人參皂苷治療阿爾茨海默病的藥理作用研究進展

楊巖濤，趙佳柱，肖佳妹，楊 巖，裴 剛,2，陳乃宏,2,4

(1.湖南中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院,2.湖南省中藥飲片標(biāo)準(zhǔn)化及功能工程技術(shù)研究中心,3.中藥成藥性與制劑制備湖南省重點實驗室,湖南 長沙 410208；4.中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥物研究所，北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院藥物研究所，北京 100050)

隨著人口老齡化的進程不斷發(fā)展，老年癡呆癥對人類健康的影響日趨嚴(yán)重，其中阿爾茨海默病(Alzheimer′s disease，AD)約占60%-80%，AD已成為繼心血管病、腦血管病和腫瘤之后，導(dǎo)致老年人死亡的第四大病因[1]。據(jù)World Alzheimer Report 2019的數(shù)據(jù)表明，目前全球約有AD患者5 000萬名，年相關(guān)醫(yī)療成本高達萬億美元，且患病人數(shù)及醫(yī)療消耗在迅速增高，AD發(fā)病率高、危害大，發(fā)病機制尚不明確，迄今尚無特效的治療藥物[2]，亟需研發(fā)。

1 AD的醫(yī)學(xué)認識及其治療

1.1 AD的現(xiàn)代醫(yī)學(xué)認識AD的臨床表現(xiàn)雖然非常多樣，但以進行性加重的善忘和一定程度的性情改變?yōu)橹饕憩F(xiàn)。目前其發(fā)病機制仍未完全闡明，主要有β-淀粉樣蛋白(β-amyloid，Aβ)級聯(lián)學(xué)說、tau 蛋白過度磷酸化學(xué)說、早老素基因突變學(xué)說、氧化應(yīng)激學(xué)說、鈣超載學(xué)說、免疫與炎癥學(xué)說、細胞凋亡學(xué)說、膽堿能神經(jīng)元異常學(xué)說、興奮性氨基酸(EAA)毒性學(xué)說、鋁中毒學(xué)說等在內(nèi)的多種假說[3-5]?，F(xiàn)有研究表明，Aβ沉積在腦小動脈或毛細血管壁周圍，導(dǎo)致由聚集的Aβ肽和含有高磷酸化tau蛋白的神經(jīng)原纖維纏結(jié)(NFTs)組成的細胞外斑塊及腦淀粉樣血管病的存在是AD的特有神經(jīng)病理標(biāo)志，因此，Aβ級聯(lián)學(xué)說及tau蛋白過度磷酸化學(xué)說是較為公認的AD發(fā)病機制假說。

1.2 AD的祖國醫(yī)學(xué)認識老年癡呆屬中醫(yī)“呆證”范疇，中醫(yī)認為其是由于本身氣血不足，或腎精虧虛，或痰淤互阻，導(dǎo)致腦髓失養(yǎng)，以實為標(biāo)，臨床上虛實夾雜證較多[6]，是陰陽、氣血、臟腑功能失調(diào)所引起的虛實夾雜疾病?！鹅`樞·脈篇》明確指出腎精源于先天，而腦髓賴于腎精的充養(yǎng)?！妒備洝吩唬骸敖⊥?，本于心虛，血氣衰少，精神昏饋，故志動亂而多忘也。”《三因方》曰：“脾受病則意舍不清，心神不寧，使人健忘?！薄鹅`樞·天年》曰：“八十歲，肺氣衰，魄離，固言善誤。”傳統(tǒng)中醫(yī)認為呆證病理定位在腦，但與心、肝、脾、腎、肺關(guān)系極為密切，且肺與大腸相表里，而呆證與腦、肺均關(guān)系密切，因此腸道微生物與大腦相互作用形成的“腸-腦軸”在AD進展過程中可能發(fā)揮了重要的調(diào)節(jié)作用[7]，一些腸道細菌可增加腦中Aβ斑塊的形成，進一步觸發(fā)神經(jīng)炎癥反應(yīng)從而加速AD進展。腸道微生物紊亂可能造成腸道及血腦屏障通透性增加，加重神經(jīng)退行性病變的發(fā)生；腸道微生物的代謝產(chǎn)物及其對宿主腦內(nèi)神經(jīng)生化指標(biāo)的影響，也會改變AD的發(fā)病風(fēng)險。因此中醫(yī)治療AD多從其本展開，注重多器官調(diào)節(jié)。

