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神經(jīng)退行性疾病是一組原因不明的中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病,分為慢性和急性兩類,
如老年癡呆為慢性神經(jīng)退行性疾病,腦缺血為急性神經(jīng)退行性疾病。日前在京召
開的中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥物研究所2005年度科學(xué)年會(huì)上,該所張均田教授報(bào)告了他
們10多年來(lái)所進(jìn)行的丹酚酸B(從中藥丹參中提取出的一種單一成分)防治神經(jīng)
退行性疾病的研究進(jìn)展,并指出,丹酚酸B對(duì)急性和慢性神經(jīng)退行性疾病都表現(xiàn)
出良好的效果,有望開發(fā)成為理想的治療老年癡呆藥物和抗缺血藥物。
抗氧化清除自由基作用強(qiáng)
現(xiàn)已認(rèn)識(shí)到,自由基生成過(guò)量是神經(jīng)退行性疾病的各種發(fā)病機(jī)理的“交匯點(diǎn)”
,它與胞內(nèi)鈣超載互相影響,出現(xiàn)所謂“惡性前饋循環(huán)”。張教授說(shuō),多種實(shí)驗(yàn)
方法研究表明,丹酚酸類化合物具有很強(qiáng)的抑制脂質(zhì)過(guò)氧化和清除超氧陰離子和
羥基自由基的作用。丹酚酸B對(duì)維生素C-NADPH和半胱氨酸-Fe2+誘發(fā)的實(shí)驗(yàn)大鼠
肝、腦、腎微粒體及腦勻漿的脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)均有顯著的抑制作用,表現(xiàn)為丙二
醛生成量的減少,對(duì)黃嘌呤-黃嘌呤氧化酶所產(chǎn)生的超氧陰離子也有較強(qiáng)的作用。
此外,其抗氧化清除自由基的活性是維生素E、甘露醇和銀杏提取物E761的100倍,
是目前發(fā)現(xiàn)的抗氧化活性最強(qiáng)的天然成分之一。
采用MCAO模型證明,丹酚酶和丹酚酸B除表現(xiàn)為明顯的抗氧化作用外,還能增
加體內(nèi)抗氧化物——維生素C、維生素E、谷胱甘肽(GSH)和抗氧酶——超氧化物
岐化酶(SOD)、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(GSH-PX)、過(guò)氧化氫酶(CAT)等含量。張教
授分析認(rèn)為,這很可能是由于丹酚酸有很強(qiáng)的抗氧活性,減少了體內(nèi)抗氧化物質(zhì)
的消耗所致。
對(duì)腦缺血有良好保護(hù)作用
腦缺血是一種以微循環(huán)血流量下降和葡萄糖/能量代謝障礙為特征的神經(jīng)系
統(tǒng)疾病,缺血性腦損傷的早期關(guān)鍵因素是細(xì)胞鈣穩(wěn)態(tài)失調(diào)、興奮性毒性、自由基
生成過(guò)多和線粒體功能破壞及能量耗竭。腦缺血中晚期出現(xiàn)神經(jīng)元遲發(fā)性死亡和
遲發(fā)性炎癥。與神經(jīng)細(xì)胞損傷和死亡結(jié)伴而來(lái)的是神經(jīng)癥狀的缺失,記憶和認(rèn)知
能力的下降及腦梗死、腦水腫。張教授說(shuō),丹酚酸B能從多種環(huán)節(jié)對(duì)腦缺血起到
防治作用。
首先,張教授說(shuō),丹酚酸B可改善實(shí)驗(yàn)大鼠局灶性腦缺血和抗血小板聚集。
