中藥皂苷類成分治療帕金森病藥理機制研究進展

王 楠 馬建福 王 豆 閆詠梅

（1.陜西中醫藥大學第一臨床醫學院，陜西咸陽 712000 ；2.陜西中醫藥大學附屬醫院，陜西咸陽 712000）

帕金森病（Parkinson's disease，PD）是一種常見于老年人的慢性進行性神經變性疾病，特征性表現為震顫、肌強直、運動功能減退和癡呆[1]。PD影響全球610萬人，超過1%的65歲以上老人患有本病，且患病率逐年增加[2]。相關數據顯示，至2030年PD患病率將翻一番[2]。PD主要診斷指標為多巴胺能（DArgic）神經元的惡化和胞漿內蛋白α-突觸核蛋白（α-Syn）的積累，發病機制與細胞凋亡、氧化應激、神經炎癥、線粒體功能障礙、神經遞質分泌紊亂等因素有關[3]，目前臨床治療PD大多采用口服左旋多巴制劑和其他多巴胺受體激動劑。左旋多巴等藥物對大多數早期PD患者有益，能達到改善日常活動的目的[4]。然而，根據相關隨訪數據表明，長期使用左旋多巴等制劑會產生諸多不良反應[4]，包括運動波動、運動障礙及神經精神并發癥等，且藥效呈進行性下降。因此，尋找長期有效的PD藥物已成為當務之急。

皂苷類成分長期以來被認為是中藥的關鍵成分，存在于多種中藥材中，如人參、黃芪、薯蕷、遠志、知母等[5]。皂苷是一類具有生物活性的重要天然植物產物，根據皂苷元結構的不同分為三萜皂苷和甾體皂苷。大量證據表明，皂苷類成分對PD、卒中、阿爾茨海默病和亨廷頓病等中樞神經系統（CNS）疾病具有顯著的神經保護作用。現代植物學、藥理學及網絡藥理學研究表明，中藥皂苷類成分在PD病變過程中起到抑制小膠質細胞過度活化、調節神經遞質、抗細胞凋亡、抗氧化應激、調節神經營養因子等作用[6-7]。本文將中藥皂苷類成分治療PD的藥理機制研究綜述如下。

1 抑制小膠質細胞過度活化

CNS中的神經膠質細胞主要分為小膠質細胞、星形膠質細胞和少突膠質細胞，在調節神經元的炎癥、代謝、再生和髓鞘化方面發揮作用。小膠質細胞具有免疫功能并分泌促炎細胞因子，過度激活的小膠質細胞會增加白細胞介素（IL）-1α、IL-1β、IL-6、腫瘤壞死因子（TNF）-α和活性氧（ROS）的分泌，增強小膠質細胞的吞噬能力和淋巴細胞的浸潤能力，引起神經元炎癥反應，進一步誘導DArgic神經元細胞凋亡，最終導致PD[8，6]。因此，抑制小膠質細胞過度活化，減輕炎癥反應是治療PD的重要策略。脂多糖（LPS）是巨噬細胞的有效刺激因子之一，LPS通過激活小膠質細胞，誘導toll樣受體4（TLR4）的信號傳導引發炎癥反應；亦能激活絲裂原活化蛋白激酶（MAPKs）和炎癥相關轉錄因子，誘導炎癥介質表達和釋放，如一氧化氮（NO）、ROS和促炎細胞因子[9]。研究證實，降低磷脂酰肌醇-3激酶-蛋白激酶B（PI3K/Akt）磷酸化可抑制核因子（NF）-κB信號通路激活，減少ROS生成，從而減輕LPS誘導的BV2細胞的炎癥反應；ROS的產生與血紅素加氧酶-1（HO-1）呈負相關，而HO-1是外周和中樞神經系統中調節氧化應激和炎癥反應的關鍵因子[10-11]。

LEE Y Y等[12]研究發現，人參皂苷Rg5不僅能抑制LPS誘導的NO產生和促炎因子TNF-α的分泌，還可抑制PI3K/Akt和MAPKs磷酸化，阻止NF-κB信號通路的激活，減少小膠質細胞過度活化；同時，人參皂苷Rg5通過上調LPS刺激的BV2細胞中的HO-1表達抑制ROS的產生，從而抑制小膠質細胞活化，減輕炎癥反應，保護DArgic神經元。LI D W等[13]發現，人參皂苷Rb1可能通過抑制NF-κB信號通路的激活，減少TNF-α、IL-β等炎癥介質的分泌，抑制LPS誘導的小膠質細胞過度活化。雙皂苷是甾體皂苷的苷元，主要從迪斯科植物和胡蘆巴種子中提取。LEE S L等[14]實驗發現，雙皂苷預處理可防止LPS誘導的中腦神經元-膠質細胞中酪氨酸羥化酶（TH）陽性神經元的神經突縮短，從而降低小膠質細胞中TNF-α和誘導型一氧化氮合酶（iNOS）的表達，抑制LPS誘導的細胞外信號調節激酶（ERK）的激活，減輕炎癥反應。遠志皂苷是從遠志中提取的活性成分，袁惠莉等[15]進行動物研究表明，遠志皂苷可明顯抑制LPS誘導的黑質（SN）小膠質細胞產生炎癥因子，減少SN中DArgic神經元的丟失，從而改善炎癥性PD模型大鼠的行為學損傷。

