劉東巖 李亦晗 徐硯通 朱彥

[摘要]關(guān)于中藥的抗衰老功效，已經(jīng)有許多相關(guān)報(bào)道，但是對(duì)于其物質(zhì)基礎(chǔ)及作用機(jī)制尚未明確闡明。腺苷酸活化蛋白激酶（AMPactivated protein kinase， AMPK）是能量代謝的感受器，能夠延長(zhǎng)壽命這一效應(yīng)，在不同實(shí)驗(yàn)中都得到相應(yīng)的證實(shí)。過(guò)表達(dá)或用二甲雙胍激活A(yù)AK2/AMPK均有延長(zhǎng)線蟲(chóng)、果蠅壽命的功效。AMPK抗衰老的可能下游通路包括 TOR/S6k途徑、FOXOs途徑、CRTC途徑等。中醫(yī)藥核心理念之一為治未病，其表現(xiàn)之一即是以藥食同源方式改善機(jī)體，由此達(dá)到長(zhǎng)壽的目的。部分藥食同源藥物有可能通過(guò)激活A(yù)MPK以達(dá)到養(yǎng)生，延長(zhǎng)壽命的目的。經(jīng)過(guò)總結(jié)發(fā)現(xiàn)，相關(guān)中藥復(fù)方中丹參、黃芪、黃連、茯苓、白術(shù)、大黃、人參使用頻率較高，并且補(bǔ)虛活血類藥物占主導(dǎo)。采用ingenuity pathway analysis （IPA）網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)軟件分析，間接作用于AMPK靶蛋白而非其上下游通路的單體藥物有黃連素、大黃素、姜黃素、白藜蘆醇、蟲(chóng)草素、牛蒡子苷元等6個(gè)，在一定程度上說(shuō)明藥食同源藥物通過(guò)AMPK通路延長(zhǎng)壽命的可行性。該文綜合數(shù)據(jù)庫(kù)查詢和IPA網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)軟件分析對(duì)具有激活A(yù)MPK通路來(lái)延緩衰老功能的中藥單體及組分進(jìn)行了歸納和總結(jié)，并基于中醫(yī)藥“藥食同源”的理念將這些藥物可能通過(guò)改善能量代謝對(duì)于延緩衰老的影響進(jìn)行了展望。

[關(guān)鍵詞]AMPK；衰老；中藥；能量攝入限制

衰老的機(jī)制、抗衰老的方式一直是人們的研究熱點(diǎn)[1]。目前，公認(rèn)唯一延緩衰老的方式就是減少能量的攝入。衰老學(xué)說(shuō)包括端粒學(xué)說(shuō)、自由基學(xué)說(shuō)、DNA損傷學(xué)說(shuō)等。其中，端粒主要功能可能是維護(hù)染色體完整和穩(wěn)定，控制細(xì)胞分裂周期。DNA每次復(fù)制時(shí)，DNA會(huì)減短，而當(dāng)端粒完全耗盡時(shí)，細(xì)胞啟動(dòng)凋亡機(jī)制。端粒長(zhǎng)短可能預(yù)示細(xì)胞的分裂潛力和衰老[2]。自由基學(xué)說(shuō)指隨著機(jī)體衰老SOD能力下降，機(jī)體脂質(zhì)，DNA，RNA等氧化損傷，導(dǎo)致機(jī)體功能不足，隨著機(jī)體損傷積累，最終造成臟器功能損失等[3]。DNA損傷學(xué)說(shuō)指DNA（如mtDNA）修復(fù)損傷能力下降，損傷DNA積累，最終造成機(jī)體功能異常引發(fā)衰老[4]。中藥抗自由基藥物報(bào)道較多，但其明確抗衰老效果研究較少，以端粒及DNA損傷角度進(jìn)行的抗衰老中藥研究并未發(fā)現(xiàn)。

