全 文 ：生命科学
Chinese Bulletin of Life Sciences
第21卷 第1期
2009年2月
Vol. 21, No. 1
Feb., 2009
文章编号 ：1004-0374(2009)01-0131-04
葛根素(puerarin, Pue)是从中药葛根提取的主要
有效成分之一，为一种异黄酮化合物[1]。其化学名
为8-β-D-葡萄吡喃糖-4，7-二羟基异黄酮，相对
分子质量为416.38，化学结构式(图1)[2]。Pue主要
有扩张血管、改善微循环、修复内皮细胞损伤以及
抑制脑细胞凋亡等药理作用[3 ]。近年来的研究表
明，P u e 对缺血性脑卒中、缺血再灌注损伤、老
年性痴呆等中枢神经系统疾病均有神经保护作用[4]。
关于葛根素对中枢神经系统神经细胞保护作用
的研究，现阶段主要集中在以下几个方面：对缺血
再灌注后脑神经细胞的保护作用，对脑损伤神经细
胞的影响、抑制缺氧等损伤引起的细胞凋亡以及神
经保护和抗痴呆作用等。本文就葛根素的这些作用
进行综述和探讨。
1　葛根素对缺血再灌注后神经细胞的保护作用
葛根素对缺血再灌注后损伤的保护作用由多种
葛根素对中枢神经系统神经细胞保护作用的研究进展
刘本娟，曹宝萍，吴民耀*
（陕西师范大学生命科学学院，西安 710062）
摘　要：葛根素(puerarin)是从中药葛根中提取的主要有效成分之一，为一种异黄酮化合物。它具有抑制
脑细胞凋亡，保护神经细胞的能力，还能够提高神经元抵抗损伤的能力，可用于治疗脑损伤以及神经
退行性疾病。本文就葛根素对中枢神经系统神经细胞的保护作用及机制方面的研究进展做一综述。
关键词：葛根素；神经细胞；保护作用
中图分类号：R 2 8 5　　文献标识码：A
Progress in the research on neuroprotective effects of
puerarin in the central nervous system
LIU Ben-juan, CAO Bao-ping, WU Min-yao*
(College of Life Science, Shanxi Normal University, Xian 710062, China)
Abstract: Puerarin is one of the major isoflavonoid compounds isolated from Radix Puerariae, which has been
used in traditional Chinese medicine for centuries. The compound was found to inhibit neuronal apoptosis,
protect nerve cells against hypoxic/ischemic injuries. Thus, puerarin may be used to treat brain traumas and
neurodegenerative diseases. This article reviews the recent progress in research on neuroprotective effects of
puerarin and the related mechanisms.
Key words: puerarin; neural cells; protective effect
收稿日期：2008-07-04；修回日期：2008-09-01
基金项目：陕西师范大学留学回国人员科研启动基金
(999195)
* 通讯作者：minyao_wu@yahoo.com
机制介导。研究表明，葛根素能抑制缺血再灌注诱
导的鼠成神经瘤细胞株N2a细胞的凋亡，可显著降
图1　葛根素的化学结构式
132 生命科学 第21卷
低缺血再灌注诱导的Caspase-3 的活性，从而对神
经元产生保护作用[5]。吴海琴等[6]对大鼠全脑缺血
再灌注模型进行 HE 和免疫组化染色检测发现，注
后72h、5d 及 7d 葛根素组海马CA1 区神经元存活
数目显著高于再灌注组，且神经元存活数目及Bcl-2
的表达明显增多。葛根素对缺血再灌注大鼠脑的
保护作用机制是增强Bcl-2 蛋白表达水平，同时降
