加味不忘散及其活性成分防治阿爾茨海默病的作用機制研究進(jìn)展

賀則凡，楊青青，侯苗苗，李 媛，李新毅

阿爾茨海默病(Alzheimer′s disease，AD)又稱老年性癡呆，約占癡呆癥的80%[1]，世界AD 2018年報告中一項流行病學(xué)分析預(yù)測，隨著世界人口老齡化程度的加劇，至2050年全球癡呆人口將達(dá)1.52億人[2]，將給病人、家庭及社會帶來沉重的負(fù)擔(dān)。AD是一種中樞神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病，多起病于中老年期，主要的臨床表現(xiàn)為進(jìn)行性記憶力減退、認(rèn)知功能下降以及精神行為異常等，病人通常在發(fā)病后5～10年由于各種慢性并發(fā)癥而死亡[3]。目前，經(jīng)美國食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)批準(zhǔn)的治療藥物主要包括乙酰膽堿酯酶抑制劑多奈哌齊、利瓦斯汀、加蘭他敏和N甲基D門冬氨酸(NMDA)拮抗劑美金剛，這兩種藥物可能有助于AD病人在一定時間內(nèi)維持思維、認(rèn)知和人際溝通能力，但其僅能在一定程度上延緩疾病進(jìn)展，且不是對所有類型的AD病人都有效[4]。由于AD的病因較復(fù)雜，針對單一靶點的治療藥物往往療效欠佳或者存在較大的副作用[5]，因此，探索新的防治AD的藥物具有重要意義。長期以來，中醫(yī)學(xué)在治療AD方面積累了豐富經(jīng)驗，且中藥復(fù)方治療疾病具有多系統(tǒng)、多途徑、多靶點、低毒性的優(yōu)勢，而復(fù)方的藥理作用與活性成分密切相關(guān)。本研究對近年來與加味不忘散及其活性成分防治AD作用機制相關(guān)的研究文獻(xiàn)進(jìn)行歸納總結(jié)，包括調(diào)節(jié)乙酰膽堿能系統(tǒng)、調(diào)節(jié)β-淀粉樣蛋白(amyloid β-protein，Aβ)聚集、抑制神經(jīng)炎癥、抑制氧化應(yīng)激反應(yīng)、抑制神經(jīng)元凋亡、促進(jìn)神經(jīng)再生、維持神經(jīng)突觸可塑性、抑制谷氨酸興奮毒性等機制，為中藥防治AD防治提供理論依據(jù)。

1 AD的發(fā)病機制研究

在生物學(xué)領(lǐng)域，AD定義為一種特殊的神經(jīng)病理學(xué)特征，即腦內(nèi)細(xì)胞外Aβ沉積及形成炎性老年斑(senile plaques，SP)、細(xì)胞內(nèi)Tau蛋白病理性過度磷酸化形成神經(jīng)元纖維纏結(jié)(neurofibrillary tangles，NFTs)[6]，同時伴有神經(jīng)細(xì)胞凋亡、突觸連接減少和腦萎縮[7]。目前認(rèn)為AD是一種多種發(fā)病機制共同作用的復(fù)雜疾病，其中基因突變、Aβ沉積、膽堿能系統(tǒng)功能障礙、神經(jīng)炎癥過度激活、神經(jīng)細(xì)胞營養(yǎng)不良、異常氧化應(yīng)激反應(yīng)、突觸功能障礙和線粒體功能障礙等都是AD發(fā)生和發(fā)展的重要原因[8-10]。Aβ是一種分子量約4 kDa的多肽，由淀粉樣前體蛋白(amyloid precursor protein，APP)經(jīng)分泌酶水解產(chǎn)生。在顯性遺傳性AD病人中，腦脊液Aβ水平在癡呆癥狀出現(xiàn)前20～25年已經(jīng)表現(xiàn)出降低趨勢[11]。基于Aβ假說，沉積在腦內(nèi)細(xì)胞外的Aβ可能導(dǎo)致異常氧化應(yīng)激反應(yīng)、線粒體功能障礙、突觸結(jié)構(gòu)破壞、炎癥反應(yīng)、長時程增強抑制和Tau蛋白過度磷酸化，最終引起神經(jīng)細(xì)胞的凋亡、壞死，加速AD的發(fā)生發(fā)展[12]。作為一種微管相關(guān)蛋白，Tau蛋白的功能是與微管蛋白結(jié)合形成微管并維持其穩(wěn)定性。過度磷酸化的Tau蛋白可導(dǎo)致細(xì)胞中的微管解離，正常軸突轉(zhuǎn)運受損，引起突觸丟失、神經(jīng)元功能損傷[13]，有研究認(rèn)為神經(jīng)元纖維纏結(jié)的形成及其導(dǎo)致的神經(jīng)細(xì)胞功能障礙與過度激活的神經(jīng)炎癥反應(yīng)密切相關(guān)[12]。有研究表明，線粒體功能障礙可能通過多種機制促進(jìn)AD發(fā)展，包括氧化應(yīng)激、細(xì)胞凋亡、抑制蛋白質(zhì)降解和自噬等[14]。AD的另一個重要病因是腦內(nèi)膽堿能系統(tǒng)功能障礙，膽堿能神經(jīng)元在大腦中廣泛分布，參與許多關(guān)鍵的生理過程，如注意力、學(xué)習(xí)、記憶、應(yīng)激反應(yīng)、覺醒和睡眠[15]，病理研究發(fā)現(xiàn)AD病人基底前腦Meynert基底核膽堿能神經(jīng)元發(fā)生特異性變性，這可能是其出現(xiàn)明顯記憶障礙的原因[16]。

