彭 超,張 艷,米彩云,王虎平
(甘肅中醫(yī)藥大學(xué),蘭州 730000)
阿爾茨海默病是一種以記憶和認(rèn)知能力逐漸喪失、運(yùn)動(dòng)能力減退等為主要臨床表現(xiàn)的神經(jīng)退行性疾病[1,2]。據(jù)相關(guān)報(bào)告預(yù)估,全世界患病人數(shù)將于2050年達(dá)到1.315億[3]。隨著我國(guó)老年化進(jìn)程的加快,2020年我國(guó)患病人數(shù)將達(dá)到1450萬(wàn),并以每10年500萬(wàn)的數(shù)量遞增[4],將造成嚴(yán)重的社會(huì)醫(yī)療和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。
AD的主要病理特征包括β-淀粉樣蛋白(β-amyloid,Aβ)在神經(jīng)元細(xì)胞間形成的聚集體和高磷酸化Tau(microtubule-associated protein,Tau )蛋白在神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)形成的纖維纏結(jié),以及突觸和神經(jīng)元的丟失[5],其發(fā)病機(jī)制復(fù)雜,常由Aβ沉積、Tau蛋白異常磷酸化、神經(jīng)元凋亡、自由基損傷、免疫異常、基因突變、膽堿能損傷、金屬離子代謝紊亂、內(nèi)分泌失調(diào)等多種因素誘發(fā)[6,7]。目前的臨床治療多以乙酰膽堿酯抑制劑(acetylcholinesterase inhibtor,AChEI)和谷氨酸受體拮抗劑(美金剛)等為主[8],但對(duì)于AD進(jìn)程無(wú)法起到抑制效果,并帶來(lái)嚴(yán)重的副作用。因此,深入探尋AD的病因病機(jī)、治則治法和靶向新藥刻不容緩。
近年研究表明,NF-κB信號(hào)通路與AD患者腦內(nèi)Aβ的形成以及神經(jīng)炎癥和氧化應(yīng)激反應(yīng)等有著密切關(guān)系。而中藥單體和復(fù)方已被證明具有降低Aβ的沉積[9],減輕神經(jīng)炎癥反應(yīng)[10],保護(hù)AD患者腦內(nèi)突觸和神經(jīng)元細(xì)胞[11]等多重作用。因此,深入探究中醫(yī)方藥如何調(diào)控NF-κB信號(hào)通路防治AD已成為研究熱點(diǎn)。
NF-κb是正常大腦中的多種神經(jīng)元基因靶點(diǎn),參與很多生物學(xué)效應(yīng),包括細(xì)胞生長(zhǎng)、神經(jīng)傳遞、氧化還原信號(hào)、免疫炎癥和基因調(diào)控等[12],它在突觸可塑性以及大腦學(xué)習(xí)和記憶中也起著重要作用[13,14]。在AD腦內(nèi)彌漫性β-淀粉樣斑塊附近的神經(jīng)元核內(nèi),NF-κB免疫反應(yīng)性增強(qiáng)。Aβ肽是老年斑塊的主要成分,具有刺激NF-κB活性的作用,而NF-κB抑制劑能減少β淀粉樣蛋白前體(β-amyloid precursor,β-APP)的生成以及β-位點(diǎn)APP裂解酶1(beta-site app-cleaving enzyme1,BACE-1)的產(chǎn)生[15],這表明β-APP和BACE-1可能是NF-κB的基因靶標(biāo)。β-APP通過(guò)2種分泌酶活性進(jìn)行蛋白水解,產(chǎn)生致病性Aβ。N端的裂解是由BACE介導(dǎo),而c端的膜內(nèi)裂解是由早老素(presenilin,PS)γ-分泌酶復(fù)合物介導(dǎo),此過(guò)程中NF-κB信號(hào)通路的激活是其重要原因[16]。此外,致病性Aβ的聚集體能引起神經(jīng)元細(xì)胞的氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)的增強(qiáng),使其活性氧簇(reactive oxygen species,ROS)、炎癥因子TNF-α(tumor necrosis factorα,TNF-α)、IL-1β(interleukin-1β,IL-1β)、IL-6等大量釋放。