彭 俊,張 杰
(??谑腥嗣襻t(yī)院,海南 ???570100)
阿爾茨海默?。ˋlzheimer’s disease,AD)是慢性進行性中樞神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病,以漸進性記憶障礙、認知功能障礙、人格改變及語言障礙等神經(jīng)精神癥狀為特征[1]。AD是老年期癡呆最常見的類型[2]。其發(fā)病機制尚不明確,目前有β淀粉樣蛋白(β-amyloid,Aβ)神經(jīng)毒性、微管相關(guān)蛋白tau(microtubuleassociated proteins tau)異常磷酸化、神經(jīng)遞質(zhì)、氧化應(yīng)激等假說[3]。西醫(yī)臨床以膽堿酯酶抑制劑和美金剛為主,結(jié)合日常生活活動能力訓練、認知干預、物理刺激等非藥物療法,可延緩患者認知功能的下降,但無法阻止疾病進展[4]。中醫(yī)藥治療AD在臨床研究、基礎(chǔ)研究方面均有長期的積累,中藥復方、中藥提取物、針灸療法等中醫(yī)藥療法均可改善AD患者認知功能[5],且不良反應(yīng)較小,有利于開展長期治療[6]。
磷脂酰肌醇3激酶(phosphatidylinositol 3 kinase,PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B,Akt)信號通路是一條參加調(diào)控細胞增殖、分化與凋亡過程的細胞存活信號通路[7]。研究[8]顯示,PI3K/Akt通路與AD、腦梗死、血管性癡呆、癲癇、帕金森病等多種腦系疾病的發(fā)生發(fā)展有密切關(guān)系,在AD患者腦內(nèi)Aβ沉積、Tau蛋白過度磷酸化、細胞凋亡及神經(jīng)炎癥過程中起重要作用。筆者從PI3K/Akt通路角度,總結(jié)中醫(yī)藥療法通過PI3K/Akt通路防治AD的研究進展。
AD以細胞外老年斑(senile plaque,SP)和胞漿內(nèi)神經(jīng)元纖維纏結(jié)(neurofibrillary tangles,NFTs)為主要病理特征。根據(jù)淀粉樣蛋白級聯(lián)假說[9],Aβ在腦內(nèi)沉積是形成SP的核心,可以引發(fā)炎癥反應(yīng)、引起能量代謝障礙、介導細胞凋亡,還可通過激活蛋白激酶,促進tau蛋白異常磷酸化,損害膽堿能神經(jīng)元,引起乙酰膽堿系統(tǒng)的病變。上述病理改變又可促進Aβ生成增多和異常沉積,產(chǎn)生正反饋的級聯(lián)放大效應(yīng),最終導致神經(jīng)元減少,遞質(zhì)異常,引發(fā)臨床認知和行為癥狀。NFTs的主要成分是異常磷酸化的微管相關(guān)tau蛋白,可產(chǎn)生神經(jīng)毒性,并導致微管潰變,軸突變性,神經(jīng)元死亡[10]。
PI3K是一種與細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導有關(guān)的胞內(nèi)磷脂酰肌醇激酶,主要由P110和P85兩個亞基組成。研究[11-12]表明,PI3K/Akt信號途徑是調(diào)控神經(jīng)元細胞生長、存活的重要通路,一方面可調(diào)控抗凋亡和促凋亡基因的表達,抑制細胞凋亡,另一方面可促進環(huán)磷酸腺苷反應(yīng)序列結(jié)合蛋白的磷酸化,維持細胞存活,促進神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)和突觸棘及突觸的形成,在AD的發(fā)生發(fā)展過程中具有重要調(diào)節(jié)作用。
PI3K/Akt信號通路受損可促使Aβ沉積和Tau蛋白過度磷酸化,促進神經(jīng)原纖維纏結(jié)的產(chǎn)生,引起能量代謝障礙與線粒體功能障礙,加速AD的發(fā)生發(fā)展和患者認知功能障礙[13]。
