錢 闊,李 敏,李曉冰,趙文杰
(黑龍江省齊齊哈爾醫(yī)學院附屬第三醫(yī)院,黑龍江 齊齊哈爾 161000)
2015年2月19日Nature上刊出的AD全基因組關聯(lián)研究表明,AD神經(jīng)彈性變化受非遺傳效應的影響。線粒體作為葡萄糖代謝的主要場所,胰島素(insulin)/IGF(insulin-like growth factor)信號通路作為調(diào)控葡萄糖代謝的主要因素備受關注[7]。研究發(fā)現(xiàn),AD相關的胰島素/IGF信號通路異常主要原因是胰島素/IGF抵抗與缺失所致。因此,AD被認為是“腦部特異的T2D(brain-specific T2D)”,具有胰島素抵抗(T2DM)及胰島素缺失(T1DM)的雙重特征,被稱為3型糖尿病(T3DM)。若胰島素/IGF信號通路障礙導致糖代謝異常會使Aβ沉積,Aβ沉積導致線粒體功能失調(diào),進一步使線粒體對淀粉樣前體蛋白(APP)的降解減少,Aβ沉積增多,形成惡性循環(huán),加速T3DM病情的發(fā)生發(fā)展。因此,腦部能量代謝失調(diào),胰島素/IGF信號通路障礙及線粒體功能調(diào)節(jié)在AD與糖尿病之間的相關性研究中成為了必不可少的紐帶。因此尋找一種既能治療糖尿病,又能拮抗AD癥狀的藥物是我們內(nèi)分泌學攻關的首要課題。
(1)遠志皂苷改善T2DM+APP/PS1 轉基因小鼠動物模型中胰島素抵抗及神經(jīng)損傷的作用特點研究。
(2)基于Aβ/線粒體惡性循環(huán)假說與PI3K/GSK-3β/Nrf2信號通路的遠志皂苷“降糖益智”聯(lián)動效應的機制研究,應用高分辨率線粒體呼吸儀測定。取新鮮的海馬和肝臟,冰浴勻漿制備線粒體,測定氧耗率;線粒體氧化磷酸化效率用AMP/ATP比值表示,以AMP/ATP檢測試劑盒測定。
(1)遠志皂苷改善T2DM+AD動物模型中胰島素抵抗及神經(jīng)損傷的作用特點研究。
(2)基于Aβ/線粒體惡性循環(huán)假說與PI3K/GSK-3β/Nrf2信號通路的遠志皂苷“降糖益智”聯(lián)動效應的機制研究
實驗表明,以外周胰島素抵抗和中樞胰島素抵抗現(xiàn)象為出發(fā)點,結合能量代謝理論,在Aβ/線粒體惡性循環(huán)假說的驅動下,以PI3K/GSK-3β/Nrf2 信號通路為主線,考察遠志皂苷對血清、腦脊液、肝臟中相關指標的影響,檢測遠志皂苷對機體胰島素抵抗和海馬神經(jīng)受損的改善,考察遠志皂苷對肝臟和海馬線粒體的形態(tài)變化、膜電位變化及氧化磷酸化功能的改善,檢測遠志皂苷對PI3K/GSK-3β/Nrf2信號通路下的關鍵因子和蛋白功能的影響,綜合上述檢測結果,探討和揭示遠志皂苷對胰島素信號通路的調(diào)控與改善線粒體功能、減少Aβ在腦內(nèi)聚集的內(nèi)在關聯(lián)性。
應用ELISA檢測腦脊液胰島素水平、血清中胰島素水平(InS)、胰島素抗體(IAA)、胰島素降解酶活力(IDE)、IGF-1水平、NO水平和NOS活力、甘油三酯(TG)、膽固醇(TC)、糖基化血清蛋白(GSP)、高密度脂蛋白(HDL)和低密度脂蛋白(LDL)等指標;應用比色法等檢測肝臟中SOD、GSH- px、MDA等常規(guī)氧化應激相關指標;線粒體功能測定:應用高分辨率線粒體呼吸儀測定。取新鮮的海馬和肝臟,冰浴勻漿制備線粒體,測定氧耗率;應用電鏡觀察線粒體的組織形態(tài)學變化;應用熒光顯微鏡觀察線粒體的膜電位變化;采用Western blot和實時定量 RT-PCR分析p-Akt、Akt、p-GSK-3β 和 GSK-3β,PPARγ,IDE的蛋白與基因表達
臨床實踐和研究發(fā)現(xiàn),鑒于T2DM 與AD之間的病理交叉,緊密結合神經(jīng)生物學研究的最新成果,進一步深入揭示遠志皂苷抗 AD 的作用機理,尋找遠志皂苷治療AD 的作用靶點,使遠志皂苷降糖-益智功效的聯(lián)動機制理論研究進一步深化,不僅能在基礎領域中有所新發(fā)現(xiàn),而且對于指導T2DM患者的AD癥狀的臨床治療,減輕這種“難治之癥”給病人帶來的巨大痛苦也具有重要實際意義,同時也為中藥“一藥多效”和“整合作用”現(xiàn)代化研究提供新的思路和借鑒。
從目前有關中藥的實驗研究結果來看,中藥的作用呈現(xiàn)多途徑、多靶點、全面調(diào)節(jié),對防治 AD 有廣泛的針對性。遠志始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》,列為上品,視為養(yǎng)命要藥,具有祛痰、消腫、安神益智的功效。其有效成分遠志皂苷具有抗氧化、抗衰老、抗癡呆和腦保護作用以及調(diào)節(jié)血糖、血脂、和抗炎等多種藥理活性。遠志皂苷對APP/PS1 轉基因小鼠的記憶障礙具有顯著的改善作用,而且抑制了腦組織氧化應激,同時對T2DM小鼠的血糖和血脂具有明顯的調(diào)控作用。網(wǎng)絡藥理學觀點認為,中藥藥效的產(chǎn)生是多靶點、多方位同時進行的,據(jù)此推測遠志皂苷的益智和降糖這兩種功效,必定存在著由某種調(diào)控因子為關鍵點的聯(lián)系。