基于PI3K/AKT/mTOR 信號(hào)通路中藥治療帕金森病的實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)展

陸連第，王義義

天津市海河醫(yī)院 天津 300000

帕金森病PD是老年人最常見(jiàn)一種神經(jīng)退行性疾病，主要病理特征是黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元進(jìn)行性退變和α-突觸核蛋白（α-synuclein）胞內(nèi)沉積，路易小體（Lewy）形成；生化改變是紋狀體區(qū)多巴胺遞質(zhì)降低﹑多巴胺與乙酰膽堿遞質(zhì)失平衡；臨床表現(xiàn)以震顫﹑肌強(qiáng)直﹑動(dòng)作遲緩﹑姿勢(shì)平衡障礙的運(yùn)動(dòng)癥狀和睡眠障礙﹑嗅覺(jué)障礙﹑自主神經(jīng)功能障礙﹑認(rèn)知和精神障礙等非運(yùn)動(dòng)癥狀為顯著特征。流行病學(xué)調(diào)查研究顯示我國(guó)65歲以上人群患病率為1.7%[1]。隨著我國(guó)社會(huì)老年化，PD的發(fā)病率呈逐年上升趨勢(shì)。但發(fā)病機(jī)制尚未完全清楚，目前認(rèn)為在環(huán)境因素﹑神經(jīng)系統(tǒng)老化等因素共同作用下，與氧化應(yīng)激（oxide- tive stress，OS）﹑線粒體功能障礙﹑蛋白酶功能障礙﹑炎性和（或）免疫反應(yīng)﹑鈣穩(wěn)態(tài)失衡﹑興奮性毒性﹑細(xì)胞凋亡有關(guān)。機(jī)體通過(guò)自噬將功能失調(diào)的細(xì)胞器﹑錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)﹑多余或不必要的細(xì)胞質(zhì)內(nèi)容物運(yùn)送到溶酶體來(lái)進(jìn)行降解，從而維持細(xì)胞的正常功能；越來(lái)越多的證據(jù)表明，自噬缺陷參與了PD的發(fā)病過(guò)程[2]。PI3K/AKT/mTOR通路是自噬調(diào)控的主要節(jié)點(diǎn)[3-4]。本文對(duì)目前中藥調(diào)控 PI3K/AKT/mTOR信號(hào)通路治療PD實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)行綜述。

PI3K/AKT/mTOR信號(hào)通路

磷 脂 酰 肌 醇3-激 酶（phosphatidylinositol 3-kinase，PI3K）是一種胞內(nèi)磷脂酰肌醇激酶。蛋白激酶B（protein kinase B，PKB）又稱AKT，是一種胞內(nèi)絲氨酸/蘇氨酸（Ser/Thr）蛋白激酶。PI3K被激活在質(zhì)膜上產(chǎn)生第二信使 PIP3，PIP3與細(xì)胞內(nèi)AKT結(jié)合，AKT從胞質(zhì)轉(zhuǎn)移至細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)磷酸化從而激活?；罨?AKT可直接或間接磷酸化雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin，mTOR）從而激活mTOR[5-6]。mTOR信號(hào)通路在調(diào)控細(xì)胞生長(zhǎng)增殖和蛋白質(zhì)合成發(fā)揮關(guān)鍵作用，介導(dǎo)多種神經(jīng)系統(tǒng)疾病的發(fā)生和發(fā)展[7]。mTOR被激活時(shí)，刺激下游p70S6K和4E結(jié)合蛋白1 （4E- bp1）的激活，形成p-p70S6K和磷酸化的4E- bp1，從而產(chǎn)生促進(jìn)蛋白合成﹑增殖和生長(zhǎng)，加速細(xì)胞代謝，抑制細(xì)胞自噬的功能[8]。mTOR的激活在調(diào)節(jié)神經(jīng)元細(xì)胞突觸可塑性﹑記憶形成和保留方面發(fā)揮著重要功能[9-10]。另一方面抑制mTOR的激活可增強(qiáng)自噬過(guò)程，清除α-突觸核蛋白，保護(hù)神經(jīng)元，治療PD疾病[11-12]。有相關(guān)研究表明，mTOR抑制劑雷帕霉素可以降低6-羥多巴胺對(duì)PC12細(xì)胞的毒性，增加1-甲基-4-苯基-1，2，3，6-四氫吡啶誘導(dǎo)的PD小鼠黑質(zhì)致密部多巴胺能神經(jīng)元的存活[13]。而過(guò)表達(dá)功能性mTOR可以使PD毒素誘導(dǎo)的神經(jīng)元細(xì)胞死亡部分恢復(fù)[14]。因此通過(guò)精確調(diào)控mTOR信號(hào)通路，維持激活和自噬之間的平衡，mTOR調(diào)節(jié)劑可能是治療PD的新途徑。

