中藥治療血-脊髓屏障損傷的機(jī)制進(jìn)展

張瑜 周逸敏，2* 張俐△

血-脊髓屏障作為一種調(diào)控血液和脊髓組織之間物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的生物屏障，其病理機(jī)制與脊髓損傷密切相關(guān)，脊髓損傷往往會(huì)造成血-脊髓屏障的破壞，導(dǎo)致其通透性增高，緊密連接破壞，致使脊髓微環(huán)境發(fā)生改變，是繼發(fā)性脊髓損傷的重要因素之一，不利于脊髓的修復(fù)[1]。雖然人們?cè)诩顾钃p傷的治療上進(jìn)行了大量研究，但脊髓損傷后神經(jīng)功能的康復(fù)仍是一個(gè)難題。隨著現(xiàn)代中醫(yī)藥的運(yùn)用與發(fā)展，有不少研究證實(shí)中藥對(duì)治療脊髓損傷有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，發(fā)現(xiàn)從降低血-脊髓屏障的通透性以及減少血-脊髓屏障的破壞等方面入手，能促進(jìn)脊髓神經(jīng)的再生與修復(fù)，改善脊髓損傷后的運(yùn)動(dòng)和感覺(jué)功能[2]。故本文圍繞中藥在血-脊髓屏障損傷的防治作用和相關(guān)機(jī)制加以闡述，以期為今后的實(shí)驗(yàn)研究或臨床用藥提供理論依據(jù)和新思路。

1 血-脊髓屏障

血-脊髓屏障的結(jié)構(gòu)與血-腦屏障類(lèi)似，主要由內(nèi)皮細(xì)胞、周細(xì)胞、星形膠質(zhì)細(xì)胞和一些附屬結(jié)構(gòu)組成，這些構(gòu)建塊的互相協(xié)同作用使血-脊髓屏障具有調(diào)節(jié)和保護(hù)脊髓的作用[3]，主要是限制脊髓外的有害分子進(jìn)入脊髓實(shí)質(zhì)，為維持脊髓神經(jīng)細(xì)胞的正常生理功能提供一個(gè)穩(wěn)定的微環(huán)境[4-6]。血-脊髓屏障受損，脊髓組織會(huì)出現(xiàn)水腫、缺血缺氧現(xiàn)象，其通透性的增高會(huì)造成脊髓組織中涌入血液中的各種分子(包括有利的和有害的)，從而導(dǎo)致脊髓疾病的發(fā)生[1，7]。

2 血-脊髓屏障與脊髓損傷

脊髓損傷主要指神經(jīng)元和軸突的破壞導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)和感覺(jué)功能障礙，甚至癱瘓[8-9]。通常由機(jī)械或外力直接作用于脊髓導(dǎo)致的局部損傷(包括損傷部位的神經(jīng)細(xì)胞、軸突及血管等)，屬于原發(fā)性損傷；原發(fā)性損傷之后，隨著血-脊髓屏障的受損，通透性增高，脊髓實(shí)質(zhì)進(jìn)入大量的有害因子，造成脊髓組織出現(xiàn)水腫、缺血低氧等現(xiàn)象，加速細(xì)胞死亡，造成嚴(yán)重的繼發(fā)性損傷，說(shuō)明血-脊髓屏障損傷的病理變化關(guān)系著繼發(fā)性損傷的嚴(yán)重程度[4，10]。而一般成年哺乳動(dòng)物的軸突和神經(jīng)元再生較差，外力損傷等因素造成的原發(fā)性脊髓損傷無(wú)法復(fù)原，因此，脊髓損傷早期的治療策略應(yīng)以修復(fù)血-脊髓屏障和減少繼發(fā)性損傷為主[11-12]。

