王 洋 李翠萍 趙紅曄 王璐璐 齊曉娟 周忠光

(1 齊齊哈爾醫(yī)學(xué)院生理教研室，黑龍江省齊齊哈爾市 161000，電子郵箱：Rachal830813@qq.com；2 黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，哈爾濱市 150040； 3 齊齊哈爾醫(yī)學(xué)院附屬第三醫(yī)院婦科，黑龍江省齊齊哈爾市 161000； 4 齊齊哈爾醫(yī)學(xué)院解剖教研室，黑龍江省齊齊哈爾市 161000)

人口老齡化已經(jīng)成為一個(gè)全球性問(wèn)題[1]，人口結(jié)構(gòu)的重大變化導(dǎo)致與年齡相關(guān)的疾病發(fā)病率急劇上升[2]。隨著年齡的增長(zhǎng)，老年人的認(rèn)知能力可以從正常的認(rèn)知能力下降到主觀(guān)認(rèn)知障礙，再由輕度認(rèn)知障礙轉(zhuǎn)變?yōu)榘V呆[3]。認(rèn)知障礙給社會(huì)和公共醫(yī)療資源造成沉重負(fù)擔(dān)，而藥物是預(yù)防和治療認(rèn)知障礙疾病的重要手段。中藥治療認(rèn)知障礙是近年來(lái)研究的熱點(diǎn)[4]。黃精是百合科黃精屬植物，藥用部位為其干燥根莖。陶弘景的《名醫(yī)別錄》中記載了黃精，其歸肺、脾、腎經(jīng)，是歷代健脾補(bǔ)腎、益氣滋陰的良藥[5]。黃精主要含甾體皂苷類(lèi)、黃酮類(lèi)、多糖、生物堿類(lèi)及苯丙素類(lèi)等成分，具有抗衰老、抗高血脂、保護(hù)神經(jīng)系統(tǒng)、降血糖、保護(hù)心腦血管、抗腫瘤、抗氧化等藥理作用[6]。既往研究表明，黃精可通過(guò)調(diào)控神經(jīng)細(xì)胞的凋亡、抗氧化、改善神經(jīng)血管單元的微結(jié)構(gòu)來(lái)影響神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，可用于治療相關(guān)神經(jīng)系統(tǒng)疾病[7]，具有改善學(xué)習(xí)記憶等效果，但目前關(guān)于黃精能否用于防治老年癡呆及其改善認(rèn)知功能障礙的有效成分、作用靶點(diǎn)與分子機(jī)制的研究較少見(jiàn)。

網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)是以系統(tǒng)生物學(xué)和多聚藥理學(xué)理論為基礎(chǔ)，利用網(wǎng)絡(luò)分析技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)可視化揭示藥物、靶點(diǎn)和疾病之間復(fù)雜的生物網(wǎng)絡(luò)關(guān)系，預(yù)測(cè)藥理機(jī)制的新型研究模式[8]。網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)能夠檢測(cè)中藥活性成分的明確靶點(diǎn)并確定其功能[9]，使得中藥研究途徑由目前的“單一靶點(diǎn)、單一藥物”模式向新的“多靶點(diǎn)、多成分”模式轉(zhuǎn)變[10]。因此，本研究基于中藥網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)方法，篩選黃精治療認(rèn)知障礙的生物活性成分，探討其可能的分子生物學(xué)機(jī)制。

1 材料和方法

1.1 黃精有效化合物的篩選 通過(guò)中藥系統(tǒng)藥理學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)與分析平臺(tái)(Traditional Chinese Medicine Systems Pharmacology Database and Analysis Platform，TCMSP；https://tcmspw.com/index.php)，以口服生物利用度(oral bioavailability,OB)≥30%和藥物相似性(drug-likeness,DL)≥0.18為閾值，篩選黃精的有效化合物。

