淫羊藿苷調節血管性認知障礙的機制研究進展

蔣怡雯 吳明華

（南京中醫藥大學附屬醫院，江蘇省中醫院神經內科，江蘇南京210029）

淫羊藿為小檗科淫羊藿屬植物，亦稱“仙靈脾”，其性溫，味辛、甘，歸肝、腎經。《本草備要》言其“補命門，益精氣，堅筋骨，利小便”，具有補腎陽、強筋骨、祛風濕等功效。淫羊藿苷（icariin，ICA）作為淫羊藿的主要活性成分，具有抗腫瘤[1]、提高免疫[2]、改善心腦血管[3]、調節生殖系統、促進骨組織功能等作用[4-6]。研究發現淫羊藿苷對中樞神經系統有明顯的保護作用[7]，能夠在一定程度上改善認知障礙，延緩癡呆的進展。其中，血管性認知 障 礙（vascular cognitive impairment，VCI）已成為導致癡呆的主要疾病之一，是指由腦血管病危險因素（如高血壓病、糖尿病和高血脂癥等）、顯性腦血管病（如腦梗死和腦出血等）及非顯性腦血管病（如白質疏松和彌漫性腦缺血等）引起的從輕度認知損害到癡呆的一大類綜合征[8]，即由血管因素引起的不同程度的認知障礙。腎為先天之本，古代醫家認為癡呆的基本病機為髓海失養、腎精虧虛[9]，因此補腎填精益髓為治療血管性癡呆（vascular dementia，VD）的重要方法，淫羊藿苷可發揮相關作用。本文結合國內外研究報道，將近年來淫羊藿苷對血管性認知障礙的調節及機制研究進展概述如下。

1 調節信號傳導通路

研究發現，中高劑量的淫羊藿苷（50 mg/kg、100 mg/kg）均可改善大腦中動脈阻塞（middle cerebral artery occlusion，MCAO）大鼠模型神經損傷癥狀，減輕腦水腫，減少腦缺血再灌注損傷的腦組織形態學改變及海馬CA1區神經元凋亡，其機制可能與上調腦源性神經營養因子（brain-derived neurotrophic factor，BDNF）和酪氨酸激酶受體B（tyrosine kinase receptor B，TrkB）的表達有關[10]。淫羊藿苷增強了神經營養因子的表達，激活腦細胞腺苷酸環化酶活性，加速神經細胞蛋白的合成，促進神經功能恢復[11]。淫羊藿苷與間充質干細胞（mesenchymal stem cells，MSCs）聯合治療對腦缺血有改善作用，能夠促進腦缺血后的血管生成和神經發生。ICA和MSCs聯合治療通過激活海馬和缺血性額葉皮質中的磷 酯 酰 肌 醇3激 酶（phosphatidylinositol-3 kinase，PI3K）和細胞外信號調節蛋白激酶1/2（extracellular signal-regulated kinase1/2，ERK1/2）通路，上調B淋巴細胞瘤-2（B-cell lymphoma-2，Bcl-2）的表達水平，增加血管內皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF） 和BDNF的表達，從而減少額葉皮質和海馬的梗塞面積，改善記憶力[12]。淫羊藿苷還能通過轉化生長因子-β1（transforming growth factor-β1，TGF-β1）信 號 通路抑制TGF-β1的過度表達和Smad2/3蛋白磷酸化水平，減少β-淀粉樣蛋白（amyloid β-protein，Aβ）的沉積以及加速其降解，從而發揮其抗淀粉樣變性作用，改善慢性腦低灌注相關的認知功能障礙[13]。也有研究表明，淫羊藿苷能夠保護腦血管，促進血管新生，減輕慢性大腦皮層低灌注后引發的損傷，該作用與增加受損大腦皮層一氧化氮（nitric oxide，NO）濃度和上調VEGF信號通路有關[14]。此外，ZHANG等[15]的研究表明，淫羊藿苷能夠改善認知能力并延緩記憶障礙的進展，具有抗凋亡作用，其作用機制可能是通過PI3K/Akt信號通路減弱Bax蛋白和半胱氨酸蛋白酶-3（Caspase-3）、加強Bcl-2 的表達實現的。

