中醫藥介導線粒體抗癲癇的實驗研究進展*

莫窮澤，何乾超，高玉廣，黃麗蓉，鄧 惠，龐東林，林潔潔，田 方

1 廣西中醫藥大學，廣西 南寧 530001； 2 廣西中醫藥大學第一附屬醫院，廣西 南寧 530023

癲癇是由于腦部海馬神經元或皮質神經元異常放電的一種常見神經系統性疾病。2019年Thijs RD在Lancet雜志提出，全球約7000萬人罹患癲癇，年老者及兒童罹患率最高［1］。目前，癲癇的治療以西藥為主，臨床一線用藥（如丙戊酸鈉、卡馬西平、左乙拉西坦等）能夠起抗癲癇作用，但仍有20%～30%患者不能通過現有藥物完全控制癲癇發作，患者長期抗癲癇藥物治療，會增加精神病和軀體合并癥甚至死亡等不良反應風險［2］。

近年相關研究認為，線粒體不僅可為細胞活動提供能量，還在細胞信號傳導中發揮不可或缺的作用［3］，線粒體穩態可增加腦保護，改善癲癇發作癥狀，因此，線粒體可能為抗癲癇的潛在靶點［4］。中醫藥在抗癲癇方面累積了豐富的臨床經驗。當前，中醫藥治療癲癇的機制尚未完全闡明。深入研究癲癇生理病理，以便發現更有效的治療藥物應用于臨床。因此，本文就中醫藥基于介導線粒體結構形態及功能影響癲癇機制研究進展綜述如下。

1 中醫藥介導癲癇實驗動物海馬線粒體結構

線粒體腫脹是從形態學去闡述線粒超微結構發生的改變。張文琳［5］建立了戊四唑（PTZ）致癇大鼠模型，從投射電鏡觀察到PTZ組海馬CA1區內質網擴張，線粒體腫大，嵴斷裂、模糊或消失，以及部分神經元細胞核染色質分布不均勻。與上述PTZ組比較，厚樸酚低、中劑量組海馬CA1區神經元細胞核結構完整，可觀察到少數染色質集聚，線粒體及其他細胞器形態基本正常；高劑量組海馬區大部分線粒體腫脹，嵴變少。另外1項PTZ致癇大鼠研究結果表明，復方寧癇沖劑治療后，與模型組相比，低劑量組神經元結構輕度變化，胞質中細胞器未見明顯異常，高劑量組神經元損傷改善，偶可見線粒體輕度水腫，胞質線粒體嵴仍有斷裂現象［6］。張琳娜等［7］采用青霉素制備癲癇大鼠模型，結果表明嵴斷模糊或消失呈空洞樣。治療后西藥苯巴比妥鈉組與氧化苦參堿組均觀察到部分線粒體腫脹輕微，因此，氧化苦參堿可通過減輕線粒體腫脹而發揮抗癲癇作用。LI H等［8］應用復方補王散干預去卵巢大鼠模型3個月后發現，模型組海馬CA1區椎體細胞水腫，核膜固縮線粒體腫脹明顯，呈空泡征，嵴斷裂、減少或消失，而BWS組海馬區CA1線粒體正常，且海馬CA1區病變被認為與癲癇發作密切相關，提示復方補王散可能有抗癲癇作用。因此，中醫藥抗癲癇治療可能通過調控海馬區、額葉皮質線粒體水腫改善神經元超微結構損傷從而保護線粒體。

2 中醫藥介導癲癇實驗動物ATP酶的活性

Neuroscience雜志刊登1項研究結果表明ATP酶是腦興奮性重要調節因子，ATP酶活性下降會引發致癇小鼠和癲癇患者癇性發作［9］。盛亮亮［10］研究表明，豁痰熄風、寧心益智功效的星蒲抗癇片組EP模型小鼠ATP酶活性較其他組升高，星蒲抗癇片可能通過增加EP大鼠腦皮質組織酶活性，進一步糾正神經元過度放電。劉亞東等［11］用青霉素誘發癲癇大鼠模型研究表明，與模型組比較，低、中劑量柴胡龍骨牡蠣湯組大鼠腦勻漿內線粒體ATP酶活性升高明顯；與丙戊酸鈉組比較，高劑量柴胡龍骨牡蠣湯調控大鼠腦內ATP活性與丙戊酸鈉相近，因此，柴胡龍骨牡蠣湯具有一定提高線粒體ATP酶活性，影響EP大鼠癲癇發作的效果。Indian J Pharmacol雜志發表1項研究，以積雪草不同濃度提取物用于雄性白化病大鼠的抗驚厥作用，結果表明PTZ致癇大鼠腦內海馬區等區域Na+/K+、Mg2+與CA2+-ATP酶3種酶活性表達皆下降，而經積雪草不同濃度提取物干預后的癲癇大鼠腦內3種酶活性均升高，達到抗癲癇效果［12］。中醫藥通過調控線粒體穩態從而影響癲癇發作，比如線粒體ATP酶活性，ATP酶在調控胞膜離子梯度中起重要作用，ATP酶活性降低可能增加神經元的興奮性，促發異常興奮活動以致驚厥發作。

