孙文贤 安红梅*
(上海中医药大学附属龙华医院，上海，200032)
摘要：本文围绕氧化应激反应机制以及和中枢神经系统疾病的关系等环节综述了中药活性成分及其复方对神经氧化应激损伤的保护作用研究现状，为中药抗氧化机理应用于临床防治中枢神经系统疾病中提供了依据。
关键词：中药；活性成分和复方；氧化应激损伤；抗氧化作用
The definite mechanism concerning protective effects of TCM on nerve system injury caused by oxidative stress
Wenxian Sun, Hongmei An *
Longhua Hospital, Shanghai University of Traditional Chinese Medicine, Shanghai 200032
【Abstract】Based on the reaction mechanism by oxidative stress as well as the relationship with diseases of the central nervous system, this paper reviewed the protective effects of active ingredients and related herbal formula about TCM on nerve system injury caused by oxidative stress, The review provides new insight into the application of antioxidant mechanism of TCM for the clinical prevention and treatment of central nervous system diseases.
【Key words】Traditional Chinese Medicine (TCM); Active ingredients and related herbal formula; Oxidative stress injury. Anti-oxidation effect
1 氧化应激损伤机制
Bao YM［1］等提出在病理条件下导致体内过氧化氢(H2O2)、一氧化氮(NO)、过氧自由基等各种活性氧化物(ROS)超过了机体内源性的抗氧化能力，破坏体内自由基调节细胞分裂及机体免疫力，参与药物的降解、杀灭细菌以及抗氧化的能力，引起机体内氧化/抗氧化系统平衡失调，从而发生氧化应激损伤。BAB IOR BM等［2］提出当ROS的产生超过生物体的抗氧化防御能力时将导致氧化应激反应的产生。Lu,xianting等［3］通过丙溴磷（PFF）诱导的PC12细胞毒性应激损伤，对应选择性降低细胞活力和诱导PC12细胞的DNA损伤，在药物浓度和时间依赖上显著诱导活性氧，丙二醛和抗氧化酶（铜ZnSOD，GST和CAT）和基因表达应激蛋白（HSP70和HSP90）引起的毒性作用导致的细胞氧化应激损伤发生。
2 氧化应激损失和中枢神经系统的疾病
Lu Tienhui［4］等研究砷（As）高毒性金属其诱导的氧化应激引起的细胞损伤，显著降低细胞活力和诱导神经细胞凋亡，也增加氧化应激损伤生成丙二醛（MDA）和活性氧，Nrf2的减少等，并诱导线粒体功能障碍，以及PARP和caspase级联反应的激活和增加caspase-3的活性引起线粒体依赖性凋亡，表明As诱导的ROS通过JNK/ERK介导的线粒体依赖性和GRP78/CHOP-triggered凋亡途径导致神经元细胞死亡。Wang Shaohui［5］等以WNT1可诱导信号转导途径蛋白1（WISP1），WISP1需要激活磷脂酰肌醇3-激酶（PI3-K）和Akt1的途径，促进神经细胞存活，通过PI3-K和Akt1的WISP1磷酸化不良和GSK-3β，同时增加Bcl-X（L）的表达/Bax蛋白复合物最小化的Bim/Bax蛋白复合体的表达。