1.3 已批準(zhǔn)的AD治療藥物目前已獲批準(zhǔn)的AD主要治療藥物有膽堿酯酶抑制劑(cholinesterase inhibitors，ChEIs)、N-甲基-D-天冬氨酸 (NMDA)受體拮抗劑美金剛，但二者均無法延遲或阻斷AD 的病理進程。近日我國原創(chuàng)全球首個糖類多靶點抗AD創(chuàng)新藥物甘露寡糖二酸(GV-971)有條件獲準(zhǔn)上市以及與Aβ結(jié)合以清理沉積蛋白的人類單克隆抗體的抗SP藥物aducanumab通過FDA批準(zhǔn)均推動了AD的治療。

ChEIs主要包括多奈哌齊、卡巴拉汀和加蘭他敏等，此類藥物基于膽堿能假說，通過增加突觸間隙乙酰膽堿(ACh)含量，用于輕、中度AD的治療，其可在一定程度上改善認知功能、總體印象、日常生活能力和精神癥狀，但效果并不明顯。美金剛是最早用于治療晚期AD的非競爭性NMDA拮抗藥，能阻止NMDA受體的持續(xù)激活，在生理信號的作用下，高濃度的谷氨酸可促使美金剛從NMDA受體上解離，神經(jīng)傳遞得以正常進行[8]。

GV-971是從海藻中提取的海洋寡糖類分子，其作用主要是通過重塑腸道菌群平衡，降低相關(guān)代謝產(chǎn)物苯丙氨酸和異亮氨酸的積累，通過減輕腦內(nèi)神經(jīng)炎癥以改善患者認知功能障礙治療AD。

然而，由于AD發(fā)病機制不夠明確，且現(xiàn)有研究多是依據(jù)單個致病學(xué)說，采用的多為針對單個靶點的治療模式，是否真正適合AD的診治仍有待商榷，因此，目前抗AD藥物的治療效果多不甚理想。近二十年來，百余種治療AD的藥物被陸續(xù)推出，但卻難有可靠效果，因此有必要采取新的抗AD藥物研發(fā)策略，而結(jié)合中醫(yī)對呆證的辯證，從多靶點、多層次、多機制作用的中藥及其復(fù)方中研發(fā)抗AD創(chuàng)新型藥物可能是突破口之一。

1.4 癡呆的中醫(yī)治療《中醫(yī)內(nèi)科學(xué)》[6]認為癡呆的治療應(yīng)虛者補之，實者瀉之，將其分為髓海不足證、氣血虧虛證、痰濁蒙竅證、瘀血內(nèi)阻證、心肝火旺證等5個證型，認為解郁散結(jié)、補益虛損是該病的治療大法，同時列舉了七福飲、歸脾湯、洗心湯等方藥加減治療。癡呆可辯證為肝腎陰虛證、髓海不足證、氣滯血瘀證、肝郁血虛證及脾腎陽虛等多種類型。中醫(yī)治療癡呆的藥物種類較多，但以補虛藥用藥頻次為主，尤以人參為多。現(xiàn)代藥理研究表明，人參具有興奮和抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng)、提高腦力工作效率、益智、提高記憶力、減輕或消除失眠、健忘等癥狀的作用。

AD發(fā)病機制復(fù)雜，相關(guān)指標(biāo)之間存在交互影響，多成分聯(lián)合用藥調(diào)控多指標(biāo)治療AD可能是行之有效的方法。傳統(tǒng)中藥能利用多成分同時調(diào)節(jié)多靶點及疾病網(wǎng)絡(luò)的多個環(huán)節(jié)，在獲得較高療效的同時可降低化學(xué)藥作用于單靶點可能引起的毒副作用，其中人參是中醫(yī)治療癡呆的主要藥物之一，其可能是抗AD新藥的重要來源之一。