目前，臨床上用于治療 PD 的藥物主要有左旋多巴﹑金剛烷胺﹑多巴胺受體激動(dòng) 劑和抗膽堿能藥等。大多患者癥狀能夠得到緩解，但這些藥物不能減緩PD 的發(fā)展進(jìn)程，無(wú)法阻止黑質(zhì)多巴胺神經(jīng)元進(jìn)行性壞死凋亡，在治療過(guò)程中出現(xiàn)的很多不良反應(yīng)[15]。因此，尋找更為有效的治療 PD 的藥物，具有重要的臨床意義。中藥具有多個(gè)作用靶點(diǎn)，毒副作用小，安全性能高的優(yōu)勢(shì)。

中藥調(diào)控實(shí)驗(yàn)研究

1 復(fù)方中藥

龔小鋼[16]研究發(fā)現(xiàn)中藥大補(bǔ)陰丸通過(guò)增強(qiáng)DJ-1過(guò)表達(dá)上調(diào)PI3K/AKT信號(hào)通路中AKT磷酸化酸化位點(diǎn)Thr308水平，下調(diào)PI3K/AKT信號(hào)通路下游底物GSKSp蛋白表達(dá)，從而保護(hù)線粒體功能，使得細(xì)胞存活率上升。趙彩燕等[17]研究發(fā)現(xiàn)帕病1號(hào)方顆粒提高6-OHDA誘導(dǎo)的PD大鼠模型高﹑低劑量組P-AKT和bcl-2 蛋白表達(dá)上升，Bax蛋白表達(dá)下降，使得Bcl-2/Bax比值上升，AKT通過(guò)磷酸化抑制Bax蛋白的活性，上調(diào)Bcl-2表達(dá)，發(fā)揮抗凋亡作用。因此中藥治療PD的重要靶點(diǎn)可能是調(diào)節(jié)P-AKT蛋白表達(dá)激活PI3K/AKT 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路。龍金瑤[18]等研究發(fā)現(xiàn)由肉蓯蓉﹑赤芍﹑制黃精﹑牡丹皮﹑丹參等藥物組成的蓯蓉舒痙方能夠提高魚(yú)藤酮所致帕金森病模型大鼠紋狀A(yù)KT﹑P-AKT和mToR的表達(dá)，激活A(yù)KT/mToR通路，對(duì)大腦紋狀體多巴胺神經(jīng)元損傷產(chǎn)生保護(hù)作用。胡聃等[19]研究證實(shí)復(fù)方地黃顆粒通過(guò)陰虛風(fēng)動(dòng)證6-OHDA模型帕金森病大鼠PI3K/AKT 信號(hào)通路的激活，下調(diào)促凋Bax蛋白含量表達(dá)，抑制紋狀體細(xì)胞凋亡，并呈劑量依賴關(guān)系。加味五虎追風(fēng)散出自《晉男史傳恩家傳方》，主要用于祛風(fēng)止痙，組方蟬蛻6g，天南 星6g，天麻12g，全蝎3g，僵蠶10g，大地棕根15 g。梁健芬等人[20-21]加味五虎追風(fēng)散作用于魚(yú)藤酮誘導(dǎo)的帕金森病大鼠模型提高TH表達(dá)﹑線粒體RCR﹑ATP合成酶活力及LC3B蛋白表達(dá)，降低p-mTOR表達(dá)。加味五虎追風(fēng)散灌胃作用于帕金森病大鼠降低Beclin l﹑Lc3B蛋白表達(dá)，升高p-mTOR表達(dá)。表明加味五虎追風(fēng)散通過(guò)調(diào)節(jié)線粒體-ATP-mTOR信號(hào)通路，促進(jìn)自噬，發(fā)揮多巴胺能神經(jīng)元保護(hù)作用。

