中藥干預(yù)小膠質(zhì)細(xì)胞表達(dá)治療糖尿病神經(jīng)痛研究進(jìn)展

魏曉濤 ，何志軍 ，劉濤 ，何元旭 ，馬歲錄 ，何波 ，王威威

1.甘肅中醫(yī)藥大學(xué)，甘肅 蘭州 730000； 2.甘肅省中醫(yī)院，甘肅 蘭州 730050；3.甘肅中醫(yī)藥大學(xué)第四附屬醫(yī)院，甘肅 蘭州 730000

作為最常見糖尿病周圍神經(jīng)病變之一，糖尿病神經(jīng)痛（diabetic neuropathic pain，DNP）臨床表現(xiàn)多為遠(yuǎn)端肢體神經(jīng)性疼痛、痛覺過敏和超敏，并伴有異常性疼痛等，發(fā)作時疼痛劇烈，夜間明顯，甚至可能出現(xiàn)焦慮、抑郁等心理變化[1]，隨著病情加重，可出現(xiàn)肌肉萎縮、深淺反射減弱、癱瘓、壞疽等，因其有較大治療難度及高致殘率[2]，已嚴(yán)重影響患者生存質(zhì)量[3]。目前治療通常在控制血糖基礎(chǔ)上給予普瑞巴林、杜洛西汀及阿片類等鎮(zhèn)痛藥物緩解疼痛[4]，但無法從根本上修復(fù)受損的神經(jīng)，緩解神經(jīng)炎癥，且會產(chǎn)生嚴(yán)重依賴性，給患者帶來身心負(fù)擔(dān)。研究表明，小膠質(zhì)細(xì)胞在DNP產(chǎn)生發(fā)展過程中發(fā)揮重要作用，通過調(diào)控小膠質(zhì)細(xì)胞可起到修復(fù)損傷神經(jīng)或延緩神經(jīng)病變作用，已成為治療DNP的重要靶點(diǎn)[5]。中藥單體或復(fù)方含有的多種活性成分，不僅能抑制小膠質(zhì)細(xì)胞向M1型極化，減輕小膠質(zhì)細(xì)胞炎癥級聯(lián)反應(yīng)，減少神經(jīng)毒性物質(zhì)分泌，還可促進(jìn)M1型小膠質(zhì)細(xì)胞向M2型轉(zhuǎn)化，加快小膠質(zhì)細(xì)胞直接向M2型極化過程，增強(qiáng)小膠質(zhì)細(xì)胞中抗炎因子和神經(jīng)營養(yǎng)因子的表達(dá)，緩解神經(jīng)炎癥，修復(fù)受損神經(jīng)組織[6]；且與化學(xué)鎮(zhèn)痛藥單一作用途徑不同，中藥具有多成分、多靶點(diǎn)、安全性高、療效好、不良反應(yīng)少等優(yōu)勢[7]。茲就小膠質(zhì)細(xì)胞極化在DNP方面的作用機(jī)制，以及中藥通過調(diào)控小膠質(zhì)細(xì)胞極化防治DNP現(xiàn)狀進(jìn)行綜述，為臨床相關(guān)治療及后續(xù)深入研究提供參考。

1 小膠質(zhì)細(xì)胞與糖尿病神經(jīng)痛

小膠質(zhì)細(xì)胞在中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)呈白色或灰色，一般存在2種功能作用不同的形態(tài)，即具有促炎作用的M1型和抗炎作用的M2型。在生理環(huán)境下，小膠質(zhì)細(xì)胞處于靜息狀態(tài)，且有多個細(xì)長樹突，用于時刻監(jiān)測和調(diào)節(jié)細(xì)胞微環(huán)境，維持中樞神經(jīng)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)。當(dāng)損傷因素刺激中樞神經(jīng)系統(tǒng)微環(huán)境發(fā)生改變，可使小膠質(zhì)細(xì)胞被激活并極化，并通過不斷釋放神經(jīng)調(diào)節(jié)劑和神經(jīng)肽，參與DNP的痛覺過敏，放大傷害感受器神經(jīng)元的活化信號，引起DNP[8]。

