血小板活化因子受體拮抗劑銀杏二萜內(nèi)酯治療腦梗死的作用機制

陳雪敏，黃燕

(1.廣東醫(yī)科大學 第一臨床醫(yī)學院，廣東 湛江 524023；2.廣東醫(yī)科大學肇慶市第一人民醫(yī)院 神經(jīng)內(nèi)科，廣東 肇慶 526060)

腦卒中是我國國民致死、致殘的首位病因，其中腦梗死發(fā)病率最高(約占71.55%)，故探尋切實有效的腦梗死防治手段十分重要[1]。銀杏二萜內(nèi)酯(ginkgo diterpene lactone，DGMI)是目前上市的超強效血小板活化因子受體(platelet activating factor receptor，PAFR)拮抗劑，主要包括銀杏內(nèi)酯A、B、K(ginkgolide A、ginkgolide B、ginkgolide K，GA、GB、GK)的有效成分，可拮抗血小板活化因子(platelet activating factor，PAF)與受體結(jié)合，抑制PAF對腦梗死產(chǎn)生的廣泛的病理效應，對治療腦梗死具有重要意義。本文通過綜述DGMI治療腦梗死的相關(guān)作用機制，包括抗血小板聚集、抗炎、抗氧化應激、抗凋亡、減輕血腦屏障的損傷、降低谷氨酸興奮性毒性、促血管生成、促神經(jīng)元及髓鞘的保護或再生，以期為更好地應用于腦梗死的治療提供參考和指導。

1 抗血小板聚集

目前PAF靶點是血小板聚集通路中已知的最前端靶點，DGMI通過拮抗PAF與受體結(jié)合，抑制PAF途徑，也是獨立于花生四烯酸(arachidonic acid，AA)和腺苷二磷酸(adenosine diphosphate，ADP)誘導血小板聚集的第3條途徑，從而達到抗血小板聚集的目的。(1)DGMI的主要活性成分GA、GB、GK 均可通過選擇性結(jié)合血小板膜上的PAFR，拮抗PAF與受體結(jié)合，從而顯著拮抗PAF途徑誘導的血小板聚集，其中GK對PAFR具有高度的選擇性，拮抗活性最強[2]。(2)環(huán)腺苷酸(cyclic adenosine monophosphate，cAMP)是PAF誘導的血小板聚集中的重要信號分子，cAMP水平的降低可使腺苷三磷酸(adenosine triphosphate，ATP)依賴的鈣離子通道脫磷酸化，促使[Ca2+]i釋放及[Ca2+]i釋放引起的血小板聚集等一系列級聯(lián)反應。在PAF誘導的血小板中，GA、GB、GK可顯著提高cAMP的含量，進而抑制[Ca2+]i釋放及后續(xù)的血小板聚集反應[2]。(3)已知cAMP和環(huán)磷酸鳥苷(cyclic guanosine monophosphate，cGMP)在靜息和膠原蛋白刺激的血小板中具有抗血小板功能，基質(zhì)金屬蛋白酶-9(matrix metalloproteinase-9，MMP-9)可劑量依賴性地明顯抑制由膠原蛋白刺激的血小板聚集。GB激活的MMP-9可增加細胞內(nèi)cAMP和cGMP的產(chǎn)生，且可直接降低與AA途徑相關(guān)的環(huán)氧合酶1(cyclooxygenase-1，COX-1)或血栓素A2(thromboxane A2，TXA2)合成酶活性，抑制細胞內(nèi)Ca2+動員和TXA2的產(chǎn)生，從而抑制血小板聚集[3]，這也為DGMI是否能在腦梗死急性期協(xié)同增加AA途徑或ADP途徑抗血小板藥物抑制的血小板聚集作用而創(chuàng)立新型的更加有效的聯(lián)合抗血小板方案提供了思路，但目前仍需進一步研究，同時也應警惕其出血風險。

