办公健康网 办公健康网

当前位置: 首页 » 健康资讯 »

基于Nrf2信号通路改善少弱精子症的中药及其复方研究进展

近年来,由于环境、生活方式等多重复杂因素导致不孕不育症发生率显著提高,影响全球近15%育龄夫妇的生育健康,其中男性不育占50%以上。在男性不育症的众多原因中,精子数量减少和精子活力降低是最常见的原因。据统计,在过去的45年,全球成年男性平均精子数量下降了62.3%,精子活力亦迅速降低,趋势仍未扭转[1]。临床上将少精即精子浓度<1.5×107/mL或精子总数<3.9×107/mL和弱精即前向运动率(progressivePR)<32%或前向运动精子和精子总活动力(progressive + non-progressivePRNP)<40%总称为少弱精子症(oligoasthenospermiaOAS[2]。目前,OAS的病因和发病机制尚不明确,遗传与免疫因素、内分泌紊乱、精神心理异常、泌尿生殖系统感染、性功能障碍、精索静脉曲张、慢性前列腺炎等基础疾病或经受高温、辐射、化学药物等诱导,都可导致其发生。OAS的发生与睾丸组织氧化应激产生的过量活性氧密切相关,活性氧可通过诱发线粒体膜电位异常、DNA碎片、核自凝等降低精子活力[3]

核因子E2相关因子2nuclear factor E2 related factor 2Nrf2)是氧化应激的重要调节因子,研究显示Nrf2信号通路与男性生殖密切相关,其在精子发生和成熟过程的生物合成中扮演着重要角色,Nrf2OAS患者精液中表达量较正常男性显著下调[4]。中医药治疗OAS疗效确切,具有独特优势,其作用机制可能与调控Nrf2信号通路关系密切。本文对Nrf2信号通路调控OAS及中药基于该通路治疗OAS的国内外相关研究进行归纳总结,为中药及复方治疗OAS的临床用药与研究思路提供指导和方向。

1 Nrf2信号通路构成及调控

2Nrf2信号通路在OAS中的作用

2.1 调控氧化应激

氧化应激参与OAS发病及病理过程,由于精子膜富含多不饱和脂肪酸,过量的活性氧会导致精子膜脂质过氧化、DNA损伤和蛋白质降解。活性氧引起的氧化损伤使睾丸组织中抗氧化酶活性降低,进而导致丙二醛含量增加,从而损害睾丸中生精细胞排列与精子膜的流动性和通透性,破环睾丸组织中细胞的结构,严重影响精子的运动能力和受精能力[7]Nakamura[8]对雄性Nrf2−/−小鼠与野生型小鼠的生育能力研究发现,与野生型雄鼠相比,6月龄敲除鼠的睾丸与附睾精子数目分别降低44%65%,附睾精子活力降低66%。深入研究发现24月龄的敲除鼠较野生雄鼠睾丸和附睾的脂质过氧化和睾丸生殖细胞凋亡水平升高,谷氨酰半胱氨酸合成酶催化亚基(glutamate-cysteine ligase catalytic subunitGCLC)、谷胱甘肽S-转移酶α3、超氧化物歧化酶2superoxide dismutase 2SOD2)、HO-1水平降低,同时Nrf2−/−雄鼠的生精小管表现出中度至重度空泡化,提示Nrf2基因对精子活性与数量具有直接影响,其机制可能与Nrf2介导的氧化应激有关。临床研究发现,Nrf2mRNA水平与精子功能参数(浓度、前向运动能力、不动性、活力和形态学)、精液中SOD活性及过氧化氢酶(catalaseCAT)、SOD2mRNA水平之间存在显著相关性[9]OAS患者精浆中Nrf22种单倍体型GCCTCT转录能力显著降低,提示Nrf2启动子中的功能多态性与人类精子发生缺陷密切相关[10]。同时大样本临床研究证实[11]OAS患者精子中HOX转录反义RNA的表达较低,导致Nrf2启动子和Nrf2表达中的组蛋白H4乙酰化减少,从而使Nrf2表达的下调。

