沈昆雙，孔玲，閆廣利，王喜軍*（1. 黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)，哈爾濱 150040；2. 中醫(yī)方證代謝組學(xué)研究中心，哈爾濱 150040）

阿爾茨海默?。ˋlzheimer’s disease，AD），又稱老年性癡呆，是神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)生進行性病變，且不可逆轉(zhuǎn)的腦部疾病，臨床表現(xiàn)為學(xué)習(xí)記憶力減退等認知功能損傷，并伴有相關(guān)人格變化，最終多因并發(fā)癥死亡。AD的病因病機復(fù)雜，受Aβ毒性、Tau蛋白異常磷酸化、氧化應(yīng)激損傷、神經(jīng)炎癥、膽堿能損傷、谷氨酸代謝失衡、線粒體功能損傷等因素影響，Aβ淀粉樣蛋白形成的斑塊、Tau蛋白磷酸化聚積的纖維纏結(jié)和神經(jīng)元變形、丟失為其主要病理特征[1]。隨著人口老齡化發(fā)展，我國AD患病率也在不斷增加[2]。2020年一項橫斷面研究評估顯示：在中國60歲以上老年人中AD患者高達983萬人，患病率約為3.9%[3]。目前已獲得FDA批準的乙酰膽堿酶（AchE）抑制劑、N-甲基-D-天冬氨酸受體拮抗劑兩類藥物，只能緩解AD病癥，不能治愈AD，久服還會導(dǎo)致焦慮、嘔吐、厭食、產(chǎn)幻等不良反應(yīng)。針對AD發(fā)病機制復(fù)雜、患病率高等特點，多靶點、低毒副作用的中藥早期干預(yù)成為了AD藥物研發(fā)的熱點。

中醫(yī)認為AD主要由腎精虧虛、腦髓不足所致，以補腎兼補氣養(yǎng)血為治則[4]，臨床中常用方劑有地黃飲子[5]、生脈散[6]、安神補心丸[7]、加味五子衍宗丸[8]等，其共同藥物五味子可以補腎益氣、充盈腦髓，發(fā)揮益智安神作用，并且五味子是這些補益方中活性成分的主要來源。實驗研究表明地黃飲子的重要活性成分五味子醇甲可以減輕Aβ25-35引起的SH-SY5Y細胞毒性[9]。生脈散具有益氣養(yǎng)陰、充養(yǎng)血脈之效，現(xiàn)代研究表明生脈散可以改善空間學(xué)習(xí)記憶障礙，其機制主要與調(diào)節(jié)色氨酸代謝和脂質(zhì)代謝密切有關(guān)[10]，與回調(diào)代謝物極度相關(guān)的有效成分大部分來自五味子木脂素類，如五味子醇甲、五味子乙素、當歸酰戈米辛H、當歸酰戈米辛Q、戈米辛M2等[11]?？梢?，五味子是補腎兼補氣養(yǎng)血治法下防治AD的一味重要中藥。現(xiàn)代研究證明五味子及其活性成分具有保護中樞神經(jīng)、提高學(xué)習(xí)記憶能力的作用，相關(guān)活性成分化學(xué)結(jié)構(gòu)見圖1。在《中國藥典》中只規(guī)定了五味子醇甲為五味子質(zhì)控成分，五味子中的五味子甲素、五味子乙素、五味子丙素、五味子酯甲、五味子酯乙、五味子酚、五味子酮等也具有顯著抗AD活性，單一成分的檢測已不足以代表五味子有效性。五味子改善AD的作用顯著，但其作用機制復(fù)雜，目前缺乏整體的匯總梳理。因此，本文就國內(nèi)外文獻中有關(guān)五味子及其活性成分防治AD的有效性及作用機制研究進行綜述，梳理并整合五味子的作用靶點，挖掘五味子防治AD潛在的關(guān)鍵靶點，為下一步五味子作用機制研究和AD藥物開發(fā)提供參考；篩選五味子防治AD的有效成分，為進一步完善五味子質(zhì)量評價體系提供依據(jù)。

圖1 五味子活性成分的化學(xué)結(jié)構(gòu)Fig 1 Structures of active components of Schisandra chinensis

