中藥單體及其有效成分干預阿爾茨海默病的機制研究進展

張運輝，楊夢琳，伍大華

(1.重慶三峽醫(yī)藥高等專科學校中醫(yī)學院，重慶 404120；2.湖南中醫(yī)藥大學中醫(yī)基礎(chǔ)學院，湖南 長沙 410208；3.湖南中醫(yī)藥大學中西結(jié)合醫(yī)院,湖南 長沙 410006)

阿爾茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)即老年性癡呆癥類型之一，具有致殘率高、死亡率高的特點，是一種以進行性癡呆為主的中樞神經(jīng)系統(tǒng)的退行性疾病，其特征性病理變化為大腦皮層萎縮，伴有淀粉樣β蛋白(Aβ)聚集所致的老年斑、Tau蛋白異常磷酸化所引起的神經(jīng)元纖維纏結(jié)、記憶性神經(jīng)元廣泛凋亡及變性、突觸的大量丟失。進入21世紀以來，隨著我國人口的老齡化進程加快，AD的發(fā)病率呈逐年上升態(tài)勢。近年來，國內(nèi)外學者對AD發(fā)病機制的研究取得了突破性的進展，目前認為占主導的主要是膽堿能系統(tǒng)學說、β-淀粉樣級聯(lián)學說、Tau蛋白過度磷酸化學說、氧化應激反應及自由基學說、炎癥反應學說、神經(jīng)細胞凋亡學說及突觸可塑性損傷學說等。目前，西醫(yī)治療AD尚無法完全治愈，而中藥單體及其有效成分從中醫(yī)整體觀念出發(fā)，對于復雜疾病的形成和發(fā)展進程可以進行多靶點、多環(huán)節(jié)、多途徑的調(diào)控，這種作用優(yōu)勢非常切合AD發(fā)病的多因素和復雜病理生理機制。中藥單體及其有效成分經(jīng)過長期的實驗研究和臨床實踐，其治療效果已得到人們充分的肯定，并且具有安全性高和副作用少的優(yōu)勢，因此其對AD的干預機制也愈加受到關(guān)注與重視。中藥的成分及作用機制較復雜，研究相對欠缺，而中藥單體的成分較單一而具體，其研究較多而深入。近年來，越來越多的學者致力于中藥單體及其有效成分干預AD發(fā)病機制的研究，其機制主要通過改善膽堿能系統(tǒng)學說、抑制β-淀粉樣蛋白聚集及Tau蛋白過度磷酸化、抑制氧化應激反應及清除自由基、拮抗炎癥反應、抑制神經(jīng)元凋亡和改善突觸可塑性損傷等方面，以保護神經(jīng)元，能有效地延緩和抑制AD的發(fā)生發(fā)展，從而起到了極大地防治AD的作用。本文現(xiàn)將近5年中藥單體及其有效成分干預AD發(fā)病機制的研究進展做一綜述。

1 抑制AD的β淀粉樣蛋白聚集和Tau蛋白的異常磷酸化

大量研究證實，以淀粉樣β蛋白(Aβ)沉積所形成的神經(jīng)元斑塊(SP)和高度磷酸化Tau蛋白聚集所導致的神經(jīng)元纖維纏結(jié)(NFT)嚴重妨礙了大腦的學習記憶功能，是AD的主要病理特征，而且Aβ異常聚集和Tau蛋白過度磷酸化都會導致神經(jīng)元廣泛的丟失，最終導致學習記憶力喪失。因此，拮抗淀粉樣β蛋白(Aβ)聚集和Tau蛋白過度磷酸化是干預AD發(fā)病的主要措施之一。