Nrf2/Keap1抗氧化反应元件通路是抵抗氧化应激的重要防御系统,Keap1抑制剂(甲基巴多索隆)与Keap1结合破坏半胱氨酸残基,进而上调生精小管中Nrf2的核转位,激活NQO1HO-1,增加生精小管中增殖标志物Ki-67阳性细胞的数量并改善精子生成,表明通过抑制生精小管的Keap1性,可间接改善Nrf2/Keap1调控的氧化应激状态[12]Otasevic[13]使用抗氧化剂SOD模拟物(M40403)干预在Tyrode培养基中孵育3 h的精子细胞,发现M40403能够降低O2水平,增加一氧化氮水平,恢复线粒体膜电位及一氧化氮合酶的表达,引发显著的Nrf2核转位,上调SODCATGSH-Px,并增加精子活力,提示M40403可能通过一氧化氮/Nrf2信号传导改善精子状态。此外,血糖升高会激活睾丸中活性氧的过度产生,在链脲佐菌素(streptozotocinSTZ)诱导的1型糖尿病引起的OAS并发症大鼠模型中发现,大鼠睾丸中沉默信息调节因子1silent information regulator 1SIRT1)表达显著下调,而Keap1蛋白水平及p38丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinaseMAPK)和c-Jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinaseJNK)的磷酸化水平上调,Keap1蛋白水平的上调使Nrf2Keap1的结合更多,与DNA的结合较少,导致抗氧化酶的转录水平降低,进而无法激活细胞抗氧化防御[14]

2.2 调控细胞凋亡

细胞凋亡是生精细胞降解的主要机制,生精细胞通过凋亡清除多余或异常细胞,以维持生精细胞的数量和质量,保证睾丸发挥正常的生理功能,研究发现Nrf2的过表达可促进HO-1NQO1的活性,并抑制核因子-κBnuclear factor-κBNF-κB)表达以抑制细胞凋亡[15]。此外,Janus激酶2Janus kinase 2JAK2)抑制剂(AG490)可显著抑制JAK2的表达,维持精子发生和支持细胞连接的完整性,同时使Keap1/Nrf2通路及其抗氧化酶的表达正常化,减轻睾丸氧化应激状态,防止生殖细胞凋亡[16]

2.3 调控铁死亡

铁死亡由铁依赖性脂质过氧化通过芬顿反应和谷胱甘肽过氧化物酶4glutathione peroxidase 4GPX4/Nrf2/溶质载体家族7成员11solute carrier family 7 member 11SLC7A11)轴失活驱动,在氧化应激、环境毒素暴露或代谢紊乱的条件下影响精子生成[17]Nrf2通过上调铁代谢相关基因,如铁调素和铁转运蛋白表达,调控细胞内铁离子含量,防止铁过载和铁依赖的脂质过氧化反应,抑制铁死亡发生[18]。研究发现Nrf2−/−小鼠的GPX4mRNA水平显著低于野生型小鼠,推测GPX4可能是Nrf2转录靶点。Nrf2−/−小鼠睾丸中丙二醛和前列腺素-内过氧化物合酶2 mRNA表达增加,但NADPH含量降低,在使用铁死亡抑制剂治疗后,可逆转精子浓度和活力的下降,提示Nrf2敲除可使下游GPX4下调,导致生精细胞发生铁死亡,进而引发OAS[19]

