三七总皂苷对脑缺血再灌注损伤神经细胞凋亡机制的研究进展

三七总皂苷对脑缺血再灌注损伤神经细胞凋亡机制的研究进展

王琼1闫玉仙2

王琼1闫玉仙2（通讯作者）

(1武警新疆总队第六支队卫生队830000;2天津武警后勤学院300162)

【中图分类号】R966【文献标识码】A【文章编号】1672-5085（2012）19-0165-02

【关键词】PNS脑缺血再灌注神经细胞凋亡

近年来，脑血管病的发病率逐年升高，其中缺血性脑血管疾病占67%～78%。在这一疾病及其相应的治疗过程中，引起脑缺血再灌注损伤（cerebralischemiareperfusioninjury,CIRI）是脑缺血缺氧后恢复缺血区血供的又一次损伤，也是一种迟发性神经元死亡，与细胞凋亡密切相关。细胞凋亡是在生理和病理条件下受细胞内、外因子调控的生物学过程的一种主动死亡方式[1]。由于早期溶栓治疗是可逆的，因此，减少神经凋亡细胞的发生，能明显减轻脑梗死的程度和范围。目前研究表明[2],脑缺血再灌注后神经细胞凋亡的主要机制为线粒体损伤、钙超载及氧自由基的累积,凋亡相关基因及蛋白被激活,与此同时机体内释放大量的细胞因子诱发凋亡发生。通过对以上机制的深入研究有助于开发三七总皂苷（PNS）对脑组织损伤的保护作用,并进一步明确三七总皂苷对脑组织保护作用的治疗靶点和疗效[3]。

1三七总皂苷的药理作用

三七总皂苷是从我国五加科人参属植物三七中提取的主要有效活性成分，含有多种单体皂苷。具有扩张血管，降血脂，延长凝血时间扩张血管，降低脑缺血后神经细胞内Ca2+、Na+和水含量，抑制钙超载，缓解脑水肿，改善血脑屏障（bloodbrainbarrier,BBB）的通透性，清除自由基和抗炎抗氧化等药理作用[4,5]。

2三七总皂苷对脑缺血再灌的保护作用

2.1清除氧自由基脑缺血后，特别是再灌注期间，脑组织内生成大量氧由基(oxygenfreeradical，OFR),自由基损伤细胞形成的脂质过氧化物与在体内存在天然的自由基清除系统，可特异地催化对氢过氧化物的还原反应。研究表明[6,7]PNS可抑制脑组织MDA含量的升高，而对SOD和GSH降低无显著影响,表明PNS均具有一定的抗氧化作用，而PNS的抗氧化作用主要表现为抑制自由基的脂质过氧化反应。再灌注期大量产生的NO对神经细胞具有毒性作用，脑组织NO含量升高，NOS活性升高，提示在脑缺血再灌注时NO合成和释放增加。给予PNS后，可使脑组织NO含量降低，而对NOS活性无显著影响。表明PNS抗脑缺血作用与其抑制NO的释放，减轻NO的神经毒性有关。

2.2抑制钙超载当脑缺血发生时,氧、葡萄糖的运输受限,膜电位下降、能量骤减后细胞膜钙泵和肌浆网钙泵功能障碍使胞内Ca2+的排出及储存障碍，而胞外Ca2+内流失控，最终造成再灌注过程中细胞钙超载[8,9]。钙超载是导致神经细胞损伤和死亡的“最后共同通路”[10]。宋月英等以大鼠海马及皮层局灶性脑缺血再灌注为模型，观察三七总皂苷对钙调蛋白依赖性蛋白激酶(CaMK)Ⅱβ的影响，结果显示三七总皂苷具有钙通道阻滞作用,能阻滞脑损伤后神经细胞内钙超载,阻断Ca2+,CAM复合物的形成,减少游离脂肪酸的释放和氧自由基的产生,降低脑损伤后血及脑组织中的丙二醛(MDA)含量,对颅脑损伤有保护作用。或由于复合物的减少使CaMKⅡβ表达减少,通过调节CaMKⅡβ对脑缺血再灌注神经元损伤所起的保护作用,从而发挥其对脑缺血的治疗作用。刘旺华等发现三七总皂苷可能通过抑制脑缺血及再灌注损伤时神经细胞内Ca2+超载,抑制线粒体膜通透性升高和PTP开放,从而抑制线粒体跨膜电位下降,维持线粒体的正常生理功能。

