人參皂苷CK 對(duì)神經(jīng)退行性疾病的神經(jīng)保護(hù)作用

蔣 巖 許 潔 董揚(yáng)揚(yáng) 趙麗艷 張萬明

河北北方學(xué)院藥學(xué)系，河北省神經(jīng)藥理學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，張家口，075000，中國

神經(jīng)退行性疾病（neurodegenerative diseases）是一種進(jìn)行性神經(jīng)疾病，是由于神經(jīng)元壞死或功能喪失而導(dǎo)致的神經(jīng)功能障礙［1］。這類疾病的機(jī)制復(fù)雜，具有神經(jīng)細(xì)胞退行性病變的特征，主要包括阿爾茨海默病（Alzheimer’s disease，AD）、血管性癡呆（vascular dementia，VD）、帕金森病（Parkinson’s disease，PD）、缺血性腦血管?。╥schemia cerebral vascular disease，ICVD）、癲癇（epilepsy，EP）等［2］。近幾年來，神經(jīng)退行性疾病的發(fā)病逐年增多，有數(shù)據(jù)顯示，AD 患者的數(shù)量在2050 年預(yù)計(jì)超過一億［3］；VD 在發(fā)達(dá)國家65 歲以上老人中的患病率為5%［4］；PD 在60 歲以上的老年人群中發(fā)病率達(dá)1%［5］；ICVD 占心血管疾病的60%～80%［6］；EP 在我國每年以約40 萬人次的速度增加，全世界有超過7 000 萬人受到EP 的影響［7］。所以研究神經(jīng)退行性疾病的預(yù)防和治療機(jī)制成為近年來的焦點(diǎn)。

人參（ginseng）是我國多種中藥材中的一種，是傘形目五加科人參屬的草本植物。人參含有多種成分，主要有皂苷類、多糖類、揮發(fā)油、微量元素、蛋白質(zhì)和有機(jī)酸等［8］，其具有抗腫瘤、抗抑郁、抗衰老，安神益智等功效［9］。人參皂苷（ginsenoside）是人參中的主要活性成分，屬于固醇類化合物，含有由30 個(gè)碳原子形成四個(gè)環(huán)的甾烷類固醇核，又稱為三萜皂苷［10］。人參皂苷可根據(jù)糖苷基架構(gòu)的不同分為兩大類：達(dá)瑪烷型和齊墩果烷型［11-12］。其中達(dá)瑪烷型又包含原人參二醇型（如人參皂苷Rb1、Rb2、Rb3、Rd、Rg3）和原人參三醇型（如Rg1、Rg2、Rh1）。人參皂苷CK（［20-O-β-（glucopyranosyl）-20（S）-protopanaxadiol］）（ginsenoside compound K，CK）（Fig.1），是天然二醇型人參皂苷在腸道里的代謝產(chǎn)物和最終吸收形式［13］，是體內(nèi)循環(huán)中被吸收的人參皂苷的去糖基化代謝物，是人參皂苷在體內(nèi)發(fā)揮藥物活性的主要型體［14］。CK 不存在于天然人參中，有研究人員利用生物學(xué)方法從二醇型人參皂苷降解物中分離出了CK［15］，用于CK 制備的工藝主要包括：酶法［16］、微生物轉(zhuǎn)化法［11，17-18］、菌絲發(fā)酵［19］和代謝工程［20］。研究發(fā)現(xiàn)，CK 在許多方面都表現(xiàn)出良好的藥物活性，在某些方面甚至超過了一線藥物，所以CK 的藥用價(jià)值也越來越受重視，CK 作為一種新興的藥物已被用于多種疾病的治療。研究表明，CK 具有多個(gè)作用靶點(diǎn)，可通過多種途徑對(duì)神經(jīng)退行性疾病產(chǎn)生神經(jīng)保護(hù)作用［21］。

Fig.1 Chemical structural formula of ginsenoside CK

1 CK 對(duì)神經(jīng)退行性疾病的神經(jīng)保護(hù)作用

神經(jīng)退行性疾病的特征是進(jìn)行性功能障礙和神經(jīng)元丟失，隨著時(shí)間的推移而惡化，出現(xiàn)功能障礙。神經(jīng)退行性疾病可分為急性神經(jīng)退行性疾病和慢性神經(jīng)退行性疾病，前者主要包括ICVD、EP 等，后者主要包括AD、VD、PD 等。研究發(fā)現(xiàn)［22］能引起神經(jīng)退行性疾病的原因有很多，其中包括線粒體功能障礙、氧化應(yīng)激、神經(jīng)興奮性毒性和神經(jīng)炎癥等。隨著我國神經(jīng)退行性疾病的發(fā)病逐年增多，研究其預(yù)防和治療機(jī)制已成為近年來的熱點(diǎn)內(nèi)容。

