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芍藥苷(paeoniflorin，PF)來源于毛莨科植物芍藥根、牡丹根、紫牡丹根，是中藥白芍的單萜類成分中含量最高的。既往研究證實，PF有抗自由基損傷、抑制細胞內鈣超載和抗神經毒性等活性，體內實驗證明其有降低血液黏度、抗血小板聚集、擴張血管、改善微循環、抗炎、抗氧化、抗驚厥等作用。PF的神經保護作用在近幾年研究較廣泛。目前有關PF對中樞系統的作用及機制主要來自對神經細胞(如原代皮層及海馬神經元細胞、PC12細胞、小膠質細胞)的體內和體外實驗。研究證實，PF可以通過血腦屏障，具有明確的神經保護作用。且進一步發現，PF的作用機制與抗神經細胞氧化、抑制神經細胞凋亡、促進神經生長等有關。本文就PF神經元保護作用的研究進展作一綜述，以期為進一步研究其神經保護作用機制提供依據。
1.1 降低氧自由基水平超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)在組織中的活性常作為清除氧自由基能力的主要指標。丙二醛(malonaldehyde，MDA)水平反映體內氧自由基的生成水平。大量的MDA可使腦組織生物膜結構與功能受到損傷，蛋白質變性失活。
谷胱甘肽(glutathione，GSH)是一種小分子抗氧化物質，它在還原態硫的儲存和轉運、蛋白質和核酸的合成、酶活性的調節、組織抗氧化特性的維持以及對氧化還原敏感的信號傳導的調節中起著重要作用。過氧化氫酶(catalase，CAT)是一類廣泛存在于動物、植物和微生物體內的氧化酶，其功能是催化細胞內過氧化氫分解，防止氧化。
近年來研究發現，在皮質酮誘導的PC12細胞損傷模型中，SOD表達降低而MDA增高，PF干預可顯著降低損傷細胞中MDA含量，增加SOD、GSH、CAT活性，且呈劑量依賴方式。體內實驗表明，經Aβ1-42處理的大鼠腦膽堿能神經損傷模型中，PF長期治療可增強其在Morris水迷宮試驗的認知性能，恢復SOD和CAT水平，降低MDA水平，改善空間學習和記憶障礙。
1.2 調節一氧化氮(NO)及誘導型一氧化氮合酶(iNOS)含量NO在中樞神經系統中具有多方面的影響，它影響大腦功能和傳入信號的集成。在中樞神經系統中，過量的NO具有神經毒性。高水平的NO與衰老相關疾病的病理過程有關。NOS在體內產生NO并催化大量神經毒性NO分子的產生，導致神經元細胞缺氧、水腫和細胞凋亡。單個β-淀粒樣蛋白(amyloid β-protein，Aβ)可以誘導大鼠海馬組織增加NOS活性和NO水平，PF對其誘導的神經毒性有預防作用。NO可能會破壞DNA，并且不可逆地修飾蛋白質，如酪氨酸硝化或硫醇氧化，這是幾種常見的神經退行性疾病的致病機制。另一方面，NO來源于過氧亞硝酸鹽，可能對線粒體造成不可逆的傷害，導致ATP形成減少，誘導線粒體滲透性轉換孔的開放，釋放細胞色素c和Caspase的激活。在大鼠急性脊髓損傷模型中，PF(20 mg/kg)處理可下調iNOS表達，并增加急性脊髓損傷模型中神經元的存活率。
