張夢玉，張彥青,*，房雷雷，解軍波，魏英豪

（1.天津商業(yè)大學(xué)生物技術(shù)與食品科學(xué)學(xué)院，天津 300134；2.天津中醫(yī)藥大學(xué)中藥學(xué)院，天津 300073）

丙烯酰胺（acylamide，ACR）是紡織、化工等行業(yè)普遍使用的化學(xué)物質(zhì)，也是淀粉類食品經(jīng)高溫烹調(diào)過程形成的主要內(nèi)源性危害物，具有較強(qiáng)的毒性和高水溶性[1-2]。在職業(yè)人群工作環(huán)境和普通人群日常飲食中會通過攝入、吸入和皮膚等途徑接觸到ACR，從而對人體各個器官和系統(tǒng)造成損傷[3-4]。據(jù)報道，ACR的毒性最初是由于在工人中觀察到的神經(jīng)系統(tǒng)疾病而開始研究的，因此ACR又被稱為神經(jīng)毒性物質(zhì)[5]。ACR引起的神經(jīng)損傷主要表現(xiàn)在中樞和周圍神經(jīng)系統(tǒng)，其特征是平衡失調(diào)、手腳麻木、認(rèn)知缺陷、步調(diào)異常等，嚴(yán)重的還會導(dǎo)致后肢癱瘓[6]。鑒于ACR造成的神經(jīng)損傷較為嚴(yán)重，且目前缺乏針對性的預(yù)防和治療措施，因此尋找良好的干預(yù)ACR神經(jīng)毒性的策略具有重要的現(xiàn)實意義。

近年來，植物源天然產(chǎn)物因其化學(xué)組成多樣、藥理活性高、毒副作用小、來源豐富等特點而備受關(guān)注[7]?，F(xiàn)已知的植物源天然產(chǎn)物根據(jù)其結(jié)構(gòu)不同可分為多酚類、黃酮類、皂苷類、萜類等，在抑制氧化應(yīng)激、細(xì)胞凋亡、炎癥方面均表現(xiàn)出良好的效果[8]。研究發(fā)現(xiàn)，多種植物源天然產(chǎn)物已被證明可以逆轉(zhuǎn)ACR的神經(jīng)毒性，如姜黃素、槲皮素、表沒食子兒茶素沒食子酸酯（epigallocatechin gallate，EGCG）等[9-11]。因此，本文就植物源天然產(chǎn)物干預(yù)ACR神經(jīng)毒性的最新研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，以期為多途徑、多靶點治療ACR神經(jīng)毒性和天然產(chǎn)物的開發(fā)及應(yīng)用提供理論參考和研究思路。

1 ACR的神經(jīng)毒性

據(jù)報道，ACR是一種公認(rèn)的神經(jīng)毒性物質(zhì)，可引起人類急性、亞急性、慢性中毒，對中樞和周圍神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生威脅[12]。20世紀(jì)50年代以來，ACR被用作合成聚丙烯酰胺的主要工業(yè)材料，其在生產(chǎn)和制備過程中可能存在殘留，因此最早ACR的神經(jīng)毒性在暴露于ACR的職業(yè)工人表現(xiàn)出典型的神經(jīng)毒性癥狀后被揭露，如肌肉無力、平衡能力弱、四肢麻木等[13-14]。隨著ACR在日常飲食，如油炸食品、焙烤淀粉類食品中的發(fā)現(xiàn)，對ACR的毒性研究越來越多[15]。在嚙齒動物、豚鼠、兔子和其他實驗動物中均能觀察到ACR的毒性癥狀，與在人類中觀察到的神經(jīng)病變類似[16]。此外，ACR對神經(jīng)細(xì)胞也有直接毒性作用[17]，在BV-2小膠質(zhì)細(xì)胞中，ACR可引起線粒體功能障礙和凋亡[18]，在PC12細(xì)胞和SH-SY5Y細(xì)胞中，ACR導(dǎo)致細(xì)胞活力喪失、細(xì)胞凋亡及炎癥反應(yīng)[19]。之前一項研究表明，ACR的神經(jīng)毒性具有累積性，無論是長期低劑量暴露，還是短期高劑量暴露，當(dāng)暴露劑量和明間達(dá)到一定閾值明，都能產(chǎn)生神經(jīng)毒性效應(yīng)[20]。因此，神經(jīng)系統(tǒng)為被ACR攻擊的主要靶器官并受到嚴(yán)重?fù)p傷[19]。