2.3调控Bcl-2基因抑制凋亡Bcl-2即B细胞淋巴瘤/白血病-2基因，是从滤泡性淋巴细胞瘤中分离出来的一种癌基因，通过抵抗细胞凋亡而延长细胞寿命。通过三七总皂苷对缺血性脑损伤的保护作用的研究，发现三七总皂苷通过上调Bcl-2的表达而抑制神经细胞凋亡，同时增强Nestin、BDNF、EGF蛋白的表达而促进NSCs增殖，起到抗脑缺血再灌注损伤的作用。还有C-jun、p53、C-myc等基因均是参与调控细胞凋亡的重要基因。唐映红等人研究结果显示：在三七总皂苷对脑缺血再灌注后神经元凋亡及凋亡线粒体途径和c-Jun氨基末端激酶表达的影响PNS可能通过抑制其上游的JNK信号转导通路、抑制JNK蛋白磷酸化，进而调节凋亡相关因子的活性，从而发挥其抗神经元凋亡的作用。

2.4减轻线粒体损伤线粒体是多种促细胞凋亡信号转导分子的靶点,也是细胞氧化磷酸化的主要场所，在线粒体膜内外交界处,存在着一种蛋白性孔道(PTP),在脑缺血再灌注损伤中各种有害刺激如缺氧、细胞内Ca2+增加,都可造成PTP开放,导致线粒体肿胀、破裂,并释放出细胞色素-C(Cyto-C)、凋亡诱导因子(AIF)、凋亡蛋白酶活化因子1(Apaf-1)、第二线粒体源性凋亡蛋白酶激活物/凋亡抑制蛋白直接结合蛋白(Smac/DIABLO)等进入胞浆,继而激活Caspase,从而促发细胞凋亡级联反应。刘旺华等研究发现大鼠脑缺血再灌注后,海马神经细胞内Ca2+浓度显著升高,线粒体跨膜电位明显下降,表明缺血再灌注导致线粒体PTP的大量开放,用三七总皂苷可抑制海马神经细胞内Ca2+浓度降低,缓解线粒体跨膜电位的下降,提示三七总皂苷是抗脑缺血损伤、保护神经细胞的重要机制之一。

2.5调控caspase途径抑制凋亡Caspase是一高度保守的半胱氨酸蛋白酶家族，成熟的Caspase可裂解其自身的酶原和其他下游Caspase酶原,启动蛋白酶级联反应,是细胞凋亡的起始和执行者。研究表明Caspase家族的某些成员参与了凋亡的信号传导,具有重要的调控和效应作用,其中Caspase-3是细胞凋亡的执行蛋白酶，其表达和活化水平的异常升高则是启动凋亡的关键环节。多种损伤机制,包括缺血缺氧、NO、自由基的产生与释放、神经毒性损伤、淀粉样蛋白的合成等均可诱导caspase-3的表达与活化,而caspase-3的活化代表细胞凋亡的不可逆转。李花等推测PNS通过对Caspase-3的抑制性作用,可能对于以上因素引起的细胞损伤均有保护性作用。

3三七总皂苷的临床意义

三七总皂苷不仅在临床上广泛用于缺血性心脑血管疾病，在心脑血管系统、中枢神经系统、血液系统、免疫系统以及抗纤维化、抗炎、抗衰老、抗肿瘤活性等方面具有重要作用。

4展望

细胞凋亡的调控是一种复杂的过程,需多因素相互作用促进或抑制凋亡的发生。近年来三七总皂苷成为抗缺血性脑损伤保护神经功能的重要研究药物，其抑制神经细胞凋亡机制与脑缺血再灌注损伤有着密切的关系，但详细机制仍需进一步的研究。如果能够阻止神经细胞凋亡的发展,就有可能减轻脑缺血再灌注损伤的程度,相信随着三七总皂苷对神经细胞凋亡研究的深入,将会使我们以全新角度去认识脑缺血再灌注损伤,为临床上缺血性脑血管疾病的治疗提供了光明的前景。

参考文献

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