帕金森病炎症反应及姜黄素抗炎作用的实验研究

　　作者：陈思砚,综述,任慧,陈卫东审校　　作者单位：昆明医学院2007级研究生 昆明 ;温州医学院附属第二医院 温州

　　【关键词】 帕金森病,炎症反应,姜黄素

　　帕金森病( Parkinson’s disease，PD) 是一种常见于中老年人的中枢神经系统变性疾病。以静止性震颤、肌强直、运动迟缓及姿态反射障碍为临床特征。病理表现为选择性黑质多巴胺能神经元变性缺失,残余多巴胺能神经元内出现嗜酸性包涵体(Lewy 小体)、纹状体多巴胺(DA) 含量下降。帕金森病的发病原因尚未完全清楚,但已有多项研究认为免疫炎性机制可能参与了帕金森病神经变性的发病过程[12] 。帕金森病动物实验模型越来越多的显示炎症反应的依据，另外，免疫球蛋白复合物、细胞因子和C反应蛋白等多项指标发生改变也常常在PD患者血、脑脊液及体外培养发现，因此,目前免疫炎症机制已成为PD 发病机制研究的又一热点[1]。本文就PD的炎症反应实验研究进展及中药姜黄素对PD动物的抗炎作用研究作一综述。

　　1 帕金森动物炎症反应的依据

　　中枢神经系统中的小胶质细胞来源于胚胎期的骨髓单核细胞，是脑内免疫反应的抗原递呈细胞和主要的免疫效应细胞，正常情况下，脑内的小胶质细胞处于静止状态。在帕金森病疾病过程中小胶质细胞异常激活，它的作用除了吞噬清除变性死亡的神经元外，还分泌促炎因子和神经营养因子。除一氧化氮 (NO)和超氧阴离子(O2外，激活的小胶质细胞可分泌多种细胞因子如肿瘤坏死因子α(TNFα)、白细胞介素1α(IL1α)、IL1β、免疫反应性纤维结合素(IFNγ)、白细胞介素26和表皮生长因子、类花生酸物质以及兴奋性氨基酸等[3]。而细胞因子与炎症反应的发生和神经元的损伤修复密切相关，其中TNFα在炎症反应过程中具有非常重要的作用[4]。小胶质细胞衍生的神经毒素中细胞因子水平增高可诱导炎性反应，并通过增加脑内NO水平、诱导细胞程序MI与PD发病有关的依据，随着年龄的增长，中脑黑质中激活的MI不断增多，PD患者MI的数量明显超过正常对照组。PD患者死后尸检发现，DA能神经元缺失的同时伴有明显的胶质细胞反应，其中MI激活相当剧烈。研究发现,将PD患者血清中提纯的IgG注入大鼠一侧黑质。4周后发现,IgG注射侧酪氨酸羟化酶(tyroxine hydroxylase，TH) 免疫阳性神经元数较对侧下降50%，而且黑质致密部受损神经元附近可观察到血管周围炎性反应和MI激活[5]。补体系统是炎症和免疫反应的重要介质,补体激活过程中产生的小的播散片段C3a、C4a、C5a均具有刺激炎症反应的性质。补体经典激活途径各成分在PD的黑质中明显增加,以C1q和C9最为突出,在脑内局部区域,如尾状核、黑质处各补体mRNA也明显上升,其他区域则没有升高或相对不明显。

　　在PD动物模型中，多项研究发现MI与PD之间存在着密切关系。Castano等[6]首次使用脂多糖(lipopolysaccharide，LPS)注入黑质，发现LPS可以诱导MI激活，导致中脑黑质DA能神经元变性坏死。Kurkowska等[7]使用1甲基4苯基1，2，3，6四氢吡啶(1Methyl4Phenyl1，2，3，6Tetrahydropyridine，MPTP)制作小鼠的PD模型，研究表明，DA能神经元变性早期即出现明显的MI激活。He等[8]使用6羟基多巴(6hydroxydopamine，6OHDA)注入大鼠纹状体内，发现在注射后1～3d MI激活，7d后出现DA能神经元缺失，并伴有第二次MI数目的增加。许多PD模型实验已经证实抑制MI激活和炎症能够减缓DA能神经元变性。董丽华等[9]　采用立体定向术将神经毒素6羟基多巴双靶点注入大鼠右侧纹状体内,制备经典的帕金森病动物模型。观察黑质致密带(SNc)内多巴胺(dopamine,DA)能神经元的缺失、胶质细胞的增生,并检测纹状体内炎症因子—肿瘤坏死因子α(TNFα)含量。结果发现，模型组右侧黑质DA能神经元的数目明显减少,胶质细胞大量激活、增生,TNFα在模型组右侧黑质和纹状体内表达水平明显升高,且主要分布在激活的小胶质细胞上。许多研究表明,MPTP中毒后除了多巴胺神经元损害以外在损害部位还有小胶质细胞和星性胶质细胞反应,这些反应与免疫型一氧化氮合成酶(iNOS)表达和硝基酪氨酸形成有关。MPTP诱导的毒性在遗传失活或药物抑制iNOS后减少,进一步支持胶质细胞衍生NO在MPTP介导毒性中的作用。另外,涉及炎症中基因失活如编码环氧化酶2(COX2)、NADPH氧化酶和TNFα受体能保护多巴胺神经元免受MPTP的损害。提示炎症是MPTP介导的神经变性过程的重要成分。另外，PD动物模型还证实炎症细胞因子、补体系统以及幽门螺旋杆菌感染等多种途径损害黑质多巴胺能神经元，进而参与帕金森病神经元的变性过程[10]。