2.4 调控DNA修复

综上,Nrf2通路下游的关键效应分子在OAS中发挥着重要作用,可以通过调控睾丸组织氧化应激、铁死亡、凋亡及精子DNA修复等多途径参与OAS的发展,作用机制见图2

3中药调控Nrf2信号通路治疗OAS

3.1 中医学对OAS的认识

OAS在中医学中属于“不育”“精少”“精冷”等范畴。《素问·古天真论篇》[21]曰:“丈夫八岁肾气实,发长齿更。二八肾气盛,天癸至,精气溢泻,阴阳和,故能有子”,指出肾气充足是男性具有生育能力的前提。汉代张仲景《金匮要略·痹虚劳脉病证治》[22]曰:“男子脉浮弱而濇,为无子,精气清冷。”指出本病属虚劳之证,肾阳虚衰,无力温养精气,导致无子。隋代《诸病源候论》[23]中记载:“丈夫无子者,其精清如水,冷如冰铁,皆为无子之候,男子脉得微弱而涩,为无子,精气清冷也。”可知精血衰少而脉涩,肾阳不足而脉弱,虚阳上浮,精气不敛而脉浮。阴阳亏损,肾气不足,精血清冷,则难以有子。综上,古代医家认为本病多为虚证,病位在肾,肾中阴阳亏虚,肾精不足而致本病,故治疗多以补阳填精为主。

近年来,现代医家对OAS病因病机的研究日益增多,关注点不仅局限于肾,出于中医整体观的特点,更加关注脏器间的联动协同及疾病互累效应。如肾精亏虚不能温煦脾脏,脾失健运,则气血化生乏源,先天之精不得滋养,导致精子数量下降。又如肝肾同源,精血互化,肝气条达,则肾精充足。阴虚多生内热,灼伤津液,使营血被耗,血液黏滞成瘀;肾阳温煦无力,致血行无力,血停留滞最终成瘀,血得温而行,得寒而凝,遇寒易凝而成瘀。故从肝、脾、瘀血论治男性不育亦未尝不可[24]本病的病因病机复杂,现代名老中医对其认识尚有不同,未形成统一的标准,具体见表1。综上,OAS病位在肾、脾、肝,病因包括先天不足、房劳过度、饮食不节、内伤七情等,病机则以肾虚为本,又与湿热、血瘀、肝郁等关系密切,涉及脏腑、气血、外邪,虚实夹杂是当下医家对OAS的普遍认识。

3.2 中药活性成分研究

3.2.1 萜类化合物萜类化合物包括单萜、倍半萜、二萜等。车叶草苷是从杜仲提取得到的一种环烯醚萜类化合物,具有良好的抗炎和抗氧化药理活性,研究发现[39]车叶草苷能够上调OAS大鼠睾丸组织中Keap1Nrf2HO-1蛋白水平,改善精子活力、精子浓度,联用Nrf2抑制剂(鸦胆苦醇)后Keap1Nrf2HO-1表达水平显著降低,提示车叶草苷可能通过激活Keap1/Nrf2信号通路,提高睾丸组织的抗氧化能力,从而改善OAS。桦木酸是一种天然的羽扇豆烷型五环三萜,具有抗氧化和抗炎特性,研究发现桦木酸0.5 mg/kg能够显著上调睾丸组织中Nrf2HO-1的蛋白表达,增加谷胱甘肽、CATSOD活性,降低活性氧和丙二醛水平,提示桦木酸可能通过激活Nrf2通路降低玉米赤霉烯酮引起的睾丸氧化应激[40]。综上,萜类化合物通过激活Nrf2通路,上调HO-1表达,提高睾丸组织的抗氧化能力,进而改善精子活力与浓度。

3.2.2皂苷类化合物皂苷类化合物包括甾族皂苷和三萜皂苷2大类别,在自然界中广泛分布。人参皂苷Rg1是人参重要的活性成分之一,具有显著的抗氧化活性,研究发现[41]人参皂苷Rg1可阻止热应激所致的睾丸质量和睾丸指数下降,减轻睾丸组织结构损伤,改善精子浓度和活力下降,同时能够上调小鼠精母GC2细胞中Nrf2HO-1蛋白表达及Nrf2蛋白靶基因GCLCGCLMNQO1相对表达。由此可知,激活Nrf2/HO-1信号通路可能是人参皂苷Rg1改善OAS的重要途径之一。

