馬 妍 閆 晨 張連城 王 凱 崔遠武 張琳琳

(天津中醫(yī)藥大學(xué)，天津 300000)

老年性癡呆腎虛痰瘀發(fā)病機制中細胞自噬研究進展

馬 妍1閆 晨2張連城1王 凱 崔遠武1張琳琳1

(天津中醫(yī)藥大學(xué)，天津 300000)

自噬;老年性癡呆(AD);腎虛痰瘀證

老年性癡呆(AD)占癡呆的65%～75%〔1，2〕。大腦局部尤其是海馬和皮層出現(xiàn)由β-淀粉樣蛋白(Aβ)聚集形成的老年斑(SP)和由Tau蛋白異常磷酸化而形成的纖維纏結(jié)(NFT)及神經(jīng)細胞的減少是AD的主要病理特征〔3，4〕。而Aβ生成增加與Aβ清除機制障礙導(dǎo)致的Aβ代謝失衡及Tau蛋白的清除障礙都是AD主要發(fā)病機制。研究〔4〕表明，在AD的發(fā)生發(fā)展中，Aβ和Tau蛋白的生成與代謝、神經(jīng)元的存活與凋亡及行為記憶功能的恢復(fù)等與自噬密切相關(guān)。中醫(yī)認為腎虛髓虧，腦失充養(yǎng)是AD形成的基本病理基礎(chǔ)，而瘀血和痰濁阻腦也是其發(fā)病的重要病理環(huán)節(jié)〔5〕。機體臟腑失調(diào)后，如腎氣虧虛，人體的陰陽平衡被打破，易生痰濁、瘀血等實邪。人體可以通過“精化氣”來維持機體的生命活動，通過自我清除痰濁、瘀血來維持機體內(nèi)環(huán)境的陰陽平衡，而自噬現(xiàn)象正與這些過程相類似〔6〕，且一些研究正試圖證實補腎祛瘀化痰中藥對AD的自噬現(xiàn)象可產(chǎn)生影響〔7，8〕。本文通過細胞的自噬現(xiàn)象，在中醫(yī)陰陽、精氣理論的指導(dǎo)下，運用取象比類思維，從現(xiàn)代生物學(xué)角度探討AD腎虛痰瘀發(fā)病機制。

1 自噬特點及其相關(guān)分子機制

自噬，即自體吞噬，具有高度保守性。自噬是真核細胞所特有一種細胞的自我保護機制，對于神經(jīng)細胞內(nèi)衰老細胞器與錯誤折疊蛋白的清除起重要作用，在神經(jīng)細胞面臨營養(yǎng)缺乏等應(yīng)激條件時，其可以防止神經(jīng)細胞死亡。但是當自噬達到損傷閾值時，則可使神經(jīng)細胞走向死亡。

目前認為自噬可分為3種類型：巨自噬、微自噬和分子伴侶介導(dǎo)的自噬〔9〕。其中巨自噬與AD的發(fā)病機制最為相關(guān)。自噬相關(guān)基因(Atg)12途徑、Atg8途徑這兩個泛素樣結(jié)合系統(tǒng)及Atg9相關(guān)的前自噬體膜形成系統(tǒng)在自噬體的形成中發(fā)揮重要作用。并且Atg12-Atg5-Atg16形成的復(fù)合體，與Atg8和磷脂酰乙醇胺(PE)形成的復(fù)合體相互作用亦與自噬體的形成相關(guān)〔10～12〕。依賴哺乳動物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)途徑的自噬中，下調(diào)mTOR則可促進自噬過程。在不依賴mTOR途徑的自噬過程中，Beclin1和Bcl-2共同參與調(diào)控。其中Beclin1的含量常用來衡量細胞的自噬水平。同源微管相關(guān)蛋白輕鏈(LC)3是酵母Atg8 的哺乳動物同源體，已成為哺乳動物細胞的一種典型的自噬體標志物。LC3Ⅰ和LC3Ⅱ是LC3的兩種類型，而LC3Ⅱ通常被用作哺乳動物細胞中自噬體膜的標記蛋白。