1.2 黃精有效化合物靶點(diǎn)的篩選 通過(guò)TCMSP確認(rèn)黃精有效成分對(duì)應(yīng)的靶點(diǎn)。為全面預(yù)測(cè)靶點(diǎn)，采用SwissTargetPrediction數(shù)據(jù)庫(kù)(www.swisstargetprediction.ch)再次篩選，以補(bǔ)充有效化合物靶標(biāo)。將TCMSP數(shù)據(jù)庫(kù)與SwissTargetPrediction數(shù)據(jù)庫(kù)預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，去重復(fù)值，并通過(guò)UniProt數(shù)據(jù)庫(kù)(https://www.uniprot.org/)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)名稱(chēng)規(guī)范化處理。

1.3 認(rèn)知障礙疾病相關(guān)靶點(diǎn)的預(yù)測(cè) 以“cognitive impairment”“mild cognitive impairment”“dementia”“Alzheimer′s disease”為檢索詞，分別從Therapeutic Target Database (TTD，http://bidd.nus.edu.sg/group/cjttd/)、DrugBank(https://go.drugbank.com/)、OMIM(https://omim.org/)、GeneCards(https://www.genecards.org/)數(shù)據(jù)庫(kù)獲取相關(guān)靶標(biāo)，刪除重復(fù)靶點(diǎn)，獲得認(rèn)知障礙疾病相關(guān)靶點(diǎn)。

1.4 黃精與認(rèn)知障礙疾病的共同靶點(diǎn)的篩選 將篩選出的黃精有效化合物靶點(diǎn)和認(rèn)知障礙疾病相關(guān)靶點(diǎn)導(dǎo)入Venny 2.1平臺(tái)(https://bioinfogp.cnb.csic.es/)，得到黃精與認(rèn)知障礙疾病的共同靶點(diǎn)。

1.5 蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建和可視化分析 利用STRING 11.0平臺(tái)(https://string-db.org/)構(gòu)建黃精與認(rèn)知障礙疾病共同靶點(diǎn)的蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)相互作用(protein-protein interaction,PPI)網(wǎng)絡(luò)。選擇物種為“Homo sapiens”，設(shè)置置信度≥0.4，構(gòu)建PPI網(wǎng)絡(luò)。利用Cytoscape 3.7.2 軟件繪制可視化交互網(wǎng)絡(luò)，其中，使用“Network Analyzer”插件計(jì)算網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋮?shù)，分別以靶點(diǎn)作用度值(Degree)和靶點(diǎn)互作綜合評(píng)分(Combined-Score)調(diào)節(jié)節(jié)點(diǎn)大小、邊的粗細(xì)及漸變顏色，繪制PPI可視圖形。利用Circular Genome Data Visualization平臺(tái)(http://circos.ca/)將黃精有效化合物與其靶點(diǎn)的映射關(guān)系進(jìn)行可視化。

1.6 基因本體論和京都基因和基因組百科全書(shū)富集分析 針對(duì)黃精與認(rèn)知障礙疾病的共同靶點(diǎn)，利用Metascape數(shù)據(jù)庫(kù)(https://metascape.org/)從細(xì)胞組分、分子功能、生物進(jìn)程 3個(gè)層面進(jìn)行基因本體論(Gene Ontology，GO)功能富集分析和京都基因和基因組百科全書(shū)(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes，KEGG)通路富集分析，設(shè)置P<0.01，獲取分析結(jié)果后，輸入微生信平臺(tái)(http://www.bioinformatics.com.cn/)在線(xiàn)繪圖，獲取可視化圖形。

2 結(jié) 果

2.1 黃精的有效化合物 通過(guò)TCMSP篩選出符合標(biāo)準(zhǔn)的黃精有效化合物共12個(gè)，各化合物的相關(guān)參數(shù)見(jiàn)表1。黃精有效化合物的2D分子結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖1。

表1 黃精有效化合物的相關(guān)參數(shù)

圖1 黃精有效化合物的2D分子結(jié)構(gòu)圖

2.2 黃精有效化合物的靶點(diǎn) 通過(guò)TCMSP檢索共獲得黃精靶點(diǎn)114個(gè)。經(jīng)SwissTargetPrediction數(shù)據(jù)庫(kù)預(yù)測(cè)，共獲得預(yù)測(cè)靶點(diǎn)123個(gè)。將兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的檢索結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，去除重復(fù)靶點(diǎn)并根據(jù)UniProt數(shù)據(jù)庫(kù)校正后，共鑒定出141個(gè)黃精有效化合物的靶點(diǎn)。