1 五味子提取物及活性成分在防治AD中的作用

1.1 減少Aβ蛋白沉積

Aβ蛋白是淀粉樣蛋白前體蛋白（APP）經(jīng)β-分泌酶（β-secretase）和γ-分泌酶（γ-secretase）分解生成的具有神經(jīng)毒性的Aβ多肽片段，在腦內(nèi)發(fā)生折疊、聚積，形成不溶性斑塊，造成神經(jīng)元損傷，促進AD發(fā)生發(fā)展[12]。五味子多糖可以顯著減少脂多糖誘導(dǎo)的認知障礙小鼠模型的Aβ沉積，與其抑制神經(jīng)膠質(zhì)細胞的過度激活，降低NOD樣受體熱蛋白結(jié)構(gòu)域相關(guān)蛋白3（NLRP3）、半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶（M-caspaes-1）表達，緩解炎癥反應(yīng)有關(guān)[13]。五味子的環(huán)己烷-乙醇（9∶1）提取物（富含木脂素類）可以抑制Aβ1-42誘導(dǎo)AD小鼠大腦皮層和海馬區(qū)的β-secretase活性，并降低Aβ1-42水平，改善小鼠的認知功能障礙[14]。五味子乙素可以與Aβ配體靶向親和，減少Aβ寡聚體聚積，緩解神經(jīng)毒性損傷，并下調(diào)其下游NF-κB/TNF-α信號通路的表達，減輕Aβ誘導(dǎo)的神經(jīng)炎癥反應(yīng)[15]。

1.2 抑制Tau蛋白磷酸化

Tau蛋白是一種微管相關(guān)蛋白，其過度磷酸化形成神經(jīng)纖維纏結(jié)，喪失了維持微管蛋白穩(wěn)定性的能力，誘發(fā)突觸傳遞異常和神經(jīng)元損傷，最終促進AD病程[16]。五味子酸性多糖提取物能夠抑制Aβ25-35導(dǎo)致的Tau蛋白磷酸化的關(guān)鍵激酶糖原合成酶激酶-3（GSK-3β）水平升高，還可以調(diào)節(jié)GSK-3βSer9和GSK-3βTyr216位點磷酸化，從而控制Tau蛋白過度磷酸化，改善其學(xué)習(xí)記憶能力[17]。在Aβ1-42誘導(dǎo)的SH-SY5Y細胞實驗中，五味子醇甲可以調(diào)節(jié)磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B（PI3K/Akt）信號通路，促進Akt磷酸化，并抑制GSK-3β磷酸化，進而降低Tau蛋白水平，提高細胞活力，減少細胞損傷[18]。五味子醇甲還可以調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)Tau基因果蠅中dTORmRNA表達水平，改善海馬體神經(jīng)細胞活動，提高果蠅嗅覺學(xué)習(xí)記憶能力[19]。在腦室內(nèi)注射Aβ1-42的AD小鼠模型中，五味子酯甲通過調(diào)節(jié)GSK-3β活性，減少海馬區(qū)Tau蛋白過度磷酸化，改善AD小鼠的學(xué)習(xí)和記憶能力[20]。