2 調節神經遞質

神經遞質是細胞間信號傳導的媒介，包括氨基酸類如谷氨酸、氨基丁酸（GABA），單胺類如多巴胺（DA）、5-羥色胺等神經遞質，神經遞質分泌紊亂會使CNS發生障礙，誘發PD等神經系統疾病[16]。研究證實，增加GABA遞質的表達可以減少神經細胞凋亡、降低興奮性毒性、抑制免疫炎癥等，起到神經保護作用[17]。

劉妍[18]研究發現，人參皂苷Rb1通過調節谷氨酸轉運體GLT-1以阻斷SN紋狀體和皮質錐體系統中的谷氨酸興奮性毒性，改善1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氫吡啶（MPTP）誘導的PD小鼠的運動缺陷，防止DArgic神經元死亡，抑制α-突觸核素的表達和星形膠質細胞增生。LIU Y等[19]亦證實，人參皂苷Rb1可增加和促進小鼠的前額葉皮質GABA的含量及傳遞，以緩解MPTP誘導的小鼠步態障礙和認知障礙。PD的典型特征是SN中DArgic神經元的喪失和紋狀體中DA水平的降低。DA在SN內合成，是一種抑制性神經遞質。1-甲基-4-苯基吡啶離子（MPP+）通過DA轉運蛋白進入DArgic神經元細胞內，通過抑制細胞內酪氨酸羥化酶（TH）活性，減少DA的合成[20]。TH是DA合成中的限速酶和DArgic神經元存活的標志物，TH受到抑制則DA水平顯著降低，臨床上就會出現PD癥狀。WANG J Y等[21]發現，西洋參皂苷-F11可顯著增加MPP+誘導的PD大鼠紋狀體細胞外DA水平和SN中TH的表達，改善SN中DArgic神經元的變性和紋狀體中的DA消耗，從而保護PD患者的神經功能。

3 抗細胞凋亡

細胞凋亡即各種刺激因素通過激活細胞死亡程序導致細胞死亡的病理過程，中腦SN和紋狀體中DA神經細胞凋亡是PD發病的主要原因之一。PD發病過程中，由于DArgic神經元細胞內外環境發生變化，部分凋亡相關基因如半胱氨酸蛋白酶-3（caspase-3）、B淋巴細胞瘤-2蛋白（Bcl-2）和Bcl-2相關X蛋白（Bax）等通過調控細胞死亡信號通路誘導DArgic神經元死亡[22]。其中Bcl-2/Bax的改變和caspase的表達是PD神經元細胞凋亡的關鍵標志物，Bcl-2是一種抗凋亡蛋白，直接或間接地保護線粒體外膜的完整性，阻止細胞c釋放和線粒體介導的細胞損傷，促凋亡蛋白Bax則促進線粒體細胞c釋放[23]。研究表明，MPTP誘導的PD小鼠體內Bax蛋白表達增高、Bcl-2表達降低，導致Bcl-2/Bax失衡，Bax易位到線粒體，引起線粒體膠體滲透壓增加，繼而發生腫脹、外膜破裂、細胞c釋放，激活caspase表達，誘導神經元細胞凋亡[24]。

薯蕷皂苷是一種甾體皂苷，其通過下調活化的caspase-3和Bax的表達、增加Bcl-2的表達以減輕MPP+誘導的神經元細胞凋亡[25]。人參皂苷Rg1不僅具有營養神經的作用[26]，CHEN X C等[27]實驗研究發現，人參皂苷Rg1還可顯著減少PC12細胞中DA誘導的ROS生成和線粒體細胞c釋放，并降低iNOS水平和NO產生，從而減輕神經細胞凋亡。另有研究表明，人參皂苷Rg1可通過抑制caspase-3的激活，減輕細胞凋亡，保護DArgic神經元細胞[28]。積雪草苷是一種從中草藥積雪草中分離的三萜類皂苷，可顯著減緩MPTP誘導的紋狀體中DA水平的下降速度，增加Bcl-2/Bax比例，阻止DA神經細胞凋亡，有效逆轉PD進程[29]。七葉皂苷是一種來自七葉樹種子的三萜皂苷，研究證實七葉皂苷可通過抑制caspase生成，維持Bax/Bcl-2平衡，阻止線粒體功能障礙和神經細胞凋亡，以發揮保護神經元細胞的作用[30]。caspase在正常狀態下不具有活性，其作為效應器被激活時產生級聯反應，參與細胞凋亡過程[31]。柴胡皂苷D是中藥柴胡提取物中的主要活性成分，實驗表明柴胡皂苷D可通過抑制caspase-3活性以減輕MPP+誘導的神經元細胞凋亡[32]。

