梁躍霞,曹國(guó)瓊,張文生
(1.北京師范大學(xué)中藥資源保護(hù)與利用北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100088;2.教育部天然藥物工程研究中心,北京 100088;3.北京師范大學(xué)資源學(xué)院,北京 100875)
阿爾茨海默癥炎癥反應(yīng)及中藥干預(yù)研究進(jìn)展
梁躍霞1,2,3,曹國(guó)瓊1,2,3,張文生1,2,3
(1.北京師范大學(xué)中藥資源保護(hù)與利用北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100088;2.教育部天然藥物工程研究中心,北京 100088;3.北京師范大學(xué)資源學(xué)院,北京 100875)
炎癥反應(yīng)貫穿于阿爾茨海默癥病理過程。以Aβ為核心的老年斑周圍聚集著大量激活態(tài)小膠質(zhì)細(xì)胞。Aβ通過小膠質(zhì)細(xì)胞的Aβ受體產(chǎn)生NO、ROS及促炎細(xì)胞因子TNF-α、IL-1β、IL-6等神經(jīng)毒性分子。該文對(duì)小膠質(zhì)細(xì)胞表達(dá)的Aβ受體引起慢性炎癥機(jī)制進(jìn)行綜述,并對(duì)以這些Aβ受體為作用靶點(diǎn)的中藥有效成分做一總結(jié)。
阿爾茨海默癥;炎癥反應(yīng);小膠質(zhì)細(xì)胞;Aβ受體;β淀粉樣蛋白;晚期糖基化終末產(chǎn)物受體
近年來(lái),阿爾茨海默癥(Alzheimer’s disease,AD)已成為與年齡密切相關(guān)的神經(jīng)退行性疾病之一。其主要病理特征是神經(jīng)元外形成的β淀粉樣蛋白(amyloid beta protein,Aβ)聚集而成的老年斑,神經(jīng)元內(nèi)由微管相關(guān)蛋白tau過度磷酸化形成的神經(jīng)纖維纏結(jié)及神經(jīng)元的大量丟失[1]。1982年,荷蘭科學(xué)家Eikelenboom和Stam[2]在AD病人腦中首次發(fā)現(xiàn)Aβ斑塊周圍存在大量與炎癥相關(guān)蛋白,如補(bǔ)體蛋白、免疫球蛋白、急性期反應(yīng)蛋白等,大家開始認(rèn)識(shí)到炎癥反應(yīng)在AD中扮演的重要角色。之后,McGeer等[3]在AD患者老年斑周圍發(fā)現(xiàn)大量激活態(tài)小膠質(zhì)細(xì)胞,這些激活態(tài)小膠質(zhì)細(xì)胞能夠釋放大量前炎癥因子,如白介素1β(interleukin-1β,IL-1β)、白介素6(interleukin-6,IL-6)、腫瘤壞死因子α(tumour necrosis factor α,TNF-α)等,進(jìn)一步佐證炎癥反應(yīng)在AD病理發(fā)展進(jìn)程中的地位,其中小膠質(zhì)細(xì)胞的激活起到重要作用。
中樞神經(jīng)系統(tǒng)由神經(jīng)元及神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞共同組成,而神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞包含小膠質(zhì)細(xì)胞、星形膠質(zhì)細(xì)胞及少突膠質(zhì)細(xì)胞3種類型。其中,小膠質(zhì)細(xì)胞是神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)常駐的免疫細(xì)胞,主管免疫監(jiān)視。作為“疾病損傷感受器”,經(jīng)由免疫監(jiān)視、抗原遞呈,吞噬病原菌和有害物質(zhì),分泌產(chǎn)生免疫效應(yīng)分子,保護(hù)神經(jīng)組織免受侵襲。正常生理狀態(tài)下,處于靜息態(tài),表現(xiàn)為胞體小而圓,突起呈現(xiàn)樹枝狀的“分支型”;病理狀態(tài)下,因受到疾病損傷如Aβ斑塊、凋亡神經(jīng)元碎片、促炎細(xì)胞因子、補(bǔ)體分子、氧自由基(reactive oxygen species,ROS)及興奮性神經(jīng)毒素等刺激,突起逐漸消失,處于活化態(tài),呈“變形蟲型”,具有吞噬功能[4]。
在AD發(fā)病過程中,以Aβ為核心的老年斑周圍聚集著大量激活態(tài)小膠質(zhì)細(xì)胞,這些激活態(tài)小膠質(zhì)細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生如NO、ROS、蛋白酶、黏附分子及促炎細(xì)胞因子TNF-α、IL-1β、IL-6等神經(jīng)毒性分子[5]。在AD患者神經(jīng)退行性病變過程中,這些神經(jīng)毒性分子過表達(dá)逐步加速神經(jīng)系統(tǒng)的退化。10月齡Tg2576轉(zhuǎn)基因鼠海馬和皮層中,在Aβ斑塊周圍的小膠質(zhì)細(xì)胞數(shù)量和體積都明顯增加,與附近區(qū)域相比,Aβ斑塊周圍的小膠質(zhì)細(xì)胞數(shù)量增加了2~5倍[6]。Aβ能夠直接刺激小膠質(zhì)細(xì)胞,致使其細(xì)胞形態(tài)由靜息態(tài)的“分支型”轉(zhuǎn)變?yōu)榛罨瘧B(tài)的“變形蟲型”,并伴隨著細(xì)胞表面模式識(shí)別受體蛋白表達(dá)上調(diào),產(chǎn)生很多炎癥相關(guān)因子和神經(jīng)毒性分子,這些物質(zhì)又誘導(dǎo)產(chǎn)生更多的活化態(tài)小膠質(zhì)細(xì)胞,導(dǎo)致局部神經(jīng)元損傷,并能促進(jìn)Aβ的產(chǎn)生,形成惡性循環(huán)。