AD屬于中醫(yī)學“癡呆”“呆病”范疇,歷代醫(yī)家通過對呆癥的研究,提出了濁毒壅塞說、五臟虛衰說、腦絡(luò)病變說、神明失用說、臟腑內(nèi)傷說、督脈虛弱說等多種學說,較為全面地總結(jié)了中醫(yī)學對癡呆病因病機的認識[14-15]。年老體衰或久勞久病等引起腎精虧虛,脾胃功能減退,氣血生化無源,腎精氣血虧虛,無以充養(yǎng)精髓,導致腦海神明失養(yǎng)、元神失用,從而出現(xiàn)記憶力減退、注意力不集中、表情呆滯、反應(yīng)遲鈍、動作笨拙等一系列腦髓空虛的表現(xiàn)。《醫(yī)林改錯·腦髓說》載:“小兒無記性者,腦髓未滿;高年無記性者,腦髓漸空?!盵16]其總結(jié)肝腎虧損、腦髓失充為癡呆的主要病機?!夺t(yī)學入門·天地人物氣候相應(yīng)圖》載:“腦者髓之海,諸髓皆屬于腦,故上至腦,下至尾骶,髓則腎主之?!盵17]這表明腎精的盛衰對腦髓是否充盈及腦功能是否正常起主導作用。陳世鐸在《辨證錄·呆病門》中提出:“大約其始也,起于肝氣之郁;其終也,由于胃氣之衰。肝郁則木克土,而痰不能化,胃衰則土制水,而痰不能消,于是痰積于胸中,盤據(jù)于心外,使神明不清,而成呆病矣?!盵18]這表明情志失調(diào)是癡呆發(fā)病的重要因素?!毒霸廊珪るs證謨》載:“癡呆癥,凡素無痰而或以郁結(jié),或以不遂,或以思慮,或以疑惑,或以驚恐而漸至癡呆,言辭顛倒,舉動不經(jīng),或多汗,或善愁,其證千奇萬怪,無所不至。脈必或弦或數(shù),或大或小,變易不常?!盵19]其詳細記載了因痰、瘀、郁導致癡呆的病因病機及臨床表現(xiàn)。
綜上,本病病位主要在腦,與肝、脾、腎密切相關(guān),病性屬本虛標實。脾胃虛衰、肝腎虧虛,致精髓不足、腦失所養(yǎng)是發(fā)病的根本;因虛致實,氣血津液生成與輸布失常,病理產(chǎn)物痰濁、瘀血、濁毒、火(熱)邪阻滯腦竅,致使神機失用是發(fā)病的關(guān)鍵。
3.1 經(jīng)驗方研究 中醫(yī)遵循整體觀念的原則,結(jié)合癡呆的病因病機辨證組方,采用補虛、益損、解郁、散瘀等治法,從多環(huán)節(jié)、多靶點、多系統(tǒng)針對AD的發(fā)病機制進行干預。
首載于《備急千金要方》中的開心散具有補腎益精、通利五臟的功效,是治療AD的經(jīng)典名方。李妍等[20]研究發(fā)現(xiàn),開心散可上調(diào)昆明種AD小鼠PI3K、p-Akt、p-GSK3β蛋白表達水平,可改善小鼠腦內(nèi)細胞形態(tài),增加神經(jīng)元新生數(shù)量,縮短逃避潛伏期和減少游泳距離。該實驗表明開心散可能是通過調(diào)控PI3K/Akt/GSK3β信號通路,促進AD腦內(nèi)源神經(jīng)再生,從而達到提高AD小鼠學習、記憶能力的目的。馬濤等[21]研究發(fā)現(xiàn),具有補腎填精作用的地黃飲子能明顯增加AD小鼠進入暗室的潛伏期,可激活Akt、GSK-3β,下調(diào)人單克隆抗體(Bax)/B細胞淋巴瘤-2(Bcl-2)蛋白比率,說明地黃飲子可通過激活PI3K/Akt通路,下調(diào)AD小鼠腦內(nèi)氧化應(yīng)激和細胞凋亡,從而提高學習和記憶功能。酸棗仁湯通過養(yǎng)血滋陰的功效,在調(diào)節(jié)睡眠的同時,可介導抗炎、護腦、營養(yǎng)神經(jīng)等作用,改善AD患者的學習記憶功能[22]。實驗研究[23]發(fā)現(xiàn),酸棗仁湯除能改善AD模型小鼠的晝夜節(jié)律外,還能縮短模型小鼠的平臺潛伏期,降低小鼠海馬中p S205-Tau、p S396-Tau、p S404-Tau蛋白表達水平,表明酸棗仁湯可通過激活PI3K/Akt/GSK-3β信號通路、抑制Tau蛋白磷酸化,從而改善AD模型小鼠的學習記憶力。