2.3 認(rèn)知障礙疾病相關(guān)靶點(diǎn)的預(yù)測(cè)結(jié)果 經(jīng)TTD、DrugBank、GeneCards和OMIM數(shù)據(jù)庫(kù)預(yù)測(cè)，分別獲得141個(gè)、63個(gè)、1 185個(gè)、669個(gè)與認(rèn)知障礙疾病相關(guān)的靶點(diǎn)，去除重復(fù)靶點(diǎn)后最終共獲得1 880個(gè)疾病靶點(diǎn)，見(jiàn)圖2。

圖2 4個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)所獲疾病靶點(diǎn)的韋恩圖

2.4 黃精與認(rèn)知障礙疾病的共同靶點(diǎn)及其PPI網(wǎng)絡(luò) 利用Venny平臺(tái)對(duì)141個(gè)黃精有效化合物靶點(diǎn)與1 880個(gè)認(rèn)知障礙疾病靶點(diǎn)取交集，篩選得到66個(gè)共同靶點(diǎn)，即為黃精干預(yù)認(rèn)知障礙的重要靶點(diǎn)，見(jiàn)圖3。利用STRING 11.0平臺(tái)構(gòu)建66個(gè)共同靶點(diǎn)的PPI網(wǎng)絡(luò)圖，得到66個(gè)節(jié)點(diǎn)和508條連線(xiàn)，如圖4。利用Cytoscape 3.7.2軟件繪制可視化PPI網(wǎng)絡(luò)圖，中心節(jié)點(diǎn)是度值最大的靶點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)隨著度值減小而變小且遠(yuǎn)離中心，見(jiàn)圖5；根據(jù)靶點(diǎn)度值(Degree)排序，排名靠前的靶點(diǎn)包括蛋白激酶B(protein kinase B,AKT)1、CASP3、TP53、JUN、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)A、β淀粉樣前體蛋白(amyloid beta precursor protein,APP)、PTGS2、CAT、絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)14、哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白 (mammalian target of rapamycin,mTOR)等，靶點(diǎn)具體信息見(jiàn)表2。篩選出的66個(gè)共同靶點(diǎn)共對(duì)應(yīng)黃精中的8種有效化合物，利用Circular Genome Data Visualization平臺(tái)將黃精中的8種有效化合物與66個(gè)疾病靶點(diǎn)的映射關(guān)系進(jìn)行可視化，Circos關(guān)系圖提示5，4′-二羥基黃酮、黃芩素、薯蕷皂苷元、β-谷甾醇募集到的靶點(diǎn)較多，見(jiàn)圖6。

圖3 黃精有效化合物靶點(diǎn)與認(rèn)知障礙疾病靶點(diǎn)的韋恩圖

圖4 黃精有效化合物與認(rèn)知障礙疾病共同靶點(diǎn)的PPI網(wǎng)絡(luò)圖

圖5 黃精干預(yù)認(rèn)知障礙的靶點(diǎn)的可視化圖

表2 黃精干預(yù)認(rèn)知障礙的重要靶點(diǎn)

圖6 黃精有效化合物與疾病靶點(diǎn)的Circos關(guān)系圖

2.5 GO功能富集分析 黃精干預(yù)認(rèn)知障礙66個(gè)的靶點(diǎn)主要分布在突觸、分泌顆粒內(nèi)腔、神經(jīng)元投射區(qū)、細(xì)胞器被膜腔、線(xiàn)粒體包膜、軸突、富含F(xiàn)icolin-1顆粒腔、胞質(zhì)無(wú)核區(qū)域、核外圍、吞噬泡等部位，見(jiàn)圖7A；涉及的生物學(xué)進(jìn)程包括細(xì)胞對(duì)氮化合物的反應(yīng)、MAPK級(jí)聯(lián)反應(yīng)正調(diào)控、突觸信號(hào)、老化、血液循環(huán)、神經(jīng)元死亡、肽酰絲氨酸磷酸化、跨膜受體蛋白酪氨酸激酶信號(hào)通路、活性氧代謝過(guò)程調(diào)節(jié)等，見(jiàn)圖7B；涉及的分子功能包括神經(jīng)遞質(zhì)受體活動(dòng)、蛋白域特異性結(jié)合、銨離子結(jié)合、氧化還原酶活性、蛋白質(zhì)同源二聚活性、配體門(mén)控陰離子通道活性、磷酸酶結(jié)合、轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合等，見(jiàn)圖7C。

