中医药调控脑缺血再灌注损伤信号通路转导的研究进展*

黄洁，祝美珍，王馨扬，陈霞，何宏盾

广西中医药大学 广西南宁 530200

脑卒中是世界范围内致死、致残率高，民众负担重的疾病，其中缺血性脑卒中占比远远大于出血性脑卒中[1]。及时有效的复流再通是缺血性脑卒中的有效治疗方法，然而缺血脑组织复流再通后存在再灌注损伤的风险，因此，采取有效措施防治脑缺血再灌注损伤（cerebral ischemia-reperfusion injury，CIRI）对 于提高缺血性脑卒中防治率具有重要意义。越来越多的证据表明，从细胞途径防治脑缺血再灌注损伤是行之有效的治疗策略之一。缺血后再灌注期间涉及多种结构紧密的细胞通路如NF-κB、JAK2-STAT3以及JNK等通路的信号传导，继而引起一系列脑缺血再灌注后炎症反应、细胞凋亡、氧化应激等各种病损效应。近年来大量研究表明，或运用中药复方或中药单体或针刺治疗皆可调控CIRI损伤相关信号通路，进而有效防治脑缺血再灌注损伤。兹综述如下。

对脑缺血再灌注炎症损伤相关信号通路的调控

神经系统受到缺血缺氧刺激时，缺血灶局部产生的炎症因子能特异性激活某些特定的信号转导途径，介导小神经胶质细胞的异常激活，神经毒性促炎介质等的产生而进一步加重神经炎症。近年来大量研究表明，中医药对CIRI中的炎症损伤相关信号通路具有靶向调节作用。

谢风帆等[2]研究发现栝楼桂枝汤方可抑制神经元与小胶质细胞间的相互作用，减少下游炎症介质的表达，减轻CIRI炎症损伤，其作用机制与TWEAK/Fn14/CCL21/CXCR3信号通路有关。霍瑞卿等[3]研究表明，化浊解毒活血通络方能明显下调CIRI大鼠血清LPS及DAO水平，增加大鼠结肠组织Occludin、ZO-1水平，降低脑组织TLR4、NF-κB水平以及IL-1β、TNF-α水平，提示该方可参与LPS-TLR4/NF-κB信号通路的调控而减轻脑再灌注炎症损伤。万浩宇等[4]实验表明补阳还五汤类方可通过对TLR4/NF-κB通路的调控减少炎症因子释放，改善CIRI炎症损伤。

唐标等[5]实验表明黄芪的有效成分黄芪甲苷可通过调控NF-κB信号通路，抑制CIRI大鼠NLRP3炎症小体的活化状态，在一定程度上降低NLRP3炎症小体下游炎症因子IL-18、IL-1β水平。周玉嘉等[6]发现三七提取物三七总皂苷可对NF-κB p65与TLR4的表达进行一定程度地下调，通过TLR4/NF-κB信号级联使得小胶质细胞M1/M2表型的转化得以调控，在一定程度上增加其下游抑炎性细胞因子的水平，降低促炎性细胞因子的水平，减轻炎性损伤。王文杰等[7]实验提示绞股蓝中的绞股蓝皂苷X VII，可以对PI3K/Akt信号通路起到调控作用，抑制IL-1β、IL-6、TNF-α等炎性介质的释放而发挥抗炎作用。Cheng等[8]研究探讨了益智仁提取物调节JNK介导的半暗带皮层炎症级联反应的分子机制，结果提示益智仁提取物下调了MCAO大鼠缺血再灌注后半暗带皮层p-JNK/JNK和p-ASK1/ASK1比值，以及TLR4、GFAP、T3JAM、TRAF3、NF-κB、TNF-α 和IL-6等的表达，提示益智仁提取物通过调控JNK介导的TLR4/T3JAM和ASK1相关炎症信号通路抗CIRI损伤。周云等[9]研究发现决明子水提物能对cGAS/STING通路产生抑制作用，使CIRI大鼠皮层脑组织细胞质中的cGAS蛋白以及mtDNA水平明显降低，从而抑制STING的活化，减少下游炎症因子的表达，抑制炎症反应。

