畢淑月，張立娟，管秀菊，侯翰如，李明襄，王康鋒

(1.山東中醫(yī)藥大學,山東 濟南 250014；2.山東中醫(yī)藥大學附屬醫(yī)院腦病三科，山東 濟南 250014)

阿爾茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)是進行性神經(jīng)退行性疾病，臨床可見認知功能障礙、記憶力減退、精神行為異常等表現(xiàn)[1-2]。AD的發(fā)病機制復雜，Aβ的沉積、氧化應激和炎性損傷所致老年斑形成、突觸功能障礙及細胞凋亡等是AD發(fā)病的重要環(huán)節(jié)，多種細胞因子及信號通路的激活在AD的發(fā)生發(fā)展過程發(fā)揮重要作用。JAK2-STAT3信號通路是眾多細胞因子發(fā)揮生物學作用的重要信號傳導途徑，在多種神經(jīng)系統(tǒng)疾病的進展中均可見此信號通路的介導。實驗研究表明，通過激活JAK2-STAT3信號通路可以降低AD發(fā)病過程中的Aβ神經(jīng)毒性、抑制神經(jīng)炎癥反應、抗神經(jīng)細胞凋亡以及改善認知功能，進而治療AD。本文總結(jié)近年來中醫(yī)藥通過調(diào)控JAK2-STAT3信號通路治療AD的研究，為中醫(yī)藥治療AD提供參考。

1 JAK2-STAT3信號通路研究進展

酪氨酸激酶-信號轉(zhuǎn)導子與轉(zhuǎn)錄激活子(Janus kinase-signal transducer and activator of transcription,JAK-STAT)信號通路最早在干擾素的研究中被發(fā)現(xiàn)，由負責接收信號的受體酪氨酸激酶、負責轉(zhuǎn)導信號的JAK和負責產(chǎn)生效應的STAT組成，該通路介導多種細胞因子和生長因子在細胞中的信號傳遞，參與了包括細胞生長、細胞分化、細胞凋亡、免疫代謝調(diào)節(jié)等多種生物學過程。已有研究證實JAK-STAT信號通路的激活可影響多種疾病，如腫瘤、白血病以及炎性疾病等[3]。近年來，國內(nèi)文獻報道了多種中藥通過調(diào)控JAK-STAT信號通路干預腫瘤、呼吸系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)疾病的研究。

JAK-STAT信號通路在癲癇、腦缺血、腦腫瘤、帕金森病、AD等神經(jīng)系統(tǒng)疾病中扮演著重要的角色。已有研究證實JAK-STAT信號通路異常是AD的病因之一。目前，已發(fā)現(xiàn)4個JAK蛋白家族成員，包括JAK1、JAK2、JAK3和TYK2，7個STAT蛋白家族成員，包括STAT1、STAT2、STAT3、STAT4、STAT5A、STAT5B和STAT6[4]。JAK2、STAT3蛋白在大腦神經(jīng)膠質(zhì)細胞以及海馬神經(jīng)元中均有所表達[5]，JAK2-STAT3主要在腦組織表達，可影響神經(jīng)元、神經(jīng)膠質(zhì)細胞和血管內(nèi)皮細胞的凋亡、增殖和分化，從而保護神經(jīng)元，減輕炎癥反應，促進神經(jīng)功能重塑，修復損傷的腦組織等[6]。

2 JAK2-STAT3信號通路參與AD的作用機制

2.1 JAK2-STAT3信號通路與Aβ的異常表達 AD發(fā)病機制中Aβ起關鍵作用。Aβ是經(jīng)過β-淀粉樣前體蛋白的水解酶降解而來，一般情況下，Aβ生成與降解保持平衡狀態(tài)。當多種病理因素導致Aβ生成過多而不能被及時清除時，Aβ聚集沉積在腦組織中形成淀粉樣斑塊，即老年斑。此外，Aβ通過誘導神經(jīng)細胞引起氧化應激，進而誘導神經(jīng)元凋亡。郭秀美[7]研究表明，STAT3作為重要的下游核轉(zhuǎn)錄因子，在AD小鼠腦內(nèi)表達升高，通過抑制STAT3的激活能明顯改善由Aβ誘導的神經(jīng)元凋亡。另外，TYK2作用于STAT3的上游，也可通過抑制STAT3的表達，顯著降低由Aβ所誘導的神經(jīng)元凋亡[8]。