2 抗炎

炎癥反應是腦梗死的重要病理生理機制，其炎癥細胞因子的顯著表達，可觸發(fā)包括微血管阻塞、細胞毒性酶釋放和氧自由基產(chǎn)生等多種機制而導致腦組織損傷[4]。PAF是一種有效的促炎脂質(zhì)介質(zhì)，與PAFR結(jié)合后，PAF可能會激活包括核因子κB(nuclear factor kappa-B，NF-κB)和絲裂原激活的蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)這些重要的細胞內(nèi)炎癥信號通路[5]，它們可能進一步觸發(fā)PAF介導的多種炎癥因子的表達和釋放，例如腫瘤壞死因子α(tumornecrosis factor-α，TNF-α)、誘導型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase，iNOS)、白細胞介素-6(interleukin-6，IL-6)和白細胞介素-1β(interleukin-1β，IL-1β)，從而在腦梗死中加重缺血性損傷。DGMI通過與細胞膜上PAFR的活性位點結(jié)合來競爭性或非競爭性地抑制PAF活性，抑制PAF介導的炎癥反應，阻止或減少促炎細胞因子的釋放。一項利用大腦中動脈閉塞/再灌注(middle cerebral artery occlusion/reperfusion，MCAO/R)和氧-葡萄糖剝奪/再氧合(oxygen and glucose deprivation/reoxygenation，OGD/R)模型分別模擬體內(nèi)和體外缺血/再灌注過程的實驗發(fā)現(xiàn)，DGMI可能通過Toll樣受體4(Toll-like receptors 4，TLR4)/NF-κB通路，抑制TLR4mRNA表達和NF-κB從細胞質(zhì)到細胞核的轉(zhuǎn)移，從而抑制了該炎癥信號通路相關(guān)的炎癥反應與促炎因子的表達，同時DGMI可減輕原代星形膠質(zhì)細胞OGD/R損傷和脂多糖(lipopolysaccharide，LPS)誘導的炎癥反應，最終顯著減少腦梗死面積和腦水腫，減輕缺血誘導的腦組織損傷，改善神經(jīng)功能缺損評分[5-6]。Yu等[6]研究表明，對于OGD/R誘導損傷的星形膠質(zhì)細胞，GK、GB均有抗炎作用，其中GK抗炎作用更為顯著，除了降低炎癥因子TNF-α、IL-6的表達，還可上調(diào)抗炎因子IL-10的表達。綜上，雖然有相關(guān)研究提示著DGMI的抗炎作用，有望為腦梗死提供新的治療價值，但其潛在的分子機制尚未完全明確，需要更多的研究證據(jù)進一步證實。

3 抗氧化應激

氧化應激在腦梗死級聯(lián)反應的發(fā)生和發(fā)展中至關(guān)重要，腦缺血期間活性氧(reactive oxygen species，ROS)產(chǎn)生過多或清除能力降低，引起氧化和抗氧化系統(tǒng)失衡，導致細胞凋亡、組織損傷并可能最終在再灌注后導致神經(jīng)功能的嚴重缺損甚至腦死亡。研究發(fā)現(xiàn)，對于體外OGD/R誘導損傷的SH-SY5Y細胞或體內(nèi)建立的大鼠MCAO/R模型，GA、GB、GK可通過Akt/Nrf2通路發(fā)揮抗氧化作用，三者均可明顯降低ROS的含量，增加氧自由基的天然清除劑超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)的活性，其中GB對腦梗死的抗氧化應激作用最強，可顯著上調(diào)抗氧化應激的相關(guān)蛋白HO-1、Nqo1、SOD、p-Akt、p-Nrf2和Nrf2的水平，從而抑制腦缺血再灌注引起的氧化應激損傷[4,7]。目前臨床上一些藥物的抗氧化治療有助于減輕腦缺血損傷，但效果不理想，研究發(fā)現(xiàn)DGMI的有效成分GA、GB、GK均具有抗氧化作用，無疑為之帶來了福音，但其具體的抗氧化機制尚未成熟，仍需進一步研究。

