芍药苷的神经保护作用研究进展
【关键词】 芍药苷 神经保护作用
芍药苷（paeoniflorin，PF）是中药芍药的主要有效单体成分。芍药Paeonia lactiflora Pall具有清热凉血、散淤止痛、活血化淤、调节免疫之功能。既往研究证明芍药苷有抗自由基损伤，抑制细胞内钙超载和抗神经毒性等活性，体内实验证明其有降低血液黏度、抗血小板聚集、扩张血管、改善微循环、抗氧化、抗惊厥等作用。现经国内外进一步研究，发现其具有神经保护作用。以下对芍药苷的神经保护作用的研究进展作一综述，为进一步开发提供依据。
1 对脑缺血-再灌注损伤的保护作用
脑缺血-再灌注损伤后由于脑缺血后脑细胞缺血缺氧，脑细胞膜上Na+-K+-ATP酶、Ca2+-ATP酶失活，ATP含量迅速下降、功能衰竭，造成脑组织能量代谢障碍及自由基连锁反应，使生物膜的运输功能发生障碍，引起水和电解质代谢紊乱，而导致脑细胞损伤、水肿。在动物脑缺血-再灌注损伤模型上观察到芍药苷有保护作用。
孙蓉等［1］观察芍药苷对大鼠脑缺血后再灌注期间血脑屏障及脑缺血神经病理改变症状、脑血流量的影响，采用大鼠局灶性脑缺血再灌注损伤实验模型，以神经行为学、脑组织含水量、病理组织学检查、血脑屏障通透性、脑血流量为指标，结果发现与模型对照组比较，局灶性脑缺血1 h再复灌3 d后，应用芍药苷的各组动物的神经行为学、脑组织含水量、组织病理学改变和血脑屏障通透性均得到改善，大脑局部血流量显著增加，说明芍药苷对脑缺血后脑水肿、血脑屏障、大脑局部血流量等具有保护作用；另外［2］，用沙土鼠双侧颈总动脉夹闭脑缺血再灌注模型，于再灌注后48 h取脑皮质测定Na+-K+-ATP酶、Ca2+-ATP酶、Mg2+-ATP酶、乳酸、NO和NOS水平，结果发现与假手术对照组比较，缺血再灌注后48 h脑组织Na+-K+-ATP酶、Ca2+-ATP酶、Mg2+-ATP酶活性均降低，NO含量和NOS活性降低，而乳酸含量无明显变化；与模型对照组比较，芍药苷高、中、低剂量均可不同程度地防止缺血再灌注48 h后Na+-K+-ATP酶活性的降低，增加Ca2+-ATP酶和Mg2+-ATP酶活性，增加NO含量，提高NOS活性，结论认为芍药苷通过调节脑内能量代谢和NO的生成而发挥抗脑缺血作用。
Chen DM等［3］在大脑中动脉闭塞再灌注模型上研究芍药苷预处理诱导延缓神经蛋白的作用机制，在鼠大脑中动脉闭塞后再灌注24 h的实验前48 h分别应用20，40 mg/kg芍药苷预处理能明显降低死亡率，减少大脑梗塞面积，减少神经细胞丢失。在大脑中动脉闭塞再灌注后24，48 h, 5 d予20 mg/kg芍药苷也有相似作用；应用比较蛋白组学鉴定芍药苷预处理诱导的蛋白表达，发现芍药苷预处理后相关蛋白表达水平改变，20种升高，另22种降低；一系列相关蛋白、分子包括NO系统、神经损害标记物、促分裂素蛋白酶等参与了芍药苷预处理的作用机制。
Liu DZ等［4］在大鼠短暂性局部脑缺血模型（结扎大脑中动脉1.5 h）及持久局部脑缺血模型上，皮下注射芍药苷2.5 mg•kg-1 及5mg•kg-1均能减少神经细胞缺失及减少脑梗塞面积，且呈量-效关系；这种神经保护作用能被腺苷A1受体拮抗剂DPCPX所抑制。