1.1 CK 對(duì)AD 的神經(jīng)保護(hù)作用

AD 又稱老年癡呆，是一種中樞系統(tǒng)慢性神經(jīng)退行性疾病，主要表現(xiàn)為記憶障礙、失去語言能力，嚴(yán)重者可導(dǎo)致基本功能完全喪失或早逝［23］。Oh 等［24］研究了CK 對(duì)幼年（2 個(gè)月）和老年（24 個(gè)月）小鼠海馬神經(jīng)發(fā)生的影響。結(jié)果表明，CK 低（5 mg·kg-1）、中（10 mg·kg-1）和高劑量組（15 mg·kg-1）都可以使幼年小鼠齒狀回新生細(xì)胞數(shù)量增加，且呈劑量依賴性，只有高劑量組的CK 可以使老年小鼠的齒狀回新生細(xì)胞增加；利用雙重免疫熒光染色觀察到CK 促進(jìn)了幼年和老年小鼠的齒狀回新生細(xì)胞增殖；利用免疫組織化學(xué)染色觀察到CK 處理的幼年和老年小鼠的神經(jīng)元存活率增加，這些結(jié)果都表明CK 可以促進(jìn)海馬神經(jīng)元發(fā)生，這可能有益于對(duì)抗AD。此外，陳俊錫等［25］建立氫溴酸東莨菪堿（scopolamine hydrobromide，SCOP）誘導(dǎo)的AD 小鼠模型，并進(jìn)行了水迷宮實(shí)驗(yàn)、跳臺(tái)實(shí)驗(yàn)。結(jié)果顯示，在水迷宮實(shí)驗(yàn)中，空白組的逃避潛伏期和平臺(tái)距離分別約為65 s、10 000 mm，而AD 組的逃避潛伏期（約100 s）顯著延長(zhǎng)，平臺(tái)距離（約20 000 mm）顯著延長(zhǎng)，說明腹腔膜內(nèi)注射SCOP 會(huì)引起小鼠記憶和空間認(rèn)知障礙，而CK 組的逃避潛伏期（約45 s）和平臺(tái)距離（約8 000 mm）顯著降低；在跳臺(tái)實(shí)驗(yàn)中，空白組的潛伏期約為240 s，而AD 組的潛伏期（約100 s）明顯縮短，CK組的潛伏期（約280 s）明顯延長(zhǎng)。此外，在海馬細(xì)胞凋亡檢測(cè)中，觀察到CK 組的海馬細(xì)胞凋亡率（約4%）明顯低于模型組（約7%）；在海馬神經(jīng)元超微結(jié)構(gòu)中，觀察到模型組的海馬有明顯的神經(jīng)元水腫，核被膜破裂，線粒體和其他細(xì)胞器腫脹，而CK 組的海馬神經(jīng)元具有完整的核膜、均勻的染色質(zhì)分布、線粒體以及正常大小和形狀的細(xì)胞器。這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明CK 可以改善AD的認(rèn)知功能障礙和記憶障礙，對(duì)AD 具有一定的神經(jīng)保護(hù)作用。

1.2 CK 對(duì)VD 的神經(jīng)保護(hù)作用

VD 是一種由慢性腦灌注不足引起認(rèn)知障礙的神經(jīng)退行性疾病，它是繼AD 之后第二個(gè)導(dǎo)致癡呆的主要原因［26］。血管病變可以導(dǎo)致淀粉樣蛋白Aβ1-42在腦內(nèi)清除異常，使其在腦內(nèi)蓄積，進(jìn)而可能表現(xiàn)出與AD 相同的癥狀［27］。VD 對(duì)個(gè)人和社會(huì)都產(chǎn)生了巨大影響，已經(jīng)成為日益嚴(yán)重的全球健康問題。Zong 等［28］通過永久性雙側(cè)頸動(dòng)脈結(jié)扎手術(shù)（bilateral common carotid artery occlusion，BCCAO）建立慢性腦低灌注（chronic cerebral hypoperfusion，CCH）大鼠模型，并分別給予低（50 mg·kg-1）、中（100 mg·kg-1）和高劑量（200 mg·kg-1）的CK 進(jìn)行治療。結(jié)果顯示，在水迷宮實(shí)驗(yàn)中，CK 低（約16 s）、中（約17 s）和高劑量組（約9 s）大鼠在水迷宮實(shí)驗(yàn)第四天中的逃離潛伏期明顯短于VD 組（約25 s）；在空間探測(cè)實(shí)驗(yàn)中，CK 低（約2.5）、中（約3.5）和高劑量組（約3.8）的大鼠穿越平臺(tái)的次數(shù)明顯多于VD 組（約1），CK 低（約49%）、中（約48%）和高劑量組（約50%）在靶象限停留的時(shí)間也明顯長(zhǎng)于VD 組（約35%）。實(shí)驗(yàn)中還觀察到隨著CK 治療天數(shù)的增加，上述各種行為學(xué)改善作用也就越明顯。此外，在病理學(xué)中對(duì)大鼠海馬組織的觀察中發(fā)現(xiàn)，VD 組大鼠的海馬區(qū)有明顯的病理改變，神經(jīng)元排列疏松，而CK 治療組的正常神經(jīng)元密度明顯大于VD 組。這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果都說明了CK 對(duì)VD 產(chǎn)生的認(rèn)知障礙有一定的神經(jīng)保護(hù)作用。