2 自噬在AD發(fā)病中的作用

在AD的發(fā)生發(fā)展中，自噬與Aβ和Tau蛋白的生成與代謝、神經(jīng)元的存活與凋亡及行為記憶功能的恢復(fù)等密切相關(guān)。Aβ是淀粉樣前體蛋白(APP)的剪切產(chǎn)物，病理狀態(tài)下，β-分泌酶和γ-分泌酶可將APP裂解產(chǎn)生Aβ38～43。Aβ40和Aβ42是Aβ主要兩種形式，Aβ42更易形成寡聚體〔13，14〕且具有毒性，是形成SP的主要成分。在AD患者和APP/PS1轉(zhuǎn)基因小鼠腦內(nèi)和腦脊液中，Aβ42/Aβ40的比值明顯升高，并且AD的發(fā)病率和嚴重程度與腦脊液和腦組織中的Aβ40呈反比〔15〕。自噬可能在決定Aβ42/Aβ40比例及Aβ是否形成寡聚體方面占有特殊地位。在AD患者腦中自噬有關(guān)重要基因Beclin1減少〔16〕，而自噬相關(guān)標志Atg5，Atg12和LC3都與AD的病理特征斑塊和NFT有關(guān)〔17〕。當Beclin1減少時，Aβ出現(xiàn)明顯的沉積，而促進自噬后可逆轉(zhuǎn)這一現(xiàn)象。Aβ清除障礙可能通過激活Beclin1自噬正調(diào)控通路，增強對腦內(nèi)沉積的Aβ清除能力，減輕Aβ毒性導(dǎo)致的神經(jīng)元損傷。

AD早期病理變化中，亦包含Tau蛋白過度磷酸化〔18〕，AD腦中NFT的主要成分是過度磷酸化Tau蛋白的異構(gòu)體。自噬溶酶體系統(tǒng)功能障礙將導(dǎo)致Tau蛋白形成低聚物和不能溶解的聚集物〔19〕。Caccamo等〔20〕發(fā)現(xiàn)通過雷帕霉素藥物性可以通過增加自噬改善Aβ和Tau引起的病理過程。因此自噬介導(dǎo)的Tau降解在細胞內(nèi)Tau代謝平衡中起到重要作用〔21〕。

自噬是一把雙刃劍，其具有保護作用，但也可能是一種致病因素。自噬溶酶體途徑障礙可能導(dǎo)致毒性Aβ的產(chǎn)生增多，導(dǎo)致神經(jīng)元的損傷和細胞外SP的形成。自噬可能在AD發(fā)展的早期發(fā)揮保護作用，而在晚期可引起細胞變性和死亡〔21,22〕。對PS1/APP轉(zhuǎn)基因小鼠的研究顯示，腦組織在Aβ沉積之前即可觀察到自噬體的異常增生、聚集，進展至晚期神經(jīng)突萎縮階段則更加明顯，而這種現(xiàn)象唯有Aβ沉積性疾病表現(xiàn)突出〔22〕。

3 腎虛痰瘀發(fā)病機制與神經(jīng)元自噬關(guān)系

老年性癡呆屬中醫(yī)“呆病”、“健忘”、“善忘”等范疇?！鹅`樞經(jīng)》有云：“髓海不足，腦轉(zhuǎn)耳鳴，脛酸眩冒，目無所見，懈怠安臥”。清朝汪昂在《醫(yī)方集解·補養(yǎng)之劑》中亦云：“人之精與志皆藏于腎，腎精不足則志氣衰，不能上通于心，故迷惑善忘也”?？梢娔I精虧虛，髓海不足，腦失充養(yǎng)是其發(fā)病的基礎(chǔ)。而臟腑功能失調(diào)，痰瘀內(nèi)生則是其發(fā)病的重要病理因素。如清代唐容川在《血證論》中曰：“血在上，則濁蔽而不明矣。”因此癡呆病理性質(zhì)為本虛標實，五臟虛衰，氣血虧損，髓?？仗?，清陽不升，腦竅失養(yǎng)，以腎之精氣虧損為本;瘀血、痰濁內(nèi)阻，濁陰不降，上蒙清竅為病之標〔23〕。

