周围神经损伤后细胞凋亡与中药保护作用的实验研究进展

1、周围神经损伤后细胞凋亡与中药保护作用的实验研究进展         09-12-14 09:59:00     编辑：studa20                        作者：李晓锋, 徐乐勤, 席智杰, 周重建 【关键词】

2、60; 周围神经损伤; 细胞凋亡; 综述Progress of experimental study on cell apoptosis after peripheral nerve injury and the protective effect of Chinese medicine随着现代分子生物学、组织工程学、细胞生物学、基因组学的成熟和普及，以及计算机软件的开发与应用，周围神经损伤的基础研究有了较大的发展，目前普遍认为周围神经损伤引起的神经细胞死亡的主要形式是细胞凋亡1。本文就近年来对于周围神经损伤后细胞凋亡与保护的实验研究进展做一综述。1  周围神经损伤后细胞凋亡的机制&

3、#160;   周围神经损伤引起的细胞凋亡是多种生理病理因子参与并由凋亡相关基因启动的细胞程序性死亡过程，在此过程中除了凋亡相关的蛋白质，许多炎症介质、细胞因子、钙离子和活性氧等均影响凋亡的发生。现分述如下。1.1  诱导凋亡的基因和细胞因子p75NTR(short p75NTR)可独立诱发细胞凋亡2，3。Barker等4的实验进一步证明了此观点，在仅表达编码可溶性p75NTR胞内区肽段基因的转基因鼠中，交感神经元和感觉神经元的死亡显著增多。亦有报道成年期周围神经系统不表达p75NTR，但一旦神经受到损伤，周围神经系统的运动及感觉神经元胞体又重新表达p75NTR，

4、同时伴有神经元死亡，表明周围神经损伤后神经元的死亡与p75NTR表达增加有关5，6。2功能相似，可抑制细胞凋亡。p53诱导细胞凋亡一般通过三个步骤：（1）转录诱发氧化还原基因；（2）制造活性氧因子；（3）氧化破坏线粒体的细胞膜。Nickells8认为，p53表达时细胞凋亡，p53缺失时细胞增殖，它在调节Bcl2和Bax两种蛋白的平衡中起重要的作用。Li等9发现，p53 mRNA水平升高与视网膜神经节细胞（retinal ganglial cell，RGC）发生核固缩等凋亡形态学改变相关，提示p53基因在N甲基D天冬氨酸（NmethylDaspartate，NMDA）诱导的鼠RGC凋亡过程中也起

5、着重要作用。2家族成员，导致这些底物活化或失活，继而在细胞凋亡过程中发挥作用。    Caspase家族中最重要的细胞凋亡执行者之一是caspase3，负责对全部或部分关键性蛋白的酶切10。正常情况下，细胞质中的caspase3以无活性的酶原形式存在，当细胞凋亡时才被激活为有活性的caspase3，它能够降解细胞骨架、蛋白激酶、转录因子等各种底物，从而引起细胞凋亡7，故caspase3活化被视为发生凋亡的分子标志。Chan等11发现caspase抑制剂BocDFMK和AcDEVDCHO对新生大鼠臂丛神经根撕脱后的脊髓前角运动神经元有保护作用，但在成年大鼠中却未表现

6、出这种保护作用。fos和cjun基因  cfos和cjun是调节细胞增殖、生长、发育和分化的基因。周围神经损伤引起神经元凋亡时，常常伴有此两基因表达的上调，但其与凋亡的关系仍不十分清楚。cjun属于凋亡激活基因，应用阻止cjun基因表达的药物CEP1347/KT7515可抑制神经元的凋亡。新生大鼠神经根切断后给予cjun基因抑制剂，能使脊髓运动神经元凋亡细胞数明显减少12。最近研究发现，cjun基因的活化不仅促进神经细胞凋亡，而且在细胞的生存和再生中发挥作用13，这两方面的差别可能与神经细胞类型或神经元的发展阶段有关。1.2  诱导凋亡的小分子有机物与无机物1.3 

7、; 抑制凋亡的基因和细胞因子2  周围神经损伤后雪旺细胞生存与凋亡的动态平衡    周围神经损伤后，雪旺细胞可分泌多种对其自身生存与凋亡有着调节作用的因子或生物活性物质。一方面再生轴突局部高浓度的NGF、TrkA、p75NTR共同作用于轴突维持神经元的存活，对再生轴突起促进芽生和趋化作用，并通过自身分泌胰岛素样生长因子2、血小板源性生长因子、神经营养蛋白3、睫状神经营养因子（ciliary neurotrophic factor, CNTF）等调节雪旺细胞的生存；另一方面NGF和p75NTR单独作用于增殖的雪旺细胞群促进其凋亡。因此对雪旺细胞而言，存在着

8、对其促进生存和凋亡两种不同的调节机制。神经调节蛋白（neuregulin）是正常神经结构中维持雪旺细胞存活最主要的因子。从神经发育和再生过程的调节来看33，雪旺细胞通过上述两种不同的调节机制保持其数量的动态平衡，这种平衡在某些雪旺细胞与轴突重新建立11的关系时被打破，得到神经调节蛋白营养的雪旺细胞存留，而未得到神经调节蛋白营养的雪旺细胞则发生凋亡。3  神经保护    周围神经损伤后，保护和提高神经功能是临床治疗的关键和目的，挽救神经细胞、阻止细胞凋亡对于神经再生具有重要的意义。实验证明，谷氨酸盐、NO抑制剂、神经营养因子(neurotrophic fa