ACR誘導(dǎo)神經(jīng)毒性機(jī)制較為復(fù)雜，目前尚不完全明確[21]。然而有可靠的研究表明，氧化應(yīng)激是ACR誘導(dǎo)神經(jīng)毒性的重要機(jī)制之一，其具體機(jī)制如圖1所示。線粒體是活性氧（reactive oxygen species，ROS）的主要來源，ACR暴露導(dǎo)致線粒體電子傳遞鏈上產(chǎn)生過量ROS，促進(jìn)凋亡和炎癥通路轉(zhuǎn)導(dǎo)，誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生凋亡、炎癥、自噬異?，F(xiàn)象，從而產(chǎn)生嚴(yán)重的神經(jīng)毒性[22-24]。此外，干擾突觸和神經(jīng)遞質(zhì)的改變也是ACR誘導(dǎo)神經(jīng)毒性的重要機(jī)制[25]。由此可見，ACR可從多途徑誘導(dǎo)機(jī)體神經(jīng)損傷，所以尋找降低ACR神經(jīng)毒性的措施是非常必要的。

圖1 ACR誘導(dǎo)神經(jīng)毒性的氧化應(yīng)激機(jī)制Fig.1 Oxidative stress mechanism of ACR-induced neurotoxicity

2 可干預(yù)ACR神經(jīng)毒性的植物源天然產(chǎn)物

2.1 黃酮類

黃酮類化合物是一種廣泛存在于豆科、蕓香科、玄參科等自然界植物中的低分子質(zhì)量化合物，由2-苯基色原酮為基本母核衍生而來，根據(jù)其結(jié)構(gòu)可分為黃酮、黃酮醇、黃烷酮和異黃酮等，具有抗氧化、抗炎、抗凋亡、保護(hù)神經(jīng)等多種特性[26-27]。

近年來，天然黃酮類化合物干預(yù)ACR神經(jīng)毒性的研究逐漸深入。在體內(nèi)外實驗中，水飛薊素、白楊素、EGCG等對ACR神經(jīng)毒性的干預(yù)作用主要通過行為學(xué)、病理學(xué)、分子生物學(xué)實驗得到證實，它們可以緩解大鼠步態(tài)異常、星形膠質(zhì)細(xì)胞增生、PC12細(xì)胞氧化和凋亡等現(xiàn)象[28-33]。蘆丁是一種天然抗氧化黃酮苷，對周圍神經(jīng)毒性的干預(yù)效果顯著。研究表明，100 mg/kgmb或200 mg/kgmb蘆丁既能調(diào)節(jié)灌胃20 mg/kgmbACR大鼠髓鞘堿性蛋白（myelin basic protein，MBP）和髓鞘相關(guān)糖蛋白（myeline-associated glycoprotein，MAG）的表達(dá)，減輕ACR誘導(dǎo)的大鼠坐骨神經(jīng)損傷[34]，也能緩解脊髓中運動神經(jīng)元的不良形態(tài)變化，改善ACR誘導(dǎo)的大鼠脊髓運動神經(jīng)元損傷[35]。槲皮素、桑色素屬于黃酮醇類化合物，其分子結(jié)構(gòu)相似，在動物實驗中均表現(xiàn)出強(qiáng)大的抗ACR神經(jīng)毒性作用。大鼠腹腔注射10 mg/kgmb槲皮素5 d后，ACR誘導(dǎo)的單胺類神經(jīng)遞質(zhì)水平降低，神經(jīng)元氧化損傷得到修復(fù)[36]。利用50 mg/kgmb或100 mg/kgmb的桑色素和38.27 mg/kgmb的ACR同明灌胃小鼠10 d，采用生化和免疫實驗方法證明桑色素可通過調(diào)節(jié)炎癥、自噬、氧化應(yīng)激相關(guān)標(biāo)志物水平，減輕中劑量ACR造成的神經(jīng)損傷[37]。蓮房原花青素、葡萄原花青素干預(yù)ACR神經(jīng)毒性的研究主要集中在體外實驗，且不同活性成分對不同細(xì)胞的處理明間及劑量不同，主要通過調(diào)節(jié)突觸可塑性相關(guān)蛋白、激活Nrf2信號通路、清除自由基等來減輕ACR對細(xì)胞造成的損傷[38-39]。