在異物、感染源、創(chuàng)傷等有害刺激下，小膠質(zhì)細(xì)胞首先會迅速被激活為M1型，其分支變厚，胞體變大，表面積增加[9]，呈“變形蟲樣”結(jié)構(gòu)。其極化過程主要通過介導(dǎo)Toll樣受體4（TLR4），激活核因子（NF）-κB信號通路，促進(jìn)特定分子標(biāo)記物如CD86/CD16/CD32上調(diào)[10]；這又促進(jìn)小膠質(zhì)細(xì)胞釋放多種炎癥因子，如白細(xì)胞介素（IL）-1、IL-6和IL-12，腫瘤壞死因子（TNF）-α，活性氧和一氧化氮（NO），殺死病原微生物并促進(jìn)小膠質(zhì)細(xì)胞聚集相應(yīng)靶點(diǎn)，觸發(fā)并加重炎癥反應(yīng)。M1型小膠質(zhì)細(xì)胞的激活是一種保護(hù)性應(yīng)激反應(yīng)，異常激活和極化會誘發(fā)神經(jīng)毒性，阻止神經(jīng)元再生，造成神經(jīng)元損傷，誘發(fā)一系列神經(jīng)效應(yīng)。鑒于M1型小膠質(zhì)細(xì)胞誘導(dǎo)的相關(guān)產(chǎn)物可致病變周圍神經(jīng)疼痛，因此抑制小膠質(zhì)細(xì)胞向M1型極化，或加快M1型小膠質(zhì)細(xì)胞向M2型轉(zhuǎn)化，縮短M1型小膠質(zhì)細(xì)胞存在時間，有可能對DNP的緩解或治愈發(fā)揮重要作用。

M2型小膠質(zhì)細(xì)胞具有體積小、極化過程較長的特點(diǎn)，且有M2a、M2b、M2c 3個亞型。其中M2a型主要參與細(xì)胞再生及大量抗炎因子的分泌，滅活促炎細(xì)胞，抑制炎癥反應(yīng)，促進(jìn)損傷神經(jīng)修復(fù)，保護(hù)神經(jīng)元，維持中樞神經(jīng)系統(tǒng)微環(huán)境的穩(wěn)定，緩解DNP；M2b和M2c型具有強(qiáng)大的吞噬和清除組織碎片能力，可吞噬和清除受損神經(jīng)細(xì)胞碎片，抑制炎癥反應(yīng)，促進(jìn)受損組織修復(fù)和神經(jīng)元再生，防止繼發(fā)性炎癥損傷，維持正常的中樞神經(jīng)系統(tǒng)微環(huán)境。因此，加快小膠質(zhì)細(xì)胞向M2型極化速度或縮短極化過程對DNP臨床治療具有重大意義。