研究表明[7],小膠質(zhì)細(xì)胞表達(dá)的一系列模式識(shí)別受體可被Aβ激活。目前,已發(fā)現(xiàn)的小膠質(zhì)細(xì)胞表達(dá)的8種受體響應(yīng)腦內(nèi)Aβ,其中有4種受體與Aβ結(jié)合后激活小膠質(zhì)細(xì)胞,引起下游炎癥信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng),產(chǎn)生神經(jīng)毒性作用,稱其為“壞”受體,分別是晚期糖基化終末產(chǎn)物受體(advanced glycosylation end terminal receptor,RAGE)、Toll樣受體(Toll-like receptors,TLRs)、核苷酸結(jié)合寡聚化區(qū)域樣受體(NOD-like receptor,NLRs)、孕激素膜受體(progesterone receptor membrane component,Sigma2/PGRMC1)[8];另外有2種受體與Aβ結(jié)合后,通過內(nèi)吞作用經(jīng)由溶酶體降解或跨越血腦屏障(blood-brain barrier,BBB)轉(zhuǎn)胞吞作用,將腦內(nèi)的Aβ轉(zhuǎn)運(yùn)出來(lái),從而減少腦內(nèi)Aβ斑塊的沉積,稱為“好”受體,分別是N-甲?;氖荏w(formyl-peptide receptor,FPR1)和補(bǔ)體受體3型(complement receptor type 3,CR3/Mac1);另外的2種受體,因與不同類型的Aβ結(jié)合或因受體本身亞型的不同而導(dǎo)致腦內(nèi)Aβ的減少或引起神經(jīng)毒性效應(yīng),稱其為“雙面”受體,分別為α-7-煙堿型乙酰膽堿受體(α7-nicotinic acetylcholine receptor,α7nAchR)和清道夫受體(scavenger receptors,SRs)。Tab 1中總結(jié)這4種“壞”受體及2種“雙面”受體引起的神經(jīng)毒性效應(yīng)情況。
2.1 RAGE與Aβ RAGE是細(xì)胞表面一種免疫球蛋白超家族受體,由胞外區(qū)、單次跨膜區(qū)和胞內(nèi)區(qū)3部分組成,最早是從牛肺組織中分離出來(lái)的并識(shí)別晚期糖基化產(chǎn)物,也因此而命名為晚期糖基化終末產(chǎn)物受體。很多研究表明[13],可溶性Aβ多肽、Aβ寡聚體都能與RAGE結(jié)合并激活膠質(zhì)細(xì)胞,尤其是小膠質(zhì)細(xì)胞。
Aβ與RAGE結(jié)合后進(jìn)入胞內(nèi),激活NADPH氧化酶、MAPK、Rac等多條信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路[14]。一方面,引起核轉(zhuǎn)錄因子NF-κB和激活蛋白1(activator protein,AP-1)對(duì)靶基因的轉(zhuǎn)錄作用,包括血管細(xì)胞黏附分子1(vascular cell adhesion molecule 1,VCAM-1)、促炎細(xì)胞因子TNF-α、IL-1β、IL-6及RAGE本身,而RAGE又是NF-κB反式激活的目標(biāo)基因之一,使RAGE表達(dá)增加,促進(jìn)Aβ與RAGE結(jié)合,這一炎癥惡性循環(huán)促使AD轉(zhuǎn)變?yōu)槁匝装Y性過程,加劇AD病情;另外一方面,激活NADPH氧化酶加劇活性氧的產(chǎn)生,ROS反過來(lái)又放大Aβ的生成,加劇炎癥反應(yīng)。Ramasamy等[13]通過研究表明,阻止Aβ與RAGE蛋白的結(jié)合能夠減少小膠質(zhì)細(xì)胞的激活,減少前炎癥因子的產(chǎn)生。
2.2 TLRs與Aβ TLRs家族是一類Ⅰ型膜內(nèi)糖蛋白[5],由3個(gè)區(qū)域組成:① 富含Lys的胞外區(qū),用于識(shí)別配體如Aβ、熱休克蛋白、內(nèi)毒素等,由19~25個(gè)“xLxxLxLxx”小肽序列串聯(lián)組成;② 跨膜域;③ 與IL-1受體同源的Toll/IL-1 受體(TIR)域。
目前,在小鼠體內(nèi),TLRs家族共發(fā)現(xiàn)有13種受體TLR1-13,其中在人體內(nèi)TLR11~13這3種受體尚未發(fā)現(xiàn),但TLR10在小鼠體內(nèi)不發(fā)揮作用。TLRs家族可分為表達(dá)于細(xì)胞表面的受體TLR1、2、4~6、11和表達(dá)于胞內(nèi)的受體TLR3、7~9兩大類。在TLRs家族中,主要是表達(dá)于小膠質(zhì)細(xì)胞表面的TLR2,4識(shí)別寡聚化Aβ。Aβ通過小膠質(zhì)細(xì)胞上的TLR4、白細(xì)胞分化抗原(cluster of differentiation antigen,CD14)和髓樣分化蛋白(myeloid differential protein,MD2)激活小膠質(zhì)細(xì)胞,導(dǎo)致信號(hào)依賴性核轉(zhuǎn)錄因子的激活,最終導(dǎo)致下游炎癥效應(yīng)基因的表達(dá)[15-16]。
Tab 1 The “bad” Aβ receptors of microglia
Walter等[17]分離出TLR4自發(fā)功能喪失的基因突變型小鼠的小膠質(zhì)細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng),經(jīng)由寡聚化Aβ刺激后,與對(duì)照鼠相比,炎癥因子TNF-α、IL-1β及NO合成明顯減少,表明TLR4介導(dǎo)Aβ誘導(dǎo)的小膠質(zhì)細(xì)胞的炎癥反應(yīng)。進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)表明,帶有TLR4標(biāo)簽表達(dá)人CD14蛋白的質(zhì)粒和表達(dá)MD2蛋白的質(zhì)粒共轉(zhuǎn)染人胚腎細(xì)胞HEK293,然后給予5、10、20 mg·L-1的寡聚化Aβ刺激,發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)染了三分子受體復(fù)合體TLR4/CD14/MD2的HEK293細(xì)胞,炎癥因子IL-8表達(dá)水平隨著寡聚化Aβ的升高而升高,而只轉(zhuǎn)染帶有TLR4標(biāo)簽表達(dá)人CD14蛋白質(zhì)粒的HEK293細(xì)胞,炎癥因子IL-8表達(dá)水平非常低,并且與寡聚化Aβ的量無(wú)關(guān),這表明Aβ通過小膠質(zhì)細(xì)胞上的TLR4/CD14/MD2復(fù)合物受體激活小膠質(zhì)細(xì)胞,激活下游炎癥信號(hào)通路。