　　2 抗炎药物在PD动物实验研究的现状

　　炎症在PD中的作用已日益被人们所认识,因此抗炎药物的研究也逐渐受到关注。动物实验表明,抑制小胶质细胞激活反应具有神经保护作用,并能减轻对6OHDA等对神经元造成的神经毒性作用。目前抗炎药物的应用仍处于动物实验阶段。但这些临床前期研究已经为其将来应用于临床实践奠定了基础,使我们看到了最终根治PD的希望。

　　2.1 米诺霉素 米诺霉素为半合成四环素类药物,具有抑制小胶质细胞激活反应的作用[12]。Przdborski等发现米诺霉素能够抑制小胶质细胞反应,减少DA神经元缺失[11]。米诺霉素的这种神经保护作用与其抑制三个主要的小胶质细胞源性毒性介质有关,即减少成熟IL1B生成、抑制iNOS和NADP氧化酶[12]。但是在啮齿类动物和灵长类动物进行的研究,结果却并不一致,甚至相反。米诺霉素能够使啮齿类动物抵抗MPTP和6诱导的黑质DA神经元变性,以及纹状体DA的减少。在灵长类动物的PD模型中,应用米诺霉素却没有观察到相同的神经保护作用,相反,米诺霉素不仅明显加重了和叩诱导的神经元损伤,并使纹状体多巴胺进一步减少。米诺环素除了抗炎作用以外,尚能通过血脑屏障和细胞凋亡通路中激活酶的作用,使它有可能成为治疗PD的有效药物[13]。

　　2.2 甾体类与非甾体抗炎药物 长期以来人们试图证明类固醇药物的神经保护作用,其中的代表药物是地塞米松。体外细胞培养和动物模型中,地塞米松能够减少LPS诱导的促炎性因子数量,对DA神经元起神经保护作用。一些研究者报道,MPTP和LPS诱导DA神经元变性的动物实验中,地塞米松能够在一定程度上抑制小胶质细胞激活反应,降低促炎性因子和NO的产生,最终减少DA神经元的变性。但有实验却得出了相反的结果[12]。地塞米松潜在的副作用限制了其长期临床应用,使人们将研究重点转移到非甾体类抗炎药物,将后者作为神经保护剂应用于的治疗[12]。动物实验表明阿司匹林、水杨酸钠、美洛昔康能够明显甚至是几乎全部抑制由MPTP诱导的纹状体DA的衰竭和DA神经元的缺失,而扑热息痛、双氯灭痛、布洛芬、叫噪美辛则没有保护作用[14]。目前趋向于非激素类抗炎症药物(NSAID)，这些药物中水杨酸(SA)已经表明能明显减缓MPTP诱导的纹状体多巴胺神经元缺失,其作用与前列腺素无关而与羟基失活有关。COX2抑制物也能阻断MPTP或LPS诱导的多巴胺神经元变性,但并非所有COX2 抑制物的神经保护作用均与减轻炎症有关[15] 。目前尚无COX2 抑制物在治疗PD 中具有神经保护作用的临床证据。各种COX抑制物神经保护作用研究结果提示在PD发病机制中COX 的复杂作用。

　　2.3 其他 纳洛酮是一种类吗啡样多肽受体拮抗剂,其通过抑制小胶质细胞激活和超氧化物的产生能保护多巴胺神经元抗LPS诱导的炎症损害。纳络酮作用与对吗啡样受体的拮抗无关。因为吗啡样受体拮抗剂阴性的纳络酮和他的对应异构物阳性的纳络酮均不能结合吗啡受体,但均能减缓大鼠黑质炎症介导多巴胺神经元的变性。另外,美沙芬作为一种右旋结构抗咳嗽药物能通过抑制小胶质细胞活化和炎症介质产生减少LPS 诱导的鼠多巴胺神经元变性[16] 。水飞蓟素是奶大蓟中提取的多酚黄酮类化合物,通过抑制TNF2α诱导的核因子κB 活化发挥抗炎作用,它能调节炎症中各种基因的表达。最近研究表明,水飞蓟素抑制LPS 诱导的小胶质细胞激活和神经毒性因子如TNF2α,超氧化物和iNOS 衍生NO 的产生,从而减少大鼠多巴胺神经元损害[17] 。Dobbs等[10] 对两例PD患者检测幽门螺旋杆菌均为阳性, 给予系统服用奥美拉哇后这两例PD患者病情有明显好转, 提示抗幽门螺旋杆菌的治疗药物可能使PD患者获益。但关于这方面研究鲜有报道。