1.3 調(diào)節(jié)神經(jīng)遞質(zhì)紊亂

神經(jīng)遞質(zhì)對大腦功能有著至關(guān)重要的作用，通過調(diào)節(jié)突觸可塑性，參與調(diào)節(jié)神經(jīng)元信息傳遞、營養(yǎng)發(fā)育和學(xué)習(xí)記憶等過程。AD患者腦內(nèi)神經(jīng)遞質(zhì)代謝紊亂，突觸間信號傳遞受損，導(dǎo)致學(xué)習(xí)記憶能力下降[21]。五味子木脂素[22]和五味子多糖[23]可以控制Aβ25-35誘導(dǎo)的AD大鼠腦內(nèi)γ-氨基丁酸（GABA）、5-羥色胺（5-HT）、乙酰膽堿（Ach）、多巴胺（DA）、去甲腎上腺素（NE）和甘氨酸（Gly）含量下降，抑制興奮性神經(jīng)遞質(zhì)谷氨酸（Glu）和天冬氨酸（Asp）含量升高。五味子醇甲可以恢復(fù)APP/PS1轉(zhuǎn)基因小鼠腦中Glu、Ach、5-HT、NE、GABA等神經(jīng)遞質(zhì)異常變化[24]。其中Glu是一種興奮性氨基酸神經(jīng)遞質(zhì)，谷氨酸能神經(jīng)元在突觸前神經(jīng)元中通過谷氨酸轉(zhuǎn)運蛋白1（GLUT1）和谷氨酸轉(zhuǎn)運蛋白2（GLUT2）維持囊泡中的Glu水平，從而調(diào)節(jié)突觸傳遞和可塑性影響AD的病理過程[25]。左側(cè)腦室注射Aβ1-42的小鼠經(jīng)灌胃五味子酯乙后，體內(nèi)GLUT1和GSK-3β活性恢復(fù)，Tau蛋白磷酸化受到抑制，小鼠的學(xué)習(xí)記憶功能得到顯著提高[26]。五味子甲素可通過促進Aβ1-42損傷小鼠的海馬區(qū)和大腦皮層AMPA受體中GluR1和GluR2的表達，減輕Glu和突觸功能障礙的毒性，改善其認知功能損傷[27]。

Ach是腦內(nèi)與學(xué)習(xí)記憶功能密切相關(guān)的一種膽堿類神經(jīng)遞質(zhì)。AchE可以迅速酶解突觸間隙中Ach進而影響信號傳遞，影響學(xué)習(xí)記憶能力[28]。AchE抑制劑多奈哌齊、加蘭他敏、卡巴拉汀等可通過抑制AchE活性，減少Ach分解，從而改善AD患者腦功能障礙。五味子水提取物和醇提取物均具有顯著抗AchE活性和較低的細胞毒性，并在東莨菪堿誘導(dǎo)的AD小鼠模型中可顯著抑制小鼠腦組織中AchE活性，進而改善認知障礙[29]。五味子木脂素提取物可以減少東莨菪堿誘導(dǎo)記憶障礙小鼠腦組織中自由基、AchE水平，提高乙酰膽堿轉(zhuǎn)移酶（ChAT）含量，縮短小鼠的逃避潛伏期，提高其學(xué)習(xí)記憶能力[30]。從五味子中提取的倍半萜類成分α-異畢澄茄油烯醇通過抑制AchE活性，促進Ach作用，進而改善東莨菪堿造成的小鼠認知障礙[31]。

1.4 清除自由基，提高抗氧化能力

在應(yīng)激狀態(tài)下，耗氧量較大的中樞神經(jīng)易產(chǎn)生大量自由基，不能被抗氧化系統(tǒng)及時清除，從而侵害脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、核酸等大分子物質(zhì)[32]，造成神經(jīng)元氧化損傷，促進AD的老年斑和神經(jīng)纖維纏結(jié)等病理進程[33]。五味子可以通過清除自由基，減少過氧化物生成，提高超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）、過氧化氫酶（CAT）等抗氧化酶的活性，保護神經(jīng)細胞免受氧自由基損害，發(fā)揮抗AD作用。五味子90%乙醇提取物可以分別從記憶獲得、鞏固、再生三個方面改善記憶障礙，其機制與提高機體抗氧化能力有關(guān)[34]。五味子總木脂素可恢復(fù)Aβ1-42誘導(dǎo)的AD小鼠海馬和大腦皮層中總抗氧化能力（T-AOC）以及丙二醛（MDA）水平，這與抑制絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）信號通路中應(yīng)激活化蛋白激酶（JNK）和p38的磷酸化表達有關(guān)[35]。五味子木脂素可以提高SOD、CAT、GSH活性，降低MDA和一氧化氮（NO）水平，其中石油醚萃取部分的抗氧化活性顯著[36]。在Aβ25-35誘導(dǎo)AD大鼠模型中，給予五味子木脂素提取物后，大鼠體內(nèi)SOD、CAT含量顯著提高，降低NO、一氧化氮合酶（NOS）含量，提高抗氧化能力，保護損傷神經(jīng)細胞[37]。五味子水提液可通過提高APP/PS1小鼠大腦皮層神經(jīng)細胞的SOD活性，清除自由基，降低MDA含量，從而保護神經(jīng)組織免受氧化損傷[38]。五味子揮發(fā)油提取物可以提高SOD、GSH-Px活性，抑制MDA含量增加，從而減少氧自由基對神經(jīng)細胞的傷害[39]。

