Banxia Baizhu Tianma 方剂通过 PI3K-AKT 通路抑制自发性蛛网膜下腔出血（SAH）后的神经元细胞死亡、炎症损伤及血脑屏障破坏

《Computational Biology and Chemistry》：Banxia Baizhu Tianma Decoction inhibits neuronal cell death, inflammatory injury, and blood-brain barrier disruption after SAH via the PI3K-AKT pathway

　　•板芎白术天麻汤（Banxia Baizhu Tianma Decoction，简称BBTD）对蛛网膜下腔出血（subarachnoid hemorrhage，SAH）具有显著的神经保护作用。•BBTD可以减少SAH后的神经元凋亡、坏死性凋亡（necroptosis）和铁死亡（ferroptosis）；抑制促炎M1小胶质细胞的极化以及细胞因子的释放；并减轻血脑屏障（blood-brain barrier，BBB）的破坏。•研究发现，PI3K-AKT信号通路是BBTD发挥神经保护作用的主要机制。

**引言**
蛛网膜下腔出血（SAH）是指血液突然渗入蛛网膜下腔的一种灾难性神经系统疾病，全球范围内的预后始终很差（Rinkel等人，2025年；Chen等人，2025年）。虽然SAH仅占中风病例的5-10%，但其带来的负担却异常沉重：即时死亡率高达35-50%，超过一半的幸存者会出现严重的终身残疾，包括认知障碍和运动功能缺陷（Chen等人，2025年；Gouvêa Bogossian等人，2025年）。关键的是，长期的神经功能障碍主要由出血后数天到数周内发展的复杂继发性脑损伤（secondary brain injury，SBI）机制驱动（Gouvêa Bogossian等人，2025年；Robba等人，2025年）。诸如脑血管痉挛、微血栓形成、持续的神经炎症和血脑屏障破坏等多种过程会协同促进神经元死亡、突触功能障碍和轴突退化（Robba等人，2025年；Zhang等人，2025a）。这些延迟发生的病理变化，包括神经血管耦合障碍和皮质扩散性去极化，是导致即使幸存于初次出血后仍出现30-70%的长期认知能力和功能依赖性下降的原因（Zhang等人，2025a；Petrosino等人，2024年）。因此，针对SBI进行治疗是一个至关重要的机会，有助于减轻SAH带来的毁灭性和持续性残疾负担（Petrosino等人，2024年；Yoo等人，2024年）。尽管SBI在决定长期预后中起着关键作用，但目前尚无临床可用的药物疗法来应对它，这突显了迫切需要开发新的治疗方法（Yoo等人，2024年；《1990-2021年全球和中风及其风险因素的负担：2021年全球疾病负担研究的系统分析》，2024年）。因此，寻找能够减轻SBI的药物治疗方法已成为提高功能恢复和满足SAH治疗需求的迫切临床优先事项（《1990-2021年全球和中风及其风险因素的负担：2021年全球疾病负担研究的系统分析》，2024年；Royan等人，2024年）。

**程序性细胞死亡（Programmed Cell Death，PCD）**是SAH后SBI中的核心病理事件，通过破坏功能性神经网络而严重影响神经功能（Royan等人，2024年；Geraghty等人，2025年）。新兴证据表明，三种受调控的细胞死亡途径——凋亡、坏死性凋亡和铁死亡——是SBI进展的主要因素（Geraghty等人，2025年；Liu等人，2025年）。由线粒体功能障碍引发的凋亡级联反应、通过RIPK1/RIPK3/MLKL信号通路介导的坏死性凋亡，以及由铁依赖性脂质过氧化驱动的铁死亡共同加剧了神经元损失（Liu等人，2025年；Zhou等人，2017年）。这些过程不仅会消耗神经元，还会通过释放炎症细胞因子和破坏血脑屏障进一步加剧神经元损伤、神经炎症和水肿（Zhou等人，2017年；Ouyang等人，2025年）。值得注意的是，多种信号通路（如AKT、MAPK、Nrf2）可以在SAH后激活 caspase 介导的神经元凋亡，抑制 caspase 依赖性的凋亡可以减轻SAH 引起的脑损伤（Tan等人，2025年）。此外，坏死抑制剂Necrostatin-1不仅可以减少SAH 后的坏死性细胞死亡，还可以改善海马体的突触损伤和血脑屏障破坏（Sahin等人，2021年）。另外，铁死亡抑制剂liproxstatin-1可以调节 SAH 后的小胶质细胞极化，从而减轻炎症损伤（Cao等人，2021年）。针对这些机制的治疗方法为减轻 SBI 提供了有希望的策略，强调了开发能够减少神经元死亡及其连锁反应的临床可转化药物的紧迫性，从而解决 SAH 治疗中的关键未满足需求（Qu等人，2021年）。

