,, , , ,, ,
阿爾茨海默病是老年人群常見的疾病。目前全球大約3 700萬人受累,預計每20年翻一番,是一個全球性的健康問題[1]。阿爾茨海默病的臨床表現(xiàn)為進行性記憶減退及認知功能減退的神經(jīng)退行性疾病。阿爾茨海默病的病理特征包括大腦皮層Aβ蛋白的沉積和tau蛋白的過度磷酸化導致細胞內(nèi)神經(jīng)原纖維纏結(jié)[2]。研究表明,血清維生素D與阿爾茨海默病的發(fā)病呈負相關(guān),維生素D缺乏增加阿爾茨海默病發(fā)病風險[3]。維生素D除調(diào)節(jié)鈣、磷代謝外,還能調(diào)節(jié)軸突生長、增殖、分化和鈣相關(guān)信號通路,維生素D具有神經(jīng)保護和維持神經(jīng)傳遞和突觸的可塑性[4]。中醫(yī)藥補腎法對阿爾茨海默病具有一定的防治作用。但其作用分子機制有待進一步探討。為此,本文從維生素D與阿爾茨海默病的相互關(guān)聯(lián)性方面,探討中醫(yī)補腎方藥通過作用于維生素D軸對阿爾茨海默病的防治作用,分析維生素D軸是否為中醫(yī)補腎方藥治療阿爾茨海默病的新靶點。
阿爾茨海默病發(fā)病的危險因素包括年齡、性別、家族史、遺傳學和頭部外傷,并可能包括較低的教育程度和環(huán)境因素[5]。阿爾茨海默病發(fā)病機制較為復雜,是多因素綜合作用的結(jié)果。實驗研究表明,β淀粉樣蛋白的積累,tau蛋白的過度磷酸化,氧化應激,線粒體功能障礙和炎癥反應等相互影響導致神經(jīng)元和突觸變性。β淀粉樣蛋白代謝的級聯(lián)反應是一個重要的機制假說。氧化應激發(fā)生時,氧化與抗氧化防御平衡失調(diào),衰老過程中持續(xù)的氧化損傷線粒體,導致ROS/RNS增加,進一步損傷抗氧化作用,造成神經(jīng)元的傷害[6]。
維生素D軸包含維生素D受體(VDR)、維生素D及參與維生素D 代謝的酶。維生素D前體通過肝臟的27α羥化酶(CYP27A)及腎臟的1a-羥化酶(CYP27B)作用,最終產(chǎn)生具有活性作用的1,25-維生素D,1,25-維生素D作用于VDR,發(fā)揮重要的生理調(diào)節(jié)作用[7]。腎臟表達的CYP24A能分解維生素D。維生素D代謝相關(guān)酶(CYP27B 、CYP24A)、維生素D受體在腦組織有廣泛表達[8]。維生素D營養(yǎng)狀況主要測量血清25羥基維生素D[25(OH)D]濃度評估。研究表明,血清維生素D缺乏與認知功能障礙和癡呆具有密切相關(guān)。低血清維生素D常常伴有阿爾茨海默病、帕金森病、認知功能障礙[9]。母體維生素D缺乏導致后代神經(jīng)發(fā)生障礙,腦發(fā)育過程中維生素D缺乏可導致腦結(jié)構(gòu)改變、基因表達異常及神經(jīng)遞質(zhì)合成的障礙[10]。維生素D缺乏病人伴隨腦白質(zhì)的異常改變,其表現(xiàn)與阿爾茨海默病表現(xiàn)一致[11]。一項包含25個橫斷面研究和6項前瞻性研究表明,維生素D缺乏常伴隨認知功能的障礙和癡呆的高風險性[12]。阿爾茨海默病病人海馬區(qū)VDR mRNA 表達下調(diào)[13]。推測維生素D軸參與了阿爾茨海默病的發(fā)生發(fā)展過程。
維生素D能促進神經(jīng)發(fā)生和突觸傳遞,提高認知能力,起到神經(jīng)保護作用。維生素D能調(diào)節(jié)神經(jīng)生長因子對神經(jīng)系統(tǒng)起到較好的保護作用[14]。維生素D受體在腦中廣泛表達,活性維生素D調(diào)節(jié)神經(jīng)營養(yǎng)因子水平和神經(jīng)細胞的存活[15]。體外研究表明,維生素D可以誘導巨噬細胞的吞噬作用清除阿爾茨海默病Aβ淀粉樣蛋白斑塊,同時減少β-淀粉樣蛋白誘導原代皮層神經(jīng)元的細胞毒性、細胞凋亡、炎癥反應。維生素D缺乏導致神經(jīng)發(fā)生障礙和細胞凋亡[16]。皮質(zhì)神經(jīng)元VDRsiRNA與Aβ處理的皮質(zhì)神經(jīng)元iNOSmRNA表達一致[17]。補充維生素D可以改善老年人的認知功能障礙,控制神經(jīng)細胞的健康和體內(nèi)平衡。維生素D能拮抗衰老過程和神經(jīng)系統(tǒng)疾病導致的認知障礙[14]。維生素D可通過改善γ-谷氨酰轉(zhuǎn)移酶,增加谷胱甘肽表達而抗氧化,起到保護神經(jīng)作用。同時可以使一氧化氮(NO)合成酶抑制,減少活性氧的合成,保護神經(jīng)。越來越多的證據(jù)表明,無論是維生素D缺乏或維生素D利用障礙,可能導致神經(jīng)元老化和神經(jīng)退行性疾病。阿爾茨海默病可能被解釋為維生素D長期失調(diào)的結(jié)果[18]。由此可以推斷維生素D可以作為防治阿爾茨海默病的新靶點。