这些研究对于WISP1的发展作为一种有效靶治疗，不仅为神经变性疾病，而且对疾病实体治疗途径提供新颖的思路。这就提示早期的抗氧化措施对神经系统的疾病可能会有一定帮助。Kim Darrick SHL等[6] 姜黄素类化合物衰减线粒体功能障碍引起的氧化应激和炎症反应，以炎症性细胞因子和COX-2和iNOS的多样化的生物特性结合到β-淀粉状蛋白斑抑制淀粉样蛋白的积累和聚集在大脑中，抑制毒性的Aβ寡聚物形成的低聚物和依赖性的Aβ毒性。这些属性提示姜黄素类化合物可以防止α-突触核蛋白聚集在帕金森病，衰减ROS诱导COX-2的在ALS表达，改善MS，DE和创伤性脑损伤的症状。这些结果表明氧化应激损伤和中枢神经系统疾病存在的密切关联，以及中药有效成分可能是神经退行性疾病潜在有效防治的前景。
3 中药活性成分对神经氧化应激损伤的修复作用
管莉萍［7］中枢神经系统疾病中自由基的增加引发氧化应激，从而导致中枢神经系统损伤，针对氧化损伤的脂质、蛋白质、DNA的氧化生物标志物以及相关酶等标志物的干预是治疗神经系统疾病的一个重要着眼点。
3.1 单味中药
3.1 .1补肝肾
3.1 .1.1 地黄及活性成分
安红梅[8]等研究熟地黄可提高D-半乳糖衰老模型大鼠脑组织SOD、NOS活性，减少MDA、LPO含量，减少SA-β-gal阳性表达的细胞数。提高脑组织的抗氧化能力，减缓脑细胞衰老的进程。张自强等[9]采用不同浓度梓醇预处理星形胶质细胞24h后，得出梓醇对H2O2损伤后提高了星形胶质细胞的存活率，维持了细胞膜的完整性,并诱导细胞内SOD、GSH-PX活性降低和MDA含量升高提示梓醇有显著的抑制作用，对细胞氧化性损伤具有保护作用。Wang,Chengfang等[10]梓醇有通过减轻氧化应激改善神经元损伤和认知功能障碍的效果，能提高神经生长因子浓度，预防血糖水平增高导致的糖尿病脑损伤与对抗氧化应激的作用。多是考虑梓醇中环烯醚萜苷抗氧化等特性，因而具有治疗糖尿病性脑病的可能性。
3.1 .1.2 淫羊藿
王晓云等[11]淫羊藿苷剂量组细胞存活率增高，各药物剂量组细胞外液LDH及细胞ROS水平均明显低于模型组，提示淫羊藿苷对神经细胞的缺血再灌注损害有保护作用，其机制可能是通过抑制ROS的产生，减轻氧化应激损伤实现的。
3.1 .2 补中、益精
3.1 .2.1 人参
Huang,Tianwen等[12]人参Rg1通过增加线粒体膜电位、ATP水平、细胞色素C氧化酶，并在细胞色素c的释放减少途径上改善Aβ介导的线粒体功能障碍应用于神经元保护作用，可能通过细胞内的线粒体氧化应激的抑制减弱诱导的神经元死亡，可能拯救神经元的损伤作用。吴露等[13]观察人参皂苷Rg1可使神经细胞损伤明显减轻，细胞存活率显著升高，能降低脑组织胞浆Nrf2蛋白含量，升高胞核Nrf2含量，使Nrf2核转位率升高，并使脑组织HO-1mRNA和蛋白表达显著增加。具有抗脑缺血再灌注损伤的作用，其机制可能与激活Nrf2/HO-1信号途径、促进Nrf2合成和核转位、从而促进下游抗氧化蛋白HO-1的表达有关。王泽剑等[14]观察人参炔醇对H202损伤神经细胞有剂量依赖性的促进细胞存活，对自由基有一定的清除作用，可显著提高H202损伤细胞内SOD、GSH-Px活性并抑制MDA的生成。提示人参炔醇具有保护神经细胞对抗氧化应激的活性。
3.1 .2.2 刺五加
刁波等[15-16]采用刺五加多糖(ASPS)对H2O2诱导细胞氧化损伤模型进行干预，ASPS组细胞活性比模型组细胞活性高；SOD、GSH-Px活力ASPS组显著增高，ASPS能够明显提高OGGlmRNA的表达、N0的含量和iNOSmRNA的表达显著降低，提示ASPS能够增强OGGlmRNA的表达，能够下调iNOS mRNA的表达，并对海马神经元氧化损伤有保护作用。
3.1 .3.行气活血
3.1 .3.1 姜黄素