圖7 黃精干預(yù)認(rèn)知障礙的靶點(diǎn)的GO功能富集分析

2.6 KEGG通路富集分析 根據(jù)P<0.01的閾值篩選出排名前20的通路，見(jiàn)表3。主要包括癌癥通路、神經(jīng)活性配體-受體相互作用通路、5 -羥色胺通路、磷脂酰肌醇-3-激酶(phosphatidylinositol-3-kinase,PI3K)-AKT信號(hào)通路、內(nèi)分泌抵抗通路、可卡因成癮通路、環(huán)磷酸腺苷(cyclic adenosine monophosphate,cAMP)信號(hào)通路、帕金森病相關(guān)通路、催乳素信號(hào)通路、AMP活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)信號(hào)通路、核因子κB(nuclear factor kappaB,NF-κB)信號(hào)通路、血管平滑肌收縮相關(guān)通路、過(guò)氧化物酶體通路等通路。見(jiàn)表3。

表3 黃精干預(yù)認(rèn)知障礙的靶點(diǎn)的KEGG通路富集分析結(jié)果(排名前20)

續(xù)表3

3 討 論

認(rèn)知障礙在中醫(yī)學(xué)中屬于“癡呆”的范疇，主要表現(xiàn)包括語(yǔ)言錯(cuò)誤、思維遲鈍、健忘等[4]。中國(guó)現(xiàn)存最早的醫(yī)學(xué)著作《黃帝內(nèi)經(jīng)》有類(lèi)似癡呆癥狀的描述。唐代醫(yī)王孫思邈在《華佗神醫(yī)密傳》中首次提出“癡呆”之名。明代醫(yī)家張景岳在《景岳全書(shū)》中闡述了癡呆的病因病機(jī)，他提出該病由郁結(jié)、不遂、思慮、驚恐等病因積漸而成，臨床表現(xiàn)變化多端。清代醫(yī)家王清任在《醫(yī)林改錯(cuò)·腦髓說(shuō)》中指出，老年肝腎虧損、腦髓失充是本病的主要原因。故本病形成以年老腎衰，腎虛不能化精，髓海失充，以至髓不能養(yǎng)腦，腦失滋養(yǎng)枯萎，萎則神機(jī)不用而發(fā)為癡呆，亦可由痰瘀實(shí)邪痹阻腦絡(luò)，清竅失養(yǎng)所致。治療常以補(bǔ)腎填精、補(bǔ)益氣血治其本。黃精是臨床常用的滋腎填精中藥，也是治療癡呆類(lèi)疾病方劑的首選藥材。