4 抗凋亡

急性腦梗死可啟動細胞凋亡諸多關(guān)鍵分子事件，如炎癥反應、自由基的過度產(chǎn)生、Ca2+超載和興奮性毒性等，使得神經(jīng)功能進一步惡化。腺苷酸活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase，AMPK)是一種重要的內(nèi)源性防御分子，可對有害刺激作出反應而抵抗腦缺血性損傷，Cao等[8]的研究首次探索了GB在腦梗死中的線粒體抗凋亡作用，并發(fā)現(xiàn)其與依賴于AMPK通路激活的磷酸酶和張力蛋白同源物誘導的激酶1(PTEN-inducedkinase1，PINK1)表達上調(diào)有關(guān)。其研究發(fā)現(xiàn)，在短暫的大腦中動脈閉塞(transient middle cerebral artery occlusion，t-MCAO)誘導的大鼠局灶性腦缺血模型中，隨著PINK1表達、AMPK活性增加，GB可明顯減少神經(jīng)元損失和細胞凋亡，而在OGD/R誘導損傷的SH-SY5Y細胞中，GB通過上調(diào)線粒體外膜中PINK1的表達來減少線粒體損傷，進一步防止線粒體的凋亡。GK可抑制OGD誘導的SH-SY5Y細胞中p38和JNK的激活，降低p53和c-Jun的磷酸化，抑制線粒體介導的凋亡途徑，并以劑量依賴性方式增加OGD損傷的SH-SY5Y細胞活力，降低細胞內(nèi)ROS含量，防止OGD誘導的SH-SY5Y細胞凋亡。同時，研究表明，GK可降低促凋亡蛋白Bax、胱冬肽酶-3和胱冬肽酶-9的水平，并增加抗凋亡蛋白BCL-2的表達，保護細胞免于凋亡，從而減少腦梗死的面積[9-10]。目前研究發(fā)現(xiàn)GB、GK可能是潛在的用于挽救腦梗死誘導的神經(jīng)元凋亡的化合物，這為腦梗死的有效預防提供了新的方向可能，但目前類似研究報道數(shù)量有限，其潛在的分子機制有待進一步探討。同時，值得注意的是，細胞凋亡涉及炎癥反應等諸多分子事件，故推測DGMI可能不僅僅只是通過單一靶點或單途徑發(fā)揮抗凋亡作用，DGMI可能通過多條信號通路直接或間接協(xié)同發(fā)揮抗凋亡作用，而目前這方面的研究尚有欠缺，值得進一步深入研究。

5 減輕血腦屏障的損傷

血腦屏障(blood brainbarrier，BBB)將血液與腦實質(zhì)分離，有效地介導中樞神經(jīng)系統(tǒng)的物質(zhì)交換，其完整的屏障結(jié)構(gòu)抑制了有害物質(zhì)的流入。BBB損傷是腦梗死的關(guān)鍵病理過程，Yang等[10]的研究表明，GB的預處理增強了OGD/R損傷的毛細血管內(nèi)皮單層的跨內(nèi)皮電阻，降低了熒光素鈉的內(nèi)皮通透系數(shù)，并增加了緊密連接蛋白 ZO-1在內(nèi)皮細胞中的表達，從而降低了BBB的通透性，避免了大量有害物質(zhì)透過BBB進入腦組織中，因而減輕腦組織的損傷。作為一種大分子蛋白，IgG在正常情況下不能通過BBB，只有在BBB破壞時，血漿IgG才可能泄漏到腦組織中。Chen等[11]通過復制tMCAO小鼠模型，提示GK可顯著減少IgG的漏出，表明GK可減輕腦缺血后BBB的損傷。綜上，越來越多的臨床前研究提示了DGMI活性成分的血腦屏障保護作用，應注意的是，DGMI是一種中藥制劑，在治療腦梗死方面的血腦屏障保護是否優(yōu)于其活性成分需進一步研究，其活性成分是否存在協(xié)同作用及對應機制有待探討。