　　3 姜黄素抑制PD动物炎症反应的研究现状

　　3.1 姜黄素的药理作用 姜黄素 是从姜黄Curcuma longaL 1 中提取的天然色素。姜黄是姜科姜黄属一种多年生的草本植物, 其粉末称为姜黄根粉, 可作药用。姜黄的研究历史悠久, 印度传统认为, 姜黄根粉可治疗肝胆疾患、糖尿病、风湿病和鼻窦炎等疾病。姜黄素为姜黄的主要活性成分, 大量研究证明, 姜黄素具抗氧化、抗肿瘤、抗炎、清除自由基、抗微生物等多方面药理作用，近年的研究不仅证明了姜黄的传统功效,而且还显示出具较强的抗炎及免疫调节等活性,可能与其对皮质激素和转录因子的作用有关,并且无明显的毒副作用[18]。陈桂芝等[19]探讨姜黄素对大鼠溃疡性结肠炎的保护作用及其机制。结果表明溃疡性结肠炎模型组大鼠血清和肠组织IL1β、IL6浓度显著高于正常对照组, IL4浓度显著低于正常对照组。而姜黄素组大鼠IL1β、IL6浓度明显减少, IL 4浓度明显升高,结肠组织大体形态和组织学评分明显好转。李新建等[20]探讨姜黄素对小鼠免疫功能的调节作用。观察姜黄素对小鼠脾淋巴细胞增殖及小鼠腹腔巨噬细胞的吞噬功能的影响,结果显示姜黄素能够增加小鼠腹腔巨噬细胞的吞噬功能,大剂量姜黄素能够抑制小鼠脾淋巴细胞的增殖, 并且能够抑制脾淋巴细胞胞核NF κBp65蛋白的表达。证实姜黄素具有调节机体免疫功能的作用。

　　3.2 姜黄素在PD动物炎症反应的抗炎研究的现状 潘静等[21]测定了帕金森病小鼠中脑黑质区中与炎症有密切关系的星形胶质细胞胶质纤维酸性蛋白的表达水平。结果表明, MPTP组小鼠纹状体中胶质纤维酸性蛋白的表达水平高于正常对照组小鼠, 而给予姜黄素( 50 mg/kg) 干预的MPTP 组小鼠胶质纤维酸性蛋白表达水平又比未经治疗的MPTP 组有一定程度的减少。据此认为,小鼠脑组织受到MPTP 的毒性作用, 可以刺激自身的星形胶质细胞数量增加,使成熟星形胶质细胞分泌的胶质纤维酸性蛋白增加。推测姜黄素在某种程度上具有抑制星形胶质细胞分泌胶质纤维酸性蛋白的作用。这种现象具有临床治疗意义。形态学研究表明PD动物脑内多巴胺能神经元呈凋亡样改变,提示细胞凋亡可能参与了PD的发病过程，但其具体机制尚未完全明瞭,目前认为可能与脑内炎性因素，氧化反应增强,产生过量反应性自由基有关。陈静等[22]采用MTT 法检测细胞存活率,碘化丙啶染色流式细胞术(FCM) 检测PC12细胞凋亡。观察姜黄素(Curcumin，Cur) 对MPP+诱导的PC12细胞凋亡的影响,结果发现不同浓度MPP + 作用PC12细胞24h 后,细胞存活率显著下降(P<0. 01) ;一定浓度的Cur 对PC12细胞作用24h 后无明显凋亡诱导作用,但可使MPP + 处理组细胞凋亡率下降(P<0. 01) ;20μmol/ L Cur可抑制MPP + 引起的PC12细胞降低及细胞内ROS含量增多。表明姜黄素可以抑制MPP+诱导的PC12细胞凋亡,其作用机理可能与维持线粒体正常膜电位,稳定线粒体功能,清除ROS有关。

　　4 结束语

　　越来越多的研究证据表明神经炎症在帕金森病发病机制中占有非常重要的作用，帕金森病患者存在与神经炎症的级连反应，抑制炎症反应可保护黑质纹状体避免多巴胺能神经元丧失。可能是一个有效的治疗PD 的方法。姜黄素对此可能是一个很有前景的药物，尽管姜黄素抑制PD动物炎性反应的基础研究才刚刚开始，尤其是作用机制的探讨任重而道远，但前途无疑是光明的。

　　【参考文献】

　　1] Hirsch EC，Hunot S，Damier P，et al . Glia cells and inflammation in Parkinson’s disease :a role in neurodegeneration[J]. Ann Neurol，1998，44 (Suppl 3) :S115S120.