近期研究還表明， 端區(qū)與衰老密切相關(guān)。減少能量攝入所帶來(lái)的抗衰老功效的機(jī)制涉及激活線粒體未折疊蛋白效應(yīng)（UPRmt）、激活腺苷酸活化蛋白激酶（AMPK）通路和激活sirt1通路等。其中，活化AMPK延緩衰老可能得益于AMPK通路對(duì)能量代謝起到的重要作用。延緩衰老是傳統(tǒng)中醫(yī)養(yǎng)生的目標(biāo)之一。其中藥食同源是中醫(yī)傳統(tǒng)思想之一。本文對(duì)能夠活化AMPK中藥加以總結(jié)，并對(duì)其以“藥食同源”方式延緩衰老進(jìn)行展望。

1腺苷酸活化蛋白激酶與中藥抗衰老

11AMPK在衰老中的機(jī)制[5]

AMPK是一種保守的蛋白激酶，存在于大多數(shù)的真核細(xì)胞，在各種代謝相關(guān)的組織器官中呈現(xiàn)多效性，參與多種物質(zhì)代謝的調(diào)節(jié)，能通過(guò)影響細(xì)胞物質(zhì)代謝的多個(gè)環(huán)節(jié)維持細(xì)胞能量供求平衡，有“能量的感受器”之稱[6]。

AMPK蛋白均以一種異源三聚體復(fù)合物的形式存在，包括一個(gè)α催化亞基、一個(gè)β調(diào)節(jié)亞基和一個(gè)γ調(diào)節(jié)亞基。人類和嚙齒動(dòng)物分別由不同的基因表達(dá)2種亞型的α亞基和β亞基（α1，α2；β1，β2），3種亞型的γ亞基（γ1，γ2，γ3）。α亞基N末端包含一個(gè)保守的Ser/Thr激酶區(qū)，其中一個(gè)保守的蘇氨酸（Thr172）位點(diǎn)，該位點(diǎn)的磷酸化是其激酶活性所必需的[78]。

在不同模型中，激活A(yù)MPK能夠延長(zhǎng)壽命都得到相應(yīng)的證實(shí)。對(duì)于模式生物研究顯示，哺乳動(dòng)物AMPK及其在線蟲(chóng)的直系同源AMPactivated kinase2 （AAK2）對(duì)長(zhǎng)壽起著關(guān)鍵性的調(diào)節(jié)作用。過(guò)表達(dá)或用二甲雙胍激活A(yù)AK2/AMPK都有延長(zhǎng)線蟲(chóng)、果蠅壽命的功效。在線蟲(chóng)體內(nèi)高表達(dá)AMPK的同源蛋白AAK2可以促使線蟲(chóng)壽命延長(zhǎng)，它可以在高熱量飲食條件下起到模擬能量攝入限制的效果[914]。

敲除AMPKα2導(dǎo)致小鼠代謝紊亂，并且危害其健康和壽命[15]。與之相對(duì)，給予二甲雙胍的嚙齒類動(dòng)物可能通過(guò)預(yù)防癌癥以及心血管疾病延長(zhǎng)壽命[1617]。給予二甲雙胍的雌性高血壓模型SHR大鼠與空白組相比，腫瘤發(fā)生概率大約減少10%。在正常與發(fā)生腫瘤的雌性SHR大鼠中，二甲雙胍可分別延長(zhǎng)壽命128%，54%。因此，激活A(yù)MPK對(duì)延長(zhǎng)壽命具有一定作用。值得注意的是，上調(diào)AMPK所產(chǎn)生的延壽效果并不具有組織特異性。體內(nèi)脂肪或肌肉特異性上調(diào)AMPK表達(dá)有助于提高果蠅的壽命[13]。而在腸道內(nèi)高表達(dá)AMPK的結(jié)果與在脂肪和肌肉上高表達(dá)AMPK的結(jié)果一致[14]。

