中藥衍生藥物治療阿爾茨海默病的研究進(jìn)展

曹薇，王曉燕，何小波Δ

(1.湖北醫(yī)藥學(xué)院附屬人民醫(yī)院 老年病科，湖北 十堰 442000；2.湖北醫(yī)藥學(xué)院附屬人民醫(yī)院 神經(jīng)內(nèi)科，湖北 十堰 442000)

?

中藥衍生藥物治療阿爾茨海默病的研究進(jìn)展

曹薇1，王曉燕2，何小波1Δ

(1.湖北醫(yī)藥學(xué)院附屬人民醫(yī)院 老年病科，湖北 十堰 442000；2.湖北醫(yī)藥學(xué)院附屬人民醫(yī)院 神經(jīng)內(nèi)科，湖北 十堰 442000)

阿爾茨海默病(Alzheimer disease，AD)是老年人群健康的重大威脅。許多中藥及其方劑在治療阿爾茨海默病方面顯示較好的效果。本文從該病的三大發(fā)病機(jī)制角度綜述了近年來在阿爾茨海默病治療中天然植物藥的研究進(jìn)展及未來研究中亟待解決的問題及出路。

阿爾茨海默?。恢兴幯苌幬?；進(jìn)展

阿爾茨海默病(Alzheimer disease，AD)是一種神經(jīng)退行性疾病，目前已在世界范圍內(nèi)成為公共健康的重大隱患。AD導(dǎo)致患者記憶和其它認(rèn)知功能的下降和喪失，給患者及其親屬帶來巨大的精神負(fù)擔(dān)和經(jīng)濟(jì)壓力。AD發(fā)病原因目前還是不甚了解，可能與病毒、肥胖、糖尿病、心理抑郁、高血壓、頻繁的炎癥、環(huán)境或生活中的化學(xué)物質(zhì)和毒素，甚至是遺傳基因有關(guān)。目前還沒有藥物能夠治愈AD，F(xiàn)DA目前批準(zhǔn)用于AD治療的藥物不多，效果有限。隨著中國逐漸步入老齡化社會，而人們越來越重視和追求生活品質(zhì)，阻止或推遲AD開始，延緩AD進(jìn)展或者緩解其癥狀的新治療學(xué)研究刻不容緩。

天然植物蘊(yùn)涵豐富的具有新穎結(jié)構(gòu)和獨(dú)特作用機(jī)理的化合物及藥物前體。在西醫(yī)中絕大多數(shù)治療神經(jīng)退行性疾病的藥物源自植物。由于被FDA批準(zhǔn)的AD藥物中的2個是以天然植物為基礎(chǔ)的(gallantamine和衍生自physostigmine的rivastigmine)，許多植物目前正作為新藥來源被研究。另外，在傳統(tǒng)醫(yī)藥的實(shí)踐中，眾多植物被用于治療認(rèn)知方面疾病，包括AD和其它記憶相關(guān)疾病的神經(jīng)退行性疾病。特別是在中國，有大量關(guān)于中藥藥理和臨床應(yīng)用的寶貴經(jīng)驗(yàn)。許多中藥及其方劑在治療老年癡呆方面顯示有較好的效果。本研究從AD的膽堿能功能喪失，細(xì)胞外淀粉樣斑塊和細(xì)胞內(nèi)tau神經(jīng)纖維纏結(jié)三大假設(shè)的角度綜述了近年來在AD治療中天然植物的研究結(jié)果及未來研究中亟待解決的問題和出路。

1 乙酰膽堿酯酶

AD患者在海馬和神經(jīng)皮質(zhì)中會發(fā)生膽堿能突觸的進(jìn)行性喪失。乙酰膽堿是一種與思維和記憶有關(guān)的神經(jīng)遞質(zhì)，而乙酰膽堿酯酶(acetylcholinesterase，AChE)負(fù)責(zé)乙酰膽堿的降解。在目前的AD治療中，乙酰膽堿酯酶抑制劑是使用得最廣的藥物，這些抑制劑能夠促進(jìn)大腦內(nèi)乙酰膽堿水平的升高和膽堿能神經(jīng)傳導(dǎo)。在目前FDA批準(zhǔn)的AD治療藥物中，donepezil，galantamine，rivastigmine和tacrine均為乙酰膽堿酯酶抑制劑。Galantamine是提取自植物雪花蓮(GalanthusnivalisL.) (Amaryllidaceae)的天然生物堿；rivastigmine是一個合成藥物，它是在天然生物堿physostigmine之上經(jīng)結(jié)構(gòu)修飾得來的。石杉堿甲(huperzine A)分離自植物Huperzia serrate，它強(qiáng)烈地抑制AChE，可以有效透過血腦屏障而無細(xì)胞毒性，并且副作用小，目前在中國用于治療AD。除此以外，從Stemona sessilifolia根分離到的化合物stenine B和stenine具有顯著的AChE抑制活性，IC50值分別為(2.1±0.2)μM和(19.8±2.5)μM，并且stenine B的抑制模式是可逆的和競爭性的[1]。在從Holarrhen antidysenterica種子中得到的甾體生物堿conessine，isoconessimine，conessimin，conarrhimine和conimine中，除了isoconessimine以外的化合物顯示很強(qiáng)的AChE抑制活性，IC50值范圍在4～28 μM之間?；钚宰顝?qiáng)的是conessimin，它的抑制模式為可逆的和非競爭的，IC50值為4 μM[2]。