低Caspase-3蛋白的表达水平[7]。葛根素能提高脑缺
血后内源性促红细胞生成素(erythropoietin, EPO)的表
达[8]，也可以通过上调脑源性神经营养因子(brain-
derived neurotrophic factor, BDNF)的表达，减少锥
体细胞的丢失，对脑缺血再灌注损伤起到保护作
用[9]。羟乙葛根素可明显改善大鼠海马 CA1区损伤
程度，增加锥体神经元存活的数目，减少 TNF-α
蛋白及 mRNA 表达，抑制 NF-κB DNA 结合活性。
羟乙葛根素可减轻大鼠脑缺血再灌注损伤后炎症反
应，这可能是其发挥脑保护作用的机制之一[10]。
2　葛根素对新生儿缺氧缺血性脑病的治疗作用
新生儿缺氧缺血性脑病(hypoxic ischemic encep-
halopathy, HIE)是指围产期因缺氧窒息等各种因素导
致的缺血缺氧性脑损伤，是导致新生儿死亡和儿童
神经系统伤残的主要原因之一，目前尚缺乏特效治
疗方法。
葛根素对新生大鼠缺氧缺血性脑损伤具有保护
作用。姜泓等[11]通过建立新生大鼠缺氧缺血脑损伤
模型，观察新生鼠缺氧缺血后腹腔内注射葛根素对
脑组织一氧化氮(NO)和 NO合成酶(NOS)的变化及葛
根素对缺氧缺血脑损伤的作用。结果表明，葛根素
可以抑制 N O S 的表达，减少 N O 的过量生成，从
而减轻脑组织神经元凋亡，对新生大鼠缺氧缺血性
脑损伤起到神经保护作用。葛根素通过抑制神经细
胞凋亡对缺氧缺血性脑损伤后的脑组织起到保护作
用[12]，也可能通过诱导细胞表达热休克蛋白(HSP70)
而实现。潘洪平等[13]发现葛根素可以上调HSP70 蛋
白的表达，减轻缺血性大鼠脑细胞的损伤。上述结
果证实葛根素能保护脑细胞，可能用于新生鼠缺氧
缺血性脑损伤的治疗，为临床治疗新生儿HIE提供
理论依据。
3　葛根素在其他类型脑损伤中的神经保护作用
葛根素具有抑制D-半乳糖诱导的蛋白糖基化反
应，并对糖基化状态并发的脑神经细胞损害具有保
护作用[14]。在脑损伤大鼠的研究中，葛根素明显降
低模型组大鼠红细胞醛糖还原酶活性，抑制糖化产
物的形成，降低脑组织中晚期糖基化终末产物
(advanced glycation end-products, AGEs)及脑细胞内
钙的含量，保护海马神经细胞线粒体结构的完整
性[15]。葛根素对海马神经细胞线粒体的保护作用，
可能是用于防治糖尿病糖基化状态时诱致的脑神经
细胞损害性并发症的药理作用基础。葛根素使谷氨
酸损伤的原代神经细胞荧光偏振度和微黏度降低，
原代神经细胞释放的乳酸脱氢酶(LDH)减少，吸光
度增加，细胞存活能力提高。葛根素对谷氨酸所致
的大鼠原代神经细胞损伤的保护作用可能与葛根素
改善神经细胞膜脂流动性有关[16]。
葛根素对创伤性脑损伤具有神经保护作用，其
机制与葛根素抗细胞凋亡，增加Bcl-2的表达有关。
张相彤等[17]利用葛根素作用脑损伤神经细胞7d后，
以浓度效应关系改善创伤性脑损伤神经细胞的病理
改变，减轻细胞凋亡程度，增加Bcl-2 的表达，降
低Bax/Bcl-2 比率，且呈一定剂量依赖性，提示葛
根素对创伤性脑损伤神经细胞具有神经保护作用。
BDNF在脑缺血后神经元损伤和修复过程中发挥着重
要作用。Semaphorin3A(Sema3A)是一种神经生长抑
制因子，可以特异性的引起轴突生长锥萎缩[18]，与
神经元死亡和再生有关[19]。脑缺血后BDNF和Sema3A
的表达均有短暂上调，葛根素治疗后 BDNF 的表达
增加，Sema3A 的表达下降[20]。葛根素不仅通过上
调 BDNF，还可以通过下调 Sema3A 来促进缺血后
神经元损伤修复及再生。因此，应用葛根素治疗脑
缺血神经损伤具有广阔的前景。
4　葛根素对神经细胞保护作用的分子机制
大量动物实验和临床研究证实，脑损伤后存在
多种凋亡相关基因的表达，如Bcl-2 家族、Fas 系
统、p53 基因、Caspase 蛋白酶家族等。葛根素通
过上调bcl-2蛋白水平和下调c-fos蛋白水平抑制凋
亡，也可能直接通过下调Caspase-3 蛋白，从而抑
制凋亡，减轻脑组织的损伤。
Bcl-2基因编码的膜相关蛋白是一种强有力的细
胞凋亡抑制因子，在调节神经元凋亡过程中发挥着