1.3 CK 對(duì)PD 的神經(jīng)保護(hù)作用

PD 是臨床上常見的進(jìn)行性、慢性神經(jīng)退行性疾病，PD 的運(yùn)動(dòng)病癥表現(xiàn)主要有肌強(qiáng)直、靜止性震顫、運(yùn)動(dòng)遲緩和姿勢(shì)不穩(wěn)等，還有一些非運(yùn)動(dòng)的癥狀，如睡眠障礙、便秘、抑郁等［29］。PD 的病理特征主要為中腦黑質(zhì)致密部多巴胺能神經(jīng)元進(jìn)行性變性缺失，導(dǎo)致黑質(zhì)-紋狀體通路多巴胺水平下降以及黑質(zhì)殘存神經(jīng)元胞質(zhì)內(nèi)路易小體形成［29］。PD 的發(fā)病機(jī)制可能與α-突觸核蛋白調(diào)控異常、線粒體功能障礙、氧化應(yīng)激、神經(jīng)炎癥等多個(gè)方面相關(guān)［30］。目前尚沒有CK 直接治療PD 的相關(guān)研究。但是，人參皂苷Rb1 作為一種原人參二醇皂苷，在腸道內(nèi)可代謝成為CK，且Rb1 對(duì)PD 有一定的神經(jīng)保護(hù)作用。當(dāng)小鼠暴露于甲基多碘化碘時(shí)，可觀察到小鼠多巴胺細(xì)胞開始死亡，神經(jīng)元突觸長(zhǎng)度縮短［31］，盡管人參皂苷不能完全防止多巴胺細(xì)胞核神經(jīng)元的丟失，但是Rb1 通過刺激神經(jīng)元突觸的生長(zhǎng)以及恢復(fù)線粒體膜電位來抑制鈣離子的過量攝入，從而顯著提高多巴胺細(xì)胞的存活率。因此，研究人員普遍認(rèn)為Rb1 具有神經(jīng)保護(hù)作用［32］，至于其代謝產(chǎn)物CK 是否也有相同的作用，還需接下來的繼續(xù)研究。

1.4 CK 對(duì)ICVD 的神經(jīng)保護(hù)作用

ICVD 是由血栓或其他栓塞物導(dǎo)致的血管阻塞引起的［33］，屬于急性神經(jīng)退行性疾病。ICVD 的主要臨床表現(xiàn)通常有突然發(fā)作的頭暈眼花、走路不穩(wěn)，甚至意識(shí)模糊、肢體無力等。有體內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明［34］，建立Wistar 大鼠腦缺血再灌注模型，并給予CK 低（30 mg·kg-1·d-1）和高劑量（60 mg·kg-1·d-1）治療。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，CK 低（約2）和高劑量組（約1.7）的Wistar 大鼠神經(jīng)行為評(píng)分顯著低于模型組（約2.5）；CK 低（約80%）和高劑量組（約70%）的腦組織含水量明顯低于模型組（約90%）；CK低（約28%）和高劑量組（約25%）的腦缺血再灌注損傷的腦梗死體積明顯低于模型組（35%）。這些結(jié)果表明CK 可能具有一定的神經(jīng)保護(hù)作用。劉偉等［35］通過頸動(dòng)脈栓線法制備大鼠大腦中動(dòng)脈栓塞模型，給予大鼠低（10 mg·kg-1）、中（20 mg·kg-1）和高劑量（40 mg·kg-1）的CK 治療。TTC 染色顯示，大鼠模型組的腦片與周圍正常腦組織界限清楚，且梗死邊緣分布有大量凝集素標(biāo)記陽性的細(xì)胞，而CK 低［（30±7）個(gè)/500 μm2］、中［（20±5）個(gè)/500 μm2］和高劑量組［（13±4）個(gè)/500 μm2］的凝集素陽性細(xì)胞數(shù)量低于模型組［（46±11）個(gè)/500 μm2］。此外，實(shí)驗(yàn)中觀察到CK 低（約25%）、中（約20%）和高劑量組（約15%）的腦梗死體積百分比明顯少于模型組（約40%），提示CK 可以改善腦缺血癥狀；還觀察到CK 對(duì)脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）激活的原代小膠質(zhì)細(xì)胞形態(tài)有所改善，激活的原代培養(yǎng)小膠質(zhì)細(xì)胞形態(tài)變大，呈多角形，熒光強(qiáng)度強(qiáng)，而CK 組的細(xì)胞呈圓形，熒光強(qiáng)度弱，且實(shí)驗(yàn)觀察到的結(jié)果與CK呈劑量依賴性。這些結(jié)果表明CK 對(duì)ICVD 具有一定的神經(jīng)保護(hù)作用。