2 調節神經遞質

中樞神經系統中，神經遞質或受體的異常會影響神經系統正常的生理功能。其中，膽堿類、單胺類和氨基酸類神經遞質是中樞神經系統中調節神經生理功能的重要物質，與學習認知能力密切相關。膽堿能遞質發生改變后將導致相關的認知功能障礙，如乙酰膽堿（acetyl choline，ACH）水平下降會損害記憶、計算等認知功能，進一步發展成為癡呆[16]；單胺類神經遞質的減少也與血管性癡呆緊密相關[17]；氨基酸類神經遞質代謝異常也將導致神經功能缺失，加快血管性認知障礙的進展[18]。此外，神經肽類遞質具有含量低、活性高、作用廣泛等特點，在體內調節多種生理功能[19]，如神經肽Y和降鈣素基因相關肽在VD患者體內處于失平衡狀態，則引起腦缺血缺氧，進一步導致腦細胞損傷以及認知功能減退[20]。

2.1 改善膽堿能遞質系統 乙酰膽堿是與認知功能、學習和記憶密切相關的神經遞質，能夠促進血管性認知障礙后的恢復。ZHANG等[21]研究探討了淫羊藿苷在創傷性腦損傷（traumatic brain injury，TBI）小鼠模型中的作用，通過Morris水迷宮實驗觀察小鼠的空間學習和記憶能力，并測定膽堿能回路中乙酰膽堿和乙酰膽堿轉移酶（choline acetyltransferase，ChAT）mRNA和蛋白質的表達，以及組蛋白乙酰化程度。經不同劑量ICA（75 mg/kg、150 mg/kg）處理后，TBI后認知障礙小鼠的逃避潛伏期和搜索距離明顯低于未接受ICA處理的TBI后認知障礙小鼠。ICA調節組蛋白乙酰化穩態，促進乙酰膽堿轉移酶等基因的轉錄，提高中樞膽堿能回路中乙酰膽堿和乙酰膽堿轉移酶的水平，從而改善TBI后小鼠的認知功能障礙。也有相關研究發現淫羊藿苷對腦外傷幾乎沒有直接的神經保護作用，對腦組織損傷和神經元死亡沒有直接影響，但是淫羊藿苷能夠在一定程度上改善腦外傷后的感覺運動和認知記憶功能，其機制可能與BDNF或突觸可塑性效應因子SYP和PSD-95的上調有關，但其具體的機制仍有待進一步研究[22-23]。

2.2 調節單胺類神經遞質 單胺類遞質的紊亂與腦缺血性損傷密切相關[24]。莫鎮濤等[25]研究淫羊藿苷對氧糖剝奪后大鼠PC12細胞單胺類遞質含量的影響，結果發現淫羊藿苷能顯著提高氧糖剝奪PC12 細胞上清液中的去甲腎上腺素（norepinephrine，NE）、多 巴 胺（dopamine，DA）、5-羥色胺（5-hydroxytryptamine，5-HT）含量以及細胞的活力，其作用機制可能是減少鈣離子超載，減輕細胞損傷，進而恢復NE、DA、5-HT的合成和釋放作用。

3 抗氧化應激，抑制神經炎性反應

氧化應激和炎癥是引起腦血管病和血管性認知障礙的重要致病因素[26]。腦卒中的疾病發展過程中，缺血缺氧可誘發氧化應激反應，破壞細胞膜的結構和功能，導致細胞內環境紊亂[27]，神經炎性反應也能夠進一步損傷神經元[28-29]。研究發現，在APP/PS1轉基因小鼠中，通過灌胃給予淫羊藿苷（120 mg/kg）、黃芪（80 mg/kg）和葛根素（80 mg/kg），連續3個月的復方制劑治療，可增加谷胱甘肽過氧化物酶（glutathione peroxidase，GSH-Px）和超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）活性，并使丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量減少，從而改善氧化應激損傷[30]。張曉菲等[31]通過對快速老化小鼠8（SAMP8）預防給藥，連續灌胃給藥8周后，發現ICA預防給藥可以減少SAMP8小鼠腦組織線粒體內活性氧（reactive oxygen species，ROS）水平和MDA含量，增加還原性谷胱甘肽（glutathione，GSH）含量，同時發現其空間學習記憶能力、被動反應能力等明顯改善，進一步證實ICA可以改善線粒體氧化應激損傷，發揮神經保護作用。