他們采用拴線法制備出大鼠局灶性腦缺血-再灌注損傷模型,在大鼠腦缺血前10
分鐘靜脈注射丹酚酸B10毫克/千克一次,結(jié)果發(fā)現(xiàn),可明顯改善由缺血-再灌注
損傷所致的神經(jīng)癥狀異常,降低腦卒中指數(shù)和腦梗死面積及腦水腫程度。另外,
丹酚酸B對(duì)多種原因引起的血小板聚集和血栓形成,無(wú)論是體內(nèi)或體外試驗(yàn),均
有明顯的抑制作用,但不影響凝血系統(tǒng)功能,無(wú)出血危險(xiǎn)性。
其次,丹酚酸B能保護(hù)局限性腦缺血-再灌注所致的線粒體損傷。他們?cè)谘芯?/p>
中,從由缺血腦皮層組織提出完整的線粒體,采用Clark-氧電極檢測(cè)線粒體呼吸
功能,同時(shí)采用生物化學(xué)方法測(cè)量線粒體電子傳遞鏈復(fù)合酶活性。結(jié)果表明,腦
缺血-再灌注可明顯損害線粒體的呼吸功能,使P/O比值由2.88降至2.31,3態(tài)呼
吸速率由99.93納摩爾O/分/毫克蛋白降至63.22納摩爾O/分/毫克蛋白,4態(tài)呼吸
速率由28.01升高至37.59納摩爾O/分/毫克蛋白,呼吸控制率由3.65降至1.70。
丹酚酸3~10毫克/千克體重靜脈注射可劑量依賴性地使受損線粒體P/O比值、3態(tài)
和4態(tài)呼吸速率接近正常水平。缺血-再灌注腦損傷還能降低復(fù)合體Ⅰ和Ⅳ的活性,
而丹酚酸B10毫克/千克體重靜脈注射可使復(fù)合體Ⅰ和Ⅳ的活性回升到接近正常水
平。
此外,丹酚酸B也能抑制腦缺血-再灌注導(dǎo)致的神經(jīng)細(xì)胞凋亡。他們的研究結(jié)
果表明,實(shí)驗(yàn)大鼠缺血1小時(shí)再灌注24小時(shí)可明顯誘導(dǎo)缺血區(qū)皮層神經(jīng)細(xì)胞凋亡,
缺血前給予丹酚酸B3毫克/千克體重、6毫克/千克體重、10毫克/千克體重靜脈注
射,可抑制腦缺血再灌注所導(dǎo)致的神經(jīng)細(xì)胞凋亡,以丹酸酸B10毫克/千克靜注效
果為最佳。實(shí)驗(yàn)大鼠腦缺血1小時(shí)再灌注24小時(shí)可破壞線粒體膜屏障功能,降低
線粒體膜電位,引起線粒體腫脹,釋放細(xì)胞色素C,腦缺血區(qū)皮層Caspase-3RNA
和活性蛋白表達(dá)增加。上述劑量的丹酚酸B可以保護(hù)線粒體屏障功能和抑制Caspase
-3mRNA和蛋白表達(dá)。
為老年癡呆治療展現(xiàn)誘人前景
由于老年癡呆發(fā)病機(jī)理研究日益深入,已經(jīng)出現(xiàn)一些新的治療靶標(biāo),其中干
擾β淀粉樣多肽(Aβ)的形成和沉積的思路已為廣大學(xué)者所接受。張教授說(shuō),他
們的研究首次證實(shí),丹酚酸B在10-8摩爾/升,經(jīng)25攝氏度孵育30小時(shí),可以完全
抑制Aβ1-40的凝聚和纖維形成。此外,采用MTT還原法,老化(凝聚態(tài))的Aβ3
5-35與PC12細(xì)胞孵育48小時(shí)后,對(duì)PC12細(xì)胞產(chǎn)生毒性,應(yīng)用濃度為1微摩爾/升的
丹酚酸可顯著減輕這一毒性。流式細(xì)胞儀分析結(jié)果表明,丹酚酸B為10-8~10-6摩
爾/升能明顯抑制Aβ1-40引起的PC12細(xì)胞、PC12PS-2和PC12PS2N1411的細(xì)胞凋亡,
其抑制率分別為19%、22%和20.8%。
