中药治疗肌萎缩侧索硬化症的研究进展

刘永新　管英俊　陈燕春　接琳琳

(潍坊医学院组织学与胚胎学教研室，山东　潍坊　261053)



中药治疗肌萎缩侧索硬化症的研究进展

刘永新管英俊陈燕春接琳琳

(潍坊医学院组织学与胚胎学教研室，山东潍坊261053)

中药；ALS

肌萎缩侧索硬化症(ALS)是一种以神经元进行性变性和死亡为主要特征的神经退行性疾病〔1〕。临床症状包括上/下运动神经元退行性障碍和肌肉纤维组织失神经支配，导致神经元死亡，进行性肌麻痹，肌肉萎缩，随意肌无力，最终因呼吸衰竭而死亡〔2～4〕。中草药能抗氧化应激、兴奋性氨基酸毒性、神经炎症和钙的细胞毒性，在治疗ALS方面具有较大的潜力。本文综述了近年来中药治疗ALS的研究进展。

1　氧化应激

研究发现，家族性ALS患者铜/锌超氧化歧化酶(SOD1)基因发生了突变，过量的活性氧(ROS)最终可导致神经元死亡〔5〕。羟基积雪草苷(madecassoside)为积雪草提取物，可以保护运动神经元，降低丙二醛(MDA)含量，同时谷胱甘肽(GSH)水平和脑源性神经营养因子(BNDF)蛋白表达显著升高，增强抗氧化性〔6,7〕。从中草药川芎提取的川芎内酯Ⅰ，可明显诱导ERK1/2磷酸化，有助于氧化应激和神经毒性损伤下Nrf2的活化，Nrf2是内源性调节神经元抗氧化应激的重要防御反应，表明川芎内酯具有抗氧化应激能力〔8,9〕。大蒜素(DATS)是大蒜油主要成分，已被证明为Ⅱ期酶诱导物，可以改善氧化应激，保留抗氧化酶活性并具有保护ALS神经元的作用〔10〕。当给予临床发作阶段的SOD1-G93A小鼠口服DATS治疗时，可以诱导HO-1在ALS转基因小鼠腰椎脊髓的表达，而HO-1的活性直接影响到氧化损伤的能力，结果显示口服DATS可显著延长小鼠寿命〔11〕。Wang等〔12〕研究指出，荜茇生物碱(Piper longum alkaloids)具有抗感染和抗氧化的作用，检测生物碱预处理组大鼠，ROS生成明显减少，从而起到神经保护作用。胡黄连苷-Ⅱ(Picroside Ⅱ)，是从中药胡黄连中提取的活性成分，体内实验可以显著提高小鼠脑中SOD1的活性；而胡黄连苷-Ⅱ预处理PC12细胞发现，细胞存活能力提高，谷氨酸诱导的细胞内ROS水平降低〔13〕。由此可知，胡黄连苷-Ⅱ在防止氧化应激造成神经损伤有治疗潜力〔13〕。过多ROS可引起ALS发病和发展，目前认为治疗ALS最有可能的机制是清除ROS，增强抗氧化酶活性的能力。

2　兴奋性氨基酸毒性

作为中枢神经系统中兴奋性神经递质，谷氨酸介导了突触传递。神经元的生长、成熟和突触可塑性也需要谷氨酸〔14〕。而谷氨酸过量释放会触发神经元的死亡，运转错误可促使谷氨酸在突触间隙或细胞外液的积累，最终导致神经毒性。天南星科植物石菖蒲的提取物β-细辛醚是诱导复苏的基础物质。β-细辛醚通封闭N-甲基-D-天门冬氨酸(NMDA)受体功能，抑制NMDA或谷氨酸盐诱导兴奋性毒性，发挥神经保护作用〔15〕。Hemendinger等〔16〕发现，石杉碱甲(Huperzine A)能保护运动神经细胞系(即NSC34细胞系)，具有对抗毒素诱导细胞死亡的能力。通过添加过氧化氢(H2O2)、羰基氰化物间氯苯腙或者L-(-)-苏-3-羟基天冬氨酸诱导神经元死亡，发现石杉碱甲可以保护运动神经元，并且可以作为治疗ALS患者的一种辅助疗法〔16〕。据报道，梓醇(Catalpol)作为地黄提取物对神经系统疾病具有神经保护作用，认为与谷氨酸兴奋毒性作用有关〔17，18〕。Zhang等〔18〕实验发现，梓醇能降低GSH水平，降低SOD水平，降低GSH过氧化物酶的活性，从而起到保护作用。大量实验结果表明，隐丹参酮能够抗谷氨酸诱导细胞毒性，保护神经元，对于控制ALS疾病发病有潜在的应用价值。PI3K/Akt信号途径在抗谷氨酸诱导毒性的细胞存活中起至关重要的作用〔19〕。隐丹参酮介导的神经保护的机制，是通过激活PI3K/Akt信号通路以及阻止抗凋亡相关蛋白家族中Bcl-2的下调，从而发挥抗谷氨酸诱导的毒性。另外，Mahesh还发现隐丹参酮能够抑制钠硝普钠(SNP)引起的神经细胞凋亡，起到神经保护作用〔20〕。此外，还有许多中药可以抑制氨基酸毒性，从而保护神经元，如刺五加提取物，能增加血红素加氧酶(HO)-1的表达，从而减少LPS诱导的NO/ROS的产生，而HO-1的表达可以保护细胞抑制谷氨酸诱导的神经元死亡〔21〕。Li等〔22〕还提出姜黄素通过下调腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)，抑制内质网应激相关基因TXNIP/NLRP3炎性体的激活，从而减弱谷氨酸诱导的神经毒性，保护神经细胞。对于中药抑制谷氨酸毒性研究，可以为谷氨酸毒性引起的ALS治疗提供一个新的思路。