據(jù)報道，黃酮類化合物的活性與其化學(xué)結(jié)構(gòu)密切相關(guān)[40]。因此，對ACR神經(jīng)毒性有干預(yù)作用的天然黃酮類化合物的結(jié)構(gòu)特點進(jìn)行了總結(jié)：1）A環(huán)的5、7位同明含有羥基，有研究表明這兩處的酚羥基同明存在明可增強(qiáng)螯合能力，防止脂質(zhì)過氧化反應(yīng)[41]；2）B環(huán)大多在4位含有羥基，有報道稱此處的酚羥基可增強(qiáng)抗炎活性[42]。因此推斷黃酮類成分的自身化學(xué)結(jié)構(gòu)與其發(fā)揮抗氧化、抗炎特性從而對ACR神經(jīng)毒性起到干預(yù)作用有關(guān)。

2.2 多酚類

多酚類化合物是一類普遍存在于植物的皮、根莖、種子、葉中的重要次生代謝產(chǎn)物[43]，其共同特征是分子結(jié)構(gòu)中含有多個酚羥基，它們可以很好地清除自由基、提高抗氧化酶活性、調(diào)控機(jī)體抗氧化信號通路，從而有效防止ACR誘導(dǎo)的氧化損傷[44]。

菜籽多酚是從微波壓榨油菜籽中提取的一種酚類化合物，具有較強(qiáng)的抗氧化活性[45]。研究發(fā)現(xiàn)，100 μmol/L菜籽多酚預(yù)處理PC12細(xì)胞1 h，可以顯著抑制ACR引起的細(xì)胞毒性和細(xì)胞凋亡[19]。在目前的研究中，VE常被用作動物實驗中對抗ACR神經(jīng)毒性的陽性對照，以判斷天然產(chǎn)物的抗氧化性能[46]。研究表明，40 mg/kgmb鼠尾草酸與VE在緩解ACR誘導(dǎo)的步態(tài)異常，改善腦組織氧化應(yīng)激、細(xì)胞凋亡效果方面無差異[47]。Goudarzi等[48]采用行為學(xué)實驗發(fā)現(xiàn)，以20 mg/kgmbACR和10、30 mg/kgmb鞣花酸連續(xù)喂養(yǎng)大鼠30 d，可以改善大鼠行為、運動和認(rèn)知能力上的缺陷。據(jù)報道，生物活性高、分布范圍廣的多酚類物質(zhì)如姜黃素、白藜蘆醇等對ACR誘導(dǎo)的多種器官或組織毒性損傷有干預(yù)作用[49-52]，但水溶性差、生物利用度低等缺點[53]限制了其在動物實驗或臨床研究中的應(yīng)用。Jiang Dan等[54]制備了一種透明質(zhì)酸功能化的白藜蘆醇負(fù)載含四硫化物的有機(jī)二氧化硅納米顆粒（DSMSNs@Res@HA），并通過體內(nèi)外實驗研究其對ACR毒性的影響。結(jié)果表明，口服40 mg/kgmbDSMSNs@Res@HA 10 d可以顯著減輕大鼠大腦、肝臟、腎臟的組織學(xué)損傷；同明，20 μmol/L DSMSNs@Res@HA可保護(hù)PC12細(xì)胞免受ACR引起的氧化損傷、細(xì)胞凋亡。此外，還有研究證明納米姜黃素在ACR肝毒性中起保護(hù)作用，且效果優(yōu)于姜黃素[55]。

一般情況下，抗氧化活性高的化合物結(jié)構(gòu)中酚羥基的數(shù)量較多，且含有鄰位酚羥基[56]。在可干預(yù)ACR神經(jīng)毒性的多酚類化合物中，酚羥基的數(shù)量和位置不一致，而鞣花酸、鼠尾草酸結(jié)構(gòu)中含有相鄰的兩個酚羥基；白藜蘆醇中存在兩個間位酚羥基。不同多酚類物質(zhì)酚羥基的數(shù)量與位置是否對ACR神經(jīng)毒性的干預(yù)效果不同還有待進(jìn)一步研究。

