小檗碱在血管性痴呆防治中的作用研究进展

李强，沈琳娜

天津市第四中心医院神经内科，天津 300143

血管性痴呆（VD）指脑血管疾病导致的脑组织血流灌注障碍，引起的认知功能障碍综合征。研究发现，VD 的发病率仅次于阿尔茨海默病（AD），在痴呆中占15%～20%［1］。由于VD 的致病机制尚不明确，目前尚无明显有效的治疗药物。小檗碱是从黄连、黄柏中提取的一种天然异喹啉类生物碱，具有降血糖、抗动脉粥样硬化、抗炎、抗真菌、抗癌和抗病毒等功效。实验研究表明，小檗碱可透过血脑屏障到达海马部位，发挥神经营养和保护作用［2］。小檗碱在脑缺血性疾病、多发性硬化症、帕金森病、AD中均发挥神经保护作用，还可通过抑制动脉粥样硬化的病理进程、抑制炎症、抗氧化应激、影响神经递质等，延缓VD 的进展；然而小檗碱的神经保护机制尚不明确。本文对小檗碱在VD 防治中的作用进行综述。

1 小檗碱对VD发生危险因素的干预

VD的危险因素分为不可控因素（年龄、性别、遗传易感性）和可控因素（高血压、高同型半胱氨酸、糖尿病、教育水平、社会因素、动脉粥样硬化、吸烟、肥胖、高脂血症等），这些危险因素易引发脑血管持续损伤，导致神经退行性病变，同时对患者的认知功能也产生影响。

1.1 糖尿病 糖尿病性痴呆与VD 相关的微血管梗死和神经炎症有关。CT、MRI 的神经成像显示，糖尿病与脑萎缩、腔隙性梗死有明确的联系，糖尿病患者更易发生痴呆。其潜在机制可能与神经元葡萄糖代谢和胰岛素信号异常有关，导致神经递质功能障碍、神经炎症、β-淀粉样蛋白（Aβ）积累、tau 蛋白高磷酸化、线粒体功能障碍、氧化应激等，脑组织中发生缺血、缺氧，进而损伤神经元，增加患痴呆风险及加速认知功能下降［3］。小檗碱具有治疗糖尿病的作用，同时改善认知功能障碍。小檗碱通过改善胰岛素敏感性［4］，促进胰岛素表达，提高机体的糖代谢水平，增加肠道胰高血糖素样肽-1分泌，抑制肝糖异生，同时也可通过改善肠道菌群的结构等机制起到降血糖效果［5］。小檗碱通过调节胰岛素信号通路、抑制炎症反应，胆碱酯酶活性与tau蛋白过磷酸化来改善糖尿病相关的认知功能下降［6］；小檗碱可能通过丝裂原活化蛋白激酶通路调控海马区神经元突蛋白的表达，对海马有保护作用，改善糖尿病大鼠的记忆和认知功能。因此，小檗碱通过控制糖尿病改善VD患者的认知功能。

1.2 血脂异常 血脂异常是动脉粥样硬化发生的重要危险因素，可诱发氧化应激及血管内皮功能受损，导致脑灌注不足和栓塞，其中脂质氧化是AD 和VD 常见的病理变化。已有研究表明，高胆固醇与Aβ 聚集增加有关。小檗碱可调节脂质水平和降低体质量，用小檗碱治疗高脂血症3 个月后，可降低TG、TC、LDL-C，并升高HDL-C 水平［7］。动物实验发现，小檗碱可促使腺苷-磷酸酶激活，抑制脂质合成；同时还可下调血清游离脂肪酸的表达，起到降血脂的作用目的，从而改善患者症状。此外，小檗碱还可调节肠道菌群和胆汁酸代谢，促进蛋白激酶激活，从而降血脂。因此，小檗碱通过对血脂异常的调控起到预防老年痴呆的作用。

1.3 肥胖 临床研究表明，肥胖与学习、记忆、执行功能缺陷和潜在的脑萎缩相关［8］，并会增加晚年患痴呆的风险；肥胖也会导致瘦素信号转导、tau 蛋白过磷酸化、Aβ 积累、胰岛素抵抗、线粒体功能障碍、血脑屏障破坏、肠道菌群失调等对认知功能造成影响［9］。研究表明，小檗碱可以调节糖、脂质代谢，抑制肝糖元异生，改善胰岛素抵抗，以及调节肠道菌群、调控基因；小檗碱可以抑制脂肪细胞增殖、分化及相关基因的表达，减轻脂肪组织纤维化，进而预防和治疗肥胖［10］。因此，小檗碱可通过对肥胖的调控预防老年痴呆。