Aβ聚集可以激活膠質(zhì)細胞中具有致病性的JAK2-STAT3信號通路，導致腦內(nèi)星形膠質(zhì)細胞的增殖和突觸功能障礙[9]。此外，JAK2-STAT3信號通路是由腦神經(jīng)肽介導的神經(jīng)保護活性的主要傳感器，海馬神經(jīng)元中JAK2-STAT3信號通路的Aβ依賴性失活可通過突觸前后的機制導致膽堿能功能的障礙，進而可導致與AD相關的記憶障礙[10]。

2.2 JAK2-STAT3信號通路對于Tau蛋白的調(diào)節(jié)作用 Tau蛋白是一種結(jié)構(gòu)微管相關蛋白，具有促進微管蛋白形成、維持微管蛋白穩(wěn)定、維持軸突正常運輸?shù)淖饔?。Aβ斑塊可引起Tau蛋白過度磷酸化[11]，導致Tau蛋白自我聚集形成可溶性的Tau聚集體，這些聚集體進一步組裝形成雙螺旋纖維，最終導致神經(jīng)原纖維纏結(jié)[12]。異常聚集的Tau蛋白可干擾細胞內(nèi)的軸突轉(zhuǎn)運，導致軸突轉(zhuǎn)運功能發(fā)生障礙，誘發(fā)并產(chǎn)生突觸毒性，造成神經(jīng)元的變性損傷，最終導致AD的發(fā)生。李曉光[13]研究發(fā)現(xiàn)，JAK2的活化可介導hTau蛋白誘發(fā)STAT1的異常激活，酪氨酸701位點的磷酸化水平升高，導致突觸功能障礙。同樣，hTau蛋白能夠直接或間接誘導小膠質(zhì)細胞的激活，促炎因子IL-1和IL-6的表達升高，從而影響AD的進展。

2.3 JAK2-STAT3信號通路參與AD的炎癥反應 既往研究已證實，過度活化的小膠質(zhì)細胞與神經(jīng)炎癥反應已經(jīng)成為AD發(fā)病的重要因素。當AD腦損傷發(fā)生時，可釋放大量炎性細胞因子，這些細胞因子需通過細胞因子受體超家族的細胞內(nèi)信號傳導發(fā)揮自身的效應，其中主要的細胞內(nèi)信號蛋白為JAK和STAT家族。STAT3同樣是參與促炎因子釋放的重要轉(zhuǎn)錄因子[14]。大腦中的小膠質(zhì)細胞作為一種巨噬細胞，具有極其重要的生理功能。在AD各種病理因素刺激下，小膠質(zhì)細胞被激活為M1型和M2型兩種極化狀態(tài)[15]。其中，M1型狀態(tài)下的小膠質(zhì)細胞可以通過表達JAK2誘導神經(jīng)炎癥，分泌多種促炎因子，如腫瘤壞死因子(TNF-α)、白細胞介素1(IL-1β)、白細胞介素6(IL-6)、趨化因子以及活性氧和氮物種等，加快炎癥反應，損傷神經(jīng)元。實驗證實，JAK2-STAT3通路磷酸化的下調(diào)，可顯著減少小膠質(zhì)細胞M1型狀態(tài)下分泌的促炎因子TNF-α、IL-1β，同時可以促進小膠質(zhì)細胞極化為M2型狀態(tài)，從而減輕神經(jīng)炎癥反應[16]。另有研究報道，AD的神經(jīng)炎癥大多伴隨著IL-6的高表達，并且由IL-6激活的JAK-STAT通路也是調(diào)節(jié)神經(jīng)祖細胞(NPC)分化為膠質(zhì)細胞還是神經(jīng)元的中心環(huán)節(jié)[17]。IL-6可以通過激活JAK2信號通路，刺激下游活化狀態(tài)的P-STAT3形成二聚體，進而促使NPC分化為膠質(zhì)細胞，產(chǎn)生炎癥反應。

由腦內(nèi)小膠質(zhì)細胞獨特表達的Ⅰ型跨膜受體TREM2，同樣通過此信號通路參與了AD的神經(jīng)炎癥反應。研究表明，過表達的TREM2可顯著降低JAK2和STAT3的磷酸化，促進BV2小膠質(zhì)細胞向M2型狀態(tài)極化，并可通過JAK2-STAT3信號通路減輕小膠質(zhì)細胞M1型炎癥反應，減少促炎因子的產(chǎn)生，進而改善神經(jīng)炎癥[18]。