張教授表示,當(dāng)前關(guān)于細(xì)胞凋亡流行的看法是:缺血缺氧、Aβ、早老素(PS
)等作用于線粒體膜,使膜電位降低,ATP合成減少;活性氧簇(ROS)和胞內(nèi)鈣升
高,使得細(xì)胞色素C釋放增加,從而激活凋亡相關(guān)因子,Caspase表達(dá)增加導(dǎo)致DN
A斷裂,從而造成細(xì)胞凋亡。研究發(fā)現(xiàn),丹酚酸B既有抗腦缺血、改善葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)
和增加ATP含量的作用,又有提高線粒體膜電位、抑制細(xì)胞色素C釋放、降低胞內(nèi)
鈣濃度和ROS生成、抑制凋亡過(guò)程上游的凋亡因子Par-4和凋亡執(zhí)行因子Caspase-
3的表達(dá)。
他以其課題組所進(jìn)行的研究進(jìn)行了舉例說(shuō)明:如用Westernblot分析證明,PC
12細(xì)胞和PC12PS2N1411細(xì)胞暴露于Aβ1-4024小時(shí),可觀察到Par-4表達(dá)增加,而
用丹酚酸B10-7摩爾/升預(yù)處理,可阻止其表達(dá)的增加;PC12PS2N1411細(xì)胞暴露于
后,線粒體膜電位明顯降低,丹酚酸B為10-7~10-6摩爾/升可使線粒體膜電位恢
復(fù)幾近正常水平;向線粒體膜加入Aβ,可引起線粒體細(xì)胞色素C顯著釋放,當(dāng)采
用丹酚酸B10-7~10-6摩爾/升后發(fā)現(xiàn),能顯著抑制細(xì)胞色素C的釋放。
張教授最后強(qiáng)調(diào),基于他們十多年來(lái)所進(jìn)行的研究,可以認(rèn)為丹酚酸B在防
治腦缺血和老年癡呆等急慢性神經(jīng)退行性疾病有良好的前景,值得深入研究。
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神經(jīng)退行性疾病是一組原因不明的中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病,分為慢性和急性兩類,
如老年癡呆為慢性神經(jīng)退行性疾病,腦缺血為急性神經(jīng)退行性疾病。日前在京召
開的中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥物研究所2005年度科學(xué)年會(huì)上,該所張均田教授報(bào)告了他
們10多年來(lái)所進(jìn)行的丹酚酸B(從中藥丹參中提取出的一種單一成分)防治神經(jīng)
退行性疾病的研究進(jìn)展,并指出,丹酚酸B對(duì)急性和慢性神經(jīng)退行性疾病都表現(xiàn)
出良好的效果,有望開發(fā)成為理想的治療老年癡呆藥物和抗缺血藥物。
抗氧化清除自由基作用強(qiáng)
現(xiàn)已認(rèn)識(shí)到,自由基生成過(guò)量是神經(jīng)退行性疾病的各種發(fā)病機(jī)理的“交匯點(diǎn)”
,它與胞內(nèi)鈣超載互相影響,出現(xiàn)所謂“惡性前饋循環(huán)”。張教授說(shuō),多種實(shí)驗(yàn)
方法研究表明,丹酚酸類化合物具有很強(qiáng)的抑制脂質(zhì)過(guò)氧化和清除超氧陰離子和
羥基自由基的作用。丹酚酸B對(duì)維生素C-NADPH和半胱氨酸-Fe2+誘發(fā)的實(shí)驗(yàn)大鼠
肝、腦、腎微粒體及腦勻漿的脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)均有顯著的抑制作用,表現(xiàn)為丙二