2 小膠質(zhì)細(xì)胞表型極化及相關(guān)分子途徑

既往研究表明，cAMP反應(yīng)元件結(jié)合蛋白（CREB）、c-Jun氨基端激酶（JAK）-STAT、Notch、NF-κB信號通路等，以及絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）、核苷酸結(jié)合寡聚結(jié)構(gòu)域樣受體熱蛋白結(jié)構(gòu)域相關(guān)蛋白3（NLRP3）炎癥小體，均與小膠質(zhì)細(xì)胞表型極化密切相關(guān)，且彼此間相互干涉和影響，共同調(diào)控小膠質(zhì)細(xì)胞M1/M2型極化，形成復(fù)雜的調(diào)控系統(tǒng)[11-15]。①NF-κB和CREB競爭性地與轉(zhuǎn)錄因子CCAAT增強(qiáng)子結(jié)合蛋白（C/EBP）及CREB結(jié)合蛋白（CBP）結(jié)合，兩者相互制衡維持小膠質(zhì)細(xì)胞M1/M2型比值的穩(wěn)定。同時，二者結(jié)合還加強(qiáng)了M2型小膠質(zhì)細(xì)胞基因表達(dá)，如IL-10等。C/EBP-β被NF-κB和CREB競爭性結(jié)合，使C/EBP-β可同時調(diào)控M1和M2表型的小膠質(zhì)細(xì)胞。中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷會使CREB數(shù)量減少，此時NF-κB表達(dá)增強(qiáng)，從而影響M1/M2型比例，加重神經(jīng)損害。②Notch信號通路與NF-κB也存在正反兩方面作用。一方面，Notch信號通路與NF-κB信號通路相互作用能抑制PPAR-γ表達(dá)，從而誘導(dǎo)小膠質(zhì)細(xì)胞M2型極化[16]。但Notch信號通路釋放的信號會使被激活的NF-κB興奮延長，激活更多M1型小膠質(zhì)細(xì)胞，從而釋放更多促炎因子和毒害因子。③JAK-STAT信號通路中的STAT1和STAT3也可增強(qiáng)NF-κB作用[17]。④MAPK是一種高度保守的真核細(xì)胞激酶，由胞外信號調(diào)節(jié)激酶（ERK）、JNK/應(yīng)激活化蛋白激酶（SAPK）、p38 MAPK組成。3級級聯(lián)酶促反應(yīng)激活MAPK，并積極參與細(xì)胞增殖、分化、應(yīng)激、凋亡等過程[18]。⑤NLRP3炎癥小體促進(jìn)胱天蛋白酶-1（Caspase-1）激活，被激活的Caspase-1將自我催化降解，并促進(jìn)IL-1β釋放和表達(dá)，從而抑制NLRP3炎癥小體在小膠質(zhì)細(xì)胞中激活，發(fā)揮NLRP3炎癥小體在調(diào)控神經(jīng)炎癥方面的作用[19]?？傊?，小膠質(zhì)細(xì)胞表型極化受多種因素影響，各因素之間又彼此影響、相互作用。

3 中藥調(diào)控小膠質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化

調(diào)控小膠質(zhì)細(xì)胞極化治療DNP的途徑包括以下幾點(diǎn)：①直接抑制小膠質(zhì)細(xì)胞向M1型極化；②調(diào)控小膠質(zhì)細(xì)胞直接向M2型極化激活、加速或縮短M2型極化過程；③加速M(fèi)1型向M2型轉(zhuǎn)化，縮短M1型小膠質(zhì)細(xì)胞存在時間。中藥單體或復(fù)方相關(guān)活性成分可通過以上1種或多種路徑，發(fā)揮緩解炎癥、減輕疼痛、加速神經(jīng)組織修復(fù)、治療DNP作用。