2.3 α7nAchR與Aβ α7nAchR是煙堿型乙酰膽堿受體的一種亞型,屬于配體門控離子通道家族。煙堿型乙酰膽堿受體在人體中共有16種不同的亞型[18],分別是α1~7、α9~10、β1~4、δ、ε、γ,但在中樞神經(jīng)系統(tǒng)表達(dá)最多的亞型只有2種,即α7nAchR和對(duì)煙堿有高度親和力的α4β2異源聚合體。α7nAchR由5個(gè)α7亞基構(gòu)成同源聚合體,每個(gè)亞基含有502個(gè)氨基酸,包括4個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域M1、M2、M3、M4,其中M2段同N端構(gòu)成陽(yáng)離子通道,是調(diào)控Ca2+通透性的主要部分,一個(gè)胞外配體結(jié)合位點(diǎn)和3個(gè)胞外糖基化位點(diǎn)。采用新生SD大鼠的海馬體培養(yǎng)發(fā)現(xiàn),短時(shí)間暴露于100 nmol·L-1的寡聚化Aβ42下,Aβ通過與α7nAchR的相互作用,促進(jìn)Ca2+內(nèi)流,激活PI3K-ERK1/2-CREB;長(zhǎng)期暴露于纖維化Aβ42下,Aβ通過與α7nAchR的相互作用,促進(jìn)Ca2+內(nèi)流,激活PI3K-JNK-CREB,造成學(xué)習(xí)記憶功能損傷[19]。
2.4 SRs與Aβ SRs是一種細(xì)胞表面糖蛋白,因其具有吞噬內(nèi)化受損細(xì)胞、組織、蛋白及細(xì)胞碎片、氧化的膜蛋白A等,能與一系列配體結(jié)合,如低密度脂蛋白、Aβ、多聚次黃嘌呤、多聚鳥嘌呤、磷脂酰絲氨酸、細(xì)菌多糖等,因具有廣泛的配體結(jié)合特性,表現(xiàn)出多種生物學(xué)效應(yīng),因而得名清道夫受體。分為SR-A型(SCARA、MARCO)、SR-B型(SCARB-1,CD36)、SCARC型、CD68型、凝集素樣氧化低密度脂蛋白受體(LOX-1)及SCARF型這6種類型。
其中,SR-A族的巨噬細(xì)胞樣受體(macrophage receptor with collagenous structure,MARCO)及SR-B族的CD36與AD的慢性炎癥密切相關(guān),Brandenburg等[12]采用免疫共沉淀法,在熒光顯微鏡下觀察發(fā)現(xiàn),MARCO與FPR2共定位,MARCO和FPR2復(fù)合物共同調(diào)節(jié)小膠質(zhì)細(xì)胞的炎癥信號(hào)通路轉(zhuǎn)導(dǎo),MARCO既可與可溶性Aβ結(jié)合,也可與纖維化Aβ結(jié)合。
CD36是SR-B族中的一員,研究發(fā)現(xiàn)AD模型鼠SAMP8相比對(duì)照鼠SAMR1,腦內(nèi)CD36表達(dá)水平明顯升高,纖維化Aβ能明顯誘導(dǎo)小膠質(zhì)細(xì)胞CD36 mRNA的產(chǎn)生。進(jìn)一步研究表明,敲除CD36的小鼠,纖維化Aβ誘導(dǎo)產(chǎn)生的炎癥因子水平及Aβ對(duì)小膠質(zhì)細(xì)胞的招募都明顯減少。此外,Aβ與CD36結(jié)合后,通過與其他受體,如整合素相關(guān)蛋白IAP、CD47和α6β整合素形成受體復(fù)合物,驅(qū)動(dòng)下游信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng),導(dǎo)致ROS的產(chǎn)生。這些研究結(jié)果表明,在AD的病理過程中,CD36在AD的慢性炎癥反應(yīng)中發(fā)揮重要作用,一旦與Aβ結(jié)合后,與小膠質(zhì)細(xì)胞上的其他受體形成受體復(fù)合體,共同招募更多的小膠質(zhì)細(xì)胞,在腦內(nèi)產(chǎn)生更多炎癥相關(guān)因子,形成惡性循環(huán)。
2.5 NLRs與Aβ NLRs是胞內(nèi)的一種模式識(shí)別受體系統(tǒng),也是細(xì)胞損傷的感受器,由5種核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域(nucleotide-binding oligomerization domain,NOD)受體、14種NALP(Nacht-LRR-PYD-containing protein)受體構(gòu)成。NALPs激活下游凋亡信號(hào)通路中的ASC,然后ASC激活凋亡相關(guān)蛋白,導(dǎo)致前炎癥因子的成熟如IL-1β和IL-18,并導(dǎo)致神經(jīng)元的凋亡。Halle等[20]用Aβ處理小膠質(zhì)細(xì)胞,預(yù)先采用溶酶體抑制劑,發(fā)現(xiàn)炎癥因子表達(dá)減少,表明Aβ通過溶酶體裂解途徑激活NALP3,NALP3是NLR家族一員,表達(dá)于小膠質(zhì)細(xì)胞,導(dǎo)致炎癥因子的表達(dá),促進(jìn)AD病程。與NALP3類似,NALP1激活A(yù)SC和凋亡蛋白caspase-1,導(dǎo)致IL-1β和IL-18的產(chǎn)生,加劇炎癥反應(yīng)。
3.1 作用于RAGE的中藥有效成分 以RAGE為靶點(diǎn)緩解AD慢性炎癥反應(yīng)的中藥有效成分有環(huán)烯醚萜苷類、皂苷類、生物堿類、黃酮類、多酚類化合物。
梔子苷能阻止AD轉(zhuǎn)基因模型鼠APP/PS1腦中Aβ與RAGE蛋白的結(jié)合,從而抑制ERK1/2-MAPK-NF-κB炎癥通路,減少前炎癥因子IL-1β、TNF-α在APP/PS1鼠海馬體中的水平[21-22]。