五味子醇甲還可以通過下調(diào)RAGE蛋白[40]和NF-κB表達[41]，減少氧化應(yīng)激產(chǎn)生的活性氧（ROS），進而減少神經(jīng)元氧化損傷。五味子甲素[42]和五味子丙素[43]可以提高Aβ1-42誘導(dǎo)AD小鼠的大腦皮層和海馬區(qū)中SOD、GSH-Px、GSH活性，調(diào)節(jié)其抗氧化系統(tǒng)，保護神經(jīng)細胞免受氧化損傷。五味子乙素預(yù)防東莨菪堿誘導(dǎo)AD小鼠神經(jīng)損傷與其抗氧化活性有關(guān)，可以提高腦內(nèi)SOD、GSH-Px、GSH活性，從而發(fā)揮抗AD作用[44]。五味子酯甲主要通過提高體內(nèi)SOD含量，降低MDA水平，調(diào)節(jié)氧化應(yīng)激反應(yīng)，進而改善Aβ1-42誘導(dǎo)AD小鼠學(xué)習(xí)記憶能力[45]。五味子酯甲還可以通過提高D-半乳糖誘導(dǎo)的AD小鼠的抗氧化能力來降低海馬組織中p19、p53、p21基因表達，提高神經(jīng)細胞功能，還可以上調(diào)細胞周期蛋白D1（cyclin D1）蛋白表達，提高DNA的自我修復(fù)能力[46]。五味子酚不僅可以提高抗氧化酶活性[47]，還可以通過上調(diào)煙酰胺腺嘌呤二核苷酸依賴性酶（SIRT1），提高抗氧化能力，保護SH-SY5Y細胞免受過氧化氫損傷[48]。α-異畢澄茄油烯可以通過蛋白激酶A/環(huán)腺苷酸應(yīng)答原件結(jié)合蛋白/核因子E2-相關(guān)因子2（PKA/CREB/Nrf2）通路誘導(dǎo)血紅素氧合酶1（HO-1）和醌氧化還原酶（NQO-1）表達，從而減少谷氨酸鹽誘導(dǎo)的HT22細胞氧化損傷[49]。

1.5 減少炎癥因子產(chǎn)生

在炎癥反應(yīng)中，白細胞介素（IL）-1β、IL-6、IL-18和腫瘤壞死因子（TNF-α）等多種促炎細胞因子代謝紊亂，導(dǎo)致突觸功能障礙、神經(jīng)元生成異常和神經(jīng)元缺失，加劇AD的發(fā)生發(fā)展[50]。五味子的木脂素類[51]、多糖類[52]和揮發(fā)油類[53]提取物均對AD的神經(jīng)炎癥具有調(diào)節(jié)作用，其機制是通過下調(diào)NF-κB/MAPK炎癥信號通路，尤其是p38，進而抑制TNF-α、IL-1β等炎癥因子釋放，緩解炎癥造成的神經(jīng)損傷。