2 对慢性动脉性脑缺血的保护作用
Xiao L等［5］在大脑中动脉闭塞模型上观察芍药苷的作用，应用大脑中动脉闭塞造成慢性（4周）一过性脑缺血大鼠模型，观察脑梗塞面积、神经系统症状、伸舌动作、水迷宫移动等指标；结果发现1 d（10 mg/kg，2次/d）或7 d（2.5～10 mg/kg，2次/d）皮下注射芍药苷法均能起减少脑梗塞面积、改善神经系统症状等保护作用。
3 保护神经细胞作用
3.1 抑制细胞凋亡 研究证实［6］脑缺血-再灌注损伤后4h出现凋亡细胞，24 h达高峰，并持续到96 h。大鼠肾上腺嗜铬细胞瘤细胞株PC12细胞广泛应用于神经生理和神经药理学研究。孙蓉等［7］探讨一氧化氮诱导PC12细胞凋亡及芍药苷的保护作用的机制，应用MTT和乳酸脱氢酶活性测定细胞存活率，DNA凝胶电泳观察DNA的断裂情况，流式细胞仪测定细胞凋亡率、检测线粒体跨膜电位，结果发现硝普钠(SNP)可诱导PC12细胞凋亡，细胞线粒体跨膜电位明显下降，预先经过芍药苷处理后，SNP诱导的PC12细胞凋亡明显减少，同时明显减弱一氧化氮对线粒体跨膜电位的影响，说明芍药苷可抑制一氧化氮诱导PC12细胞凋亡，其作用机制可能与其稳定细胞线粒体跨膜电位有关。
3.2 活化腺苷A1受体，保护神经细胞已知的腺苷受体有4种亚型(A1、A2a、A2b及A3 受体)，均属于与G蛋白耦联的受体家族，可与相应的G蛋白耦联，介导广泛的生物学效应，进而调节腺苷酸环化酶、鸟苷酸环化酶、离子通道及磷脂酶的活性［8］。腺苷作用于A1受体，可抑制神经元的兴奋性，从而降低能量的消耗；另一方面，腺苷可以扩张局部脑血管，增加受损脑区的血流量，从而增加细胞的能量供应［9］。Liu HQ等［10］研究发现芍药苷有对帕金森病小鼠模型的神经保护作用；皮下注射芍药苷2.5及5 mg•kg-111 d，在注射第8天时开始注射MPTP 20 mg•kg-1，1次/d，共4次，观察到芍药苷能防止黑质及纹状体神经纤维运动徐缓或死亡；另一实验方法是先注射4次MPTP，在最后1次注射1 h后皮下注射芍药苷2.5及5 mg•kg-13 d，1次/d，观察到芍药苷能减轻多巴胺能神经变性的作用，且呈量-效关系；用5 mg•kg-1芍药苷处理能明显减少MPTP诱发的促炎症反应因子增量调节及抑制小神经胶质细胞及星形细胞的激活；每次注射芍药苷前15 min应用腺苷A1受体拮抗剂预处理，能拮抗芍药苷的神经保护作用；据此推测芍药苷能活化腺苷A1受体，起神经细胞保护作用。
3.3 对抗兴奋性氨基酸海人藻酸所致的神经细胞损伤 吴玉梅等［11］探讨芍药苷是否促进培养皮层神经细胞的存活，并对抗兴奋性氨基酸海人藻酸(KA)所致的神经损伤，解剖分离15 d胚胎小鼠皮层神经细胞，接种于24孔板中加药培养，台盼蓝染色细胞，相差显微镜及免疫组织细胞化学方法进行形态学观察，结果发现:①加入芍药苷20.8和41.6 mg•L-1培养4 d增加神经细胞存活数量，降低死亡率；②加入KA 50 μmol•L-1 作用30 min，神经元肿胀，失去折光性，核偏位，死亡率增高，预先加入芍药苷20.8和41.6 mg•L-1 培养4 d，可对抗KA所致的神经损伤，结果证明芍药苷可增加神经细胞存活数量，降低死亡率，对抗KA所致的兴奋性神经损伤，但其机理有待进一步研究。