3.1 抑制小膠質(zhì)細(xì)胞向M1型極化

通過調(diào)控NF-κB信號通路、Notch信號通路、NLRP3炎癥小體及其炎癥因子表達(dá)，可抑制小膠質(zhì)細(xì)胞向M1型極化，并下調(diào)M1型小膠質(zhì)細(xì)胞分泌相關(guān)致炎因子水平，減輕神經(jīng)毒性和炎癥反應(yīng)，達(dá)到緩解DNP作用。邢娜等[20]研究發(fā)現(xiàn)，枳殼中的黃酮類化合物紅橘素在脂多糖誘導(dǎo)的小鼠原代小膠質(zhì)細(xì)胞模型中通過NF-κB信號通路抑制小膠質(zhì)細(xì)胞向M1型極化，并抑制小膠質(zhì)細(xì)胞釋放IL-6、IL-1β、TNF-α等炎癥因子，減輕神經(jīng)炎癥，緩解DNP。洪麗綿[21]在鉤吻素子抗糖尿病大鼠神經(jīng)病理性疼痛研究中發(fā)現(xiàn)，鉤吻素子通過Notch信號通路下調(diào)干擾素調(diào)節(jié)因子8表達(dá)，進(jìn)而抑制脊髓小膠質(zhì)細(xì)胞向M1型極化，從而減少致炎因子分泌，降低致炎細(xì)胞因子表達(dá)，發(fā)揮緩解疼痛、治療DNP作用。有報道在帕金森病小鼠模型實驗中發(fā)現(xiàn)，補(bǔ)腎益智方可抑制周圍神經(jīng)NLRP3炎癥小體激活，抑制小鼠體內(nèi)小膠質(zhì)細(xì)胞向M1型激活，降低炎癥因子水平，減輕神經(jīng)炎癥，緩解周圍神經(jīng)病理性疼痛[22]。作為一種潛在的神經(jīng)保護(hù)藥物，當(dāng)歸芍藥散通過抑制小膠質(zhì)細(xì)胞中NF-κB信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路及TLR4、IL-1β、IL-6、TNF-α mRNA和IL-1β、IL-6、TLR4蛋白表達(dá)，從而抑制脂多糖誘導(dǎo)的小膠質(zhì)細(xì)胞向M1型極化，并抑制周圍神經(jīng)相關(guān)促炎因子釋放及小膠質(zhì)細(xì)胞神經(jīng)炎癥反應(yīng)，從而發(fā)揮保護(hù)神經(jīng)、緩解疼痛的作用，達(dá)到治療DNP目的[23]。高書濤[24]對不同劑量松果菊苷作用于脊髓損傷大鼠模型研究中發(fā)現(xiàn)，松果菊苷不僅能抑制小膠質(zhì)細(xì)胞向M1型活化，并可通過調(diào)控NF-κB/NLRP3信號通路，阻斷NLRP3炎癥小體激活，緩解脂多糖誘導(dǎo)的細(xì)胞炎癥，減輕損傷后的神經(jīng)炎癥反應(yīng)，減輕周圍神經(jīng)病理性疼痛。

3.2 調(diào)控小膠質(zhì)細(xì)胞直接向M2型極化，加速極化過程

通過對TLR4、TNF-α、NF-κB、NLRP3等相關(guān)信號通路或信號因子調(diào)控，可使小膠質(zhì)細(xì)胞直接向M2型極化，加速M(fèi)2型小膠質(zhì)細(xì)胞分泌相關(guān)抗炎分子，快速發(fā)揮減輕炎癥反應(yīng)、緩解周圍神經(jīng)疼痛的作用，亦可促進(jìn)小膠質(zhì)細(xì)胞分泌轉(zhuǎn)化生長因子（TGF）-β、IL-10、IL-4、IL-13等因子，發(fā)揮保護(hù)神經(jīng)元、修復(fù)損傷神經(jīng)系統(tǒng)的作用。研究發(fā)現(xiàn)，β-石竹烯通過調(diào)控脂多糖誘導(dǎo)的神經(jīng)炎癥及TLR4蛋白水平，促進(jìn)小膠質(zhì)細(xì)胞向M2型極化，發(fā)揮其保護(hù)神經(jīng)、修復(fù)受損組織的作用[25]。徐飛飛[26]觀察石菖蒲有效成分α-細(xì)辛醚對腦缺血再灌注損傷發(fā)現(xiàn)，α-細(xì)辛醚通過抑制NF-κB磷酸化，降低NLRP3炎癥小體過度活化，促進(jìn)抑炎因子IL-10、IL-4分泌，起到抗炎作用。殷孟蘭[27]研究發(fā)現(xiàn)，地龍?zhí)崛∥锬茱@著降低NF-κB磷酸化水平，顯著升高M(jìn)2型小膠質(zhì)細(xì)胞標(biāo)志物CD206蛋白表達(dá)，促進(jìn)抗炎因子IL-10、血管內(nèi)皮生長因子釋放，升高TGF-β、IL-10蛋白表達(dá)水平，促進(jìn)M2型小膠質(zhì)細(xì)胞抗炎因子表達(dá)。目前僅有少量對中藥調(diào)控小膠質(zhì)細(xì)胞直接向M2型極化的研究，且這種途徑僅是加速小膠質(zhì)細(xì)胞向M2型極化，并未縮短向M2型極化過程，今后應(yīng)尋找可代替相關(guān)信號通路中間產(chǎn)物或直接促進(jìn)小膠質(zhì)細(xì)胞向M2型極化的“推進(jìn)劑”。

