中药促进脑缺血血管生成研究进展

黄生辉 李妍怡 巩婷

摘要：单味药及其有效成分、中药复方及中成药对血管的促进、抑制作用为目前研究热点，但中药对脑缺血后促进血管生成的作用及机制相关研究尚未深入。本文对中药促进脑血管生成的中医理论、体外研究、在体研究进行综述，并对通过Notch和Wnt信号通路调控血管生成的机制研究进行重点阐述，为药理作用机制研究及新药研发提供参考。

关键词：中药；脑缺血；血管生成；血管内皮生长因子；Notch信号通路；Wnt信号通路；综述

DOI：10.3969/j.issn.1005-5304.2018.07.036

中图分类号：R277.73 文献标识码：A 文章编号：1005-5304（2018）07-0137-04

Abstract： The promotion or inhibition of blood vessels by TCM， active ingredients of TCM， TCM compounds， and Chinese patent drugs is currently a research hotspot， with relatively abundant research. However， the study of the role and profound mechanism of TCM on angiogenesis after cerebral ischemia is relatively rare. Therefore， this article reviewed theories， in vitro studies and in vivo studies on the promotion of cerebral angiogenesis by TCM， and summarized the studies on TCM regulation of angiogenesis through Notch and Wnt signaling pathway mechanisms， with a purpose to provide references for resarch on related mechanisms and development of new deugs.

Keywords： TCM； cerebral ischemia； angiogenesis； VEGF； Notch signaling pathway； Wnt signaling pathway； review

血管意外的高發病率、致残率和死亡率对全世界的现代卫生保健来说均是重要挑战。缺血性脑卒中发病率为每10万人91.3～263.1人，年平均发病率为每10万人145.5人，复发率为8.47%，其中成年女性年发病率为每10万人170人，成年男性发病率为每10万人212人[1-2]。目前，主要治疗方法为溶栓和神经保护，溶栓药由于时间窗的限制及可能导致颅内出血风险，具有局限性。神经保护是治疗缺血性脑卒中的重要方法之一，但在目前临床治疗中效果有限。由于脑功能的恢复需要通过血管生成，而内源性修复和再生的程度不足以恢复脑缺血性损伤和脑缺血造成的身体机能损伤。因此，中医药促进血管生成在该病治疗中前景可观。

1 血管生成

血管再生主要包括血管生成、动脉生成和血管发生。血管生成是指在已存的血管处被激活的内皮细胞通过芽生、套叠、扩展衍生而生成新的毛细血管网的过程[3]。动脉生成是指在血流作用下原有的侧支动脉被重塑为功能性供血动脉的过程，是从小动脉形成更大的侧支循环的过程[4]，包括血管平滑肌细胞的增生、迁移、分化及再塑，涉及血管平滑肌细胞与内皮细胞的相互作用。血管发生是指在胚胎发育过程中，血管从无到有的过程。主要由特异的血管内皮祖细胞经分裂、增殖，产生大量成熟的内皮细胞，组成原始血管，融合成原始血管网，通过结合多种类型的细胞，增生和塑形后形成成熟血管。其中，血管生成依赖于多种细胞因子、细胞成分及生物环境间复杂的相互作用。参与血管生成的细胞因子主要分为促进血管生成的生长因子及抑制血管生成的抑制因子，这2类细胞因子共同决定着血管生成的过程[5]。

2 中医理论与血管生成

中医学有许多与“血管”相关的形态和功能概念描述，如“脉”“血络”“经脉”“络脉”等，“脉”可理解为类似现代医学中较大的血管，“血络”类似微血管，为“脉”的细小分支与延续[6]。《素问·脉要精微论篇》有“夫脉者，血之府也”。孙一奎《赤水玄珠·中风》：“人生之血，内行于脉络，外充于皮肤。”《灵枢·九针十二原》有“血脉者，在腧横居，视之独澄，切之独坚”；《灵枢·经水》则载“若夫八尺之士，皮肉在此，外可度量切循而得之，其死可解剖而视之”。中医学“生脉”理论可看作是对“血管生成”的主要中医理论认识之一，“生脉”主要包括3层含义[5]：新生有功能的血管；使原先闭塞的血管再次通畅；改善血液循环，增加血流量。许多种类的中药可促进血管生成，并涉及到各种血管相关疾病。其中，研究血管生成的理论较多的为“益气活血理论”，缺血后，益气活血类中药能通过调整病变部位的血液循环，促进血管生成，并可促使原先闭塞的血管再通或连通，这为研究益气活血类中药对血管生成的作用奠定了理论基础[7]。除益气活血类中药“祛瘀”可生新脉，中医学“生脉”理论认为，脉的生成始于先天之本，补肾也可以促进血管的生成。王蕾等[8]发现，补肾生血中药含药血清可促进鸡胚绒毛尿囊膜模型的血管增加，提示补肾生血中药有促进血管生成的作用。