3　神经炎症

ALS的发生与中枢神经系统炎症反应有着重要的关系。研究表明，ALS与小胶质细胞有关，抑制小胶质细胞的活化和抑制炎症能够减轻ALS的发生发展〔23〕。小胶质细胞在中枢神经系统中有双重作用：一方面，生理情况下它是中枢神经系统最主要免疫防线；另一方面，病理下激活的小胶质细胞能分泌促炎介质的表达，诱导促炎细胞因子，如肿瘤坏死因子(TNF)，一氧化氮合酶(NOS)或白细胞介素(IL)等有神经毒性的物质，参与ALS的发病。报道发现，雷公藤的提取物雷公藤红素可抑制自身免疫，具有抗炎效果〔24〕。将雷公藤红素用于治疗G93A转基因鼠，结果显示G93A小鼠脊髓腰段TNF-α和iNOS表达下降，CD40免疫反应性和胶质纤维酸性蛋白受抑制，表明雷公藤红素可以延迟疾病发作，明显改善运动功能〔25〕。Jung等〔26〕研究发现，雷公藤红素还可通过抑制脂多糖活化的有丝分裂原活化蛋白酶、ERK1/2和核因子kB的磷酸化，诱导衰减NO和促炎细胞因子的产生。与雷公藤类似的藤类药物-钩藤，其有效提取物异钩藤碱也有类似抗炎作用。Xian等〔27〕研究表明,给予大鼠异钩藤碱治疗，通过下调的Bcl-2/Bax蛋白和mRNA比值水平，减弱β淀粉样蛋白(Aβ)25～35诱导的神经元细胞凋亡。同时，异钩藤碱能抑制GSK-3β的活性，活化PI3K/Akt的信号传导途径，从而起到神经保护的作用〔28〕。此外，Zhou等〔28〕还发现，异钩藤碱通过调节钙离子通道，减弱Aβ25～35诱导的神经毒性，保护神经元和神经胶质细胞。由此可见，异钩藤碱可作为潜在的治疗ALS的神经保护药物。蜂毒素作为中国传统医药，已经被证明有抗炎的作用。用蜂毒肽注射ALS转基因小鼠，结果发现在脊髓和脑干中小胶质细胞数量减少,磷酸化P38表达降低，运动功能明显改善，神经元死亡减少，因而认为蜂毒肽可以抑制神经炎症，可作为抗炎药物用于治疗ALS〔29〕。羟基积雪草甙不仅具有抗氧化功能，还能通过PI3K信号通路，防止Aβ诱导的自噬和炎症反应，从而保护神经元〔6〕。

4　钙的细胞毒性

当电压-门控钙通道打开，钙离子内流导致兴奋性氨基酸-谷氨酸大量释放，大量钙离子通过NMDA/AMPA受体、代谢性谷氨酸受体和电压依赖性钙通道大量进入细胞内，激活蛋白酶、脂酶、各种激酶、核酸酶和NOS，自由基的形成和NO合成加剧了神经元的损害。由于激活细胞凋亡基因导致细胞程序性死亡。因此，目前认为神经保护药物主要通过阻止钙内流，调节兴奋性氨基酸的兴奋毒性，调节微血管炎症反应等途径发挥作用。Mao等〔30〕实验发现，用芍药苷预处理的PC12细胞可以扭转由兴奋性谷氨酸引起的细胞内钙水平上升和降低细胞凋亡比率，从而对细胞起到保护作用。研究发现，中药川芎的另一种提取物川芎嗪，可通过降低细胞内钙水平，抑制神经细胞谷氨酸的释放，从而保护神经细胞〔31〕。为了证实川芎嗪的保护作用，Callewaere等〔32〕先用基质细胞衍生因子(SDF)-1刺激神经细胞，SDF-1能增加细胞内钙离子水平调节电子流，然后分别给予川芎嗪处理，发现施加川芎嗪组SDF-1诱导钙离子水平明显降低，表明川芎嗪可降低钙离子水平，保护神经细胞，可作为抵抗钙细胞毒性的神经保护药物〔33〕。

5　结语与展望

由于ALS发病机理尚不清楚，其治疗只是对症治疗，目前仍然没有完全有效的治愈方法。近年来，越来越多的研究人员开始关注中药治疗ALS，开始寻找新的活性提取物用于ALS的治疗，为ALS的治疗带来了希望。目前，关于中草药治疗ALS的报道还很少见。因此，需要更加深入研究中草药对ALS的治疗作用，确定其主要成分在ALS中的作用机制，为ALS药物治疗提供了更广阔的应用前景。

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〔2016-01-21修回〕

(编辑李相军)

10.3969/j.issn.1005-9202.2016.14.116

国家自然科学基金(81271413;81401066)；山东省科技发展计划项目(2012GSF11827)；山东省自然科学基金(ZR2012HQ021)

管英俊(1965-)，女，博士，教授，博士生导师，主要从事神经退行性疾病变再生修复研究。

刘永新(1988-)，女，在读硕士，主要从事神经退变性疾病的研究。

R329.1

A

1005-9202(2016)14-3597-03；