4 抗氧化應激

氧化應激出現在多種疾病的發生發展過程中，如腫瘤、癡呆、PD等。其原因是大量產生或清除不及時的自由基和ROS導致體內氧化物/抗氧化物水平失衡，從而引起組織細胞間損傷。因此，減輕氧化應激是PD治療中減少神經細胞損傷的重要措施。研究表明，抗氧化物及相關調控通路，如硫氧還蛋白-1（Trx-1）、過氧化氫酶、谷胱甘肽過氧化物酶（GPX）、谷胱甘肽-S-轉移酶（GST）、Janus激酶2（JAK2）、轉錄激活因子3（STAT3）、核因子E2相關因子2（Nrf2）、HO-1均可減輕氧化應激過程及損傷，從而起到保護PD患者神經細胞的作用[33]。

人參中的主要成分三醇皂苷（PTS）已被證實可通過增加Trx-1表達，抑制氧化應激因子環氧合酶（COX）-2過度表達，以減輕線粒體介導的細胞凋亡和MPTP誘導的黑質致密部（SNc）神經元細胞凋亡[34]。魚藤酮是一種富集于植物中的農藥成分，可透過血腦屏障擴散至腦中，破壞神經細胞。在體外和體內實驗模型中魚藤酮可誘導神經元細胞凋亡和PD特征（即左-多巴反應性運動缺陷、SN鐵積累和α-Syn積累），其機制與其抑制線粒體復合體Ⅰ，增加ROS，并誘導泛素-蛋白酶體系統失效，引發神經元凋亡變性有關[35]。研究證實，人參皂苷Rd和皂苷Re均能顯著抑制魚藤酮引起的細胞內ROS增加和副產物脂質過氧化積累，增強谷胱甘肽系統作用，其作用機制可能與Nrf2信號通路激活有關，Nrf2作為調控抗氧化應激的一種關鍵轉錄因子，在誘導機體的抗氧化中起著重要作用[36]。韓英杰[37]研究證明，人參皂苷Rg3灌胃干預魚藤酮誘導的PD小鼠后，小鼠黑質中TH陽性神經元數量、TH陽性神經纖維平均密度和紋狀體中DA含量均顯著增加，且SN中的ROS水平顯著降低；同時，人參皂苷Rg3可通過增加具有抗氧化作用的谷胱甘肽半胱氨酸連接酶亞基活性，改善魚藤酮誘導PD小鼠的運動功能。黃芪皂苷Ⅳ又被稱為黃芪甲苷，黃曉靜等[38]報道，黃芪皂苷Ⅳ通過調控JAK2-STAT3信號通路發揮抗氧化應激作用，減輕MPP+誘導的神經細胞損傷。pink-1是一種絲氨酸/蘇氨酸激酶，可減少線粒體中的氧化應激，pdr-1是一種參與泛素介導的蛋白酶體途徑E3酶；pdr-1的突變導致內質網應激過敏，泛素化總體減少，致使蛋白過度聚集；ubc-12（泛素偶聯酶）作為E2酶，通過硫酯鍵與泛素分子結合，激活E3酶進行蛋白酶體降解[39-40]。天門冬皂苷是一種甾體皂苷，SMITA S S等[41]發現天門冬皂苷可能通過利用泛素介導的蛋白酶體系統，上調PD相關基因pdr-1、ubc-12和pink-1以減輕氧化應激，并發現天門冬皂苷能減輕細胞內ROS、蛋白質碳基化相關氧化損傷。人參中分離出的衍生物——糖脂蛋白人參皂苷已被證實對多種神經系統疾病具有神經保護作用，其作用機制與Nrf2/HO-1通路有關，該途徑可調節小鼠SN和紋狀體中促炎細胞因子、iNOS和凋亡標志物的表達以減輕氧化應激，還可減少SN和紋狀體中α-Syn積聚[42]。

5 結語

由于患病人群眾多，臨床治療難度較大，PD已成為國際研究的熱點。通過歸納梳理中藥皂苷類成分治療PD藥理機制發現，人參中的多種皂苷成分能介導調控多種受體及通路，多途徑、多靶點發揮抗PD作用，具有較大研究前景。本文總結發現，較多皂苷類成分治療PD的機制尚未開展有效臨床研究，僅停留在動物及體外細胞實驗層面，而人體在病理狀態下對藥物的吸收及代謝不同于動物及體外細胞實驗，部分藥代動力學尚不明晰，缺少科學證據。此外，皂苷類屬中藥單體成分，提取方式多樣，存在標準不一、藥物療效差異等問題，提取技術與標準有待進一步完善。未來可根據以上不足進行臨床和藥理學研究，以期為后續臨床應用、新藥研發提供理論支持。