3.2.3多酚类化合物姜黄素是姜科植物姜黄根茎中的一种天然多酚类化合物,具有抗氧化、抗炎、清除自由基等作用。Zhou[42]以弱精子症患者射精的精子为模型,发现姜黄素100 nmol/L处理后,其活性氧、丙二醛水平显著下调,顶体反应增加。而姜黄素和鸦胆苦醇联合干预后,Nrf2蛋白水平下调,精子的PR与(PRNP)值显著低于姜黄素组,提示姜黄素可能诱导Nrf2上调,减少活性氧的产生,保护OAS患者的精子。花青素是水溶性类黄酮色素,在植物药中广泛存在。Dong[43]研究发现花青素500 mg/kg可有效改善CdCl2建立的睾丸损伤小鼠模型,与模型组小鼠相比,花青素组小鼠精子密度、活力、(PRNP)值、睾丸Nrf2SIRT1基因与蛋白表达显著上调,畸形精子指数、Keap1NADPH氧化酶4基因与蛋白表达显著下调,提示花青素能够降低Keap1的表达,减轻其对Nrf2的抑制作用,促进Nrf2向细胞核的易位,调控下游靶点的表达,改善模型小鼠的睾丸损伤。飞燕草素是花青素的一种单体,具有独有的糖苷配基形式,表现出较高的抗氧化活性,研究发现[44]其能够激活Cd中毒雄性大鼠睾丸组织中的Nrf2/HO-1信号通路,降低丙二醛水平,增加SODGSH-PxCAT、谷胱甘肽、T-AOC等抗氧化剂水平,减轻氧化应激反应,增加精子数量,改善生殖激素水平。鞣花酸是一种来源于没食子酸代谢的常见多酚,ALTamimi[45]研究发现鞣花酸能够显著提高STZ诱导的糖尿病模型大鼠血清中睾酮水平,降低卵泡刺激素和促黄体生成素的水平,并显著上调睾丸组织中B淋巴细胞瘤-2B-cell lymphoma-2Bcl-2)、类固醇急性调节蛋白、3β-羟基类固醇脱氢酶13β-hydroxysteroid dehydrogenase type 13β-HSD1)、11β-HSD1Nrf2转录及蛋白表达水平,保护生精小管的形态,防止精子数量、活力和存活率降低,减少精子异常。然而在联用鸦胆苦醇后,上述指标发生了回调,提示鞣花酸可能通过激活Nrf2通路,增强睾丸组织的抗氧化能力,进而改善STZ诱发的OAS。芥子酸又称4-羟基-3,5-二甲氧基肉桂酸,是芥子有效成分之一,Tuncer[46]研究发现其能有效改善精子活力下降、精子密度降低及死精子和畸形精子比例,以剂量相关性增加Nrf2HO-1NQO1mRNA转录水平,上调GSH-PxSODCAT及谷胱甘肽含量,抑制睾丸氧化应激,提高精子质量。综上,多酚类化合物在抗氧化和精子保护方面展示出显著的潜力,能够减轻氧化应激反应,增加精子数量,改善生殖激素水平,为OAS治疗提供了新的治疗策略。