張佳等[23]在研究紅景天苷對(duì)海馬內(nèi)注射Aβ1-40所致AD模型大鼠的治療作用及機(jī)制探討時(shí)發(fā)現(xiàn),紅景天苷抑制海馬體的RAGE蛋白表達(dá),從而影響NF-κB信號(hào)通路,抑制海馬體中誘導(dǎo)性一氧化氮合酶(induced-nitric oxide synthase,iNOS)的生成,通過抗炎作用達(dá)到緩解AD模型鼠的空間認(rèn)知能力,起到對(duì)神經(jīng)組織的保護(hù)作用。
苦參堿通過阻止APP/PS1鼠腦內(nèi)Aβ與RAGE蛋白的結(jié)合,減少海馬體前炎癥因子TNF-α、IL-1β水平和Aβ斑塊沉積,從而減少Aβ斑塊帶來(lái)的毒性效應(yīng)[24]。此外,在研究川芎嗪對(duì)SD大鼠雙側(cè)海馬注射Aβ25-35所致AD模型的神經(jīng)保護(hù)作用時(shí)發(fā)現(xiàn),川芎嗪通過抑制RAGE-ERK1/2-p38-NF-κB信號(hào)通路,有效阻止Aβ25-35造成的炎癥性損傷,減少海馬體TNF-α、IL-1β、IL-6水平,降低Aβ毒性效應(yīng)[25]。
大豆異黃酮通過阻止Aβ25-35誘導(dǎo)以RAGE介導(dǎo)的SD大鼠癡呆模型的炎癥信號(hào)通路,減弱炎癥效應(yīng)及Aβ毒性損傷,抵抗神經(jīng)元凋亡[26]。
Zhao等[27]發(fā)現(xiàn),白藜蘆醇通過減少D-半乳糖致癡呆模型鼠海馬中RAGE水平,影響炎癥相關(guān)核轉(zhuǎn)錄因子NF-κB的表達(dá),保護(hù)AD模型鼠血腦屏障的完整性。
3.2 作用于TLRs的中藥有效成分 以TLRs為靶點(diǎn)緩解AD慢性炎癥反應(yīng)的中藥有效成分有萜類、黃酮類、生物堿類、香豆素類。
人參皂苷Rg1是人參屬三七、人參的主要有效成分,屬于四環(huán)三萜類衍生物,通過阻止TLR3和TLR4的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑,減少Aβ25-35誘導(dǎo)AD模型細(xì)胞NG108-15的炎癥因子,如TNF-α、IFN-β、iNOS的產(chǎn)生,從而減少Aβ25-35對(duì)小膠質(zhì)細(xì)胞NG108-15的激活[28]。雷公藤紅素是傳統(tǒng)抗炎中藥雷公藤根部分離出來(lái)的三萜類活性成分,通過阻止脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)與TLR4/MD2復(fù)合體結(jié)合,降低TLR4活性,減少前炎癥因子含量[29],雷公藤紅素通過抑制TLR4/NF-κB信號(hào)通路,降低Aβ1-42導(dǎo)致的SH-SY5Y細(xì)胞中tau蛋白過度磷酸化水平。
大豆異黃酮通過減少血清中TNF-α、IL-1β水平及海馬中TLR4、NF-κB的mRNA和蛋白水平,減輕Wistar大鼠側(cè)腦室注射Aβ1-42誘導(dǎo)的AD模型鼠的空間學(xué)習(xí)記憶能力損傷。與此相同,染料木黃酮是大豆異黃酮中含量最高的活性成分,通過抑制TLR4/NF-κB信號(hào)通路,緩解Aβ25-35導(dǎo)致的SD大鼠神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞的炎癥損傷[30]。
吳茱萸堿來(lái)源于蕓香科植物吳茱萸成熟的果實(shí),通過抑制HMGB1/TLR4/NF-κB信號(hào)通路,減少Aβ1-42導(dǎo)致的SD大鼠神經(jīng)炎癥損傷,起到對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的保護(hù)作用。
蛇床子素是一種香豆素類化合物,在一定程度上,下調(diào)TLR4、腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子6(tumor necrosis factor-associated factor 6,TRAF6)和NF-κB的表達(dá),TRAF6是TLR4受體下游一種重要的接頭蛋白,可促使NF-κB核轉(zhuǎn)位,從而誘導(dǎo)炎癥因子的大量釋放,導(dǎo)致神經(jīng)元損傷。蛇床子素能抑制AD模型鼠小膠質(zhì)細(xì)胞的活化,從而減輕Aβ1-42造成的神經(jīng)炎癥損傷[31]。
3.3 作用于α7nAchR的中藥有效成分 以α7nAchR為靶點(diǎn)緩解AD慢性炎癥反應(yīng)的中藥有效成分主要是皂苷類成分。
遠(yuǎn)志總皂苷為傳統(tǒng)益智強(qiáng)記中藥遠(yuǎn)志的粗提物。研究表明,D-半乳糖聯(lián)合IBO致AD模型Wistar大鼠給予遠(yuǎn)志總皂苷2種劑量(12.5、37.5 g·L-1)時(shí),能明顯縮短逃避潛伏期、增加跨越原平臺(tái)次數(shù)、延長(zhǎng)原平臺(tái)停留時(shí)間,能明顯提高海馬區(qū)α7nAchR表達(dá)水平,并呈現(xiàn)劑量依賴性[32]。
齊曉嵐等[33]研究表明,10 μmol·L-1的Aβ25-35誘導(dǎo)的SH-SY5Y細(xì)胞內(nèi),α7nAchR及α3nAchR蛋白表達(dá)水平降低,采用0.1 mg·L-1的肉蓯蓉水提物預(yù)處理細(xì)胞24 h后,能明顯提高α7nAchR及α3nAchR蛋白表達(dá)水平,減少過氧化物丙二醛(MDA)的產(chǎn)生。
黃精水提物對(duì)皮下注射D-半乳糖聯(lián)合雙側(cè)海馬注射Aβ25-35誘導(dǎo)AD模型鼠的空間學(xué)習(xí)記憶能力有明顯改善作用,免疫組化結(jié)果表明,黃精水提物給藥后,AD模型鼠前額葉皮層和海馬區(qū)內(nèi)α7nAchR表達(dá)水平明顯上調(diào),提示黃精水提物可能通過調(diào)節(jié)α7nAchR而減少Aβ25-35造成的神經(jīng)損傷[34]。