五味子醇甲可以通過上調(diào)SIRT1表達，抑制TNF-α、IL-1β和IL-6生成，調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，改善鏈脲佐菌素誘導(dǎo)的神經(jīng)炎癥和認知障礙[54]。APP/SP1雙轉(zhuǎn)基因小鼠經(jīng)灌胃五味子醇甲后，體內(nèi)NLRP1炎性小體受到抑制，IL-1β和IL-18等相關(guān)凋亡因子水平得到恢復(fù)，從而提高空間學(xué)習(xí)記憶能力[55]。在中樞神經(jīng)中，激活的膠質(zhì)細胞可促進炎癥反應(yīng)，加劇AD的蛋白沉淀和神經(jīng)缺失等病理進程[56]。五味子甲素可抑制體內(nèi)M1型小膠質(zhì)細胞，同時促進M2型小膠質(zhì)細胞極化，從而抑制TNF-α、IL-1β等炎癥因子分泌，并促進代謝產(chǎn)物清除，保護神經(jīng)組織[57]。五味子乙素抑制AD大鼠腦組織中炎癥因子TNF-α、IL-1β、IL-6、誘導(dǎo)型一氧化氮合酶（iNOS）表達與調(diào)節(jié)RAGE/NF-κB/MAPK軸有關(guān)[58]。五味子乙素提高AD小鼠學(xué)習(xí)認知能力還與其抑制腦組織內(nèi)p53、Bax、細胞色素C（Cyto C）、半胱氨酰天冬氨酸酶（Caspase）-9、Caspase-3等凋亡因子的表達有關(guān)[59]。華中五味子酮可以抑制AD大鼠海馬區(qū)NF-κB和iNOS表達，緩解炎癥反應(yīng)[60]。α-異畢澄茄油烯通過介導(dǎo)NF-κB、JNK和p38信號通路，抑制前列腺素E2、NO、TNF-α、IL-1β、IL-6等炎癥因子產(chǎn)生，改善了Aβ1-42導(dǎo)致的小膠質(zhì)細胞損傷[61]。

1.6 其他方面

五味子還可以通過改善線粒體功能、調(diào)節(jié)腸道菌群、線粒體功能障礙、影響基因表達等，提高學(xué)習(xí)認知障礙。五味子超臨界萃取物可以提高細胞中琥珀酸脫氫酶（SDH）的活性，降低乳酸脫氫酶（LDH）含量，減少細胞損傷，并存在一定的劑量依賴性[62]。五味子醇甲可以從線粒體的功能、生物合成、能量代謝、動力學(xué)四個方面整體恢復(fù)Aβ1-41誘導(dǎo)AD大鼠的線粒體系統(tǒng)損害[63]。五味子乙醇提取物還可降低Aβ1-42誘導(dǎo)的AD大鼠血清中腸道菌群代謝產(chǎn)物短鏈脂肪酸丁酸、3-甲基戊酸和己酸濃度并使之趨于正常水平，進而減少Aβ的聚積[64]。五味子木脂素提取物可以通過調(diào)節(jié)TrkB/CREB/ERK通路，增加腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子（BDNF），從而緩解抑郁小鼠的認知功能減退[65]。隨著年齡增長，DNA甲基化的水平降低，而神經(jīng)元細胞DNA甲基化與AD的發(fā)病機制密切相關(guān)。五味子乙素可以通過調(diào)節(jié)PI3K/Akt信號通路，促進Aβ1-42損傷的SH-SY5Y細胞模型中DNMT3A和DNMT1的mRNA及蛋白表達，影響DNA甲基化狀態(tài)，進而起到防治AD的作用[66-67]。五味子乙素可能通過提高海馬組織和大腦皮層中突觸素（SYN）、突觸后致密蛋白-95（PSD-95）水平，提高突觸可塑性，進而改善鋁中毒大鼠的學(xué)習(xí)認知障礙[68]。

五味子提取物及活性成分防治AD及其作用機制匯總見表1及表2。

表1 五味子提取物防治AD及其作用機制研究Tab 1 Schisandra chinensis extract in preventing and treating AD and their mechanism

表2 五味子活性成分防治AD及其作用機制研究Tab 2 Active components in Schisandra chinensis in treating AD and their mechanism