3 中藥治療血-脊髓屏障損傷和脊髓損傷的相關(guān)作用機(jī)制

在祖國(guó)醫(yī)學(xué)中，脊髓損傷歸于“痿證”“體惰”等病證范疇，認(rèn)為傷其脊骨為其表象，督脈瘀阻才是其基本的發(fā)病機(jī)理，瘀血阻滯督脈，使氣血、經(jīng)絡(luò)、臟腑氣機(jī)失調(diào)，從而導(dǎo)致脊髓損傷后各種臨床癥狀的出現(xiàn)[13]。因此，中藥治療脊髓損傷和血-脊髓屏障受損多采用活血化瘀、疏通督脈為主，又因氣能行血、氣能生血，治以活血通督的同時(shí)，添加補(bǔ)氣藥效果更佳。在損傷后期，機(jī)體肝腎陰虛、筋骨失養(yǎng)嚴(yán)重，治療則以強(qiáng)筋壯骨、益精填髓為主[13-14]。由此可知，中藥的應(yīng)用拓寬了脊髓損傷和血-脊髓屏障損傷的治療思路，也為實(shí)驗(yàn)研究以及臨床用藥提供了方向。

目前，治療血-脊髓屏障損傷的中藥中，研究較多的是益氣、活血、化瘀類(lèi)中藥及中藥提取物，并有大量研究證明中藥能降低血-脊髓屏障的通透性、抑制炎性反應(yīng)，產(chǎn)生神經(jīng)保護(hù)作用、調(diào)節(jié)相關(guān)蛋白的表達(dá)水平和減少膠質(zhì)瘢痕形成，從而促進(jìn)脊髓的修復(fù)。

3.1 降低血-脊髓屏障的通透性

脊髓損傷后，血-脊髓屏障通透性的升高會(huì)導(dǎo)致有害因子對(duì)脊髓組織的大量侵襲，造成嚴(yán)重的繼發(fā)性損傷，因此，盡早重建血-脊髓屏障的穩(wěn)定性，對(duì)于脊髓損傷的修復(fù)至關(guān)重要。劉婭妮等[15]發(fā)現(xiàn)脊髓損傷后大豆苷通過(guò)抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的過(guò)度激活，增加連接蛋白質(zhì)的表達(dá)，有利于血-脊髓屏障的通透性降低，促進(jìn)大鼠運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)。Yu等[16]發(fā)現(xiàn)姜黃素能顯著提高脊髓損傷后ZO-1和Occludin蛋白的表達(dá)，減少EvansBlue的滲漏，降低血-脊髓屏障通透性，從而保護(hù)脊髓神經(jīng)。周冰等[17]將β-七葉皂苷鈉靜脈注射入急性擠壓脊髓損傷的大鼠，發(fā)現(xiàn)血-脊髓屏障通透性下降和脊髓組織水腫減輕，說(shuō)明β-七葉皂苷鈉能潛在治療急性脊髓損傷。黃芪甲苷經(jīng)聚己內(nèi)酯膜處理(AST-PCL)可抑制血-脊髓屏障通透性的升高，減少脊髓損傷大鼠的細(xì)胞凋亡，修復(fù)組織損傷并恢復(fù)脊髓的各項(xiàng)功能[18]。苑文超等[2]研究大黃水溶液濃度對(duì)大鼠脊髓損傷后血-脊髓屏障的保護(hù)作用的影響，得出中劑量組大黃的保護(hù)作用最佳。曾歡歡等[19]發(fā)現(xiàn)大黃素能減少血-脊髓屏障的破壞，緩解急性脊髓損傷后的脊髓水腫癥狀，其機(jī)制為減少水通道蛋白-4(AQP-4)和基質(zhì)金屬蛋白酶-2(MMP-2)的表達(dá)。

3.2 抑制炎癥反應(yīng)

炎癥反應(yīng)在脊髓繼發(fā)性損傷中起關(guān)鍵作用，脊髓損傷后，隨著血-脊髓屏障破壞，包括細(xì)胞因子和趨化因子在內(nèi)的促炎性介質(zhì)(如TNF-α和IL-1β)以級(jí)聯(lián)形式釋放到脊髓實(shí)質(zhì)中，從而引發(fā)繼發(fā)性損傷[20]。