2 人參皂苷治療AD

人參PanaxginsengC.A.Mey.為五加科多年生草本植物，在我國的使用歷史已達千年之久，主要分布于我國東北地區(qū)，朝鮮、韓國、日本等地亦有一定分布。人參是治療癡呆的重要復(fù)方中重要的組成藥物，其包含有多種成分，目前研究主要集中在皂苷類、多糖類及揮發(fā)性成分上，尤以皂苷類成分居多，如能厘清人參皂苷類成分治療AD的作用機制，將為治療AD的創(chuàng)新藥物研發(fā)提供支撐。

2.1 人參皂苷Rg1治療ADRg1可通過抗Aβ毒性、抗神經(jīng)炎癥、抗細胞凋亡、抗氧化應(yīng)激和調(diào)節(jié)神經(jīng)遞質(zhì)等作用機制，調(diào)控PI3K/Akt、ERK/MAPK、NF-κB、GSK3β/tau等信號通路抗AD[9-12]。抑制PI3K/Akt和ERK/MAPK途徑實現(xiàn)增加可溶的胞外分泌的淀粉樣蛋白前體蛋白α(sAPPα)，增強α分泌酶活性和降低Aβ的細胞外釋放；下調(diào)NF-κB信號通路以及Akt和ERK1/2活化來保護PC12細胞中H2O2誘導(dǎo)的細胞死亡；通過GSK3β/tau信號通路降低磷酸化tau的水平并抑制大鼠腦內(nèi)Aβ的形成來逆轉(zhuǎn)岡田酸(OKA)誘導(dǎo)的記憶障礙。Rg1可通過增強海馬的抗炎和抗氧化能力改善AD大鼠認知功能和學(xué)習(xí)記憶障礙；提高轉(zhuǎn)錄因子SOX-2的表達以保護神經(jīng)干細胞及神經(jīng)元前體細胞，并通過降低星形細胞上調(diào)基因1(astrosyte elevated gene 1,Aeg-1)水平實現(xiàn)對星形膠質(zhì)細胞激活的抑制，還可增強抗氧化酶的活性降低促炎細胞因子IL-l、IL-6 和TNF-α的表達，增加端粒長度和端粒酶活性，促進海馬神經(jīng)發(fā)生，改善AD 大鼠的學(xué)習(xí)記憶能力，其藥理作用機制可能與降低神經(jīng)系統(tǒng)炎性因子水平、抑制炎癥反應(yīng)發(fā)生有關(guān)。當(dāng)給予Rg1后，APP/PS1雙轉(zhuǎn)基因AD模型小鼠Bcl-2/Bax、細胞色素C(Cyt-C)、Caspase-3和Caspase-9蛋白表達水平均顯著回調(diào)，顯示Rg1能夠通過改善氧化應(yīng)激、減輕炎癥反應(yīng)和神經(jīng)保護作用、抑制凋亡相關(guān)蛋白表達而抑制神經(jīng)元凋亡來發(fā)揮改善認知的作用，實現(xiàn)對APP/PS1雙轉(zhuǎn)基因AD模型小鼠的認知功能障礙的改善。Rg1具有類似雌激素的作用，激活血小板中MAPK/ERK信號通路，對淀粉樣前體蛋白的代謝進行調(diào)控，從而延緩AD發(fā)展進程。Rg1能夠明顯改善SAMP8 快速老化小鼠學(xué)習(xí)和記憶能力，延緩認知能力的下降，其機制與海馬中可溶性Aβ1-40和蛋白激酶A RⅡα(PKA-RIIalpha水平)表達降低及磷酸化AMP周期反應(yīng)原件結(jié)合蛋白(CREB)及腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(BDNF)表達升高有關(guān)。Rg1可通過抑制細胞內(nèi)的線粒體氧化應(yīng)激發(fā)揮神經(jīng)元保護作用，通過提高細胞色素C(cyt C)氧化酶活性、減少cyt C釋放、增強線粒體膜電位及ATP水平對Aβ1-42低聚物誘導(dǎo)的皮層原代神經(jīng)元線粒體功能損傷實現(xiàn)保護。Rg1可通過上調(diào)海馬組織中海馬p-Akt、BDNF、proBDNF及谷氨酸受體1(GluR1)的表達促進海馬組織的長程增強效應(yīng)，可能通過調(diào)節(jié)PI3K /Akt途徑，提高記憶能力。