6 降低興奮性氨基酸毒性

谷氨酸(glutamate，Glu)、天冬氨酸(aspartic acid，Asp)是中樞神經(jīng)系統(tǒng)(central nervous system，CNS)的興奮性神經(jīng)遞質(zhì)，二者過度釋放將導致興奮性神經(jīng)毒性，影響腦梗死缺血再灌注損傷的預后。其中Glu是CNS最豐富的游離氨基酸，在腦梗死誘導下，神經(jīng)細胞中Glu受體會過度激活，Glu轉(zhuǎn)運障礙可致細胞外Glu含量增加，進而導致周圍神經(jīng)元興奮性毒性，刺激細胞死亡，同時Glu可誘導腦水腫，最終損害神經(jīng)功能。Glu興奮性毒性被認為是缺血性神經(jīng)元死亡的主要原因，有多項研究因此試圖通過減少Glu以在腦梗死等疾病中達到神經(jīng)保護作用的目的[12]。研究顯示，MCAO大鼠缺血再灌注24 h后，腦脊液中Glu、Asp 含量明顯增多，但在DGMI及其主要成分作用下，二者的含量可顯著降低，表明DGMI能修復腦內(nèi)因缺血引起的氨基酸動態(tài)平衡失調(diào)，有助于改善神經(jīng)功能缺損，發(fā)揮對腦缺血的保護作用[13]。

7 促血管生成

大腦高度依賴血液為大腦神經(jīng)元提供葡萄糖和氧氣而進行有效的物質(zhì)交換，新血管的生成可恢復腦缺血區(qū)的血供，挽救缺血半暗帶，減小腦梗死的面積，從而改善神經(jīng)功能，因此促血管生成也是腦梗死治療的重要靶點[14]。血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)是最重要的血管生成因子，缺氧誘導因子-1α(hypoxia induicible factor-1α，HIF-1α)是目前已知的唯一VEGF啟動子誘導轉(zhuǎn)錄因子，缺氧激活的信號轉(zhuǎn)導和轉(zhuǎn)錄激活因子3(signal transducer and activator of transcription 3，STAT3)可有效調(diào)節(jié)HIF-1α的穩(wěn)定性。在細胞增殖、分化和促血管生成中，Janus激酶2(Janus kinase 2，JAK2)/STAT3信號通路起著關(guān)鍵作用。Chen等[11]的研究證實GK可通過JAK2/STAT3信號通路顯著上調(diào)STAT3的表達，進而上調(diào)HIF-1α和VEGF的表達，從而發(fā)揮促血管生成的作用，研究結(jié)果也提示GK可能與VEGF協(xié)同發(fā)揮潛在作用，從而保護腦血管免于滲漏、出血。該研究發(fā)現(xiàn)，GK增強了tMCAO小鼠的局部小腦血流量，進一步支持了GK的促血管生成作用，研究同時證實了GK可通過VEGF以JAK2/STAT3依賴的方式保護內(nèi)皮細胞免受OGD/R的損傷。