醛生成量的減少,對(duì)黃嘌呤-黃嘌呤氧化酶所產(chǎn)生的超氧陰離子也有較強(qiáng)的作用。
此外,其抗氧化清除自由基的活性是維生素E、甘露醇和銀杏提取物E761的100倍,
是目前發(fā)現(xiàn)的抗氧化活性最強(qiáng)的天然成分之一。
采用MCAO模型證明,丹酚酶和丹酚酸B除表現(xiàn)為明顯的抗氧化作用外,還能增
加體內(nèi)抗氧化物——維生素C、維生素E、谷胱甘肽(GSH)和抗氧酶——超氧化物
岐化酶(SOD)、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(GSH-PX)、過(guò)氧化氫酶(CAT)等含量。張教
授分析認(rèn)為,這很可能是由于丹酚酸有很強(qiáng)的抗氧活性,減少了體內(nèi)抗氧化物質(zhì)
的消耗所致。
對(duì)腦缺血有良好保護(hù)作用
腦缺血是一種以微循環(huán)血流量下降和葡萄糖/能量代謝障礙為特征的神經(jīng)系
統(tǒng)疾病,缺血性腦損傷的早期關(guān)鍵因素是細(xì)胞鈣穩(wěn)態(tài)失調(diào)、興奮性毒性、自由基
生成過(guò)多和線粒體功能破壞及能量耗竭。腦缺血中晚期出現(xiàn)神經(jīng)元遲發(fā)性死亡和
遲發(fā)性炎癥。與神經(jīng)細(xì)胞損傷和死亡結(jié)伴而來(lái)的是神經(jīng)癥狀的缺失,記憶和認(rèn)知
能力的下降及腦梗死、腦水腫。張教授說(shuō),丹酚酸B能從多種環(huán)節(jié)對(duì)腦缺血起到
防治作用。
首先,張教授說(shuō),丹酚酸B可改善實(shí)驗(yàn)大鼠局灶性腦缺血和抗血小板聚集。
他們采用拴線法制備出大鼠局灶性腦缺血-再灌注損傷模型,在大鼠腦缺血前10
分鐘靜脈注射丹酚酸B10毫克/千克一次,結(jié)果發(fā)現(xiàn),可明顯改善由缺血-再灌注
損傷所致的神經(jīng)癥狀異常,降低腦卒中指數(shù)和腦梗死面積及腦水腫程度。另外,
丹酚酸B對(duì)多種原因引起的血小板聚集和血栓形成,無(wú)論是體內(nèi)或體外試驗(yàn),均
有明顯的抑制作用,但不影響凝血系統(tǒng)功能,無(wú)出血危險(xiǎn)性。
其次,丹酚酸B能保護(hù)局限性腦缺血-再灌注所致的線粒體損傷。他們?cè)谘芯?/p>
中,從由缺血腦皮層組織提出完整的線粒體,采用Clark-氧電極檢測(cè)線粒體呼吸
功能,同時(shí)采用生物化學(xué)方法測(cè)量線粒體電子傳遞鏈復(fù)合酶活性。結(jié)果表明,腦
缺血-再灌注可明顯損害線粒體的呼吸功能,使P/O比值由2.88降至2.31,3態(tài)呼
吸速率由99.93納摩爾O/分/毫克蛋白降至63.22納摩爾O/分/毫克蛋白,4態(tài)呼吸
速率由28.01升高至37.59納摩爾O/分/毫克蛋白,呼吸控制率由3.65降至1.70。
丹酚酸3~10毫克/千克體重靜脈注射可劑量依賴性地使受損線粒體P/O比值、3態(tài)
和4態(tài)呼吸速率接近正常水平。缺血-再灌注腦損傷還能降低復(fù)合體Ⅰ和Ⅳ的活性,
而丹酚酸B10毫克/千克體重靜脈注射可使復(fù)合體Ⅰ和Ⅳ的活性回升到接近正常水
平。
此外,丹酚酸B也能抑制腦缺血-再灌注導(dǎo)致的神經(jīng)細(xì)胞凋亡。他們的研究結(jié)
