2023年长春西汀对脑缺血的神经保护作用研究进展.docx

长春西汀对脑缺血的神经保护作用研究进展 李香著 李维平 【摘 要】：长春西汀（vinpocetine）是生物碱阿扑长春胺合成的乙酯衍生物，它能通过抑制磷酸二酯酶1（PDE1）和钠离子通道并减少钙离子内流，已被广泛应用于中风和认知障碍等脑血管疾病。目前的研究说明，长春西汀在抗氧化，抗炎和防止血管屏障损伤具有潜在的神经保护作用。本文对长春西汀在脑缺血神经保护作用方面的病理生理机制进行了综述。 【关键词】：长春西汀;脑卒中;神经保护 Abstract： Vinpocetine，as a synthetic ethyl-ester derivative of alkaloid vincamine，has been widely used in cerebrovascular diseases such as ischemic stroke and cognitive impairment by inhibiting phosphodiesterase type1 and voltage-gated sodium channels and reducing the calcium influx. The current experimental research have demonstrated that vinpocetine has potential neuroprotective effects in antioxidant，anti-inflammatory and preventing the damage of blood brain barrier. This paper presents a review on the molecular machanism underlying the neuroprotective effects of vinpocetine in ischemic stroke. Key words：vinpocetine;ischemic stroke;neuroprotection 脑卒中是一种严重影响人类生命和生活质量的中枢神经系统疾病，因其具有高发病率，高病死率，高致残率，高复发率等特点给人类带来了巨大的经济和社会负担。根据流行病学研究，大约85%的脑卒中是由脑缺血引起的【1】。目前临床上早期治疗缺血性脑卒中的主要方法是静脉溶栓和机械取栓疗法，但由于其时间窗及适用范围较窄，治疗效果并不尽人意【2】。 有研究说明，神经保护剂能延长溶栓疗法的时间窗，并可减少溶栓引起的再灌注损伤，被认为是一种治疗急性缺血性脑卒中的有前途的方法【3】。 长春西汀是长春花提取物长春胺的衍生物，该化合物系由匈牙利的Gedeon Richter药物公司研发并于1978年上市，此后长春西汀在许多国家被广泛用于预防脑血管疾病和认知障碍，包括脑卒中，老年痴呆和记忆障碍【4】。。近些年来的一些研究還发现长春西汀能通过减轻血脑屏障通透性，去除氧自由基，抗炎，抗凋亡等机制发挥神经保护作用，本文回忆了近年长春西汀对缺血性脑卒中的研究，从病理生理机制方面对长春西汀的神经保护作用进行了综述。 1 长春西汀与氧化应激 氧化应激与缺血性脑卒中的病理生理机制密切相关。氧化应激是指活性氧（ROS）的细胞毒性效应，如羟基自由基、超氧阴离子和过氧化氢等，可攻击细胞成分，包括核酸、蛋白质和膜磷脂，引起神经元损伤甚至死亡。而在正常机体内存在一系列酶，如超氧化物歧化酶（SOD），谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-PX）等，它们能通过去除氧自由基而使细胞免受损伤，从而在自由基产生和去除之间到达平衡，维持机体的正常生理功能【5】。脑缺血再灌注损伤后大量氧自由基的生成一方面使细胞膜脂质过氧化，通过破坏线粒体导致细胞内ATP减少，从而使细胞能量代谢耗竭;另一方面，过量的氧自由基通过与细胞成分如蛋白质、脱氧核糖核酸和脂质的复杂相互作用可能通过耗尽内源性抗氧化能力而导致进一步的神经损伤【6】。长春西汀被证实是一种有效的抗氧化剂，可提高抗氧化能力并减少氧化应激【7】。Pereira等【8】通过体外实验证实了长春西汀能通过去除羟自由基从而具有抗氧化作用。Deshmukh等【9】通过由链脲霉素诱导的小鼠模型说明长春西汀能显著降低氧化应激，表现为丙二醛（MDA）和亚硝酸盐水平的降低，并恢复复原型谷胱甘肽（GSH）的水平，长春西汀可能通过其抗氧化作用实现对神经细胞的保护作用 。Ishola等【10】使用长春西汀预处理百草枯诱导的小鼠应激模型同样说明了长春西汀能显著减弱其脂质过氧化作用，并减弱百草枯诱导的超氧化物歧化酶（SOD）活性的降低，使谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-PX）的缺陷恢复了2.55倍（）。而在对小鼠大脑中动脉缺血模型的实验中，长春西汀给药可显著提升SOD活性并降低丙二醛（MDA）的含量，说明脑缺血再灌注损伤导致大鼠缺血侧皮层自由基氧化增多、脂质过氧化物大量生成，而长春西汀可以提高SOD等酶系的活性减少氧自由基造成的损伤【11】。