中藥調(diào)節(jié)細(xì)胞自噬干預(yù)阿爾茨海默病作用機(jī)制的研究進(jìn)展

馬洪月 樸鐘源 宋 琳 楚 魏 鄭遠(yuǎn)武

1.黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，黑龍江哈爾濱 150040；2.廣東省惠州市第三人民醫(yī)院 廣州醫(yī)科大學(xué)附屬惠州醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科二區(qū)，廣東惠州 516002；3.惠州學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院，廣東惠州 516007

阿爾茨海默?。ˋlzheimer’s disease，AD）是一種隨年齡增長患病率上升的中樞神經(jīng)系統(tǒng)變性疾病，由于世界人口老齡化，本病成為全球范圍內(nèi)導(dǎo)致癡呆的最普遍類型，在癡呆病例中的占比為60%～80%[1]。2019 年全球有5 千萬人患癡呆，預(yù)計(jì)2050 年全球?qū)⒂?.52 億人罹患癡呆[2]；到2020 年，65 歲及以上癡呆患者的治療費(fèi)用合計(jì)為3 050 億美元[3]。AD 臨床癥狀是記憶、視覺空間和復(fù)雜認(rèn)知能力（如語言和推理等）逐漸喪失，最終導(dǎo)致完全不能進(jìn)行任何類型的日?；顒?。組織學(xué)上，AD 以由β 淀粉樣蛋白組成的細(xì)胞外淀粉樣斑塊、由高磷酸化Tau 蛋白組成的細(xì)胞內(nèi)神經(jīng)原纖維纏結(jié)、神經(jīng)元丟失和膠質(zhì)增生為特征。目前尚無逆轉(zhuǎn)病程進(jìn)展的藥物。在近幾年越來越多研究人員通過調(diào)控細(xì)胞自噬防治AD 的研究表明中藥具有多元化功效，本文匯集了中藥調(diào)控自噬防治AD 的最新研究進(jìn)展。

1 自噬和AD

自噬是一個嚴(yán)密協(xié)調(diào)的過程，在自噬的情況下，細(xì)胞內(nèi)廢物被稱為吞噬體的雙膜囊泡包裹，并通過與溶酶體融合降解[4]。自噬的清除功能在神經(jīng)元中尤為重要[5]。PI3K/AKT/mTOR 信號通路目前在自噬相關(guān)信號通路中研究最多。自噬體的形成涉及幾個步驟，包括誘導(dǎo)自噬、成核和形成自噬膜（即吞噬體），以及膜擴(kuò)張形成雙膜囊泡（即自噬體）[6-8]。在AD 的進(jìn)展過程中，自噬是異常的。功能失調(diào)性自噬導(dǎo)致突變毒性蛋白（Aβ 和Tau）的積累，從而導(dǎo)致氧化應(yīng)激和神經(jīng)元死亡的增加。此外，AD 的病理改變也導(dǎo)致了自噬的缺陷，Aβ 誘導(dǎo)的異常自噬的持續(xù)積累和自噬體-溶酶體融合的減少構(gòu)成了一個惡化AD 的惡性循環(huán)[9]。AD病理進(jìn)程中同時存在自噬的激活和破壞，即“自噬失平衡”，調(diào)節(jié)自噬平衡，維持自噬穩(wěn)態(tài)，是近期比較關(guān)注的AD 治療新策略。

2 中藥單體對自噬影響在AD 中的應(yīng)用

2.1 中藥單體激活細(xì)胞自噬

Li 等[10]研究發(fā)現(xiàn)，金釵石斛生物堿（dendrobium nobile lindl alkaloid，DNLA）可以增加LC3B-Ⅱ、Beclin1和ATG5 的表達(dá)，降低SQSTM1/P62 的表達(dá)，表明DNLA 可誘導(dǎo)海馬原代神經(jīng)元自噬通量；為進(jìn)一步證實(shí)，研究者采用細(xì)胞自噬抑制劑BAFA1 和HCQ 干擾DNLA 對軸突變性的保護(hù)作用，BAFA 和HCQ 明顯拮抗DNLA 對Aβ23-35 誘導(dǎo)的軸突變性。DNLA 通過激活自噬過程預(yù)防Aβ25-35 誘導(dǎo)的軸突變性，可能成為一種新的治療AD 的靶點(diǎn)。