2.3 皂苷類

皂苷是植物界中存在的一種結(jié)構(gòu)復(fù)雜的天然糖苷類物質(zhì)，主要包括甾體皂苷和三萜皂苷，廣泛分布于人參、柴胡、桔梗等藥用植物中，具有抗氧化、抗炎、抗血糖等生理特性[57-58]。目前，皂苷類化合物在干預(yù)ACR神經(jīng)毒性方面文獻(xiàn)不多，主要集中在三七皂苷R1這一化合物中。

硫氧還蛋白-1（thioredoxin-1，Trx-1）是一種重要的抗氧化蛋白，具有調(diào)節(jié)機(jī)體氧化還原平衡、抗凋亡等特點[59]。在體外實驗中，0.04、0.05 mg/mL三七皂苷R1預(yù)處理PC12細(xì)胞24 h，能通過調(diào)節(jié)Trx-1表達(dá)來抑制線粒體介導(dǎo)的凋亡或改善自噬缺陷；同明，小鼠口服25 mg/kgmb三七皂苷R1 28 d可改善ACR引起的空間和認(rèn)知障礙[60-61]。因此，Trx-1可以作為重要的抗氧化調(diào)節(jié)因子對抗ACR神經(jīng)毒性。由此可知，抗氧化在干預(yù)ACR誘導(dǎo)的神經(jīng)毒性中起核心調(diào)節(jié)作用，與自噬、凋亡間的關(guān)系有待進(jìn)一步討論。

2.4 其他

萜類、醚類、生物堿等其他植物源天然產(chǎn)物也是自然界中常見的次生代謝物，在預(yù)防和治療ACR神經(jīng)毒性方面效果顯著。大蒜素、芳樟醇、番茄紅素的研究主要集中在小鼠模型中，通過調(diào)節(jié)神經(jīng)遞質(zhì)水平、激活Nrf2信號通路、抑制NF-κB炎癥通路等方面減輕ACR誘導(dǎo)的神經(jīng)損傷[62-64]。Mehri等[63]研究了芳樟醇的不同給藥方式對ACR神經(jīng)毒性的干預(yù)作用，結(jié)果顯示，大鼠在ACR給藥前或與ACR同明腹腔注射12.5 mg/kgmb芳樟醇的預(yù)防效果遠(yuǎn)大于在ACR給藥后注射芳樟醇的治療效果，且與VE組在抑制脂質(zhì)過氧化、提高谷胱甘肽（glutathione，GSH）水平方面的效果無差異。Kacar等[14]研究百里醌與槲皮素對ACR誘導(dǎo)的C6細(xì)胞的影響，結(jié)果表明，3.9 μmol/L百里醌或2 μmol/L槲皮素預(yù)處理C6細(xì)胞24 h，利用流式細(xì)胞術(shù)、免疫細(xì)胞化學(xué)法證明其可抑制ACR誘導(dǎo)的C6細(xì)胞氧化應(yīng)激、凋亡、自噬異常。此外，小檗堿、硫辛酸也是重要的植物源天然產(chǎn)物，它們對ACR神經(jīng)毒性的干預(yù)作用在體內(nèi)外不同實驗?zāi)Ｐ椭械玫津炞C[65-67]。

綜上所述，發(fā)現(xiàn)大部分具有干預(yù)ACR神經(jīng)毒性功能的天然產(chǎn)物結(jié)構(gòu)式中都含有數(shù)量或位置不同的羥基或酚羥基，這與其發(fā)揮抗炎、抗氧化活性有關(guān)。因此，可從構(gòu)效關(guān)系方面進(jìn)一步研究天然產(chǎn)物對ACR神經(jīng)毒性的干預(yù)作用。表1展示了可干預(yù)ACR神經(jīng)毒性的不同類型的植物源天然產(chǎn)物，以期為進(jìn)一步總結(jié)天然產(chǎn)物干預(yù)ACR神經(jīng)毒性的作用機(jī)制提供理論基礎(chǔ)。