卢文豪等[10]研究发现，电针刺激MCAO大鼠百会、四关穴能上调脑组织中Cezanne蛋白水平，降低NF-κB通路相关蛋白表达，提示其抗炎作用与抑制NF-κB信号通路的过度激活有关。刘霜月等[11]实验研究表明电针水沟、内关等穴可通过抑制TLR2/NF-κB信号通路的活化而改善脑缺血再灌注炎症损伤。

以上研究证明，中医药干预能有效降低炎症因子水平，调控脑缺血再灌注过程中相关信号转导，抑制CIRI的炎症级联反应，减轻了脑缺血再灌注损伤。

对脑缺血再灌注损伤细胞凋亡相关信号通路的调控

细胞凋亡在脑缺血再灌注损伤的病理进程中具有重要作用，调控凋亡相关的信号通路的活化对于保护缺血脑组织尤其是保护缺血半暗带具有重要意义。

加味益气通玄方是在补阳还五汤的基础上加水蛭、全蝎，重用黄芪而成，彭艳等[12]通过实验研究探讨了加味益气通玄方对脑缺血再灌注损伤的保护作用机制，发现该方能较明显增加大鼠缺血脑组织中p-Akt以及p-NOS的表达，使促凋亡蛋白表达降低，抗凋亡蛋白表达升高，降低Bax/Bcl-2比值，减轻脑组织缺血再灌注病理损伤，其作用机制与PI3K/AkteNOS通路的激活有关。Nan 等[13]研究表明瓜蒌桂枝汤可通过抑制PARP-1/AIF信号通路相关蛋白表达，有效抑制脑缺血再灌注损伤细胞凋亡。

蒿本内酯是从当归和川芎中提取的一类活性成分，崔江波等[14]发现蒿本内酯能够上调CIRI大鼠脑组织中p-AKT、p-PI3K表达以及p-mTOR的表达，而该通路下游的Bax mRNA、Caspase-3 mRNA表达则相应下降，大鼠海马半缺血区的细胞凋亡数量相应降低，并根据该实验结果推测蒿本内酯是通过激活PI3K/Akt/mTOR途径对CIRI神经细胞的凋亡发挥抑制作用。茯苓中的茯苓酸能够对PI3K/Akt信号通路中部分组分蛋白的表达起到明显的上调作用，下调裂解半胱天冬酶蛋白表达，改善神经元凋亡，发挥脑保护作用[15]。Hou等[16]发现白藜芦醇能激活JAK2/STAT3信号通路，以此间接上调PI3K/AKT/mTOR途径，进而调节下游Bax、Bcl-2以及Caspase-3等的表达水平，抑制缺血半暗带中的神经元凋亡。魏小于等[17]研究提示白及多糖呈剂量依赖性下调CIRI大鼠脑组织中的p-STAT3蛋白水平以及p-JAK2蛋白水平，降低脑细胞凋亡率，表明白及多糖在CIRI中的抗凋亡作用机制与调控JAK2/STAT3信号通路的转导有关。郝红等[18]实验研究提示隐丹参酮可通过以抑制JNK/p38MAPK 的磷酸化，降低 Fas、Bax、Caspase-3的表达，抑制CIRI神经细胞凋亡。汤定中等[19]研究发现当归的活性成分当归多糖可通过对MAPK/ERK信号通路的调控发挥抗CIRI细胞凋亡作用。