本研究共篩選出黃精有效化合物12個(gè)及其靶點(diǎn)141個(gè)，與1 880個(gè)疾病靶點(diǎn)取交集后獲得的66個(gè)共同靶點(diǎn)即為黃精干預(yù)認(rèn)知障礙的重要靶點(diǎn)，以此建立了黃精有效化合物與疾病靶點(diǎn)的Circos關(guān)系圖，Circos關(guān)系圖提示5，4′-二羥基黃酮、黃芩素、薯蕷皂苷元、β-谷甾醇4種有效化合物募集到的靶點(diǎn)較多。其中，5，4′-二羥基黃酮屬于黃酮類(lèi)化合物，黃酮類(lèi)化合物通過(guò)與負(fù)責(zé)記憶的大腦細(xì)胞和分子結(jié)構(gòu)相互作用及減少神經(jīng)退化，可有效地逆轉(zhuǎn)與年齡相關(guān)的神經(jīng)認(rèn)知能力下降[11]。5，4′-二羥基黃酮具有很強(qiáng)的抗氧化、抗炎和信號(hào)通路調(diào)節(jié)作用，對(duì)PI3K/AKT和MAPK通路均有影響；同時(shí)能夠調(diào)控海馬區(qū)促生存轉(zhuǎn)錄因子和誘導(dǎo)特異性基因表達(dá)，可改善動(dòng)物和人類(lèi)年齡相關(guān)的認(rèn)知功能衰退及神經(jīng)退行性疾病，因此具有抗阿爾茨海默病的作用[12]。黃芩素也是黃精中重要的黃酮類(lèi)化合物之一，其在體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)中均表現(xiàn)出強(qiáng)大的神經(jīng)保護(hù)作用[13]。有學(xué)者認(rèn)為黃芩素重建突觸可塑性和改善認(rèn)知功能的神經(jīng)保護(hù)作用與激活PI3K和AKT磷酸化以及抑制糖原合酶激酶3β(glycogen synthase kinase 3β,GSK3β)磷酸化有關(guān)[14-15]。薯蕷皂苷元可通過(guò)增強(qiáng)神經(jīng)遞質(zhì)5-羥色胺信號(hào)通路保護(hù)海馬免受炎癥損傷[16]，同時(shí)其也具有抗氧化能力和抑制淀粉樣低聚物形成的作用[17]。β-谷甾醇治療可減輕APP/早老素基因1雙轉(zhuǎn)基因小鼠的認(rèn)知缺陷和防止β淀粉樣蛋白的沉積[18]。

PPI網(wǎng)絡(luò)中，按度值大小排序，排在前面的靶點(diǎn)為AKT1、APP、MTOR、VEGFA、MAPK14等，其也是黃精干預(yù)認(rèn)知障礙的關(guān)鍵靶點(diǎn)。AKT1是3種絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶(AKT1、AKT2、AKT3)之一，其可調(diào)節(jié)凋亡平衡，從而抑制促凋亡細(xì)胞因子、激活抗凋亡細(xì)胞因子的活性，進(jìn)而影響神經(jīng)元的存活[19]?；罨腁KT是GSK-3β蛋白重要的上游調(diào)控因子，AKT可通過(guò)促進(jìn)GSK-3β蛋白Ser9位點(diǎn)磷酸化，從而抑制GSK-3β蛋白活化，并進(jìn)一步降低Tau蛋白的磷酸化水平，提高阿爾茨海默病小鼠的認(rèn)知功能[14]。APP可經(jīng)淀粉樣代謝途徑在β分泌酶和γ分泌酶的作用下產(chǎn)生可溶性β淀粉樣蛋白，而β淀粉樣蛋白代謝異常與神經(jīng)元退化和認(rèn)知損害密切相關(guān)，也是阿爾茨海默病發(fā)病機(jī)制的核心環(huán)節(jié)[20]。mTOR是一種大型多結(jié)構(gòu)域蛋白，存在于兩種不同的多蛋白復(fù)合物中(即mTORC1和mTORC2)，其被證明是神經(jīng)細(xì)胞存活、分化和形態(tài)形成的關(guān)鍵因素，參與神經(jīng)元的發(fā)育和成熟神經(jīng)元的正常功能[21]。mTORC1是mTOR和AKT1的相關(guān)調(diào)控蛋白，下調(diào)mTORC1水平可改善不同阿爾茨海默病模型動(dòng)物的學(xué)習(xí)和記憶缺陷[21]。VEGF家族在神經(jīng)和血管形成過(guò)程中發(fā)揮重要作用，并參與血管生成調(diào)節(jié)、神經(jīng)發(fā)生和神經(jīng)元存活。研究表明，經(jīng)VEGFA治療可有效地促進(jìn)阿爾茨海默病模型小鼠的認(rèn)知功能恢復(fù)[22]，VEGFA對(duì)阿爾茨海默病患者和具有高風(fēng)險(xiǎn)認(rèn)知衰退人群具有特別的保護(hù)作用[23]。MAPK14在促炎細(xì)胞因子或物理應(yīng)激等細(xì)胞外刺激下，引起細(xì)胞級(jí)聯(lián)反應(yīng)，通過(guò)調(diào)節(jié)自噬可使阿爾茨海默病小鼠淀粉樣病變減少[24]。