2 中藥單體

2.1 糖苷類 方艷[22]等研究紅景天苷（Sal）預(yù)處理MPP+誘導(dǎo)的PD-MN9D 細(xì)胞損傷模型，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明Sal改善細(xì)胞活力降低，抑制MPP（+）誘導(dǎo)的凋亡，表現(xiàn)為劑量和時(shí)間依賴性，提高 DJ-1，p-AKT/AKT，p-GSK3β/GSK3β蛋白表達(dá)水平，抑制Cleavedcaspase3 蛋白表達(dá)。Sal預(yù)處理的PC12細(xì)胞中AKT的磷酸化增強(qiáng)，DJ-1是AKT的上游調(diào)控因子，Sal可能是通過(guò)DJ-1調(diào)控 AKT 等抗凋亡蛋白，在氧化應(yīng)激和神經(jīng)元保護(hù)的調(diào)控中發(fā)揮重要作用。Sal 能夠明顯減輕小鼠運(yùn)動(dòng)失調(diào)癥狀，改善行為學(xué)異常，降低小鼠中腦黑質(zhì)TH和DAT神經(jīng)元損傷，保護(hù) DA 能神經(jīng)元。研究發(fā)現(xiàn)表明[23]，Sal可能通過(guò)激活PI3K/AKT通路，抑制MPP（+）誘導(dǎo)的PC12細(xì)胞凋亡。

2.2 多糖類 枸杞多糖可以激活PI3k/AKT通路，抑制MPP+誘導(dǎo)的帕金森病模型細(xì)胞凋亡。李鵬[24]等用枸杞多糖處理體外培養(yǎng)的PC12細(xì)胞，p-AKT蛋白表達(dá)量增高，PI3k抑制劑LY294002加入后，細(xì)胞p-AKT蛋白表達(dá)量降低，枸杞多糖能夠激活PC12細(xì)胞PI3k/AKT通路。有研究表明黑質(zhì)AKT磷酸化蛋白降低能夠?qū)е翽D患者多巴胺能神經(jīng)元丟失[25]。枸杞多糖能夠提高AKT磷酸化蛋白表達(dá)量，降低MPP+誘導(dǎo)的PC12細(xì)胞凋亡率，其機(jī)制可能是通過(guò)激活PI3K/AKT通路，發(fā)揮多巴胺能神經(jīng)元的保護(hù)作用。

2.3 多酚類物質(zhì)

2.3.1 姜黃素 從姜黃的干燥根中提取的姜黃素具有抗炎﹑抗氧化﹑抗腫瘤﹑抗凋亡﹑調(diào)節(jié)自噬等藥理作用。姜黃素（Cur）干預(yù)魚(yú)藤酮（Ro）誘導(dǎo)的PC12細(xì)胞，抑制了魚(yú)藤酮對(duì)PC12細(xì)胞增殖活力的影響和細(xì)胞凋亡，姜黃素促進(jìn)IGF-1﹑磷酸化的AKT（p-AKT）﹑磷酸化的FoxO3a（p-FoxO3a）表達(dá)升高，通過(guò)激活I(lǐng)GF-1/AKT/FoxO3a通路和PI3K/AKT/Bcl-2信號(hào)通路，抑制多巴胺能神經(jīng)元細(xì)胞的凋亡[26-27]。

2.3.2 白藜蘆醇 從葡萄﹑花生﹑桑椹屬植物和瑞香中提取的白藜蘆醇具有抗炎﹑抗氧化﹑調(diào)節(jié)自噬﹑抗驚厥﹑抗缺血和抗腫瘤作用。白藜蘆醇通過(guò)激活磷脂酰肌醇3激酶（PI3K）/蛋白激酶（AKT）/糖原合成酶激酶3信號(hào)通路，改善6-OHDA誘導(dǎo)的小鼠帕金森病[28]。李等[29]設(shè)計(jì)的吡哆醇-白藜蘆醇復(fù)合物作為單胺氧化酶B抑制劑，部分化合物細(xì)胞毒性低，抗氧化活性好，血腦屏障通透性高。

