單味中藥及有效成分對阿爾茲海默病Aβ沉積影響的實驗研究進展※

周妍妍 楊 光 康倩倩 姚辛敏

(黑龍江中醫(yī)藥大學基礎(chǔ)醫(yī)學院，黑龍江 哈爾濱 150036)

阿爾茲海默病(AD)是一種進行性神經(jīng)中樞退行性疾病，在老年人中最為常見，隨著病情的加重會出現(xiàn)記憶力衰減、行為異常、認知功能障礙和社交障礙等癥狀。AD對老年人生命健康的威脅較大，然而目前AD發(fā)病機制仍未明確，相關(guān)治療藥物的療效非常有限。AD的發(fā)病機制較復雜，被廣泛接受的發(fā)病學說是Aβ級聯(lián)假說，影響Aβ沉積的因素有很多，目前的中藥研究主要集中在β分泌酶(BACE)、γ分泌酶、鈣離子和腦啡肽酶(NEP)等4個方面，其中 β分泌酶、γ分泌酶和鈣離子影響Aβ的生成，腦啡肽酶影響Aβ的清除。

1 抑制BACE活性

BACE是一種跨膜天冬氨酸蛋白酶，它是淀粉樣前體蛋白(APP)裂解成 Aβ的限速酶 。APP有兩條代謝途徑，其中一條就是APP被β-分泌酶和 γ-分泌酶水解產(chǎn)生 Aβ40和 Aβ42，這種途徑產(chǎn)生的 Aβ容易聚集沉淀并且具有較強的神經(jīng)毒性［1］。BACE水平或者活性的增加，其AD發(fā)病風險也增加。所以BACE在AD的發(fā)病中起著重要的作用。許多中藥的有效成分都可以抑制BACE的活性，從而降低AD的發(fā)病幾率。

1.1 人參 人參，性溫，味甘、微苦，具有大補元氣，補脾益肺，生津，安神益智的功效。人參提取物人參皂苷Rg1是抑制 BACE活性的主要成分，李彩云等［2］研究發(fā)現(xiàn)，人參皂苷Rg1一方面可以刺激AD模型細胞內(nèi)過氧化物酶增殖劑激活受體 (PPARγ)從而抑制 BACE1的表達，另一方面增強核轉(zhuǎn)錄因子 NF-κB的活力，使其與β分泌酶1(BACE1)啟動子相應(yīng)位點的結(jié)合增加，從而抑制BACE1的翻譯和轉(zhuǎn)錄，使BACE1酶切 APP產(chǎn)生的Aβ減少。張瀟丹［3］實驗發(fā)現(xiàn)，人參皂苷 Rg1可以使AD模型小鼠海馬中的BACE1陽性神經(jīng)元的比率明顯降低，從而改善了小鼠認知功能。

1.2 黃連 黃連大苦大寒，具有清熱燥濕，瀉火解毒等作用?！渡褶r(nóng)本草經(jīng)》中記載其有“久服，令人不忘”的功效。高子蕊等［4］報道闡述，黃連提取物黃連素，可以通過抑制細胞內(nèi)的 ERK1/2通路的激活從而降低 BACE的表達水平，達到減少Aβ40/42的生成。

1.3 天麻 天麻味甘，性平，具有息風止痙，平抑肝陽，祛風通絡(luò)的作用。其主要提取物天麻素可用于治療神經(jīng)衰弱、癲癇、偏頭痛等癥狀，周楠楠等［5］實驗發(fā)現(xiàn)，天麻素可以抑制雙基因轉(zhuǎn)染117細胞的BACE mRNA轉(zhuǎn)錄水平，減少BACE蛋白表達，從而抑制Aβ的生成。

1.4 金釵石斛 金釵石斛(DNLA)是我國傳統(tǒng)中草藥，其性微寒，味甘，具有益胃生津、滋陰清熱的功效。其有效成分金釵石斛總生物堿具有抗衰老和改善記憶的作用。張明輝等［6］實驗發(fā)現(xiàn)，AD模型組大鼠海馬內(nèi)BACE1蛋白的表達明顯高于 DNLA給藥組，證明DNLA可能通過抑制BACE1蛋白的表達，從而減少海馬內(nèi) Aβ的沉積。

1.5 三七 三七，味甘，微苦，性溫，具有化瘀止血、消腫定痛的功效。現(xiàn)代藥理學研究證明，三七具有抗衰老、抗氧化、增加冠脈血流量等作用。有研究表明［7］，三七有效成分三七總皂苷(PNS)可以降低快速老化SAMP8小鼠腦內(nèi)BACE1的蛋白含量和活性，這可能是PNS減少Aβ含量的途徑之一。