另外，在健康人大腦中AChE占優(yōu)勢，丁酰膽堿酯酶(BChE)在調(diào)控大腦乙酰膽堿水平中起次要的作用；但是在AD患者大腦中BChE活性進(jìn)行性地增加，而AChE活性保持不變或者逐漸下降。BChE和AChE之間的比值可以從正常大腦的0.6增加到患病的核團(tuán)區(qū)域的高達(dá)11，因此這2個酶被認(rèn)為是導(dǎo)致認(rèn)知和行為功能下降的膽堿能缺陷中的恰當(dāng)靶點(diǎn)。研究發(fā)現(xiàn)，黃連中的6個原小檗堿(protoberberine)生物堿(黃連素，巴馬亭，非洲防己堿，表小檗堿，黃連堿和碎葉紫堇堿)具有突出的膽堿酯酶抑制活性，對AChE的IC50范圍在0.44～1.07 μM，對BChE的IC50范圍在3.32～6.84 μM[3]。純化自傳統(tǒng)上用于治療心血管疾病的丹參(Salvia miltiorrhiza)根中的二萜化合物隱丹參酮(cryptotanshinone)也是AChE和BChE的抑制劑，IC50分別為4.09和6.38 μM，BChE:AChE的選擇性指數(shù)為1.56。隱丹參酮以可逆的方式抑制人AChE，且抑制呈混合類型的特點(diǎn)。scopolamine引起的認(rèn)知受損大鼠的學(xué)習(xí)能力下降被隱丹參酮(5 mg/kg)明顯地逆轉(zhuǎn)，而同時它不會引起肝毒性。這些結(jié)果提示隱丹參酮在AD治療方面具有潛力，值得做進(jìn)一步研究[4]。此外，生物轉(zhuǎn)化被發(fā)現(xiàn)是獲得生物活性化合物庫的有效工具。例如用Gibberella fujikuroi對二氫睪酮(testosterone)進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化，產(chǎn)生的代謝物雄甾-1，4-二烯-3,17-二酮(androst-1, 4-dien-3, 17-dione，11α-hydroxyandrost-4-en-3, 17-dione)和11α-羥基雄甾-1,4-二烯-3,17-二酮(11α-hydroxyandrost-1, 4-dien-3,17-dione)成為顯著的BChE抑制劑[5]。

雖然大量的天然植物提取物被發(fā)現(xiàn)可以有效地抑制AChE和BChE，但是很少有植物被深入地研究。再者，由于動物實(shí)驗(yàn)和臨床試驗(yàn)的缺乏，關(guān)于植物提取物和分離出的化學(xué)成分的安全性能的數(shù)據(jù)有限。但值得一提的是，在所有具有AChE抑制活性的天然化合物中，生物堿仍是最具希望的化合物類型，是新型合成藥物的起始物質(zhì)。

2 β-淀粉樣蛋白

乙酰膽堿酯酶雖然緩解了AD癥狀，但是并沒有從根本上減緩疾病的進(jìn)程。AD的標(biāo)志性特征之一是細(xì)胞外淀粉樣蛋白β(Aβ)的沉積。Aβ是淀粉樣(前體蛋白(amyloid precursor protein，APP)被β-secretase (BACE1)和γ-secretase依次裂解產(chǎn)生的。Aβ產(chǎn)生和清除之間的失衡導(dǎo)致Aβ在AD患者大腦中累積，而Aβ的累積和聚合可以誘導(dǎo)神經(jīng)炎癥反應(yīng)和氧化應(yīng)激，線粒體功能下降，凋亡及tau超磷酸化，引起神經(jīng)纖維纏結(jié)，最終導(dǎo)致神經(jīng)元功能異常和死亡。Aβ還干擾正常的突觸功能和認(rèn)知能力，抑制學(xué)習(xí)和記憶分子的轉(zhuǎn)導(dǎo)。目前靶向淀粉樣蛋白β的治療戰(zhàn)略包括遏止Aβ的產(chǎn)生，抑制Aβ的寡聚化以及促進(jìn)Aβ的清除和/或降解。

BACE1在AD病因中起著至關(guān)重要的作用。首先，它是APP蛋白解加工中的限速酶；再者，BACE1水平和/或活性在AD中增加，BACE1活性隨著年齡增長而增加，并且在其它AD風(fēng)險因子相關(guān)的事件中增加。因此BACE1水平和/或活性升高導(dǎo)致腦中Aβ水平增加，是“淀粉樣級聯(lián)”的首要致病因，由此它也成為減少Aβ以干預(yù)和阻止AD的主要靶點(diǎn)。天然植物為抑制BACE1提供了有希望的AD治療方法。Lee等[6]發(fā)現(xiàn)中藥厚樸(Magnolia officinalis)的乙醇提取物(10 mg/kg,0.05%乙醇溶液，3個月口服給藥)通過下調(diào)BACE1活性有效阻止了AD模型小鼠的記憶受損。綠茶中的(-)-表沒食子兒茶素沒食子酸酯[(-)-Epigallocatechin gallate, EGCG]，(-)-表兒茶素沒食子酸酯[(-)-epicatechin gallate]和(-)-沒食子兒茶素沒食子酸酯[(-)-gallocatechin gallate]在體外對BACE1的IC50值分別為1.6、4.5和1.8 μM[7]。Park等[8]從Phellinus linteus菌絲培養(yǎng)物中得到hispidin，它對BACE1的IC50值為4.9 μM。人參皂苷Rg1invitro抑制約80%的BACE1活性(IC50為6.2 μM)，并保護(hù)細(xì)胞免于Aβ引起的損傷[9]。近來研究發(fā)現(xiàn)Rg1通過抑制N2a-APP695細(xì)胞中被BACE1轉(zhuǎn)錄因子peroxisome prolixferator activated receptor-γ(PPAR-γ)調(diào)控的BACE1活性來減少Aβ產(chǎn)生。Rg1可能是PPAR-γ的激動劑，增強(qiáng)了PPAR-γ同BACE1啟動子的結(jié)合，這抑制了BACE1轉(zhuǎn)錄和翻譯，從而遏制了BACE1活性并最終減少Aβ的產(chǎn)生[10]。由人參皂苷Rg1和梔子苷構(gòu)成的TongLuoJiuNao (TLJN)對APP Swedish mutant轉(zhuǎn)基因小鼠 (APP23)的長期給藥下調(diào)了BACE1活性以及γ-secretase復(fù)合物成份presenilin 1 (PS1)，nicastrin和anterior pharynx-defective 1 (APH1)的表達(dá)水平，從而顯著減少小鼠腦中Aβ產(chǎn)生和沉積[11]。在另一個從天然產(chǎn)物中尋找抗癡呆藥物的嘗試中，分離自山茱萸(Corni fructus)乙酸乙酯組分的馬錢子苷(loganin)有特異的抗BACE1活性，IC50值為9.2×10-5M，Ki值為5.5×10-5M。馬錢子苷對α-secretase (TACE)和其它的絲氨酸蛋白酶呈現(xiàn)較小的抑制活性，表明它是相對特異的BACE1抑制劑。這些新發(fā)現(xiàn)提示，馬錢子苷可以被用于緩解和/或阻止AD進(jìn)程[12]。