3 中药促脑血管生成在体研究

3.1 中药及其有效成分

中药及其有效成分对脑缺血后血管生成具有促进作用，以活血药物居多。研究表明，川芎、赤芍可通过升高血管生成素-1（Ang-1）及低氧诱导因子-lα（HIF-lα）mRNA的表达，对脑缺血后微血管的修复新生起作用[9]。祝慧凤等[10]采用开颅电凝右侧大脑中动脉的方法制备局灶脑缺血模型。造模后6 h，腹腔注射地黄有效成分梓醇治疗。结果表明，梓醇治疗组脑表面血管分支数目比模型组明显增加。荧光双标记结果显示，梓醇治疗组病灶区血管新生数目和微血管密度均较模型组显著增加。人参皂苷可Rg1通过增强并稳定HIF-1α/VEGF信号轴，促进新生鼠缺氧缺血性脑损伤后血管再生[11]。而人参皂苷Rd可促进成年大鼠脑卒中后的血管发生，其对血管发生的作用可能是通过PI3K/AKT/mTOR/HIF-1α通路起作用的[12]。莫诺苷是从中药山茱萸中筛选出的有效成分，可明显改善脑缺血再灌注引起的神经功能缺损，减少大脑梗死体积，通过上调局灶性脑缺血大鼠缺血再灌注皮层 Ang-1及受体Tie-2的表达，促进血管再生[13]。

3.2 中药复方

在中药复方对脑缺血血管生成的研究中，益气活血类方剂的研究居多。佘颜等[14]研究表明，补阳还五汤精简方促进脑缺血后血管新生，这可能与调控Nrf2/HO-1信号途径的表达有关。圣愈汤对缺血性脑卒中具有神经保护作用其机制与血管生成、降低炎症反应、增加与神经发生相关的信号（Frzb/Wnt）有关[15]。刘轲等[16]发现脑脉通可促进老年大鼠脑缺血再灌注微血管生成，其机制可能与提高Flk-1及其mRNA表达有关。复方丹参片能增强急性脑缺血大鼠梗死灶周围血管生长因子的表达，促进梗死灶周围的血管新生[17]。心脑舒通胶囊是中药蒺藜干燥地上全草提取物制成的胶囊剂，其主要有效成分为呋甾皂苷。何前松等[18]研究发现，心脑舒通可改善脑缺血大鼠神经功能缺损，有促进微血管的生成的作用，其作用机制可能与增加大鼠内源性Ang-1和血管生成素-2受体（Tie-2）的表达有关。马英姿等[19]发现，通心络超微粉能减轻脑微血管的损伤程度，通过调节Ang-1和内皮抑素的表达，促进后期微血管的新生。黄芪载入修饰后胶原可以促进血管新生，将黄芪、脉络宁载入胶原后可促进鸡胚尿囊膜内血管新生并刺激血管长入胶原内，表明黄芪与脉络宁合用具有协同作用，其机制之一为刺激血管内皮细胞血管内皮生长因子的表达[20]。

4 中药促脑血管生成体外研究

目前，脑血管生成的体外细胞实验主要借助于脑微血管内皮细胞和人脐静脉内皮细胞（HUVEC）。李卫红等[21]研究表明，通络救脑注射液对拟缺血损伤人脑微血管内皮细胞具有保护作用，其机制与增加Ang-1/Tie-2表达有关，显示中药组方可发挥整合调节的治疗优势。芎芍胶囊能促进HUVEC的增殖，其促进细胞增殖的作用与浓度有一定关系，提示芎芍胶囊的促血管新生作用可能是通过促进血管内皮细胞的增殖来实现的[22]。脑缺血损伤修复阶段，多种细胞共同参与神经血管的重塑。因此，通过大脑皮层神经元、星形胶质细胞和脑微血管内皮细胞的共培养，建立“神经血管单元”的体外模型，将可能成为研究脑血管疾病及血管生成的一种重要研究方法。

5 通过Notch或Wnt信号通路的中药促脑血管生成机制研究

Notch信号通路从形态的发生，到血管内的稳态，均对血管生成过程起着重要的作用[23]，其具体功能虽尚未阐明，但Notch信号通路确实反复地参与着血管生成的各阶段，Notch受体、DLL配体正常表达可调控血管的发生、再生、形成以及分支的形成[24]。