Rg1作為人參中最主要的皂苷類活性成分，具有多種活性，多項研究已經(jīng)證實其在AD的防治過程中發(fā)揮著重要作用，但其對神經(jīng)系統(tǒng)的保護機制仍未完全闡明，是Rg1原形成分的作用還是經(jīng)體內(nèi)代謝后以代謝產(chǎn)物的形式發(fā)揮作用，抑或是原形與代謝成分共同發(fā)揮多成分多靶點的作用等尚未完全揭示，故有必要對Rg1治療AD的作用機制深入探討，為將其開發(fā)成更有效治療AD的藥物奠定基礎(chǔ)。

2.2 人參皂苷Rg2治療AD體內(nèi)外實驗均證明了Rg2具有預(yù)防和治療AD的作用，其可改善AD大鼠腦內(nèi)Aβ的聚集，減少SP生成，提高腦內(nèi)突觸素的表達，可能通過調(diào)節(jié)單胺類神經(jīng)遞質(zhì)的含量改善大鼠的學(xué)習(xí)記憶能力，對Aβ25-35誘導(dǎo)PC12細胞凋亡的保護作用與PI3K/Akt信號通路的增強有關(guān)[13-14]。Rg2可能通過抑制小鼠海馬和前腦皮層乙酰膽堿酯酶(AChE)活性，提高膽堿乙酰轉(zhuǎn)移酶(ChAT)活性和ACh含量，從而顯著改善東莨菪堿誘導(dǎo)的AD模型小鼠學(xué)習(xí)記憶功能。Rg2可能通過調(diào)節(jié)凋亡相關(guān)基因Bcl-2升高、Bax降低及增加腦內(nèi)C-fos表達來抑制神經(jīng)元凋亡，產(chǎn)生神經(jīng)元保護作用，有效提高大鼠的學(xué)習(xí)和記憶能力。Rg2可減少損傷海馬神經(jīng)元內(nèi)淀粉樣前體蛋白(APP)表達，下調(diào)海馬內(nèi)Aβ1-40、APP和NR1的表達保護來缺血/再灌注大鼠的認知功能，改善大鼠認知功能和學(xué)習(xí)記憶功能，可改善AD小鼠的認識功能損傷和海馬內(nèi)Aβ沉積，其機制與影響鞘脂、次黃嘌呤和卵磷脂的代謝途徑有關(guān)，可通過AMPK-ULK1依賴途徑和MTOR非依賴途徑可以激活細胞自噬，提高細胞模型的Aβ42水平和細胞外斑塊的清除，可以改善Aβ聚集所致的小鼠學(xué)習(xí)和記憶功能。顯然Rg2也可通過多種途徑實現(xiàn)對AD的防治作用，尤其是基于其對心血管系統(tǒng)的良好作用而對血管性癡呆有較好治療效果，其作用機制的闡明也將有力推動AD治療藥物的研發(fā)。

2.3 人參皂苷Rg3治療ADRg3的研究歷史相對較短，主要集中在抗腫瘤及提高免疫力上，其具有良好的抗腫瘤血管生成作用。Rg3可以保護細胞抵抗Aβ25-35導(dǎo)致的凋亡，抑制促凋亡蛋白Bax的基因表達[15]，明顯上調(diào)人神經(jīng)母細胞瘤細胞NEP 表達水平和酶活性，促進Aβ降解，保護神經(jīng)細胞。Rg3作用于AD模型細胞swe-APP-SK的研究結(jié)果顯示，Rg3能明顯提高神經(jīng)細胞NEP的活性，同時有效降低細胞外Aβ40和Aβ42水平，從而改善細胞內(nèi)Ca2+濃度升高及增加活性氧的生成。

