中药联合骨髓间充质干细胞移植治疗缺血性脑血管病实验研究进展

叶淑静

中药联合骨髓间充质干细胞移植治疗缺血性脑血管病实验研究进展

叶淑静

缺血性脑血管病；中药；骨髓间充质干细胞；移植；综述

缺血性脑血管病是当今社会威胁人类健康的主要疾病，具有发病率、致死率和致残率高的特点。由于缺血导致神经细胞快速死亡及中枢神经系统修复能力有限，目前除了超早期（＜6小时）溶栓治疗以外，尚缺乏其他有效的治疗方法。干细胞具有自我复制和多向分化潜能，采用干细胞移植促进缺血后受损的脑组织修复和功能重建已成为近年来研究的热点[1]。骨髓间充质干细胞（bone marrow-derived mesenchymal stem cells，BMSCs）具有取材方便，体外能快速扩增，可自体移植，低免疫源性并能够转染和长期稳定表达外源性基因等优点，已成为干细胞移植的种子细胞[2]。尽管BMSCs移植治疗实验性缺血性脑卒中已取得可喜的成果，但影响其疗效的因素有很多，单纯的BMSCs移植治疗效果不理想，需要结合药物及生物工程材料等手段进行综合治疗[3]。目前中医药联合BMSCs移植治疗脑缺血损伤已取得了初步的进展，但研究多集中在中医药对BMSCs体外增殖及诱导分化方面，中医药体内干预BMSCs移植治疗脑缺血损伤的报道较少。虽然相关研究目前还不多，但却己逐渐显示出其独特的临床应用价值。笔者就不同中药体内干预BMSCs移植治疗脑缺血损伤的实验研究进行深入分析。

1 中药有效成分与BMSCs的联合应用

1.1 黄芪皂苷Ⅳ与BMSCs的联合应用 黄芪皂苷Ⅳ作为黄芪的主要活性成分，已广泛应用于缺血性脑血管病的治疗，能够促进脑缺血区血管生成。王莹等[4]在研究黄芪皂苷Ⅳ联合骨髓间充质干细胞对脑缺血再灌注大鼠血管生成的影响时发现联合组促进脑缺血损伤血管生成和神经功能恢复的作用优于单独治疗组，其机制可能与黄芪皂苷Ⅳ上调脑缺血区基质细胞衍生因子-1（stromal cell derived factor-1，SDF-1）表达，促进移植的BMSCs迁移和存活有关；该研究团队还发现联合用药对脑缺血再灌注神经元细胞凋亡有协同抑制作用，并与黄芪皂苷Ⅳ促进骨髓间充质干细胞抑制Bcl-2相关X蛋白（Bcl-2 Associated X Protein，Bax）、含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶-3（cysteinyl aspartate specific proteinase-3，caspase-3）表达，增强B细胞淋巴瘤/白血病-2（bcell leukemia/lymphoma-2，Bcl-2）表达和Bcl-2/Bax比值有关[5]。

1.2 人参皂苷Rg1与BMSCs的联合应用 人参皂苷Rg1是传统“补气生血”药人参的根、茎提取物，能够改善脑缺血损伤的神经功能症状、减轻脑梗死程度。包翠芬等[6]研究发现联合应用人参皂苷Rgl和BMSCs能够显著改善脑缺血大鼠的神经功能缺损症状，提高神经元存活率，而5-溴脱氧尿苷（5-bromodeoxyuridine，BrdU）示踪显示联合用药组的移植细胞数量较单独应用时显著增多，并能促进损伤神经元的修复。其机制可能是Rg1作为小分子物质，易于通过血脑屏障，并且具有抗炎、抗氧化、清除自由基、改善神经功能缺损、 减轻脑梗死体积、抑制细胞凋亡等作用，从而为BMSCs在脑内的存活及分化提供一个良好的微环境，有利于BMSCs在脑内的增殖。

1.3 大黄苷元与BMSCs的联合应用 大黄苷元是中药大黄的乙醚提取物，其抗脑缺血损伤的效果显著。李建生等[7]在研究大黄苷元对骨髓间充质干细胞移植脑缺血大鼠神经细胞和神经营养因子的影响时发现BMSCs移植脑内中后期增强神经营养因子及神经细胞反应的作用明显；大黄苷元可使BMSCs移植后保护神经细胞的时间提前，并使其作用增强，其作用机制可能与上调早期神经生长因子（nerve growth factor，NGF）和胶质细胞源性神经营养因子（glialcellline-derived neurotrophic factor，GDNF）及增强中后期NGF的表达有关。他们在研究联合用药对脑缺血大鼠血脑屏障的作用与机制时发现脑缺血/再灌注损伤后微血管基底膜层连蛋白降解明显，大鼠血脑屏障（blood-brain barrier，BBB）通透性随再灌注时间延长而增加；BMSCs移植后早期保护微血管受损的作用不明显，此后随移植时间的延长而增强[8]。