研究表明，Wnt/β-catenin信号通路可调节神经元分化和微血管发生，在缺血性脑中风后的神经血管单元保护中发挥重要作用[25]。采用通路激活剂-氯化锂激活缺血性脑卒中大鼠Wnt/β-catenin信号通路后，缺血周边的血管新生增强；采用通路阻滞剂Dickkopf1抑制Wnt/β-catenin信号通路后，缺血周边的血管新生减弱，表明Wnt/β-catenin信号通路参与调节缺血性脑卒中后缺血周边脑组织的血管新生，Wnt/β-catenin信号通路可促进缺血周边脑组织的血管新生[26]。脑泰方具有益气活血、化瘀通络功效，可通過血管内皮生长因子（VEGF）促进血管生成，其作用机制可能通过上调VEGF-Notch1信号通路的表达，从而达到治疗性血管新生样作用[27]。仙茅苷可通过Wnt5α/β-catenin与VEGF/CREB/EGR-3/VCAM-1信号轴诱导细胞增殖和脑血管生成，同时通过增加Ang-1和Tie-2表达促进新血管的成熟和稳定[28]。山茱萸苷可促进脑卒中缺血区域的血管生成和功能的改善，增加大脑中动脉栓塞大鼠血管生成和VEGF的表达，其作用可能是通过Ang1/Tie2轴和Wnt/β-catenin信号通路实现的[29]。

目前，中药通过通过Notch或Wnt信号通路调控血管生成的研究主要集中在肿瘤血管方面，脑缺血后血管生成相关研究尚未广泛开展，相关分子机制尤其是益气活血类中药通过Notch或Wnt信号通路调控血管生成机制有待阐明。

6 展望

综上所述，多种中药对脑血管生成具有促进作用，且在不同剂量范围、不同的时间介入点可能具有双向调节作用。因此，中药对脑缺血后促血管生成的时效、量效关系及相关机制均有待进一步研究。对脑血管血管生成靶细胞的给药方式如含药血浆法、含药血清法、中药直接给药法等各有优点及局限性。中医通过遣方用药启动机体内源性血管生成调节机制，体现了中医药治病的特色，从多环节、多途径、多层次、多靶点调动机体内源性调节机制，是治疗血管生成的一个研究方向。目前，中药对脑血管生成研究作用机制研究大多仅限于单一通路，尚不能全面诠释中药作用的多靶点、多途径、多层次的作用机制，对单一或几个分子信号基因或蛋白的检测，难以全面诠释中药作用机制，形成系统性认识、整体性的科学结论[30]。因此，后续研究可在临床有效的基础上，采用生物信息学分析的方法，合理运用基因芯片、蛋白芯片等现代新技术，筛选差异表达的基因、蛋白，然后在整体水平及细胞水平上验证，为中医药干预脑血管相关疾病提供依据。

参考文献：

[1] TITOV B V， MATVEEVA N A， MARTYNOV M Y， et al. Ischemic stroke as a complex polygenic disease[J]. Molecular Biology，2015， 49（2）：195-216.

[2] 涂雪松.缺血性脑卒中的流行病学研究[J].中国临床神经科学，2016， 24（5）：594-599.

[3] WANG S， OLSON E N. AngiomiRs-key regulators of angiogenesis[J]. Current Opinion in Genetics & Development，2009，19（3）：205-211.

[4] HILLMEISTER P， GATZKE N， D?LSNER A， et al. Arteriogenesis is modulated by bradykinin receptor signaling[J]. Circulation Research，2011，109（5）：524-533.

[5] 殷沈华，唐德才.益气活血类中药对血管生成影响的研究[J].时珍国医国药，2013，24（1）：43-44.

[6] 刘小雨，王行宽.促血管新生的中医药治疗现状[J].中国组织工程研究与临床康复，2007，11（10）：1918-1922.

[7] 明康文，胡丽竹.益气活血法对急性脑梗死大鼠侧支循环重建影响[J].辽宁中医药大学学报，2016，18（4）：17-19.

[8] 王蕾，吴志奎，张树成，等.补肾生血中药血管生成活性整体效应的初步探讨[J].中医杂志，2001，42（11）：683-685.

[9] 马进，甘雨，袁媛，等.川芎赤芍对脑缺血大鼠血管生成素及低氧诱导因子表达的影响[J].中国医药导报，2016，13（17）：8-11.

[10] 祝慧凤，万东，周佳丽，等.梓醇促局灶性脑缺血大鼠血管新生观察[J].中国中药杂志，2010，35（2）：232-236.