最近invitro和invivo研究揭示可溶的寡聚物形式的Aβ具有很強(qiáng)的神經(jīng)毒性，是AD中出現(xiàn)的神經(jīng)元損傷和死亡的主要效應(yīng)物。據(jù)報道，尼古丁能夠阻止Aβ聚合，對抗其毒性并抑制老年斑形成。分子動力學(xué)模擬研究揭示，尼古丁分子與Aβ16-22肽的β片層的相互作用把β-片層轉(zhuǎn)化成α-螺旋的結(jié)構(gòu)，其幫助抑制Aβ蛋白的聚合[13]。Withania somnifera果實(shí)中的withanamides A (WA)和C (WC)保護(hù)大鼠神經(jīng)元細(xì)胞PC-12細(xì)胞免于Aβ誘導(dǎo)的細(xì)胞損傷。Aβ引起的細(xì)胞死亡因經(jīng)過withanamide處理而廢止。分子模型研究顯示withanamides A and C以獨(dú)特方式與Aβ(25-35)的活性模體結(jié)合，這提示withanamide能夠阻止纖絲形成[14]。丹參酮I和IIinvitro具有抑制淀粉樣纖絲形成和解聚預(yù)先形成的淀粉樣纖絲的作用，前者的作用優(yōu)于后者。分子動力學(xué)模擬顯示了2者與Aβ結(jié)合之間的不同，從而解釋了它們對Aβ聚合的抑制效應(yīng)的不同[15]。Chen等證實(shí)補(bǔ)骨脂(psoraleae fructus)中2個活性化合物isobavachalcone 和bavachinin以不同的機(jī)理調(diào)整Aβ42聚合過程。Isobavachalcone顯著抑制Aβ42的寡聚化和纖絲化，而bavachinin抑制纖絲化并導(dǎo)致離徑(off-pathway)聚合。2個化合物還減弱了SH-SY5Y細(xì)胞模型中Aβ42誘導(dǎo)的毒性[16]。

研究發(fā)現(xiàn)激素替代療法(hormone replacement therapy，HRT)可以減少患AD的風(fēng)險。另外，invitro實(shí)驗(yàn)證明，雌激素對培養(yǎng)的神經(jīng)元有神經(jīng)調(diào)節(jié)和神經(jīng)保護(hù)作用；而解剖學(xué)研究也在海馬和大腦皮質(zhì)中發(fā)現(xiàn)了雌激素受體，激素能夠刺激神經(jīng)元生長。研究發(fā)現(xiàn)，純化自燈盞細(xì)辛(Erigeron breviscapus)的具雌激素作用的野黃芩苷(scutellarin) 加至培養(yǎng)的PC-12神經(jīng)元細(xì)胞后，能夠阻止Aβ介導(dǎo)的細(xì)胞死亡[19]。在另一項(xiàng)invitro研究中，2個植物雌激素，中藥Radix Scutellaria (Scutellaria baicalensis的根)的主要成分黃芩苷元(baicalein)和大豆成分黃豆苷元(daidzein)以劑量依賴的方式減少Aβ聚合，同時Aβ聚合可以被2個黃酮類化合物的共處理(0.1 μM+0.5 μM和1 μM+5 μM)進(jìn)一步減少。Aβ的神經(jīng)元細(xì)胞毒性能夠被黃芩苷元或黃豆苷元的預(yù)處理部分抑制。更重要的是，黃芩苷元和黃豆苷元在實(shí)驗(yàn)劑量(0.1 μM+0.5 μM和1 μM+5 μM)下能夠顯著保護(hù)PC12細(xì)胞免于Aβ誘導(dǎo)的死亡。黃豆苷元能夠強(qiáng)化黃芩苷元的神經(jīng)保護(hù)效應(yīng)，這可能源于它們不同的神經(jīng)保護(hù)機(jī)理或一個黃酮改變另一個黃酮的溶解度，吸收，分布，代謝或者消除的藥物動力學(xué)相互作用[20]。

氧化應(yīng)激是神經(jīng)退行性疾病中的共同點(diǎn)，與線粒體功能紊亂有關(guān)?？寡趸瘎┠軌蚯宄诩膊∑鹗己瓦M(jìn)行中生成的自由基，減少神經(jīng)細(xì)胞損害并延緩AD進(jìn)程。能夠通過抗氧化活性對抗Aβ誘導(dǎo)的神經(jīng)毒性的化合物包括五味子酯甲(schisantherin A)，山奈酚(kaempferol)，蘆丁，小檗堿，柚皮素等。上面提到的BACE1抑制劑人參皂苷Rg1 (5 mg/kg)能夠減少反應(yīng)性氧自由基(reactive oxidative species，ROS)的產(chǎn)生，降低小鼠額葉皮質(zhì)和海馬CA1中的神經(jīng)元氧化損傷[21]。在探索含有強(qiáng)抗氧化劑紅景天苷(salidroside)的大花紅景天(Rhodiola crenulata)提取物(RCE)對腦室內(nèi)注射streptozotocin (STZ)誘導(dǎo)的AD大鼠模型中神經(jīng)形成的保護(hù)效應(yīng)的過程中，發(fā)現(xiàn)RCE預(yù)處理顯著促進(jìn)了神經(jīng)形成并且同時減少了AD大鼠海馬中的氧化應(yīng)激[22]。Invitro研究揭示，抗氧化劑紅景天苷預(yù)處理可以抑制被海馬神經(jīng)干細(xì)胞(neural stem cell，NSC)的STZ暴露顯著增加的細(xì)胞內(nèi)ROS水平和同時出現(xiàn)的細(xì)胞死亡。進(jìn)一步研究表明，RCE通過它的主要成分紅景天苷清除細(xì)胞內(nèi)ROS來保護(hù)NSC促進(jìn)AD大鼠模型中海馬神經(jīng)形成[23]。