唐小卿等[17]检测姜黄素对氧化应激损伤细胞具有保护作用，其机制可能与降低细胞内ROS的含量细胞线粒体膜电位的降低有关。孙小康等[18]应用姜黄素对Aβ25-35诱导PC12细胞损伤模型进行干预，提示姜黄素可拮抗Aβ25-35的毒性作用，提高细胞的活性以及降低凋亡率，其机制可能与抑制P-JNK，Caspase-3的活化，改善线粒体膜的损伤有关。
3.1 .3.2 三七总皂苷
夏星等[19]考察三七总皂苷在一定浓度梯度范围能提高H202损伤的PC12细胞活力，能显著提高模型组活性氧水平，提高SOD活力和GSH-Px活力，并减少MDA生成，能通过增强细胞内抗氧化酶活力保护PC12细胞对抗氧化损伤。
3.1 .3.3 川芎以及活性成分
赵丽霞等[20]观察川芎嗪烟酸酯（TMPN）能显著升高氧化损伤神经细胞的存活率，减少乳酸脱氢酶的漏出，对H202诱导的神经细胞内游离钙浓度的升高有明显的抑制作用，并减少胞内脂质过氧化物丙二醛(MDA)的生成，提高谷胱甘肽过氧物酶(GSH-PX)含量及超氧化物歧化酶(SOD)活性。TMPN可有效保护H202诱导sHsY5Y细胞氧化应激损伤作用，其机制可能与TMPN抑制H202诱导的[Ca2+]i异常升高，减少脂质过氧化物生成，增加抗氧化物质的含量有关。
3.1 .4 其他
张晶等[21]通过远志皂苷元干预过H202诱导的SD大鼠海马神经元模型后检测细胞存活率增高、SOD活性升高、MAD含量下降，并且能够上调表达Bcl-2mRNA表达，下调BaxmRNA表达，降低caspase-3活性，表明Bcl-2蛋白表达升高、Bax蛋白表达下降，提示远志皂苷元对H202处理的海马神经元有保护作用，可能与其增强神经元抗氧化能力、调节细胞凋亡相关蛋白从而抑制凋亡有关。
3.2 中药复方
3.2 .1 地黄益智方
安红梅等[22-24]观察地黄益智方能改善Aβ1－40所致老年性痴呆模型大鼠学习记忆能力，与其调节中枢神经递质ChAT、AChE活性有关。并总结地黄益智方对老年性痴呆模型大鼠脑细胞周期蛋白异常表达的cyclinD1、cyclinE、p16及CDK6有一定改善作用。Aβ1－40可致老年性痴呆模型大鼠脑细胞Tau蛋白异常磷酸化，促使细胞周期调控基因CDK6、细胞凋亡调控基因Bax和Caspase-3表达，地黄益智方可以改善Aβ1－40导致的细胞周期、细胞凋亡基因表达。
3.2 .2 地黄饮子
周妍妍等[25]以PCR法检测地黄饮子含药脑脊液可升高Aβ诱导的PC12AD模型细胞SODmRNA的表达，提高对自由基的清除能力。李子军等[26]地黄饮子对减少脑海马神经细胞损伤后LDH释放，细胞存活状态提高、细胞能量代谢过程有所改善；提示其可以增高缺氧环境海马神经细胞内SOD的活力、降低MDA的含有量，对氧化损伤细胞有明显保护作用，其机制可能与降低氧自由基损伤有关系的。谢宁等[27]地黄饮子脑脊液能有效降低bax、caspase-3基因表达，提高bcl-2的表达，从而抑制、延迟细胞凋亡过程，阻止细胞凋亡，促进PC12细胞存活。能明显降低Aβ25-35诱导的海马神经元细胞培养液中MDA含量，提高SOD、CAT和GSH-Px等抗氧化酶活性，对Aβ淀粉样蛋白诱导海马神经元AD模型自由基损伤的有保护作用。何秀丽等[28-29]应用PCR法检测地黄饮子能降低PC12细胞受Aβ淀粉样蛋白刺激时APP的过度反应，降低APPmRNA的表达。以及通过加入钙离子荧光flou-3/AM负裁后,含有脑脊液各组加入Aβ后虽然荧光强度升高，但荧光强度达到峰值的平均强度与模型组比较明显降低，差异有统计学意义，地黄饮子脑脊液可以抑制Aβ淀粉样蛋白对PC12细胞的损伤,可降低Aβ引起的钙离子内流。
3.2 .3 补肾方
