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这篇综述聚焦多发性硬化症(MS),深入探讨了表观遗传修饰和线粒体功能障碍在 MS 发病和进展中的关键作用。同时研究了草药在调节相关机制方面的潜力,总结了当前临床试验情况,为 MS 治疗提供了新思路,值得关注。
多发性硬化症概述
多发性硬化症(MS)是一种累及中枢神经系统(CNS)的复杂自身免疫性疾病,会影响大脑和脊髓。全球约有 280 万人患病,且发病率呈上升趋势,女性患病几率是男性的两倍。其主要特征为炎症、脱髓鞘和神经退行性变,会导致患者出现运动、协调、认知等多方面的功能障碍,严重影响日常生活。MS 的发病与多种因素相关,包括遗传易感性、自身免疫反应、环境因素、神经炎症、血脑屏障功能障碍、轴突变性和神经退行性变等,其中表观遗传和线粒体功能障碍在疾病进程中起着重要作用。
表观遗传修饰和线粒体功能障碍在 MS 发展中的作用
- 表观遗传修饰
- DNA 甲基化:DNA 甲基化是在 DNA 的胞嘧啶核苷酸上添加甲基基团的过程,常发生在 CpG 位点。它可通过影响转录因子与 DNA 的结合,抑制基因表达。在 MS 患者中,多个基因的甲基化状态发生改变,如 HLADRB1、HLA - DRB5 等,影响免疫细胞功能和 MS 的发病风险。DNA 甲基化还与环境因素相关,如病毒感染、维生素 D 缺乏等,可能通过启动表观遗传改变加速 MS 的进展12。
- 组蛋白修饰:组蛋白修饰包括甲基化、乙酰化、磷酸化和泛素化等,可改变染色质结构,影响基因的可及性和表达。在 MS 中,组蛋白修饰参与免疫和神经退行性过程。例如,组蛋白去乙酰化酶(HDACs)可抑制主要组织相容性复合体(MHC)基因的表达,影响免疫反应;组蛋白修饰还可调节 CD4+T 细胞的功能,影响疾病的发展和进程34。
- 非编码 RNA 调控:非编码 RNA(ncRNAs)如微小 RNA(miRNA)、长链非编码 RNA(lncRNA)和环状 RNA(circRNA)等,虽不编码蛋白质,但可通过调控基因表达参与 MS 的发病机制。miRNA 可影响 T 细胞和 B 细胞的激活、分化和功能,如 miR - 155 在 MS 中表达上调,促进炎症反应;lncRNA 参与染色质重塑、miRNA 海绵吸附等过程,影响神经元的生物学功能;circRNA 可调节基因表达和维持血脑屏障的完整性56。
- 线粒体功能障碍线粒体是细胞的能量工厂,负责通过氧化磷酸化产生三磷酸腺苷(ATP)。在 MS 患者中,线粒体功能障碍较为常见,表现为氧化磷酸化受损、ATP 生成减少、活性氧(ROS)产生增加等。线粒体功能障碍会导致神经细胞能量供应不足,引发氧化应激,损伤细胞成分,影响免疫细胞功能,进而促进 MS 的发展。此外,线粒体功能障碍还与细胞凋亡、钙稳态失衡等相关,在 MS 的神经退行性变过程中发挥重要作用78。
MS 的治疗方法
- 现有治疗药物:目前美国已批准 20 种用于治疗 MS 的疾病修正疗法(DMTs),这些药物通过不同的神经通路,针对免疫介导的疾病过程发挥作用。如干扰素 -β(IFN-β)和醋酸格拉替雷(GA)可降低复发率和 MRI 活动;鞘氨醇 - 1 - 磷酸受体调节剂如芬戈莫德、西波莫德等,在降低复发率和延缓残疾进展方面有较好疗效1516。
- 草药治疗:许多天然草药及其植物成分在治疗 MS 方面展现出潜力。白藜芦醇可激活 SIRT1,促进线粒体生物发生,降低氧化应激;姜黄素能调节 HDAC 活性,抑制炎症通路,改善线粒体功能;表没食子儿茶素 - 3 - 没食子酸酯(EGCG)可抑制 HDACs,维持线粒体功能,具有神经保护作用;槲皮素可调节线粒体和表观遗传过程,减少氧化应激;ω - 3 脂肪酸能调节 DNA 甲基化,减少神经炎症,促进线粒体生物发生910。
- 饮食和运动干预:饮食方面,富含抗氧化剂、抗炎成分和低热量的饮食,如地中海饮食和生酮饮食,有助于改善代谢和脂质谱,降低 MS 风险,改善线粒体功能。运动可通过激活相关信号通路,促进线粒体生物发生,降低 ROS 生成,改善线粒体功能,对 MS 症状的管理有积极作用1112。
临床试验进展
目前全球有 14 项临床试验正在评估各种草药、饮食干预、运动方案和治疗方式对 MS 临床进程的影响,其中 7 项与草药药物或植物提取物的研究直接或间接相关。例如,纳比西莫尔口腔喷雾剂可改善 MS 患者的肌肉张力;姜黄素联合干扰素 β - 1a 治疗,可减少新病变的生长,提高无复发患者的比例;一种草药乳膏可显著减少皮下注射部位的皮肤反应1314。
总结与展望
表观遗传修饰和线粒体功能障碍在 MS 的发病机制中起着关键作用,针对这些机制的草药治疗方法展现出一定的潜力,为 MS 的治疗提供了新的方向。然而,目前的研究仍处于探索阶段,需要进一步开展深入的临床研究,评估草药治疗的安全性和有效性,探索其与现有 MS 药物联合治疗的协同效应,深入研究其影响表观遗传和线粒体通路的分子机制,并开发创新的药物递送机制,以提高草药的生物利用度和靶向性,为 MS 患者提供更有效的治疗方案。