梅崢嶸等[1]研究發(fā)現(xiàn)，葛根素提取物通過抑制β-分泌酶蛋白的表達，拮抗β-分泌酶的活力減少Aβ的生成，從而對AD細胞模型起到保護作用。楊曉穎等[2]實驗發(fā)現(xiàn)，何首烏提取物二苯乙烯苷可能通過下調(diào)APP、PS1基因的表達，從而對APP/PS1雙轉(zhuǎn)基因小鼠起到保護作用。吳燕春等[3]實驗證實，絞股藍正丁醇能通過拮抗快速老化SAMP8小鼠APP蛋白的生成，下調(diào)Aβ蛋白的表達，從而起到防治AD的作用。楊翠翠等[4]實驗發(fā)現(xiàn)，山茱萸環(huán)烯醚萜苷能通過拮抗岡田酸擬AD細胞模型Scr在Tyr416位點的磷酸化降低其抑制PP2Ac磷酸化，從而恢復PP2A活力，促進Tau蛋白的去磷酸化，最終抑制Tau蛋白高度磷酸化，提示山茱萸環(huán)烯醚萜苷可能有利于治療AD。謝文執(zhí)等[5]研究證實，頭頂一顆珠水煎液能提高岡田酸誘導AD模型大鼠腦海馬PP2A活性，下調(diào)Tau蛋白磷酸化水平，從而改善AD模型大鼠學習記憶能力。

2 改善AD膽堿系統(tǒng)

大量的研究表明，在AD的發(fā)生和發(fā)展過程中，膽堿能神經(jīng)細胞的丟失被認為是引起癡呆的重要因素之一。AD患者腦內(nèi)膽堿能神經(jīng)細胞損害嚴重，同時腦組織中膽堿乙酰轉(zhuǎn)移酶(ChAT)活性明顯減低，但是乙酰膽堿酯酶(AchE)活性卻顯著增強，因此乙酰膽堿含量明顯下調(diào)，最終導致以學習記憶衰退和認知功能障礙為主的臨床表現(xiàn)，從而產(chǎn)生癡呆癥狀。所以改善膽堿能神經(jīng)系統(tǒng)功能成為干預AD發(fā)病的重要方法之一。

帕麗達·阿不力孜等[6]實驗顯示，阿里紅提取物乙酸乙酯部位能降低Aβ誘導的AD模型大鼠AchE活性，從而改善AD模型大鼠的學習記憶能力。張忠立等[7]研究發(fā)現(xiàn)，延齡草提取物能降低H/MAD模型大鼠的AchE含量，從而增強H/MAD模型大鼠的學習記憶能力。楊久山等[8]實驗發(fā)現(xiàn)，連翹酯苷能抑制東莨膽堿致AD模型小鼠大腦皮層AchE活性，從而提高AD模型小鼠的學習記憶功能。王海波等[9]實驗證明，鉤藤生物堿部位能提高D-半乳糖模型大鼠血清ChAT水平，降低AchE活性，從而改善AD大鼠的學習記憶能力。王虎平等[10]實驗發(fā)現(xiàn)，當歸多糖能上調(diào)AD模型大鼠血清ChAT水平，下調(diào)AchE活性，從而提高AD大鼠的學習記憶能力。荊治華等[11]研究發(fā)現(xiàn)，銀杏葉提取物能增強T2DM伴AD模型大鼠腦內(nèi)ChAT水平，抑制AchE活性，從而改善AD大鼠的空間記憶能力。

3 拮抗氧化反應及清除自由基

大量研究證實，氧化應激損害是AD病理產(chǎn)生的早期特征。大腦退化過程中，神經(jīng)元細胞膜上不飽和脂肪酸不斷被氧化，產(chǎn)生大量自由基，生成過氧化脂質(zhì)(LPO),毒性最突出的是代謝產(chǎn)物中丙二醛(MDA)，妨礙神經(jīng)元的正常代謝和正常功能。而機體存在自由基清除系統(tǒng)，最重要的是超氧化物歧化酶(SOD)與谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)、過氧化氫酶(CAT)等抗氧化系統(tǒng)。因此抑制氧化應激反應及清除自由基成為干預AD發(fā)病的重要措施之一。

吳燕春等[12]實驗發(fā)現(xiàn)，絞股藍正丁醇提取物能促進AD模型小鼠SOD、GSH-Px產(chǎn)生，拮抗MDA的生成，從而提高AD小鼠學習記憶能力。汪婷婷等[13]研究證實，染料木素能提高D-半乳糖聯(lián)合Aβ25-35雙側(cè)海馬注射誘導AD模型大鼠血清SOD活性和GSH-Px含量，減低血清MDA含量，從而增強AD模型大鼠學習記憶能力。陳寧園[14]研究發(fā)現(xiàn)，火麻仁提取液能提高D-半乳糖模型大鼠腦組織SOD活性，降低MDA含量，從而改善AD模型大鼠學習記憶障礙。潘艷芳等[15]實驗證實，大黃酚能拮抗Aβ1-42誘導AD模型大鼠MDA含量，提高SOD活力和GSH-Px含量，從而提高AD模型大鼠學習記憶能力。 馮超等[16]研究發(fā)現(xiàn)，天麻素能提高Aβ1-42誘導AD模型大鼠SOD、GSH-Px活性，下調(diào)MDA的含量，從而使AD模型大鼠發(fā)揮抗氧化作用。