1.5 CK 對(duì)EP 的神經(jīng)保護(hù)作用

EP 屬于急性神經(jīng)退行性疾病，特征是反復(fù)無緣無故地發(fā)作。EP 是大腦神經(jīng)元突發(fā)性異常放電，導(dǎo)致短暫的大腦功能障礙的一種疾?。?6］。EP 發(fā)病主要可分為全面強(qiáng)直陣攣性發(fā)作、失神發(fā)作、強(qiáng)直發(fā)作、肌陣攣發(fā)作、痙攣等。EP 發(fā)生的機(jī)制主要有：神經(jīng)炎癥的發(fā)生；小膠質(zhì)細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞的激活［37］；腦內(nèi)神經(jīng)遞質(zhì)的失衡等［38］。Zeng 等［39］通過建立大鼠EP 發(fā)作和持續(xù)狀態(tài)模型，來研究CK 對(duì)EP 的作用。結(jié)果顯示，對(duì)用戊四氮處理誘導(dǎo)的大鼠強(qiáng)直-陣攣和肌陣攣的急性EP 動(dòng)物模型，大鼠表現(xiàn)出明顯的EP 行為特征，給予低（80 mg·kg-1）和中劑量（160 mg·kg-1）的CK 并未顯示出保護(hù)作用，但是高劑量（320 mg·kg-1）的CK 不僅降低了大鼠EP 發(fā)作的強(qiáng)度，而且使EP 的潛伏期（約110 s）明顯長(zhǎng)于模型組（約85 s），使EP 的持續(xù)時(shí)間（約17 s）明顯短于模型組（約19 s）；對(duì)氯化鋰-毛果蕓香堿誘導(dǎo)的EP 持續(xù)狀態(tài)大鼠模型，模型大鼠均表現(xiàn)出較高的驚厥評(píng)分，如出現(xiàn)前肢陣攣，直立、跌落甚至死亡，而高劑量CK 可以顯著改善大鼠上述的癥狀。提示CK 對(duì)EP具有神經(jīng)保護(hù)作用。

2 CK 的神經(jīng)保護(hù)作用機(jī)制

CK 可以通過抗氧化應(yīng)激、抗炎、提高能量代謝、抗自噬、抗凋亡、調(diào)節(jié)神經(jīng)遞質(zhì)等機(jī)制來發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用，下面對(duì)CK 神經(jīng)保護(hù)作用的機(jī)制做一綜述。

2.1 抗氧化應(yīng)激

大腦內(nèi)的氧化應(yīng)激是累積的自由基損傷的結(jié)果，當(dāng)機(jī)體的神經(jīng)元抗氧化防御不足以抵抗呼吸和能量生產(chǎn)過程中不斷產(chǎn)生的活性氧（reactive oxygen species，ROS）時(shí)，自由基損傷會(huì)產(chǎn)生分子、細(xì)胞和臨床病理表型的跡象［40］。當(dāng)發(fā)生氧化應(yīng)激時(shí)，體內(nèi)超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、谷胱甘 肽過氧化 物酶（glutathione peroxidase，GSH-Px）和還原性谷胱甘肽（glutathione，GSH）等抗氧化酶水平受到抑制。而且腦神經(jīng)系統(tǒng)中的不飽和脂肪酸對(duì)氧化應(yīng)激反應(yīng)十分敏感，更容易造成中樞神經(jīng)系統(tǒng)損害。Yang 等［41］建立了SCOP 誘導(dǎo)的記憶損傷小鼠模型，并給予CK 低（20 mg·kg-1）和高劑量（40 mg·kg-1）治療。結(jié)果顯示，CK低和高劑量組的SOD 活性（80 和82 U·mg-1）明顯高于模型組（50 U·mg-1）；CK 低和高劑量組的GSH-Px 內(nèi)容物（0.9 和0.92 μg·mg-1）明顯高于模型組（0.6 μg·mg-1）。這就表明CK 可以升高腦內(nèi)抗氧化酶的水平，提高機(jī)體的抗氧化能力，抑制神經(jīng)元的氧化損傷。Seo 等［42］建立由東莨菪堿誘導(dǎo)的小鼠記憶障礙模型，分別給予低（1 mg·kg-1）、中（5 mg·kg-1）和高劑量（10 mg·kg-1）的CK 治療，并進(jìn)行了行為學(xué)測(cè)試實(shí)驗(yàn)和相關(guān)指標(biāo)的檢測(cè)。結(jié)果表明，在Y 迷宮實(shí)驗(yàn)中，CK 低、中和高劑量組的自發(fā)變化（約65%、70%、70%）明顯高于模型組（約55%）；在被動(dòng)逃避實(shí)驗(yàn)中，CK 低、中和高劑量組的潛伏期（約75 s、100 s、170 s）明顯長(zhǎng)于模型組（約50 s）。然而在之后Nrf2 敲除的小鼠中未觀察到CK 對(duì)東莨菪堿誘導(dǎo)的認(rèn)知功能的保護(hù)作用。隨后的機(jī)制研究觀察到CK 可以誘導(dǎo)Nrf2 介導(dǎo)的抗氧化酶如：血紅素氧合酶-1（heme oxygenase-1，HO-1）和NAD（P）H：醌氧化還原酶1 ［（NAD（P）H：quinone oxidoreductase 1，NQO1）］；攜帶抗氧化劑反應(yīng)原件（antioxidant response element，ARE）序列和報(bào)告熒光素酶基因的HT22-ARE 細(xì)胞報(bào)告分析表明，CK 激活了Nrf2 相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄，特別是抗氧化標(biāo)記物NQO1 酶的活性被CK 以劑量依賴的方式提高。此外，CK 在不影響乙酰膽堿酯酶活性的前提下，以Nrf2 介導(dǎo)的方式誘導(dǎo)抗氧化酶，有效地減輕谷氨酸誘導(dǎo)的HT22 細(xì)胞的細(xì)胞毒性和線粒體損傷，提示CK 可以通過其抗氧化機(jī)制來發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用。