1.3 活化腺苷A1受體腺苷在中樞神經系統中是一種內源性神經保護因子，可通過激活突觸前A1受體抑制興奮氨基酸的釋放起到緩解細胞興奮毒性及Ca2+超負荷作用，從而保護細胞。Zhong等在大腦皮層神經元細胞氧糖剝奪實驗中發現，低濃度PF(10 nmol/L～1 μmol/L)對Akt和EＲK1/2的激活依賴腺苷A1受體轉移激活EGFＲ(表皮生長因子受體)，進而發揮其抗氧糖缺乏的神經細胞保護作用。而A1Ｒ激動劑治療腦缺血的可能存在爭議，因為A1Ｒ激動劑可導致幾種嚴重的心血管副作用。在大鼠短暫和永久性局灶性缺血模型(缺血15 min和6 h)中，觀察皮下注射PF(2.5 mg/kg和5 mg/kg)對梗塞體積以及神經損傷的影響，發現PF以劑量依賴方式降低短暫腦缺血模型中皮質、皮質下核及總梗死面積，對短暫性閉塞模型的神經保護作用優于永久性閉塞模型。PF的神經保護作用可以通過DPCPX(一種選擇性A1拮抗劑，0.25 mg/kg)的預處理來消除，這表明PF可能通過激活A1Ｒ對腦缺血具有神經保護作用，而心血管副作用較小或沒有，PF可能具有作為抗中風藥物的潛在價值。
線粒體是細胞內產生能量的重要細胞器，線粒體的功能變化在細胞凋亡中起著重要作用。線粒體的損傷主要有Bcl-2家族蛋白變化、內質網應激和溶酶體引起線粒體膜通透性改變，線粒體膜通透性轉運孔道開放并釋放大量小分子化學物質，如細胞色素c等。研究表明，PF可升高Aβ25-35誘導的SH-SY5Y細胞線粒體功能障礙模型的線粒體膜電位水平，同時降低Bax/Bcl-2的比率，因此PF的抗凋亡作用有可能是介導線粒體途徑實現的。
Wang等研究結果發現，PF可顯著減弱鏈脲佐菌素(STZ)誘導的認知功能缺陷體內動物模型的線粒體功能障礙，表現為細胞色素c氧化酶活性和ATP合成顯著升高，且與STZ組相比，海馬和皮質中的線粒體膜電位(MMP)恢復。
3.1 對MAPK信號通路的影響絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)信號通路是生物體內重要的信號轉導系統，介導細胞的生長、發育、分化和凋亡等多種生理及病理過程，MAPK亞族主要有EＲK、JNK、p38。在神經系統中，EＲK活性增加多數介導神經元細胞的增殖與分化，活化的EＲK具有抗凋亡活性，JNK與p38的激活主要反映在星形膠質細胞和小膠質細胞中，是氧化應激和細胞凋亡必須的，激活具有促凋亡作用，從而影響下級級聯信號因子Bcl-2、Bax、Caspase-9、Caspase-3的表達，介導細胞凋亡及炎癥反應。
研究表明，PF干預可免受TNF-α誘導的細胞凋亡和神經元缺失，PF的這種保護作用可能是通過抑制MAPK/NF-κB介導的缺血損傷引起的周圍和腦炎癥反應實現的。Zhou等發現，PF(20、40、60 mg/kg)可顯著降低神經性疼痛大鼠模型p-p38及p-JNK蛋白水平的表達，同時降低炎癥因子IL-1和TNF-α水平，推斷這種作用可能是通過抑制上游信號ASK1表達進而抑制p38和JNK實現的。Zhong等發現，PF(30 mg/kg和60 mg/kg)可增加慢性不可預測應激障礙大鼠模型p-EＲK蛋白水平的表達，表明PF可通過調節EＲK信號傳導途徑發揮神經保護作用。
3.2 對PI3K/Akt信號通路的影響PI3K/Akt信號通路介導細胞生殖、分化、凋亡等反應，其有許多下游效應因子，其中Akt是該信號轉導的中心環節。Akt激活作用于下游Bcl-2家族、Caspase家族、NF-κB家族等，PI3K/Akt信號通路激活能使抗凋亡蛋白Bcl-2表達增加，促凋亡蛋白Caspase及Bax表達降低。有研究表明，PF可能通過激活PI3K/Akt通路而上調Bcl-2，下調Caspase-9、Caspase-3和Bax的蛋白表達水平，從而保護神經細胞免受凋亡。PF(50～400 mg/L)預處理可增加H2O2誘導損傷的神經祖細胞p-PI3K和p-Akt-1蛋白水平，而PF的這種作用可被PI3K抑制劑LY294002消除，說明PF介導的對H2O2損傷的神經保護作用依賴于PI3K/Akt-1途徑的激活實現的。
