Treatment of Cerebral Ischemia-reperfusion Injury by Traditional Chinese Medicine Based on PI3K/Akt Signaling Pathway： A Review

GAO Jing; LIU Feixiang; ZHANG Yunke

doi:10.13422/j.cnki.syfjx.20231123

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Treatment of Cerebral Ischemia-reperfusion Injury by Traditional Chinese Medicine Based on PI3K/Akt Signaling Pathway： A Review

更新时间：2024-02-04

- Treatment of Cerebral Ischemia-reperfusion Injury by Traditional Chinese Medicine Based on PI3K/Akt Signaling Pathway： A Review
  增强出版
- Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae Vol. 30, Issue 6, Pages: 253-261(2024)
- 作者机构：
  
  1.河南中医药大学，郑州 450000
  2.河南中医药大学第一附属医院，郑州 450046
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13422/j.cnki.syfjx.20231123
  CLC： R2-0;R22;R242;R2-031;R287
- Received：05 February 2023，
  
  Published Online：12 April 2023，
  
  Published：20 March 2024
- 稿件说明：
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摘要

脑缺血再灌注损伤（CIRI）是指脑缺血后梗死区脑组织血流和氧供恢复，引起缺血脑组织继发性损伤的一种复杂的瀑布级联反应过程。目前尽快溶栓，恢复脑组织供血仍是治疗脑卒中的唯一策略，但相当一部分患者再灌注后其症状较前会更加严重，使患者面临神经功能损伤甚至死亡等不良结局，严重影响患者的生活质量和生命安全，因此深入探索脑缺血再灌注损伤的作用机制与治疗策略具有重要的临床意义。磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）/蛋白激酶B（Akt）信号通路响着细胞的增殖、生长和分化，作为经典的抗凋亡/促生殖的信号传导通路之一，是预防CIRI的关键级联信号通路，在线粒体障碍、细胞凋亡、细胞自噬、氧化应激和炎症反应等多种机制中处于核心位点，与CIRI的发生发展密切相关。传统中医药对于临床治疗脑卒中及其并发症已有上千年历史，近年来中医药防治CIRI的临床成效也得到大量研究结果的肯定，进一步阐明了中药单体、活性成分及其复方可凭借多靶点、多组分和多途径的生物学优势直接或间接调控PI3K/Akt信号通路，并对CIRI起到整体性保护作用。笔者通过分析近年来国内外中医药相关研究进展，对调控PI3K/Akt信号通路在CIRI中的防治作用及机制进行综述，以期为中医药临床防治CIRI的作用机制研究提供进一步的理论依据。

Abstract

Cerebral ischemia/reperfusion injury （CIRI） is a complex cascade reaction process in which the blood flow and oxygen supply of brain tissue in the infarcted area recover after cerebral ischemia， resulting in secondary injury of ischemic brain tissue. At present， thrombolysis as soon as possible and restoration of cerebral blood supply are still the only strategies for the treatment of stroke， but a considerable number of patients' symptoms will be more serious after reperfusion， making patients face adverse outcomes such as neurological function injury and even death and seriously affecting the quality of life and safety of patients. Therefore， an in-depth exploration of the mechanism and treatment strategy of CIRI has important clinical significance. The phosphatidylinositol 3- kinase （PI3K）/protein kinase B （Akt） signaling pathway is one of the classic anti-apoptosis/reproductive-promoting signal transduction pathways， which is responsible for cell proliferation， growth， and differentiation. It is the key cascade signaling pathway of CIRI， located at the core site in many mechanisms such as mitochondrial disorder， apoptosis， autophagy， oxidative stress， and inflammation. It is closely related to the occurrence and development of CIRI. Traditional Chinese medicine has been used in the clinical treatment of stroke and its complications for thousands of years， and the clinical effect of traditional Chinese medicine in the prevention and treatment of CIRI has been affirmed by a large number of research results in recent years. It is further clarified that the monomers， active components， and their compound prescriptions of traditional Chinese medicine can directly or indirectly regulate the PI3K/Akt signaling pathway by virtue of the biological advantages of multi-targets， multi-components， and multi-pathways and play an overall protective role in CIRI. By analyzing the related research progress of traditional Chinese medicine in China and abroad in recent years， the authors summarized the role and mechanism of regulating the PI3K/Akt signaling pathway in the prevention and treatment of CIRI， so as to provide further theoretical basis for the study of the mechanism of clinical prevention and treatment of CIRI.

