蜂王漿輔助治療阿爾茲海默癥的研究進(jìn)展

鄭星 楊昊 趙亞周 彭文君

（1 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蜜蜂研究所，北京 100093；2 北京市密云區(qū)園林綠化局，北京 101500）

阿爾茨海默癥（Alzheimer's disease，AD）是老年人群中常見(jiàn)的不可逆的神經(jīng)退行性疾病。該病具有腦萎縮、腦老年斑、神經(jīng)內(nèi)纖維纏結(jié)和神經(jīng)元細(xì)胞丟失等特點(diǎn)，易發(fā)部位多見(jiàn)為有記憶和認(rèn)知功能的海馬體[1]。除了不可避免的遺傳因素，良好的環(huán)境條件和健康的生活方式有利于降低阿爾茲海默癥的發(fā)病率。隨著世界各地老年人患阿爾茲海默癥數(shù)量的逐漸增加，研究人員也在不斷尋找新的藥物來(lái)緩解該病的進(jìn)程。越來(lái)越多的證據(jù)顯示，一些功能性食品對(duì)大腦具有保護(hù)作用，可以預(yù)防或緩解阿爾茲海默癥。蜂王漿被認(rèn)為是一種功能性食品，因其含有大量的生物活性物質(zhì)，如蜂王漿主蛋白（MRJPs）、王漿酸（10-HDA）、酚類(lèi)化合物等，它們對(duì)多種動(dòng)物模型的細(xì)胞和組織具有藥理活性，包括神經(jīng)調(diào)節(jié)活性、抗衰老活性、抗炎活性和抗氧化活性等[2]，已被應(yīng)用于治療多種疾病，例如糖尿病、心血管疾病和癌癥[3]。

蜂王漿是由蜜蜂工蜂的咽下腺和下頜腺分泌而來(lái)的粘性漿狀物，主要被用以飼喂蜂王和1～3日齡的小幼蟲(chóng)。工蜂通過(guò)取食花蜜和花粉而增加營(yíng)養(yǎng)，促進(jìn)咽下腺和下頜腺的發(fā)育，最終分泌出蜂王漿。在蜂群中，蜂王一生都在取食蜂王漿，壽命可達(dá)1～5年。而工蜂僅在小幼蟲(chóng)期取食蜂王漿，卻只能存活35 天左右。除了壽命更長(zhǎng)之外，蜂王的體型也是工蜂的兩倍大，具有發(fā)育完善的生殖解剖特征，并且幼蟲(chóng)期的發(fā)育速度更快[4]。蜂王與工蜂之間的這些區(qū)別主要源于幼蟲(chóng)的繁殖環(huán)境，尤其是營(yíng)養(yǎng)環(huán)境，蜂王漿在其中起到了重要作用。阿爾茲海默癥主要在老年人群中發(fā)生，延緩衰老和增強(qiáng)身體健康顯得尤為重要，因此研究者認(rèn)為蜂王漿具有輔助治療的潛力。

1 蜂王漿

1.1 化學(xué)組分及質(zhì)量

蜂王漿的成分組成非常復(fù)雜，受到多種因素的影響。新鮮的蜂王漿包含水（50%～70%）、蛋白質(zhì)（9%～18%）、碳水化合物（7%～18%）、脂肪（3%～8%）、礦物質(zhì)鹽（約1.5%）及少量的多酚、維生素、游離氨基酸、有機(jī)酸等[5]。一般情況下，蜂王漿呈現(xiàn)出多種顏色，如白色的油菜蜂王漿、乳白色的刺槐蜂王漿、淡黃色的紫云英蜂王漿、微紅色的蕎麥蜂王漿等，這主要是由不同的蜂種或蜜粉源植物所造成，但其中的主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)組成相似[6]。感官特性是蜂王漿的重要質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，未正確儲(chǔ)存會(huì)使其顏色趨于變黑，并散發(fā)腐爛的味道。因此，為了獲得最佳質(zhì)量，新鮮蜂王漿應(yīng)以冷凍狀態(tài)存儲(chǔ)，或?qū)ζ溥M(jìn)行冷凍干燥后常溫儲(chǔ)存。