2 抑制 γ分泌酶活性

γ分泌酶是由早老蛋白(PS)、前咽缺陷蛋白-1(APH-1)、早老素增強子-2(Pen-2)以及Ⅰ型跨膜蛋白(NCT)組成的一種大分子量多蛋白復合體。它可以和BACE共同將APP裂解，并產(chǎn)生Aβ。其中 PS是 γ分泌酶的核心水解成分，其包括PS1和PS2兩種酶活性的同源物，對神經(jīng)元的發(fā)育和保護起到重要的作用。γ分泌酶抑制劑也是治療AD的重點研究方向。

2.1 淫羊藿 淫羊藿味辛、甘，性溫，具有補腎壯陽，祛風除濕的作用，是中醫(yī)常用的一種補腎壯陽藥。淫羊藿苷是其主要活性成分之一，具有保護神經(jīng)元損傷和線粒體的作用。張玉蓮等［8］實驗發(fā)現(xiàn)淫羊藿苷可以下調(diào)SAMP8小鼠的 PS1基因的表達量，說明其可以抑制 γ分泌酶的活性，下調(diào)PS1基因的表達量，從而起到防治AD的作用。

2.2 姜黃 姜黃性溫，味辛、苦，具有活血行氣，通經(jīng)止痛的功效。姜黃素作為其中藥有效成分具有抗炎、抗氧化和抗癌的作用。王蓬文等［9］研究發(fā)現(xiàn)，姜黃素使APP/PS1雙轉(zhuǎn)基因小鼠海馬CAI區(qū)PS2陽性細胞數(shù)量較模型組明顯減少，說明姜黃素能夠減少PS2表達，抑制γ分泌酶活性，從而減少Aβ蛋白的生成，進而治療AD。

2.3 何首烏 何首烏性微溫，味苦、甘、澀，制用具有補益精血的作用。其中二苯乙烯苷(TSG)是其主要水溶性成分，具有保護神經(jīng)、抗衰老和舒張血管等功效。劉玲等［10］研究發(fā)現(xiàn) SAMP8小鼠給藥 TSG后，其海馬組織中的APP和PS1基因表達明顯降低，說明TSG可能通過下調(diào)PS1的表達以達到防治 AD的效果。陳晨［11］實驗發(fā)現(xiàn)，對AD模型小鼠長期給藥 TSG可以減少BACE1和PS1的表達，其通過抑制 γ分泌酶的活性，減少 Aβ的裂解，從而改善小鼠的學習記憶和認知功能障礙。

3 維持鈣離子平衡

在AD中鈣離子會影響Aβ，其可通過神經(jīng)鈣蛋白信號途徑導致Aβ分泌增加，Aβ聚集進一步破壞鈣離子平衡，產(chǎn)生細胞毒性，引起細胞損傷，誘導細胞凋亡，形成惡性循環(huán)，不斷促使Aβ增加［12］。最早發(fā)現(xiàn)經(jīng)Ca2+載體 A23187處理的人胚胎腎細胞導致 Aβ的生成增加，在 Ca2+存在的情況下，Aβ1-40優(yōu)先形成寡聚體，隨著Ca2+的增加，Aβ1-40聚集成纖維形 ，這說明無論是Ca2+流入還是Ca2+從細胞鈣庫釋放都能增加Aβ的生成，并刺激寡聚體的形成［13］。所以，鈣離子平衡被破壞會促進Aβ的生成并通過其他途徑加重AD的病情。

3.1 五味子 五味子最早見于《神農(nóng)本草經(jīng)》，其味酸、甘，性溫，具有收斂固澀、益氣生津、補腎寧心的作用。五味子化學成分種類豐富，除含有多種木脂素類成分外，還含有約 20% 的有機酸類成分［14］，臨床常用于心腦血管系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、抗腫瘤等方面的治療。其中五味子酮可保護神經(jīng)元細胞膜上的Ca2+通路，減少Ca2+的內(nèi)流，維持細胞內(nèi)的鈣離子穩(wěn)態(tài)，減少了 Aβ的生成［15］，從而為五味子維持鈣穩(wěn)態(tài)治療AD提供依據(jù)。

3.2 大豆 大豆又名黃豆，早在《神農(nóng)本草經(jīng)》中便有記載，其性平，味甘，具有健脾寬中、清熱解毒、潤燥消水的功效。大豆異黃酮作為大豆生長過程中的次一級代謝產(chǎn)物，是其發(fā)揮治療AD作用的主要成分。大豆異黃酮具有保護血管、類雌激素作用。王蔡標等［16］研究發(fā)現(xiàn)，大豆異黃酮一方面可降低cGMP水平，另一方面可以發(fā)揮類似雌激素的作用，維持細胞內(nèi)Ca2+的平衡，從而減少Aβ的生成。