此外，AD神經(jīng)元呈現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)Ca2+從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(endoplasmic reticulum，ER)釋放增強(qiáng)以及通過鈣庫操縱性鈣通道(store-operated channel，SOC)的鈣內(nèi)流減少。這些改變的主要結(jié)果是ERCa2+過載。因此，細(xì)胞內(nèi)鈣自穩(wěn)態(tài)的正常化可能是AD有效治療的一種策略。近期研究發(fā)現(xiàn)，xanthoceraside，球松素(pinostrobin)，(-) calusenamide均能夠在細(xì)胞水平上減少Aβ-誘導(dǎo)的鈣過載，黃酮類化合物淫羊藿苷則以劑量依賴的方式抑制了新生大鼠海馬切片中CA1錐體神經(jīng)元中Aβ(25-35)誘導(dǎo)的鈣內(nèi)流[25]。相似地，Li等的研究發(fā)現(xiàn)125,250,500 mg/L的加味五子衍宗方總黃酮成分能夠把Aβ(25-35)誘導(dǎo)的乳鼠海馬錐體細(xì)胞內(nèi)向鈣離子電流從-(323.2±23.4)pA分別下降至-(257.9±31.6)，-(196.4±29.8)和-(169.3±34.0)pA，提示加味五子衍宗方總黃酮成分可通過抑制鈣離子內(nèi)流對神經(jīng)元起一定保護(hù)作用[26]。

Aβ誘導(dǎo)的神經(jīng)炎癥是AD進(jìn)程中的關(guān)鍵事件之一，最終導(dǎo)致細(xì)胞生命力的下降，炎癥中起至關(guān)重要作用的是小膠質(zhì)細(xì)胞。人們發(fā)現(xiàn)人參皂苷Rg1可以通過抗炎機(jī)理對神經(jīng)元損傷起到保護(hù)作用[27]。梔子皮(Itoa orientalis)中的成分xylocoside G通過下調(diào)NF-κB信號傳導(dǎo)途徑來保護(hù)SH-SY5Y細(xì)胞免于Aβ誘導(dǎo)的炎癥和凋亡[28]。染料木黃酮(genistein)也通過調(diào)控NF-κB信號傳導(dǎo)途徑來抑制C6神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞中Aβ誘導(dǎo)的炎癥損傷[29]。

研究發(fā)現(xiàn)糖基化終末產(chǎn)物受體(receptor for advanced glycation end products，RAGE)介導(dǎo)Aβ轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)大腦及Aβ毒性的傳播-它介導(dǎo)并增強(qiáng)Aβ誘導(dǎo)的小膠質(zhì)細(xì)胞活化并導(dǎo)致趨炎癥介導(dǎo)子的誘導(dǎo)；而RAGE-Aβ相互作用倍增了神經(jīng)元應(yīng)激和Aβ累積，使神經(jīng)炎癥惡化，AD動物模型的記憶和學(xué)習(xí)能力受損。梔子(gardenia)果實(shí)中的梔子苷(geniposide)能夠阻止BV2小膠質(zhì)細(xì)胞中Aβ與RAGE的結(jié)合并顯著抑制RAGE依賴的信號傳導(dǎo)途徑(ERK 和NF-κB活化)以及TNF和IL-1β產(chǎn)生而成為神經(jīng)炎癥的強(qiáng)抑制劑[30]。蜂膠中的黃酮類化合物松屬素(pinocembrin)invitro和invivo明顯抑制RAGE轉(zhuǎn)錄子的上調(diào)和蛋白質(zhì)的表達(dá)，同時具有線粒體保護(hù)作用。在AD小鼠模型中Aβ[25-35]誘導(dǎo)的認(rèn)知功能下降被松屬素口服給藥改善[31]。在進(jìn)一步的機(jī)理研究中發(fā)現(xiàn)松屬素在維持神經(jīng)纖維網(wǎng)(neuropil)超結(jié)構(gòu)，減少膠質(zhì)細(xì)胞活化和炎癥介導(dǎo)子水平，通過維持ERK-CREB-BDNF途徑促進(jìn)膽堿能系統(tǒng)及調(diào)節(jié)RAGE介導(dǎo)的轉(zhuǎn)導(dǎo)中有效。與松屬素invitro通過調(diào)控神經(jīng)血管RAGE途徑來保護(hù)神經(jīng)血管單元(nerve vascular unit，NVU)免于纖絲狀的Aβ1-42引起的損傷一起，結(jié)果表明松屬素至少部分地是通過保護(hù)NVU來促進(jìn)認(rèn)知功能的[32]。應(yīng)該一提的是，NVU控制血腦屏障的通透性和腦血流，并維持神經(jīng)元環(huán)境的化學(xué)組成以確保神經(jīng)元回路功能無誤。在Aβ[25-35]誘導(dǎo)的癡呆小鼠中，槲皮素口服給藥提供了強(qiáng)有力的神經(jīng)血管保護(hù)，涉及NVU完整性維持，神經(jīng)血管氧化的減少，微血管功能調(diào)節(jié)，膽堿能系統(tǒng)的促進(jìn)及神經(jīng)血管RAGE途徑和ERK/CREB/BDNF途徑的調(diào)控，小鼠學(xué)習(xí)和記憶能力得到改善[33]。

Aβ可以被數(shù)個酶代謝，腦啡肽酶(neprilysin，NEP)，內(nèi)皮素轉(zhuǎn)化酶(endothelin-converting enzyme，ECE)，胰島素降解酶(insulin-degrading enzyme，IDE)并可能plasmin均貢獻(xiàn)于腦內(nèi)Aβ的蛋白解。在對復(fù)方藥物的研究中發(fā)現(xiàn)復(fù)方中藥腦爾康連續(xù)灌胃給藥上調(diào)了AD模型大鼠海馬NEP表達(dá)，降低Aβ1-42的含量，因而促進(jìn)大鼠的學(xué)習(xí)記憶能力[34]。另外，Sehgal等的研究為Aβ清除提供了另一條思路。半純化的withanolides占75%和withanosides占20%的Withania somnifera根提取物的30 d口服給藥逆轉(zhuǎn)了中年和老年APP/PS1 AD轉(zhuǎn)基因小鼠和APPSwIndJ20小鼠的行為缺陷，腦中的斑塊病理，Aβ和寡聚物的累積。進(jìn)一步的機(jī)理研究發(fā)現(xiàn)，withanolides/withanosides在減少淀粉樣負(fù)荷中的顯著效應(yīng)是通過增強(qiáng)肝臟低密度脂蛋白受體相關(guān)蛋白(low density lipoprotein receptor-related protein，LRP)而非腦中 LRP的表達(dá)而達(dá)到Aβ清除的。這種通過肝臟LRP上調(diào)介導(dǎo)的W. somnifera突出的治療效應(yīng)表明靶向外周提供了獨(dú)特的Aβ清除機(jī)理并且逆轉(zhuǎn)了在AD模型中見到的行為缺陷和病理[35]。