1.2 對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的作用

前人報(bào)道顯示，蜂王漿具有明顯的神經(jīng)保護(hù)作用、能降低膽固醇水平、改善Aβ 病理學(xué)狀態(tài)、提高血腦屏障通透性等特性[7]，可用于阿爾茲海默癥的預(yù)防和治療。評(píng)估蜂王漿對(duì)腦功能（如學(xué)習(xí)和記憶）的影響是未來(lái)的可行方向，有利于更有效地將蜂王漿應(yīng)用于多種神經(jīng)系統(tǒng)疾病的醫(yī)療保健和臨床治療中（表1）。

表1 蜂王漿及其活性成分的作用效果

2 阿爾茨海默癥

2.1 發(fā)病機(jī)制

一般認(rèn)為，突觸是阿爾茨海默癥發(fā)病的位點(diǎn)。在信息傳遞過(guò)程中，神經(jīng)元除了釋放谷氨酸等神經(jīng)遞質(zhì)到突觸外，還釋放β 淀粉樣蛋白（Aβ）的小肽。在新陳代謝時(shí)Aβ 被小神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞處理，若Aβ 釋放過(guò)多或未能被完全清理時(shí)，會(huì)導(dǎo)致Aβ 在突觸周?chē)逊e，當(dāng)積累到臨界點(diǎn)時(shí)，小神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞則會(huì)過(guò)度活躍，進(jìn)而釋放出引起炎癥和細(xì)胞損傷的化學(xué)物質(zhì)[13]。Tau 蛋白的神經(jīng)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白也因此變得過(guò)度磷酸化并轉(zhuǎn)化成神經(jīng)原纖維纏結(jié)，從內(nèi)部阻塞了神經(jīng)元[14]。因此，在阿爾茨海默癥中期，突觸周?chē)鷷?huì)出現(xiàn)大量的炎癥和神經(jīng)纖維纏結(jié)及細(xì)胞凋亡?；谶@些發(fā)病機(jī)理，目前針對(duì)阿爾茲海默癥的常用治療藥物有抗Aβ 肽、M1受體激動(dòng)劑和乙酰膽堿酯酶抑制劑等，然而這些藥物只是起到延緩病情發(fā)展、控制部分癥狀的作用。

2.2 疾病危害

阿爾茨海默癥患者通常會(huì)出現(xiàn)記憶力減退、失語(yǔ)癥、行為障礙、性格和行為改變等癥狀。晚期也會(huì)伴隨有臨床并發(fā)癥，如飲食和感染等問(wèn)題[15]。阿爾茲海默癥的病因未知卻具有致命后果，病情會(huì)不知不覺(jué)加重，一直以來(lái)困擾著世界上所有病人?？紤]到年齡是阿爾茨海默癥發(fā)展的風(fēng)險(xiǎn)因素，可以預(yù)計(jì)嬰兒潮一代（1965～1973年出生）的老齡化，將導(dǎo)致中國(guó)阿爾茨海默癥患者數(shù)量的爆炸性增長(zhǎng)。高昂的醫(yī)療費(fèi)用將對(duì)醫(yī)療保健系統(tǒng)造成重大影響[16]，因此，預(yù)防或延緩阿爾茨海默癥的發(fā)展是老齡化研究中最迫切的方向之一。

3 蜂王漿對(duì)阿爾茲海默癥的緩解作用

蜂王漿具有多種藥理學(xué)活性，與普通藥物相比，它的營(yíng)養(yǎng)更豐富，毒性更低，副作用更小，相對(duì)溫和安全。通過(guò)總結(jié)前人有關(guān)蜂王漿生物學(xué)功能的研究，包括拮抗Aβ 的生成和聚集、降低膽固醇水平、緩解氧化應(yīng)激、增強(qiáng)神經(jīng)元功能、調(diào)節(jié)胰島素與受體的結(jié)合水平等，對(duì)將來(lái)應(yīng)用蜂王漿緩解阿爾茲海默癥的可行性進(jìn)行分析。

