王志成，董一峰，張子龍，王瑞婷

(承德醫(yī)學院，河北承德 067000)

阿爾茲海默癥(Alzheimer’s disease, AD)作為一種神經(jīng)退行性疾病，其重要病理特征之一是β淀粉樣蛋白(amyloid beta-peptides，Aβ)在腦組織中沉積形成老年斑(senileplaques，SP)[1]，Aβ作為AD最重要的生物標志物之一，通過分析其含量可以區(qū)分AD患者的病情發(fā)展階段，這對于早期發(fā)現(xiàn)疾病極其重要[2]。血腦屏障(blood-brain barrier，BBB)作為維持機體腦部環(huán)境穩(wěn)定的屏障系統(tǒng)，在腦組織與血液之間Aβ的轉運清除過程中起重要作用，有研究者認為，血腦屏障的功能障礙可能與包括AD在內的多種神經(jīng)系統(tǒng)疾病的發(fā)病機制有關[3]。近年來研究顯示，多種中藥對Aβ跨BBB轉運受體，如晚期糖基化終末產(chǎn)物受體(receptor for advanced glycationendproducts, RAGE)、低密度脂蛋白受體(low-density lipoprotein receptor，LDLR)等存在多種影響。本文就Aβ跨BBB轉運受體相關研究進展進行概述。

1 腦內和外周的Aβ清除

在機體腦組織中，淀粉樣蛋白前體蛋白(amyloid precursor protein，APP)依次經(jīng)過β-分泌酶(BACE1)和γ-分泌酶的作用，可釋放出Aβ[4]。Aβ由39~42個氨基酸組成，分子量為4.24KD[5]。在AD患者腦組織中，Aβ濃度異常升高會對腦組織神經(jīng)元產(chǎn)生神經(jīng)毒性，同時也會引起小膠質細胞的過度活化，使其分泌炎癥因子引起炎癥反應，進一步損傷神經(jīng)元，形成惡性循環(huán)[6]。Aβ在腦內長期沉積形成老年斑是AD的病理特征之一，目前已知Aβ最有效的清除途徑分別為Aβ降解酶的降解、細胞自我清除和跨BBB轉運至外周清除[7]。腦組織細胞外的Aβ清除主要是通過Aβ降解酶代謝，Aβ的主要降解酶是腦啡肽酶(neprilysin, NEP)和胰島素降解酶( insulin degrading enzyme，IDE)[8,9]，通過把Aβ降解為分子量更小且毒性更低的多肽片段，進而避免腦組織神經(jīng)元的損傷。細胞內的Aβ清除主要在溶酶體中進行，Aβ被神經(jīng)膠質細胞和神經(jīng)元等細胞攝取后，通過細胞溶酶體中的組織蛋白酶降解。由于BBB的存在，Aβ的向外周轉運清除需要Aβ轉運受體介導，通過轉胞吞作用(transcytosis)來完成。機體BBB內外的Aβ含量處于動態(tài)平衡狀態(tài)，即腦內Aβ會透過BBB轉運到外周，同樣，外周Aβ也會流入到腦組織中。有研究證實[10]，在正常生理狀態(tài)下，腦間質液中的Aβ濃度是體液濃度的6倍，但總量僅為體液總量十分之一。因此，通過外周途徑清除Aβ，進而增加腦組織中Aβ向外周轉運，也成為研究者的關注點。王延江等[11]曾通過并聯(lián)共生AD轉基因小鼠和野生型小鼠證實，外周臟器如肝臟、腎臟、腸道、皮膚等均具有清除腦內Aβ的能力，認為通過將Aβ轉移至外周清除具有巨大潛力。因此，BBB對于調節(jié)腦內和外周的Aβ濃度具有重要作用。