醒脑开窍针刺法在缺血性脑卒中的临床治疗上应用广泛，具有较显著的疗效，韩林等[20]实验表明醒脑开窍针刺法能够通过调控PI3K/Akt信号通路减轻脑缺血再灌注损伤大鼠海马组织的神经细胞凋亡，改善神经功能缺损。此外，眼针也能通过调节PI3K/Akt途径改善CIRI引起的细胞凋亡[21]。Lan等[22]发现运用电针干预治疗CIRI大鼠能够有效调控MAPK信号通路发挥抗细胞凋亡作用。全爱君等[23]发现电针预处理能有效调控TGF-β/Smads通路发挥抗凋亡作用。叶伟等[24]研究提示电针能激活JAK2/STAT3途径，参与抗CIRI细胞凋亡过程。另一项研究表明电针通过调控Nrg-1/ErbB4信号通路，可有效抑制脑缺血再灌注损伤细胞凋亡，发挥脑保护作用[25]。

上述研究证明，中医药通过调控CIRI细胞凋亡相关的信号通路，能有效减轻脑缺血再灌注损伤，加快神经功能缺损的恢复。

对脑缺血再灌注损伤氧化应激相关信号通路的调控

脑缺血再灌注过程的氧化应激损伤与活性氧的过度生成，抗氧化能力受损等因素密切相关，众多研究表明中医药可通过调控CIRI氧化应激相关细胞信号的转导，有效减轻氧化应激损伤。

王艳旭等[26]研究显示，天麻钩藤饮给药能明显提高MCAO/R大鼠模型大脑皮层组织的Nrf2和H0-1 mRNA及蛋白表达，降低神经功能缺损评分，减轻CIRI病理损伤，而Nrf2/H0-1阻断剂的使用则逆转了天麻钩藤饮的治疗作用，提示天麻钩藤饮可通过Nrf2/H0-1内源性抗氧化信号通路抑制脑缺血再灌注损伤。Li等[27]研究发现桃红四物汤可通过激活Nrf2信号通路及其上游PI3K/Akt调控通路，促进Nrf2核移位，上调抗氧化酶HO-1的表达，保护脑缺血再灌注氧化应激损伤。

黄茸茸等[28]体外实验表明人参皂苷Rg1可通过调控NOX2-NLRP1信号通路减少PC12细胞中ROS的生成，抑制NADPH氧化酶2的表达，从而改善缺氧再复氧PC12细胞的氧化应激损伤。Han等[29]研究数据表明吴茱萸中的吴茱萸次碱可呈剂量依赖性促进Nrf2途径相关蛋白的表达，提高超氧化物歧化酶的表达水平，同时抑制丙二醛、活性氧和乳酸脱氢酶的产生，从而改善MCAO大鼠缺血再灌注氧化应激损伤程度，其作用机制与Nrf2/HO-1信号通路有关。Hu等[30]研究显示三七总皂苷能够激活依赖于PI3K/Akt途径的Nrf2抗氧化信号，对抗脑缺血再灌注氧化应激损伤，对脑微血管内皮细胞具有保护作用。

赵秋阳等[31]研究表明，针刺CIRI大鼠的百会、四神聪穴，能提高缺血半暗带中SOD、GSH-px酶的含量，其作用机理与活化Nrf2信号通路有关。杜韬等[32]临床研究表明，使用眼针八区八穴疗法诊治急性脑梗死患者，可以显著下调患者外周血中Keap1蛋白水平，提高NQO1、ARE和Nrf2水平，改善细胞氧化损伤，有效改善患者的神经功能缺损程度，其机制与Keap1-Nrf2/ARE信号通路的调控有关。

综上，中医药通过对CIRI氧化应激损伤相关信号通路进行调控，可减少活性氧的生成，提高脑组织抗氧化能力，有效拮抗氧化应激损伤。

对脑缺血再灌注损伤神经血管再生相关信号通路的调控

神经再生及血管新生策略是近年来的研究热点，中医药干预能靶向活化某些特定的细胞信号转导途径，促进神经干细胞的增殖、神经元的分化以及内皮细胞的增殖与迁移，促进神经元及微血管再生，发挥脑保护作用。