[11] 王德健，李巧云，徐世军，等.人参皂苷Rg1对新生鼠HIBD后血管再生的影响[J].四川大学学报（医学版），2011，42（4）：503-507.

[12] 曽联婷，史明，惠娟，等.人参皂甙Rd通过PI3K/AKT/mTOR/Hif-1α通路促进成年大鼠缺血性脑卒中后的血管发生[J].神经解剖学杂志， 2015，31（6）：686-692.

[13] 刘婷婷，孙芳玲，程华，等.莫诺苷对局灶性脑缺血再灌注大鼠血管生成素1及其受体Tie-2的影响[J].中国康复理论与实践，2015，21（1）：9-11.

[14] 佘颜，王宇红，邵乐，等.补阳还五汤精简方对大鼠脑缺血后血管新生及Nrf2/HO-1信号途径的影响[J].中国药理学通报，2016，32（1）：123- 128.

[15] HOU Y C， LU C K， WANG Y H， et al. Unique mechanisms of sheng yu decoction（ sheng yu tang） on ischemic stroke mice revealed by an integrated neurofunctional and transcriptome analysis[J]. Journal of Traditional & Complementary Medicine，2013，3（4）：240.

[16] 劉轲，李建生，杨歆科，等.脑脉通对老龄大鼠脑缺血/再灌注微血管生成及Flk-1表达的影响[J].北京中医药大学学报，2011，34（1）：42-47.

[17] 覃仁安，张超群，余小平，等.复方丹参片对急性脑缺血大鼠药理作用的探讨[J].中西医结合心脑血管病杂志，2011，9（9）：1092-1094.

[18] 何前松，杨红云，胡利民，等.心脑舒通对大鼠脑缺血再灌注损伤缺血周边区微血管新生及Ang/Tie系统表达的影响[J].中国老年学杂志， 2015，35（12）：3203-3206.

[19] 马英姿，刘希伟，潘彦舒，等.通心络超微粉对急性脑梗死大鼠脑微血管的影响[J].中国中医药信息杂志，2014，21（5）：61-64.

[20] 姚昶，高卫卫，薛涛.黄芪、脉络宁注射液载入修饰胶原对鸡胚尿囊膜血管新生的协同促进作用[J].中国组织工程研究，2010，14（34）：6342- 6346.

[21] 李卫红，王东坡，李兴广，等.通络救脑注射液及其有效成分对拟缺血损伤人脑微血管内皮细胞的保护作用[J].安徽中医药大学学报，2011， 30（6）：42-46.

[22] 林久茂，赵锦燕，林明和，等.芎芍胶囊含药血清对人脐静脉内皮细胞增殖的影响[J].中西医结合心脑血管病杂志，2009，7（1）：58-60.

[23] ZHANG P， YAN X， CHEN Y， et al. Notch signaling in blood vessels：from morphogenesis to homeostasis[J]. Science China Life Sciences，2014，57（8）：774-780.

[24] CRISTOFARO B， SHI Y， FARIA M， et al. Dll4-Notch signaling determines the formation of native arterial collateral networks and arterial function in mouse ischemia models[J]. Development， 2013，140（8）：1720-1729.

[25] 文丽梅，杨洪军，马超英，等.Wingless/Wnt信号与缺血性脑中风中神经血管单元相关的研究进展[J].中国药理学通报，2013，29（7）：903- 907.

[26] 陈海丽，顾娇阳，张文静，等.经典Wnt信号通路在大鼠脑缺血后血管新生中的作用[J].山东大学学报（医学版），2015，53（4）：31-36.

[27] 宋祯彦，周瑜，王珊珊，等.中药脑泰方对大鼠脑缺血后VEGF和Angiopoietins表达的实验研究[J].湖南中医药大学学报，2016，36（1）：19-22.

[28] ZHU H， HE J， YE L， et al. Mechanisms of angiogenesis in a Curculigoside A-treated rat model of cerebral ischemia and reperfusion injury[J]. Toxicol Appl Pharmacol，2015，288（3）：313- 321.

[29] XU Y， ZHANG G， KANG Z， et al. Cornin increases angiogenesis and improves functional recovery after stroke via the Ang1/Tie2 axis and the Wnt/β-catenin pathway[J]. Archives of Pharmacal Research，2016，39（1）：133-142.

[30] 陈娉婷，周小青，周德生，等.中药对神经干细胞增殖分化相关信号通路调控的研究进展[J].中药新药与临床药理，2015，26（6）：859-863.