一些促氧化基因包括環(huán)氧化酶-2(cyclooxygenase-2,COX2)、誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase,iNOS)和幾種脂氧合酶的表達(dá)也增加,而ROS通過(guò)上游激酶或磷酸酶直接或間接影響NF-κB亞基或是其抑制蛋白(Iκb),對(duì)一些生物分子進(jìn)行破壞,從而使神經(jīng)元損傷、突觸功能障礙等[17],且這些細(xì)胞因子反過(guò)來(lái)可以作用于神經(jīng)元和星形膠質(zhì)細(xì)胞,誘導(dǎo)更多細(xì)胞因子和趨化因子的表達(dá),導(dǎo)致炎癥循環(huán)[18],這些炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激、突觸功能障礙、神經(jīng)元的丟失等加重了AD的進(jìn)程[19],而NF-κB信號(hào)通路在其中扮演了重要角色。
表1 中醫(yī)復(fù)方對(duì)AD的NF-κB信號(hào)通路調(diào)控研究
在中醫(yī)復(fù)方干預(yù)AD的實(shí)驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn),七福飲可調(diào)控AGEs(advanced glycation end products,AGEs)/RAGE(advanced glycation end product receptor,RAGE)/NF-κB通路,降低模型大鼠海馬內(nèi)AGEs、下調(diào)皮層和海馬中其受體RAGE和NF-κB的表達(dá),降低IL-1β水平而減輕神經(jīng)炎癥[20];黃連解毒湯(HJD)可提高AD模型大鼠腦內(nèi)超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性,降低丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量,抑制IκB/NF-κB信號(hào)通路活化,改善腦內(nèi)氧化應(yīng)激以及炎癥狀態(tài)[21];苓桂術(shù)甘湯可以降低AD模型大鼠腦內(nèi)海馬與皮質(zhì)區(qū)的3種主要細(xì)胞因子(IL-1β、IL-6與TNF-α)的表達(dá),抑制NF-κB信號(hào)通路[22];中成藥天芪益智顆粒能抑制AD模型大鼠腦內(nèi)p38/NF-κB信號(hào)通路激活,降低促炎因子COX-2、iNOS的表達(dá),減輕AD大鼠神經(jīng)炎性反應(yīng)[23]。此外臨床實(shí)驗(yàn)研究也發(fā)現(xiàn),中藥復(fù)方薯蕷丸濃縮湯劑能降低AD患者外周血中IL-1β、NF-κB以及血清中微小核糖核酸-146a(miR-146a)、miR-107、miR-29a、miR-29b、miR-181c、miR-125b、miR-342-3p的表達(dá),降低炎癥反應(yīng)改善患者生活質(zhì)量[24,25]??梢?,部分中醫(yī)復(fù)方可以通過(guò)調(diào)控NF-κB信號(hào)通路,進(jìn)而減輕炎癥反應(yīng)和氧化應(yīng)激狀態(tài),實(shí)現(xiàn)對(duì)AD的防治作用。
劉學(xué)鳳[26]等根據(jù)全國(guó)名老中醫(yī)王燦暉經(jīng)驗(yàn),使用改良三甲散的含藥腦脊液處理AD模型細(xì)胞,發(fā)現(xiàn)其有效降低NF-κB的表達(dá);此外改良三甲散還能改善AD模型大鼠學(xué)習(xí)記憶能力,降低Aβ表達(dá),促進(jìn)神經(jīng)生長(zhǎng)因子NGF(nerve growth factor,NGF)的表達(dá)[27];李玲[28]等使用何明大經(jīng)驗(yàn)方腦靈湯灌胃干預(yù)AD大鼠模型,發(fā)現(xiàn)腦靈湯能有效降低NF-κB和增強(qiáng)IκB的表達(dá),改善AD大鼠學(xué)習(xí)記憶能力。由此可知,中醫(yī)復(fù)方具有改善學(xué)習(xí)記憶能力、減輕Aβ沉積并改善AD癥狀的作用。