9、ctor，NTF)、自由基清除剂、NMDA拮抗剂等均能抑制细胞凋亡，促进神经细胞存活。3.1  NTF  NTF是一类调节神经系统发育、成熟和维持神经功能的蛋白质，这类蛋白质通过旁分泌、自分泌或邻近分泌来影响靶细胞。在胚胎期能促进神经细胞的分化、发育和成熟，在成年期可维持神经细胞存活，在神经损伤后能促进轴索的再生。    周围神经损伤后，神经元凋亡与NTF的缺乏有关。给予外源性的NTF，则可通过由受体介导的内吞作用经轴浆流运输到神经元发挥营养作用，从而抑制神经元的凋亡。体内和体外实验已证明，各种神经营养因子对周围神经损伤具有不同的保护作用343

10、6，NGF能促进感觉和交感神经元的存活，脑源性神经营养因子（brainderived neurotrophic factor, BDNF）对运动神经元的发育、成年后运动神经元病变运动神经元的存活以及轴索再生起着十分重要的作用。CNTF能维持脊髓运动神经元的存活，诱导神经元分化并促进副交感、交感和感觉神经元的存活。胶质细胞源性神经营养因子（glial cell linederived neurotrophic factor, GDNF）是近来发现的一种新的NTF，为转化生长因子(transforming growth factor, TGF)超家族成员，能特异性地作用于运动神经元，维持其存活，促

11、进轴索再生，并具有阻止受损运动神经元死亡的作用。GDNF还能促进感觉、交感和副交感神经元存活12。3.2  嗅鞘细胞  外周神经损伤后，局部给予嗅鞘细胞有细胞保护作用。嗅鞘细胞的抗凋亡作用可能与以下因素相关：（1）嗅鞘细胞可分泌多种NTF，这种作用在移植后即开始，早于骨骼肌和雪旺细胞反应；（2）嗅鞘细胞还可改变微环境，有利于神经再生；（3）诱导雪旺细胞增生和移动37。3.3  促红细胞生成素  促红细胞生成素(erythropoietin，EPO)具有神经生长、神经营养和神经保护作用。研究证实EPO可防止后根神经节的神经细胞凋亡，这一作用依赖于蛋白酪氨酸

12、激酶2(Janus kinase2, JAK2)级联信号转导途径的激活38。EPO与神经元上的EPO受体结合，激活JAK2，使其磷酸化，进一步介导下游的信号转导。使用JAK2抑制剂AG490可显著减弱EPO的神经保护作用。磷酸化的JAK2可能通过磷酸肌醇3激酶Akt和核因子B两条信号转导通路实现其抑制凋亡的作用39。3.4  Caspase抑制剂  Caspase抑制剂可以直接抑制神经细胞凋亡，并通过降低免疫炎性反应间接地保护细胞免于继发损伤。Oshitari等40通过体外实验证明caspase1、3、8、9抑制剂均可以抑制凋亡，促进细胞存活与轴突再生，并且caspase9

13、抑制剂与CNTF联用的效果最为显著。4  中药的保护作用    周围神经损伤后的修复与再生是多因子、多因素参与的生理过程，中药正是一种多因素复合物，有其独特的优势。中药有可能提供接近神经细胞生理需求与生长活性因子生长的环境，促进DNA和蛋白质合成，增加神经组织代谢。此外，中药还可以扩张血管，促进毛细血管增生，改善神经的缺血状态，从而抑制细胞凋亡，促进周围神经再生。目前中药的研究主要集中在单体、传统方剂及自拟方剂上，在临床和基础各个领域都取得了一定进展。4.1  中药单体的保护作用  中药单体的神经保护作用及其机制的研究发展迅速，已成为

14、近年来的热点。相对于西药来说，中药的神经保护作用具有多靶点、毒副作用小、协同效果好等优势；而与复方和单味药相比，从中药中提取的单一化学成分和某一类有效化学成分，则兼具了西药的某些优势；从化学结构看，单体具有确切的结构，药效明确，有助于其神经保护作用的机制研究。近年来研究比较深入的单体有银杏叶提取物(extract of GinkgoBiloba，EGb)、人参皂苷Rg1。此外还有枸杞多糖、鹿茸多肽、辣椒素等。4.2  中药复方的保护作用  周围神经再生所需的微环境不是单一因子的作用，而是多因子、多因素联合作用的生物共济环。从此意义上来讲，有效的中药复方制剂用于促进神经再生时

15、，可提供比例更接近神经生长所需活性因子的环境。研究较为深入的有益气化瘀方、补阳还五汤、理气补血汤、补气通络方等。5  结语    中药在非手术治疗周围神经损伤方面具有广阔的应用前景。但目前的研究仍存在以下不足：研究所涉及的中药或复方种类局限；研究内容零乱，在中药作用的有效性上缺乏微观指标；所研究复方多为验方，其配伍组成及配比缺乏客观的科学依据；缺乏对中药多种化学成分对人体综合作用的研究。因此在今后应充分发掘中医的理论资源和中药资源，利用现代医学的研究手段，多靶点、多方位探索中药治疗周围神经损伤的作用机制，并不断发现和补充中药新的药理作用，为临床服务。【参

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