4 抑制AD神經(jīng)元凋亡

多項研究證實，神經(jīng)元的廣泛丟失是AD的主要病變特征之一，從而導致AD患者的學習記憶障礙。AD的細胞凋亡機理與Aβ高度聚集、下調(diào)拮抗凋亡蛋白Bcl-2蛋白表達、激活促神經(jīng)元凋亡蛋白Bax過表達、氧化應激反應、半胱天冬酶(Caspase)激活、細胞周期中諸多因素調(diào)控異常及能量代謝失常密切相關(guān)。因此，拮抗神經(jīng)元凋亡成為干預AD發(fā)病的重要內(nèi)容之一。

王瑞婷等[17]研究發(fā)現(xiàn)，黃芩莖葉總黃酮通過上調(diào)Bcl-2的表達，下調(diào)Bax的表達，從而抑制Aβ25-35誘導AD模型大鼠海馬神經(jīng)元凋亡。張玥等[18]研究證實，靈芝三萜類化合物能抑制AD模型大鼠海馬凋亡陽性細胞減少，從而減少AD大鼠海馬神經(jīng)元凋亡。李悅等[19]研究發(fā)現(xiàn)，瑣瑣葡萄多糖能增加Aβ25-35誘導AD模型大鼠正常海馬神經(jīng)元數(shù)量，降低神經(jīng)元異常凋亡率，發(fā)揮改善AD學習記憶能力和保護神經(jīng)元的作用。林茂等[20]實驗發(fā)現(xiàn)，綠原酸可以提高Aβ25-35誘導PC12細胞的細胞存活率，減少凋亡率，降低Caspase-3的表達，從而抑制Aβ25-35致PC12細胞凋亡。葉茂盛等[21]研究證實，人參皂苷Rg1能減少Aβ致AD模型大鼠海馬組織TUNEL陽性細胞，從而抑制Aβ誘導AD大鼠的細胞凋亡。黃佳佳等[22]研究發(fā)現(xiàn)，蒲公英總黃酮能上調(diào)提高Bcl-2的表達，抑制Bax蛋白的表達，從而減少Aβ25-35致神經(jīng)元細胞的細胞凋亡。葉茂盛等[23]實驗證實，姜黃素能能降低Aβ致AD模型大鼠海馬組織CA1區(qū)TUNEL陽性細胞，從而抑制Aβ誘導AD大鼠的細胞凋亡。

5 拮抗AD炎癥反應

大量的研究顯示，大腦的神經(jīng)炎癥反應是AD的重要特征之一，其能引起AD患者神經(jīng)元大量的凋亡。而神經(jīng)炎癥反應的發(fā)生主要因為小膠質(zhì)細胞的激活。Aβ能夠激活星形膠質(zhì)細胞和小膠質(zhì)細胞，引起大量炎癥介質(zhì)的產(chǎn)生如炎性細胞因子損傷(其中典型的炎性細胞因子包括IL-1、IL-6、TNF-α)、核轉(zhuǎn)錄因子(NF-κB)、趨化因子等；腦內(nèi)的大量炎癥介質(zhì)能直接損傷神經(jīng)元，并誘導Aβ的過度聚集，形成惡性循環(huán)。因此，抑制炎癥反應成為干預AD發(fā)病的重要方法之一。