汪今朝等[21]采用活血通督湯治療脊髓損傷大鼠，發(fā)現(xiàn)炎性分子相關(guān)蛋白NLRP3的表達(dá)被抑制，大鼠的炎癥反應(yīng)減輕，這可能是活血通督湯的作用機(jī)制。有研究者用蕓香苷對(duì)脊髓損傷小鼠模型進(jìn)行干預(yù)，發(fā)現(xiàn)蕓香苷對(duì)創(chuàng)傷性脊髓損傷小鼠損傷脊髓有保護(hù)作用，其機(jī)制可能與抑制炎癥反應(yīng)、激活Nrf2/HO-1途徑相關(guān)[22]。張南等[23]利用川芎嗪治療脊髓損傷大鼠，大鼠的脊髓損傷癥狀得到緩解，檢測(cè)得到脊髓中的IL-17和pSTAT3的表達(dá)顯著下調(diào)，這可能是因?yàn)镾TAT3活性被川芎嗪所抑制，導(dǎo)致IL-17的含量顯著下降[24]。邵為等[25]實(shí)驗(yàn)表明銀杏葉提取物(EGb761)通過(guò)降低局部脊髓中IL-1β含量以及減少I(mǎi)CAM-1的合成，達(dá)到保護(hù)血-脊髓屏障的效果。董寶鐵等[26]建立大鼠T9脊髓損傷模型，發(fā)現(xiàn)CB1大麻素受體激動(dòng)劑能減少脊髓損傷大鼠血-脊髓屏障的破壞，這可能與脊髓組織基質(zhì)金屬蛋白酶9(MMP9)的表達(dá)下調(diào)有關(guān)。朱雙龍等[27]研究不同濃度的柴胡皂苷a對(duì)脊髓損傷大鼠脊髓組織及血清中TNF-α及IL-6的表達(dá)水平的影響，發(fā)現(xiàn)中劑量組(10 mg/kg)的抑制效果最佳，進(jìn)而減輕脊髓神經(jīng)的炎癥反應(yīng)。

3.3 神經(jīng)保護(hù)作用

在脊髓損傷中，神經(jīng)元及神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的死亡是繼發(fā)性脊髓損傷后細(xì)胞凋亡的結(jié)果，由于多數(shù)原發(fā)性損傷的不可逆性，因此如何減少繼發(fā)性脊髓損傷中細(xì)胞凋亡，促進(jìn)對(duì)神經(jīng)的保護(hù)作用成為治療脊髓損傷的關(guān)鍵[27]，而在現(xiàn)有的研究中，發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用的多為單味中藥的提取物。

白果內(nèi)酯能夠通過(guò)抑制細(xì)胞凋亡、促進(jìn)細(xì)胞自噬，從而減少急性脊髓損傷大鼠神經(jīng)元細(xì)胞壞死[28]。紅花黃素(SY)能夠調(diào)節(jié)脊髓損傷后的氧化應(yīng)激水平，抑制脊髓神經(jīng)元細(xì)胞的凋亡，促進(jìn)脊髓損傷的恢復(fù)，這是阻礙HMGB1/TLR4/NF-κB信號(hào)通路的結(jié)果[29]。人參皂苷Rd(GSRd)能夠發(fā)揮減少氧化應(yīng)激損傷、恢復(fù)線粒體功能、減輕炎癥反應(yīng)等作用修復(fù)脊髓損傷，起到神經(jīng)保護(hù)作用[30]。三七總皂苷具有改善修復(fù)神經(jīng)的微環(huán)境、促進(jìn)軸突再生、抑制細(xì)胞凋亡的作用，從而減輕脊髓損傷[31]。枸杞多糖(LBP)可在脊髓神經(jīng)元遭受輻射損傷時(shí)起到保護(hù)作用，其作用機(jī)制可能是LBP可以增加自噬相關(guān)蛋白LC3 Ⅱ/Ⅰ表達(dá)[32]。芍藥苷可阻礙IKK/NF-κB信號(hào)通路，抑制細(xì)胞凋亡，減少脊髓損傷后炎癥因子的釋放，起神經(jīng)保護(hù)作用[33]。王衛(wèi)國(guó)[34]發(fā)現(xiàn)使用山茱萸提取物能夠促進(jìn)脊髓損傷大鼠的神經(jīng)修復(fù)和再生，對(duì)脊髓受損神經(jīng)具有保護(hù)作用。