2.4 人參皂苷Rg5治療ADRg5能誘導(dǎo)多種腫瘤細胞凋亡和DNA損傷，可抑制癌細胞浸潤、抗腫瘤細胞轉(zhuǎn)移、促進腫瘤細胞凋亡、抑制腫瘤細胞生長。也有研究表明Rg5可抑制PI3K/Akt和MAPKs的磷酸化以及抑制控制炎癥反應(yīng)的上游分子NF-κB和AP-1的DNA結(jié)合活性[16]，其可通過抗炎作用明顯改善鏈脲霉素(STZ)誘導(dǎo)的AD大鼠學(xué)習(xí)記憶及認知障礙，減少Aβ沉積，降低腦組織中炎癥性細胞因子TNF-α和白細胞介素IL-1β水平，抑制皮層及海馬中AChE活性，提高ChAT活性，增強海馬和大腦皮層中胰島素樣生長激素-1 和BDNF的表達水平[17]。Rg5和Rh3均能明顯改善東莨菪堿誘導(dǎo)的記憶缺失小鼠的學(xué)習(xí)和記憶能力，推測其藥理作用與抑制AChE活性以及增強CREB、BDNF的表達密切相關(guān)[18]。

2.5 人參皂苷Rb1治療ADRb1可增強膽堿系統(tǒng)的功能，增加ACh的合成和釋放，改善記憶力，是人參增強學(xué)習(xí)能力的另外一個主要的有效成分，對多種原因引起的認知功能障礙均有改善作用。人們對Rb1在動物體內(nèi)的代謝過程及其改善認知功能障礙機制的研究越來越重視。Rb1可提高神經(jīng)細胞NEP 的活性、降低細胞外Aβ40及Aβ42水平。口服Rb1可從神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育和促有絲分裂原激活的蛋白激酶(MAPK)信號通路等多個方面改善SAMP8小鼠模型的學(xué)習(xí)性能[19]；Rb1能明顯降低Aβ1-42誘導(dǎo)的AD大鼠海馬組織中Aβ1-42、環(huán)氧化酶2、NF-κB抑制蛋白α等的表達水平，明顯增強神經(jīng)元氮氧化物合成酶表達水平，通過激活神經(jīng)炎癥通路改善學(xué)習(xí)和記憶能力[20]。每天腹腔注射10 mg·kg-1的Rb1 4周或口服10 μmol·kg-1Rb1 2周可明顯改善由注射Aβ1-42所致的大鼠學(xué)習(xí)及記憶能力下降，Rb1可明顯改善由改善三氯化鋁及D-乳糖聯(lián)合三氯化鋁造成的大鼠認知功能障礙。Rb1可以減輕神經(jīng)毒性損害，同時表示出抗炎和抗氧化的效果，還能選擇性的抑制大腦皮層中cNOS活性，減少過量NO的釋放，減少細胞毒作用。人參皂苷Rb1可逆轉(zhuǎn)鋁暴露引起的皮質(zhì)和海馬區(qū)p-GSK3和PP2A水平降低和tau過度磷酸化[21]，還可通過提高蛋白磷酸酯酶2A活性減輕Aβ25-35誘導(dǎo)的tau蛋白過度磷酸化。Rb1以劑量依賴的方式顯著降低Aβ1-42導(dǎo)致的神經(jīng)毒性和tau 蛋白的高度磷酸化，增加CREB的磷酸化，同時通過激活PI3K增加Akt的磷酸化，降低GSK3β的活性[22]，抑制tau蛋白的過度磷酸化以延緩AD進程。因此Rb1是人參皂苷中治療AD的重要候選藥物之一，有待于進一步挖掘其提高學(xué)習(xí)記憶能力及延緩AD進程的作用機制，如能深入闡明，也有望成為抗AD創(chuàng)新藥物來源之一。