費(fèi)洪新等[29]使用補(bǔ)陽(yáng)還五湯治療AD小鼠模型發(fā)現(xiàn),補(bǔ)陽(yáng)還五湯能維持AD小鼠神經(jīng)元細(xì)胞的形態(tài),且明顯降低NF-κB p65蛋白水平;劉斌[30]也發(fā)現(xiàn),補(bǔ)陽(yáng)還五湯對(duì)APP/PS1雙轉(zhuǎn)基因小鼠大腦中NF-κB p65蛋白有明顯的抑制作用,且減弱低密度脂蛋白受體相關(guān)蛋白LRP (low density lipoprotein receptor related protein,LRP)的表達(dá),改善海馬組織血管內(nèi)皮細(xì)胞的形態(tài)。因此,中醫(yī)方藥通過(guò)NF-κB信號(hào)通路,達(dá)到保護(hù)神經(jīng)元細(xì)胞的作用被證實(shí)。
表2 單味中藥及其提取物對(duì)AD NF-κB信號(hào)通路調(diào)控的研究
2.2.1 清熱類藥物 荸薺又名通天草,具有清熱解毒、利尿、降逆的功效。通天草提取物能抑制AD模型大鼠腦內(nèi)NF-κB/IκB通路的表達(dá),誘導(dǎo)谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)和T-SOD活性,抑制MDA生成和炎癥因子IL-1、IL-6和TNF-α的分泌[31],保護(hù)AD模型大鼠的神經(jīng)元細(xì)胞,降低血液和腦組織免疫炎性,抑制腦內(nèi)氧化應(yīng)激反應(yīng)[32,33]。
青蒿具有清透虛熱、涼血除蒸、解暑截瘧等功效,其所含的青蒿素和青蒿琥酯相繼被證實(shí)能保護(hù)神經(jīng)元細(xì)胞,改善AD大鼠學(xué)習(xí)記憶能力[34,35]。王海英等[36]通過(guò)建立AD細(xì)胞模型,發(fā)現(xiàn)青蒿素能使細(xì)胞內(nèi)IKBα、NF-κB P65蛋白以及抑炎因子IL-10 mRNA的表達(dá)升高,COX-2、iNOS、IL-1β、TNF-αmRNA的表達(dá)降低;鄭云秋等[37]也發(fā)現(xiàn),青蒿素能顯著提高脂多糖活化小膠質(zhì)細(xì)胞中NF-κB、IKBα的表達(dá),降低iNOS、COX-2的表達(dá),說(shuō)明青蒿素能調(diào)控NF-κB信號(hào)通路,減輕炎癥反應(yīng)。
牡丹皮具有清熱涼血、活血散瘀、退虛熱的功效。丹皮酚為牡丹皮的主要活性成分,在治療AD模型大鼠的實(shí)驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn),丹皮酚可下調(diào)腦組織中NF-κB、TNF-α和IL-1β等表達(dá),從而減輕神經(jīng)炎癥反應(yīng),達(dá)到保護(hù)神經(jīng)元的作用[38]。
2.2.2 活血類藥物 郁金又名姜黃,具有破血、行氣、通經(jīng)、止痛之功效,其所含姜黃素具有減輕Aβ聚集、抗金屬螯合以及促進(jìn)損傷神經(jīng)修復(fù)等功能[39]。李凡[40]用姜黃素腹腔注射治療AD模型大鼠,結(jié)果顯示與模型組比較,治療組APP、TLR4、NF-κB p65、TNF-α、IL-6、NO含量和含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶(cysteinyl aspartate specific proteinase,Caspase)3活性均明顯降低,因此姜黃素對(duì)AD大鼠的認(rèn)知功能保護(hù)機(jī)制,可能是通過(guò)干預(yù)TLR4/NF-κB信號(hào)通路實(shí)現(xiàn)的。
川芎具有行氣開郁、祛風(fēng)燥濕、活血止痛等功效。川芎提取物川芎嗪被證實(shí)能顯著降低AD模型大鼠中RAGE基因表達(dá),抑制ERK1/2(extracellular regulated protein kinases,ERK)、p38、IκB的磷酸化,降低IL-1β、TNF-α、IL-6等炎性因子水平,從而改善AD大鼠腦內(nèi)炎癥[41]。
丹參具有活血調(diào)經(jīng)、祛瘀止痛、涼血消癰、除煩安神的功效。丹參提取物丹參酮ⅡA(TanⅡA)能降低AD模型大鼠腦中NF-κB與caspase-3的表達(dá)水平,上調(diào)Akt蛋白表達(dá),減少Aβ的生成,起到神經(jīng)保護(hù)作用[42]。