阿爾茨海默病屬于中醫(yī) “呆證”“健忘”等范疇?!鹅`樞·海論》有關(guān)于“髓海不足,則腦轉(zhuǎn)耳鳴,脛酸眩冒,目無所見,懈怠安臥”的記載。提出阿爾茨海默病發(fā)生與腎精虧虛、腦髓失養(yǎng)有密切的聯(lián)系。腎藏精,主骨生髓,腦為髓海。腎精虧虛,髓髓失養(yǎng),則出現(xiàn)神機失用,記憶衰退,行為失常等臨床表現(xiàn)。阿爾茨海默病與腎虛密切相關(guān),臨床防治本病多以補腎填精為重要方法。補腎方藥可以改善阿爾茨海默病導致的記憶、認知障礙等。
具有補腎作用的中藥如菟絲子、巴戟天、山茱萸等能通過清除自由基,抗氧化作用抑制神經(jīng)細胞凋亡,抑制Tau蛋白磷酸化的程度,一定程度改善癡呆的臨床癥狀[19]。具有補腎功效的淫羊藿能夠穩(wěn)定細胞膜,抑制癡呆大鼠模型炎癥反應,減低神經(jīng)細胞的毒性反應,恢復膽堿能神經(jīng)的功能,可一定程度改善阿爾茨海默病所致的記憶、認知功能等[20]。
具有補腎作用的復方如補腎填精方能改善Aβ-40老年性癡呆模型大鼠海馬CA1區(qū)神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)、減少突觸喪失,改善損傷的腦功能,提高模型大鼠記憶能力[21]。補腎益智方增加阿爾茨海默病大鼠模型前額皮質(zhì)、海馬 CA1區(qū)突觸數(shù)密度,促進神經(jīng)元產(chǎn)生新突起和新突觸連接,促進新突觸形成而改善突觸可塑性[22]。補腎復方能調(diào)節(jié)鋁誘導阿爾茨海默病大鼠模型膽堿能系統(tǒng)功能、乙酰膽堿酯酶(AchE)及膽堿乙酰轉(zhuǎn)移酶活性,表現(xiàn)為增加大鼠膽堿乙酰轉(zhuǎn)移酶活性,抑制AchE活性,加速乙酰膽堿合成[23]。補腎化痰益智法可降低Aβ誘導的BV-2細胞炎癥因子白介素-1(IL-1)、白介素-6(IL-6)、腫瘤壞死因子α(TNF-α)mRNA表達,從基因水平抑制炎癥,保護神經(jīng)細胞,起到防治阿爾茨海默病的作用[24]。
中醫(yī)“腎藏精”功能與維生素D軸作用在一定程度上具有較大的相互覆蓋,維生素D能夠解釋中醫(yī)“腎藏精”生理功能[25]。課題組前期文獻研究提出具有補腎作用的中藥淫羊藿、蟲草等能作用于維生素D軸[26-27]。在相關(guān)實驗中發(fā)現(xiàn),菟絲子黃酮能改善骨質(zhì)疏松大鼠血清1,25二羥基維生素D3[1,25(OH)2D3]水平,調(diào)控骨質(zhì)VDR mRNA表達,推測1,25(OH)2D3與靶器官細胞核維生素D受體結(jié)合而起到相互作用[28]。具有補腎作用的復方制劑也具有調(diào)控維生素D的作用[29]。
維生素D是一種重要的神經(jīng)甾體激素,在保護和調(diào)節(jié)大腦功能中發(fā)揮重要的作用。維生素D缺乏癥廣泛存在于世界各地,大量證據(jù)表明維生素D缺乏與阿爾茨海默病病理生理密切相關(guān),補充維生素D可作為防治阿爾茨海默病的一個新靶點。但是補充劑量、補充方法及副作用有待進一步評估。中醫(yī)藥補腎療法對阿爾茨海默病具有較好的療效,毒副作用較少。其分子作用機制可能是通過對維生素D軸的調(diào)控實現(xiàn)。通過對其分子作用機制的深入探討,可充實中醫(yī)藥補腎治療阿爾茨海默病的現(xiàn)代科學內(nèi)涵。