2.4 類黃酮

2.4.1 淫羊藿苷 Chen 等[30]，淫羊藿苷顯著誘導(dǎo)多巴胺能mes23.5細(xì)胞中AKT和ERK的磷酸化，且呈時(shí)間依賴性。而且采用LY294002或PD98059共處理可消除這些效應(yīng)。LY294002通過(guò)阻斷PI3K/AKT信號(hào)通路降低帕金森病小鼠紋狀體多巴胺（DA）含量及黑質(zhì)酪氨酸羥酶免疫反應(yīng)陽(yáng)性（TH-IR）神經(jīng)元數(shù)目，說(shuō)明淫羊藿苷可能通過(guò)PI3K/AKT和MEK/ERK通路發(fā)揮PD小鼠多巴胺能神經(jīng)元保護(hù)功能。

2.4.2 黃芩素 Zhang等[31]應(yīng)用黃芩素預(yù)處理6-羥多巴胺（6-OHDA）誘導(dǎo)的細(xì)胞，抑制了細(xì)胞凋亡。造模后再給予黃芩素，卻不能恢復(fù)損傷細(xì)胞。黃芩素在PC12細(xì)胞中增加了轉(zhuǎn)錄因子nf-e2相關(guān)因子2 （Nrf2）/血液加氧酶1（HO-1）蛋白的表達(dá)，降低了Keap1表達(dá)，并呈現(xiàn)時(shí)間和濃度依賴性。黃芩素預(yù)處理可上調(diào)PKCα和AKT蛋白的磷酸化，且這種細(xì)胞保護(hù)作用可以被PKC﹑PI3K和AKT的選擇性抑制劑阻斷。因此黃芩素通過(guò)激活Keap1/Nrf2/HO-1抑制6-ohda誘導(dǎo)的PC12細(xì)胞氧化損傷，并參與PKCα和PI3K/AKT信號(hào)通路發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用，預(yù)防帕金森病。謝利霞等采用不同濃度的黃芩素干預(yù)PC12神經(jīng)細(xì)胞中過(guò)表達(dá)α-syn的帕金森病細(xì)胞模型，降低α-syn的表達(dá)水平，激活LC3以及降低P62的水平，促進(jìn)形成自 噬 小 體，并呈現(xiàn)濃度依賴性（ LC3為細(xì)胞自噬標(biāo)志蛋白，P62是細(xì)胞的自噬底物）。因此黃芩素通過(guò)抑制mTOR通路，激活自噬促進(jìn)了細(xì)胞因子清除α-syn的作用[32]。黃芩素（100mg/kg，灌胃給藥6周）改善了魚(yú)藤酮誘導(dǎo)的小鼠行為缺陷﹑多巴胺能神經(jīng)元丟失﹑自噬功能障礙和線粒體功能障礙[33]。黃芩素（280 mg/kg，灌胃1周）能顯著改善MPTP誘導(dǎo)的帕金森病模型小鼠的異常行為，縮短總爬桿時(shí)間，延長(zhǎng)旋轉(zhuǎn)潛伏期，增加垂直運(yùn)動(dòng)[34]。

2.4.3 EUE 杜仲皮（Eucommia ulmoides Ohv. Bark.EUE）具有補(bǔ)肝腎，強(qiáng)筋骨，安胎﹑降低血壓等功效。Kwon S H等[35-36]研究采用EUE處理PDSH-SY5Y細(xì)胞模型，顯著降低了6-ohda誘導(dǎo)的細(xì)胞毒性和死亡，抑制ROS生成以及線粒體功能障礙，抑制JNK﹑PI3K/AKT和GSK-3β的磷酸化，并且阻斷NF-κB核易位情況。EUE通過(guò)激活JNK﹑PI3K/AKT﹑GSK-3β和NF-κB信號(hào)通路減輕氧化應(yīng)激發(fā)揮PDSH-SY5Y細(xì)胞模型凋亡的保護(hù)作用。