GO功能富集分析結(jié)果顯示，黃精干預(yù)認(rèn)知障礙的潛在靶點(diǎn)涉及多個(gè)細(xì)胞組分、分子功能和生物學(xué)過(guò)程。其中生物學(xué)過(guò)程主要涉及細(xì)胞對(duì)氮化合物的反應(yīng)、MAPK級(jí)聯(lián)反應(yīng)正調(diào)控、突觸信號(hào)、老化、血液循環(huán)、神經(jīng)元死亡等。其中，衰老是認(rèn)知衰退的主要危險(xiǎn)因素，會(huì)導(dǎo)致工作記憶和執(zhí)行功能下降[25]。神經(jīng)元程序性死亡包括神經(jīng)干細(xì)胞衰竭、細(xì)胞凋亡增加、蛋白質(zhì)聚集、活性氧增加導(dǎo)致線(xiàn)粒體功能障礙、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)氧化損傷、DNA損傷的積累，其是大腦衰老的關(guān)鍵[26]，因此與老年性認(rèn)知功能減退的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。此外，血液循環(huán)調(diào)節(jié)過(guò)程亦影響著認(rèn)知功能。腦血管疾病在認(rèn)知功能障礙和癡呆的發(fā)生和發(fā)展中發(fā)揮著重要作用，這些疾病也會(huì)長(zhǎng)期改變腦血流的調(diào)節(jié)，而正常情況下老年人的腦血流或腦循環(huán)調(diào)節(jié)也在減弱，推測(cè)由腦缺血導(dǎo)致的腦血流減少可能會(huì)影響衰老性認(rèn)知功能減退[27]。有研究報(bào)告，Ras-MAPK通路中的基因結(jié)構(gòu)突變會(huì)導(dǎo)致突觸可塑性缺陷，表現(xiàn)為以認(rèn)知障礙、智力減退為特征的神經(jīng)發(fā)育障礙疾病[28]。以上均表明，黃精干預(yù)認(rèn)知功能障礙可能涉及多個(gè)分子生物學(xué)過(guò)程。