2.6 人參皂苷Rd治療ADRd可上調(diào)sAPPα水平和降低細胞外Aβ，以減輕卵巢切除組(OVX)大鼠的認知和記憶障礙，而這一過程可被PI3K通路抑制劑抑制，同時雌激素受體抑制劑可阻止Rd觸發(fā)sAPPα的釋放及MAPK和PI3K途徑的激活，表明Rd通過激活類似雌激素的活性來增強OVX大鼠的學(xué)習(xí)和記憶功能[23]。人參皂苷Rd、Re可以使小鼠神經(jīng)母細胞瘤N2aAD模型細胞中ChAT和囊泡乙酰膽堿轉(zhuǎn)運蛋白(VAChT)mRNA水平及ACh的含量明顯增強，還顯著表達了微管相關(guān)蛋白2(MAP-2)、神經(jīng)生長因子受體(p75)、p21和TrkA基因及蛋白，表明其在神經(jīng)元分化和NGF-TrkA信號通路中起著重要作用，可能通過該作用增強神經(jīng)傳遞功能。Rd還可能通過抑制氧化應(yīng)激、降低caspase-3蛋白表達、減少神經(jīng)細胞凋亡和降低IL-1β、IL-6、TNF-α mRNA表達水平明顯緩解Aβ1-40誘導(dǎo)的AD大鼠模型炎癥和認知功能損傷，并改善其記憶功能[24]。Rd可減少模型鼠海馬CA1區(qū)神經(jīng)元的丟失，明顯增強實驗性AD模型動物的學(xué)習(xí)記憶能力，能提高體外培養(yǎng)皮層神經(jīng)元的活性，提高AD細胞模型的存活率，抑制GSK-3β的表達與活性，提高PP-2A的活性，減少tau蛋白的過度磷酸化及由其構(gòu)成的胞內(nèi)神經(jīng)原纖維纏結(jié)，發(fā)揮其對神經(jīng)保護作用。顯然，Rd抗AD作用也與AD主流發(fā)病學(xué)說吻合，也可能是抗AD新藥研發(fā)的來源之一。

2.7 人參皂苷Re治療ADRe可激活Nrf2抗氧化信號通路從而降低Aβ25-35誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激壓力，通過ROS依賴方式抑制細胞凋亡信號調(diào)節(jié)激酶1(ASK1)/JNK信號通路發(fā)揮神經(jīng)保護作用，抑制Aβ觸發(fā)的線粒體凋亡途徑，顯著地緩解Aβ25-35誘導(dǎo)的SH-SY5Y細胞線粒體功能障礙，維持線粒體功能、提高Bcl-2/Bax比率、減少cyt C釋放和caspase-3/9失活，減弱Aβ誘發(fā)的活性氧(ROS)的產(chǎn)生，抑制ASK1磷酸化和JNK激活而發(fā)揮神經(jīng)保護作用。Re可以通過干預(yù)AD小鼠體內(nèi)氨基酸、卵磷脂和鞘脂等代謝途徑，明顯降低次黃嘌呤、次黃嘌呤核苷和苯丙氨酸的含量，明顯升高16碳鞘氨醇、植物鞘氨醇、LPC (C16 ∶0、C18 ∶1、C18 ∶0)的含量，改善AD小鼠的學(xué)習(xí)記憶能力，減少小鼠大腦中的Aβ沉積，從而發(fā)揮其對AD的治療作用。Re及人參皂苷體內(nèi)代謝產(chǎn)物Rh1與Rg1、Rg2一樣可拮抗鈣離子通道，降低細胞內(nèi)的鈣離子濃度實現(xiàn)對神經(jīng)細胞的保護作用[25]。

2.8 人參皂苷代謝產(chǎn)物治療AD如前所述，多種人參皂苷成分均可通過多種途徑顯著改善AD，但多數(shù)人參皂苷口服生物利用度較低，多數(shù)通過在胃腸道內(nèi)被代謝成次級糖苷來發(fā)揮藥效作用，因此，人參皂苷抗AD作用可能是由其代謝產(chǎn)物發(fā)揮的。人參皂苷的幾種主要類型在一系列腸道菌群的共同作用下會發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，符合中藥代謝的“網(wǎng)通虹勢”規(guī)律，其藥效的產(chǎn)生由原成分和/或其在體內(nèi)的代謝產(chǎn)物決定。原人參二醇型皂苷在腸道中會發(fā)生階梯式脫糖反應(yīng)，最終產(chǎn)物均為Compound K及20(S)原人參二醇(PPD)。原人參三醇人參皂苷在體內(nèi)的最終代謝產(chǎn)物為Rh1、F1及20(S)原人參三醇(PPT)。