2.2 抗炎

大腦內(nèi)的炎癥是有雙面效應(yīng)的，一方面通過小膠質(zhì)細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞的吞噬活性來清除包括蛋白聚集體在內(nèi)的致病因素；另一方面，膠質(zhì)細(xì)胞的激活會(huì)誘導(dǎo)產(chǎn)生對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)有害的因子。小膠質(zhì)細(xì)胞是中樞神經(jīng)系統(tǒng)中主要的免疫細(xì)胞，這些細(xì)胞在大腦受損或者神經(jīng)退行性疾病中容易被激活，它們可以釋放神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子，如神經(jīng)生長(zhǎng)因子（nerve growth factor，NGF）、腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子（brain-derived neurotrophic factor，BDNF）或者神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子-3（neurotrophins-3，NT-3），也可以釋放神經(jīng)毒性因子，如ROS、NO 和促炎細(xì)胞因子［43］，所以小膠質(zhì)細(xì)胞與炎癥息息相關(guān)。即使小膠質(zhì)細(xì)胞激活對(duì)于宿主防御來說是重要的，但其過度激活就會(huì)產(chǎn)生一定的神經(jīng)毒 性［44］。有研究顯示［45］，CK 對(duì) 于LPS 或 者Aβ 刺激的小膠質(zhì)細(xì)胞具有抗炎效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)中，給予CK低（10 μmol·L-1）和高劑量（20 μmol·L-1）治療，觀察到CK 低和高劑量組處理的LPS 誘導(dǎo)的小膠質(zhì)細(xì)胞中NO 含量（約60 和40 μmol·L-1）明顯低于未經(jīng)處理組（約75 μmol·L-1）。此外，Park 等［46］建立了全身性炎癥和腦缺血的小鼠腦疾病模型，分別給予CK 低（25 μmol·L-1）、中（50 μmol·L-1）和高劑量（70 μmol·L-1）治療。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，CK 組膿毒癥小鼠大腦皮質(zhì)中的小膠質(zhì)細(xì)胞激活標(biāo)志物Iba1 的數(shù)量（28/500 μm2）明顯低于模型組（45/500 μm2），在大腦紋狀體區(qū)結(jié)果相似；CK 組腦缺血小鼠的大腦中動(dòng)脈阻塞所致的缺血性腦梗死體積明顯低于模型組（約35 mm3），尤其是在大腦皮質(zhì)區(qū)（約15 mm3）。此外，實(shí)驗(yàn)中還觀察到：CK 抑制了LPS 誘導(dǎo)刺激的小膠質(zhì)細(xì)胞中NO、腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）和 炎癥因子白細(xì)胞介素-1β（interleukin-1β，IL-1β）的表達(dá)，并且呈劑量依賴性；CK 抑制了在LPS 誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)中起重要作用的誘導(dǎo)型一氧化氮合酶（inducible nitric oxide synthase，iNOS）、炎癥因子白細(xì)胞介素6（interleukin-6，IL-6）、單細(xì)胞趨化蛋白-1（monocyte chemotactic protein-1，MCP-1）、基質(zhì)金屬蛋白酶-3（matrix metalloproteinase-3，MMP-3）和基質(zhì)金屬蛋白酶-9（matrix metalloproteinase-9，MMP-9）的表達(dá)；CK 抑制了調(diào)節(jié)小膠質(zhì)細(xì)胞中的細(xì)胞因子、MCP-1、MMP 和iNOS 基因表達(dá)的重要轉(zhuǎn)錄因子核因子-κB（nuclear factor-κB）和激活蛋白-1（activator protein-1，AP-1）的活性；CK 抑制了LPS 誘導(dǎo)的ROS 生成、還原型煙堿胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（nicotinamide adenine dinucleotide phosphate，NADPH）氧化酶中P47phox（NADPH 氧化酶的主要成分，負(fù)責(zé)小膠質(zhì)細(xì)胞ROS的釋放）的磷酸化作用，還抑制了炎癥反應(yīng)中三種重要的上游信號(hào)分子絲裂原活化蛋白激酶（mitogenactivated protein kinases，MAPK）的表達(dá)；CK 上調(diào)了解決氧化應(yīng)激和炎癥的關(guān)鍵分子HO-1 的表達(dá)。這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果就表明了CK 是一種很有前途的預(yù)防或治療各種神經(jīng)炎性疾病的藥物，其神經(jīng)保護(hù)作用可能就是通過上述機(jī)制抑制膠質(zhì)細(xì)胞激活，從而抑制炎癥因子的釋放。