[1] Jeriel T,Keeney D,Butterfield A.Vitamin D deficiency and Alzheimer disease:common links[J].Neurobiology of Disease,2015,84:84-98.
[2] Mizwicki MT,Menegaz D,Zhang J,et al.Genomic and nongenomic signaling induced by1alpha,25(OH)2-vitamin D3 promotes the recovery of amyloid-beta phagocytosis by Alzheimer’s disease macrophages[J].J Alzheimers Dis,2012,29:51-62.
[3] Rush L,McCartney G,Walsh D,et al.Vitamin D and subsequent all-age and premature mortality:a systematic review[J].BMC Public Health,2013,13:679.
[4] DeLuca GC,Kimball SM,Kolasinski J,et al.Review:the role of vitamin D in nervous system health and disease[J].Neuropathol Appl Neurobiol,2013,39:458-484.
[5] Yaari R,Corey-Bloom J.Alzheimer’s disease[J].Semin Neurol,2007,27(1):32-41.
[6] Pedrós I,Petrov D,Allgaier M,et al.Early alterations in energy metabolism in the hippocampus of APPswe/PS1dE9 mouse model of Alzheimer’s disease[J].Biochim Biophys Acta,2014,1842:1556-1566.
[7] Saraff V,Shaw N.Sunshine and vitamin D[J].Archives of Disease in Childhood,2016,101(2):190-192.
[8] Keilhoff G,Grecksch G,Becker A.Haloperidol normalized prenatal vitamin D depletion-induced reduction of hippocampal cell proliferation in adult rats[J].Neurosci Lett,2010,476:94-98.
[9] Gezen-Ak D,Dursun E,Bilgic B,et al.Vitamin D receptor gene haplotype is associated with late-onset Alzheimer’s disease[J].Tohoku J Exp Med,2012,228:189-196.
[10] Annweiler C.Vitamin D and Alzheimer’s disease:from an intriguing idea to a therapeutic option[J].Biol Aujourdhui,2014,208(1):89-95.
[11] Annweiler C,Rolland Y,Schott AM,et al.Serum vitamin D deficiency as apredictor of incident non-Alzheimer dementias:a 7-year longitudinal study[J].Dement Geriatr Cogn Disord,2012,32:273-278.
[12] Van der Schaft J,Koek HL,Dijkstra E,et al.The association Nbetween vitamin D and cognition:a systematic review[J].Ageing Res Rev,2013,12:1013-1023.