2.5 生物堿 鉤藤堿Chen等[37-38]研究表明鉤藤的提取物去氫鉤藤堿具有促進(jìn)自噬作用，其中羥吲哚生物堿去氫鉤藤堿B是Beclin-1依賴性自噬誘導(dǎo)劑，可通過(guò)AKT/ mTOR途徑促進(jìn)α-突觸核蛋白的自噬清除。去氫鉤藤堿通過(guò)下調(diào)PI3K/AKT/mTOR信號(hào)通路和RPS6KB1/P70S6K，上調(diào)MAP2K2/MEK2信號(hào)通路，抑制mTOR激活，誘導(dǎo)細(xì)胞自噬，消除N2A細(xì)胞中α-synuclein過(guò)表達(dá)?？轮Z辛（去氫鉤藤堿）10 mg/kg灌胃12周可改善魚(yú)藤酮致帕金森病小鼠的運(yùn)動(dòng)障礙，與雷帕霉素（10mg /kg）相比效果無(wú)顯著差異[39]。

2.6 二萜內(nèi)酯類 雷公藤內(nèi)醋醇（Triptolide，TP）是從中藥雷公藤中提取出來(lái)的單體成分，研究報(bào)道TP具有抗炎﹑抗氧化應(yīng)激以及免疫調(diào)節(jié)等作用。Geng等[40]研究發(fā)現(xiàn)TP能夠抑制脂多糖處理后的PC12細(xì)胞表達(dá)COX-2，抑制PGE2生成，下調(diào)NF-κB表達(dá)，并呈劑量依賴性，顯著抑制PC12中p38﹑ERK1/2 （p42/p44）和AKT的磷酸化，發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用。

2.7 類固醇類 葛科立[41]研究發(fā)現(xiàn)人參皂苷 Rg1預(yù)處理能夠激活 PI3K/AKT/ERK信號(hào)通路，上調(diào)mes23.5模型細(xì)胞TH﹑Bc-l 2﹑AKT 表達(dá)，抑制細(xì)胞凋亡，降低6-OHDA 對(duì)MES23 .5（雜交瘤性多巴胺能神經(jīng)細(xì)胞株）細(xì)胞損傷。

2.8 類胡蘿卜素 番紅花苷是藏紅花中發(fā)現(xiàn)的一種類胡蘿卜素，具有抗凋亡﹑抗炎和抗氧化活性的作用，LI X[42]等研究發(fā)現(xiàn)藏紅花素顯著改善了魚(yú)藤酮（ROT）誘導(dǎo)PD模型大鼠的行為。在細(xì)胞水平上，顯著激活PI3K/AKT通路，顯著提高富含磷酸化脯氨酸的AKT底物40kDa （p-PRAS40）﹑mTOR和p-p70S6K水平。降低了糖原合成酶激酶3β （GSK-3β）﹑FoxO3a和下游caspase-9表達(dá)；增加酪氨酸羥化酶（TH）和多巴胺（DA）水平，并且促使α-synuclein水平下降。藏紅花素能夠提高microRNA-7 （miRNA-7）和miRNA-221的表達(dá)，促進(jìn)AKT/mTOR通路的激活，在rot誘導(dǎo)的PD中發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用。

綜上所述，帕金森病是中樞神經(jīng)系統(tǒng)常見(jiàn)的退行性疾病，病理特征是黑質(zhì)多巴胺神經(jīng)元變性減少，路易小體形成。目前帕金森治療是對(duì)癥補(bǔ)充多巴胺，對(duì)于多巴胺能神經(jīng)元的進(jìn)行性減少，并沒(méi)有特效保護(hù)方法。中藥具有多途徑多靶點(diǎn)副作用小的特點(diǎn)。目前研究發(fā)現(xiàn)中藥抗氧化﹑抗炎﹑抗凋亡和調(diào)整細(xì)胞自噬的作用對(duì)多巴胺神經(jīng)元有保護(hù)作用，中藥復(fù)方和中藥單體能夠通過(guò)調(diào)控PI3K/AKT/mTOR通路調(diào)節(jié)自噬﹑促進(jìn)α-syn清除﹑抑制多巴胺神經(jīng)元的凋亡，因此中藥在PD治療中具有廣闊的前景。