2.3 提高能量代謝

AD 患者大腦中的ATP 含量減少，ATP 合酶活性下降［47］。這就說明AD 產(chǎn)生的學(xué)習(xí)記憶功能障礙可能與能量代謝相關(guān)。Chen 等人［48］假設(shè)CK 通過對(duì)Aβ 誘導(dǎo)的能量代謝通路的介導(dǎo)來改善AD，并且在HT22 細(xì)胞中證實(shí)了這一假設(shè)。實(shí)驗(yàn)建立了HT22 細(xì)胞的AD 模型，且給予CK 低（CK 2.5 μmol·L-1+Aβ1-4210 μmol·L-1）、中（CK 5 μmol·L-1+Aβ1-4210 μmol·L-1）和高劑量（CK 10 μmol·L-1+Aβ1-4210 μmol·L-1）治療。細(xì)胞結(jié)果顯示，在暴露于Aβ的HT22 細(xì)胞中，CK低、中和高劑量組的細(xì)胞活性（約80%、85% 和90%）明顯高于模型組（約75%）；顯微鏡觀察顯示，模型組神經(jīng)元形態(tài)胞體較小，呈梭形，神經(jīng)元生長(zhǎng)稀疏，未形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，而CK 中和高劑量組處理后的細(xì)胞均能正常生長(zhǎng)，胞體呈橢圓形，多個(gè)神經(jīng)元聚集成網(wǎng)絡(luò)。此外，在實(shí)驗(yàn)中還觀察到ATP 內(nèi)容物在CK 低（10.153±0.279 nmol·mg-1）、中（10.969±0.310 nmol·mg-1）和高劑量組（11.603±0.358 nmol·mg-1）的含量顯著高于模型組（8.831±0.964 nmol·mg-1）。這就說明CK 可以通過提高能量代謝來發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用。越來越多的證據(jù)表明，AD 其實(shí)是一種大腦葡萄糖利用障礙和能量產(chǎn)生障礙的代謝異常［49-51］，并且這些代謝異常與AD 中樞神經(jīng)系統(tǒng)胰島素信號(hào)通路異常相關(guān)，當(dāng)中樞神經(jīng)系統(tǒng)胰島素信號(hào)通路異常時(shí)，可導(dǎo)致神經(jīng)元葡萄糖的攝取利用障礙和能量功能障礙，從而引起代謝異常和突觸損傷，進(jìn)而使認(rèn)知功能下降，參與AD 的發(fā)展［52-53］。過氧化物酶體增殖物激活受體（peroxisome proliferators-activated receptors，PPARs）在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的作用主要與脂質(zhì)和葡萄糖代謝有關(guān)，它是調(diào)節(jié)代謝平衡、糖、脂質(zhì)和能量代謝以及胰島素敏感性的重要轉(zhuǎn)錄因子［54］。根據(jù)已有研究推測(cè)，PPARs 中PPARγ的激動(dòng)可能會(huì)促進(jìn)胰島素刺激的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體1（glucose transporters 1，GLUT1）和葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體3（glucose transporters 3，GLUT3）的功能，從而促進(jìn)葡萄糖轉(zhuǎn)入神經(jīng)細(xì)胞，而PPARγ的缺失，則會(huì)降低腦部葡萄糖代謝，產(chǎn)生能量障礙的代謝疾病。陳錫俊等人［25］建立AD 小鼠模型，并給予CK（CK 40 mg·kg-1+SCOP 2 mg·kg-1）治療。實(shí)驗(yàn)中觀察到：在水迷宮實(shí)驗(yàn)中，CK 組的逃離潛伏期（約45 s）明顯低于模型組（約100 s），CK 組的平臺(tái)距離（約8 000 mm）明顯低于模型組（約20 000 mm）；在跳臺(tái)實(shí)驗(yàn)中，CK 組的逃離潛伏期（約280 s）明顯高于模型組（約100 s）。此外，在實(shí)驗(yàn)中還觀察到：CK 組小鼠模型后海馬中的ATP 含量（427.00±27.06 nmol·mg-1）顯著高于模型組（205.33±1.53 nmol·mg-1）；CK 組 的PPARγ的相對(duì)表達(dá)（1.25）顯著高于模型組（0.4），且強(qiáng)度也顯著增強(qiáng)；還檢測(cè)到CK 組與能量代謝相關(guān)的蛋白GLUT1（約1.3）、GLUT3（約1.2）等的表達(dá)水平顯著高于模型組GLUT1（約0.8）、GLUT3（約0.7）的表達(dá)水平，這就說明CK 能使與能量代謝有關(guān)的蛋白質(zhì)表達(dá)正?；?。以上實(shí)驗(yàn)表明CK 可以通過提高能量代謝來發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用。