3.3 加速M(fèi)1型小膠質(zhì)細(xì)胞向M2型轉(zhuǎn)化，縮短M1型小膠質(zhì)細(xì)胞存在時間

抑制小膠質(zhì)細(xì)胞向M1型極化，促進(jìn)其向M2型極化，是DNP防治的最優(yōu)解，既達(dá)到緩解炎癥和疼痛效果，又促進(jìn)神經(jīng)組織修復(fù)。NF-κB、PPAR-γ、MAPKs信號通路在調(diào)控小膠質(zhì)細(xì)胞極化方面均發(fā)揮既抑制又促進(jìn)的作用[15]，尤其PPAR-γ信號通路在小膠質(zhì)細(xì)胞M1型向M2型轉(zhuǎn)化過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用[28]，增加PPAR-γ信號通路表達(dá)可促進(jìn)小膠質(zhì)細(xì)胞向M2型分化。孫豪等[29]研究發(fā)現(xiàn)，補(bǔ)腎益髓方可激活PPAR-γ蛋白表達(dá)，可促進(jìn)小膠質(zhì)細(xì)胞向M2型極化，并產(chǎn)生大量干擾素-β、TGF-β等抗炎因子，以此減輕炎癥反應(yīng)，緩解DNP。舒海洋等[30]研究發(fā)現(xiàn)，片仔癀通過調(diào)控M1型小膠質(zhì)細(xì)胞向M2型轉(zhuǎn)化，抑制炎癥因子TNF-α表達(dá)，上調(diào)抑炎因子IL-4和IL-10水平，以達(dá)到控制炎癥、緩解疼痛、修復(fù)神經(jīng)的作用。甘海燕等[31]研究發(fā)現(xiàn)，補(bǔ)陽還五湯可顯著抑制大鼠體內(nèi)M1型小膠質(zhì)細(xì)胞表面標(biāo)記物CD85、iNOS和促炎因子TNF-α、IL-1β、IL-6表達(dá)，加速M(fèi)1型小膠質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化為M2型，并上調(diào)M2型小膠質(zhì)細(xì)胞標(biāo)記物及抗炎因子表達(dá)，發(fā)揮抗炎效能，保護(hù)受損神經(jīng)。Wang等[32]研究發(fā)現(xiàn)，苦參堿通過誘導(dǎo)Myd88/TLR4介導(dǎo)的NF-κB活化失衡抑制脂多糖誘導(dǎo)的神經(jīng)炎癥反應(yīng)，抑制M1型小膠質(zhì)細(xì)胞激活，下調(diào)炎性細(xì)胞因子水平，促進(jìn)M1型小膠質(zhì)細(xì)胞向M2型極化，增加抗炎細(xì)胞因子密度，有效控制炎性反應(yīng)，緩解DNP。李福春等[33]研究不同劑量紅景天苷對大鼠脊髓損傷后的神經(jīng)炎癥發(fā)現(xiàn)，紅景天苷可增加大鼠脊髓組織Bcl-2 mRNA表達(dá)，顯著降低NF-κB、iNOS和COX-2 mRNA表達(dá)，增加M2/M1型極化比，發(fā)揮減輕神經(jīng)炎癥效果，緩解DNP。天麻酚類化合物茴香醇可通過抑制NF-κB活化抑制脂多糖刺激的小膠質(zhì)細(xì)胞中JNK磷酸化，抑制小膠質(zhì)細(xì)胞向M1型轉(zhuǎn)化并促進(jìn)M2型轉(zhuǎn)化，降低脂多糖誘導(dǎo)的TNF-α產(chǎn)生，增加抗炎因子IL-10和TGF-β[34]，從而達(dá)到防治DNP效果。同時，Sophie等[35]在天麻素相關(guān)研究中證實，天麻素通過抑制M1型小膠質(zhì)細(xì)胞標(biāo)記物TNF-α和iNOS表達(dá)和M2型小膠質(zhì)細(xì)胞標(biāo)記物IL-10表達(dá)，從而上調(diào)M2/M1型極化比，發(fā)揮天麻素抗炎作用[36]，防治DNP。