有研究表明，高遷移率族蛋白-1（highmobility group box1，HMGB1）是免疫細胞和壞死組織釋放的關鍵性炎癥介質[32]，HMGB1不僅在周圍神經炎癥中起重要作用，還能引起中樞神經系統的炎性反應[33]。LIU等[34]通過觀察淫羊藿苷和淫羊藿 素（icaritin，ICT）對 脂 多 糖（lipopolysaccharide，LPS）誘導的小鼠炎癥模型的作用，發現ICA和ICT能夠顯著降低血清中的HMGB1、腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α） 和 白 介 素10（interleukin-10，IL-10）的高表達。LIU等人進一步研究了經典受體HMGB1、晚期糖基化終產物受體（receptor for advanced glycation end products，RAGE）和Toll樣 受 體4（toll-like receptor 4，TLR4）的 表達，LPS能夠顯著增加RAGE的表達和減少TLR4的表達，而經過ICA和ICT處理后的小鼠海馬區RAGE表達降低、TLR4表達增加，從而推測ICA和ICT可能通過促進TLR4的表達而激活核轉錄因子κB（nuclear transcription factor kappa-B，NF-κB）信號，抑制HMGB1-RAGE信號改善炎癥反應，并在一定程度上增加了神經元的數目，改善認知功能[35]。另外，XIONG等[36]也證實，通過ICA（10 mg/kg和30 mg/kg）預處理可以通過上調過氧化物酶體增殖劑激活受體水平和NF-κB活化而抑制炎癥反應，從而減輕急性腦缺血再灌注損傷，且高劑量的ICA具有更好的效果。

4 抗神經毒性物質的損傷

神經毒性物質能夠引起神經系統功能和結構的損害，產生感覺或運動功能的異常，甚至出現精神或行為障礙[37-39]，而淫羊藿苷對抗神經毒性物質損傷有一定的作用。研究發現，淫羊藿苷能夠通過降低皮層β-淀粉樣蛋白代謝途徑中相關蛋白的表達[40]，減少Aβ的過度沉積，改善VD導致的神經纖維纏結和老年斑，從而改善認知功能障礙[41]。

5 抑制神經細胞凋亡

研究發現，淫羊藿苷能夠以劑量依賴性的方式減少Aβ25-35誘導的PC12細胞凋亡，并且提高其生存能力，其作用機制可能與激活PI3K/Akt信號通路有關。淫羊藿苷增強抗凋亡相關蛋白Bcl-2表達，降低促凋亡蛋白Bax活性和Caspase-3表達，升高Bcl-2/Bax比值來抑制凋亡發生。經5 μmol/L淫羊藿苷預處理后，即可發揮預防神經元凋亡的作用[15]。ZONG等[42]研究也證實淫羊藿苷可減少興奮性神經毒素鵝膏蕈氨酸導致的神經元凋亡，改善大鼠的學習記憶能力。綜上，淫羊藿苷可能通過抑制神經細胞凋亡發揮神經元保護作用。

6 促進神經元再生

相關研究表明，淫羊藿苷有助于周圍神經再生和功能恢復[43]。徐成成等[44]通過對胡須體覺皮質局灶性腦梗死大鼠模型給予淫羊藿苷灌胃（10 mL/kg），并檢測其第10 號染色體缺失的磷酸酶及張力蛋白同源基因（PTEN）和生長相關蛋白-43（growth associated protein-43，GAP-43）蛋白的表達情況。其中夾角測試（Corner Test）行為學結果顯示，淫羊藿苷能明顯減少腦缺血后大鼠右轉次數，表明淫羊藿苷明顯促進腦缺血后胡須功能的恢復；Western Blot顯示淫羊藿苷明顯抑制梗死灶周邊區PTEN蛋白的表達，同時促進GAP-43蛋白表達，促進腦缺血后神經再生和功能恢復。LIU等[12]通過研究ICA和MSCs聯合治療對MCAO大鼠的作用，發現兩者聯合治療能顯著減少腦梗死體積，改善運動神經功能缺損和體感功能，其機制是通過激活海馬和額葉皮質中的PI3K和ERK1/2 通路，增加VEGF和BDNF水平，促進血管生成和神經發生并改善記憶。

7 結語

綜上所述，淫羊藿苷作為傳統補益中藥淫羊藿的主要活性成分，通過多種機制發揮抗血管性認知障礙的作用，在神經保護方面具有天然的優勢。雖然淫羊藿苷調節血管性認知障礙的機制研究已取得一定進展，但其主要機制尚未完全明確。今后需進一步研究分析相關的作用機制，為臨床診療血管性認知障礙，提高血管性認知障礙患者的生活質量提供理論依據。