3.4 作用于SR的中藥有效成分 目前,以SR為靶點(diǎn)緩解AD慢性炎癥反應(yīng)的中藥有效成分還鮮有報(bào)道,主要是用于動(dòng)脈粥樣硬化疾病的治療,包括生物堿類、多酚類、皂苷類和萜類。
研究表明[35],黃連素、荷葉生物堿、防己堿等生物堿類物質(zhì)能通過減少清道夫受體SR-B1、CD36、SR-A的表達(dá)水平,達(dá)到抗動(dòng)脈粥樣硬化的作用。丹參多酚也可減少ox-LDL誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞SR-A的產(chǎn)生。靈仙新苷對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化模型大鼠具有調(diào)節(jié)血脂及抑制VCAM-1、CD36表達(dá)的作用,對(duì)于抑制早期動(dòng)脈斑塊的形成具有重要意義。丹參酮能夠阻止ox-LDL誘導(dǎo)爪蟾卵母細(xì)胞中SR-A的產(chǎn)生。
3.5 作用于NLRs的中藥有效成分 NLRs蛋白激活后,導(dǎo)致NF-κB/MAPK或半胱氨酸天冬氨酸酶的激活,從而介導(dǎo)炎癥反應(yīng)的發(fā)生發(fā)展,是人體先天性免疫的重要模式識(shí)別受體之一,也是中樞神經(jīng)系統(tǒng)中小膠質(zhì)細(xì)胞響應(yīng)Aβ斑塊的受體之一,尤其以NLRP3的研究報(bào)道居多。
目前,以NLRs為治療靶點(diǎn)的中藥有效成分研究在AD病理模型小鼠上尚未得到驗(yàn)證,但在其他疾病模型上表現(xiàn)出較好的療效,如丹參酚酸B能明顯降低右旋糖酐誘導(dǎo)的急性結(jié)腸炎小鼠模型的炎癥反應(yīng),主要是通過抑制NLRP3-ASC-caspase-1路徑的激活來(lái)發(fā)揮抗炎作用;千金藤素能抑制局灶性腦缺血小鼠中NLRP3及IL-1β的產(chǎn)生,下調(diào)phospho-p38/JNK和NF-κB的蛋白表達(dá),發(fā)揮抗炎作用,從而減輕局灶性缺血腦組織的炎癥反應(yīng),起到對(duì)腦的保護(hù)作用;丹皮酚能抑制LPS誘導(dǎo)大鼠原代小膠質(zhì)細(xì)胞NLRP3炎癥小體的激活,減少細(xì)胞上清中IL-1β含量,下調(diào)細(xì)胞中NLRP3、ASC及caspase-1蛋白表達(dá)水平[36]。為未來(lái)尋找以NLRs為治療靶點(diǎn)的中藥有效成分用于AD抗炎治療提供了必要的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
AD嚴(yán)重威脅著人類的身心健康,給患者家屬及社會(huì)帶來(lái)沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。慢性炎癥反應(yīng)是AD發(fā)生發(fā)展的重要病理過程,其中小膠質(zhì)細(xì)胞及其Aβ受體發(fā)揮著重要作用。越來(lái)越多的中藥及其有效成分以小膠質(zhì)細(xì)胞Aβ受體為靶點(diǎn),通過抑制小膠質(zhì)細(xì)胞的激活及其下游炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng),發(fā)揮抗炎和神經(jīng)細(xì)胞的保護(hù)作用。這些研究為開發(fā)AD治療藥物奠定了基礎(chǔ)。RAGE是炎癥反應(yīng)發(fā)生的重要靶點(diǎn)之一,通過阻止Aβ與RAGE的結(jié)合或減少腦中RAGE的表達(dá),減少Aβ帶來(lái)的炎癥性損傷,目前除RAGE抗體、FPS-ZM1及PF04494700等小分子RAGE抑制劑外[37],中藥有效成分梔子苷及苦參堿等具有阻止RAGE與Aβ結(jié)合的作用,紅景天苷及白藜蘆醇能夠減少RAGE蛋白表達(dá),從而阻斷Aβ引起的下游炎癥信號(hào)級(jí)聯(lián)放大反應(yīng),通過抗炎減少Aβ毒性。因此,以小膠質(zhì)細(xì)胞Aβ受體為靶點(diǎn),從中藥有效成分中篩選治療AD的創(chuàng)新藥物,將是一個(gè)重要的研究方向。目前,中藥何首烏主要有效成分二苯乙烯苷,商品名為泰思膠囊,已于2007年獲得國(guó)家藥監(jiān)局臨床研究批件,正在進(jìn)行AD的二期臨床研究[38]。
另外,Aβ可與神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞或神經(jīng)元上多個(gè)靶點(diǎn)結(jié)合,引起多條信號(hào)通路的級(jí)聯(lián)反應(yīng)。根據(jù)中藥多成分、多靶點(diǎn)的特點(diǎn),將作用于不同靶點(diǎn)的中藥有效成分有機(jī)組合,發(fā)揮協(xié)同作用,是治療AD這種復(fù)雜、難治、進(jìn)行性疾病的另一種選擇。這一治療方式也充分體現(xiàn)了中藥復(fù)方配伍的思想。
[1] Duyckaerts C, Delatour B, Potier M C. Classification and basic pathology of Alzheimer disease[J].ActaNeuropathol,2009,118(1): 5-36.
[2] Eikelenboom P,Stam F C. Immunoglobulins and complement factors in senile plaques. An immunoperoxidase study[J].ActaNeuropathol, 1982, 57(2-3):239-42.