王晨[11]研究發(fā)現(xiàn)，姜黃素可通過激活PI3K/Akt/mTOR 信號通路，促進(jìn)自噬起始蛋白Beclin1 從復(fù)合體中釋放，增強(qiáng)APP/PS1 雙轉(zhuǎn)基因小鼠腦組織發(fā)生自噬，減少Aβ 生成，最終對神經(jīng)細(xì)胞有保護(hù)作用。該作用提示自噬可能成為治療AD 及其他神經(jīng)退行性疾病的新靶點(diǎn)。

Li 等[12]研究發(fā)現(xiàn)，地茶可提高原代Astrocyte 細(xì)胞和SH-SY5Y 細(xì)胞LC3-Ⅱ的蛋白表達(dá)水平，抑制P62，從而激活細(xì)胞自噬，運(yùn)用酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)證實(shí)白雪茶（thamnolia vermicularis，THA）可通過激活自噬來降低Aβ 水平。實(shí)驗(yàn)證實(shí)THA 可以調(diào)節(jié)PI3K/AKT/mTOR 和AMPK/Raptor/mTOR 介導(dǎo)的自噬促進(jìn)細(xì)胞Aβ 清除。在對雙轉(zhuǎn)基因AD 型小鼠進(jìn)行THA給藥的研究發(fā)現(xiàn)，THA 可以降低P62 和磷酸化ULK1的蛋白水平，增加LC3-Ⅱ蛋白的表達(dá)，表明THA 可以激活轉(zhuǎn)基因小鼠的自噬。另一方面，THA 也可有效地延長野生型果蠅的壽命，因此，具有通過延緩衰老來防治AD 的潛力。

趙歡[13]研究發(fā)現(xiàn)，遠(yuǎn)志提取物通過激活A(yù)MPK/Raptor 信號通路，抑制mTOR 及P70S6K 蛋白的磷酸化而激活自噬，最終清除沉積過多的Aβ，并能夠有效減少Aβ 的分泌，具有防治AD 的潛力。最近研究表明，活血化瘀中藥的作用與自噬密切相關(guān)，一些具有祛瘀/化濁作用的中藥可以增強(qiáng)自噬，清除Aβ 及Tau，從而達(dá)到治療AD 的效果[14]。

水飛薊賓是從水飛薊種子中提取的一種新型黃酮類化合物，宋曉宇[15]研究證實(shí)，其可以顯著提高Aβ25-35 注射AD 模型大鼠的海馬細(xì)胞自噬泡及自噬溶酶體數(shù)量，加速LC3-Ⅰ向LC3-Ⅱ轉(zhuǎn)化的進(jìn)程，上調(diào)AD 大鼠海馬細(xì)胞自噬水平。由此可見，水飛薊賓發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用可能與調(diào)節(jié)自噬水平有關(guān)。

Zhu 等[16]發(fā)現(xiàn)牛蒡子有效成分可以降低β-分泌酶的表達(dá)，可以減少Aβ 的生成。另一方面牛蒡子苷元可以降低P70S6K 的磷酸化，介導(dǎo)mTOR 通路激活自噬，還可以通過AKT/mTOR 信號通路和AMPK/Raptor 途徑抑制mTOR 通路增強(qiáng)APP/PS1 擬AD 小鼠自噬水平，有效降低AD 小鼠的Aβ 水平，改善AD小鼠病況。