本研究中，網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)篩選黃精改善認(rèn)知功能的主要信號(hào)通路有：神經(jīng)活性配體-受體相互作用通路、5-羥色胺通路、PI3K-AKT信號(hào)通路、內(nèi)分泌抵抗、cAMP信號(hào)通路、帕金森病相關(guān)通路、AMPK信號(hào)通路、NF-κB信號(hào)通路、血管平滑肌收縮相關(guān)通路。(1)神經(jīng)活性配體-受體相互作用通路：在該通路中，神經(jīng)遞質(zhì)受體豐富多樣，涵蓋乙酰膽堿受體、單胺類(lèi)遞質(zhì)受體、抑制性氨基酸類(lèi)遞質(zhì)受體等。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，膽堿能神經(jīng)支配減少是認(rèn)知和神經(jīng)退行性疾病特別是阿爾茨海默病患者認(rèn)知能力下降的原因之一[29]。大量的動(dòng)物和人體研究表明，N型乙酰膽堿配體有改善注意力、空間學(xué)習(xí)、工作記憶、識(shí)別記憶和執(zhí)行功能等多個(gè)認(rèn)知領(lǐng)域的功能[30-33]。多巴胺系統(tǒng)也具有調(diào)節(jié)衰老和認(rèn)知能力的功能，如多巴胺D1受體(dopamine D1 receptor，DRD1)在各種大腦通路的神經(jīng)傳遞中至關(guān)重要，它調(diào)節(jié)著包括自主運(yùn)動(dòng)、記憶、注意力和獎(jiǎng)賞等關(guān)鍵功能。選擇性激活DRD1可為靶點(diǎn)治療神經(jīng)退行性疾病和神經(jīng)精神疾病提供新的思路[34]。γ-氨基丁酸等抑制性中間神經(jīng)元受體可產(chǎn)生階段性抑制和緊張性抑制，從而調(diào)節(jié)神經(jīng)活動(dòng)，這有助于在皮層回路中建立適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)，維持正常的認(rèn)知[35]，因此γ-氨基丁酸信號(hào)改變與精神和神經(jīng)疾病相關(guān)的認(rèn)知缺陷相關(guān)。(2)5-羥色胺信號(hào)通路：5-羥色胺神經(jīng)元支配著大腦和脊髓的大部分區(qū)域，參與廣泛的神經(jīng)系統(tǒng)功能，在情緒和認(rèn)知調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用。有研究表明，5-羥色胺受體2A激動(dòng)劑增強(qiáng)了人類(lèi)的關(guān)聯(lián)學(xué)習(xí)能力，其使用劑量與認(rèn)知效應(yīng)的產(chǎn)生相關(guān)聯(lián)[36]；5-羥色胺受體1A、5-羥色胺受體2、5-羥色胺受體3、5-羥色胺受體4和5-羥色胺受體6參與調(diào)節(jié)帕金森病患者常見(jiàn)的認(rèn)知障礙、情緒障礙[37]。(3)PI3K/AKT信號(hào)通路：PI3K/AKT信號(hào)通路被認(rèn)為是神經(jīng)元存活的重要信號(hào)通路，在衰老和許多神經(jīng)退行性疾病中，該通路可調(diào)節(jié)神經(jīng)細(xì)胞存活和突觸可塑性[28]。由胰島素受體底物激活的PI3K觸發(fā)了下游蛋白磷酸肌醇3,4,5 -三磷酸的激活，然后磷酸肌醇3,4,5 -三磷酸激活磷酸肌醇依賴(lài)性蛋白激酶(phosphoinositide-dependent protein kinase，PDK)，PDK隨后將AKT召集到質(zhì)膜上，并磷酸化Thr308和Ser473殘基上的AKT，完全激活的AKT進(jìn)而刺激mTORC1[38]。有研究報(bào)告PI3K/AKT/mTOR級(jí)聯(lián)功能障礙參與神經(jīng)精神疾病的發(fā)生與發(fā)展[39]。在PI3K/AKT/GSK-3β介導(dǎo)的通路中，PI3K/AKT信號(hào)的選擇性下調(diào)和GSK3β蛋白激酶活性升高與腦功能障礙的發(fā)病有關(guān)；抑制GSK3β在皮質(zhì)和海馬中的過(guò)表達(dá)可逆轉(zhuǎn)嚙齒動(dòng)物的認(rèn)知缺陷[40]。(4)內(nèi)分泌抵抗通路：近年來(lái)，認(rèn)知障礙與內(nèi)分泌因素相關(guān)聯(lián)越來(lái)越受到人們的關(guān)注，本研究中的信號(hào)通路富集分析結(jié)果也顯示黃精干預(yù)認(rèn)知障礙涉及內(nèi)分泌抵抗機(jī)制。雌激素受體位于大腦中，尤其是在與學(xué)習(xí)和記憶有關(guān)的區(qū)域，如海馬體和杏仁核，而雌激素受體1與健康老年人的認(rèn)知能力下降有關(guān)[41]。(5)其他：此外，還有研究報(bào)道帕金森病相關(guān)通路、AMPK信號(hào)通路、催乳素信號(hào)通路、NF-κB信號(hào)通路與認(rèn)知功能相關(guān)[42-45]。

綜上所述， 黃精中的多種化合物可能通過(guò)調(diào)節(jié)多個(gè)靶點(diǎn)以調(diào)控MAPK 級(jí)聯(lián)反應(yīng)調(diào)控、老化、血液循環(huán)、神經(jīng)元死亡等生物學(xué)過(guò)程，以及神經(jīng)活性配體-受體相互作用、5-羥色胺、PI3K-AKT、內(nèi)分泌抵抗等多個(gè)通路，從而發(fā)揮干預(yù)認(rèn)知功能障礙的作用。黃精在改善認(rèn)知功能方面具有顯著優(yōu)勢(shì)，這或?yàn)閿U(kuò)展其藥用范圍提供了依據(jù)。然而本研究?jī)H利用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)方法進(jìn)行預(yù)測(cè)和分析藥物治療作用的潛在分子機(jī)制，還需要進(jìn)一步以細(xì)胞實(shí)驗(yàn)或動(dòng)物模型進(jìn)行相關(guān)驗(yàn)證。