1.4 葛根素与BMSCs的联合应用 葛根素是中药葛根的主要有效成分，具有扩血管、抗血小板聚集、抗氧自由基、改善微循环等多种药理作用，广泛用于心脑血管疾病的防治，对急性脑缺血所致的脑神经细胞损伤具有一定的保护作用。胡荣等[9]研究表明BMSCs和葛根素都可以改善永久性局灶性脑缺血大鼠的神经功能，促进脑损伤的修复；葛根素能够促使BMSCs进入脑损伤区，从而促进BMSCs对缺血行脑损伤的修复作用；BMSCs进入大脑后主要聚集在伤侧海马CAI区，并分化为神经元发挥脑损伤修复作用。

2 单味中药与BMSCs的联合应用

刺五加注射液是从五加科植物刺五加中提取有效成分精制而成，其主要成分为黄酮,有平补肝肾、益精壮阳作用，临床上广泛应用于缺血性脑血管病的治疗，对脑缺血损伤具有保护作用，使脑梗死体积显著减少。李朋霞[10]研究发现刺五加注射液联合骨髓基质细胞移植组对改善大鼠神经功能、改善缺血坏死周边区脑皮质锥体细胞的结构、提高缺血区脑衍生神经营养因子（brain-derived neurotrophic factor，BDNF）表达水平、提高Brdu阳性细胞的成活率均有明显的疗效，并且优于单独治疗组。

3 中药复方与BMSCs联合用药

3.1 补阳还五汤与BMSCs联合用药 补阳还五汤是临床治疗脑缺血及其后遗症的代表方剂，由黄芪、当归、芍药、地龙、川芎、红花、桃仁组成，全方共奏补气活血通络之功。张运克等[11]研究认为补阳还五汤联合骨髓间充质干细胞移植可减少局灶性脑缺血再灌注大鼠脑梗死体积，改善脑缺血后神经行为症状。其机制可能与上调脑组织碱性成纤维细胞生长因子（Basic fibroblast growth factor，bFGF）mRNA表达水平，促进bFGF基因表达而对脑缺血再灌注损伤起保护作用[12]及提高脑组织中神经元特异性烯醇化酶（neuron-specific enolase，NSE）及胶质纤维酸性蛋白（glial fibrillary acidic protein，GFAP）的表达，从而促进移植的BMSCs向神经样细胞分化，改善脑缺血损伤[13]有关。

3.2 脑脉通与BMSCs联合用药 脑脉通由大黄、人参、川芎、葛根组成，具有益气活血、解毒降浊作用，前期研究表明，可抑制脑缺血损伤引起的神经细胞凋亡，具有明显的脑保护作用，在临床急性脑梗死的治疗中效果明显。Li等[14]报道，脑脉通与BMSCs移植联合可提高大鼠脑循环，保护组织免受伤害。这些效应可能参与下调早期阶段的自杀相关因子（factor associated suicide，Fas）和Fas蛋白配体（fasLigand，FasL）的表达，随后抑制caspase-3诱导的细胞凋亡有关。刘敬霞等[15]研究发现脑缺血引起的神经元结构损伤随再灌注时间延长呈加重趋势，并使突触重塑功能减弱；脑脉通可使BMSCs移植后修复神经功能的作用提前并增强，其作用途径可能与增强突触重建相关生长蛋白（growth associated protein-43，GAP-43）水平，进而促进神经元突触重建相关。刘轲等[16]研究发现BMSCs存活的数量随移植脑内时间的延长而呈增加趋势，脑脉通可使移植脑内的BMSCs成活增多，并使BMSCs向血管内皮细胞分化和成血管样作用增强。

3.3 复方脑脉1号与BMSCs联合用药 复方脑脉1号由制天麻、水蛭、黄芪、制天南星、半夏、川芎、益母草组成，对治疗急性缺血中风病安全有效，不仅可改善脑组织微循环，还可抑制炎症反应。郭建文等[17]研究发现中药脑脉l号可促进接受BMSCs移植治疗的局灶性脑缺血大鼠的血管再生，改善神经行为学评分（behavior rating scale，BRS），随着疗程的延长，效果更加显著。伍小燕等[18]在研究联合用药对大鼠缺血组织血管生成的影响时发现移植联合脑脉1号促进缺血区血管生成和神经功能恢复的效果明显优于单纯BMSCs移植组，两者联用具有协同效应。促血管生成的机制可能与其上调血管内皮细胞生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）的表达有关。