2.4 JAK2-STAT3信號通路與突觸功能障礙 AD的顯著病理特征為神經(jīng)元突觸的丟失，這與AD患者認知功能下降具有密切關系。JAK2-STAT3信號通路在大腦皮層和海馬中均明顯高表達。在大腦皮層，樹突可通過大量接收興奮性突觸傳遞的信號，作為長時程增強(LTP)的基礎，而LTP和長時程抑制(LTD)是學習和記憶形成的關鍵。Aβ的聚集所引起的毒性反應會降低活化的P-STAT3的水平，從而導致STAT3的失活，進而降低LTD水平，最終導致AD患者記憶功能的減退。LTD能反映神經(jīng)元突觸的可塑性，并參與了逆向?qū)W習的過程[19]。而JAK2-STAT3信號通路參與了長時程抑制的過程，同時對于突觸相關蛋白具有調(diào)節(jié)作用[20]，同樣在逆向?qū)W習中具有至關重要的作用。此外，腦神經(jīng)肽是從AD患者枕葉中分離出來的一種具有神經(jīng)保護作用的短肽，在由其所介導的學習記憶的改善過程中，JAK2-STAT3信號通路發(fā)揮重要作用。

2.5 JAK2-STAT3信號通路與膽堿能功能的異常 膽堿能系統(tǒng)功能的異常也是引起AD的重要原因，AD患者腦中乙酰膽堿受體的含量有所降低。有研究顯示，在治療阿爾茨海默病時，膽堿酯酶抑制劑可通過增加特異性煙堿受體亞單位發(fā)揮療效，這大概率和α7nAChR的抗炎效應有密切關系，而α7nAChR的下游信號通路包括JAK2-STAT3信號通路。田密等[21]研究顯示，在AD小鼠基底前腦中，STAT3及其活化形式的P-STAT3均有明顯的高表達，且呈正相關。推測STAT3的激活和基底前腦中的ACh和nAChR等關系密切，并通過該信號通路的傳導對認知功能進行調(diào)節(jié)，影響AD的進展。

3 中醫(yī)藥通過調(diào)控JAK2-STAT3信號通路治療AD

3.1 中藥復方

3.1.1 經(jīng)典方加減：既往研究表明補陽還五湯具有抗炎作用，王凱華等[22]證實其作用機制與調(diào)控JAK2-STAT3信號通路有關。補陽還五湯可降低實驗大鼠腦中P-JAK2、P-STAT3的表達水平，減少神經(jīng)細胞凋亡數(shù)量，進而改善實驗大鼠神經(jīng)功能的損傷。酸棗仁湯可通過抑制JAK2-STAT3信號通路減輕APP/PS1小鼠的神經(jīng)炎癥并抑制小膠質(zhì)細胞，降低APP/PS1轉(zhuǎn)基因小鼠的神經(jīng)元丟失和突觸損傷來緩解認知損傷[23]。張慧等[24]發(fā)現(xiàn)，小柴胡湯可抑制JAK2-STAT3通路磷酸化，降低P-JAK2和P-STAT3的表達水平，并可抑制腦組織中促炎因子TNF-α、IL-1β的釋放，抑制小膠質(zhì)細胞發(fā)生極化，減輕腦組織中產(chǎn)生的神經(jīng)炎癥反應。經(jīng)加味溫膽湯處理過的實驗大鼠，可通過抑制JAK2-STAT3通路的異?；罨?，使得大腦中JAK2、STAT3蛋白減少，神經(jīng)細胞凋亡數(shù)量也明顯下降[25]。

3.1.2 經(jīng)驗方及自擬方：參芪益智顆粒是王永炎院士的經(jīng)驗方，吳倩[26]實驗研究表明，在給予實驗大鼠參芪益智顆粒后，大鼠海馬中JAK2、STAT3基因相對表達明顯減少，JAK2、STAT3磷酸化水平也顯著降低，此外本方可抑制異常增生的星形膠質(zhì)細胞，減輕神經(jīng)炎癥反應。崔遠武等[27]研究顯示，益腎化濁方可降低AD模型已升高的GFAP、STAT3、Smad1基因及蛋白表達，降低AD模型活化的P-STAT3蛋白表達，抑制神經(jīng)干細胞向星形膠質(zhì)細胞方向的分化，從而延緩AD的發(fā)生發(fā)展。塞絡通膠囊可減少炎癥因子的釋放，通過脂籠蛋白2(LCN2)-JAK2-STAT3通路抑制星形膠質(zhì)細胞增生，進而抑制神經(jīng)炎癥反應[28]。益智醒腦方可降低老年斑附近炎癥因子水平，抑制炎癥反應，改善AD大鼠學習記憶能力[29]。