AMPK活化上游通路主要是被liver kinase B1 （LKB1）[18]和calcium/calmodulindependent kinasekinase b （CaMKKb）[19]激活，但在能量脅迫下，LKB1是AMPK主要的激酶[20]。AMPK抗衰老主要通過(guò)TOR/S6k途徑、FOXOs途徑、CRTC途徑等實(shí)現(xiàn)[21]。

111TOR/S6k途徑研究顯示，抑制TOR通路可以延長(zhǎng)線蟲(chóng)、果蠅等壽命[22]。TOR是蘇氨酸/絲氨酸蛋白激酶，屬于磷脂酰肌醇3激酶相關(guān)激酶蛋白家族。在營(yíng)養(yǎng)豐富等情況下，TOR活化能夠協(xié)調(diào)促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)進(jìn)程。一定程度上，TOR通路和AMPK通路對(duì)營(yíng)養(yǎng)調(diào)節(jié)功能起相反作用。

在低能量狀態(tài)下，激活A(yù)MPK也能起到抑制TOR通路的功效，主要有2種方式：①AMPK磷酸化激活TSC2（tuberous sclerosis protein 2），進(jìn)而起到抑制TORC1的作用；②AMPK磷酸化直接抑制TORC1。

此外，TORC1的下游蛋白S6K能夠促使AMPKα2 （Ser491）磷酸化，這將抑制Thr172的磷酸化。因此，抑制TORC1能夠從另一個(gè)角度活化AMPK[21]。

112FOXOs途徑FOXOs是Fork head box轉(zhuǎn)錄因子，其促進(jìn)長(zhǎng)壽主要通過(guò)調(diào)節(jié)下游靶基因?qū)崿F(xiàn)。采用RNAi技術(shù)敲除這些下游基因之后，模式生物的生命縮短10%～20%。在線蟲(chóng)及果蠅中，F(xiàn)OXOs家族調(diào)控被抑制Ins/IGF1（reduced insulin/IGF1 signaling，rIIS）通路活化，并且它在rIIS所介導(dǎo)的長(zhǎng)壽中是必需的。在線蟲(chóng)與哺乳動(dòng)物體內(nèi)，AMPK可以直接磷酸化或通過(guò)sirt1對(duì)FOXOs去乙?；g接激活FOXO 家族[23]，從而產(chǎn)生相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄水平的改變。

113CRTC途徑環(huán)腺苷酸應(yīng)答元件結(jié)合蛋白轉(zhuǎn)錄共激活因子（cAMPresponsive elementbinding protein，CREB）regulated transcriptional coactivators （CRTCs）是首個(gè)被確認(rèn)的CREB共激活因子，它能夠促進(jìn)轉(zhuǎn)錄元件聚集到CREB靶標(biāo)位置，從而促進(jìn)CREB靶基因的轉(zhuǎn)錄[24]。CRTCs調(diào)節(jié)眾多的生理學(xué)功能，諸如能量平衡、線粒體生物合成、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激等。最新研究表明CRTCs與AMPK活化介導(dǎo)長(zhǎng)壽相關(guān)[25]。

在低營(yíng)養(yǎng)與AMPK活化條件下，CRTC1（線蟲(chóng)CRTC家族成員）呈現(xiàn)鈍化狀態(tài)。而敲除CRTC1上AMPK靶點(diǎn)絲氨酸S76與S179后，會(huì)使CRTC1保持活化狀態(tài)，減少AMPK介導(dǎo)的長(zhǎng)壽效應(yīng)。

12中藥抗衰老

傳統(tǒng)中醫(yī)藥長(zhǎng)壽理念之一是保持生命健康狀態(tài)，即養(yǎng)生，治未病。《素問(wèn)·四氣調(diào)神大論》：“是故圣人不治已病治未病，不治已亂治未亂，此之謂也”則很明確的體現(xiàn)了這種思維。中醫(yī)長(zhǎng)壽依靠養(yǎng)生，藥食同源則是養(yǎng)生的方式之一。