國醫(yī)大師沈?qū)毞囊嬷侵未舴焦δ芤婺I開竅,通絡(luò)祛痰,可提高AD患者的學習記憶能力[24]。趙翠霞等[25]研究表明益智治呆方能上調(diào)抗凋亡蛋白PI3K、p-Akt、p-GSK-3β、Bcl-2表達水平,下調(diào)促凋亡蛋白(t-GSK-3β、人單克隆抗體)的表達水平,提示該方通過PI3K/Akt/GSK-3β信號通路調(diào)節(jié)凋亡蛋白水平,從而發(fā)揮治療AD的功效。秦莉霞等[26]研究發(fā)現(xiàn),參芪益智顆粒能上調(diào)AD模型大鼠的PI3K、AKT蛋白表達水平,改善神經(jīng)元質(zhì)量,明顯縮短逃避潛伏期。補腦趕毒方能有效抑制炎癥因子(白細胞介素-1β、白細胞介素-16、腫瘤壞死因子-α)的表達水平,通過激活PI3K/Akt和P38MAPK信號通路來有效改善AD大鼠的學習記憶功能[27]。補腎健脾開心方可通過上調(diào)PI3K和Akt蛋白表達水平,改善AD模型大鼠腦組織的抗氧化能力,起到改善學習記憶障礙的作用[28]。張玉嶺等[29]研究發(fā)現(xiàn),回神顆粒能明顯上調(diào)雙轉(zhuǎn)基因小鼠海馬區(qū)pAkt、環(huán)磷腺苷效應(yīng)元件結(jié)合蛋白(cAMP-response element binding protein,CREB)及磷酸化CREB(p-CREB)、Bc1-2蛋白表達水平,下調(diào)Bax蛋白表達水平,其可能是通過調(diào)控PI3K/Akt通路,達到改善小鼠認知功能的作用。益肺溫陽化濁湯可以改善模型大鼠的行為認知,改善模型大鼠PI3K/Akt-mTOR通路及其下游自噬與凋亡相關(guān)基因、蛋白表達水平,保護神經(jīng)細胞,延緩AD進程[30]。
3.2 有效成分研究 隨著中藥提取技術(shù)的發(fā)展,在鹿茸、丹參、郁金、藏紅花、三七等中藥中分離并提純的某些有效成分在動物或細胞實驗上證實可通過調(diào)控PI3K/Akt信號通路達到緩解AD癥狀的目的,在治療AD方面表現(xiàn)出較大的潛力。
蛇床子素是從獨活中提取分離出來的香豆素類化合物。倪穎男等[31]選取6個月齡APP/PS1小鼠制備AD模型,觀察蛇床子素對AD小鼠學習記憶能力的影響,檢測小鼠腦內(nèi)tau蛋白及PI3K/Akt/Gsk3β信號通路上相關(guān)蛋白的表達。Morris水迷宮試驗中,與模型組相比,蛇床子素干預組小鼠逃避潛伏期縮短,單位時間內(nèi)目標象限停留時間延長,穿越平臺次數(shù)增加,差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.01);Western blotting法檢測結(jié)果顯示,蛇床子素可以降低模型小鼠腦內(nèi)Tau蛋白ser202位點的過度磷酸化,明顯增加PI3K、p-Akt/Akt及p-Gsk3β/Gsk3β的蛋白表達水平。方毅等[32]通過動物實驗研究發(fā)現(xiàn),丹參主要活性成分丹參酮ⅡA干預AD模型小鼠后,小鼠逃避潛伏期縮短,p-PI3K/PI3K、p-AKT/AKT表達顯著上調(diào),腦組織炎癥指標(白細胞介素-6、腫瘤壞死因子α)水平下調(diào),自由交替反應(yīng)率增加,神經(jīng)元損傷改善,該實驗說明丹參酮ⅡA可能是通過激活PI3K/Akt通路、減輕炎癥反應(yīng),最終改善AD小鼠的學習記憶功能。齊越等[33-34]采用溫郁金揮發(fā)油、植物乳桿菌DP189干預AD模型小鼠,Western blotting法檢測結(jié)果顯示,與模型組相比,中藥有效成分干預組tau蛋白磷酸化水平明顯降低,PI3K及Akt磷酸化水平明顯增加(P<0.05)。上述4項研究均為體內(nèi)實驗,確定了中藥有效成分可抑制Tau蛋白過度磷酸化,通過改善神經(jīng)元損傷、Aβ沉積和Tau病理而對AD模型小鼠病理過程產(chǎn)生積極影響。