3 微管相關(guān)蛋白tau

微管相關(guān)蛋白tau的病理聚合以及神經(jīng)纖維纏結(jié)(neurofibrillar tangles,NFT)和其它的含有超磷酸化的tau的內(nèi)含物的累積定義了AD和其它合起來被稱作taupathies的神經(jīng)退行性疾病的組織病理特征。tau超磷酸化在AD的病理中起重要的作用。Tau蛋白在神經(jīng)元中的主要作用是促進(jìn)微管的穩(wěn)定。在生理?xiàng)l件下tau與微管結(jié)合，但是異常的tau超磷酸化減少了tau與微管的結(jié)合親和力，使tau進(jìn)行性地與軸突微管解離。一旦解離并且是超磷酸化的，tau易于發(fā)生誤折疊和聚合，最后造成AD病理中細(xì)胞內(nèi)NFT累積。以tau為靶點(diǎn)的治療學(xué)嘗試包括阻止tau聚合和增強(qiáng)它的清除。另外，超磷酸化的tau使微管去穩(wěn)，引起微管功能和軸突轉(zhuǎn)運(yùn)受損，因此微管穩(wěn)定劑可以幫助補(bǔ)償損失。

糖苷合成酶激酶3β(glycosidic synthase kinase 3，GSK-3β)是一個絲氨酸-蘇氨酸激酶，能夠使tau磷酸化，它的過度表達(dá)導(dǎo)致異常超磷酸化的tau蛋白。分離自海綿Haliclona sp.的生物堿Manzamine被發(fā)現(xiàn)是強(qiáng)有力的非ATP競爭性的GSK-3β抑制劑，IC50值為10 μM[36]。另一個例子是人參皂苷Rd。它不僅減弱了Aβ誘導(dǎo)的GSK-3β表達(dá)增加，而且通過分別增強(qiáng)和衰減它在Ser9和Tyr216的磷酸化抑制了它的活性。另外，人參皂苷Rd還通過改變GSK-3β和涉及tau去磷酸化的關(guān)鍵磷脂酶蛋白磷酯酶2A (protein phosphatase 2A，PP2A)之間的平衡invivo減少了tau的磷酸化[37]。此外，小檗堿可以抑制表達(dá)tau的HEK293細(xì)胞中的GSK-3β活化，減少calyculinA誘導(dǎo)的tau超磷酸化[38]。在了解到銀杏提取物有神經(jīng)保護(hù)效應(yīng)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)銀杏提取物的活性成分之一ginkgolide A能夠抑制細(xì)胞裂解液中的tau磷酸化并增加N2a細(xì)胞系的細(xì)胞生命力，同時，GSK3由于在Ser9位的磷酸化被抑制。再者，用ginkgolide A處理細(xì)胞促進(jìn)了PI3K和Akt的磷酸化，提示位于GSK-3β上游的PI3K-Akt信號傳導(dǎo)途徑可能是ginkgolide A阻止okadaic acid誘導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)p-Tau累積并保護(hù)細(xì)胞免于tau超磷酸化相關(guān)毒性的機(jī)理[39]。另一方面，GSK3β還被發(fā)現(xiàn)在其它Aβ病理途徑中起作用，它的抑制構(gòu)成了多樣的可能治療思路。姜黃素是很強(qiáng)的GSK-3β抑制劑(IC50為66.3 nM)[40]，它以劑量和時間依賴的方式抑制GSK3β介導(dǎo)的PS1活化從而減少了Aβ產(chǎn)生[41]。姜黃素還能夠通過抑制GSK-3β使免于Aβ誘導(dǎo)的線粒體功能紊亂而對SH-SY5Y細(xì)胞發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)的作用[42]。

另外，發(fā)生在許多殘基上的O-GlcNAc糖苷化被認(rèn)為是磷酸化的替代，此反應(yīng)保護(hù)蛋白質(zhì)不受錯誤的磷酸化，但是在AD中變得有缺陷。而在研究細(xì)辛湯(XXD)阻止和治療通過腦室內(nèi)注射strepozotocin建立起來的散發(fā)性AD (sporadic AD，SAD)的可能機(jī)理的過程中，作者發(fā)現(xiàn)XXD能夠顯著改善SAD大鼠海馬中tau蛋白O-GlcNAc糖基化水平，其可以抑制tau蛋白在關(guān)鍵位點(diǎn)的超磷酸化并阻止SAD的病理過程[43]。

Tau的纖維化被認(rèn)為與神經(jīng)元毒性相關(guān)，而它的抑制是活躍的AD治療領(lǐng)域之一。研究發(fā)現(xiàn)初榨橄欖油中的生物活性成分oleocanthal通過共價修飾tau的微管結(jié)合區(qū)域K18中止了tau的纖維化[44]。Fulvic acid是印度Ayurvedic傳統(tǒng)藥shilajit的主要成分，它能夠減少AD NFT表征的雙螺旋絲(paired helical filaments，PHFs)的長度，從而促進(jìn)了tau 纖絲的解體[45]。錫蘭肉桂Ceylon cinnamon (C. zeylanicum)的水提物被發(fā)現(xiàn)可以抑制tau聚合和纖絲形成。提取物還可以促進(jìn)重組的tau纖絲的完全解體，引起分離自AD大腦的PHFs的形態(tài)學(xué)改變。而肉桂提取物不影響tau的正常細(xì)胞功能，即把游離的微管蛋白組裝成微管。進(jìn)一步研究表明，活性成分主要為A-連接的花青素三倍體分子和肉桂醛[46]。 此外tau功能喪失導(dǎo)致微管結(jié)構(gòu)和功能的改變，軸突轉(zhuǎn)運(yùn)錯誤，而分離自太平洋紫杉的紫杉醇(paclitaxel)作為微管穩(wěn)定劑在轉(zhuǎn)基因小鼠模型中起到抵消tau病理的功能喪失效應(yīng)[47]。