4 提高NEP表達

NEP是一種含鋅離子的細胞表面 Ⅱ型膜蛋白，擁有750個氨基酸殘基。楊紅旗等［17］研究發(fā)現(xiàn)，NEP基因敲除小鼠中，在淀粉樣斑塊形成前，升高的Aβ寡聚體直接損傷了神經(jīng)元和動物的認知功能。周佳等［18］發(fā)現(xiàn)，在NEP分布較少的區(qū)域Aβ容易發(fā)生沉積并產(chǎn)生神經(jīng)變性斑塊。這些都表明 NEP能有效的清除細胞外的Aβ，從而保護神經(jīng)元。

4.1 川芎 川芎，性溫，味甘，具有活血行氣，祛風止痛的功效。川芎主要含有生物堿、揮發(fā)油、酚類和內(nèi)脂素等。其提取物川芎嗪具有擴張血管，改善腦缺血和神經(jīng)元保護等功效。柳朝陽等［19］實驗發(fā)現(xiàn)，川芎嗪組小鼠比對照組小鼠海馬組織的NEP陽性細胞數(shù)明顯增多，說明川芎嗪可以提高NEP的表達，促進Aβ的清除，從而起到防治AD的作用。

4.2 雷公藤 雷公藤味苦、辛，性寒，具有祛風濕，活血通絡(luò)，消腫止痛，殺蟲解毒的功效。本藥品的化學成分較多，其中雷公藤氯內(nèi)酯醇(T4)是發(fā)揮治療AD作用的主要成分。曾育琦［20］對 T4實驗發(fā)現(xiàn)，對海馬內(nèi)NEP表達降低的5XFAD轉(zhuǎn)基因小鼠給藥T4，小鼠腦內(nèi)NEP表達有增高的趨勢，提示T4可能通過增加NEP表達的途徑來減少Aβ的沉積。

5 總結(jié)與展望

AD的主要病理學特征是Aβ異常聚集、沉積并形成老年斑(SP) 和神經(jīng)纖維纏結(jié)及神經(jīng)元死亡［21］。Aβ是淀粉樣斑塊的主要成分，其在腦內(nèi)過量生成和異常聚集沉積能夠通過多種機制損傷神經(jīng)元，嚴重者可能出現(xiàn)中樞整合功能異常［22］。并且 Aβ還可觸發(fā) tau蛋白的過度磷酸化、腦內(nèi)炎癥反應(yīng)和神經(jīng)纖維纏結(jié)等間接導致神經(jīng)元凋亡，促使 AD的發(fā)病。由此可見，Aβ沉積是AD的病理中心環(huán)節(jié)，減少 Aβ的生成或增加其降解，是治療該病的關(guān)鍵。APP是Aβ的前體蛋白，它的降解酶 β分泌酶和 γ分泌酶等過度表達，對 Aβ的生成過多起到重要作用，另外Ca2+通過神經(jīng)鈣蛋白信號途徑也可以導致Aβ分泌增加。Aβ在腦內(nèi)可以被小膠質(zhì)細胞吞噬或者是經(jīng)過血腦屏障轉(zhuǎn)運出腦，一些Aβ降解酶如NEP、胰島素降解酶等可以在腦內(nèi)將其水解從而減少Aβ的沉積。

近年來，更多學者立足于Aβ沉積這一環(huán)節(jié)，研究了中藥單體治療AD的作用機理，取得了一定成果。研究發(fā)現(xiàn)，人參、天麻、黃連、金釵石斛和三七主要通過抑制BACE的表達從而減少Aβ的生成；淫羊藿、姜黃和何首烏主要通過抑制γ分泌酶的活性以達到減少Aβ生成的目的；五味子和大豆通過維持神經(jīng)元細胞內(nèi)的鈣穩(wěn)態(tài)以減少 Aβ的產(chǎn)生；川芎和雷公藤通過提高 NEP的表達和酶活性，從而促進Aβ的降解，起到防治AD的作用。

多年來，中藥的研究一直面臨著藥效發(fā)揮途徑不明確、藥物制劑質(zhì)量可控性差和藥物系統(tǒng)評價不夠完善等問題。中藥單體研究可以明確靶點和發(fā)揮作用的途徑，針對性細，使中藥藥理作用的研究更加深入。然而，中藥成分復雜多樣，如何從中提取有效安全的單體成分，仍需進行更多的實驗研究。同時，大多數(shù)的中藥單體研究局限在細胞和動物實驗，如何脫離實驗，與中醫(yī)理論相結(jié)合從而更好的指導臨床是值得思考的問題。另外，中藥復方在中醫(yī)組方理論指導下，結(jié)合臨床需要進行靈活配伍，體現(xiàn)了中醫(yī)辨證論治的優(yōu)勢，有著廣泛的發(fā)展前景，應(yīng)加以重視。