而在分子水平上，长春西汀的这一独特的抗氧化作用可能与其作用的靶点之一线粒体有关，因为长春西汀能抑制线粒体H2O2的产生，通过调节线粒体的膜电位来减轻因线粒体钠/钙离子交换引起的线粒体肿胀【12】。因此，直接去除自由基、增强内源性抗氧化能力和抑制自由基的产生可能是长春西汀对脑缺血再灌注损伤的保护机制之一。 2 长春西汀与炎症反响 炎症反响是脑缺血再灌注损伤的重要环节。缺血性卒中后坏死的脑细胞释放的细胞成分，即损伤相关分子模式（DAMP），能被堵塞区域的免疫细胞（如小胶质细胞，中性粒细胞和巨噬细胞）识别并（JNK）激活产生各种炎症因子（TNF-α及IL-1β等），诱导大脑无菌性炎症的发生【13】。而参与脑缺血后炎B症因子发生募集的关键始动因素之一便是广泛存在于细胞膜上的Toll样受体（TLRs），作为一种模式识别受体（PRRs），它构成机体先天免疫的一局部【14】。脑缺血几分钟后小胶质细胞、星形胶质细胞和少突胶质细胞表达的Toll样受体（TLRs）便被激活，识别不同的损伤相关分子模式（DAMP），包括透明质酸、高迁移率族蛋白B1（HMGB1）、mRNA和表达不同Toll样受体（TLRs）的热休克蛋白（HSPs）。例如，热休克蛋白70能通过激活小胶质细胞中的TLR2和TLR4信号通路，可加重脑缺血期间的神经炎症【15】。而所有的Toll样受体（TLRs）都使用一种共同的衔接蛋白MyD88激活一个共同的信号通路，最终激活核因子-B（NF-B）转录因子，以及丝裂原活化蛋白激酶（MAPKs）、细胞外信号调节激酶（ERK）和C-Jun N-末端激酶（JNK），进一步促进炎症因子的产生，加重炎症反响并导致恶性循环【16】。已有研究发现长春西汀在体内和体外试验中具有独特的抗炎机制，可通过直接靶向抑制IκB激酶（IKK）途径而不是其众所周知的PDE-1抑制剂和钙离子调节活性来抑制NF-κB依赖的炎症反响【17】;并且还能通过阻断TLR-4及NF-κB减少脂多糖诱导的小鼠炎性疼痛和嗜中性粒细胞募集【18】。而在缺血性脑卒中模型，不管是离体细胞实验还是在体小鼠实验中，长春西汀均可以下调炎症因子TNF-α及 IL-1β的表达，且通过独立于TRIF（β干扰素TIR结构域衔接蛋白）介导的TLR4/MyD88/NF-κB信号通路来抑制炎症反响【19】。同样Wang等【20】在探讨长春西汀对大鼠脑缺血再灌注损伤的影响时也发现长春西汀干预组相较于假手术组和模型组能显著降低NF-κB和TNF-α表达。另外，在对于临床缺血性中风患者实验中，zhang等【21】通过招募60名诊断为急性缺血性中风的患者以1：1的比例随机分配到长春西汀组或对照组（4.5小时<发病时间<48小时），结果显示长春西汀能抑制TNF-α、IL-6和MCP-1等炎性因子的上调，通过增加I-κBαmRNA 转录和抑制I-κBα磷酸化降解增加总I-κBα水平，来抑制NF-κB活性，从而到达抗炎目的，而且长春西汀还能通过调节脑内免疫系统功能发挥抗炎抗感染作用，不但减轻中枢的炎症反响，也降低卒中后感染的发生率。这说明长春西汀在包括缺血性中风在内的各种神经性疾病的炎症调节中可能具有巨大的多种用途的潜力。 3 长春西汀与血脑屏障 血脑屏障（blood brain barrier，BBB）对于中枢神经系统内环境稳定的维持具有极其重要的意义。脑缺血再灌注后血脑屏障紧密连接完整性丧失，导致细胞旁通透性增加，进而出现血管源性水肿和出血性转化【22】。基质金属蛋白酶（matrix  metalloprot- einases，MMPs）被认为是脑缺血再灌注损伤的关键介质，能通过作用于血管基底膜降解细胞外基质，导致血管内皮细胞受损从而影响血脑屏障通透性【23】。其中研究较为广泛的是MMP-9，有研究说明，血浆MMP-9水平的升高与rtPA治疗卒中患者后的不良神经结局和出血等并发症密切相关，且血脑屏障延迟开放和破坏导致的损伤也与MMP-9的升高有关【24】。而应用长春西汀可以通过降低MMP-9的表达，减少细胞外基质的降解及血管内皮细胞的损伤，从而降低血脑屏障的通透性【11】。同样在大鼠脑缺血模型中应用长春西汀能使缺血侧脑组织MMP-9表达降低、并改善小鼠神经功能评分、使脑梗死体积减小、脑水肿程度减轻，染色可见神经元坏死减少，说明降低MMP-9表达、降低血脑屏障通透性可能是长春西汀在脑缺血再灌注损伤中发挥脑保护的作用机制之一【25】。从细胞分子水平来说，在正常生理状态下，MMPs在线粒体内膜中产生，当受到外界有害因素的刺激如缺血缺氧等情况下，线粒体膜电位发生改变，线粒体通透性转换孔隙复活体（MPTP）被翻开，导致MMPs外流增加【26】【27】。而长春西汀能通过与脑细胞线粒体MPTP上的外周型苯二氮卓受体（PBR）相互作用，抑制钙离子内流，降低线粒体膜电位的变化，减少了MMPs的升高从而发挥对神经细胞的保护作用【28】。 结语 长春西汀最初是作为一种脑血管扩张药上市的，其神经保护作用是在临床使用过程中才引起注意，并在细胞及小鼠实验才得到证实。可是在临床循证实验上，长春西汀治疗诸多疾病的循证依据仍显缺乏，仍需更多的随机、双盲、多中心的临床研究或系统评价以进一步探索长春西汀的临床应用价值。而长春西汀作为一种已上市40年的老牌脑血管疾病药物，在保存长春西汀原有活性的根底上，开发新一代的临床循证依据充分的脑神经保护药物仍具有非常重大的作用。