劉東星[17]發(fā)現(xiàn)，中藥梔子有效成分京尼平苷干預(yù)擬AD 細(xì)胞模型后，顯著增加LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ、Atg7、和Beclin1 表達(dá)，表明京尼平苷可促進(jìn)細(xì)胞自噬。另一方面，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)P-AKT、P-mTOR 的水平明顯下降，表明細(xì)胞模型中AKT/mTOR 通路的活化可被其抑制。研究證實(shí)，京尼平苷改善Aβ1-42 刺激SH-SY5Y 細(xì)胞損傷的作用機(jī)制可能是通過下調(diào)mTOR 信號通路激活細(xì)胞自噬，從而促進(jìn)Aβ 蛋白的清除。張志華[18]發(fā)現(xiàn)，京尼平苷可通過增加雙轉(zhuǎn)基因AD 型小鼠海馬LC3-Ⅱ、Beclin1 的表達(dá)，降低P62 的表達(dá)進(jìn)而激活自噬。京尼平苷的作用機(jī)制可能是通過抑制mTOR信號通路，增強(qiáng)自噬，改善AD 型小鼠記憶學(xué)習(xí)能力，減緩其病理進(jìn)程。

2.2 中藥單體抑制細(xì)胞自噬

Gao 等[19]研究發(fā)現(xiàn)，淫羊藿次苷Ⅱ可以降低Beclin 1 蛋白水平和LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ，將泛素結(jié)合蛋白P62/SQSTM1 的表達(dá)提高，抑制過氧化氫誘導(dǎo)PC12細(xì)胞的自噬通量。同時發(fā)現(xiàn)ICSⅡ可以抑制ROS/GSK-3β 信號通路使細(xì)胞內(nèi)活性氧含量和自噬水平表達(dá)降低。ICSⅡ可以調(diào)節(jié)PC12 細(xì)胞內(nèi)氧化活性和抗氧化反應(yīng)，因此在氧化還原介導(dǎo)的神經(jīng)系統(tǒng)疾病中具有治療潛力，而AD 是一種氧化還原相關(guān)的疾病。

鄧敏貞[20]發(fā)現(xiàn)，石菖蒲揮發(fā)油聯(lián)合人參總皂苷可能是通過激活PI3K/Akt/mTOR 通路減少APP/PS1 雙轉(zhuǎn)基因AD 型小鼠Beclin-1 和LC3 的含量，增加Bcl-2 和P62 含量，減少自噬體產(chǎn)生，對AD 模型小鼠有改善學(xué)習(xí)記憶能力，在AD 病程中的自噬起到一定的抑制作用。

楊婷婷[21]發(fā)現(xiàn)，酸棗仁提取物中主要活性成分酸棗仁黃酮單體6’-阿魏酰斯皮諾素可以清除線蟲體內(nèi)累積的活性氧自由基，減輕氧化損傷，調(diào)節(jié)線粒體的自噬水平最終達(dá)到改善AD 病變的目的。同時6-FS 通過調(diào)節(jié)PINK1 和Parkin 的表達(dá)水平來影響LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ及Tim23、Tom20 和P62 的蛋白表達(dá)，進(jìn)而調(diào)節(jié)自噬水平，緩解因Aβ1-42 誘導(dǎo)的氧化損傷。

張彩鳳[22]研究發(fā)現(xiàn)，對Aβ25-35 處理的PC12 細(xì)胞模型給予有效劑量的西紅花酸可以降低LC3B 蛋白的表達(dá)，減少P62 蛋白表達(dá)，增加Beclin-1 蛋白的表達(dá)，調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)的自噬水平。西紅花酸可以調(diào)節(jié)自噬途徑，降低自噬水平，啟動自噬-溶酶體清除功能，促進(jìn)自噬體與溶酶體結(jié)合，促進(jìn)自噬體內(nèi)含物的降解，表明西紅花酸具有神經(jīng)系統(tǒng)藥物開發(fā)潛力，對于預(yù)防AD 具有研究價(jià)值。