果表明,實(shí)驗(yàn)大鼠缺血1小時(shí)再灌注24小時(shí)可明顯誘導(dǎo)缺血區(qū)皮層神經(jīng)細(xì)胞凋亡,
缺血前給予丹酚酸B3毫克/千克體重、6毫克/千克體重、10毫克/千克體重靜脈注
射,可抑制腦缺血再灌注所導(dǎo)致的神經(jīng)細(xì)胞凋亡,以丹酸酸B10毫克/千克靜注效
果為最佳。實(shí)驗(yàn)大鼠腦缺血1小時(shí)再灌注24小時(shí)可破壞線粒體膜屏障功能,降低
線粒體膜電位,引起線粒體腫脹,釋放細(xì)胞色素C,腦缺血區(qū)皮層Caspase-3RNA
和活性蛋白表達(dá)增加。上述劑量的丹酚酸B可以保護(hù)線粒體屏障功能和抑制Caspase
-3mRNA和蛋白表達(dá)。
為老年癡呆治療展現(xiàn)誘人前景
由于老年癡呆發(fā)病機(jī)理研究日益深入,已經(jīng)出現(xiàn)一些新的治療靶標(biāo),其中干
擾β淀粉樣多肽(Aβ)的形成和沉積的思路已為廣大學(xué)者所接受。張教授說(shuō),他
們的研究首次證實(shí),丹酚酸B在10-8摩爾/升,經(jīng)25攝氏度孵育30小時(shí),可以完全
抑制Aβ1-40的凝聚和纖維形成。此外,采用MTT還原法,老化(凝聚態(tài))的Aβ3
5-35與PC12細(xì)胞孵育48小時(shí)后,對(duì)PC12細(xì)胞產(chǎn)生毒性,應(yīng)用濃度為1微摩爾/升的
丹酚酸可顯著減輕這一毒性。流式細(xì)胞儀分析結(jié)果表明,丹酚酸B為10-8~10-6摩
爾/升能明顯抑制Aβ1-40引起的PC12細(xì)胞、PC12PS-2和PC12PS2N1411的細(xì)胞凋亡,
其抑制率分別為19%、22%和20.8%。
張教授表示,當(dāng)前關(guān)于細(xì)胞凋亡流行的看法是:缺血缺氧、Aβ、早老素(PS
)等作用于線粒體膜,使膜電位降低,ATP合成減少;活性氧簇(ROS)和胞內(nèi)鈣升
高,使得細(xì)胞色素C釋放增加,從而激活凋亡相關(guān)因子,Caspase表達(dá)增加導(dǎo)致DN
A斷裂,從而造成細(xì)胞凋亡。研究發(fā)現(xiàn),丹酚酸B既有抗腦缺血、改善葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)
和增加ATP含量的作用,又有提高線粒體膜電位、抑制細(xì)胞色素C釋放、降低胞內(nèi)
鈣濃度和ROS生成、抑制凋亡過(guò)程上游的凋亡因子Par-4和凋亡執(zhí)行因子Caspase-
3的表達(dá)。
他以其課題組所進(jìn)行的研究進(jìn)行了舉例說(shuō)明:如用Westernblot分析證明,PC
12細(xì)胞和PC12PS2N1411細(xì)胞暴露于Aβ1-4024小時(shí),可觀察到Par-4表達(dá)增加,而
用丹酚酸B10-7摩爾/升預(yù)處理,可阻止其表達(dá)的增加;PC12PS2N1411細(xì)胞暴露于
后,線粒體膜電位明顯降低,丹酚酸B為10-7~10-6摩爾/升可使線粒體膜電位恢
復(fù)幾近正常水平;向線粒體膜加入Aβ,可引起線粒體細(xì)胞色素C顯著釋放,當(dāng)采
用丹酚酸B10-7~10-6摩爾/升后發(fā)現(xiàn),能顯著抑制細(xì)胞色素C的釋放。
張教授最后強(qiáng)調(diào),基于他們十多年來(lái)所進(jìn)行的研究,可以認(rèn)為丹酚酸B在防
治腦缺血和老年癡呆等急慢性神經(jīng)退行性疾病有良好的前景,值得深入研究。