4 展望

在抗AD藥物開發(fā)的過程中，天然產(chǎn)物由于其結(jié)構(gòu)和生物活性的多樣性繼續(xù)受到各國研究者的重視。除了單一的化學(xué)成分以外，一些復(fù)方藥物在AD動物模型中顯示出有益的結(jié)果，如復(fù)方何首烏浸膏[48]，腦靈湯[49]，samjunghwan[50]，當(dāng)歸芍藥散[51]等。進(jìn)一步研究應(yīng)當(dāng)注意的是：第一，明確提取物和處方中起主要藥理作用的化合物是必要的，并且成藥的產(chǎn)品質(zhì)量應(yīng)以確定的活性化合物含量作為指標(biāo)。例如，標(biāo)準(zhǔn)化的銀杏提取物中的活性成分包括萜內(nèi)酯和黃酮類，因而2者應(yīng)該成為銀杏提取物產(chǎn)品質(zhì)量控制的基礎(chǔ)。而提取物中的ginkgolic acid具有毒性，其量應(yīng)當(dāng)控制在5 ppm之下；第二，關(guān)于有效成分藥代動力學(xué)和生物利用度的研究必須跟上以更加現(xiàn)實(shí)地討論藥理結(jié)果；同時化合物成分在人體內(nèi)會經(jīng)過代謝，代謝產(chǎn)物是否具有活性，如何影響藥效仍需明確的結(jié)論。血腦屏障對于許多藥物來說是影響到達(dá)靶部位的一道壁壘，而某些化合物可以通過劑型改造促進(jìn)其通過血腦屏障而極大提高治療效果。白藜蘆醇具有抗淀粉樣蛋白的性質(zhì)，但是它的療效有限。Frozza等把游離的白藜蘆醇和裝載了白藜蘆醇的脂質(zhì)核心納米膠囊向腦室內(nèi)注射了Aβ1-42的大鼠腹腔內(nèi)給藥(5 mg/kg，共14 d)并比較了2者的療效。白藜蘆醇能夠緩解Aβ造成的損害，但只是部分有效。而脂質(zhì)核心納米膠囊由于促使腦組織內(nèi)白藜蘆醇濃度的強(qiáng)勁增加而顯示顯著的治療效果[52]。另一個例子是姜黃素，它的生物利用度很差。為此Hoppe等開發(fā)出裝載了姜黃素的脂質(zhì)核心納米膠囊，并且把它們對Aβ誘導(dǎo)的大鼠認(rèn)知受損的抑制效應(yīng)作了比較。姜黃素invivo在阻止Aβ導(dǎo)致的行為異常，神經(jīng)炎癥，tau超磷酸化以及Aβ觸發(fā)的細(xì)胞信號傳導(dǎo)擾亂中有效。而突出的是，裝載了姜黃素的脂質(zhì)核心納米膠囊以低20倍的劑量給出相似的神經(jīng)保護(hù)效應(yīng)[53]。

此外，AD不是單一基因，單一蛋白質(zhì)疾病，它的疾病發(fā)生學(xué)是極端復(fù)雜，是基因，蛋白質(zhì)，細(xì)胞器，細(xì)胞，神經(jīng)遞質(zhì)和環(huán)境之間相互作用網(wǎng)絡(luò)的功能紊亂造成的，而且經(jīng)常與并發(fā)病相關(guān)。作用于單一的特異靶點(diǎn)的AD藥物治療并不可行。人們因此提出了網(wǎng)絡(luò)醫(yī)學(xué)的概念，通過開發(fā)多靶點(diǎn)配基或組合藥物同時靶向疾病網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵成分來有效治療AD。例如，Memantine是第一個也是迄今為止唯一一個被FDA批準(zhǔn)的治療中重度AD的NMDARs拮抗劑。它與NMDARs親和力很低，這顛覆了傳統(tǒng)藥學(xué)中尋求對靶點(diǎn)高親和力，競爭性拮抗劑的觀點(diǎn)，但是正因?yàn)槿绱耍渌cNMDAR相關(guān)的正常生理活性不會受到影響。同時，memantine還具有次級靶點(diǎn)，如5-HT3, nACh, D2多巴胺，serotonin和α-1受體，電壓活化的Na+通道，并在各種細(xì)胞和動物模型中具有多重神經(jīng)保護(hù)活性，如保護(hù)免于Aβ毒性，tau磷酸化，神經(jīng)炎癥和氧化應(yīng)激，這些作用協(xié)同地貢獻(xiàn)于它的臨床治療效果。另外，人們把靶向不同病理途徑的藥物組合起來使用：例如人們把memantine同AChE抑制劑galantamine連接在一起形成一個新的藥物候選，關(guān)于它的研究結(jié)果值得期待[54]。本身具有多重藥理活性的天然產(chǎn)物以及一部分衍生自天然產(chǎn)物或直接代表天然產(chǎn)物不同活性模體融合的生物活性雜交體同樣代表了AD治療中的新希望。

[1] Lai DH,Yang ZD,Xue WW,et al.Isolation,characterization and acetylcholinesterase inhibitory activity of alkaloids from roots of Stemona sessilifolia[J].Fitoterapia,2013,89:257-264.

[2] Yang ZD,Duan DZ,Xue WW,et al.Steroidal alkaloids from Holarrhena antidysenterica as acetylcholinesterase inhibitors and the investigation for structure-activity relationships[J].Life Sci,2012,90 (23-24):929-933.

[3] Jung HA,Min BS,Yokozawa T,et al.Anti-Alzheimer and antioxidant activities of Coptidis Rhizoma alkaloids[J].Biol Pharm Bull,2009,32(8):1433-1438.

[4] Wong KK,Ho MT,Lin HQ,et al.Cryptotanshinone,an acetylcholinesterase inhibitor from Salvia miltiorrhiza,ameliorates scopolamine-induced amnesia in Morris water maze task[J].Planta Med,2010,76(3):228-234.

[5] Zafar S,Choudhary MI,Dalvandi K,et al.Molecular docking simulation studies on potent butyrylcholinesterase inhibitors obtained from microbial transformation of dihydrotestosterone[J].Chem Cent J,2013,7(1):164.

[6] Lee YJ,Choi DY,Han SB,et al.Inhibitory effect of ethanol extract of Magnolia officinalis on memory impairment and amyloidogenesis in a transgenic mouse model of Alzheimer’s disease via regulating β-secretase activity[J].Phytother Res,2012,26(12):1884-1892.