藏花素是從藏紅花中提取的活性成分,具有抗腫瘤、抗氧化、抗高血壓、抗動脈粥樣硬化和抗抑郁等多種藥理作用。楊艷等[35]的研究結(jié)果顯示,藏花素可調(diào)控PI3K/AKT信號通路,原代海馬神經(jīng)元經(jīng)Aβ25-35處理后,PI3K、Akt蛋白及mRNA水平降低,藏花素干預組中隨著藏花濃度的增加,神經(jīng)元存活分數(shù)顯著增加,凋亡細胞數(shù)降低,各蛋白表達水平改善,證實藏花素可激活PI3K/AKT通路。羥基-α-山椒素是花椒中含量最高的酰胺類化合物,李若蘭[36]建立H2O2誘導的PC12細胞模型,探討羥基-α-山椒素抗AD的作用機制。研究結(jié)果表明,PI3K/Akt信號通路介導了羥基-α-山椒素在體外對神經(jīng)細胞的抗氧化應(yīng)激和抗凋亡作用,可保護PC12細胞免受H2O2損傷。異連翹酯苷(IFY)是從連翹的干燥果實中分離得到的一種苯乙醇苷,IFY可通過激活PI3K/Akt通路增強Bcl-2家族成員抗凋亡蛋白的表達水平和降低促凋亡蛋白的表達水平,從而發(fā)揮對AD的保護作用[37]。上述3項研究從神經(jīng)細胞凋亡機制和突觸可塑性方面明確了中藥可調(diào)節(jié)PI3K/AKT通路而發(fā)揮防治AD的作用。
Aβ沉積引發(fā)的氧化應(yīng)激會誘導認知記憶相關(guān)腦區(qū)的神經(jīng)元丟失、死亡,最終引起AD病理的發(fā)生與發(fā)展[38]。雷娜[39]對瑪咖提取物在AD細胞模型中抗氧化應(yīng)激作用的機制進行研究,結(jié)果顯示,瑪咖提取物給藥后可以減輕AD模型細胞的氧化應(yīng)激反應(yīng)。田新[40]亦從氧化應(yīng)激的角度研究三七總皂苷抗AD的作用機制,結(jié)果提示三七總皂苷通過激活PI3K/Akt信號通路,從而抑制氧化應(yīng)激對SAMP8大腦的損傷。劉玥欣[41]研究發(fā)現(xiàn),鹿茸多肽可改善輕度認知功能障礙大鼠的海馬區(qū)固縮現(xiàn)象,增加認知功能障礙大鼠血清中血管內(nèi)皮生長因子、超氧化物歧化酶、神經(jīng)生長因子和腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子水平,下調(diào)丙二醛含量,上調(diào)PI3K/Akt信號通路的表達。該實驗表明鹿茸多肽可能是通過調(diào)控PI3K/Akt信號通路,保護神經(jīng)元,從而改善認知功能障礙大鼠的學習記憶能力。
3.3 針灸研究 近年來,中醫(yī)藥治療老年性癡呆的研究不再局限于傳統(tǒng)的辨證治療,關(guān)于針灸療法的文獻報道越來越多,療效亦在臨床上得到了肯定[42]。實驗研究證實,針刺可保護神經(jīng)元,加速軸突再生,有效改善記憶力和認知能力,針灸防治AD的通路研究主要集中在PI3K/Akt和MAPK相關(guān)信號通路[43]。
針灸防治AD的穴位主要有百會、水溝、四神聰、足三里、大椎等,可單一應(yīng)用或進行組合[44]。研究[45]顯示,針刺百會(每天1次,連續(xù)治療6 d、休息1 d為1個療程,共治療6個療程)可減輕AD模型大鼠海馬神經(jīng)元病理損害,改善其學習記憶能力,作用機制與激活中樞胰島素PI3K/Akt信號通路,有效調(diào)節(jié)AD大鼠海馬區(qū)葡萄糖代謝關(guān)鍵轉(zhuǎn)運蛋白表達相關(guān)。針刺加艾灸百會及腎俞穴可上調(diào)AD大鼠血清中Aβ內(nèi)化酶的含量,降解Aβ,保護神經(jīng)元,改善其學習記憶能力[46]。AD大鼠經(jīng)電針(取穴百會、腎俞、涌泉等)干預后,曠場實驗運動距離、直立次數(shù)、中心區(qū)域運動時間比率及海馬區(qū)突觸密度均增高,PI3K、AKT、p-AKT、mTOR水平均下降,提示電針療法可改善AD大鼠的學習記憶和認知障礙,其機制可能與調(diào)控PI3K/Akt/mTOR信號通路,誘導自噬相關(guān)[47-48]。“嗅三針”(雙側(cè)迎香、印堂)療法是陜西省名中醫(yī)劉智斌教授創(chuàng)立的一種治療嗅覺功能障礙相關(guān)疾病的特色針刺療法,目前其應(yīng)用已擴展至AD早期的臨床治療中,并取得了滿意療效[49]。