Rh1是原人參三醇型皂苷經(jīng)腸道菌群轉(zhuǎn)化后分離得到的主要代謝物，具有抗自由基作用，可顯著減少老年豚鼠不同腦區(qū)MDA的含量，避免神經(jīng)細胞受到自由基的損傷，Rg1與Rh1對TNF-α、IL-1α、IL-8有不同影響。Rh1可顯著提高小鼠東莨菪堿誘導(dǎo)的記憶障礙或鹽水處理的小鼠的學(xué)習(xí)和記憶，10 mg·kg-1的Rh1可顯著減少逃逸潛伏期，增加了穿越次數(shù)和在平臺上花費的時間，提高了空間學(xué)習(xí)能力，在甩尾試驗中疼痛閾值不受影響也證實了Rh1的促智作用，Rh1上調(diào)了BDNF的表達，為Rh1作為記憶喪失和神經(jīng)退行性疾病的營養(yǎng)補充劑提供了潛在治療思路與意義[26]。Rg2、Re及Rh1均可保護小鼠神經(jīng)元缺氧損傷，可以減輕細胞的形態(tài)學(xué)損傷，降低缺氧神經(jīng)元細胞的死亡率。

Rh2是原人參二醇型皂苷經(jīng)腸道菌群轉(zhuǎn)化后分離得到的主要代謝物，屬于小分子物質(zhì)且為脂溶性故容易通過血腦屏障，Rh2可抑制大鼠海馬神經(jīng)元NMDA受體，能明顯改善模型小鼠的學(xué)習(xí)記憶能力，減少腦組織中老年斑的數(shù)量，體外實驗表明，Rh2能增加SAPPα含量，減少Aβ40及Aβ42含量，抑制APP 胞吞過程[27]，也是防治神經(jīng)變性疾病的潛在候選藥物之一。

人參皂苷的體內(nèi)代謝產(chǎn)物compound K可抑制mTOR信號通路增強原代星形膠質(zhì)細胞的自噬，提高星形膠質(zhì)細胞清除Aβ的能力，減慢AD的病理進程[28]；CK可能通過抑制BACE1和PS1表達，促進IDE的表達，靶向調(diào)控Aβ寡聚體的解聚，激活Nrf2/Keap1信號通路的傳導(dǎo)，降低神經(jīng)元ROS的釋放，減輕Aβ誘導(dǎo)的神經(jīng)元氧化損傷和神經(jīng)毒性，還可通過PPARγ通路調(diào)節(jié)能量代謝以治療AD。