关键作用。缺血再灌注前后，Bcl-2 蛋白的表达量
发生改变，是机体对抗凋亡的一种反应。有研究证
实葛根素治疗组大鼠脑组织中Bcl-2蛋白的表达明显
高于模型组，且细胞凋亡数目减少 [21]。葛根素通
过上调Bcl-2蛋白和下调Bax蛋白的表达来抑制缺血
再灌注损伤后的神经细胞凋亡[22]，对其造成的损伤
起一定的保护作用。
133第1期 刘本娟，等：葛根素对中枢神经系统神经细胞保护作用的研究进展
p53 作为转录因子与细胞凋亡有密切关系，能
促进脑缺血后的神经元死亡[23,24]。抑制p53基因表
达可抑制神经细胞凋亡的发生[25]。葛根素能够下调
缺血再灌注损伤后p53蛋白的表达[26]，具有抗凋亡
和保护脑细胞的作用。Fas 作为一种重要的促进凋
亡的调控基因，其表达产物具有传递凋亡信号的作
用，作为死亡受体的Fas 与 Fas 配体结合可诱导细
胞凋亡[27]。葛根素通过下调Fas表达，阻断凋亡信
号传导通路，从而抑制细胞凋亡[28]。
Caspase-3是介导细胞凋亡或坏死的重要因素[29]。
凋亡发生时，Caspases以级联方式被激活，使细胞
结构瓦解，最终导致细胞死亡。葛根素能下调
Caspase-3 的表达，抑制神经元的凋亡，对缺血再
灌注损伤的脑组织有保护作用[30]。X-染色体连锁的
IAP(X-chromosome-linked IAP, XIAP)是IAPs家族中
最具有抑制活性的因子,可抑制Caspase-3,-7,-9的活
性[31]。XIAP是Caspase的强抑制剂，而Caspase则
在缺血和其他损伤引起的神经元死亡中起重要作
用。研究发现，XIAP mRNA 表达与Caspase-3 活
性呈负相关变化[32]。葛根素抑制缺血诱导的XIAP
表达下调的同时，Caspase-3 活性明显减弱。推测
葛根素是通过调节神经细胞 XIAP mRNA 表达，抑
制Caspase-3 活性，阻止细胞凋亡，从而保护缺血
性脑损伤。
5　葛根素的抗痴呆作用
早老性痴呆又称阿尔茨海默病(Alzheimer’s
disease, AD)，在中老年人群中发病率逐渐增高，
AD 对老年人的生活质量影响很大，同时也给社会
和家庭带来很大压力。因此，对 AD 患者进行有效
的药物治疗极为重要。研究报道，葛根素能保护神
经细胞，具有改善痴呆动物学习记忆的疗效[33,34]。
AD 患者脑内胞外沉积的凝聚态 β 淀粉样蛋白
(Aβ)具有神经毒性[35]，Aβ 通过诱导细胞凋亡引发
AD。葛根素可拮抗 β淀粉样蛋白25-35(Aβ25-35)诱导
的大鼠嗜铬细胞瘤细胞(PC12细胞)凋亡，具有神经
细胞保护功能。PC12 细胞经过Aβ25-35 处理后，细
胞生存率下降，且呈现时间依赖性；但经葛根素干
预后，培养细胞的凋亡率明显下降，提示葛根素具
有抗凋亡作用[36]。选用10 μmol/L的Aβ25-35诱导PC12
细胞损伤建立 AD 细胞模型，MTT 法检测细胞存活
率发现葛根素保护组较模型组明显升高，TUNEL 法
检测凋亡发现葛根素保护组阳性细胞明显少于模型
组[37]。上述结果证明，葛根素对AD具有保护作用。
细胞内Aβ 干扰神经元保护性的信号通路和细
胞的应激性[38]，Aβ 的神经毒性导致神经元损伤和
认知功能减退[39]。葛根素可以显著改善AD 模型大
鼠的学习记忆障碍，减轻Aβ25-35 所造成的神经元损
伤，其机制与葛根素抑制Aβ25-35 引起的细胞凋亡有
关[40]。葛根素预处理能上调Aβ25-35 诱导的Bcl-2表
达，下调Bax 的表达，减小Bax/Bcl-2 的比率[41]。
葛根素通过下调脑组织Aβ1-40 和 Bax表达，抑制Aβ
的神经毒性，减轻脑皮层和海马神经元凋亡[42]，起
神经保护及抗痴呆的作用。
6　展望
目前，葛根素对中枢神经系统保护作用的研究
越来越受到重视，其保护作用机制还不十分清楚，
有待于进一步的实验研究。但是，葛根素在脑损伤
疾病的治疗中已显示出巨大的潜力，有望成为治疗
中枢神经系统损伤性疾病的重要手段。葛根素对神
经细胞的保护作用，可能为开发治疗脑损伤的理想
药物提供新的思路。
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