关键词

Keywords

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KIM J Y ， PARK J ， HA J ， et al . Specific isotope-responsive breathing transition in flexible metal-organic frameworks ［J］. J Am Chem Soc ， 2020 ， 142 （ 31 ）： 13278 - 13282 .

WICHA P ， TOCHARUS J ， JANYOU A ， et al . Hexahydrocurcumin alleviated blood-brain barrier dysfunction in cerebral ischemia/ reperfusion rats ［J］. Pharmacol Rep ， 2020 ， 72 （ 3 ）： 659 - 671 .

PANG Y ， ZHU S ， PEI H . Pachymic acid protects against cerebral ischemia/reperfusion injury by the PI3K/Akt signaling pathway ［J］. Metab Brain Dis ， 2020 ， 35 （ 4 ）： 673 - 680 .

RUAN C ， GUO H ， GAO J ， et al . Neuroprotective effects of metformin on cerebral ischemia-reperfusion injury by regulating PI3K/Akt pathway ［J］. Brain Behav ， 2021 ， 11 （ 10 ）： e2335 .

蒋寅 . 黄芩苷对溃疡性结肠炎PI3K/Akt/NF- κ B信号通路的影响及其机制研究［D］. 南京：南京中医药大学， 2016 .

XIE W ， ZHOU P ， SUN Y ， et al . Protective effects and target network analysis of ginsenoside Rg 1 in cerebral ischemia and reperfusion injury： A comprehensive overview of experimental studies ［J］. Cells ， 2018 ， 7 （ 12 ）： 270 .

贾慧雨，冯志海，冯文帅，等 . 中药单体调控PI3K/Akt信号通路干预糖尿病视网膜病变的研究进展［J］. 中国实验方剂学杂志， 2023 ， 29 （ 12 ）： 265 - 273 .

SARKAR C ， JONES J W ， HEGDEKAR N ， et al . PLA2G4A/cPLA2-mediated lysosomal membrane damage leads to inhibition of autophagy and neurodegeneration after brain trauma ［J］. Autophagy ， 2020 ， 16 （ 3 ）： 466 - 485 .

尹丽梅，袁建，陈楷，等 . 解毒活血方调控PI3K/Akt/mTOR信号通路对ApoE -/- 动脉粥样硬化小鼠斑块稳定性的影响［J］. 中国实验方剂学杂志， 2023 ， 29 （ 12 ）： 112 - 120 .

何俊芳，刘新平，吕学海，等 . PI3K/Akt信号通路介导脂联素对脑缺血再灌注大鼠的保护作用［J］. 中国卒中杂志， 2022 ， 17 （ 8 ）： 857 - 862 .

HU S ， WU Y ， ZHAO B ， et al . Panax notoginseng saponins protect cerebral microvascular endothelial cells against oxygen-glucose deprivation/reperfusion-induced barrier dysfunction via activation of PI3K/Akt/Nrf2 antioxidant signaling pathway ［J］. Molecules ， 2018 ， 23 （ 11 ）： 2781 .

巩子星，徐曌，刘远，等 . 三七总皂苷调控PI3K/Akt/mTOR通路对乳腺增生大鼠乳腺组织细胞凋亡的影响［J］. 中国实验方剂学杂志， 2023 ， 29 （ 2 ）： 98 - 103 .

LI T F ， MA J ， HAN X W ， et al . Chrysin ameliorates cerebral ischemia/reperfusion （I/R） injury in rats by regulating the PI3K/Akt/mTOR pathway ［J］. Neurochem Int ， 2019 ， doi： 10.1016/j.neuint.2019.104496 http://dx.doi.org/10.1016/j.neuint.2019.104496

YAN Y ， LIU Y ， YANG Y ， et al . Carnosol suppresses microglia cell inflammation and apoptosis through PI3K/Akt/mTOR signaling pathway ［J］. Immunopharmacol Immunotoxicol ， 2022 ， 44 （ 5 ）： 656 - 662 .

YAN C ， AN F ， WANG J ， et al . Zhongfeng capsules protects against cerebral ischemia-reperfusion injury via mediating the phosphoinositide 3-kinase/Akt and toll-like receptor 4/nuclear factor kappa B signaling pathways by regulating neuronal apoptosis and inflammation ［J］. Apoptosis ， 2022 ， 27 （ 7/8 ）： 561 - 576 .