自噬對Aβ和Tau蛋白的生成代謝的作用，類似于人體調(diào)節(jié)陰陽平衡的過程。生理狀態(tài)下，自噬可以通過降解細胞內(nèi)的“廢物”(可看作陰)，用來產(chǎn)生新的能量物質(zhì)(可看作陽)供機體利用，保持細胞的正常狀態(tài)。陰陽動態(tài)平衡、動態(tài)發(fā)展，維持人體陰陽平和的狀態(tài)〔24〕。隨著年齡增長，腎精逐漸虧虛，身體功能整體下降，所以在AD早期自噬增強，以清除Aβ和Tau蛋白減輕其病理損傷，維持機體的相對平衡狀態(tài)。AD晚期，自噬功能亦發(fā)生紊亂，不能很好地維持Aβ和Tau蛋白在機體的正常生成與代謝平衡狀態(tài)，導(dǎo)致其沉積，最終引起神經(jīng)元損傷，出現(xiàn)記憶力下降等臨床癥狀。中醫(yī)認為精微滯留蓄積而為濁，糖濁、脂濁、蛋白濁等都屬于此類〔25〕，細胞中衰老的細胞器、錯誤合成或折疊錯誤的蛋白質(zhì)，都屬于中醫(yī)的內(nèi)生痰濁、瘀血之邪〔6〕。因而Aβ和Tau蛋白沉積，部分接近于痰濁、瘀血等病理因素在體內(nèi)產(chǎn)生和致病的過程。

4 自噬可能是AD腎虛痰瘀發(fā)病機制的微觀機制之一

自噬可清除體內(nèi)廢物，并將其轉(zhuǎn)化為機體所需要的物質(zhì)，這一過程與中醫(yī)精氣轉(zhuǎn)化有類似之處。而這些廢物留滯體內(nèi)，又可形成痰濁、瘀血等病理因素。因此，自噬的發(fā)生與中醫(yī)的氣虛、痰濁、瘀血等密切相關(guān)。AD的中醫(yī)發(fā)病機制為腎氣虧虛，痰濁瘀血上擾清竅，其發(fā)生發(fā)展的過程與自噬過程密切相關(guān)。自噬水平與人體維持自身陰陽平衡水平密切相關(guān)，腎氣虧虛則機體功能下降，早期尚可促進自噬水平以清除體內(nèi)病理物質(zhì)以自和，但隨著病情發(fā)展，自噬水平下降，不能很好地清除Aβ和Tau蛋白等，造成其堆積，產(chǎn)生痰濁、瘀血，最終形成了腎虛痰瘀的病理機制。并且相關(guān)研究〔8〕證實補腎化痰祛瘀中藥也確實對自噬產(chǎn)生了影響，從而達到治療AD的效果。如遠志提取物可以抑制mTOR和p70s6k的活化，誘導(dǎo)自噬作用增強，促進細胞清除過多的Aβ，減少Aβ 的分泌。因此自噬可能為AD腎虛痰瘀的微觀機制提供新的思路。

1 Brookmeyer R,Evans,DA,Hebert L，etal.Nationales timates of the prevalence of Alzheimer′s disease in the United States〔J〕.Alzheimers Dement,2011；7:61-73.

2 Bianchetti A,Trabucch M.Clinicalaspects of Alzheimer′s disease〔J〕.Aging,2001；13:221-30.

3 Mattson MP.Pathways towards and away from Alzheimer′s disease〔J〕.Nature,2004；430:631-9.

4 Hardy J,Selkoe DJ.The amyloid hypothesis of Alzheimer′s disease:progress and problems on the road to therapeutics〔J〕.Science,2002;297:353-6.

5 張伯禮,王曉輝.祖國醫(yī)學(xué)對老年性癡呆的認識和治療策略〔J〕.中華老年多器官疾病雜志,2007；6(1):9-11.

6 劉杰民,紀云西,蔣 歷，等.細胞自噬是探索中醫(yī)藥微觀機制的新思路〔J〕.時珍國醫(yī)國藥,2013；24(2):425-6.

7 俞裕天,劉煥蘭,廖茜繤，等.瓊玉膏防治阿爾茨海默病〔J〕.吉林中醫(yī)藥,2014；34(9):931-4.