唐朝時(shí)期的《黃帝內(nèi)經(jīng)太素》一書(shū)中寫(xiě)道：“空腹食之為食物，患者食之為藥物”，反映出“藥食同源”的思想。傳統(tǒng)中醫(yī)認(rèn)為，中藥與食物皆有四性五味的特性，食物與藥物并未有非常明確的界限。藥療與食療在傳統(tǒng)中醫(yī)中也并未有明確界限?，F(xiàn)代營(yíng)養(yǎng)學(xué)和藥理學(xué)研究為“藥食同源”這一概念提供物質(zhì)基礎(chǔ)與分子機(jī)制。

中藥（traditional Chinese medicine， TCM）藥食同源延緩衰老這一做法較為熟知，但其物質(zhì)基礎(chǔ)及分子機(jī)制尚不明確。對(duì)于中藥抗衰老的功效，部分研究認(rèn)為它可能是通過(guò)改變能量代謝來(lái)進(jìn)行的[26]。而AMPK正是細(xì)胞內(nèi)能量代謝的“感受器”，激活A(yù)MPK能夠促使機(jī)體產(chǎn)生模擬能量攝入限制的狀態(tài)，而部分中藥又能夠激活A(yù)MPK。因此，本文從AMPK激活角度，對(duì)抗衰老中藥進(jìn)行解讀，并對(duì)其藥食同源可行性進(jìn)行分析，見(jiàn)圖1。迄今為止的研究中，部分中藥已經(jīng)明確證實(shí)能夠激活A(yù)MPK，但活化AMPK延長(zhǎng)壽命的中藥綜述尚未見(jiàn)報(bào)道。為能夠?qū)Α爸兴幙顾ダ稀碧峁┫鄬?duì)明確的研究方向，本文以激活A(yù)MPK通路中藥為核心，以“AMPK中藥”為關(guān)鍵詞，在PubMed上檢索到文獻(xiàn)69篇，可用24篇。在CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)檢索到文獻(xiàn)484篇，歸納整理后可用文獻(xiàn)25篇。

2激活A(yù)MPK的復(fù)方中藥、單味中藥或有效組分

21復(fù)方中藥

激活A(yù)MPK通路不只對(duì)于延緩衰老具有一定功效，也可以作為糖尿病的靶點(diǎn)，改善糖尿病人高血糖癥狀。因此包括糖肝康等糖尿病藥物的復(fù)方中藥具有激活A(yù)MPK信號(hào)途徑的功效。從整體來(lái)看，明確激活A(yù)MPK的復(fù)方中藥、單味中藥及單體中藥雖不全面，但已具階段性結(jié)果，見(jiàn)表1。

經(jīng)過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，該類復(fù)方中丹參、黃芪、黃連、茯苓、白術(shù)、大黃、人參使用頻率較高，故可能是活化AMPK活性物質(zhì)的重要來(lái)源。但因?yàn)閺?fù)方中藥是由多味藥物組成，能夠活化AMPK通路的具體單味中藥/組分或其單體結(jié)構(gòu)有待進(jìn)一步闡明。

22有效組分或單體

復(fù)方中藥含有多味藥物，且每味藥物中含有多種物質(zhì)。其物質(zhì)基礎(chǔ)與分子機(jī)制同二甲雙胍或白藜蘆醇等激活A(yù)MPK通路的藥物對(duì)比，并未十分明確。這制約了對(duì)激活A(yù)MPK通路中藥藥物研究的進(jìn)展。近年來(lái)，有學(xué)者從中藥有效組分或單體著手，發(fā)現(xiàn)部分中藥組分或單體能夠起到激活A(yù)MPK通路的作用，總結(jié)見(jiàn)表2。