**炎症损伤和血脑屏障破坏**除了程序性细胞死亡的重要作用外，新兴证据还指出炎症损伤和血脑屏障破坏是导致神经元损伤的关键因素，它们通过细胞因子风暴、免疫细胞浸润和血管通透性增加等机制促进脑水肿和神经功能缺陷（Xu等人，2025年；Hao等人，2025a；Lv等人，2025年）。重要的是，这些通路与程序性细胞死亡之间存在相互反馈机制——例如，炎症级联反应通过激活 caspase 和释放损伤相关分子模式加剧细胞死亡，而死亡的细胞又会进一步加剧炎症并破坏血脑屏障，形成一个恶性循环，加剧整体损伤（Li等人，2025年）。因此，寻找能够同时减轻程序性细胞死亡、炎症和血脑屏障破坏的多靶点治疗方法具有重要的临床转化意义，因为这样的方法可以打破这种相互关联的病理状态，减少 SAH 患者的长期并发症并提高康复率（Yang等人，2025年）。

**传统中医（Traditional Chinese Medicine，TCM）的作用**作为一种补充和替代疗法，中医在治疗 SAH 患者方面显示出显著优势，可以通过减轻神经损伤和促进康复来发挥作用（Gao等人，2024年）。板芎白术天麻汤（BBTD）最初记载于《脾胃论》，后来在《医学见解》中得到进一步完善，其组分包括半夏（Pinellia ternata）、大头蔥根（Atractylodes macrocephala）、高丽牛膝（Gastrodia elata）、茯苓（Poria cocos）、陈皮（Exocarpium Citri Grandis）、甘草（Glycyrrhiza uralensis）、生姜（Zingiber officinale）和红枣（Ziziphus jujuba）（名称来源：http://www.theplantlist.org，访问日期：2025年12月1日）。其传统功效——“燥湿化痰、抑制邪气、止吐”以及“祛湿健脾、安神”——与 SAH 的治疗策略相契合。临床实践中，BBTD 在 SAH 康复期应用取得了显著的治疗效果（Ning等人，2024年）。这一疗法得到了中医理论的支持，并得到了国家中医药管理局的认可（NATCM），被推荐为中风治疗的经典方剂，进一步验证了其临床价值（Huang等人，2025年）。除了 SAH，BBTD 还在中枢神经系统疾病中具有广泛的应用，例如通过降低血管内的促炎细胞因子水平来减缓动脉粥样硬化的进展（Huang等人，2024年）。此外，它还可以通过抑制神经元凋亡来降低癫痫大鼠的发作频率（Shu等人，2024年）。BBTD 还通过抑制神经炎症和神经元细胞死亡来减少脑梗死体积（Chen等人，2023年），体现了其药理学的多样性。