[13] Sutherland MK,Somerville MJ,Yoong LK,et al.Reduction of vitamin D hormone receptor mRNA levels in Alzheimer as compared to Huntington hippocampus:correlation with calbindin-28k mRNA levels[J].Brain Res Mol Brain Res,1992,13:239-250.
[14] Gezen-Ak D,Yilmazer S,Dursun E.Why vitamin D in Alzheimer’s disease? The hypothesis[J].J Alzheimers Dis,2014,40:257-269.
[15] Keisala T,Minasyan A,Lou YR,et al.Premature aging in vitamin D receptor mutant mice[J].J Steroid Biochem Mol Bio,2009,115:91-97.
[16] Dursun E,Gezenak D,Yilmazer S.A novel perspective for Alzheimer’s disease:vitamin D receptor suppression by amyloid and preventing the amyloid-induced alterations by vitamin D in cortical neurons[J].J Alzheimers Dis,2011,23:207-219.
[17] Gezen-Ak D,Dursun E,Yilmazer S .The effects of vitamin D receptor silencing on the expression of LVSCCA1C and LVSCC-A1D and the release of NGF in cortical neurons[J].PLoS One 2011,6:e17553.
[18] Véréna L,Cédric A,Pascal M,et al.Vitamin D,Cognition and Alzheimer’s Disease:the Therapeutic benefit is in the D-tails[J].Journal of Alzheimers Disease,2016,53(2):419-444.
[19] 楊冰,張晗,杜天樂,等.從腎論治老年癡呆研究述評[J].河南中醫(yī),2015,35(12):3209-3211.
[20] Li WW,Gao XM,Wang XM,et al.Icariin inhibits hydrogen peroxide-induced toxicity through inhibition of phosphorylation of JNK/p38 MAPK and p53 activity[J].Mutat Res,2011,708 (1-2):1-10.
[21] 安紅梅,張占鵬,史云峰,等.補腎填精方對Aβ1-40所致老年性癡呆模型大鼠行為學及病理學的影響[J].中華中醫(yī)藥學刊,2012,30(1):23-26.
[22] 高潔,賴世隆,胡鏡清,等.補腎益智方對 Alzheimer病模型大鼠突觸的影響[J].中國中醫(yī)基礎(chǔ)醫(yī)學雜志,2002,8(2):25-28.
[23] 程書珍,王麗君,劉恒,等.補腎復方對鋁誘導阿爾茨海默病模型大鼠海馬乙酰膽堿酯酶、膽堿乙酰轉(zhuǎn)移酶、乙酰膽堿的影響[J].中國老年學雜志,2012,32(21):919-922.
[24] 胡玉萍,王平,孔明望,等.補腎化痰益智法對老年性癡呆細胞模型釋放炎癥細胞因子的影響[J].中華中醫(yī)藥雜志,2013,28(12):3694-3697.
[25] 陳云志,張軍平,秦鐘.維生素D內(nèi)分泌系統(tǒng)與中醫(yī)腎藏象學說關(guān)聯(lián)的理論探討[J].中華中醫(yī)藥學刊,2010,28(12):2621-2623.
[26] 陳偉,柴藝匯,王煥珍,等.基于ARROWSMITH探討淫羊藿與維生素D軸功能的潛在相關(guān)性[J].時珍國醫(yī)國藥,2016,27(2):499-500.
[27] 陳云志,張軍平,秦鐘,等.基于Arrowsmith探討冬蟲夏草與維生素D功效的潛在相關(guān)性[J].中華醫(yī)學圖書情報雜志,2010,19(12):48-50.
[28] 李小林,武密山,朱紫薇,等.去卵巢骨質(zhì)疏松模型大鼠小腸鈣結(jié)合蛋白mRNA表達與菟絲子黃酮的干預[J].中國組織工程研究,2014,18(27):4271-4276.
[29] 陳云志;楊長福;郭軍,等.康心湯對異丙腎上腺素誘導實驗性心肌肥厚大鼠維生素D代謝的調(diào)節(jié)作用[J].中國實驗方劑學雜志,2012,18(19):257-260.