3.1 拮抗Aβ的生成和聚集

Aβ 是一種4 kDa 的肽，由39～43 個(gè)氨基酸組成，多存在于大鼠腦組織和腦脊液中[17]。淀粉樣前體蛋白是由695～770 個(gè)氨基酸組成的跨膜糖蛋白，在腦中廣泛表達(dá)并具有膜受體的作用。淀粉樣前體蛋白被α-分泌酶、β-分泌酶和γ-分泌酶共同水解切割為呈折疊狀的Aβ 肽（如圖1）[18]，若Aβ 肽未被及時(shí)清除，其便傾向于聚集為Aβ 低聚物或Aβ 原纖維，進(jìn)而形成淀粉樣蛋白斑塊，影響神經(jīng)突觸間的信息傳遞[19]，以上神經(jīng)病理學(xué)方面的變化，最終會(huì)導(dǎo)致阿爾茲海默癥患者的認(rèn)知能力下降。

圖1 人淀粉樣前體蛋白的水解加工過(guò)程[18]

在轉(zhuǎn)染人淀粉樣前體蛋白基因的小鼠來(lái)源神經(jīng)瘤母細(xì)胞（Mouse neuroblastoma N2a cells，Neuro-2a）模型中，蜂王漿中的活性肽（1～9μg/ml）可以通過(guò)下調(diào)模型細(xì)胞的β-分泌酶水平，來(lái)抑制β 淀粉樣蛋白40 和42 的產(chǎn)生，從而降低Aβ 的生成和聚集，這可能與組蛋白乙?；揎椨嘘P(guān)。因此，蜂王漿中活性肽具有神經(jīng)保護(hù)功能，可作為潛在的β-分泌酶抑制劑來(lái)緩解阿爾茲海默癥[10]。此外，蜂王漿或蜂王漿中活性肽也可顯著改善秀麗隱桿線蟲(chóng)（Caenorhabditis elegans,C.elegans）的壽命和抗應(yīng)激能力，同時(shí)降低老年個(gè)體中Aβ 蛋白質(zhì)對(duì)機(jī)體的細(xì)胞毒性[20]。在莫里斯水迷宮（Morris water maze）和降壓被動(dòng)回避（Step-down passive avoidance）試驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)經(jīng)3 個(gè)月蜂王漿治療的APP/PS1 雙轉(zhuǎn)基因小鼠的阿爾茲海默癥癥狀得到顯著改善，表明蜂王漿可能有助于減少腦部的淀粉樣蛋白斑塊[12]。

3.2 降低膽固醇水平

高膽固醇血癥是導(dǎo)致阿爾茲海默癥的危險(xiǎn)因素。流行病學(xué)研究表明高膽固醇可增強(qiáng)腦內(nèi)β-分泌酶和γ-分泌酶的活性，即加速淀粉樣前體蛋白裂解為Aβ，并在神經(jīng)突觸上沉積，造成局部神經(jīng)元的損失，最終導(dǎo)致大腦斑塊和阿爾茲海默癥的發(fā)生[21,22]。研究顯示，蜂王漿可以顯著降低兔腦血漿中總膽固醇和低密度脂蛋白膽固醇的水平，進(jìn)而降低血脂、腦內(nèi)淀粉樣蛋白沉積、乙酰膽堿酯酶和丙二醛水平[23]，緩解阿爾茲海默癥的癥狀[10]。

3.3 緩解氧化應(yīng)激反應(yīng)

氧化應(yīng)激是自由基與抗氧化系統(tǒng)不平衡引起的，屬于衰老和神經(jīng)退行性疾病的重要發(fā)病機(jī)制。含氧自由基可以攻擊蛋白質(zhì)、核酸和脂質(zhì)膜，從而破壞細(xì)胞的完整性和功能[24]。因此，阿爾茲海默癥患者的大腦中過(guò)多的氧化應(yīng)激反應(yīng)會(huì)引發(fā)正常代謝過(guò)程改變，促使其中炎性細(xì)胞因子增加，加劇病情發(fā)展[25]。此外，阿爾茲海默癥的典型內(nèi)在表現(xiàn)為大腦神經(jīng)元的凋亡，氧化應(yīng)激反應(yīng)是引發(fā)該過(guò)程的主要因素。氧化應(yīng)激反應(yīng)所引起的大腦內(nèi)炎癥反應(yīng)促進(jìn)了Aβ 在神經(jīng)突觸的聚集，對(duì)神經(jīng)元造成損傷，使其發(fā)生凋亡[26]?？寡趸负途S生素E 可拮抗這些氧化應(yīng)激反應(yīng)，可應(yīng)用其預(yù)防和治療包括阿爾茲海默癥在內(nèi)的神經(jīng)退行性疾病。