**后续研究**
尽管已有关于 BBTD 在神经系统疾病中的研究，但其在 SAH 中的治疗机制仍需进一步探索。本临床前研究的主要目的是系统评估 BBTD 对大鼠 SAH 模型中的神经保护作用，特别是其减轻神经元程序性细胞死亡、神经炎症和血脑屏障破坏的能力。我们假设 BBTD 是通过调节 PI3K-AKT 信号通路来发挥这些多靶点保护作用的，而抑制这一通路将会抵消其治疗效果。为了验证这一假设，我们计划解决三个具体研究问题：1）BBTD 是否能改善 SAH 大鼠的神经功能并减少其关键病理特征？2）综合网络药理学、质谱技术和体内实验能否确定 PI3K-AKT 通路是 BBTD 效果的潜在介质？3）抑制 PI3K-AKT 通路是否会逆转 BBTD 对 SAH 后神经元死亡、小胶质细胞极化和血脑屏障完整性的保护作用？总体而言，这项工作为 BBTD 在 SAH 中的神经保护作用提供了开创性的实验和机制证据，为进一步评估其治疗价值奠定了基础。

**材料与试剂**
本研究使用了以下主要试剂：
Bax（CST，#2772）、BCL-2（CST，#4223）、细胞色素 c（CST，#11940）、Caspase8（CST，#9746）、Caspase9（CST，#9504）、Cleaved-Caspase3（CST，#9661）、Caspase7（CST，#12827）、RIP（CST，#3493）、Phospho-RIP（CST，#31122）、RIP3（CST，#95702）、Phospho-RIP3（CST，#91702）、MLKL（CST，#37705）、Phospho-MLKL（CST，#37333）、ACSL4（CST，#38493）、FSP1（CST，24972）、GPX4（abcam，#ab125066）、COX2（CST，#12282）、FTH1（CST，#3998）、NRF2（CST，#12721）、NLRP3（abcam）。

**实验方法**
Morris 水迷宫测试用于评估 SAH 大鼠的学习和记忆能力（Wang等人，2020年）。与假对照组相比，SAH 大鼠的逃避潜伏时间和路径长度显著增加，而在目标象限内的时间和距离则减少。BBTD 治疗（尤其是中等和高剂量）可以降低逃避潜伏时间和路径长度，同时增加目标象限内的时间和距离（图 1A-E）。运动功能通过修改后的 Garcia 评分进行评估。

**讨论**
蛛网膜下腔出血是一种致命的脑血管急症，主要由颅内动脉瘤破裂导致血液渗入蛛网膜下腔引起。在中医理论中，其病理特征被描述为“气血失调以及风、火、痰、瘀阻碍了脑部的侧支循环”（Chen等人，2025年；Xu等人，2024年）。在急性期，容易出现肝阳化风、痰瘀互结等症候。

**结论**
总之，本研究首次证明板芎白术天麻汤（BBTD）通过抑制凋亡、坏死性凋亡和铁死亡，通过 M1 向 M2 小胶质细胞的极化来减轻神经炎症，并通过恢复紧密连接和抑制基质金属蛋白酶来保持血脑屏障的完整性，从而发挥神经保护作用。在方法学上，我们结合了基于质谱的分析、网络药理学、分子对接等技术。

**伦理声明**
本研究方案已获得山东第一医科大学第二附属医院伦理委员会的审查和批准（2025年1月12日，参考编号2025-a-031）。

**资金支持**
本研究得到了山东省自然科学基金（ZR2022QH169、ZR2020QH106）、山东省医疗卫生科学技术项目（202303071381）、泰安市科技创新项目（2024NS141）以及山东省中医药科学技术项目（M20253702）的财政支持。

**作者贡献声明**
Yajun Hou：撰写、审稿与编辑、项目管理、概念构思
Zhao Jia：数据整理、概念构思
Lu Liu：撰写、审稿与编辑、资源获取、数据分析、概念构思
Wanjing Zhang：方法设计、研究实施、数据整理
Tongtong Xu：项目管理、研究实施、数据整理、概念构思
Ning Guo：资源协调、数据分析、概念构思
Zhou Guoqing：监督、软件使用

**利益冲突声明**
作者声明没有已知的可能影响本文研究的财务利益或个人关系。