中醫(yī)理論認(rèn)為AD的主要病機為本虛標(biāo)實，本虛指腎精虧虛，腦髓失養(yǎng)，神機失用；標(biāo)實指由于臟腑功能失調(diào)，痰濕瘀血阻滯，內(nèi)生濁毒，毒損腦絡(luò)，從而導(dǎo)致癡呆的發(fā)生。

2 加味不忘散的創(chuàng)立

針對AD的病機，目前認(rèn)為較為全面的治療原則應(yīng)為補腎填精、益氣補血、化痰祛瘀、疏肝健脾、清熱解毒[17]。古方“不忘散”出自《備急千金要方》卷十四，名見《證治準(zhǔn)繩》卷五，由遠(yuǎn)志、石菖蒲、人參、茯苓、茯神組成，具有開竅益智、寧心安神、補氣益血之功效，現(xiàn)代藥理學(xué)研究表明，不忘散可改善AD模型大鼠的認(rèn)知功能[18]?；趯D病機和治療原則更全面的認(rèn)識，有研究在該方基礎(chǔ)上增加熟地黃補腎填精養(yǎng)血，當(dāng)歸養(yǎng)血活血祛瘀，白術(shù)益氣健脾燥濕化痰，黃連清熱解毒燥濕，組成復(fù)方“加味不忘散”(炙遠(yuǎn)志 20 g，石菖蒲5 g，人參15 g，茯苓10 g，茯神10 g，熟地黃15 g，當(dāng)歸10 g，白術(shù)10 g，黃連5 g)，其組方配伍更加合理、全面，既扶正又祛邪，切合AD的主要病機[18]。

3 加味不忘散防治AD的作用機制研究

藥理研究表明，加味不忘散可通過多種機制改善AD動物模型的學(xué)習(xí)記憶能力。在雙側(cè)海馬注射 β-淀粉樣蛋白 1～42(Aβ1～42)AD 模型大鼠中，加味不忘散可通過抑制 Aβ1-42誘導(dǎo)的海馬神經(jīng)元變性凋亡與海馬組織炎癥反應(yīng)改善模型大鼠學(xué)習(xí)記憶能力[19-20]。在MicroRNA-30e 海馬過表達(dá)大鼠模型中，加味不忘散可提高大鼠海馬膽堿乙酰轉(zhuǎn)移酶(ChAT)的活性，通過調(diào)節(jié)膽堿能系統(tǒng)功能改善大鼠學(xué)習(xí)記憶障礙[21]。研究表明，學(xué)習(xí)、記憶的過程與神經(jīng)突觸可塑性密切相關(guān)，而作為神經(jīng)突觸可塑性的一種形式，有觀點認(rèn)為長時程增強(long-term potentiation，LTP)是記憶形成的細(xì)胞基礎(chǔ)[22-23]。電生理學(xué)實驗顯示，通過灌胃給藥的方式，加味不忘散可以改善腹腔注射D-半乳糖聯(lián)合鵝膏蕈氨酸(IBO)定向損毀雙側(cè)Meynert核AD大鼠模型海馬的LTP抑制，從而提高大鼠的學(xué)習(xí)記憶能力[24]。以上研究表明，加味不忘散可通過減輕海馬內(nèi)炎癥反應(yīng)、改善Aβ沉積引起的神經(jīng)毒性起到神經(jīng)保護作用，通過調(diào)節(jié)膽堿能系統(tǒng)功能、維持神經(jīng)突觸功能改善AD動物模型的學(xué)習(xí)記憶障礙。

