黄、水蛭、三七、天竺黄、石菖蒲、海藻)、醒脑启智胶囊[7](枸杞子、石菖蒲、川芎、橘络)、补肾复方[8](鹿角胶、龟甲胶、枸杞子、人参、远志、菖蒲、龙眼肉)等含药血清对谷氨酸诱导的PC-12细胞有显著的保护作用。肉苁蓉[9]、培补肝肾复方[10](肉苁蓉、枸杞子、首乌)含药血清可对抗对MPP+造成的PC-12细胞损伤,对神经细胞有明显的保护作用。
        中药复方制剂和单味药来源的多样性、成分的复杂性等多种原因,以及制备过程的差异性,导致过多的干扰因素引入到PD体外模型系统,制备成含药血清后,虽然接近体内的药物代谢过程,但仍难以确定最终发挥药效的物质基础,亦难以控制引入系统的量,药物的实际体外系统作用浓度往往达不到体内条件下的浓度,反应系统可能出现假阳性反应,致使近几年的单味药及其复方制剂的PD体外研究实验只是低水平的重复,可能的物质基础、体内作用过程和相应的保护机制需要我们进一步的去探讨。
       2  中药单体或有效部位的体外实验研究
        从化学结构看,单体具有确切的结构,药效明确,有助于其神经保护作用的机制研究;有效部位往往属于具有一定骨架的同类化合物群体,或称分子群,其药效较单体更具多样性。将单体或有效部位引入到PD体外模型系统中,带入的杂质相应减少,得到的结果能较真实反映该种或该类型的化合物的体外疗效。近年来,中药单体的神经保护作用及其机制的研究发展迅速,已深入到分子和细胞水平。
        在对国内外的文献查阅中发现,黄酮类、皂苷类、萜内酯类、有机酸类等化合物对PD体外模型系统的研究报道较多。
        2.1  黄酮类化合物黄酮类化合物的酚羟基可对自由基起到氢原子供体的作用,从而形成自由基中间体,阻断自由基连锁反应,进而抑制脂质过氧化,减少脂质过氧化物(LPO)及代谢产物丙二醛(MDA)的生成,减少氧化损伤,是一类天然自由基清除剂。黄颜木素,中药漆叶中分离得到的一种黄酮类化合物,通过清除6-OHDA损伤引起的活性氧(reactive oxygen species, ROS),降低钙离子浓度、Bcl-2和Bax的比例以及caspase-3的活性,保护神经元[11]。黄芩素,黄芩中的一种黄酮类化合物,通过削弱氧化应激(oxidative stress)、抑制线粒体功能紊乱,抑制caspase-3 和caspase-8 活性,对6-OHDA引起的SH-SY5Y细胞凋亡有显著的保护作用[12]。茶多酚,茶叶提取物,主要成分为黄酮类,通过介导ROS-NO途径,阻止线粒体膜电位下降,抑制ROS的生成和细胞内钙离子的累积,对6-OHDA引起的SH-SY5Y细胞凋亡有显著的保护作用[13],亦能拮抗6-OHDA引起的PC-12细胞凋亡[14]。葛根素(puerarin), 是豆科植物葛根干燥根中提取并分离出来的一种异黄酮类化合物, 预处理PC12细胞,可减轻MPP+诱导产生的神经毒性以及降低凋亡形态学变化和凋亡速度,提高细胞存活率,其作用机制是抑制线粒体功能障碍和CPP-3的激活[15]。
        2.2  苷类化合物苷类化合物亦同样广泛引用于PD的体外实验研究中,陈晓春等[16]发现,人参皂苷Rg1能抗DA自动氧化、防止NO、自由基过度生成,增加Bcl-2蛋白同源二聚体的形成,减少Bax蛋白同源二聚体的形成,抑制CPP32激活,减少磷酸化JNK及磷酸化c-Jun蛋白表达水平,从而抑制PC12细胞凋亡,亦可通过改变氧化应激来实现多巴胺对PC12细胞诱导凋亡的保护作用[17],人参皂苷Rg2降低细胞内钙离子的浓度,减少MDA和NO的生成,减少calpain II和caspase-3表达,对谷氨酸诱导的PC12细胞凋亡有显著的保护作用[18]。肉苁蓉成分紫葳新苷(campneosideⅡ)、管花苷(B tubuloside B)、松果菊苷(echinacoside)和类叶升麻苷(acteoside)都是苯乙醇苷类化合物,结构相似,通过抑制caspase-3 和caspase-8 活性,拮抗MPP+的神经毒性[19~22],预防MPP+引起的该神经元凋亡和氧化应激反应。邓敏等[23]亦用分子生物学技术发现预先给予1,10,100 mg/L的松果菊苷处理2 h的神经细胞,其存活率提高,凋亡发生率分别降低29.5%,18.3%和8.2%,caspase-3活性不断降低,并表现出与松果菊苷(echinacoside)的剂量依赖性关系,说明松果菊苷不仅有抗氧化和清除自由基作用,而且具有一定的抗凋亡作用。细叶远志[24]和桔梗[25]中的三萜皂苷亦对glutamate诱导的PC12细胞凋亡具有保护作用。
        2.3  其他类何其华等[26]报道,10-9 mol/L雷公藤内酯醇(triptolide,T10)能有效地拮抗谷氨酸对PC12细胞的损伤作用,其作用机制可能与抑制谷氨酸诱导的细胞内活性氧自由基的生成和线粒体膜电位下降有关。银杏内酯B通过上调钙结合蛋白Calbindin D28K和降低细胞内钙离子浓度,来抑制6-OHDA引起的PC12细胞凋亡[27]。丹参中分离得到的丹参酸甲通过调节Bcl-2和Bax的比例,产生抗氧化和抗凋亡特性,对MPP+诱导的SH-SY5Y细胞凋亡有显著的保护作用[28]。马兜铃酸对MPP+诱导的SH-SY5Y细胞凋亡有显著的保护作用[29]。
       3  结语
        中药由于有多靶点、毒副作用小、协同效果好等优势,已成为近年来抗PD新药的研究热点,尽管这些有关神经保护中药的评估仍基于实验室研究阶段,临床研究尚未提供确定性的结论,但大量的数据已奠定了一定的理论基础,为遴选新型抗神经系统变性疾病药物迈进了一步。其中中药单体和有效部位,由于结构较明确,更有助于其神经保护作用的机制研究。而后的相关研究表明,单独使用单体或有效部位的临床疗效并不如想象中的好,可能与单体的单环节、单一作用途径抑制神经细胞凋亡相关。因此,在临床实践中需要多重治疗来实现有效的神经保护,即通过多种不同作用机制的药物在不同时间段的联合应用,在不同环节,不同层面发挥协同作用,最大程度提高疗效,抑制迟发性细胞凋亡,并可避免单一用药的缺陷。因此,进一步深入研究中药及其单体的作用机制,以更有效、更合理地联合用药,成为研制抗PD新药地发展方向。
        
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