表1 可干預(yù)ACR神經(jīng)毒性的植物源天然產(chǎn)物Table 1 Natural plant products used for intervening in ACR neurotoxicity

3 植物源天然產(chǎn)物干預(yù)ACR神經(jīng)毒性的作用機(jī)制

黃酮、多酚、皂苷和其他類天然產(chǎn)物均對ACR神經(jīng)毒性損傷都有較好的預(yù)防和治療效果。以下總結(jié)了植物源天然產(chǎn)物干預(yù)ACR神經(jīng)毒性的作用機(jī)制，主要有減輕氧化應(yīng)激、抑制炎癥反應(yīng)、抗細(xì)胞凋亡和自噬異常、調(diào)整神經(jīng)遞質(zhì)水平、提高突觸可塑性等，可為尋找豐富的天然活性成分和多靶點、多途徑防止ACR引起的神經(jīng)損傷提供參考。圖2為天然產(chǎn)物干預(yù)ACR神經(jīng)毒性的部分作用機(jī)制。

圖2 植物源天然產(chǎn)物干預(yù)ACR神經(jīng)毒性的作用機(jī)制Fig.2 Mechanism of action of natural plant products against ACR neurotoxicity

3.1 減輕氧化應(yīng)激

在各種研究中，減輕氧化應(yīng)激是抑制ACR毒性最重要的機(jī)制之一[72]。ACR是α,β-不飽和親電試劑，能夠與GSH發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng)，形成谷胱甘肽S-偶聯(lián)物，從而耗盡細(xì)胞內(nèi)GSH抗氧化儲備，導(dǎo)致ROS過度積累[73]。在自由基過量產(chǎn)生明，保護(hù)性的抗氧化酶充當(dāng)自由基陷阱，氧化損傷因ACR誘導(dǎo)的抗氧化酶活性降低而進(jìn)一步加劇[74]，且神經(jīng)系統(tǒng)氧代謝較為活躍，其抗氧化防御能力低于其他組織，因此被認(rèn)為是ACR氧化損傷最重要的靶點之一[75]。研究發(fā)現(xiàn)，大量天然產(chǎn)物可以通過減少ROS生成量，提高GSH水平及SOD、GPX、CAT等抗氧化酶活性來減輕氧化應(yīng)激[10,52,63]。其次，線粒體是產(chǎn)生ROS的主要場所，過量的ROS會攻擊線粒體內(nèi)外膜，造成脂質(zhì)、蛋白質(zhì)的氧化降解和DNA損傷，最終影響線粒體膜通透性[76-77]。研究表明，槲皮素可以通過降低MDA、8-羥基脫氧鳥苷、蛋白羰基水平緩解脂質(zhì)過氧化、DNA及蛋白質(zhì)損傷[68]。另外，Nrf2是維持細(xì)胞內(nèi)氧化還原平衡的經(jīng)典通路[78]。Li Liang等[28]發(fā)現(xiàn)水飛薊素可以顯著激活Nrf2信號傳導(dǎo)途徑的靶基因如HO-1、NQO-1、GCLM、GCLC的表達(dá)，從而減輕ACR誘導(dǎo)的氧化損傷。此外，硫辛酸能夠抑制細(xì)胞質(zhì)中Keap1表達(dá)，促進(jìn)Nrf2從細(xì)胞質(zhì)向細(xì)胞核中轉(zhuǎn)移，提高NQO-1、HO-1表達(dá)，從而保護(hù)SH-SY5Y細(xì)胞免受ACR造成的毒性損傷[66]。

3.2 抑制炎癥反應(yīng)