3.3 激活Nrf2/AＲE信號通路氧化應激是許多神經退行性疾病起始和發展的重要因素，Nrf2/AＲE信號通路是細胞氧化應激反應中的關鍵通路。當氧化應激發生時，Nrf2從Keap1解離，轉移到細胞核中，并與抗氧化反應元件(AＲE)結合，促進解毒酶和抗氧化酶的基因表達，在細胞防御保護中發揮重要作用。
Nrf2在維持大腦正常生理過程中起著至關重要的作用。小鼠中的Nrf2敲除可導致蛋白酶體功能障礙、神經細胞凋亡、年齡相關的前腦萎縮和神經行為缺陷。PF(10、50、100 μmol/L)可促進腦缺血再灌注損傷大鼠腦組織中的Nrf2蛋白表達，此外，還以劑量依賴性方式促進Nrf2從PC12細胞中的細胞質向細胞核的轉移。通過siＲNA敲低Nrf2，減弱PC12細胞中PF的保護作用，發現其抗氧化及抗炎活性減弱，提示PF可能通過促進Nrf2表達和激活來調節抗氧化反應元件相關基因表達，從而在腦缺血再灌注損傷后發揮抗氧化和抗炎作用。
鈣離子是機體各種生理活動必不可少的離子，可以維持細胞膜兩側的生物電位，維持正常的神經傳導功能。鈣離子大量內流可導致神經元中Ca2+濃度升高，進而破壞細胞內外離子平衡，引起神經細胞損傷。在N-甲基-D-天冬氨酸誘導的原代海馬神經元中的興奮性毒性模型中，Ca2+大量內流導致神經元細胞損傷，PF(100 μmol/L和200 μmol/L)干預能提高細胞生存力，并抑制細胞內Ca2+濃度。
Wang等研究結果提示，PF可抑制谷氨酸誘導的PC12細胞損傷模型胞內Ca2+超載和鈣調蛋白激酶Ⅱ(CaMKⅡ)的表達，在加入CaMKⅡ的抑制劑KN93后改善細胞損傷，表明PF介導的神經保護作用主要通過防止Ca2+內流和抑制CaMKⅡ的過度表達實現。
自噬(autophagy)是真核細胞中一種普遍而又重要的生命現象，當細胞受到內部因素或外界刺激后，自噬能夠去除損壞的胞內異常物質，并利用降解產物提供能量和重建細胞結構，維持細胞穩態和細胞生命活動。
在帕金森病中，酸敏感離子通道ASIC的病理活化會導致多巴胺能神經元變性。Gu等發現，PF可下調6-羥基多巴胺誘導的帕金森病動物模型ASIC1a的表達，降低帕金森病特殊標記α-突觸核蛋白(α-SYN)水平，減少多巴胺及其代謝物，改善自噬功能，延遲多巴胺能神經元變性及丟失。同時在細胞實驗中也證明了PF可增強α-SYN的自噬降解。Ma等研究結果顯示，PF可通過降低岡田酸誘導的SH-SY5Y細胞自噬體數量來發揮神經保護作用。
PF有抗炎活性，能對抗神經炎癥反應從而發揮神經保護作用。如在神經退行性病變中，大腦內Aβ寡聚體富集，通過刺激小膠質細胞過度活化產生持續神經炎癥反應，進而加速神經退行性疾病的發展。
有研究發現，PF預處理可減少Aβ1-42誘導的AD動物模型TNF-α、IL-1β、IL-6產生，抑制NF-κB磷酸化，從而抑制小膠質細胞的過度活化，抑制神經炎癥反應。在神經炎癥的體外實驗中，有研究表明，PF能顯著阻斷LPS誘導的海馬細胞死亡，同時抑制NO、TNF-α和IL-1β水平，這種阻斷作用也是通過減少小膠質細胞活化從而減少炎癥因子釋放實現的。
綜上所述，PF作為一種神經保護劑被廣泛用于神經退行性疾病的研究中。PF作用于神經系統發揮其神經保護作用是否有其專一的作用靶點，目前尚不完全清楚。中藥是神經保護藥物及其先導化合物的來源，尋找小分子化合物能夠模擬神經保護因子的作用，從而激活機體內源性保護機制，促進神經元生長及存活，對阿爾茨海默病、帕金森病等神經退行性疾病的治療有重要意義。有關PF的神經保護機制有待實驗進一步研究。