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摘 要：雌激素对神经细胞具有促进再生作用，其作用机制被认为主要与雌激素受体有关。染料木素（Gen）的结构及药理作用与雌激素类似而誉为“植物雌激素”，在体内主要与雌激素受体结合发挥生物学效应，透过血脑屏障从而对海马齿状回神经再生具有促进作用。但Gen对神经细胞再生方面的研究国内、外报道很少且机制尚不清楚，本文在复习现有文献的基础上，结合雌激素对神经细胞再生的研究进展，阐述了Gen对海马齿状回神经再生可能具有的促进作用和广阔的开发前景。�
关键词：染料木素；雌激素；海马齿状回；神经细胞再生�
中图分类号：R285.6文献标识码：A文章编号：1673-2197（2008）07-025-04��
染料木素（�Genistein，Gen�）广泛存在于豆科植物中。在该药研发过程中，Setchell［1］首次发现Gen与哺乳动物雌激素结构相似，并认为可能有防癌作用，之后的研究［2］证实了他的推论。Gen在人体内可与雌激素受体结合发挥弱雌激素样（亦称植物雌激素）作用和抗雌激素活性，即具有双向调节作用［3］。王增禄等［4］从中药槐角（�Sophora japonica L�）中提取获得该单体成分，经一系列药学［5］、药理学［6］、毒理学［7］、药代动力学［8］等研究，Gen和Gen胶囊已于2004年分别获得国家SFDA原料药批文（2004L01547）和临床研究批件（2004L01548）。目前，该新药在国内作为主治骨质疏松症正在进行Ⅱ期临床试验研究。其它适应症方面，Gen在治疗更年期综合症、降低血脂、抗动脉粥样硬化等研究较为深入，且未发现明显毒副作用。Gen还被认为是雌激素的天然替代品，用于激素依赖性肿瘤以及其它肿瘤的防治屡见报道［2］。由于Gen和雌激素的结构的相似性，近期Gen的研究热点有向神经再生方面发展的趋势［9］，虽然研究报道不多，但已引起国内、外学者的关注［10］。本文就Gen对海马齿状回（�Dentate gyrus�，DG）神经再生作用的研究及其初步机制综述如下，以期为开发Gen新的临床适应症奠定基础。�
1 神经再生的研究进展�
中枢神经系统受损或病理引起的再生问题，一直是临床研究的热点。传统观念认为：中枢神经再生仅限于哺乳动物的胚胎及出生后早期，成年后中枢神经系统是不可再生的［2］。影响神经再生的因素很多，其中最关键的是神经元受损后不能重建正确的树突和轴突联系，进而受损或者被切断轴突的神经元不能运输和利用神经元营养因子，导致神经元不能存活。所以，损伤不仅将神经元间的联系破坏，而且导致细胞的变性和凋亡，其结果往往是灾难性的。�
自20世纪80年代，Richardson等［11］把成年哺乳动物切断的坐骨神经移植到损伤的中枢神经元附近，发现中枢神经元可以再生出轴突，证实中枢神经具有再生能力以后，更多较深入的研究表明：在成年啮齿和灵长类动物的海马、嗅球组织中可产生新的神经元［12］。研究表明［13］：成年哺乳动物中枢神经系统的某些部位存在神经干细胞，在一定生理和病理条件下神经干细胞可以增殖，并且分化成神经元和胶质细胞，新生神经元参与海马突触可塑性形成［14］。现今的研究［15］证明，颅脑创伤也会导致海马内神经元的损伤，同时还能诱导神经元的再生，并且再生神经元多位于海马及脑室室管膜下区。以上实验表明：中枢神经系统，尤其是海马区具有神经再生的能力。�
目前，中枢神经再生研究的热点主要集中在具体神经组织、细胞与其相关疾病关系的研究方面，如DG神经再生与记忆密切相关研究等。早在20世纪中期，成年哺乳动物DG就被认为与学习记忆功能密切相关。随着研究的不断深入，特别是脑内神经干细胞的研究和5-溴尿嘧啶核苷（BrdU）增殖细胞标记物的广泛应用［16］发现：成年哺乳动物的DG不仅存在可分化为神经元的增殖细胞，而且数目极多。Peissner等［17］将大鼠照射后，发现DG有增殖细胞并处于神经前体细胞的增殖期。继此研究发现，随着新生神经细胞向颗粒细胞层迁移，细胞趋向成熟，提示这些凋亡细胞可能是进入分裂期的神经前体细胞或者未成熟的神经细胞［18］。采用分子生物学技术研究还发现DG的神经细胞再生可持续至终生［19］，但随个体的逐渐衰老，DG可增殖细胞的数目也逐渐减少，与此同时新生神经元的存活率也明显降低。由此可见，DG神经细胞具有一定的神经再生能力。�
2 雌激素对神经再生的影响�
雌激素有广泛的生理作用，并非仅对生殖系统的作用。大量的体内、外实验研究表明雌激素有神经保护作用［20~21］。在DG神经再生的研究中发现，在去势雌大鼠模型中雌二醇能诱导海马CA111 锥体细胞产生新的突触和树突，增加突触素蛋白的表达［22］。体外细胞实验亦表明，雌二醇可使海马神经元间突触的通迅联络更为活跃。许多研究证实：在海马区神经再生和雌激素水平有密切联系，成年大鼠DG细胞增殖的神经细胞数目在性周期的不同阶段存在明显变化［3］。这种变化产生的根源可能源于雌激素的水平，DG神经细胞的树突棘数目和密度对雌激素非常敏感。它随动物性周期中雌激素的水平波动而变化，雌激素水平的增高可诱导海马产生新的突触和树突。当DG雌激素水平提高时，可减少在氧化应激和神经毒性损害时皮质神经细胞的死亡；另外，雌激素还可减少阿尔茨海默病的发生［23］。这些研究充分说明雌激素对神经再生，尤其是DG神经再生有一定的促进作用，并且其作用的强弱与雌激素水平的高低密切相关。
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3 Gen与雌激素的构效关系�
Gen属于异黄酮类含芳香环的非类固醇化合物。Gen与雌二醇均为杂环多酚类化合物，都有一个酚羟基，且在相同距离都另有一个羟基，即他们均为双羟基酚式结构。这种结构的相似性决定了功能的相近。根据结构决定功能的原理，既然雌激素对DG神经再生具有促进作用，那么Gen作为植物雌激素对DG神经细胞的再生有何作用？目前尚无定论。�
4 Gen的双向调节原理�
Gen相比雌激素的优点是双向调节作用。但该调节作用却与雌激素有密切关系。一是当体内雌激素水平低于正常时，Gen发挥雌激素样药理活性，这一作用在临床上可用于治疗更年期综合征、骨质疏松、血脂升高等疾病；二是体内雌激素水平高于正常时，表现出对雌激素的拮抗作用。这种抗雌激素作用是由于Gen与受体结合的集中效应，致使其与“雌激素敏感性”细胞的结合上出现“占位效应”，即Gen与雌二醇竞争结合雌激素感受器上受体，使“先入为主”。理论而言，当雌激素受体的位置已被较弱的植物雌激素占据而且达到一定“占位”程度，那么，更具潜能的雌激素就不能再被结合，使得雌二醇不能再产生雌激素效应，进而避免了雌激素对靶细胞的过度刺激。故临床上可用其防治乳腺癌、子宫内膜炎等。Gen的这种双向调节作用无疑有助于调节体内的雌激素水平保持在一个平衡、合理、安全的范围。�
5 Gen在海马齿状回神经再生的研究进展�
5.1 影响突触体内钙离子浓度(［Ca2+］) �
Gen可透过血脑屏障［24］，这为研究Gen对DG神经再生的影响具有重要意义。DG神经再生随着年龄的增加而减少，并伴随记忆的减退而衰减，此时神经细胞中钙离子浓度的变化非常敏感。老龄大鼠脑突触体内［ca2 +］升高，膜流动性降低，提示胞内钙离子浓度及细胞膜流动性的变化在衰老过程中起非常重要的作用。另外，研究发现成年雌性大鼠去卵巢后基底前脑及海马的神经元发生退行性变，学习记忆能力下降［25］。突触体内［ca2+］可代表细胞内的［ca2+］，突触体膜的流动性反映细胞膜的流动性。这就说明［ca2+］不仅可以视为神经细胞功能质量的一个指标，更有可能是作用的途径之一。但雌激素或Gen干预下的［ca2+］与神经再生关系研究尚未见报道。�
5.2 对神经肽Y的影响�
神经肽Y由36个氨基酸组成，是中枢神经组织含量最高的神经肽，存在于小脑、大脑皮质、丘脑及脑干，尤以海马浓度最高。2000年Thorsell等［26］利用转基因技术使大鼠海马中神经肽Y过度表达，发现大鼠在Morris水迷宫中的空间学习能力明显受损。高晓兰［27］等证明，去卵巢血管性痴呆大鼠海马神经肽Y的表达减少，从而导致学习记忆能力下降，给予染料木素可增加大鼠海马神经肽Y的表达，从而改善大鼠的学习和记忆能力。这提示我们神经肽Y和神经再生有着密切的联系。�
5.3 对超氧阴离子自由基的影响�
Gen具有多酚羟基结构，其上的氢原子易于在外来物质的作用下与氧原子解离形成氢离子并发挥还原效应，这就是Gen具有抗氧化作用的结构基础。因此，Gen可以对抗超氧阴离子自由基（O2-），阻断自由基的链锁反应发挥抗氧化作用。而DG神经细胞随着年龄的增长或者受损的前后再生障碍可以看成一种类似氧化作用的递减过程。所以，Gen抗氧化作用与神经再生可能存在效应关系。�
5.4 载脂蛋白E(apolipoprotein E，ApoE)水平的表达�
在诱导成人大脑突触的可塑性过程中 ［19］，雌激素调节突触形成，可以提高突触萌芽以适应损伤，雌激素对突触萌芽效应可以被ApoE表达的上调所介导。已有实验［3］证明，在内嗅皮质损伤非ApoE 基因敲除小鼠，雌激素可促使突触萌芽；而ApoE 基因敲除小鼠，萌芽反应有缺失。突触萌芽的增加是由同一区域的雌激素引起并依赖于ApoE。Gen对ApoE蛋白表达会怎样已经引起了人们的高度关注。�
5.5 脑源性神经营养因子�
Rustem R. ［28］报道，雌激素能调节脑源性神经营养因子（brain drived neurotrophic factor，BDNF）的基因和蛋白水平表达，而BDNF可以介导雌激素对大脑的效应。雌激素和BDNF受体在雌激素和神经营养因子靶细胞上有广泛的共区域化，导致它们信号途径的聚合和交叉接合。另有报道，雌激素可以直接激活BDNF信号途径，不需要细胞内雌激素受体，并且雌激素和BDNF可以调节细胞骨架和生长相关的基因中相同宽度的序列 ［29］。现今已知BDNF就是神经再生微环境，其与中枢神经系统的发育、分化及可塑性有关。神经再生微环境通常包括神经损伤后两断端，及其间隙中形成的具有促进神经纤维生长的细胞成分、细胞外基质成分和神经营养物质等，它们均对神经再生起着营养诱导作用［30］。�
6 研究意义和展望�
Gen是重要的植物雌激素之一，我们研制的染料木素胶囊制剂正在进行主治骨质疏松症的Ⅱ期临床研究。Gen除具有明显调节骨代谢作用外，对神经再生的促进作用已受到关注。�
6.1 与学习记忆能力密切相关�
DG区的记忆能力分两类，即海马依赖型和非依赖型记忆［31］。成熟哺乳动物的DG区新生的神经细胞不仅会被“海马依赖型记忆”的形成所影响，而且，它们反过来也会强烈地影响“海马依赖型记忆”的形成。大鼠DG每天能产生几千个神经细胞，这些神经细胞中的许多会在几周内死亡，而学习会使这些神经细胞的存活时间延长。这说明DG神经再生与海马的学习功能密不可分。�
6.2 神经保护效应�
很多神经性疾病的分子病理均见神经细胞损伤，而雌激素可以依赖或不依赖雌激素受体发挥神经保护效应、抗氧化与细胞内信号传导途径相互作用、增强胆碱能神经功能、抑制凋亡、加强突触萌芽和轴突再生，进而促进神经细胞再生。那么，有理由预测Gen对DG区神经再生作用是可期的，甚至极有可能开发成功神经退行性疾病的防治药物。�
综上所述，Gen因结构与雌激素的相似性可能对DG神经再生产生促进作用仅是我们的推论，尚需大量研究证实。然而雌激素促进神经细胞再生，尤其对DG神经再生具有明显促进作用，以及Gen在体内发挥类似雌激素样药理作用等是不争的事实；同时Gen应用安全和具有双向调节等明显优于雌激素的诸多特点，为研究和开发治疗神经再生相关疾病的药物提供了机会和可能。�
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（责任编辑：姜付平）��
Prospect and Effects of Genistein on Neural Regeneration�in the Dentate Gyrus�
Abstract：It is known that 17 beta-estradiol has promotion on neural regeneration invariably and the mechanism is combined with estrogen receptor.Geinstein has the name of phytoestrogen because it has thesimilar molecular structure and pharmacological action as 17beta-estradiol.Genistein plays a role in biological effect with the mechanism which combined with estrogen receptor.It has base of genistein could promote the dentate gyrus neural regeneration invariably that genistein can permeation blood brain barrier.At present the report on neural regeneration is very few and the mechanism has not clear completely yet.This text intented to explain wide exploitation Prospect and possible effect of genistein on neural regeneration in dentate gyrus by reviewing documents and the investigation of 17 beta-estradiol on neural regeneration.�
Key words：Genistein；17 beta-estradiol；Dentate gyrus；Neural regeneration.