陈海，王建 . PI3K/Akt信号通路在缺血性脑卒中后细胞程序性死亡中的研究进展［J］. 中药药理与临床， 2022 ， 38 （ 2 ）： 247 - 252 .

张家伟 . PI3K/Akt信号通路与缺血性脑损伤引起的细胞凋亡研究进展［J］. 临床与病理杂志， 2022 ， 42 （ 11 ）： 2826 - 2831 .

卓清缘，陈美先，王羚郦 . 桦木酸通过调节PI3K/Akt/mTOR信号通路诱导人结肠癌细胞SW620凋亡及自噬［J］. 中国实验方剂学杂志， 2022 ， 28 （ 14 ）： 99 - 106 .

YANG S ， WANG H ， YANG Y ， et al . Baicalein administered in the subacute phase ameliorates ischemia-reperfusion-induced brain injury by reducing neuroinflammation and neuronal damage ［J］. Biomed Pharmacother ， 2019 ， doi： 10.1016/j.biopha.2019.109102 http://dx.doi.org/10.1016/j.biopha.2019.109102

ZHAO M ， HOU S ， FENG L ， et al . Vinpocetine protects against cerebral ischemia-reperfusion injury by targeting astrocytic connexin43 via the PI3K/Akt signaling pathway ［J］. Front Neurosci ， 2020 ， doi： 10.3389/fnins.2020.00223 http://dx.doi.org/10.3389/fnins.2020.00223 .

CHEN L ， WEI X ， HOU Y ， et al . Tetramethylpyrazine analogue CXC195 protects against cerebral ischemia/reperfusion-induced apoptosis through PI3K/Akt/GSK3 β pathway in rats ［J］. Neurochem Int ， 2014 ， 66 ： 27 - 32 .

HOU Y ， WANG K ， WAN W ， et al . Resveratrol provides neuroprotection by regulating the JAK2/STAT3/PI3K/Akt/mTOR pathway after stroke in rats ［J］. Genes Dis ， 2018 ， 5 （ 3 ）： 245 - 255 .

SUN X ， CUI X . Isorhapontigenin alleviates cerebral ischemia/reperfusion injuries in rats and modulated the PI3K/Akt signaling pathway ［J］. Naunyn Schmiedebergs Arch Pharmacol ， 2020 ， 393 （ 9 ）： 1753 - 1760 .

YANG J ， YAN H ， LI S ， et al . Berberine ameliorates MCAO induced cerebral ischemia/reperfusion injury via activation of the BDNF-TrkB-PI3K/Akt signaling pathway ［J］. Neurochem Res ， 2018 ， 43 （ 3 ）： 702 - 710 .

ZHANG Y M ， QU X Y ， ZHAI J H ， et al . Xingnaojing injection protects against cerebral ischemia reperfusion injury via PI3K/Akt-mediated eNOS phosphorylation ［J］. Evid Based Complement Alternat Med ， 2018 ， doi： 10.1155/2018/2361046 http://dx.doi.org/10.1155/2018/2361046 .

YU Y ， WU X ， PU J ， et al . Lycium barbarum polysaccharide protects against oxygen glucose deprivation/reoxygenation-induced apoptosis and autophagic cell death via the PI3K/Akt/mTOR signaling pathway in primary cultured hippocampal neurons ［J］. Biochem Biophys Res Commun ， 2018 ， 495 （ 1 ）： 1187 - 1194 .

WU Q ， MAO Z ， LIU J ， et al . Ligustilide attenuates ischemia reperfusion-induced hippocampal neuronal apoptosis via activating the PI3K/Akt pathway ［J］. Front Pharmacol ， 2020 ， doi： 10.3389/fphar.2020.00979 http://dx.doi.org/10.3389/fphar.2020.00979 .

PANG Y ， ZHU S ， PEI H . Pachymic acid protects against cerebral ischemia/reperfusion injury by the PI3K/Akt signaling pathway ［J］. Metab Brain Dis ， 2020 ， 35 （ 4 ）： 673 - 680 .

ZHANG W ， SONG J K ， YAN R ， et al . Diterpene ginkgolides protect against cerebral ischemia/reperfusion damage in rats by activating Nrf2 and CREB through PI3K/Akt signaling ［J］. Acta Pharmacol Sin ， 2018 ， 39 （ 8 ）： 1259 - 1272 .

CHEN L ， XIANG Y ， KONG L ， et al . Hydroxysafflor yellow A protects against cerebral ischemia-reperfusion injury by anti-apoptotic effect through PI3K/Akt/GSK3 β pathway in rat ［J］. Neurochem Res ， 2013 ， 38 （ 11 ）： 2268 - 2275 .