[3] McGeer P L, Itagaki S, Tago H, et al. Reactive microglia in patients with senile dementia of the Alzheimer type are positive for the histocompatibility glycoprotein HLA-DR[J].NeurosciLett, 1987,79(1-2): 195-200.
[4] Brites D, Fernandes A. Neuroinflammation and depression: microglia activation, extracellular microvesicles and microRNA dysregulation[J].FrontCellNeurosci,2015,9:476.
[5] Trotta T, Porro C, Calvello R, et al. Biological role of Toll-like receptor-4 in the brain[J].JNeuroimmunol, 2014, 268(1-2): 1-12.
[6] Frautschy S A, Yang F, Irrizarry M, et al. Microglial response to amyloid plaques in APPsw transgenic mice[J].AmJPathol, 1998, 152(1): 307-17.
[7] Jarosz-Griffiths H H, Noble E, Rushworth J V, et al. Amyloid-β receptors: the good, the bad, and the prion protein[J].JBiolChem,2016,291(7): 3174-83.
[8] Izzo N J, Xu J, Zeng C,et al.Alzheimer′s therapeutics targeting amyloid beta 1-42 oligomers II: Sigma-2/PGRMC1 receptors mediate Abeta 42 oligomer binding and synaptotoxicity[J].PLoSOne, 2014, 9(11):e111899.
[9] Origlia N, Bonadonna C, Rosellini A, et al. Microglial receptor for advanced glycation end product-dependent signal pathway drives beta-amyloid-induced synaptic depression and long-term depression impairment in entorhinal cortex[J].JNeurosci,2010, 30(34): 11414-25.
[10]Liu S, Liu Y, Hao W, et al. TLR2 is a primary receptor for Alzheimer′s amyloid β peptide to trigger neuroinflammatory activation[J].JImmunol, 2012, 188(3): 1098-107.
[11]Parri H R, Hernandez C M, Dineley K T. Research update: alpha7 nicotinic acetylcholine receptor mechanisms in Alzheimer′s disease[J].BiochemPharmacol, 2011, 82(8): 931-42.
[12]Brandenburg L O, Konrad M, Wruck C J, et al. Functional and physical interactions between formyl-peptide-receptors and scavenger receptor MARCO and their involvement in amyloid beta 1-42-induced signal transduction in glial cells[J].JNeurochem, 2010, 113(3): 749-60.
[13]Ramasamy R,Yan S F, Schmidt A M. RAGE:therapeutic target and biomarker of the inflammatory response-the evidence mounts[J].JLeukocBiol, 2009,86(3):505-12.
[14]呂 翠,劉洪娟,劉曉麗,等.晚期糖基化終末產(chǎn)物受體及其抑制劑的研究進(jìn)展[J]. 中國(guó)藥理學(xué)通報(bào), 2013, 29(4): 452-6.
[14]Lyu C, Liu H J, Liu X L, et al. The research progress on RAGE and RAGE inhibitor[J].ChinPharmacolBull,2013, 29(4): 452-6.
[15]Richard K L, Filali M, Prefontaine P, et al. Toll-like receptor 2 acts as a natural innate immune receptor to clear amyloid beta 1-42 and delay the cognitive decline in a mouse model of Alzheimer′s disease[J].JNeurosci, 2008,28(22): 5784-93.
[16]Minoretti P, Gazzaruso C, Vito C D, et al. Effect of the functional toll-like receptor 4 Asp299Gly polymorphism on susceptibility to late-onset Alzheimer′s disease[J].NeurosciLett, 2006,391(3): 147-9.