[7] Jeon SY,Bae K,Seong YH,et al.Green tea catechins as a BACE1 (beta-secretase) inhibitor[J].Bioorg Med Chem Lett,2003,13(22):3905-3908.

[8] Park IH,Jeon SY,Lee HJ,et al.A beta-secretase (BACE1) inhibitor hispidin from the mycelial cultures of Phellinus linteus[J].Planta Med,2004,70 (2),143-146.

[9] Wang YH,Du GH.Ginsenoside Rg1 inhibits beta-secretase activity in vitro and protects against Abeta-induced cytotoxicity in PC12 cells[J].J Asian Nat Prod Res,2009,11(7):604-612.

[10] Chen LM,Lin ZY,Zhu YG,et al.Ginsenoside Rg1 attenuates β-amyloid generation via suppressing PPARγ-regulated BACE1 activity in N2a-APP695 cells[J].Eur J Pharmacol,2012,675(1-3):15-21.

[11] He P,Li P,Hua Q, et al. Chronic administration of anti-stroke herbal medicine TongLuoJiuNao reduces amyloidogenic processing of amyloid precursor protein in a mouse model of Alzheimer’s disease[J].PLoS One,2013,8(3):e58181.

[12] Youn K,Jeong WS,Jun M.β-Secretase (BACE1) inhibitory property of loganin isolated from Corni fructus[J].Nat Prod Res,2013,27(16):1471-1474.

[13] Boopathi S,Kolandaivel P.Targeted studies on the interaction of nicotine and morin molecules with amyloid β-protein[J].J Mol Model,2014,20(3):2109.

[14] Jayaprakasam B,Padmanabhan K,Nair MG.Withanamides in Withania somnifera fruit protect PC-12 cells from beta-amyloid responsible for Alzheimer’s disease[J].Phytother Res,2010,24(6):859-863.

[15] Wang Q,Yu X,Patal K, et al.Tanshinones inhibit amyloid aggregation by amyloid-β peptide,disaggregate amyloid fibrils,and protect cultured cells[J].ACS Chem Neurosci,2013,4(6):1004-1015.

[16] Chen X,Yang Y,Zhang Y.Isobavachalcone and bavachinin from Psoraleae Fructus modulate Aβ42 aggregation process through different mechanisms in vitro[J].FEBS Lett,2013,587(18):2930-2935.

[19] Zhu JT,Choi RC,Li J, et al.Estrogenic and neuroprotective properties of scutellarin from Erigeron breviscapus:a drug against postmenopausal symptoms and Alzheimer’s disease[J].Planta Med,2009,75(14):1489-1493.

[20] Choi RC,Zhu JT,Yung AW, et al.Synergistic Action of Flavonoids,Baicalein,and Daidzein in Estrogenic and Neuroprotective Effects:A Development of Potential Health Products and Therapeutic Drugs against Alzheimer’s Disease[J].Evid Based Complement Alternat Med,2013,2013:635694.

[21] Wang Y,Kan H,Yin Y, et al.Protective effects of ginsenoside Rg1 on chronic restraint stress induced learning and memory impairments in male mice[J].Pharmacol Biochem Behav,2014,120:73-81.

[22] Zhang J,Zhen YF,Pu-Bu-Ci-Ren, et al.Salidroside attenuates beta amyloid-induced cognitive deficits via modulating oxidative stress and inflammatory mediators in rat hippocampus[J].Behav Brain Res,2013,244:70-81.

[23] Qu ZQ,Zhou Y,Zeng YS, et al.Protective effects of a Rhodiola crenulata extract and salidroside on hippocampal neurogenesis against streptozotocin-induced neural injury in the rat[J].PLoS One,2012,7(1):e29641.

[25] Li L,Tsai HJ,Li L,et al.Icariin inhibits the increased inward calcium currents induced by amyloid-beta(25-35) peptide in CA1 pyramidal neurons of neonatal rat hippocampal slice[J].Am J Chin Med,2010,38(1):113-125.

[26] Li L,Cai H,Li L,et al.Effect of total flavonoids of jiawei wuzi yanzong prescription on VGCCs induced by amyloid-beta25-35 peptide in CA1 pyramidal neurons of rat hippocampal slice[J].Zhongguo Zhong Yao Za Zhi,2009,34(15):1975-1978.

[27] Li W,Chu Y,Zhang L, et al.Ginsenoside Rg1 prevents SK-N-SH neuroblastoma cell apoptosis induced by supernatant from Aβ1-40-stimulated THP-1 monocytes[J].Brain Res Bull,2012,88(5):501-506.

[28] Yu Y,Zhou L,Sun M, et al.Xylocoside G reduces amyloid-β induced neurotoxicity by inhibiting NF-κB signaling pathway in neuronal cells[J].J Alzheimers Dis,2012,30 (2):263-375.

[29] Zhao X,Yuan L,Yu H,et al.Genistein inhibited amyloid-β induced inflammatory damage in C6 glial cells.Arch Med Res,2014,45(2):152-157.

[30] Lv C,Wang L,Liu X,et al.Geniposide Attenuates Oligomeric Aβ1-42-Induced Inflammatory Response by Targeting RAGE-Dependent Signaling in BV2 Cells[J].Curr Alzheimer Res,2014,11(5):430-440.

[31] Liu R,Wu C,Zhou D,et al.Pinocembrin protects against β-amyloid-induced toxicity in neurons through inhibiting receptor for advanced glycation end products (RAGE)-independent signaling pathways and regulating mitochondrion-mediated apoptosis[J].BMC Med,2012,10:105.

[32] Liu R,Li J,Song J,et al.Pinocembrin improves cognition and protects the neurovascular unit in Alzheimer related deficits[J].Neurobiol Aging,2014,35 (6),1275-1285.

[33] Liu R,Zhang T,Zhou D, et al.Quercetin protects against the Aβ25-35-induced amnesic injury:Involvement of inactivation of RAGE-mediated pathway and conservation of the NVU[J].Neuropharmacology,2013,67:419-431.

[34] Yuan HF,Li X,Quan QK, et al.Effects of Naoerkang on expressions of beta-amyloid peptide 1-42 and neprilysin in hippocampus in a rat model of Alzheimer’s disease[J].Zhongxiyi Jiehe Xuebao,2010,8(2):152-157.