2.3 中藥復(fù)方對自噬影響在AD 中的應(yīng)用

2.3.1 中藥復(fù)方激活細(xì)胞自噬 王志勇[23]研究發(fā)現(xiàn)，扶正祛邪方在一定程度上可以抑制Aβ1-42 的表達(dá)，扶正祛邪方可以提高APP-PS1 HEK293 細(xì)胞擬AD模型LC3-Ⅱ的表達(dá)，降低P62 蛋白的表達(dá)，促進(jìn)細(xì)胞自噬功能；扶正祛邪方也可以通過促進(jìn)Cathepsin D及V-ATPase 的表達(dá)，來恢復(fù)溶酶體的功能，從而促進(jìn)細(xì)胞自噬，增強(qiáng)細(xì)胞擬AD 模型活力。

邢三麗等[24]發(fā)現(xiàn)，調(diào)心方能夠誘導(dǎo)APP/PS1 小鼠海馬區(qū)P62 表達(dá)促進(jìn)自噬的活化，從而改善AD 小鼠學(xué)習(xí)記憶能力。Li 等[25]研究發(fā)現(xiàn)，天泰一號可以增強(qiáng)SAMP8 小鼠腦組織LC3B 陽性表達(dá)，增加自噬體的數(shù)量，從而減少Aβ 的積累，減輕AD 模型小鼠的認(rèn)知障礙。

通過給予雙轉(zhuǎn)基因AD 型小鼠扶正祛邪方（生黃芪、半枝蓮、太子參等組成）灌胃給藥，楊洋[26]發(fā)現(xiàn)，該方可以上調(diào)Beclin1 蛋白及其mRNA 水平，蛋白LC3-Ⅰ向LC3-Ⅱ的轉(zhuǎn)化程度提高，降低P62 蛋白及其mRNA 的表達(dá)水平，進(jìn)一步激發(fā)雙轉(zhuǎn)基因AD 型小鼠海馬細(xì)胞發(fā)生自噬。實(shí)驗(yàn)證實(shí)扶正祛邪方可能抑制mTOR 信號通路，提高自噬水平，增加Aβ 清除，使雙轉(zhuǎn)基因AD 型小鼠的記憶學(xué)習(xí)能力得到改善。長期服用益智清心方可以改善APP/PS1 轉(zhuǎn)基因AD 小鼠空間學(xué)習(xí)和記憶障礙。益智清心方可直接使mTOR 異常磷酸化延遲，抑制其活性并促進(jìn)自噬[27]。王晉平等[28]觀察到益肺溫陽化濁湯可以下調(diào)AD 大鼠模型PI3K、AKT、Beclin1 的表達(dá)水平，上調(diào)mTOR 蛋白，激活PI3K/Akt/mTOR 通路誘導(dǎo)自噬作用，促進(jìn)Aβ 的清除，從而保護(hù)AD 大鼠的神經(jīng)元，改善其認(rèn)知功能。Chan 等[29]發(fā)現(xiàn)，益智防呆方可以通過RAGE/CaMKKβ/AMPK/mTOR 信號通路調(diào)節(jié)自噬，恢復(fù)血腦屏障中的緊密連接支架蛋白損傷，減輕Aβ 沉積，改善AD 小鼠認(rèn)知行為障礙。張運(yùn)輝等[30]采用四君子湯干預(yù)Aβ25-35誘導(dǎo)的PC12 細(xì)胞模型驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)研究結(jié)果，發(fā)現(xiàn)四君子湯可顯著上調(diào)Bcl-2 表達(dá)，下調(diào)APP、Caspase-3、Bax、MAOB、mTOR、INSR 表達(dá)，四君子湯可以抑制mTOR 的表達(dá)調(diào)節(jié)自噬從而影響AD，具有治療AD 的潛在分子機(jī)制。

2.3.2 中藥復(fù)方抑制細(xì)胞自噬 陳延[31]實(shí)驗(yàn)證實(shí)，薯蕷丸加減方可以降低慢性腦供血不足所致的大鼠海馬LC3B-Ⅱ/LC3B-Ⅰ，從而抑制自噬水平，最終降低Aβ42 蛋白沉積。另外加減薯蕷丸通過PTEN/CREB/miR-132/GSK-3β 信號通路抑制該模型鼠海馬組織Tau 蛋白磷酸化，具有改善AD 大鼠海馬神經(jīng)元Aβ沉積的潛力。