3 中醫藥介導EP實驗動物線粒體復合物活性

中樞神經系統線粒體功能損傷引起癇性發作，而反復癇性發作會加重線粒體氧化損傷，線粒體包含呼吸鏈酶復合物，氧化磷酸化系統亢進會下調復合酶活性及線粒體氧化磷酸化可能加速依賴活性神經元ATP消耗，能量不能及時補充及供應［13］。KAUR H等［14］采用亞抽搐劑量的PTZ造模癇性大鼠，結果表明PTZ給藥大鼠的細胞色素C還原酶（復合體I）和細胞色素C氧化酶（復合體IV）被下調，同時上調活性氧（reactive oxygen species，ROS）、脂質含量，線粒體膜通透性增加，嵴裂變形；口服姜黃素后PTZ大鼠ROS、脂質下調，補充了線粒體復合物活性，下調神經元死亡數量，緩解了模型大鼠的認知功能。KUMAR A等［15］建立PTZ癲癇小鼠模型，結果顯示PTZ模型小鼠癲癇發作閾值上調，氧化損傷增加［脂質過氧化（LPO）、亞硝酸鹽上調、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）和過氧化氫酶(catalase，CAT)水平下調］及線粒體酶復合物（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）活性下降，橘皮苷處理后線粒體酶復合物（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）活性恢復，癲癇發作閾值、LPO、亞硝酸鹽、SOD、CAT降低，證實橘皮苷通過恢復癲癇小鼠大腦呼吸鏈相關酶活性減少ROS，減輕癇性發作對線粒體的破壞，進而增強神經保護作用。

4 中醫藥介導癲癇實驗動物線粒體膜電位

線粒體是神經主要供能的細胞器，癲癇等神經系統精神疾病的機制可能是離子通道被抑制，影響了線粒體生物能以及氧化應激［16］。而QUINCOZESSANTOS A等［17］制備雄性Wistar大鼠EP模型研究發現，白藜蘆醇能下調EP大鼠海馬組織ROS含量和脂質過氧化，而JC-1作為線粒體探針檢測結果顯示，癲癇大鼠海馬組織中線粒體膜電位下調約35%（P＜0.05），因此，白藜蘆醇可能通過上調Ca2+流入影響線粒體膜電位變化，發揮保護神經元作用。魏強等［18］研究顯示，癲癇組大鼠海馬神經元細胞線粒體膜電位較對照組下調（P＜0.01）；而甘草酸組大鼠海馬組織中線粒體膜電位較癲癇組上調（P＜0.01）。王淑秋等［19］研究表明，癲癇組大鼠腦組織線粒體膜Ca2+含量及陽性細胞腦源性神經營養因子（brain-derived neurotrophic factor，BDNF）數目與較正常組上調（P＜0.05）；與癲癇組相比，靈芝孢子粉組大鼠線粒體膜Ca2+水平上調（P＜0.01），腦細胞陽性細胞BDNF數目上調（P＜0.05），因此，靈芝孢子粉可能通過調控線粒體Ca2+含量維持正常線粒體膜電位功能，修復線粒體能量代謝，保護癲癇大鼠腦細胞。中醫藥可通過調控線粒體膜電位治療癲癇發作，其作用機制可能是通過作用于線粒體膜或膜兩側陰陽離子，直接下調線粒體膜通透性，間接介導線粒體基質間的電化學梯度。

5 中醫藥介導癲癇實驗動物線粒體凋亡相關信號

通過介導癲癇引起的神經元死亡的興奮性壞死及凋亡相關信號通路，防止癲癇誘發的神經損傷［20］。GUO XQ等［21］發現，橘皮素能下調EP大鼠癇性發作分數與首次發作潛伏期，并有效抑制磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K/Akt）凋亡途徑蛋白水平，如下調Caspase-3、Bad、Bcl-2、Bcl-xL和Bax表達；并有效調控線粒體中的誘導因子（AIF）水平；因此認為橘皮素能通過調控線粒體凋亡信號改善癲癇發作。國內1項關于甘草酸對致癇大鼠模型海馬神經元保護的實驗研究表明，與正常組相比，癲癇組神經元數目下調，陽性細胞數目上調，且海馬組織中CytC/Apaf-1信號通路的CytC表達下降（P＜0.01），胞質中CytC、Apaf-1表達升高（P＜0.01）；與癲癇組比較，甘草酸組神經元數目上調，陽性數目下調，海馬線粒體中CytC表達增加（P＜0.01），胞質中CytC、Apaf-1表達減少（P＜0.01）；因此，甘草酸可能通過調控細胞線粒體凋亡途徑相關蛋白表達來抑制癲癇發作大鼠海馬神經細胞凋亡，可為甘草酸用于癲癇的臨床治療提供理論依據［18］。

6 小結與展望

線粒體是神經元細胞所需能量的主要供應源，維持海馬區線粒體穩態對于抗癲癇治療具有重要意義。本文主要從線粒體結構、ATP酶活性、線粒體復合體活性、線粒體膜電位、線粒體凋亡相關信號5個方面論述基于線粒體作用靶點的中醫藥影響癲癇的動物實驗研究進展。基于以上綜述，目前研究介導線粒體結構與功能及中醫藥抗癲癇發作治療機制尚未進一步闡明，也無系統評價，仍需完善以下問題：1）實驗動物模型的建立雖說大體具有癇性發作特點，即中醫所言的“癥”，但缺乏中醫學“證”的思考，有違中醫理論基礎辨證施治觀念；2）收集到的文獻有關中藥影響癲癇的機制較單一，僅依靠某種指標或某味中藥活性物質反復論證，限制了中藥抗癲癇的優點；3）實驗設計影響線粒體穩態和其他同類型機制是否存在相互拮抗或協同效果，以及中醫藥介導線粒體穩態目前實驗結果如何為臨床治療癲癇發作病例提供依據。如science雜志刊登文章表明，關注線粒體結構及功能有助于為相關疾病治療提供最前沿的思路［22］。