蜂王漿含有豐富的抗氧化物酶和維生素，能顯著增加膽堿乙酰轉(zhuǎn)移酶和超氧化物歧化酶在腦內(nèi)的活性，體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)均展現(xiàn)出高效的氧化應(yīng)激拮抗活性[10]。有研究顯示，蜂王漿中分離出的含酪氨酸殘基的活性肽，具有較強(qiáng)的體內(nèi)自由基清除能力[2]。此外，在APP/PS1雙轉(zhuǎn)基因小鼠體內(nèi)，蜂王漿可通過(guò)抑制氧化應(yīng)激反應(yīng)，減輕蛋白激酶磷酸化誘導(dǎo)的神經(jīng)元凋亡，從而達(dá)到改善阿爾茲海默癥的作用[11]。

3.4 增強(qiáng)神經(jīng)元功能

阿爾茲海默癥的主要病理特征包括神經(jīng)突觸和神經(jīng)元損失以及細(xì)胞功能障礙[27]。蜂王漿能夠促進(jìn)所有類(lèi)型的腦細(xì)胞分化，包括誘導(dǎo)體外培養(yǎng)的神經(jīng)干/祖細(xì)胞分化為神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞和少突膠質(zhì)細(xì)胞[28]。王漿酸是蜂王漿中的主要不飽和脂肪酸，可作為腦衍生神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子，可以通過(guò)血腦屏障[9]，參與神經(jīng)祖細(xì)胞再生和腦功能重要分子生成的過(guò)程[29]。用王漿酸處理從大鼠幼崽腦中初級(jí)分離的海馬神經(jīng)元，發(fā)現(xiàn)其神經(jīng)元顯著變大、神經(jīng)突觸更長(zhǎng)、連接性更強(qiáng)（圖2），顯然王漿酸促進(jìn)了原代海馬神經(jīng)元的生長(zhǎng)。進(jìn)一步的迷宮測(cè)試顯示，王漿酸處理后的老年大鼠焦慮水平明顯下降[30]。此外，蜂王漿中另一活性成分—AMP N1-氧化物，也是一種神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子，可抑制大鼠嗜鉻細(xì)胞瘤PC12 細(xì)胞的增殖，并刺激成熟神經(jīng)元上特異性蛋白的表達(dá)和PC12 細(xì)胞向神經(jīng)元細(xì)胞分化[8]。

圖2 王漿酸增強(qiáng)海馬神經(jīng)元生長(zhǎng)[30]

Kawahata 等應(yīng)用海馬神經(jīng)元原代培養(yǎng)，來(lái)評(píng)估蜂王漿對(duì)海馬生長(zhǎng)抑素—腦啡肽酶系統(tǒng)（可抑制Aβ 低聚物的形成）功能的影響，發(fā)現(xiàn)蜂王漿可通過(guò)增強(qiáng)海馬生長(zhǎng)抑素的表達(dá)，來(lái)降低Aβ 的形成，起到抑制阿爾茲海默癥癥狀?lèi)夯男Ч鸞31]。

3.5 調(diào)節(jié)胰島素與受體的結(jié)合水平

De La Monte 等認(rèn)為大腦中葡萄糖利用率降低、線粒體功能障礙、ATP 生成減少和能量失調(diào)等均是由神經(jīng)元中胰島素受體脫敏導(dǎo)致的[32]。胰島素及其受體主要參與葡萄糖調(diào)節(jié)和維持人體能量穩(wěn)態(tài)，但海馬和大腦皮層中分布的胰島素及其受體與認(rèn)知能力息息相關(guān)，特別是長(zhǎng)期記憶功能。其機(jī)理在于胰島素信號(hào)傳導(dǎo)通過(guò)調(diào)節(jié)興奮性和抑制性遞質(zhì)[33]，觸發(fā)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)級(jí)聯(lián)反應(yīng)，導(dǎo)致突觸膜胰島素受體的增加，有利于神經(jīng)元的存活和突觸間的連接，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期記憶的保留[34]。