研究[50-51]發(fā)現(xiàn),“嗅三針”可通過PI3K/Akt信號通路調(diào)控Aβ沉積,調(diào)節(jié)海馬PI3K/Akt磷酸化表達,修復海馬突觸形態(tài)結(jié)構(gòu)損傷,改善海馬突觸可塑性,從而影響阿爾茨海默病的認知功能和學習記憶能力,但其效應(yīng)的取得需建立在在嗅覺通路完整的基礎(chǔ)上。郭婷[52]采用Aβ1-42海馬區(qū)注射制備AD模型,選取印堂和雙側(cè)迎香穴進行電針干預,模型大鼠的行為學表現(xiàn)、空間學習能力、海馬區(qū)突觸結(jié)構(gòu)、海馬區(qū)p-PI3K、p-Akt蛋白表達方面均得到了不同程度的改善,認為其效應(yīng)是通過提高PI3K/Akt蛋白表達而產(chǎn)生的。
艾煙中含有龍腦、4-松油醇、乙內(nèi)酰脲等多種生物活性成分,可通過激活PI3K/AKT通路來保護神經(jīng)細胞[53]。張利達等[54]觀察采用不同的艾灸方法(實按灸百會穴,溫和灸風府、大椎穴,20 min/次,1次/d,干預2周)對APP/PS1雙轉(zhuǎn)基因小鼠腦內(nèi)Aβ的清除作用。結(jié)果顯示,艾灸干預組大腦皮層和海馬Aβ1-42水平升高,自噬泡減少,PI3K、Akt、p-Akt、mTOR、p-mTOR水平升高,表明艾灸督脈穴可增強雙轉(zhuǎn)基因AD小鼠腦內(nèi)Aβ1-42的自噬過程,其作用機制可能與其抑制PI3K/Akt/mTOR信號通路的異常激活有關(guān)。劉耀萌等[55]通過動物實驗研究發(fā)現(xiàn),艾灸、艾煙都能調(diào)控APP/PS1AD小鼠的PI3K/Akt通路,調(diào)整其腦部能量代謝,增加對Aβ的清除,減緩Aβ沉淀的產(chǎn)生速度,進而減慢AD病理進程。
綜上,針刺、電針、艾灸均能通過PI3K/Akt信號通路下調(diào)PI3K和Akt水平,減輕AD腦內(nèi)病理改變,改善認知功能,干預方式以電針和艾灸研究較多,選穴以“嗅三針”和督脈穴位為主,高頻穴位多具有醒腦開竅、補益脾腎、益氣活血等功效。相比藥物治療,具有早期性、安全性、有效性、良性雙向調(diào)整的特點[56],顯示了其防治AD的獨特優(yōu)勢。
隨著我國老齡化的不斷加劇,加快AD的研究勢在必行?,F(xiàn)代醫(yī)學對AD的研究取得了一定的進展,可在一定程度上改善患者的癥狀,但長期療效尚不理想。因此,從中醫(yī)藥方向探索該病的防治對于提高患者的生存質(zhì)量,減輕患者的經(jīng)濟負擔具有重要的意義。
中醫(yī)藥基于PI3K/Akt通路防治AD的研究多采用動物研究或體外細胞實驗,在作用機制方面包括抑制Aβ老年斑生成、抑制Tau蛋白過度磷酸化、減少神經(jīng)元細胞凋亡、緩解神經(jīng)炎癥和氧化應(yīng)激等,多集中在細胞凋亡及其活性變化方面,導致研究結(jié)果重復性較高。進行研究的中藥單體有效成分多于中藥復方。單體藥材是組成復方的基礎(chǔ),從中藥中提取有效成分開發(fā)新藥已成為研究熱點,近年來治療AD中藥有效活性成分提取物有蛇床子素、藏花素、羥基-α-山椒素、丹參酮、溫郁金揮發(fā)油、三七總皂苷、鹿茸多肽等,均為有潛在藥用價值的單體。針灸療法治療AD效果明顯,尤其是使用電針輔助,本文中亦以電針研究文獻較多,重在調(diào)節(jié)和恢復機體的自修復能力。
由于AD的發(fā)病機制尚未明確,因此臨床采用“一分子一靶點”的策略治療并不能達到理想的療效[57]。SAHOO A K等[58]認為,多靶點藥物聯(lián)合的治療方式是AD未來的治療方向。為尋找更有效治療AD的方案,可以利用現(xiàn)代新技術(shù),運用網(wǎng)絡(luò)藥理學分子對接、代謝組學、蛋白質(zhì)組學等方法,篩選出更多的中藥單體成分,也可開展其他中醫(yī)外治法的研究,并關(guān)注AD前沿研究,注重研究方法及治療方式的創(chuàng)新,在保持中醫(yī)獨有特色的前提下,持續(xù)博采眾長,呈現(xiàn)中西醫(yī)結(jié)合,兼顧生物學、藥理學等多學科相融合的一個研究態(tài)勢。