綜上，目前中藥調(diào)節(jié)自噬的作用機(jī)制主要圍繞以下幾點(diǎn)：①調(diào)節(jié)蛋白表達(dá)。DNLA 可以增加LC3B-Ⅱ，Beclin1 和ATG5 的表達(dá)，降低SQSTM1/P62 的表達(dá)適度激活自噬[10]。②清除體內(nèi)累積的活性氧，緩解氧化損傷，將自噬表達(dá)水平進(jìn)行調(diào)節(jié)[21]。③調(diào)節(jié)相關(guān)信號通路。THA 可能通過調(diào)節(jié)PI3K/AKT/mTOR 和AMPK/Raptor/mTOR 信號通路達(dá)到激活自噬的作用[12]。姜黃素、西紅花酸、牛蒡子苷元、京尼平苷等多種中藥單體的作用信號通路均涉及到mTOR 通路。表明防治涉及自噬相關(guān)疾病具有吸引力的靶點(diǎn)之一是調(diào)節(jié)mTOR通路。

3 結(jié)語與展望

隨著世界人口老齡化情況加劇，AD 的發(fā)病率也逐年增高，尋找和開發(fā)有效防治AD 的藥物刻不容緩，自噬在AD 發(fā)病機(jī)制中越來越受到重視。值得注意的是有些中藥單體通過激活細(xì)胞自噬通路來達(dá)到防治作用，有些是抑制細(xì)胞自噬通路，其作用機(jī)制不同，我們認(rèn)為很有可能與中藥作用于自噬不同時期有關(guān)，目前在這方面研究并沒有得到研究者重視，在今后研究中是否可以進(jìn)行動態(tài)的研究值得深入探討。同時把握自噬激活水平也很重要，多數(shù)情況下自噬起到保護(hù)細(xì)胞的作用，但自噬不足會使不正常蛋白質(zhì)及受損或多余的細(xì)胞器在細(xì)胞體內(nèi)堆積，晚期自噬過度則會使蛋白質(zhì)過度清除，最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡。現(xiàn)如今的研究中依舊存在諸多問題，如都有哪些細(xì)胞受體介導(dǎo)自噬通路，自噬信號是如何傳導(dǎo)的，細(xì)胞內(nèi)部如何調(diào)控自噬進(jìn)展，是否有自噬產(chǎn)物可以重新被細(xì)胞利用。因此，了解自噬作用在AD 不同階段機(jī)制，了解自噬發(fā)生發(fā)展過程，解決自噬發(fā)生的信號通路及分子機(jī)制問題，準(zhǔn)確把握自噬水平，確定自噬程度的有效平衡點(diǎn)，有助于根據(jù)自噬的特點(diǎn)及功能，發(fā)現(xiàn)新的治療AD 的靶點(diǎn)和策略。

不同中藥的有效成分對細(xì)胞自噬的調(diào)節(jié)作用不同，甚至在不同疾病或同一疾病的不同階段，中藥對自噬的調(diào)節(jié)也可發(fā)揮截然不同作用，但無論是哪種方式都具有潛在的研究價(jià)值?；谥兴帍?fù)方成分多、靶點(diǎn)多的特點(diǎn)，中藥復(fù)方通過調(diào)節(jié)細(xì)胞自噬防治AD 的分子機(jī)制及其藥效物質(zhì)基礎(chǔ)研究較少。以體外模型實(shí)驗(yàn)為主，中藥調(diào)節(jié)細(xì)胞自噬防治AD 方面動物實(shí)驗(yàn)難度較大，深入研究較少，論據(jù)不夠充分。另外多類中藥單體的結(jié)合方式和結(jié)合位點(diǎn)仍需深入研究。中醫(yī)藥是祖國傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)的瑰寶，在防治AD 的領(lǐng)域如何更好地借助現(xiàn)代技術(shù)逐步深入挖掘，尋求更為有效地防治方案，為AD 治療提供新策略依舊是廣大研究者們需要為之努力。