1.4 高血压 长期高血压患者易出现小血管病变、微出血等，这与VD 的发生关系密切，而高血压是脑小血管病的主要风险因素，其机制可能与肾素-血管紧张素-醛固酮系统的过度激活、氧化应激、内皮功能障碍、炎症反应、血压变异、动脉硬化的增加、血脑屏障通透性增加、Aβ 沉积等有关，造成局部脑组织缺血缺氧，促进VD 的发生。研究发现，在60～65 岁未治疗高血压患者中，高血压能加速VD 的发生［11］；在老年高血压患者中联合使用沙坦和他汀类药物可降低脑白质损伤，改善认知功能障碍［12］。小檗碱及其衍生物治疗高血压有一定潜力，其机制可能与抑制胆碱酯酶活性、促进血管内皮合成和释放一氧化氮、提高突触间隙内的乙酰胆碱浓度、阻断血管内皮上的a1 受体有关［13］；小檗碱有直接的降压作用，对高血压患者血管内皮细胞有保护作用［14］。小檗碱能降低链脲佐菌素诱导的糖尿病大鼠的血压，并改善其血管舒张，其机制可能与大电导钙激活钾通道有关。高血压加速了痴呆的进展，小檗碱可能通过控制血压预防VD发生。

1.5 动脉粥样硬化 动脉粥样硬化是一种常见的血管类疾病，其主要影响因素为高血压、血脂异常等，此外也与氧化损伤存在一定相关性。研究发现，其病理机制表现为脂质浸润、血小板活化、内膜损伤、氧化应激等，这对脑血管功能和结构会产生明显影响；同时还会导致脑小血管病变、血脑屏障破坏，最终引起脑细胞损伤和认知功能障碍［15］。小檗碱可通过调节肠道菌群、调节血脂、抗炎、抗氧化应激、下调内脂素表达及抑制血管平滑肌细胞增生等，从而发挥抗动脉粥样硬化的作用。研究发现，小檗碱可通过调节载脂蛋白E基因敲除小鼠肠道菌群，抑制动脉粥样硬化的形成和炎症细胞因子的表达［16］；通过抑制内脏脂肪蛋白的表达来抗动脉粥样硬化，通过抑制凋亡和炎症，增加超氧化物歧化酶活性，抑制NOD 样受体蛋白-3 炎症反应来保护血管内皮功能［17］。相关实验研究表明，小檗碱可抑制激活蛋白-1的转录活性，降低炎症因子水平，从而降低动脉硬化发生率［18］。此外，有研究发现，小檗碱可通过激活AMP 依赖的蛋白激酶信号通路，降低氧化修饰低密度脂蛋白诱导的炎症反应，间接抑制血管平滑肌细胞的增殖和迁移，而且以上作用呈剂量和时间依赖性［19］。可见，小檗碱可通过抗动脉粥样硬化来保护认知功能。

1.6 心房颤动 心房颤动也是痴呆的危险因素，但目前还未取得明确的结论。心房颤动发病机制包括脑灌注不足、血管炎症、脑小血管病、脑萎缩、遗传因素、基因因素和与痴呆共同的危险因素（年龄、高血压、心力衰竭、糖尿病、过量饮酒、睡眠障碍等危险因素）。抗凝可能有效降低心房颤动患者发生痴呆的风险。小檗碱具有抗氧化、抗菌、抗病毒、抗癌和抗炎活性，具有潜在抗心律失常特性。王洋等［20］研究发现，小檗碱可通过减轻心肌纤维化，进而预防心房颤动发生。小檗碱治疗心房颤动的优势很明显，与此相关的信号通路和蛋白涉及肿瘤坏死因子（TNF）、磷脂酰肌醇3'-激酶（PI3K）-蛋白激酶B（Akt）、丝裂原活化蛋白激酶、缺氧诱导因子1 信号通路、转化生长因子-β 信号通路，对应的靶点较多；另有研究发现，小檗碱通过增加心房有效不应期和延长心房肌细胞的动作电位持续时间以抑制乙酰胆碱诱导的兔心房颤动［21］。

2 小檗碱对VD发病机制的干预

VD的发病机制复杂多样，由多种类型脑血管损伤引起脑组织血流灌注障碍及缺血缺氧改变，包括氧化应激损伤、胆碱能系统损伤、内皮损坏、炎症反应、细胞凋亡和其他等，可能是多种病理过程同时作用或相互作用的结果。

2.1 胆碱能系统 VD患者在大脑和脑脊液中存在胆碱能缺陷，可能与认知功能障碍的病理生理密切相关。VD 模型显示几种胆碱能标志物持续减少。大鼠双侧颈总动脉闭塞导致慢性脑灌注不足，会导致胆碱能神经元的丢失，如胆碱乙酰转移酶（ChAT）和乙酰胆碱酯酶（AChE）活性降低；在四血管（双侧颈总动脉及椎动脉）闭塞模型中大鼠乙酰胆碱含量降低，发生学习记忆障碍［22］。有研究认为，VD 患者也存在胆碱能缺陷。尸检显示，VD患者的海马和颞叶皮质的ChAT 活动显著减少［23］。多发性梗死痴呆患者的脑脊液乙酰胆碱（ACh）呈现低表达［24］。研究表明，小檗碱能抑制AChE 的活性从而发挥抗痴呆作用，在侧脑室注射链霉素的大鼠中，小檗碱降低了大脑皮层及海马的AChE 活性，防止记忆损失，从而改善VD［25］。