3.4 丹红注射液与BMSCs联合用药 丹红注射液是由中药丹参、红花科学提取精制而成的中药制剂，有活血化瘀、通脉疏络及清除自由基的作用。张鹏等[19]用丹红注射液联合骨髓间充质干细胞移植治疗大鼠脑梗死，结果显示联合应用使移植的骨髓间充质干细胞更好存活、增殖分化与迁移，还可提高细胞移植治疗的有效率，促进梗死后大鼠神经功能的恢复。李金艳等[20]在探讨骨髓间充质干细胞移植联合丹红注射液对大鼠脑梗死组织GAP-43、Bcl-2表达的影响时发现，联合治疗组中GAP-43、Bcl-2的表达明显高于骨髓间充质干细胞组及对照组（P＜0.05）。说明骨髓间充质干细胞移植与丹红注射液联合应用可明显促进脑梗死局部GAP-43、Bcl-2的表达，对大鼠脑梗死细胞凋亡具有明显抑制作用。

3.5 复方蝮龙抗栓丸与BMSCs联合用药 复方蝮龙抗栓丸以益气活血、熄风化痰、化瘀通络为治法，对脑缺血损伤发挥治疗作用。动物实验和临床观察表明，蝮龙抗栓丸治疗脑梗死效果肯定[21]，可显著改善患者的生存质量。与联合BMSCs移植用药，有协同增效作用。可能与以下机制有关：脑动脉阻塞本身就可以使大鼠脑脊液中NGF水平升高，骨髓单个核细胞（bone Marrow mesenchymal-derived mononuclear cells，BMNCs）和BMSCs移植可进一步提高MCAO大鼠CSF中NGF水平，蝮龙抗栓丸联合BMNCs或BMSCs移植治疗对NGF水平的升高具有协同增效作用[22]。中药联合BMSCs在早期更显优势，后期趋同。池欣欣等[23]用同样方法检测和比较脑源性神经营养因子 （brian derived neurotrophic factor，BDNF）含量的变化时发现BMSCs和BMNCs经蛛网膜下腔移植可明显上调MCAO大鼠脑组织中BDNF水平，中药蝮龙抗栓丸联合应用可使BDNF含量进一步提高，具有明显的协同作用，更有利于受损神经元再生、发育和分化。

3.6 扎里奴思方与BMSCs联合用药 扎里奴思方出自回医经典著作《回回药方》，由安息香、小茴香、乳香、当归、没药、红花等药组成，具有芳香开窍、补肾活血功效，是回族医学治疗脑梗死的常用方剂之一，能改善脑缺血后神经元损伤程度，促进神经功能恢复。任非非等[24]将该方与BMSCs联合应用，结果显示脑缺血后脑组织海马CA1区神经元密度及组织病理学均出现不同程度损伤；扎里奴思方和BMSCs移植均可不同程度改善脑缺血后脑组织神经元存活数量及状态，以二者联合作用显著，其机制可能与下调P-糖蛋白（P-gp）的动态表达有关。

4 展 望

缺血性脑梗死属中医“中风”范畴，其病机复杂，以气虚血瘀、风火夹痰浊夹瘀、痹阻脉络为主要病机，采用中药联合BMSCs治疗缺血性脑损伤已成为近年来研究的热点。BMSCs属于移植物，其移植后能否很好地存活、整合于病变部位，与其他神经元建立神经通路是移植细胞修复神经功能的基础[25]。但移植入脑的BMSCs需通过血脑屏障（BBB）向受损部位迁移和归巢，而BBB的天然屏障作用限制了BMSCs进入脑内的数量，并且缺血微环境也不利于进入脑内的BMSCs存活，最后能定植在缺血损伤区的BMSCs数量很少。因此，如何促进BMSCs向缺血损伤区迁移和存活是提高BMSCs疗效的关键。我们可以结合中医经络脏腑理论、优选有效方药以更好地解决归巢中的难题，例如，通过优选方药解决BMSCs肺部滞留的问题；利用开窍药来促进BMSCs进入脑实质内，从经络入手，干预BMSCs迁移及归巢；通过中药，改善局部微环境来提高BMSCs存活率等[26]。但是由于中药成分复杂，而产生相关药理作用的活性成分可能只有一种或几种，当前本领域的大部分研究缺乏对有效成分的深入探讨，中药影响BMSCs移植在脑梗死功能修复中的具体机制还不十分清楚。尽管仍存在诸多有待解决的问题，但是我们相信随着研究的深入，一定能发挥中西医结合的优势，利用中医理论促进BMSCs移植对缺血性脑损伤的治疗作用，既为BMSCs移植建立了新方法，又能为中医药

浙江中医药大学附属杭州第一医院药剂科（杭州 310006）