2.2.3 補(bǔ)益類藥物 紅景天具有健脾益氣、清肺止咳、活血化瘀之功效。在治療AD中,紅景天有很好的神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)和神經(jīng)保護(hù)、改善認(rèn)知能力下降等多種神經(jīng)生物學(xué)作用[43]。實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),紅景天苷能降低海馬組織中NF-κB、iNOS及RAGE的表達(dá),通過(guò)抗氧化達(dá)到治療AD的作用[44]。
黃芪具有補(bǔ)氣升陽(yáng)、固表止汗、利水消腫、托毒排膿、斂瘡生肌的功效。高立威[45]使用黃芪提取物對(duì)AD模型大鼠干預(yù)治療,發(fā)現(xiàn)黃芪提取物能提高AD大鼠海馬區(qū)IkBα的含量;單鐵強(qiáng)[46]也同樣證明,黃芪提取物能提高IκBa的表達(dá),減少游離NF-κB含量,并抑制caspase-3的表達(dá),從而抑制神經(jīng)細(xì)胞的凋亡。
2.2.4 祛風(fēng)散寒溫陽(yáng)類藥物 細(xì)辛具有解表散寒、祛風(fēng)止痛、通竅、溫肺化飲的功效。在實(shí)驗(yàn)研究中,細(xì)辛及其提取物也被證實(shí)具有改善AD大鼠的認(rèn)知缺陷、記憶障礙和突出可塑性等作用[47,48]。何瀠[49]使用β-細(xì)辛醚干預(yù)Aβ1-42誘導(dǎo)的星形膠質(zhì)細(xì)胞活化所致PC12細(xì)胞損傷,結(jié)果顯示β-細(xì)辛醚能有效抑制NF-κB的活性,降低IL-1β、TNF-α減輕PC12細(xì)胞損傷。
蛇床子具有燥濕、祛風(fēng)、殺蟲、溫腎壯陽(yáng)之功。利用蛇床子素腹腔注射干預(yù)AD模型大鼠,結(jié)果顯示蛇床子素能明顯抑制TLR4、TRAF6和NF-κB的表達(dá)[50]。Liao等[51]也證明,蛇床子素能夠抑制LPS刺激大鼠腦內(nèi)NF-κB的活化和ROS的釋放,從而減輕炎癥和氧化應(yīng)激反應(yīng),達(dá)到改善大鼠學(xué)習(xí)記憶能力的作用。
吳茱萸具有散寒止痛、降逆止嘔、助陽(yáng)止瀉的功效。孫文蕾[52]利用吳茱萸堿治療AD模型大鼠發(fā)現(xiàn),吳茱萸堿能下調(diào)HMGB1(high mobility group protein,HMGB1)、TLR4及NF-κB蛋白表達(dá),從而抑制HMGB1/TLR4/NF-κB信號(hào)通路,改善AD大鼠的學(xué)習(xí)記憶能力。
2.2.5 其他類藥物 遠(yuǎn)志具有安神益智、祛痰、消腫的功效,其所含的遠(yuǎn)志皂苷也被證實(shí)在AD中具有促進(jìn)神經(jīng)干細(xì)胞增殖、減輕Aβ?lián)p傷、抗氧化、減輕tau蛋白過(guò)度磷酸化、保護(hù)神經(jīng)膽堿能系統(tǒng)的作用[53]。黃作義[54]用遠(yuǎn)志干預(yù)AD模型大鼠,發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)志能夠通過(guò)抑制IκBa降解而減輕AD癥狀。
綜上所述,中醫(yī)方藥通過(guò)調(diào)節(jié)NF-κB信號(hào)通路達(dá)到以下可能機(jī)制:一是改善腦內(nèi)炎癥,減輕Aβ沉積及相關(guān)蛋白的表達(dá),發(fā)揮抗氧化抗炎癥的作用;二是通過(guò)抑制Aβ神經(jīng)毒性保護(hù)神經(jīng)元,并促進(jìn)已損傷神經(jīng)元的修復(fù);三是促進(jìn)神經(jīng)干細(xì)胞增殖達(dá)到抗凋亡的效用,改善學(xué)習(xí)記憶和認(rèn)知功能。從臨床選方用藥分析,中醫(yī)方藥治療AD多以填精益髓、補(bǔ)益氣血、調(diào)補(bǔ)五臟加以化痰逐瘀祛邪之法防治AD,如改良三甲散、七福飲、姜黃、紅景天、黃芪等,并根據(jù)辨證配伍以清熱類藥物如青蒿、通天草、丹皮,或配以祛風(fēng)散寒溫陽(yáng)類藥物如紅景天、蛇床子、吳茱萸等,以茲療效。
因此,基于NF-κB信號(hào)通路,運(yùn)用中醫(yī)藥治療AD已成為可行的思路方法,其視角在中醫(yī)理論及現(xiàn)代分子生物學(xué)的集合下更為寬廣,且包容性更豐富,操作性更強(qiáng)。但其深入機(jī)制和以該通路為靶標(biāo)的具體治療策略以及臨床實(shí)踐價(jià)值,仍需諸位同仁共同探討,相信未來(lái)中醫(yī)藥于AD的治療應(yīng)用,可綻中醫(yī)之光,以救蒼黎之患。