贺文彬等[30] 针对谷氨酸诱导PC12细胞模型，得出20％浓度补肾方含药血清能够拮抗谷氨酸诱导凋亡的PC12细胞胞浆内钙离子浓度的升高，抑制CaMKII的磷酸化水平，补肾中药神经保护作用的机制可能与减轻钙超载，调控钙信号通路关键信号分子的磷酸化有关。许艺惠等[31]补肾活血方能够提高H2O2损伤后的细胞存活率、减少SOD含量、增强CAT、GSH、GPx-1活力；上调细胞内HO-1、CAT、GPx-1蛋白表达，下调凋亡启动子Caspase-3蛋白的表达，补肾活血方可能通过提高抗氧化酶水平发挥其对H2O2损伤PC12细胞的拮抗作用。通过清除氧化应激产生的自由基，调节抗氧化酶的水平，改善氧化应激引起的损伤，从而达到一定的神经保护作用。
3.2 .4 五子衍宗方
王斌等[32]加味五子衍宗方总黄酮和总多糖可显著提高细胞存活率及SOD和CAT活性，降低LDH、MDA水平；有效抑制凋亡的发生、明显降低细胞内Ca2+浓度，能显著抑制H202诱导的PC12细胞氧化应激状态及凋亡发生，其主要活性成分是总黄酮，其神经细胞保护作用可能与其降低细胞脂质过氧化水平，提高抗氧化酶活力和抑制细胞内Ca2+浓度升高有关。陈迁等[33]检测不同浓度五子衍宗复方总多糖对细胞活力、细胞内活性氧组ROS、脂质过氧化产物MDA、DNA 片段化和caspase-3 活性的影响。提示总多糖能够显著提高HepG2细胞活力，降低由t-BHP诱导产生的氧化应激损伤，同时具有抗t-BHP诱导的细胞凋亡作用。
3.2 .5 六味地黄丸
王俊等[34]针对Kcl诱导PC12细胞损伤模型，测定模型组细胞上清液中LDH活力显著增高，细胞的CREBmRNA及蛋白表达显著减少；中药组中LDH活力降低，细胞CREBmRNA及蛋白表达显著升高。提示含药血清可减轻Kcl诱导的PC12细胞损伤。
3.2 .6 复方地黄汤：
刘吉成等[35]观察复方地黄对D-半乳糖诱导模型大鼠干预后SOD活力较模型组升高，可能与其增强清除氧自由基的能力减轻氧自由基引起的脑组织损伤有关。侯魁元等[36]研究复方地黄能够提高SAM-P/8小鼠的学习和记忆能力，并能增强大脑组织的SOD、Na+-K+-ATP酶的活性，减少脑组织神经细胞的凋亡作用，能够明显增强脑组织细胞的能最和抵抗自由基的抗氧化能力，减少神经元的凋亡，对SAM-P/8小鼠大脑神经元具有较好的保护和治疗作用。
3.2 .7 其他
李伟等[37]观察益气补肾中药脑神康胶囊各浓度组均较损伤组SOD活性及细胞存活率均升高、MDA含量及细胞凋亡率均降低、LDH活力及baxmRNA表达降低、bcl-2mRNA表达升高、bcl-2/bax增加,且呈明显的剂量依赖性。对海马神经元缺氧复氧损伤有明显的保护作用，机制可能与其提高神经元抗氧化能力、调节凋亡相关蛋白、减少凋亡密切相关。严灿等[38]研究10％复方加味四逆散含药血清各剂量组对氧化损伤模型组细胞内[Ca2+]i荧光强度均明显减弱，复方加味四逆散含药血清能明显降低Con、Glu致损伤的PC12细胞内[Ca2+]i浓度，具有减轻钙超载的效应。Kim等[39]研究GCSB-5（防风、牛膝、刺五加、大豆和杜仲等）在体外研究中对H202氧化损伤的SH-SY5Y细胞的存活力影响，针对活性氧（ROS）、脂质过氧化反应、释放乳酸脱氢酶（LDH）和细胞内谷胱甘肽含量等变化提示GCSB-5所提供的神经保护作用部分是由于减少氧化应激反应损伤。
4 小结展望
随着氧化损伤机制研究的深入，神经保护剂的研究备受关注。大量的实验证实，中药有效成分具有增强细胞内SOD活性、抑制NO的释放等通过清除自由基、抑制脂质过氧化而发挥神经保护作用．其中的活性成分如黄酮类、酚类具有较强的抗氧化和清除自由基作用，针对反映氧化损害及衡量抗氧化和促氧化平衡的客观指标的拮抗以便准确判断治疗剂量及治疗效果。通过以上综述总结中药抗氧化应激的预防性给药对临床神经退行性疾病的防治应当引起足够重视。
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作者简介：孙文贤，女，1986年8月17，籍贯湖北，研究生在读，执业住院医师，中医脑病的临床和基础研究，电话：18817581514