3 人參皂苷治療AD的研究思路

傳統(tǒng)中藥具有來源廣泛、不良反應(yīng)較小等特點，在治療神經(jīng)退行性疾病方面積累了豐富的臨床經(jīng)驗，如能利用現(xiàn)代科學(xué)知識對傳統(tǒng)中藥的作用機制展開深入研究，用現(xiàn)代科學(xué)語言闡述其作用機理，將有力推動具有中國特色的創(chuàng)新型中藥的開發(fā)。如前所述，中藥人參的主要有效部位人參皂苷可通過多種途徑有效抑制神經(jīng)細胞損傷，增強學(xué)習(xí)和記憶能力，改善AD 癥狀。但從近年來國內(nèi)外研發(fā)AD治療藥物的實踐看，作為單體成分的各人參皂苷，要實現(xiàn)取得良好的治療AD的效果仍是非常困難的，但其經(jīng)體內(nèi)代謝后，原形成分與代謝成分可能共同起效，發(fā)揮其多成分多靶點的作用以協(xié)同增效減毒，可能是人參皂苷治療AD的作用所在，其作用機制的探討可依靠網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)展開，網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)[29]從相互聯(lián)系的角度研究藥物與機體的作用，這與中醫(yī)藥基本理論的核心思想異曲同工，其基于多數(shù)藥物通過間接調(diào)節(jié)而非直接作用于疾病相關(guān)蛋白，多靶點整體調(diào)控的效果遠優(yōu)于單靶點治療，根據(jù)相關(guān)化學(xué)成分和靶點信息，構(gòu)建成分-靶點網(wǎng)絡(luò)，分析預(yù)測中藥活性成分群，進一步構(gòu)建成分-靶點-信號通路-疾病多層次網(wǎng)絡(luò)以考察多成分作用于多靶點對多通路的調(diào)節(jié)，有效調(diào)動了生物學(xué)數(shù)據(jù)庫、既有知識以及各類組學(xué)實驗及其數(shù)據(jù)分析技術(shù)，發(fā)展出一系列創(chuàng)新性強的中藥作用機理解析方法和技術(shù)平臺，是具有發(fā)展?jié)摿Φ难芯糠较?。但是，目前網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)側(cè)重于從整體性或關(guān)聯(lián)性角度對生物復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)進行刻畫與研究，對中藥作用的體內(nèi)生物途徑、因果關(guān)系缺乏足夠細致的說明，尚未能就組學(xué)發(fā)現(xiàn)的差異基因、效應(yīng)蛋白、生物標(biāo)記物等生物分子之間的生物信號上下游關(guān)系、生化反應(yīng)因果關(guān)系給出快速有效的說明，更難以說明多成分藥物作用效應(yīng)在不同類型細胞之間的傳遞?，F(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)研究建立的主要是多成分多靶點之間相互聯(lián)系的無尺度網(wǎng)絡(luò)關(guān)系，而未闡明各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間的作用強度關(guān)系，對闡明人參皂苷類成分抗AD作用機制研究的指導(dǎo)有限。

綜上所述，利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)技術(shù)手段，先篩選出人參皂苷類成分治療AD的主要成分及相關(guān)作用通路，進而利用多學(xué)科交叉以建立人參皂苷類成分治療AD的量-時-效動態(tài)網(wǎng)絡(luò)作用規(guī)律表征，明確其多成分配伍協(xié)同作用機制，指導(dǎo)臨床合理用藥。一個可行的方案是在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)研究基礎(chǔ)上，對多成分效應(yīng)研究納入方向性及動力學(xué)參數(shù)，以實現(xiàn)對拓撲網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)分析，同時克服現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)多為無尺度研究的局限。受限于中藥作用是一個相對復(fù)雜的體系，其效應(yīng)中大多數(shù)動力學(xué)參數(shù)未知，可引入應(yīng)用工程學(xué)研究中的黑箱理論，將機體看作是一個黑箱，通過給予黑箱輸入(不同的藥物組合)并記錄輸出(測定相關(guān)指標(biāo)的變化)的實驗采集數(shù)據(jù)，根據(jù)實驗結(jié)果擬合得到參量數(shù)學(xué)模型，獲得相關(guān)參數(shù)的可能分布。進一步利用數(shù)學(xué)手段處理分析獲得網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)特征，獲得可闡釋成分靶點間作用的量-時-效關(guān)系，這樣可以大幅縮減實驗次數(shù)和樣本量，是一個可行的研究方法。通過對網(wǎng)絡(luò)的進一步分析，尋找該網(wǎng)絡(luò)中最具代表性的節(jié)點，簡化網(wǎng)絡(luò)，可以建立適合多成分作用效應(yīng)研究的新方法和新模式。將該研究思路應(yīng)用于人參皂苷及其體內(nèi)代謝產(chǎn)物治療AD研究中，有望闡明人參皂苷治療AD的作用機制，發(fā)揮多成分協(xié)同作用的優(yōu)勢，為開發(fā)抗AD創(chuàng)新型中藥的開發(fā)奠定基礎(chǔ)。