4 加味不忘散中主要活性成分防治AD的作用機制研究

4.1 遠(yuǎn)志 遠(yuǎn)志是中藥中常用的益智藥物，在防治癡呆的復(fù)方中出現(xiàn)的頻率較高，其主要的活性成分為遠(yuǎn)志皂苷，是從多聚半乳糖皂苷的水解產(chǎn)物中分離出的次生皂苷。遠(yuǎn)志皂苷可通過降低膽堿酯酶活性、增加膽堿乙酰轉(zhuǎn)移酶表達(dá)[25]、改善海馬區(qū)神經(jīng)元突觸可塑性[26]、提高海馬區(qū)腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(brain-derived neurotrophic factor，BDNF)表達(dá)水平等機制改善AD模型鼠的學(xué)習(xí)記憶功能[27]。體外試驗研究表明遠(yuǎn)志皂苷可通過抑制β-分泌酶顯著降低COS-7細(xì)胞內(nèi)β-淀粉樣蛋白 1～40(Aβ1～40)和Aβ-42的水平從而減輕Aβ沉積引起的神經(jīng)毒性[28]，并且對β-淀粉樣蛋白 25～35(Aβ25～35)誘導(dǎo)的PC12細(xì)胞具有保護作用[29]。

4.2 人參 人參是傳統(tǒng)中藥的主要代表之一，具有多種藥理作用，其主要活性成分為人參皂苷類。人參皂苷Rb1、Rb2和Rg3可明顯抑制乙酰膽堿酯酶(AChE)和丁酰膽堿酯酶(BChE)的活性，增加AD動物模型腦內(nèi)膽堿能神經(jīng)遞質(zhì)水平[30]。人參皂苷RD和Rg1可以明顯降低AD動物模型中Aβ的水平[31]，體外酶測定試驗表明，人參皂苷CK、F1、Rh1和Rh2可以抑制β-分泌酶活性[30，32]，進(jìn)而減少Aβ的沉積。在細(xì)胞水平上，人參皂苷RD可能通過激活HT22海馬神經(jīng)元細(xì)胞中的絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)和磷脂酰肌醇-3激酶(PI3K)通路增加可溶性淀粉酶前體蛋白α(sAPPα)的表達(dá)水平，在去卵巢的大鼠模型中，腹腔注射人參皂苷RD可通過增加sAPPα的水平減少細(xì)胞外Aβ沉積，并改善大鼠的認(rèn)知和記憶損害[33]。此外，人參皂甙Rb1和Rg1可抑制Aβ誘導(dǎo)的活性氧自由基(ROS)過度產(chǎn)生和脂質(zhì)過氧化，從而提高細(xì)胞存活率[34-35]，提示人參皂苷可通過降低氧化應(yīng)激和改善氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的神經(jīng)元凋亡來發(fā)揮神經(jīng)保護作用。

4.3 石菖蒲 石菖蒲是中醫(yī)常用來醒腦、健腦的一味藥，關(guān)于其化學(xué)成分及藥理分析研究發(fā)現(xiàn)，石菖蒲改善記憶的主要物質(zhì)為α-細(xì)辛醚、β-細(xì)辛醚和丁香酚[36]。在一項臨床試驗中，β-細(xì)辛醚、遠(yuǎn)志皂苷聯(lián)合美金剛治療中重度AD病人組較單純美金剛治療組認(rèn)知功能改善更明顯[37]。動物實驗表明，β-細(xì)辛醚能夠改善Aβ1～42聯(lián)合2-VO建立AD大鼠模型的學(xué)習(xí)記憶障礙，其神經(jīng)保護作用機制可能是降低體內(nèi)的活性氧類物質(zhì)水平減輕氧化應(yīng)激損傷[38]。β-細(xì)辛醚可以通過PI3K-Akt-mTOR途徑抑制Beclin-1依賴的自噬作用，并降低APP/PS1轉(zhuǎn)基因小鼠海馬內(nèi)AChE的活性和Aβ-42濃度[39]。丁香酚聯(lián)合β-細(xì)辛醚可以減輕Aβ沉積對神經(jīng)突觸超微結(jié)構(gòu)及神經(jīng)元的損害程度，起到維持神經(jīng)突觸正常功能的作用[40]，從而提高小鼠的學(xué)習(xí)和記憶能力。此外，α-細(xì)辛醚可以明顯降低谷氨酸損傷的海馬神經(jīng)元胞漿內(nèi)鈣離子水平，通過調(diào)節(jié)A型GABA受體和NMDA受體來降低神經(jīng)元的興奮性發(fā)揮神經(jīng)保護作用[41]。