3.4 与脑星形胶质细胞的关系Liu J等［12］研究芍药苷对大鼠慢性脑供血不足的保护作用，持续结扎颈动脉7周后，处死大鼠，应用免疫组化技术标记脑海马神经细胞、星形胶质细胞、小胶质细胞，结果发现慢性供血不足可致大鼠脑星形胶质细胞、小胶质细胞增多，而应用芍药苷后这些细胞没有增多；大鼠慢性供血不足后星形胶质细胞中NF-Kβ表达增加，而芍药苷能减少NF-Kβ表达。结果表明芍药苷能减轻慢性脑供血不足引起的认知障碍，可能机制是芍药苷诱导相关脑神经蛋白生成。我们知道星形胶质细胞的作用不仅仅是支持和营养神经元，还参与了神经元发育至神经损伤的各种复杂过程。芍药苷能抑制星形胶质细胞的活性似与芍药苷的神经细胞保护作用矛盾。但吴玉梅等［13］研究发现芍药苷对星形胶质细胞活性有明显的抑制作用，推测芍药苷促进神经细胞活性的作用是一种直接的作用，而不是通过胶质细胞间接影响神经细胞。
3.5 阻断钠通道，抑制钠内流，减轻脑缺氧损伤 钠通道失活，钠钙交换障碍，持续钠向内流是细胞缺氧损伤的主要机制。Zhang GQ等［14］应用膜片钳技术，研究芍药苷阻断小鼠海马CA1区神经元细胞钠通道，结果发现，以抑制频率依赖及浓度依赖钠通道方式，0.3 mmol/L芍药苷把最大激活电位从-40mV提高到-30mV，增大稳态激活曲线及失活曲线，钠通道从失活态恢复的时间从（4.2±0.7）ms延迟到（9.8±1.2） ms。说明芍药苷有阻断脑海马CA1区细胞钠通道的作用。这可能是芍药苷保护脑缺氧细胞损伤的机制之一。
3.6 对大脑海马CA1区损害的保护作用 Tsuda T等［15］在钴致大鼠癫痫模型上研究芍药提取物对大脑海马CA1区损害的保护作用，连续30 d给大鼠1 g/kg/d灌胃后，应用钴造成大鼠癫痫模型，可观察到大脑皮层频发棘波及大脑海马CA1区损害能被芍药提取物防护，单用芍药苷或天然鞣酸没发现类似作用，但联用两者有防护作用。
3.7 对细胞钙超载损伤的保护作用 杨军等［16］探讨芍药苷对大鼠肾上腺嗜铬细胞瘤克隆株PC12细胞钙超载损伤模型的保护作用及其机制，采用组织培养法，制备氧化钾及N-甲基-D-门冬氨酸诱导的钙超载损伤模型，结果形态学检查发现芍药苷对两种不同类型的钙超载损伤模型中PC12细胞均具有明显保护作用，MTT法活细胞测定提示芍药苷可显著提高损伤模型中PC12细胞存活数，减少胞内乳酸脱氢酶渗漏，并显著减少细胞内钙离子浓度，说明芍药苷对钙超载所致PC12细胞损伤有显著的保护作用，其作用机制可能与抑制钙离子内流有关。另研究表明［17］，芍药苷对咖啡因型、氯化钾型、N-甲基-D-门冬氨酸(NMDA)型细胞内超载损伤均具有保护作用，且随着浓度的增加，芍药苷保护作用更加明显，强度依次为氯化钾、咖啡因型和NMDA型。芍药苷也能抑制藜芦碱诱导的大鼠心房收缩和心律失常。这些均显示它可能具有钙通道阻断作用［18］。
4 对小鼠学习记忆能力的改善作用