2.4 抗自噬

自噬可以導(dǎo)致細(xì)胞適應(yīng)、細(xì)胞存活或者細(xì)胞死亡，調(diào)節(jié)自噬越來越被認(rèn)為是一種很有前途的治療神經(jīng)退行性疾病的方法。自噬是神經(jīng)元中移除蛋白質(zhì)或受損細(xì)胞器，進(jìn)行循環(huán)利用的動(dòng)態(tài)過程［55-56］。在缺血期間自噬是有益的，而在再灌注階段自噬可以誘導(dǎo)細(xì)胞整體細(xì)胞器和成分的過度消耗，進(jìn)而導(dǎo)致自噬的凋亡和損傷［57］。因此，減少自噬誘導(dǎo)的凋亡可能是治療神經(jīng)退行性疾病的潛在機(jī)制。Huang 等［58］建立了大鼠腎上腺嗜鉻細(xì)胞瘤細(xì)胞系PC12 和原代培養(yǎng)的大鼠神經(jīng)元缺氧缺糖再灌注（oxygen and glucose deprivation and reperfusion，OGD/R）模型，已知在OGD/R 中伴隨著AMP 活化蛋白激酶（AMP-activated protein kinase，AMPK）的磷酸化和雷帕霉素激活的哺乳動(dòng)物靶點(diǎn)（mammalian target of rapamycin，mTOR）的激活減少［59］。因此，他們利用AMPK 抑制劑BML-275 和mTOR 抑制劑雷帕霉素，研究了CK 抑制ODG/R 損傷中自噬介導(dǎo)的神經(jīng)元凋亡的機(jī)制。為了觀察OGD/R 誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡是否由自噬介導(dǎo)，在未經(jīng)CK 處理的OGD/R 模型中，檢測(cè)了一系列與自噬相關(guān)的蛋白水平。結(jié)果顯示，OGD/R 模型中的自噬相關(guān)蛋白Atg5 和Atg7 的表達(dá)明顯增加，提示OGD/R 模型的神經(jīng)元存在較高水平的自噬通量。后續(xù)實(shí)驗(yàn)中，給予OGD/R 模型CK 低（2 μmol·L-1）、中（4 μmol·L-1）和高劑量（8 μmol·L-1）治療，并進(jìn)行免疫熒光染色和Western blot分析。結(jié)果顯示在CK 低（約35）、中（約32）和高劑量組（約18）處理過的OGD/R 模型中的每一個(gè)神經(jīng)元上，代表自噬形成標(biāo)志的LC3 斑點(diǎn)數(shù)量明顯低于模型組（約50）；在NGF 誘導(dǎo)的PC12 細(xì)胞中，檢測(cè)到自噬相關(guān)蛋白Atg5 和Atg7 的表達(dá)有所升高，而這可以被CK 緩解。這些結(jié)果表明CK 抑制了OGD/R 誘導(dǎo)的神經(jīng)元自噬。實(shí)驗(yàn)中還觀察到CK 抑制了AMPK 的磷酸化，并且增加了mTOR 的激活，而BML-275 可以部分逆轉(zhuǎn)CK 誘導(dǎo)的磷酸化AMPK（phosphorylation-AMPK，p-AMPK）表達(dá)下降，BML-275 和雷帕霉素均能顯著逆轉(zhuǎn)CK 誘導(dǎo)的磷酸化mTOR（phosphorylation-mTOR，p-mTOR）表達(dá)增加。這就表明，CK 通過調(diào)節(jié)AMPK-mTOR 通路，從而抑制OGD/R 誘導(dǎo)的自噬介導(dǎo)的神經(jīng)元凋亡，來發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用。

2.5 抗凋亡

氧化應(yīng)激反應(yīng)可加劇APP 的剪切和Aβ 產(chǎn)生［60］，ROS 的產(chǎn)生和大量的Aβ聚集可促進(jìn)神經(jīng)元線粒體凋亡［61］。線粒體凋亡導(dǎo)致細(xì)胞色素C 從線粒體釋放，隨后激活凋亡蛋白酶caspase-3，進(jìn)一步發(fā)展細(xì)胞凋亡進(jìn)程［62］。Bcl-2 是抗凋亡蛋白，Bax 是促凋亡蛋白［63］，共同調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡［64］。Yang 等［41］通過建立AD 小鼠模型，給予低（20 mg·kg-1）和高劑量（40 mg·kg-1）CK 治療，并對(duì)其腦組織凋亡的指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)。結(jié)果顯示模型組小鼠的海馬區(qū)熒光強(qiáng)度增強(qiáng)，神經(jīng)元凋亡率（約32%）升高；CK 處理后的小鼠海馬區(qū)檢測(cè)熒光強(qiáng)度降低，CK低（約12%）和高劑量組（約10%）神經(jīng)元凋亡率明顯減少。提示CK 可抑制AD 模型小鼠海馬神經(jīng)元凋亡，減輕神經(jīng)元損傷。此外，實(shí)驗(yàn)還觀察到模型組小鼠腦內(nèi)Bcl-2 蛋白相對(duì)表達(dá)明顯降低，Bax 和caspase-3 蛋白相對(duì)表達(dá)明顯升高，而CK 組明顯上調(diào)Bcl-2 蛋白水平，下調(diào)Bax 和caspase-3 蛋白水平，提示CK 可以調(diào)控線粒體凋亡途徑蛋白，抑制神經(jīng)元線粒體凋亡。