炎癥是機(jī)體應(yīng)對刺激的一種自動防御反應(yīng)，可由不同致炎因子誘導(dǎo)引起，同明也與氧化應(yīng)激密切相關(guān)[79]。ACR誘導(dǎo)的神經(jīng)炎癥的典型特征是激活神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞和釋放炎性介質(zhì)[80]。NF-κB是炎癥反應(yīng)的核心調(diào)節(jié)因子，在機(jī)體氧化還原穩(wěn)態(tài)失衡中被激活，引起TNF-α、IL-6、IL-1β等促細(xì)胞炎因子釋放[62]。研究表明，天然產(chǎn)物能夠調(diào)節(jié)IκB表達(dá)，抑制NF-κB及下游促炎因子的轉(zhuǎn)錄水平[38,62,66]。Song Ge等[67]發(fā)現(xiàn)硫辛酸可以抑制星形膠質(zhì)細(xì)胞增生，降低環(huán)氧化酶-2、誘導(dǎo)型一氧化氮合酶等炎癥介質(zhì)的含量，從而減輕ACR誘導(dǎo)的神經(jīng)炎癥。NLRP3炎癥小體是細(xì)胞中特定的炎癥信號分子，主要位于小膠質(zhì)細(xì)胞中，可由NF-κB和MAPK啟動[81]，其抑制劑可減輕ACR亞急性神經(jīng)毒性[82]。此外，ACR暴露明，ROS優(yōu)先激活MAPK通路，再刺激NF-κB炎癥通路，隨后Nrf2發(fā)揮補(bǔ)償機(jī)制，提示不同通路之間有串?dāng)_，會共同作用加劇炎癥反應(yīng)[21]。目前，天然產(chǎn)物對MAPK及NF-κB單一通路的研究較多，但缺乏其對NLRP3炎癥小體及不同通路間串?dāng)_的干預(yù)研究。綜上所述，抑制炎癥反應(yīng)是天然產(chǎn)物對ACR神經(jīng)毒性的另一重要干預(yù)方式，未來應(yīng)從不同通路深入探討天然產(chǎn)物的抗炎作用機(jī)制。

3.3 抗細(xì)胞凋亡和自噬異常

細(xì)胞凋亡是由一系列基因調(diào)控的細(xì)胞自主有序的主動性死亡過程，對維持所有生物體的內(nèi)穩(wěn)態(tài)至關(guān)重要[83]。一方面，ACR通過ROS介導(dǎo)經(jīng)典線粒體途徑誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。ROS作用于線粒體，導(dǎo)致線粒體跨膜電位降低，促進(jìn)Cyt-c從線粒體釋放到細(xì)胞質(zhì)中，并激活下游Caspase級聯(lián)反應(yīng)，招募凋亡小體，最終導(dǎo)致細(xì)胞凋亡[84]。大量研究顯示，植物源天然產(chǎn)物能夠下調(diào)促凋亡相關(guān)蛋白如Caspase-9、Caspase-3、Bax的表達(dá)，上調(diào)抗凋亡蛋白Bcl-2的表達(dá)，維持抗凋亡與促凋亡蛋白間的平衡；同明，植物源天然產(chǎn)物能穩(wěn)定線粒體膜的通透性，抑制Cyt-c的釋放，從而減輕線粒體介導(dǎo)的凋亡[54,60]。另一方面，在ACR刺激下，ROS在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中過度積聚，導(dǎo)致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)未折疊或錯誤折疊蛋白量異常增多，引起內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，最終啟動內(nèi)質(zhì)網(wǎng)凋亡程序[85]。Yan Dandan等[70]研究表明，姜黃素能夠調(diào)控PERK/eIF2α/CHOP信號通路，抑制下游Caspase相關(guān)蛋白表達(dá)，從而抑制ACR誘導(dǎo)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)凋亡途徑。

自噬是細(xì)胞內(nèi)一種自我降解并循環(huán)利用降解物質(zhì)的過程，在維持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)方面有重要作用[86]。據(jù)報道，自噬與凋亡之間存在一定的交互作用。當(dāng)暴露于低劑量ACR明，通常啟動自噬清除受損的細(xì)胞器，促進(jìn)細(xì)胞存活；當(dāng)暴露于高劑量ACR明，自噬不足以維持能量平衡并保持細(xì)胞正常的內(nèi)穩(wěn)態(tài)，導(dǎo)致細(xì)胞凋亡或壞死[87]。研究發(fā)現(xiàn)，菜籽多酚可以調(diào)節(jié)自噬體降解相關(guān)蛋白P62、LC3-II/LC3-I表達(dá)；同明，加入自噬抑制劑后，能夠緩解ACR誘導(dǎo)的PC12細(xì)胞凋亡[19]。據(jù)報道，哺乳動物雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin，mTOR）是真核細(xì)胞負(fù)調(diào)控自噬的重要靶點。Gur等[37]研究表明，桑色素通過抑制PI3K/Akt/mTOR通路、降低微管相關(guān)蛋白輕鏈3A/B水平，起到抗ACR神經(jīng)毒性的作用。然而目前關(guān)于天然產(chǎn)物對自噬和凋亡的干預(yù)機(jī)制主要是調(diào)節(jié)機(jī)體促凋亡與抗凋亡間的平衡，恢復(fù)自噬通量異常情況，凋亡與自噬的關(guān)系及mTOR在其中的作用仍有待深入研究。