3.2 單味中藥及其有效成分

3.2.1 皂苷類：人參皂苷Rh1可降低細胞內(nèi)JAK1、STAT1、STAT3磷酸化水平，通過抑制JAK-STAT通路進一步下調(diào)細胞內(nèi)iNOS表達水平，抑制BV2小膠質(zhì)細胞的生長，從而減輕炎癥反應。此外，人參皂苷能增強突觸的可塑性，抑制Aβ的異常代謝和Tau蛋白過度磷酸化[30]。三七皂苷R1可以通過抑制JAK2-STAT3信號通路的表達和活性，抑制Aβ25-35所誘導的神經(jīng)細胞凋亡，進而改善AD實驗小鼠學習與記憶能力[31]。

3.2.2 黃酮及二酮類：黃芩所含的有效成分黃酮類化合物黃芩素能夠明顯抑制由Aβ25-35誘導的PC12細胞內(nèi)JAK2、STAT1的磷酸化，抑制JAK2-STAT1信號通路的激活，并抑制下游相關炎性靶蛋白的表達，最終減輕炎癥反應[32]。此外，經(jīng)過黃芩素處理的小鼠腦中Aβ的含量顯著下降，表明其具有改善學習記憶障礙的作用。鷹嘴豆中主要的異黃酮單體成分鷹嘴豆芽素A可增強生長激素活化STAT5的水平，在海馬神經(jīng)元細胞中協(xié)同發(fā)揮神經(jīng)保護作用，還可通過下調(diào)細胞因子信號傳導抑制因子SOCS2蛋白表達，進而激活JAK2-STAT5通路[33]。葒草苷可上調(diào)小鼠海馬區(qū)BDNF/TrkB的表達，減少Aβ的沉積，改善AD小鼠學習記憶能力[34]。

3.2.3 水溶性酚酸類：丹參多酚酸能夠通過影響JAK2-STAT3信號通路，調(diào)節(jié)血管生長因子VEGF、Ang-1和Ang-2的水平，從而改善神經(jīng)功能障礙[35]。

3.2.4 糖類：巴戟甲素可通過降低細胞內(nèi)Ca2+，抑制細胞損傷，預保護PC12細胞，誘導Aβ25-35，通過降低P-JAK2和P-STAT5的表達，發(fā)揮抑制細胞凋亡、保護神經(jīng)細胞的作用[36]。

3.2.5 木脂素類：五味子乙素可以顯著升高BV-2小膠質(zhì)細胞的存活率，降低與氧化應激密切相關的產(chǎn)物釋放量，抑制JAK2-STAT3信號通路的活化[37]。

3.3 其 他 針灸療法具有與中藥相類似的線粒體保護效應，可有效保護線粒體能量代謝，抗氧化應激[38]。劉靜等[39]研究表明，針灸治療可以通過上調(diào)SOCS3抑制JAK2和STAT3的活化，從而減輕由Aβ寡聚體所介導的炎癥反應，減少炎癥因子釋放，提高AD模擬大鼠的學習記憶能力。

4 小 結(jié)

中醫(yī)藥防治疾病具有多成分、多靶點等獨特優(yōu)勢，通過中藥配伍或提取中藥有效成分防治AD已成為一種趨勢，運用針灸等中醫(yī)特色療法治療AD的研究也更加深入。AD患者中的JAK2-STAT3信號通路被異常激活，其JAK2-STAT3磷酸化水平升高，加劇腦組織損傷。已有研究表明，中藥復方、單味藥有效成分、針灸療法等可作用于JAK2-STAT3信號通路，其作用機制可能與抑制Aβ的毒性、降低Tau蛋白磷酸化水平、抑制神經(jīng)炎癥反應、增強突觸功能、改善認知障礙等密切相關。下調(diào)JAK2-STAT3信號通路，發(fā)揮其抗炎、抗細胞凋亡、修復神經(jīng)功能損傷等作用，可能會成為治療AD的新方向和新靶點。中藥有效成分復雜，中藥復方的有效成分仍不清晰，確定并提取其有效成分治療AD需要更深入的研究。直接作用于JAK2-STAT3信號通路治療AD的中成藥研究尚少，其他的中醫(yī)特色療法仍需拓展研究。此外，中醫(yī)藥調(diào)控JAK2-STAT3治療AD的實驗研究多局限于動物實驗，缺乏更加全面的臨床試驗加以驗證。