表2提示，黃芪中黃芪多糖，黃連中黃連素，姜黃中姜黃素，芒果中芒果苷，川芎中川芎嗪，冬蟲(chóng)夏草中蟲(chóng)草素，桔梗中桔梗皂苷D，胡椒中胡椒堿，大黃中大黃素，人參中人參皂苷CK，鳳尾草中柚皮素7OβD葡萄糖苷可能是上述單味藥中促使AMPK磷酸化激活狀態(tài)的起效成分。

表2中補(bǔ)虛活血類中藥占主導(dǎo)地位，提示今后可從該類中藥復(fù)方或單味藥著手進(jìn)行更深入的研究，并根據(jù)藥效不斷對(duì)其物質(zhì)基礎(chǔ)及分子機(jī)制進(jìn)行探討。

根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，白藜蘆醇等多酚類物質(zhì)是AMPK的重要激活劑[71]，因此，多酚類物質(zhì)含量較高的“藥食同源”中藥食品也可能是另一著手點(diǎn)。

3活化AMPK途徑中藥在藥食同源抗衰老食品/藥品開(kāi)發(fā)中的潛力

激活A(yù)MPK通路有可能促進(jìn)機(jī)體產(chǎn)生模擬能量限制狀態(tài)進(jìn)而調(diào)控能量代謝延緩衰老。以上對(duì)能夠激活A(yù)MPK通路的中藥復(fù)方、組分和單體進(jìn)行的總結(jié)表明，部分中藥被

認(rèn)為具有抗衰老功效。以此推測(cè)，中藥有可能通過(guò)激活A(yù)MPK通路促進(jìn)機(jī)體模擬能量限制延緩衰老。

中醫(yī)延年益壽思想是養(yǎng)生、治未病，而藥食同源是其方法之一。因此，以藥食同源方式激活A(yù)MPK通路延長(zhǎng)壽命則具有一定的研究可行性（圖1）。中華人民共和國(guó)國(guó)家衛(wèi)生和計(jì)劃生育委員會(huì)公布了87種既可以是藥物，也可以是食物或保健品的物品。

表2中既是食品又是藥品的物品：甘草、玉竹、山藥、大棗、黃精、梔子、花椒、干姜、葛根、桔梗、砂仁、山楂、木瓜、荷葉、烏梅、肉桂。

可用于保健食品的物品：黃芪、白術(shù)、白芍、熟地、鱉甲、菟絲子、杜仲、黨參、絞股藍(lán)、人參、女貞子、淫羊藿、當(dāng)歸、地骨皮、知母、三七、姜黃、川芎、丹參、紅花、大黃、吳茱萸、牛蒡子、遠(yuǎn)志、積雪草、茯苓、澤瀉、佩蘭、木香、山茱萸。

其中，活性單體仍表現(xiàn)出激活A(yù)MPK活性的有：白藜蘆醇、黃連（黃連素）、丹參（丹參酮ⅡA）、人參（人參皂苷）、姜黃（姜黃素）、川芎（川芎嗪）、桔梗（桔梗皂苷D）、大黃（大黃素）。

采用ingenuity pathway analysis （IPA）網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)軟件（數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)源于SCI影響因子30以上文獻(xiàn)）分析，表2包含的25個(gè)單體（人參皂苷具有10種單體）中，共有13個(gè)被IPA收錄；與AMPK通路建立映射關(guān)系，共有58個(gè)間接起效路線，見(jiàn)圖2；間接作用于AMPK靶蛋白而非其上下游通路的藥物有6個(gè)，按作用頻率高低依次為：黃連素、大黃素、姜黃素、白藜蘆醇、蟲(chóng)草素、牛蒡子苷元。這從側(cè)面說(shuō)明中藥對(duì)AMPK通路具有起效作用，為中藥以藥食同源方式激活A(yù)MPK通路起到抗衰老功效增添可行性。