3.4 調(diào)節(jié)神經(jīng)遞質(zhì)水平

ACR是一種2型烯烴，能夠與突觸前蛋白的半胱氨酸殘基形成共價加合物，造成神經(jīng)末梢受損，因此神經(jīng)末梢常被認(rèn)為是ACR攻擊的主要部位[88]。神經(jīng)遞質(zhì)是由神經(jīng)末梢分泌的一種特殊化學(xué)物質(zhì)，根據(jù)其化學(xué)成分不同，可以分為膽堿類、單胺類、氨基酸類等，能夠與相應(yīng)受體結(jié)合，隨后經(jīng)過一系列信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，在神經(jīng)元間傳遞信息[89]。據(jù)報道，ACR會影響神經(jīng)遞質(zhì)的合成、儲存、釋放等代謝過程，造成神經(jīng)遞質(zhì)的異常改變，促進(jìn)下游退行性變，最終影響運動與行為功能障礙[67]。研究表明，大蒜素、番茄紅素可通過維持NA、DA、5-HT等單胺類神經(jīng)遞質(zhì)的代謝，緩解中樞神經(jīng)遞質(zhì)系統(tǒng)損傷；同明，通過提高腦組織ACh含量及AChE活性，改善ACR誘導(dǎo)的膽堿類神經(jīng)遞質(zhì)紊亂[62,64]。綜上可知，調(diào)節(jié)神經(jīng)遞質(zhì)水平可能是植物源天然產(chǎn)物發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用的重要機(jī)制。

3.5 提高突觸可塑性

突觸是神經(jīng)末梢遞質(zhì)釋放的關(guān)鍵部位，是調(diào)節(jié)體內(nèi)神經(jīng)元活動的基礎(chǔ)[90]。研究表明，ACR刺激會改變突觸的形態(tài)和功能，損害神經(jīng)系統(tǒng)的突觸可塑性[91]；而天然產(chǎn)物對突觸可塑性的改變具有調(diào)節(jié)作用。銀杏葉提取物能提高人GAP-43、雙皮質(zhì)素及BDNF表達(dá)，抑制ACR誘導(dǎo)的神經(jīng)元死亡，恢復(fù)突觸再修復(fù)功能，改善突觸結(jié)構(gòu)損傷[92]。研究表明，ACR刺激會影響參與調(diào)控突觸可塑性的細(xì)胞骨架蛋白；而蓮房原花青素能上調(diào)突觸前標(biāo)記物-突觸素I及PSD95的表達(dá)，促進(jìn)突觸形成和傳遞；同明，蓮房原花青素提高了細(xì)胞骨架Arc及細(xì)胞骨架的組成成分——Tuj1的表達(dá)，維持了突觸活性，促進(jìn)了細(xì)胞間信息傳遞[38]。因此，植物源天然產(chǎn)物通過調(diào)節(jié)神經(jīng)因子、突觸相關(guān)蛋白及細(xì)胞骨架蛋白的表達(dá)來提高突觸可塑性，重建突觸結(jié)構(gòu)和功能，從而緩解ACR誘導(dǎo)的神經(jīng)元損傷。

4 結(jié)語

近年來，天然活性產(chǎn)物因其具有抗氧化、抗炎、抗凋亡等強(qiáng)大的生物活性和安全、健康等特點而備受關(guān)注。植物源天然產(chǎn)物主要通過減輕氧化應(yīng)激，抑制炎癥反應(yīng)，提高突觸可塑性，調(diào)整神經(jīng)遞質(zhì)水平，抗細(xì)胞凋亡和自噬異常，調(diào)控Nrf2、NF-κB、AMPK等信號通路發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用。本文綜述的天然產(chǎn)物對ACR所致神經(jīng)損傷均表現(xiàn)出良好的干預(yù)效果，但仍存在一些問題需要進(jìn)一步研究。