3.2.4 其他化合物萝卜硫素是一种由硫代葡萄糖苷水解衍生的异硫氰酸酯,存在于大量十字花科植物中,Yang[47]发现其能显著增强CdCl2诱导的OAS大鼠睾丸组织中Nrf2HO-1γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶(γ-glutamylcysteine synthetaseγ-GCS)、GSH-PxNQO1 mRNA及蛋白表达,增强体内T-SOD、谷胱甘肽等抗氧化应激分子的浓度,改善精子质量,提示萝卜硫素可能通过激Nrf2/ARE信号传导来防止CdCl2诱导的睾丸损伤。灵芝多糖肽是从灵芝提取的多糖肽的混合物,Zhang[48]研究发现其能显著增加睾丸组织中SOD、谷胱甘肽、CATNrf2HO-1的表达,下调丙二醛和Keap1表达,降低氧化应激,减少化疗损伤,在精子生成中发挥保护作用。黄精多糖是黄精的主要活性成分,研究发现黄精多糖能调节H2O2诱导的小鼠睾丸TM4细胞Nrf2核转位,上调Nrf2HO-1GPX4NQO1等靶基因,在联合鸦胆苦醇干预下,GPX4蛋白下调,抗氧化酶活力显著回调[49],提示其可能通过激活Nrf2通路,减轻TM4细胞的氧化应激状态。

此外,大量中药有效成分展现出治疗OAS的潜在价值,具有调控Nrf2信号通路治疗OAS的成分有茶黄素-3'-没食子酸酯、银松素、金丝桃苷、白桦脂酸等,其主要通过上调Nrf2NQO1HO-1,下调Keap1等靶点发挥减轻氧化应激反应,减轻铁死亡与细胞凋亡等作用。其具体代表性成分及作用机制见表2

3.3 单味中药及药对研究

单味中药及药对在OAS治疗中广泛应用,尤其是补益类中药通过调控Nrf2/HO-1通路发挥生殖保护作用。黄精是补脾益肾的代表性中药,研究发现[72]黄精可显著促进衰老大鼠睾丸组织中Nrf2核移位,显著上调Nrf2HO-1NQO1蛋白表达,改善睾丸组织形态,增加生精上皮厚度及生精细胞数目,提高睾丸组织抗氧化能力,减轻衰老大鼠睾丸生精功能衰退。肉苁蓉是临床常用的扶阳固精之品,研究发现[73]肉苁蓉水提物可显著抑制环磷酰胺对小鼠睾丸组织的损伤,其能显著上调睾丸组织Nrf2HO-1NQO1mRNA表达水平,增加睾丸组织抗氧化酶活性。菟丝子-枸杞子药对是临床常用的改善睾丸生精功能药对,具有益肾生精的功效。研究发现[74]经菟丝子-枸杞子颗粒、总黄酮干预后,OAS大鼠睾丸组织中SIRT1Nrf2 mRNA及蛋白表达显著升高,支持细胞紧密连接、线粒体微结构得到不同程度的修复,且闭合蛋白、闭锁小带蛋白-1、间隙蛋白43β-连环蛋白(β-cateninmRNA及蛋白表达水平显著上调,提示该药对通过调控睾丸组织SIRT1/Nrf2表达,增强抗氧化应激能力,上调血睾屏障相关蛋白表达水平,修复血睾屏障损伤,进而改善OAS大鼠的生精功能,且其所含总黄酮可能为发挥药物治疗作用的物质基础。

此外,山楂[75]、桑寄生[76]、迷迭香[77]、银杏叶标准化提取物(24%黄酮苷和6%萜烯内酯)[78]均能够上调非酒精性脂肪肝模型、STZ诱导的糖尿病模型及甲氨蝶呤、重铬酸钾诱导的生殖损伤模型鼠睾丸组织中Nrf2表达水平及其调控的抗氧化酶水平(NQO1HO-1SOD等),进而改善睾丸的病理状态,促进有害外源性化学物质及其代谢物的清除。综上,黄精、肉苁蓉、菟丝子-枸杞子药对等通过调控Nrf2/HO-1通路,改善氧化应激、修复血睾屏障损伤、减轻铁死亡,展现出显著的生殖保护作用。

3.4 中药复方研究

临床对OAS的治疗,多以经典名方或名老中医经验方加减配伍使用,多味中药的协同使用能够对OAS动物体内的Nrf2信号传导通路产生多方面立体调控作用,临床根据OAS患者所属的中医证候不同进行辨证论治,常单独或联合用补肾益精、补脾益肾、补肾泻火等方剂,常用方剂类型见图3