8 趙 歡.遠志提取物清除β淀粉樣蛋白的途徑及其信號通路的研究〔D〕.合肥:安徽醫(yī)科大學(xué),2014.

9 Mizushima N,Levine B,Cuervo AM,etal.Autophagy fights disease through cellular self-digestion〔J〕.Nature,2008；451:1069-75.

10 Nixon RA.Autophagy in neurodegenerative disease:friend,foe orturncoat〔J〕?Trends Neurosci,2006；29:528-35.

11 Martinez-Vicente M,Sovak G,Cuervo AM，etal.Protein degradation and aging〔J〕.Exp Gerontol,2005；40:622-33.

12 Marino G,Lopez-Otin C.Autophagy:molecularmechanisms,physiological functions and relevance in human pathology〔J〕.Cell Mol Life Sci,2004；61:1439-54.

13 Gouras GK,Tsai J,Naslund J,etal.Intraneuronal Abeta42 accumulation in human brain〔J〕.Am J Pathol,2000；156:15-20.

14 Takahashi RH,Milner TA,Li F,etal.Intraneuronal Alzheimer abeta42 accumulates in multivesicular bodies and is associated with synaptic pathology〔J〕.Am J Pathol,2002；161(5):1869-79.

15 Kumar-Singh S,Theuns J,van Broeck B,etal.Mean age-of-onset of familial Alzheimer disease caused by presenilin mutations correlates with both increased Abeta42 and decreased Abeta40〔J〕.Hum Mutat,2006;27:686-95.

16 Pickford F,Masliah E,Britschgi M,etal.The autophagy-related protein beclin 1 shows reduced expression in early Alzheimer disease and regulates amyloid beta accumulation inmice〔J〕.Clin Invest,2008；118:2190-9.

17 Ma JF,Huang Y,Chen SD，etal.Immunohisto-chemical evidence for macroautophagy in neurones andendothelial cells in Alzheimer′s disease〔J〕.Neuropathol Appl Neurobiol,2010；36:312-9.

18 Ohnson GV，Hartigna JA.Tau protein in normal and Alzheimer′s disease brain:an update[J].J Alhzeimers Dis Rev,1999;1(4-5):329-51.

19 Hamano T，Gendron TF，Causevic E,etal.Autophagic-ly-sosomal perturbation enhances tau aggregation in transfectants with induced wild-type tau expression〔J〕.Eur J Neurosci,2008；27:1119-30.

20 Caccamo A，Majumder S，Richardson A,etal.Molecularinterplay between mTOR，Aβ and tau:effects on cognitive impairments〔J〕.J Biol Chem，2010；285:13107-20.

21 Gong CX,Liu F,Grundke-Iqbal IK.Posttranslational modifications of tau protein in Alzheimer′s disease〔J〕.Neural Transm,2005;112:813-38.

22 Goedert M，Spillantini MG.A century of Alzheimer′s disease〔J〕.Science，2006；314:777-81.

23 杜武勛,柴山周乃,魏聰聰.張伯禮治療輕度認知功能障礙和老年癡呆的經(jīng)驗〔J〕.遼寧中醫(yī)雜志,2012；39(7):1225-7.

24 韋 云,劉劍剛,李 浩，等.從中醫(yī)陰陽理論探討神經(jīng)細胞自噬現(xiàn)象對阿爾茨海默病的影響〔J〕.中醫(yī)雜志,2013；54(13):1085-7.

25 季春林,郭 蕾,佟 志,等.氣虛濁留與濁病〔J〕.中國醫(yī)藥指南,2009；7(18):38.

〔2015-12-19修回〕

(編輯 苑云杰/杜 娟)

國家自然科學(xué)基金青年項目(No.81102577)

崔遠武(1979-)，男，醫(yī)學(xué)博士，副主任醫(yī)師，主要從事中西醫(yī)結(jié)合腦病和老年病研究。

馬 妍(1986-)，女，博士在讀，主要從事中藥防治心腦血管疾病研究。

R259

A

1005-9202(2017)10-2570-03；

10.3969/j.issn.1005-9202.2017.10.099

1 天津中醫(yī)藥大學(xué)第二附屬醫(yī)院 2 天津生物工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院