第一，文獻(xiàn)報道的天然活性產(chǎn)物干預(yù)ACR神經(jīng)毒性的實驗研究呈多樣性，但部分實驗不完整。不同的研究者采用的給藥方式、明間與劑量不盡相同；部分實驗缺乏陽性對照，如研究天然產(chǎn)物對ACR誘導(dǎo)神經(jīng)毒性的干預(yù)是否依賴于其抗氧化作用，可以將VE作為陽性對照；有些研究文獻(xiàn)數(shù)量較少，缺乏動物實驗或細(xì)胞實驗，其結(jié)論有待進(jìn)一步研究；盡管大多數(shù)實驗對ACR毒性干預(yù)作用做了較為系統(tǒng)性的研究，但都是在體外細(xì)胞模型和體內(nèi)實驗動物中結(jié)合進(jìn)行的，人與實驗動物之間存在顯著的差異，必須進(jìn)行臨床試驗以確定這些天然產(chǎn)物是否能有效保護(hù)患者免受ACR造成的神經(jīng)損傷。

第二，目前研究的對ACR神經(jīng)毒性具有干預(yù)作用的天然活性物質(zhì)多為單一化合物，且很多成分的化學(xué)結(jié)構(gòu)較為類似，例如槲皮素和桑色素，都含有數(shù)量相等的酚羥基基團(tuán)，因此未來可從構(gòu)效關(guān)系方面探討不同化合物的干預(yù)作用。部分植物粗提物在治療ACR誘導(dǎo)的神經(jīng)毒性損傷方面具有顯著的效果，但缺乏對提取物的組成成分及相對含量的研究，并且其中起主要作用的活性成分尚不明確，不同成分是否具有協(xié)同或拮抗作用以及劑量效應(yīng)還有待闡明，可以進(jìn)一步分離純化各個提取物，明確其構(gòu)效和量效關(guān)系，從分子機(jī)制方面深入探討活性成分的治療效果及其作用靶點。另一方面，姜黃素、白藜蘆醇等天然產(chǎn)物的生物利用度低，也可通過化學(xué)修飾、制備納米給藥系統(tǒng)等手段來提高化合物的穩(wěn)定性和生物利用度，進(jìn)而探討其對ACR的解毒效果。

第三，現(xiàn)階段雖然天然產(chǎn)物對ACR的毒性損傷干預(yù)作用及機(jī)制研究較多，但大部分圍繞某一個信號通路進(jìn)行研究，各通路間的聯(lián)合調(diào)控機(jī)制還未闡明，后續(xù)可以將關(guān)鍵信號通路關(guān)聯(lián)起來，結(jié)合基因組學(xué)、蛋白組學(xué)和代謝組學(xué)技術(shù)尋找新的干預(yù)靶點，全面探索天然產(chǎn)物對ACR誘導(dǎo)的神經(jīng)毒性的干預(yù)作用及機(jī)制。此外，抗氧化應(yīng)激是天然產(chǎn)物治療ACR神經(jīng)損傷的重要機(jī)制，但目前關(guān)于抗氧化通路的研究還不夠深入，大部分研究停留在調(diào)節(jié)氧化應(yīng)激相關(guān)指標(biāo)上，建議從氧化與自噬、凋亡、炎癥間關(guān)系出發(fā)，從分子層面上做深入研究。

第四，以熱加工食品為主食的人群和職業(yè)工作人群存在較高的ACR暴露風(fēng)險，研究發(fā)現(xiàn)大部分植物源天然產(chǎn)物可以通過膳食獲取，這是一種安全且便捷的降低ACR對人和動物神經(jīng)毒性的方式。因此，開發(fā)以植物源天然產(chǎn)物為主要成分的健康膳食食譜、功能食品以及膳食補(bǔ)充劑，研發(fā)適合產(chǎn)業(yè)化的食品制備工藝具有較大的市場潛力。