3.4.1 补脾益肾类方剂参苓白术散功效以健脾祛湿助运为主,补先天以养后天。男子睾丸生精功能障碍多为脾肾两虚,不能相滋相生,与参苓白术散的功效主治高度吻合。研究发现[79]高尿酸生精功能障碍模型小鼠睾丸组织Keap1、细胞质Nrf2蛋白表达量明显上调,细胞核Nrf2HO-1GPX4SLC7A11蛋白表达量及精子密度和活动率均明显下调,给予参苓白术散和铁死亡抑制剂干预后,上述指标均被逆转,提示参苓白术散可通过Nrf2调控HO-1GPX4SLC7A11蛋白表达,抑制活性氧升高,进而抑制睾丸细胞铁死亡。续断种子方具有补脾益肾,和营生精之功效,郑翼驰等[80]研究发现续断种子方能够有效提升精子质量,大幅度增加精子数量。给药组大鼠睾丸组织中Nrf2HO-1基因表达含量与棕黄色阳性表达的细胞数量较模型组明显上调,提示其可能通过调控Nrf2/HO-1通路修复OAS大鼠睾丸组织氧化应激损伤,保护睾丸组织结构。加味天雄散是经典名方天雄散的化裁方,研究发现[81]加味天雄散能够上调睾丸组织中Nrf2mRNANrf2γ-GCSHO-1等蛋白表达及SOD水平,下调Keap1 mRNA及蛋白表达、丙二醛水平,提示加味天雄散能够通过调节弱精子症大鼠精子Keap1/Nrf2通路及下游γ-GCSHO-1等蛋白表达,调控氧化应激反应,从而改善精子活力。强精煎是经过长期临床实践总结出来的治疗OAS的有效验方,研究发现[82]强精煎可以明显改善OAS大鼠附睾组织中SODGSH-Px、丙二醛、乳酸脱氢酶、α-葡糖苷酶、果糖的含量,上调Nrf2SDHmRNA表达,提示强精煎可能通过激活Nrf2通路及调控睾丸组织能量代谢,进一步改善OAS大鼠的氧化应激状态。

3.4.2 补肺益肾类方剂百合育子方是名老中医治疗OAS的经验方,毕佳杰等[83]研究发现百合育子方可以提高OAS大鼠的精子质量,上调睾丸组织中Nrf2Keap1HO-1和组蛋白去乙酰化酶2蛋白的表达,下调丙二醛,上调SODGSH-Px水平,提示其可以通过激活Keap1/Nrf2/HO-1信号通路,改善OAS大鼠睾丸的氧化应激状态,进而恢复精液参数。

3.4.3 补肾泻火类方剂二仙汤是针对肾精不足,相火偏旺而创立的名方,研究发现[84]二仙汤可上调OAS小鼠睾丸组织Nrf2HO-1表达,下调Keap1表达,下调睾丸组织过量的活性氧、丙二醛,减轻睾丸组织氧化损伤,提升精子密度和活动率,改善睾丸曲细精管与生殖细胞的病变,提示二仙汤改善睾丸组织氧化应激的机制可能为调控Keap1/Nrf2/ HO-1通路。

3.4.4 疏肝补肾类方剂疏肝补肾毓麟汤具有肝肾并补,气血同调的作用,能有效改善精子质量,提升精子活力。江晓翠等[85]发现经疏肝补肾毓麟汤及铁死亡抑制剂干预后,OAS小鼠睾丸组织铁沉积与Keap1表达显著下调,Nrf2SLC7A11GPX4表达显著上调,提示疏肝补肾毓麟汤可能通过上调Nrf2蛋白表达,激活Nrf2调控的抗氧化应激通路,清除睾丸组织过量活性氧,抑制睾丸细胞铁死亡,来发挥改善睾丸生精功能和精子质量的作用。