2 五味子配伍使用在防治AD中的應(yīng)用

在臨床應(yīng)用中，中藥多與其他藥物配伍組成方劑使用，從而更好地發(fā)揮療效。在治療AD的方劑中，五味子常與益智仁、熟地黃、人參、石菖蒲等中藥配伍使用，協(xié)同發(fā)揮提高認知功能障礙的作用。在益智五味丸中五味子和益智仁配伍，可增強其補腎固精之功，研究發(fā)現(xiàn)兩者合用可以通過激活PI3K/Akt/GSK-3β/CREB途徑，顯著改善Aβ1-42誘導(dǎo)AD小鼠的認知功能障礙[69]。地黃飲子中五味子補腎益氣，加以熟地黃滋陰填髓，兩藥配伍可以明顯抑制Aβ1-42聯(lián)合半乳糖誘導(dǎo)AD大鼠腦中Aβ和Tau蛋白生成，其機制與可抑制腦內(nèi)的AchE含量，并促進CREB等學(xué)習(xí)相關(guān)蛋白表達有關(guān)[70]。生脈散以人參為君藥，佐以五味子，可增強益氣養(yǎng)陰之效，兩藥合用可以顯著改善Aβ25-35誘導(dǎo)的AD大鼠的認知障礙，其機制與改善機體的炎癥反應(yīng)、腸道菌群、神經(jīng)遞質(zhì)和能量代謝等方面密切相關(guān)[71]。五味子補腎益氣，配以石菖蒲祛痰開竅，可用于治療“腎虛痰淤”型癡呆，兩者合用的作用機制與調(diào)節(jié)AD大鼠的花生四烯酸代謝、鞘脂代謝、神經(jīng)遞質(zhì)代謝有關(guān)[72]。

3 討論與展望

本文通過梳理五味子防治AD的作用機制研究，理清其作用途徑：主要涉及減少老年斑和神經(jīng)纖維形成、提高突觸可塑性、緩解氧化應(yīng)激、減輕神經(jīng)炎癥反應(yīng)等，主要涉及的靶點有：β-secretase、Glu、AchE、GSK-3β、PI3K、Akt、GLUT、CREB、Nrf2、JNK、p38、ERK1/2、SIRT1、NF-κB、NLRP1等。本文將基于文獻得到的五味子改善AD作用的相關(guān)靶點和通路進行整合、關(guān)聯(lián)，發(fā)現(xiàn)其主要通過上調(diào)PI3K/Akt，下調(diào)MAPKs通路，再激活CREB蛋白，進而觸發(fā)其他下游分子表達，調(diào)節(jié)各作用途徑，從而發(fā)揮治療AD效果，如圖2所示。

圖2 五味子防治AD的作用機制Fig 2 Prevention mechanism of Schisandra chinensis on AD

五味子通過PI3K/Akt和MAPKs信號通路激活CREB后：可以促進GLUT表達，減少Glu分泌，提高神經(jīng)元突觸可塑性；降低β-secretase活性，進而抑制Aβ1-42、Aβ1-40、Aβ25-35毒性蛋白生成、聚積；通過促進Nrf2表達，提高HO-1、NQO-1含量，提高SOD、CAT、GSH、GSH-Px等抗氧化酶活性，降低MDA、NO、NOS含量，改善氧化損傷；可以激活SIRT1受體，減少p53和p65表達，從而緩解氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)；還能抑制NF-κB表達，下調(diào)NLRP1炎性小體，減少TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-18等炎癥因子生成，減輕炎癥反應(yīng)。

CREB是神經(jīng)元中一種普遍存在的選擇性結(jié)合核蛋白，可以調(diào)節(jié)神經(jīng)元生長、突觸可塑性、神經(jīng)保護、基因轉(zhuǎn)錄等過程，是短期記憶轉(zhuǎn)化為長期記憶所必需的核心靶點。AD患者腦中CREB含量顯著降低，是導(dǎo)致認知障礙的重要原因。五味子可以提高CREB表達，調(diào)節(jié)多個下游靶點，進而通過各途徑改善AD的病理變化，提高學(xué)習(xí)記憶能力，發(fā)揮防治AD的作用。因此，CREB可能是五味子防治AD作用機制的關(guān)鍵靶點，這為五味子防治AD的作用機制研究提供了依據(jù)和參考。

五味子中五味子醇甲、五味子甲素、五味子乙素、五味子丙素、五味子酯甲、五味子酯乙、五味子酚、五味子酮、α-異畢澄茄油烯均具有改善認知功能障礙的活性，其中對五味子醇甲、五味子甲素、五味子乙素的研究較成熟，抗AD活性較強；五味子中的五味子醇甲和五味子乙素含量高于近緣藥材南五味子，為五味子的典型成分，可考慮作為五味子防治AD的潛在質(zhì)量標志物，為進一步完善五味子的質(zhì)量分析評價體系提供參考。