3.4 控制小膠質(zhì)細(xì)胞過度極化

不受控制或延遲的神經(jīng)炎癥是有害的，過度激活M1型小膠質(zhì)細(xì)胞可引起神經(jīng)系統(tǒng)的炎癥損傷。M1型小膠質(zhì)細(xì)胞過度激活、極化，導(dǎo)致受損的周圍神經(jīng)炎癥反應(yīng)加重，并使M2型小膠質(zhì)細(xì)胞激活、極化受到相對抑制[37]，從而相對抑制小膠質(zhì)細(xì)胞對DNP的防治作用。受損的神經(jīng)組織進(jìn)一步促進(jìn)小膠質(zhì)細(xì)胞極化，最終導(dǎo)致惡性循環(huán)，持續(xù)加重病情[38-39]。因此，在以M1型過度激活為特征的中樞神經(jīng)系統(tǒng)炎癥性疾病中，促進(jìn)M2型極化并維持M1型和M2型之間的相對平衡可作為一種潛在的治療策略。但大多數(shù)減輕神經(jīng)炎癥的化合物只抑制M1型激活，僅少數(shù)化合物可促進(jìn)小膠質(zhì)細(xì)胞極化為M2型。Lin等[40]通過研究β-淀粉樣蛋白1-40誘導(dǎo)小膠質(zhì)細(xì)胞和星形細(xì)胞過度活化作用，發(fā)現(xiàn)牛膝可通過抑制淀粉樣蛋白沉積和激活抗氧化防御系統(tǒng)，減少神經(jīng)炎癥，抑制小膠質(zhì)細(xì)胞過度活化，防治DNP。張嘉維等[41]發(fā)現(xiàn)，姜黃素可通過介導(dǎo)髓樣細(xì)胞觸發(fā)受體2、TLR4顯著抑制小膠質(zhì)細(xì)胞過度激活，減少IL-1β和IL-6等炎癥因子分泌，從而達(dá)到減輕炎癥、緩解DNP作用。

4 展望

DNP與小膠質(zhì)細(xì)胞的激活和極化密切相關(guān)，但迄今研究多集中在動物實驗，缺乏細(xì)胞水平實驗、大樣本的臨床研究及循證數(shù)據(jù)。中藥單體或復(fù)方具有高效低毒、多靶點(diǎn)及多通路協(xié)調(diào)作用的顯著優(yōu)勢，可有效干預(yù)小膠質(zhì)細(xì)胞激活、極化，進(jìn)而調(diào)控小膠質(zhì)細(xì)胞表達(dá)，抑制促炎因子釋放，促進(jìn)抗炎分子分泌，改善神經(jīng)系統(tǒng)炎癥反應(yīng)，修復(fù)損傷神經(jīng)組織，達(dá)到治療DNP目的。但中藥是否存在一種可代替相關(guān)信號通路中間產(chǎn)物或直接促進(jìn)小膠質(zhì)細(xì)胞向M2型極化的“推進(jìn)劑”，值得深入研究。中藥的有效成分及作用機(jī)制復(fù)雜，今后研究還需通過“網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)+細(xì)胞生物學(xué)實驗”等手段，加強(qiáng)有效成分及作用機(jī)制研究，同時進(jìn)行大樣本臨床隨機(jī)對照研究，進(jìn)而分析中藥治療DNP的優(yōu)勢所在。