3.4.5 益气补肾类方剂强精片具有益气、补肾、强精功效,Li[86]研究发现与OAS模型组相比,强精片组大鼠睾丸组织中HO-1Keap1p-Nrf2蛋白水平显著上调。鸦胆苦醇与强精片联合干预后,大鼠睾丸p-Nrf2水平显著降低,提示激活Keap1/Nrf2/HO-1通路是强精片改善OAS大鼠精子质量和生殖功能的重要途径。三才连梅颗粒是根据《温病条辨》之名方“三才汤”及“连梅汤”加减化裁而得,具有养阴清热、益气补肾的作用。研究发现糖尿病患者体内的糖基化终末产物等代谢产物易诱发机体过度的氧化应激反应,氧化应激产生的活性氧、丙二醛等物质损伤睾丸生精细胞线粒体,激活Nrf2信号通路可明显减轻睾丸的氧化应激损伤,三才连梅颗粒能上调糖尿病小鼠睾丸Nrf2的表达,激活下游抗氧化反应元件HO-1的表达,减轻睾丸氧化应激损伤,下调p62、苄氯素1Beclin1)和微管相关蛋白l轻链3microtubule-associated protein1 light chain 3LC3-II/I等自噬相关蛋白的表达,同时增加Bcl-2的表达和Bcl-2-Beclin1-Vps34复合物的形成,抑制Beclin1介导的细胞自噬,从而抑制生精细胞过度自噬,减轻生精细胞凋亡,提高糖尿病小鼠的生精功能[87]

3.4.6 补肾益精类方剂龟鹿二仙胶具有滋补肝肾、益精养血、强壮筋骨等功效,研究发现[88-89]龟鹿二仙胶能够上调OAS大鼠睾丸组织中HO-1和核内Nrf2的蛋白表达,下调Keap1和细胞质Nrf2蛋白表达,提示龟鹿二仙胶可能通过Keap1/Nrf2/ HO-1通路改善OAS大鼠模型的精子质量与睾丸组织损伤。金匮肾气丸具有补益肾阳的功效,蒋平等[90]研究发现金匮肾气丸能上调Nrf2HO-1基因的表达,下调凋亡基因半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3cystein-asparate protease-3Caspase-3的表达。表明金匮肾气丸通过上调Nrf2的表达,促进Nrf2入核,上调Nrf2介导的多种抗氧化酶NQO1HO-1SOD等的表达,修复环磷酰胺导致小鼠睾丸的氧化损伤,恢复睾丸的生精功能。补肾活血方由金保方教养精胶囊加减化裁而成,有补肾填精、益气活血之功。刘建国等[91]发现补肾活血方可显著上调小鼠精子浓度和活力,睾丸组织SODCAT活性及丙二醛水平显著降低,Nrf2 mRNA和蛋白表达均显著升高,能够有效改善环磷酰诱导的生精障碍,减轻睾丸氧化应激损伤。

进一步对基于Nrf2信号通路治疗OAS的中药复方进行处方挖掘分析,结果显示枸杞子、菟丝子、当归、人参、山药、五味子使用频数>3,菟丝子-枸杞子-五味子、当归-淫羊藿组合关联度较高(支持度>25%),证实补益类中药在调控Nrf2通路治疗OAS中占据核心地位,见图4

综上,基于Nrf2信号通路治疗OAS的单味中药、药对及复方制剂研究主要集中于补脾益肾与补肾益精2类功效为主,这与中医治疗OAS所遵从的主流治法相吻合。枸杞、菟丝子、肉苁蓉、杜仲等单味中药,菟丝子-枸杞子等药对,金匮肾气丸、补肾活血方、百合育子方等复方可激活Nrf2信号通路,上调HO-1GPX4NQO1SOD等表达,下调Keap1、丙二醛、Caspase-3等表达,通过抑制氧化应激、凋亡及铁死亡等方式,改善精子活力与状态,提高睾丸生精功能,增加精子密度,修复血睾屏障损伤,从而改善OAS