3.4 其他

脊髓損傷后，相關(guān)蛋白的表達(dá)改變以及膠質(zhì)瘢痕形成同樣是不利于脊髓組織修復(fù)的重要因素，如茶曉鋒等[35]發(fā)現(xiàn)黃芪多糖通過(guò)調(diào)整大鼠自噬相關(guān)蛋白Bcl-2、Bax、Beclin1、LC3的表達(dá)水平，控制神經(jīng)元細(xì)胞的自噬，使其增強(qiáng)后減弱，有助于脊髓損傷的康復(fù)。張毅等[36]基于網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)研究發(fā)現(xiàn)川芎可能主要通過(guò)調(diào)節(jié)氧化應(yīng)激反應(yīng)、恢復(fù)線粒體功能、幫助血管微環(huán)境重建、調(diào)節(jié)能量代謝、刺激相關(guān)神經(jīng)遞質(zhì)合成、減少炎癥反應(yīng)等方面來(lái)治療脊髓損傷。賀亞軍等[37]在脊髓損傷后應(yīng)用甘草甜素(GL)抑制HMGB1的表達(dá)，可以降低損傷脊髓中GFAP以及CSPG的表達(dá)，膠質(zhì)瘢痕不易形成，有利于脊髓損傷大鼠的康復(fù)，GL可能通過(guò)HMGB1/NF-κB途徑抑制膠質(zhì)瘢痕形成。張謝等[38]研究表明堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(bFGF)對(duì)大鼠脊髓損傷后血-脊髓屏障的破壞有修復(fù)作用，這是促進(jìn)黏附連接蛋白與緊密連接蛋白的表達(dá)實(shí)現(xiàn)的。張立才[39]發(fā)現(xiàn)從當(dāng)歸中提取的阿魏酸能夠抑制脊髓損傷大鼠mTOR和PI3K/Akt所介導(dǎo)的細(xì)胞自噬，抑制細(xì)胞凋亡，減輕脊髓損傷。

4 總結(jié)

簡(jiǎn)而言之，中藥治療脊髓損傷和血-脊髓屏障損傷的機(jī)制主要包括降低血-脊髓屏障的通透性、抑制炎性反應(yīng)、神經(jīng)保護(hù)作用、調(diào)節(jié)相關(guān)蛋白的表達(dá)水平和減少膠質(zhì)瘢痕形成等方面，以上的作用機(jī)制相互聯(lián)系促進(jìn)血-脊髓屏障的修復(fù)和脊髓損傷后各項(xiàng)功能的改善。

雖然中藥具有多環(huán)節(jié)和多靶點(diǎn)的作用特點(diǎn)，對(duì)治療脊髓損傷和修復(fù)血-脊髓屏障損傷具有一定的優(yōu)勢(shì)，但其多環(huán)節(jié)改善神經(jīng)系統(tǒng)微環(huán)境和多靶點(diǎn)修復(fù)脊髓損傷深層次的作用機(jī)制還未完全清楚，且大多數(shù)研究為動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，臨床研究較少，而實(shí)驗(yàn)研究能否較好應(yīng)用于臨床治療尚不確定，限制了臨床應(yīng)用。因此，在以后的研究中，加強(qiáng)中藥的多中心、大樣本、多團(tuán)隊(duì)聯(lián)合研究的必要性顯而易見(jiàn)，并且根據(jù)循證醫(yī)學(xué)的要求，開(kāi)展更多具有中醫(yī)藥特點(diǎn)的臨床隨機(jī)對(duì)照實(shí)驗(yàn)可作為今后的研究方向。

總之，在中藥治療脊髓損傷中血-脊髓屏障損傷的作用機(jī)理、臨床實(shí)驗(yàn)及治療方案的探索方面，仍需進(jìn)行更深入的全面研究。