孙蓉等［19］观察芍药苷对东莨菪碱致小鼠记忆形成障碍、亚硝酸钠致记忆巩固障碍和乙醇致记忆再现障碍的影响。采用小鼠跳台法和Y一型迷宫法， 结果发现芍药苷对小鼠学习记忆功能有明显的促进作用，对东莨菪碱致小鼠记忆形成障碍、亚硝酸钠致记忆巩固障碍和乙醇致记忆再现障碍有明显的改善作用，且呈一定的量效关系，说明芍药苷对东莨菪碱、亚硝酸钠和乙醇致小鼠记忆获得、巩固及再现障碍均有不同程度的改善作用。
Tabata K［20］研究芍药苷对腺苷A1受体介导记忆障碍的作用，对小鼠训练实验后24 h应用选择性腺苷A1受体激动剂能引起记忆行为损害，腹膜注射芍药苷及腺苷A1受体拮抗剂DPCPX能减轻这种损害，体外实验显示腺苷能剂量依赖性地降低棘波振幅及减少大脑海马的长时程增强(LTP)的强直刺激，DPCPX能拮抗腺苷的这些作用，而单用DPCPX则对棘波振幅及LTP没有影响；芍药苷能拮抗腺苷的减少大脑海马的长时程增强(LTP)的强直刺激作用，而不能拮抗腺苷的降低棘波振幅作用；结果说明芍药苷能改善腺苷A1受体介导的认知、记忆障碍。
Tabata K等［21］还通过记录大鼠脑海马CA1区的群峰电位，M1、M2受体拮抗剂东莨菪碱和选择性M1受体拮抗剂哌吡卓酮均能抑制群峰电位的长时程增强，而M2受体拮抗剂AF-DX116则不能，单用芍药苷不能起抑制作用，但能对抗东莨菪碱和哌吡卓酮的抑制作用，结果说明芍药苷对抗M1受体拮抗剂的作用可能是芍药苷改善因胆碱能功能障碍引起的空间认知缺损的机制。
5 诱导热休克蛋白生成
热休克蛋白是一种分子伴侣，其功能由帮助蛋白质正确折叠、移位、维持和降解，具有调节蛋白功能及抗蛋白质毒性作用，有对细胞的结构维持、更新、修复、免疫等有重要作用。机体应激时诱生热休克蛋白，在分子水平上对机体保护作用。Yan D等［22］研究发现而芍药苷不但能加强诱导热休克蛋白，也可直接诱导热休克蛋白;应用芍药苷处理细胞能加强热休克基因转录因子磷酸化及结合脱氧核糖核苷酸的能力，提示芍药苷诱导热休克蛋白的机制是活化热休克基因转录因子，即使高剂量也未见产生毒性作用。
6 舒张动脉血管
Tsai HY等［23］发现单用芍药苷对离体大鼠大动脉没有作用，但能减轻藜芦碱的收缩动脉作用，尤其是对有内皮组织的大动脉，应用藜芦碱预处理能增强新福林和去甲肾上腺素的收缩动脉作用，去甲肾上腺素介导的藜芦碱收缩动脉作用的舒张与NO及cGMP的增加有关，藜芦碱收缩动脉作用是通过增加细胞内钙引起，而芍药苷可抑制细胞内钙的增加，因此有减轻藜芦碱的收缩动脉作用。
7 抗血栓形成作用
Ye J等［24］在光化学反应微血管血栓形成模型上观察到芍药苷有抗血栓形成作用，芍药苷能延长凝血时间；其机制可能与芍药苷抑制花生四烯酸代谢，增强组织型纤维蛋白溶煤原活化剂活性，以及对抗氧自由基的作用。
8 结语
综上所述，芍药苷是芍药的主要有效成分，在体内能通过血脑屏障， 对脑缺血-再灌注损伤有保护作用。通过抑制细胞凋亡、 活化腺苷A1受体、阻断钠通道，抑制钠内流、减轻细胞钙超载损伤等作用机制发挥保护神经细胞作用。还有抗血栓形成、诱导热休克蛋白生成、舒张动脉血管及镇痛作用。也能改善小鼠学习记忆能力。目前，有关芍药苷的神经保护作用研究仅限于动物实验，具体机理还不太清楚，有待进一步深入研究。