ZENG等[24]研究證實，淫羊藿苷可能通過阻滯TAKI/IKK/NF-κB及JNK/P38MAPK通路,拮抗神經(jīng)炎癥發(fā)揮對AD炎癥小鼠的保護作用。楊柏齡等[25]實驗發(fā)現(xiàn)，短管兔耳草總黃酮能降低SAMP8小鼠腦皮層及海馬CA1區(qū)組織IL-1、IL-6、TNF-α含量，從而改善SAMP8小鼠行為學。單鐵英等[26]研究證實，黃芪提取物能通過拮抗COX-2和iNOS等信號轉(zhuǎn)導途徑，從而提高Aβ25-35誘導AD模型大鼠學習記憶能力。周天等[27]實驗證實，通天草能降低APP/PS1雙轉(zhuǎn)基因小鼠海馬組織IL-1β、TNF-α含量，從而改善APP/PS1雙轉(zhuǎn)基因小鼠學習記憶能力。張路贏等[28]研究發(fā)現(xiàn)，血竭素高氯酸鹽能上調(diào)AD模型大鼠海馬組織的TGF-β1和p-SMAD2的表達水平，從而抑制AD模型大鼠的炎癥反應，改善其學習記憶能力。

6 改善AD突觸可塑性

國內(nèi)外學者一致認為，突觸可塑性是一種與學習記憶密切相關(guān)的細胞機制，神經(jīng)突觸丟失是AD的早期重要的發(fā)病機理之一。突觸傳遞的長時程(LTP)增強一直被廣泛地認為是學習記憶的神經(jīng)基礎(chǔ)之一。一般學者認為，LTP的產(chǎn)生需要N-甲基-D-天冬氨酸受體(NMDA)的誘發(fā)。NMDA受體是由不同亞單位NR1、NR2、NR3組成的異聚體，其能對突觸可塑性及皮質(zhì)和大腦海馬神經(jīng)元LTP的起主要調(diào)控作用。突觸素(SYP)是突觸早期損傷的特異性標志物。突觸后致密物質(zhì)(PSD)-95是突觸傳遞密切相關(guān)的主要蛋白之一，與突觸可塑性及其生物學功能緊密相關(guān)。多項實驗證實，cAMP-CREB-BDNF-LTP通路是探討AD海馬組織LTP及突觸可塑性的重要信號通路。因此，改善突觸可塑性成為干預AD發(fā)病的重要措施標之一。

林玲等[29]實驗發(fā)現(xiàn)，西紅花苷能增強海馬LTP和GAP-43的表達，從而改善AD模型大鼠的學習記憶能力。劉四軍等[30]實驗發(fā)現(xiàn)，石菖蒲有效成分可以上調(diào)NG108-5細胞體外誘導AD模型的突觸相關(guān)蛋白突觸素蛋白(SYP)表達來改善突觸功能，從而使學習記憶和認知能力提高。李小慧[31]實驗發(fā)現(xiàn)，淫羊藿次苷可通過提高BDNF/TrkB/CREB信號通路改善Aβ25-35誘導AD模型大鼠的突觸功能。周水妹等[32]研究發(fā)現(xiàn)，原花青素能通過上調(diào)CREB蛋白的表達，改善突觸可塑性，從而提高AD模型大鼠的學習記憶能力。馬麗娟[33]實驗發(fā)現(xiàn)，瑣瑣葡萄糖黃酮和瑣瑣葡萄糖多糖能提高Aβ25-35誘導AD模型大鼠海馬p-CREB、BDNF蛋白的表達，從而對海馬突觸有保護和增強作用。謝文執(zhí)[34]研究發(fā)現(xiàn)，頭頂一顆珠可提高OA誘導的AD模型大鼠海馬組織Synapsin、SYP、NMDA-2B三種突觸蛋白的表達，從而改善AD模型大鼠認知功能障礙的目的，且具劑量依賴性。

7 討論與展望

總之，隨著人類社會老齡化加劇，AD已經(jīng)成為影響老年人生活質(zhì)量的主要疾病之一，患病率呈逐年上升趨勢，但其機制尚不完全清楚，且目前臨床上只能改善AD患者的癥狀，尚無法根治，而中藥具有整體綜合治療，多途徑、多環(huán)節(jié)、多靶點作用的獨特優(yōu)勢，對于防治AD具有巨大的潛能。目前AD中藥治療尤其是一些中藥單體及其有效成分的在實驗研究和臨床應用上已取得重大進展。以現(xiàn)代生物學對AD的研究成果為基礎(chǔ)，從多層次、多角度深入研究中藥單體及其有效成分干預AD發(fā)病的多途徑作用機制，有利于進一步提高中藥單體及其有效成分在AD防治中的臨床價值和醫(yī)學意義，同時為研發(fā)臨床療效更優(yōu)、毒性更小、副作用更少的AD防治藥物提供更多的思路和方向。