因此，對(duì)上述中藥或表1中其他高頻次中藥（如茯苓）進(jìn)行深入研究，將各個(gè)藥物進(jìn)行組合或有效成分提取后進(jìn)行組合，研發(fā)激活A(yù)MPK通路的食物劑型藥物，促使延緩衰老的藥物成為一種生活食物，進(jìn)而使得藥物增強(qiáng)體質(zhì)、預(yù)防、治療的功效融入日常膳食。人們能在必需膳食中獲得食物營(yíng)養(yǎng)和藥物功效。

4展望

目前，衰老機(jī)制尚未十分明確，部分延緩衰老藥物諸如二甲雙胍的延壽作用機(jī)制仍然受到爭(zhēng)議，并且諸多藥物仍在實(shí)驗(yàn)階段。在基礎(chǔ)研究方面，現(xiàn)存DNA損傷學(xué)說(shuō)、自由基學(xué)說(shuō)、端粒學(xué)說(shuō)等仍需進(jìn)一步研究驗(yàn)證，明確其與衰老的因果或并存等關(guān)系，探討衰老的關(guān)鍵基因、靶點(diǎn)、機(jī)制等，并清晰的構(gòu)建出之間相互作用的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)關(guān)系，為逆轉(zhuǎn)衰老或延長(zhǎng)壽命提供明確靶點(diǎn)。

中藥明確延長(zhǎng)壽命藥物在權(quán)威期刊中未見(jiàn)報(bào)道，仍需高水平的實(shí)驗(yàn)結(jié)果支持。傳統(tǒng)抗衰老中藥延緩衰老的功效及現(xiàn)代藥理學(xué)研究亟待加強(qiáng)。中藥逆轉(zhuǎn)衰老或延長(zhǎng)壽命的具體機(jī)制十分復(fù)雜，其發(fā)揮效用可能是不僅僅通過(guò)AMPK通路、DNA損傷學(xué)說(shuō)、自由基學(xué)說(shuō)、端粒學(xué)說(shuō)等眾多學(xué)說(shuō)之一，有可能是一個(gè)新學(xué)說(shuō)或多重效用聯(lián)合發(fā)揮。因此，以不同學(xué)說(shuō)為視角的中藥抗衰老研究有待于進(jìn)一步深入。中藥本身化合物較多，確定其起效的物質(zhì)基礎(chǔ)工作較為重要。需將其發(fā)揮效用的物質(zhì)基礎(chǔ)確定至主要化合物群組或單體化合物，并找到其規(guī)律，為更好地發(fā)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)衰老藥物打好基礎(chǔ)。以圖2揭示的部分中藥單體通過(guò)AMPK通路抗衰老為例，12種化合物并非單獨(dú)作用于單通路/靶點(diǎn)，而主要通過(guò)多靶點(diǎn)協(xié)同作用于TOR/S6k，F(xiàn)OXOs，CRTC等多條途徑的交互節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)。

本文涉及的“藥食同源”抗衰老藥物雖源于中醫(yī)藥理念，但在現(xiàn)代科學(xué)中已得到廣泛認(rèn)可。目前國(guó)際上方興未艾的功能食品（functional food）研究和開(kāi)發(fā)就是這一理念的延伸和應(yīng)用。眾多具有延緩衰老作用的藥物/食品可能并未被發(fā)現(xiàn)，眾多規(guī)律亦并未被掌握。而近期經(jīng)美國(guó)FDA批準(zhǔn)、將于2016年啟動(dòng)的二甲雙胍延緩衰老臨床試驗(yàn)則為世界上首例延緩衰老的臨床試驗(yàn)（ref），其設(shè)計(jì)和療效檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)將可為相應(yīng)的抗衰老中藥/保健食品臨床研究提供借鑒。因此，科研工作者需要大力開(kāi)展衰老機(jī)制及延緩衰老藥物的研究。中藥以藥食同源方式激活A(yù)MPK通路延緩衰老則是研究方向之一。

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[責(zé)任編輯馬超一]