4 结语与展望

男性生殖系统中活性氧过量产生则造成氧化应激损伤,引起精子损伤、睾酮合成障碍及生精细胞凋亡等,从而导致男性不育。Nrf2信号通路作为一条与抗氧化应激相关的经典信号通路,在改善精子状态、防止生殖细胞凋亡、维持精子DNA的完整性等诸多病理生理过程中发挥重要作用。本文通过对Nrf2信号通路与OAS相关的抗氧化酶活性降低、生殖细胞凋亡、DNA损伤加剧等之间的串联关系进行探讨,Nrf2信号通路的抑制会促进OAS发生与发展。舒布硫胺[92]、维生素D3[93]、虾青素[94]、酰化生长素释放肽[95]、褪黑素[96]N-乙酰-L-半胱氨酸[97]、锌/阿格列汀[98]、罗氟司特[99]及植物组合制剂MOTILIPERM(巴戟天、洋葱、菟丝子)[100]皆可通过调控Nrf2信号通路治疗OAS,故以该通路为出发点研究药物治疗OAS的作用机制理论上是可行的,具备一定的研究基础。目前西医临床常用他莫昔芬联合左卡尼汀[101]、腹腔镜精索静脉结扎[102]、精囊镜下铥激光烧灼术[103]等一些辅助生殖技术,仍然存在应用窗口狭窄及恶心、呕吐等药物不良反应。中医在整体观念和以辨证为基础的治疗指导下,为OAS的治疗提供了新的思路与方法,如五子衍宗丸[104]、麒麟丸[105]等经典名方在临床中广泛应用,且效果显著。中医学从肾虚、脾虚、肝郁、湿热、血瘀等方面对OAS进行辨证论治,以人参、淫羊藿、枸杞、菟丝子、肉苁蓉、杜仲等补益肝肾、补肾益精功效的中药为核心用药,配伍形成金匮肾气丸、补肾活血方、百合育子方等复方进行临床应用,并开展基础实验研究,结果证实以上药物能够通过调控Nrf2通路对OAS发挥良好的治疗作用。结合Nrf2信号通路在OAS发生发展中的推动作用,提示激活Nrf2信号通路或许能够作为OAS治疗的药物靶向目标。但现阶段的研究尚存在一定的共性问题:(1)缺乏对药物干预通路调控的直接证据,研究者需要借助转基因和基因敲除细胞或动物模型,或使用通路抑制或激活剂,在体内药效和体外机制相结合的基础上,以进一步验证药物对Nrf2的激活作用;(2)当前研究多关注于单味药中某个化学成分或天然“明星”分子,忽视了中药功效与疾病证型之间的联系,缺乏中医理论指导的复方协同作用的物质基础及机制研究,OAS病机以“脾肾阳虚”“肾精不足”为主,在未来研究中对治疗药物的选择应多偏向于补肾、补脾类中药及其复方的多成分、多靶点作用特点的全面解析。

靶向激活Nrf2靶点为主的天然产物在预防和治疗OAS方面具有巨大的潜力,随着中药提取、纯化、分离技术的提高,相信越来越多的中药药效物质基础逐步明确,有助于进一步阐明中药靶向Nrf2信号通路治疗OAS的分子调控机制。未来的研究应整合多种技术从代谢物、基因、蛋白等水平阐释中药及复方多成分、多靶点、多通路的协同作用治疗OAS的药理机制,在OAS病证结合模型构建与评价、Nrf2与其他信号通路的交互作用、中药治疗OAS药效评价指标优化、中药治疗OAS的毒理学研究这些薄弱的方向做出更多有益的探索,为OAS药物研究提供参考。

未经允许不得转载: 办公健康网 » 基于Nrf2信号通路改善少弱精子症的中药及其复方研究进展