[17]Walter S, Letiembre M, Liu Y, et al. Role of the toll-like receptor 4 in neuroinflammation in Alzheimer′s disease[J].CellPhysiolBiochem, 2007,20(6): 947-56.
[18]錢亦華.α7煙堿型乙酰膽堿受體在阿爾茨海默病中的作用[J].國(guó)外醫(yī)學(xué)(醫(yī)學(xué)地理分冊(cè)), 2014,35(3):179-83.
[18]Qian Y H. Effect of alpha 7 nicotinic acetylcholine receptors in Alzheimer′s disease[J].ForeignMedSci, 2014,35(3):179-83.
[19]Inestrosa N C,Godoy J A, Vargas J Y, et al. Nicotine prevents synaptic impairment induced by amyloid-β oligomers through α7-nicotinic acetylcholine receptor activation[J].NeuromolecularMed, 2013, 15(3): 549-69.
[20]Halle A, Hornung V, Petzold G C, et al. The NALP3 inflammasome is involved in the innate immune response to amyloid-beta[J].NatImmunol, 2008, 9(8): 857-65.
[21]Lv C, Liu X, Liu H, et al. Geniposide attenuates mitochondrial dysfunction and memory deficits in APP/PS1 transgenic mice[J].CurrAlzheimerRes, 2014,11(6): 580-7.
[22]Lv C, Wang L, Liu X, et al. Geniposide attenuates oligomeric Aβ(1-42)-induced inflammatory response by targeting RAGE-dependent signaling in BV2 cells[J].CurrAlzheimerRes, 2014, 11(5): 430-40.
[23]張 佳,宋立剛,孔衛(wèi)娜,等.紅景天苷對(duì)Aβ-(1~40)所致阿爾茨海默病模型大鼠認(rèn)知功能改善作用及機(jī)制探討[J].中國(guó)中藥雜志, 2012, 37(14): 2122-6.
[23]Zhang J, Song L G, Kong W N, et al. Study on effect and mechanism of salidroside on cognitive ability of Aβ1-40-induced Alzheimer′s disease model rats[J].ChinJClinMaterMed, 2012, 37(14): 2122-6.
[24]Cui L,Cai Y, Cheng W, et al. A novel, multi-target natural drug candidate, matrine, improves cognitive deficits in Alzheimer′s disease transgenic mice by inhibiting Aβ aggregation and blocking the RAGE/Aβ axis[J].MolNeurobiol, 2016,DOI 10.1007/s12035-016-9783-8.
[25]劉長(zhǎng)安,朱 潔,蔡 標(biāo),等.川芎嗪通過抑制RAGE-ERK1/2-p38-NF-κB信號(hào)通路及活性氧生成改善阿爾茨海默病大鼠腦組織炎性[J]. 中國(guó)藥學(xué)雜志, 2014,49(13): 1126-32.
[25]Liu C A, Zhu J, Cai B, et al. Tetramethylpylpyrazine protect rats against the inflammation and Aβ25-35induced ROS by targeting the RAGE-ERK1/2-p38-NF-κB pathway[J].ChinPharmJ,2014,49(13): 1126-32.
[26]劉長(zhǎng)安,汪遠(yuǎn)金,那 莎,等.大豆異黃酮對(duì)阿爾茨海默病大鼠海馬RAGE介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的影響[J]. 中國(guó)中西醫(yī)結(jié)合雜志, 2012,32(6): 797-800.
[26]Liu C A, Wang Y J, Na S, et al. Effect of soybeen isoflavones on RAGE mediated signal transduction in the hippocampus of rats with Alzheimer′s disease[J].ChinJIntegrTraditWestMed, 2012,32(6): 797-800.
[27]Zhao H F, Li N, Wang Q, et al. Resveratrol decreases the insoluble Aβ1-42level in hippocampus and protects the integrity of the blood-brain barrier in AD rats[J].Neuroscience, 2015,310: 641-9.
[28]Zhao B S, Liu Y, Gao X Y, et al. Effects of ginsenoside Rg1 on the expression of toll-like receptor 3,4 and their signalling transduction factors in the NG108-15 murine neuroglial cell line[J].Molecules, 2014,19(10):16925-36.
[29]Lee J Y, Lee B H, Kim N D,et al. Celastrol blocks binding of lipopolysaccharides to a Toll-like receptor4/myeloid differentiation factor 2 complex in a thiol-dependent manner[J].JEthnopharmacol, 2015,172: 254-60.
[30]況榮華,周 林,傅穎珺.中藥以LPS-TLR4為作用靶點(diǎn)的抗炎機(jī)制的研究進(jìn)展[J]. 南昌大學(xué)學(xué)報(bào),2011,51(10):89-92.
[30]Kuang R H, Zhou L, Fu Y J.The research progress on the anti-inflammation mechanism of traditional Chinese medicine with the target of LPS-TLR4[J].JSouthMedUniv, 2011, 51(10):89-92.
[31]鄭為娜. 蛇床子素對(duì)阿爾茨海默病模型大鼠認(rèn)知障礙的神經(jīng)保護(hù)作用及其機(jī)制研究[D]. 石家莊:河北醫(yī)科大學(xué),2015.
[31]Zheng W N. Effect and mechanism of osthole on cognitive dysfunction in the rat model of Alzheimer′s disease[D]. Shijiazhuang:Hebei Med Univ,2015.
[32]趙大鵬,李曉峰,陳樹沙,等.遠(yuǎn)志總皂苷對(duì)AD模型大鼠學(xué)習(xí)記憶及海馬α7nAChR亞基的影響[J]. 中國(guó)神經(jīng)免疫學(xué)和神經(jīng)病學(xué)雜志, 2012, 19(5): 349-53.