8 促神經(jīng)元、髓鞘的保護或再生

腦缺血后大腦內(nèi)源性神經(jīng)干細胞(neural stem cell，NSC)被誘導增加，產(chǎn)生的新神經(jīng)元向受損腦區(qū)遷移、分化為成熟的神經(jīng)元，從而部分補充受損或丟失的神經(jīng)元，促進神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的再生，但自發(fā)缺血誘導的NSC的增殖不足以滿足CNS自我修復的需求，通過外源性藥物促神經(jīng)元再生有望成為腦梗死的新療法。Zheng等[15]研究發(fā)現(xiàn)，在MCAO模型大鼠中，GB可增加神經(jīng)元標志物，包括巢蛋白、神經(jīng)元特異性烯醇化酶(neuron specific enolase，NSE)和膠質(zhì)纖維酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein，GFAP)陽性細胞的比率，增加腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(brain derived neurotrophic factor，BDNF)和表皮生長因子(epidermal growth factor，EGF)的mRNA表達，從而促進NSC的增殖、遷移和分化，改善缺血所致的神經(jīng)功能受損。已知細胞周期退出是神經(jīng)元分化之前的關(guān)鍵步驟，Wnt途徑對于積極調(diào)節(jié)神經(jīng)發(fā)生、神經(jīng)突生長和神經(jīng)元存活有重要作用，Li等[16]研究表明GB可以促進新生小鼠側(cè)腦室下區(qū)(subventricular zone，SVZ)衍生的NSC中細胞周期的退出和神經(jīng)元分化。此外，該研究發(fā)現(xiàn)GB通過增加Wnt/β-連環(huán)蛋白(β-catenin)通路中β-catenin的核水平，進而激活經(jīng)典的Wnt通路而促進神經(jīng)元的增殖和分化。腦梗死的白質(zhì)缺血性損傷通常伴有少突膠質(zhì)細胞(oligodendrocyte，OL)的凋亡和脫髓鞘，其中星形膠質(zhì)細胞可能通過分泌BDNF和睫狀神經(jīng)營養(yǎng)因子(ciliary neurotrophic factor，CNTF)來支持OL前體細胞(oligodendrocyte precursor cell，OPC)的成熟，促進OL的再生，并增殖、遷移和分化為髓鞘。銅宗(cuprizone，CPZ)是一種銅離子螯合劑，可誘導OL死亡并引發(fā)脫髓鞘，Wang等[17]研究表明，GB和GK可促進CPZ喂養(yǎng)小鼠的OL再生，通過促進OPC增殖和抑制Wnt信號傳導防止胼胝體區(qū)域的脫髓鞘。血小板聚集引起的血栓堆積可能導致星形膠質(zhì)細胞的活化和炎性細胞因子的釋放，而這些細胞因子的擴散是OL細胞凋亡和脫髓鞘的主要原因，該研究也表明GB和GK可拮抗星形膠質(zhì)細胞中PAFR的表達，抑制細胞因子IL-1β和TNF-α的釋放，拮抗PAF誘導的炎癥反應，增加BDNF和CNTF的表達，支持髓鞘再生，這些發(fā)現(xiàn)對于修復神經(jīng)功能、防止腦梗死進展加重具有重要意義。DGMI對腦梗死的促神經(jīng)、髓鞘再生潛在作用及價值使其成為近年新的研究熱點，目前這方面研究數(shù)據(jù)較少，說服力遠遠不足，需更多的研究進一步論證，以期為腦梗死的更好治療帶來新的希望。

9 總結(jié)與展望

DGMI是強效的血小板活化因子受體拮抗劑，不同于以往腦梗死大部分治療藥物僅存在相對單一的作用機制，DGMI可作用于腦梗死多個病理環(huán)節(jié)，具有抗血小板聚集、抗炎、抗氧化應激、抗凋亡、減輕血腦屏障的損傷、降低谷氨酸興奮性毒性、促血管生成、促神經(jīng)元及髓鞘的保護或再生多種作用，可更全面有效地防治腦梗死，有望降低腦梗死的致殘率、病死率及復發(fā)率。本文綜述了其相關(guān)作用機制，旨在為更好地應用于腦梗死提供參考。值得注意的是，目前大多數(shù)研究主要涉及DGMI主要成分GA、GB、GK單成分的研究，有關(guān)DGMI整體的基礎(chǔ)研究相對較少，不能排除整體、個體效應的影響，同時，DGMI是一種中藥制劑，大部分相關(guān)機制臨床前研究尚不夠成熟、未能完全明確，尚需更多的研究支持，其中的促神經(jīng)、髓鞘保護或再生作用具有極大的潛在研究價值，值得深入研究和探索。另外，目前DGMI作用機制研究多集中在單一靶點或信號通路上，忽略了不同機制多個信號通路間可能存在的協(xié)同效應，未來可進一步探究DGMI多種作用機制間的相互影響，期待進一步的探索能有助于其未來更好地應用于腦梗死的防治。