YU ZH ， CAI M ， XIANG J ， et al . PI3K/Akt pathway contributes to neuroprotective effect of Tongxinluo against focal cerebral ischemia and reperfusion injury in rats ［J］. J Ethnopharmacol ， 2016 ， 181 ： 8 - 19 .

FENG C ， WAN H ， ZHANG Y ， et al . Neuroprotective effect of danhong injection on cerebral ischemia-reperfusion injury in rats by activation of the PI3K-Akt pathway ［J］. Front Pharmacol ， 2020 ， doi： 10.3389/fphar.2020.00298 http://dx.doi.org/10.3389/fphar.2020.00298 .

ZHANG Y ， TIAN Z ， WAN H ， et al . Deltonin ameliorates cerebral ischemia/reperfusion injury in correlation with modulation of autophagy and inflammation ［J］. Neuropsychiatr Dis Treat ， 2020 ， 16 ： 871 - 879 .

FUJITA S ， SAKURAI M ， BABA H ， et al . Autophagy-mediated stress response in motor neurons after hypothermic spinal cord ischemia in rabbits ［J］. J Vasc Surg ， 2015 ， 62 （ 5 ）： 1312 - 1319 .

罗苑，段小花，杨丽萍，等 . 线粒体自噬相关信号通路和蛋白在脑缺血再灌注损伤中的作用及机制研究进展［J］. 山东医药， 2022 ， 62 （ 14 ）： 112 - 115 .

LUO T ， LIU G ， MA H ， et al . Inhibition of autophagy via activation of PI3K/Akt pathway contributes to the protection of ginsenoside Rb 1 against neuronal death caused by ischemic insults ［J］. Int J Mol Sci ， 2014 ， 15 （ 9 ）： 15426 - 15442 .

ZHU Y ， TANG Q ， WANG G ， et al . Tanshinone Ⅱ A protects hippocampal neuronal cells from reactive oxygen species through changes in autophagy and activation of phosphatidylinositol 3-kinase， protein kinas B， and mechanistic target of rapamycin pathways ［J］. Curr Neurovasc Res ， 2017 ， 14 （ 2 ）： 132 - 140 .

YANG G ， WANG N ， SETO S W ， et al . Hydroxysafflor yellow a protects brain microvascular endothelial cells against oxygen glucose deprivation/reoxygenation injury： Involvement of inhibiting autophagy via class Ⅰ PI3K/Akt/mTOR signaling pathway ［J］. Brain Res Bull ， 2018 ， 140 ： 243 - 257 .

HUANG L ， CHEN C ， ZHANG X ， et al . Neuroprotective effect of curcumin against cerebral ischemia-reperfusion via mediating autophagy and inflammation ［J］. J Mol Neurosci ， 2018 ， 64 （ 1 ）： 129 - 139 .

HUA Y ， ZHAI Y ， WANG G ， et al . Tong-Qiao-Huo-Xue decoction activates PI3K/Akt/mTOR pathway to reduce BMECs autophagy after cerebral ischemia/reperfusion injury ［J］. J Ethnopharmacol ， 2022 ， doi： 10.1016/j.jep.2022.115585 http://dx.doi.org/10.1016/j.jep.2022.115585 .

LYU D H ， AN F Y ， YAN C L ， et al . Effects of Zhongfeng capsule on autophagy related proteins expressions of brain tissue in rats with cerebral ischemia/reperfusion injury ［J］. Chin J Appl Phys ， 2022 ， 38 （ 1 ）： 25 - 31 .

CHEN Y ， LEI L ， WANG K ， et al . Huangqi-Honghua combination prevents cerebral infarction with qi deficiency and blood stasis syndrome in rats by the autophagy pathway ［J］. Evid Based Complement Alternat Med ， 2022 ， doi： 10.1155/2022/9496926 http://dx.doi.org/10.1155/2022/9496926 .

WANG P R ， WANG J S ， ZHANG C ， et al . Huang-Lian-Jie-Du-decotion induced protective autophagy against the injury of cerebral ischemia/reperfusion via MAPK-mTOR signaling pathway ［J］. J Ethnopharmacol ， 2013 ， 149 （ 1 ）： 270 - 280 .

GU S X ， BLOKHIN I O ， WILSON K M ， et al . Protein methionine oxidation augments reperfusion injury in acute ischemic stroke ［J］. JCI Insight ， 2016 ， 1 （ 7 ）： e86460 .