[32]Zhao D P, Li X F, Chen S F, et al. Effect of tenuigenin on learning, memory and expression of nicotinic acetylcholine receptor subunit alpha-7 in hippocampus in Alzheimer′s disease rats[J].ChinJNeuroimmunolNeurol, 2012, 19(5): 349-53.
[33]齊曉嵐,顧 然,郝曉燕,等.肉蓯蓉對(duì)抗β-淀粉樣肽神經(jīng)細(xì)胞的毒性作用研究[J]. 中國(guó)醫(yī)院藥學(xué)雜志, 2008, 28(6): 440-2.
[33]Qi X L, Gu R, Hao X Y, et al. Protective effects of herb Cistanches against the neurotoxicity of Amyloid peptide in SH-SY5Y cells[J].ChinHospDrugJ, 2008, 28(6): 440-2.
[34]未小明,王愛梅,羅朝輝,等.黃精對(duì)AD模型大鼠空間學(xué)習(xí)記憶及α7nAChR表達(dá)的影響[J]. 神經(jīng)解剖學(xué)雜志,2016, 32(3): 391-6.
[34]Wei X M, Wang A M, Luo C H, et al. Effect of polygonatum sibiricum on spatial learning and memory and the expression of α7 nAChR in AD model rats[J].ChinJNeuroanat, 2016, 32(3): 391-6.
[35]白 莉,鈕曉淑,方偉蓉,等.靈仙新苷對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化大鼠血脂的調(diào)節(jié)和CD36、VCAM-1表達(dá)的影響[J]. 中藥藥理與臨床, 2014, 30(4): 16-9.
[35]Bai L, Niu X S, Fang W R, et al. Effect of clematichinenoside AR on lipid metabolism and expression of CD36, VCAM-1 of atherosclerosis in rats[J].PharmacolClinChinMaterMed, 2014, 30(4): 16-9.
[36]王 偉,戴 敏,徐忠東. 丹皮酚對(duì)脂多糖/三磷酸腺苷誘導(dǎo)的小膠質(zhì)細(xì)胞NLRP3炎癥小體激活的影響[J]. 中國(guó)藥理學(xué)通報(bào), 2014,30(5): 652-6.
[36]Wang W, Dai M, Xu Z D. Effect of paeonol on lipopoylysaccharide/ adenosine 5′-triphosphate induced NLRP3 inflammasome activation in primary rat microglia[J].ChinPharmacolBull,2014, 30(5): 652-6.
[37]張海靜,趙春暉,張文生. β淀粉樣蛋白跨越血腦屏障轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制研究進(jìn)展[J].中國(guó)藥理學(xué)通報(bào), 2016, 32(10): 1348-52.
[37]Zhang H J, Zhao C H, Zhang W S. Research progress on transport mechanism of amyloid beta-peptides across blood-brain barrier[J].ChinPharmacolBull,2016, 32(10): 1348-52.
[38]李 林,張 蘭. 中藥治療阿爾茨海默病的作用特點(diǎn)[J].生物化學(xué)與生物物理進(jìn)展, 2012,39(8):816-28.
[38]Li L, Zhang L.Action characteristics of traditional Chinese medicine in treatment of Alzheimer′s disease[J].ProgBiochemBiophys, 2012,39(8):816-28.
Research progress on inflammation of Alzheimer′s disease and intervention of traditional Chinese medicine
LIANG Yue-xia1,2,3,CAO Guo-qiong1,2,3,ZHANG Wen-sheng1,2,3
(1.BeijingAreaMajorLaboratoryofProtectionandUtilizationofTraditionalChineseMedicine,BeijingNormalUniversity,Beijing100088,China;2.EngineeringResearchCenterofNaturalMedicine,MinistryofEducation,BeijingNormalUniversity,Beijing100088,China;3.CollegeofResourcesScienceTechnology,BeijingNormalUniversity,Beijing100875,China)
Inflammation plays an important role in the Alzheimer′s disease, with a large number of activated microglia gathered around the core of amyloid beta (Aβ) plaque. The interaction of Aβ with Aβ receptors of microglia can directly stimulate the microglia to produce neurotoxic molecules, such as NO, ROS, pro-inflammatory cytokines TNF-α, IL-6, IL-1β,which induces chronic inflammation in the brain.The mechanism of chronic inflammation resulted from microglia Aβ receptors in the brain is overviewed, and traditional Chinese medicine ingredients which target these Aβ receptors to defend inflammation in the central nervous system is summarized.
Alzheimer′s disease;inflammatory response;microglia;receptors for Aβ;amyloid beta-peptides;advanced glycosylation end terminal receptor
2017-02-16,
2017-03-17
國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(No 81274118);國(guó)家科技部“重大新藥創(chuàng)制”科技重大專項(xiàng)資助項(xiàng)目(No 2012ZX09103-201);中央高?;究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)項(xiàng)目(No 2015KJJCA05)
梁躍霞(1992-),女,碩士生,研究方向:神經(jīng)退行性疾病分子機(jī)制及神經(jīng)藥理學(xué),Tel: 010-62200669, E-mail:luckyyue921015@163.com; 張文生(1966-),男,博士,教授,博士生導(dǎo)師,研究方向:神經(jīng)退行性疾病分子機(jī)制及神經(jīng)藥理學(xué),通訊作者,Tel: 010-62200669, E-mail:zws@bnu.edu.cn
時(shí)間:2017-4-24 11:19
http://kns.cnki.net/kcms/detail/34.1086.R.20170424.1119.004.html
10.3969/j.issn.1001-1978.2017.05.002
A
1001-1978(2017)05-0597-06
R-05;R329.24;R364.5;R392.11;R392.12;R745.705.31;R977.6