已有研究表明蜂王漿不僅具有胰島素樣活性，并含有多種類(lèi)似于胰島素的肽類(lèi)，能改善機(jī)體的胰島素抗性，對(duì)于緩解阿爾茲海默癥有明顯效果[35]。通過(guò)向小鼠腦室內(nèi)注射鏈脲霉素，誘導(dǎo)產(chǎn)生胰島素抗性的散發(fā)性阿爾茲海默癥實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，可造成小鼠大腦內(nèi)葡萄糖和能量代謝水平降低，使其在學(xué)習(xí)、記憶和認(rèn)知等心智能力方面逐漸衰退[36]。然而長(zhǎng)期進(jìn)行蜂王漿給藥處理，能極大緩解上述癥狀，原因在于不僅促使葡萄糖分解產(chǎn)生能量，還增加海馬內(nèi)新神經(jīng)元的增殖，最終降低神經(jīng)退行性病變和氧化應(yīng)激水平[37]。

3.6 對(duì)學(xué)習(xí)認(rèn)知的影響

中樞膽堿能神經(jīng)遞質(zhì)水平的改變與學(xué)習(xí)和記憶能力顯著相關(guān)，一旦乙酰膽堿酯酶發(fā)生異常，就會(huì)導(dǎo)致學(xué)習(xí)和記憶能力的下降[38]，氧化應(yīng)激和神經(jīng)炎癥也參與認(rèn)知功能的過(guò)程，內(nèi)源性抗氧化酶活性的改變可能會(huì)導(dǎo)致記憶喪失或增強(qiáng)[39]。

有研究顯示，蜂王漿能刺激神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子的產(chǎn)生，如神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子，其可進(jìn)一步增強(qiáng)乙酰膽堿酯酶活性[28]，最終顯著改善阿爾茲海默癥模型大鼠的空間學(xué)習(xí)和記憶能力。此外，長(zhǎng)期口服蜂王漿可以預(yù)防某些急性神經(jīng)退行性病變，減輕神經(jīng)炎癥，改善認(rèn)知功能[40]。由此可見(jiàn)，蜂王漿作為一種潛在的功能食品，不僅可增強(qiáng)神經(jīng)功能，還可改善阿爾茲海默癥患者的空間學(xué)習(xí)和記憶能力。

4 總結(jié)與展望

據(jù)測(cè)算，2020年全世界阿爾茲海默癥患者會(huì)超過(guò)5000 萬(wàn)人，2050年這一數(shù)字預(yù)計(jì)將突破1.5 億。目前，這種疾病每年所造成的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)約為1 萬(wàn)億美元，而到了2030年，該費(fèi)用將增加一倍[41]。顯然，阿爾茲海默癥已成為當(dāng)前人類(lèi)社會(huì)所面臨的重要公共衛(wèi)生挑戰(zhàn)之一。在過(guò)去幾十年里，各種各樣的藥物被用以長(zhǎng)期治療阿爾茲海默癥，但效果并不理想且副作用明顯，如血管源性水腫、微出血和神經(jīng)元過(guò)度活躍等[42]。因此，科學(xué)界也開(kāi)始將阿爾茲海默癥的預(yù)防作為重點(diǎn)進(jìn)行研究，開(kāi)發(fā)相應(yīng)的藥品或功能食品。蜂王漿作為一種天然功能食品，其潛在的預(yù)防或治療阿爾茲海默癥的作用，逐漸被人們所認(rèn)可[43]。本文通過(guò)總結(jié)蜂王漿拮抗Aβ 的生成和聚集、降低膽固醇水平、緩解氧化應(yīng)激、增強(qiáng)神經(jīng)元功能、調(diào)節(jié)胰島素與受體的結(jié)合水平等方面的作用，對(duì)蜂王漿輔助預(yù)防和治療阿爾茲海默癥的作用機(jī)制進(jìn)行了綜述。以期為進(jìn)一步研究蜂王漿及其有效成分對(duì)阿爾茲海默癥的作用機(jī)制，提供試驗(yàn)設(shè)計(jì)思路，并有利于未來(lái)新型蜂王漿類(lèi)保健品或藥品的開(kāi)發(fā)。