4.4 茯苓、茯神 茯苓、茯神是中藥防治癡呆的經(jīng)典方劑中出現(xiàn)頻率較高的中藥[42]，藥理分析表明茯苓酸類和茯苓多糖是其發(fā)揮益智作用的主要物質(zhì)[43-44]。動物實驗研究發(fā)現(xiàn)，茯苓水提物可提高海馬LTP[45]，增加AChE活性[46]，改善東莨菪堿誘導(dǎo)的動物模型的空間記憶障礙。體外實驗發(fā)現(xiàn)，去氫茯苓酸可以通過拮抗Bafilomycin A1誘導(dǎo)的溶酶體酸化抑制、促進(jìn)自噬小體與溶酶體的融合來減少Aβ1～42在PC12細(xì)胞中的沉積，減輕Aβ對神經(jīng)細(xì)胞的毒性[43]。茯苓多糖可增加老年大鼠血清中超氧化物歧化酶(SOD)活性，降低體內(nèi)丙二醛(MDA)和自由基含量[47]。此外，茯苓多糖還可通過抑制果蠅體內(nèi)脂質(zhì)過氧化反應(yīng)提高抗氧化能力[48]，延長果蠅壽命，提示茯苓多糖具有一定的抗氧化、抗衰老作用。

4.5 熟地黃 熟地黃也是中藥防治AD方劑中出現(xiàn)較頻繁的中藥之一[42]。動物實驗研究表明，在果蠅AD模型中，熟地黃可減輕Aβ神經(jīng)毒性發(fā)揮神經(jīng)保護作用[49]，在氯化鋁擬癡呆小鼠模型和谷氨酸單鈉毀損下丘腦弓狀核大鼠模型中，熟地黃可改善其學(xué)習(xí)記憶能力，作用機制可能與調(diào)節(jié)動物腦內(nèi)神經(jīng)遞質(zhì)谷氨酸(Glu)和γ 氨基丁酸(GABA)的含量，提高海馬區(qū)NMDAR1與GABAR的表達(dá)水平有關(guān)[50]。熟地黃的提取物環(huán)烯醚萜特別是梓醇顯示出較好的抗癡呆作用。梓醇可提高Aβ25～35加谷氨酸激動劑誘導(dǎo)的小鼠模型腦內(nèi)的膽堿乙酰轉(zhuǎn)移酶、M受體密度和BDNF表達(dá)水平，調(diào)節(jié)膽堿能系統(tǒng)，從而改善小鼠的學(xué)習(xí)記憶障礙[51]。細(xì)胞水平上，梓醇可通過抑制炎性因子釋放減輕Aβ1～42誘導(dǎo)的原代皮層神經(jīng)元膠質(zhì)細(xì)胞毒性，并在一定程度上抑制膠質(zhì)細(xì)胞的激活，提高細(xì)胞存活率[52]。

上述體內(nèi)外藥理研究表明，加味不忘散的主要有效成分遠(yuǎn)志皂苷、細(xì)辛醚、丁香酚、人參皂苷類、寡糖酯、茯苓酸、茯苓多糖、梓醇等物質(zhì)可通過多種機制，如抑制Aβ 聚集及減輕其誘導(dǎo)的神經(jīng)毒性、調(diào)節(jié)乙酰膽堿能系統(tǒng)、抑制神經(jīng)炎癥、抑制氧化應(yīng)激反應(yīng)、抑制海馬神經(jīng)元凋亡、促進(jìn)神經(jīng)元再生、維持神經(jīng)突觸可塑性、減輕谷氨酸興奮毒性、減少細(xì)胞內(nèi)鈣離子超載等發(fā)揮抗AD作用，改善AD動物模型的記憶、學(xué)習(xí)能力損害。

5 小 結(jié)

中藥復(fù)方防治AD具有多靶點、低毒性的優(yōu)勢，針對AD病機更全面的認(rèn)識結(jié)合多年臨床經(jīng)驗組成中藥復(fù)方加味不忘散，在防治AD的臨床應(yīng)用和藥理試驗中均取得較好的療效。通過對加味不忘散及主要活性成分抗AD藥理作用機制研究概述，對該復(fù)方進(jìn)一步的藥理作用研究及更好的應(yīng)用于臨床具有一定的指導(dǎo)意義，同時為中醫(yī)中藥防治AD提供理論依據(jù)。