SURINKAEW P ， SAWADDIRUK P ， APAIJAI N ， et al . Role of microglia under cardiac and cerebral ischemia/reperfusion （I/R） injury ［J］. Metab Brain Dis ， 2018 ， 33 （ 4 ）： 1019 - 1030 .

LIU H ， WEI X ， KONG L ， et al . NOD2 is involved in the inflammatory response after cerebral ischemia-reperfusion injury and triggers NADPH oxidase 2-derived reactive oxygen species ［J］. Int J Biol Sci ， 2015 ， 11 （ 5 ）： 525 - 535 .

LI Y ， XIANG L L ， MIAO J X ， et al . Protective effects of andrographolide against cerebral ischemia reperfusion injury in mice ［J］. Int J Mol Med ， 2021 ， 48 （ 4 ）： 186 .

朱百科，王新新，赵恒 . 川芎嗪通过激活VEGF介导的PI3K/Akt信号通路缓解大鼠脑缺血再灌注引起的损伤［J］. 河北医学， 2020 ， 26 （ 6 ）： 912 - 917 .

石娅，刘文，刘兴德，等 . 基于PI3K/Akt信号通路探究当归补血汤干预大鼠实验性脑缺血再灌注损伤的作用机制［J］. 中草药， 2022 ， 53 （ 16 ）： 5052 - 5065 .

刘家峰，舒庆，张颖 . 左归丸通过ERs/PI3K/Akt通路保护大鼠脑缺血/再灌注损伤的作用研究［J］. 临床医学研究与实践， 2021 ， 6 （ 35 ）： 5 - 8 .

王文杰，舒升，徐煜彬，等 . 绞股蓝皂苷ⅩⅦ调控PI3K/Akt信号通路对脑缺血再灌注模型大鼠的保护作用［J］. 中华中医药学刊， 2021 ， 39 （ 3 ）：233-236， 276 - 278 .

WEN Z ， HOU W ， WU W ， et al . 6'-O-Galloylpaeoniflorin attenuates cerebral ischemia reperfusion-induced neuroinflammation and oxidative stress via PI3K/Akt/Nrf2 activation ［J］. Oxid Med Cell Longev ， 2018 ， doi： 10.1155/2018/8678267 http://dx.doi.org/10.1155/2018/8678267 .

MA C ， WANG X ， XU T ， et al . Qingkailing injection ameliorates cerebral ischemia-reperfusion injury and modulates the AMPK/NLRP3 inflammasome signalling pathway ［J］. BMC Complement Altern Med ， 2019 ， 19 （ 1 ）： 320 .

HOU S ， ZHAO M M ， SHEN P P ， et al . Neuroprotective effect of salvianolic acids against cerebral ischemia/reperfusion Injury ［J］. Int J Mol Sci ， 2016 ， 17 （ 7 ）： 1190 .

卜一，张硕，钱旭东，等 . 基于PI3K/Akt/mTOR信号通路探讨半枝莲总黄酮对脑缺血再灌注损伤大鼠神经功能和氧化应激损伤的影响［J］. 现代生物医学进展， 2022 ， 22 （ 18 ）： 3440 - 3446 .

DING Y ， DU J ， CUI F ， et al . The protective effect of ligustrazine on rats with cerebral ischemia-reperfusion injury via activating PI3K/Akt pathway ［J］. Hum Exp Toxicol ， 2019 ， 38 （ 10 ）： 1168 - 1177 .

YAN S ， CHEN L ， WEI X ， et al . Tetramethylpyrazine analogue CXC195 ameliorates cerebral ischemia-reperfusion injury by regulating endothelial nitric oxide synthase phosphorylation via PI3K/Akt signaling ［J］. Neurochem Res ， 2015 ， 40 （ 3 ）： 446 - 454 .

HUA H ， ZHANG W ， LI J ， et al . Neuroprotection against cerebral ischemia/reperfusion by dietary phytochemical extracts from Tibetan turnip （ Brassica rapa L.）［J］. J Ethnopharmacol ， 2021 ， doi： 10.1016/j.jep.2020.113410 http://dx.doi.org/10.1016/j.jep.2020.113410 .

孙明烁 . 通心络通过PI3K/Akt通路对大鼠脑缺血再灌注损伤的治疗作用及其机制研究［D］. 长春：吉林大学， 2018 .

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