2.6 調(diào)節(jié)神經(jīng)遞質(zhì)

CK 還可以調(diào)節(jié)中樞神經(jīng)遞質(zhì)的釋放，尤其是γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid，GABA）能神經(jīng)系統(tǒng)。Bae 等人［65］用急性分離的大鼠海馬CA3 區(qū)錐體神經(jīng)元進(jìn)行膜片鉗實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示CK 通過增加突觸末梢的鈣離子濃度來刺激GABA 的自發(fā)釋放，從而影響海馬介導(dǎo)的生理功能，海馬區(qū)與多種神經(jīng)退行性疾病都息息相關(guān)。因此，調(diào)節(jié)氨基酸神經(jīng)類遞質(zhì)可能也是CK 發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用的機(jī)制，但是GABA 的釋放如何與海馬功能和學(xué)習(xí)記憶過程相關(guān)的機(jī)制尚不清楚。

2.7 其他機(jī)制

除了以上的一些神經(jīng)退行性疾病的共同機(jī)制，還有一些其他機(jī)制。如對(duì)于AD 來說，Aβ 聚集是主要的病理特征。針對(duì)這一病理特征，Yang 等［41］建立了SCOP 誘導(dǎo)的記憶損傷小鼠模型，并給予CK 低（20 mg·kg-1）和高劑量（40 mg·kg-1）治療。結(jié)果顯示，Aβ42蛋白相對(duì)表達(dá)在CK 低（0.26）和高劑量組（0.22）明顯低于模型組（0.35）。提示CK 可以抑制AD 模型小鼠腦組織中Aβ 的表達(dá)，產(chǎn)生神經(jīng)保護(hù)作用，此作用可能與促進(jìn)Nrf2/Keap1 信號(hào)通路的轉(zhuǎn)導(dǎo)相關(guān)。此外，Zong 等［28］通過2VOCCH 大鼠模型來探究CK 對(duì)VD的作用。CCH 可以引起神經(jīng)元損傷，加劇Aβ1-42的聚集，從而引起認(rèn)知功能障礙和神經(jīng)毒性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，CK 可以減輕CCH 誘導(dǎo)的Aβ1-42沉積，其次還增強(qiáng)了參與Aβ1-42產(chǎn)生和清除的pSer9-糖原合成酶激酶3β（pSer9-Glycogen synthase kinase 3β，pSer9-GSK3β）和胰島素降解酶（insulin degrading enzyme，IDE）的活性，而pSer9-GSK3β 和IDE 的激活則依賴磷脂酰肌醇3 激酶/Akt（phosphatidylinositol 3 kinase，PI3K/Akt）信號(hào)通路，該通路和胰島素與其受體的結(jié)合相關(guān)。這就表明，CK 可能通過增強(qiáng)pSer9-GSK3β 和IDE 的表達(dá)而減輕認(rèn)知功能障礙和Aβ1-42在海馬的沉積，減輕胰島素抵抗，從而發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用。

3 小結(jié)與展望

神經(jīng)退行性疾病對(duì)于老年人來說是高發(fā)疾病，隨著我國老齡化速度的加快，神經(jīng)退行性疾病的發(fā)病率和死亡率逐年增長(zhǎng)。因此，人們?cè)絹碓街匾暽窠?jīng)退行性疾病的預(yù)防和治療。神經(jīng)退行性疾病包括AD、VD、PD、ICVD、EP 等，這些疾病的具體機(jī)制十分復(fù)雜，目前還不是很清楚。人參皂苷是人參中主要的活性成分，其中CK 是原人參二醇型人參皂苷在腸道中的代謝產(chǎn)物，其神經(jīng)保護(hù)作用是近幾年來研究的熱點(diǎn)內(nèi)容。CK 對(duì)多種神經(jīng)退行性疾病都具有神經(jīng)保護(hù)作用，保護(hù)的機(jī)制主要涉及抗氧化應(yīng)激、抗炎、提高能量代謝、抗自噬、抗凋亡、調(diào)節(jié)神經(jīng)遞質(zhì)等。各種機(jī)制看似獨(dú)立存在，實(shí)際上它們之間有著一定的聯(lián)系。雖然近幾年對(duì)CK 神經(jīng)保護(hù)作用的相關(guān)研究較多，但是對(duì)于其具體機(jī)制以及各種機(jī)制之間聯(lián)系的相關(guān)研究還不足，因此，接下來對(duì)這些具體問題的繼續(xù)研究將會(huì)是重中之重。