张远海[33]通过实验研究发现，桃红四物汤干预治疗能显著增加CIRI大鼠脑缺血皮质区VEGF表达水平，增加微血管密度，发挥良好的促进血管新生的作用，其作用机制与桃红四物汤对PI3K/AKT信号通路的调控有关。Zheng等[34]通过观察补阳还五汤对CIRI大鼠微血管密度、海马VEGF及mRNA表达、SIRT1及mRNA表达的影响，以探讨补阳还五汤的促血管生成作用机制。该实验结果提示补阳还五汤组大鼠再灌注后1、3、7、14天的神经功能缺损程度显著下降，缺血区微血管密度显著增加，SIRT1、VEGF蛋白和mRNA的表达显著提高，证明了补阳还五汤的促血管新生机制与靶向调节SIRT1/VEGF通路有关。另有研究发现失荅剌知丸防治脑缺血再灌注损伤同样具有促血管再生作用，其分子作用机制与Notch/Delta信号通路有关[35]。王俊杰等[36]动物实验表明地黄饮子可通过Notch信号通路促进MCAO大鼠的神经细胞增生，对脑缺血再灌注损伤发挥神经保护作用。李慧等[37]研究表明通脉活血汤可通过调控HIF-VEGFNotch通路，促进NSCs的增值与分化，发挥脑保护作用。

朱百科等[38]发现川芎嗪能显著上调大鼠脑组织内P-AKT/AKT表达、PI3K表达以及VEGF表达，并推测川芎嗪对神经元生长的促进作用与PI3K/AKT信号通路有关。Du等[39]研究发现薏苡仁中提取的多酚类化合物能增加MCAO小鼠再灌注后7、14天缺血半暗带中的 TGF-β1、ALK-1、Smad1/5和 p-Smad1/5的表达水平，增加血管生成相关CD31蛋白及VEGF的表达水平，这表明薏苡仁能够激活TGF-β1-ALK1-Smad1/5信号通路，促进血管生成而保护脑I/R损伤。另有研究显示冰片、黄芪甲苷以及三七总皂苷相配伍应用能活化Notch通路，发挥神经血管保护作用，且三者协同应用效果优于单独应用[40]。

利铸均等[41]对MCAO大鼠百会、大椎穴进行电针刺激，发现电针组大鼠缺血区NSCs含量以及Notch1水平较模型组明显增多，并在治疗第14天时观察到NSCs的含量、Notch1的表达达到峰值，而后维持较长时间的高表达水平，该实验提示电针能干预Notch信号途径增殖NSCs，发挥良好的神经保护作用。王梅平等[42]则发现电针足三里能活化CREB通路，使下游VEGF表达增加，从而促进CIRI大鼠神经血管再生，以此发挥脑保护作用。

以上实验研究表明了中医药对神经血管再生的细胞信号转导具有较好的调控作用，为中医药防治CIRI提供了丰富的实验依据与研究思路。

总结与展望

综上所述，近年来众多研究发现中医药能有效调节脑缺血再灌注损伤多种信号通路的转导，减少信号级联下游具有损伤作用的炎性介质、促凋亡蛋白、氧化应激产物等的表达，从而抑制脑缺血再灌注过程的炎症反应、细胞凋亡、氧化应激等病损效应，减轻脑组织缺血再灌注损伤及神经功能缺损程度，增加具有保护作用的神经血管因子的表达，促进神经干细胞增值，神经元分化及微血管生成，发挥脑保护作用。目前，大多数调节脑缺血再灌注损伤的信号转导通路机制的研究多侧重在某一方面或某一层面，缺乏多成分协同干预、多种信号通路相互影响的相关研究。因此，今后需深入开展相关研究进一步揭示脑缺血再灌注损伤各信号通路间的相互关系，探明相关中医药防治脑缺血再灌注损伤的分子机制，进一步将动物实验所获得的数据及经验延伸运用于临床。