[35] Sehgal N,Gupta A,Valli RK, et al.Withania somnifera reverses Alzheimer’s disease pathology by enhancing low-density lipoprotein receptor-related protein in liver[J].Proc Natl Acad Sci USA,2012,109(9):3510-3515.

[36] (a) Rao KV,Donia MS,Peng J, et al.Manzamine B and E and ircinal A related alkaloids from an Indonesian Acanthostrongylophora sponge and their activity against infectious,tropical parasitic,and Alzheimer’s diseases[J].J Nat Prod,2006,69(7):1034-1340.(b) Hamann M,Alonso D,Martín-Aparicio E, et al.Glycogen synthase kinase-3 (GSK-3) inhibitory activity and structure-activity relationship (SAR) studies of the manzamine alkaloids.Potential for Alzheimer’s disease[J].J Nat Prod,2007,70(9):1397-1405.

[37] Li L,Liu Z,Liu J,et al.Ginsenoside Rd attenuates beta-amyloid-induced tau phosphorylation by altering the functional balance of glycogen synthase kinase 3beta and protein phosphatase 2A[J].Neurobiol.Dis,2013(54):320-328.

[38] Yu G,Li Y,Tian Q,et al.Berberine attenuates calyculin A-induced cytotoxicity and Tau hyperphosphorylation in HEK293 cells[J].J Alzheimers Dis,2011,24(3):525-535.

[39] Chen Y,Wang C,Hu M,et al.Effects of ginkgolide A on okadaic acid-induced tau hyperphosphorylation and the PI3K-Akt signaling pathway in N2a cells[J].Planta Med,2012,78(12):1337-1341.

[40] Bustanji Y,Taha MO,Almasri IM,et al.Inhibition of glycogen synthase kinase by curcumin:Investigation by simulated molecular docking and subsequent in vitro/in vivo evaluation[J].J Enzyme Inhib Med Chem,2009,24(3):771-778.

[41] Xiong Z,Hongmei Z,Lu S,et al.Curcumin mediates presenilin-1 activity to reduce β-amyloid production in a model of Alzheimer’s Disease[J].Pharmacol Rep,2011,63(5):1101-1108.

[42] Huang HC,Xu K,Jiang ZF.Curcumin-mediated neuroprotection against amyloid-β-induced mitochondrial dysfunction involves the inhibition of GSK-3β[J].J Alzheimers Dis,2012,32(4):981-996.

[43] Diwu Y,Tian J,Shi J.Effect of xixin decoction on O-linked N-acetylglucosamine glycosylation of tau proteins in rat brain with sporadic Alzheimer disease[J].J Tradit Chin Med,2013,33(3):367-72.

[44] Monti MC,Margarucci L,Riccio R,et al.Modulation of tau protein fibrillization by oleocanthal[J].J Nat Prod,2012,75(9):1584-1588.

[45] Cornejo A,Jiménez JM,Caballero L, et al.Fulvic acid inhibits aggregation and promotes disassembly of tau fibrils associated with Alzheimer’s disease[J].J Alzheimers Dis,2011,27(1):143-153.

[46] Peterson DW,George RC,Scaramozzino F, et al.Cinnamon extract inhibits tau aggregation associated with Alzheimer’s disease in vitro[J].J Alzheimers Dis,2009,17(3):585-597.

[47] Brunden KR,Trojanowski JQ,Smith AB, et al.Microtubule-stabilizing agents as potential therapeutics for neurodegenerative disease[J].Bioorg Med Chem,2014,22(18):5040-5049..

[48] Chen L,huang J,Xue L.Effect of compound Polygonum multiflorum extract on Alzheimer’s disease[J].Zhongnan Daxue Xuebao Yixueban,2010,35 (6):612-615.

[49] Zhong B,Wang Z,He M.Effect of Naoling Decoction on the expression of APP in hippocampal CA3 region in rats with synthetic Alzheimer’s disease[J].Zhongnan Daxue Xuebao Yixueban,2010,35(5):431-437.

[50] Kim HG,Ju MS,Park H, et al.Evaluation of Samjunghwan,a traditional medicine,for neuroprotection against damage by amyloid-beta in rat cortical neurons[J].J Ethnopharmacol,2010,130(3):625-630.

[51] Hu ZY,Liu G,Yuan H,et al.Danggui-Shaoyao-San and its active fraction JD-30 improve Abeta-induced spatial recognition deficits in mice[J].J Ethnopharmacol,2010,128(2):365-372.

[52] Frozza RL,Bernadi A,Hoppe JB,et al.Neuroprotective effects of resveratrol against Aβ administration in rats are improved by lipid-core nanocapsules[J].Mol.Neurobiol,2013,47 (3):1066-1080.

[53] Hoppe JB,Coradini K,Frozza RL,et al.Free and nanoencapsulated curcumin supperss β-amyloid-induced cognitive impairments in rats:involvement of BDNF and Akt/GSK-3β signaling pathway[J].Neurobiol.Learn Mem,2013(106):134-144.

[54] Zheng H,Fridkin M,Youdim M.From single target to Multitarget/network terapeutics in Alzheimer’s therapy[J].Pharmaceuticals,2014(7):113-135.

(編校：王儼儼)

Progress of derived traditional Chinese medicine in treatment of Alzheimer disease

CAO Wei1, WANG Xiao-yan2, HE Xiao-bo1Δ

(1.Department of Gerontology, Affiliated Hospital of Hubei University of Medicine, Shiyan 442000, China; 2. Department of Neurology, Affiliated Hospital of Hubei University of Medicine, Shiyan 442000, China)

Alzheimer disease (AD) is a significant threat on health in elderly people. Many traditional Chinese herbs and their prescriptions show fairly good effect in treatment of AD. We review the results on treatment of AD from three aspects of AD’s pathogenesis, in which the natural herbs were mainly used, and present the way to the problem to be solved.

Alzheimer disease; derived traditional Chinese medicine; progress

曹薇，女，本科，主管技師，研究方向：心電圖，E-mail：94275978@qq.com；何小波，男，通信作者，碩士，主治醫(yī)師，研究方向：老年心腦血管疾病，E-mail：pheonix45@163.com。

R749.1

A

1005-1678(2015)10-0183-06