　　[2] Bongioanni P，Mondion C，Borgna M，et al . Tlymphocyte im munointerferon binding in parkinsonian patients[J] . J Neural Transm，1997，104 :199204.

　　[3] Hunot S， Hirsch EC. Neuroinflammatory processes in Parkinson’s disease[J]. Ann Neuro，2003，53 (3) :4960.

　　[4] Nathanson JA， Scanone C， Scanlon C， et al . The cellular Na+ pump as a site of action for carbon monoxide and glutamate: a mechansim for longterm modulation of cellular activiting[J] . Neuron，1995，14 (4) :781794.

　　[5] Chen S，Le WD，Xie WJ，et al . Experimental dest ruction of substantia nigrainitiated by Parkinson disease immunoglobulins[J] .Arch Neurol，1998，55 :10751080.

　　[6] Castano A，Herrera AJ，Cano J，et al . Lipopolysaccharide int rani2 gral injection induces inflammatory reaction and damage in ni2 grost riatal dopaminergic system[J] . J Neurochem， 1998， 70 :15841592.

　　[7] Kurkowska J I，Wronska A， Kohutnicka M，et al . The inflamma2tory reaction following 1Met hyl4Phenyl1， 2， 3， 6 Tet rahydropyridine intoxication in mouse[J]. Exp Neurol，1999，156 :5061.

　　[8] He Y,Appel S，Le W. Minocycline inhibit s microglial activation and protect s nigral cells after 6hydroxydopamine injection into mous riatum[J].Braines，2001，909 :187193.

　　[9] 董丽华，胡国华，王育姗.帕金森病大楚模型的炎性发病机制[J].实用老年医学，2005，19(6)300314.

　　[10] Dobbs DJ, Dobbs SM, Weller C et al. Role of infection and inflammation in the gastrointestinal tract in the etiology and pathogenesis of idiopathic parkinsonism[J]. Helicobacter，2005，10(4):267275.

　　[11] Wullner U, Klockgether T .Inflammation in Parkinson’s disease[J]. Journal of Neurology，2003; 250 (Supp ll) :3538.

　　[12] Gao HM， Liu B，ZHeng W，et al. Novel antiinflammatory therapy for Parkinson’s disease[J]. Trends in Pharmacological Sciences,2003，24(8):395401.

　　[13] Thomas M，Led D，Jankovic J.Minocycline and other tetracycline derivatives : a neuroprotective strategy in Parkinson’s disease and Huntington’s disease[J]. Clin Neuropharmacol，2003，26 (1) :1823.

　　[14] Asanuma M, Miyazaki I, Ogawa N. Neuroprotective effects of nonsteroidal antiinflammatory on neurodegenerative disease[J]. Current Pharmaceutical Design, 2004 ，10 (6) :695700.

　　[15] Teismann P， Ferger B. Inhibition of the cyclooxygenas isoenzymes COX1 and COX2 provide neuroprotection in the MPTPmouse model of Parkinson’s disease[J]. Synapse，2002，39(2) :167174.

　　[16] Liu Y, QinL， Li G, et al. Dextromethorphan protects dopaminergic neurons against inflammationmediated degeneration through inhibition of microglial activation[J]. J Pharmacol Exp Ther， 2003，305(1) :212218.

　　[17] 信士卿， 王彦永， 王铭维.免疫炎性反应与帕金森病的抗炎治疗[J].临床荟萃，2004，11(21)：12121214.

　　[18] 许实波, 唐孝礼.姜黄素的药理作用研究概况[J]. 中草药, 1991, 22 (8)∶137159.

　　[19] 陈桂芝，罗丽丹，秦灵芝.姜黄素对大鼠溃疡性结肠炎的影响[J].咸宁学院学报(医学版)，2006,20(4):298301.

　　[20] 李新建，刘晓城.姜黄素调节小鼠免疫功能的实验研究[J].中国组织化学与细胞化学杂志，2005,14(2):132136.

　　[21] 潘静，丁健青，陈生弟.姜黄素对帕金森病小鼠模型黑质多巴胺能神经元损伤的保护作用[J].中国现代神经疾病杂志，2007，7(5)：421424.

　　[22] 陈静,唐小卿，胡志苹，等.姜黄素对MPP诱导PC12细胞凋亡的影响[J].中国药理学通报，2005，21(3)：335339.