2.2 神经炎症 炎症因子与VD 的神经病理损伤存在密切的相关性，当炎症介质过表达时，可导致白细胞过多聚集至损伤区域，加重脑组织缺血，并使认知功能减弱，久而久之便形成VD。这一过程与IL-6、纤维蛋白原均存在相关性。研究发现，在脂多糖诱发的VD大鼠中，小檗碱降低肿瘤坏死因子-κB（NF-κB）、toll 样受体4（TLR4）、TNF-α 和IL-6 的表达，改善记忆功能障碍［26］；小檗碱可抑制炎症因子（TNF-α、IL-1、IL-8）的表达，对VD 大鼠具有保护作用［27］；有研究指出，小檗碱能降低环氧合酶-2 的表达及炎症因子水平，从而发挥神经保护作用［28］；小檗碱对酶的抑制与其抗炎活性有关。以上研究表明，小檗碱有望通过抑制炎症反应治疗VD。

2.3 氧化应激 氧化应激是由氧化与抗氧化失衡引起，是一种过氧化状态，在此期间会释放大量的活性氧，并有效增强了多种细胞信号通路的活性。小檗碱可激活或抑制这些通路，激活抗氧化酶；也可直接清除超氧自由基；转录因子NF-E2 相关因子（Nrf2）能够影响抗氧化酶转录与表达，在细胞抗氧化应激损伤中扮演着不容忽视的角色；血红素氧合酶-1（HO-1）是Nrf2 下游基因，当出现氧化和抗氧化失衡时，Nrf2被激活并以特定的方式促进HO-1转录表达。因此，Nrf2 间接参与了抗氧化应激反应。小檗碱能通过激活Nrf2 核转录并加快轴突生长，故而能够减轻神经损伤［29］。以上研究证实，小檗碱在Nrf2／HO-1 通路中扮演着关键角色，还通过抑制氧化应激及细胞凋亡对谷氨酸诱导的PC12 和N2a 细胞有明显保护作用，进一步证实小檗碱治疗VD 的潜力。

2.4 其他 长期脑部供血不足会诱发海马神经元形态发生变化，人体出现一系列反应，如细胞Ca2+超载、突触可塑性改变等。而这些都是应激反应的具体体现。海马神经元功能受损，进而影响人们的正常学习和工作。海马神经元细胞凋亡与认知功能障碍存在密切的相关性。可以明确的是，细胞凋亡可维持机体稳定，使个体生理环境平衡。Caspase 家族、诱导凋亡基因Bcl-2、ICE基因家族等导致海马神经元细胞程序性死亡。当脑部出现持续性血氧供应不足时，细胞内Ca2+超载，引起神经细胞死亡。病理分析发现，脑组织缺血中心区以细胞坏死为主，而周围水肿带主要以细胞死亡形式存在，而大脑内信息编码依赖于Ca2+信号，而其与细胞死亡有关［30］。小檗碱能抑制或减缓细胞色素C 的释放，并使人体组织中的凋亡蛋白Bcl-2 和促凋亡蛋白Bax 平衡，并发挥抑制神经细胞凋亡的作用［31］。小檗碱可影响Caspase-3蛋白活性，并参与Bcl-2与Bax比例的调控，从而抑制或减缓神经细胞凋亡［32］；也有研究表明，小檗碱抗细胞凋亡的神经保护作用是通过PI3K/Akt、Akt/糖原合酶激酶通路及促分裂素原活化蛋白激酶等介导的［30］。小檗碱还可通过抑制细胞凋亡，改善脂多糖诱导的大鼠学习和记忆缺陷［33］。

Aβ 级联假说和tau 假说是AD 的两个最重要的病理假说，Aβ 级联假说认为过量产生的Aβ 聚集形成寡聚体或老年，进一步损伤神经元和突触，使神经元内激酶/磷酸酶活性失衡，导致tau 蛋白过度磷酸化，神经元纤维缠结形成；终至神经元丢失、突触变性及递质缺乏，并最终导致认知功能障碍［34］。研究发现，小檗碱通过降低β-位点APP 裂解酶-1（BACE1）和γ-分泌酶的激活，增强α-分泌酶的活性，从而减少Aβ 的生成［35］；小檗碱还可以通过促进自噬来消除Aβ［36］。关于tau 蛋白，研究发现小檗碱通过PI3K/Akt/糖原合酶激酶3β（GSK3β）通路抑制tau蛋白的过度磷酸化［37］。

小檗碱治疗老年痴呆有许多潜在的作用，然而目前大部分小檗碱仍被用作消炎药。目前关于小檗碱对于老年痴呆的治疗作用大都停留在临床前研究阶段，还需进一步试验证明。