2 BBB結構

BBB的細胞組成為腦毛細血管內皮細胞(brain microvessel endothelial cell，BMEC)、星形膠質細胞(astrocytes，AS)和周細胞[12]，BMEC無窗孔結構，無吞飲小泡，細胞間緊密排列連接形成了連續(xù)的單層細胞屏障，控制并阻止物質在血液和腦組織中自由流動。周細胞會通過N-cadherin、縫隙連接和緊密連接等方式覆蓋在BMEC表面。AS會通過終足圍繞在BMEC和周細胞周圍，構成BBB的第二道屏障。AS還能與神經(jīng)元突觸連接，通過響應神經(jīng)傳導來調節(jié)BBB的生理變化[12,13]。多數(shù)物質透過BBB都是通過特異型受體且使用ATP的主動運輸[14]，因而才能保證腦組織始終處于穩(wěn)定的狀態(tài)。在BBB的腔內與腔外存在多種Aβ轉運受體，分別介導著Aβ由腦組織向外周或外周向腦組織的跨BBB轉運。有研究指出[15]，在AD患者出現(xiàn)認知能力下降前就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)BBB的結構損傷和功能障礙，認為BBB損傷會導致AD風險增加。Reinhold等[16]提出，由于周圍神經(jīng)損傷等因素導致BBB通透性增加，會導致如AD等中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病惡化。

3 Aβ轉運受體

3.1 晚期糖基化終末產(chǎn)物受體

晚期糖基化終末產(chǎn)物受體(receptor for advanced glycation end products, RAGE)屬于免疫球蛋白超家族成員，是一種位于細胞膜表面的多配體受體，由胞外區(qū)、單次跨膜區(qū)和胞內區(qū)組成[17]。RAGE是由牛組織中分離出來并識別的晚期糖基化產(chǎn)物，因此被稱為晚期糖基化終末產(chǎn)物受體。RAGE和Aβ結合、反應后，激活小膠質細胞產(chǎn)生神經(jīng)毒性分子，進而引起下游炎癥信號級聯(lián)反應，誘導AD病理變化，驅動AD發(fā)展過程[18]。RAGE還能增強β、γ分泌酶的活性。有研究證實，敲除RAGE基因的小鼠β、γ分泌酶活性表達降低，且更不容易產(chǎn)生Aβ沉積[19]。大量研究證實[18,20]，RAGE是介導Aβ從外周向腦組織轉運的重要受體，當RAGE結合Aβ由外周透過BBB后，Aβ和RAGE會影響緊密黏連蛋白(zonaocculdens)表達，增加BBB通透性，并進一步損害BBB的功能與完整性[21,22]。有學者提出[17]，RAGE與Aβ的結合存在正反饋調節(jié)，會進一步提升RAGE的表達，進而增加Aβ由血腦屏障進入腦組織，形成惡性循環(huán)。Hong等[23]通過給AD大鼠注射RAGE抑制劑FPS-ZM1，檢測到大鼠海馬區(qū)Aβ含量明顯降低，證實通過抑制RAGE的表達可以增強Aβ的清除。

3.2 低密度脂蛋白受體相關蛋白1

低密度脂蛋白受體相關蛋白1(low-density lipoproteinreceptor-related protein 1, LRP1)是一種多配體單一跨膜受體，屬于內吞性受體，系低密度脂蛋白受體(LDLR)家族中的一員，在BMEC腔外側表達，是Aβ向外周轉運的重要受體[24]。在腦組織中，Aβ與LRP1的配體如載脂蛋白J、載脂蛋白E和α2-巨球蛋白等結合后，被LRP1識別，通過胞吞作用轉運至外周[25,26]，為了避免血液中游離狀態(tài)的Aβ含量過高，70%~90%的Aβ都是和LRP1緊密結合，通過血液運輸?shù)竭_肝臟被降解。LRP1不僅可以將Aβ移出腦組織，還可以將Aβ運輸至小膠質細胞、星形膠質細胞和神經(jīng)元等細胞的溶酶體中進行細胞內降解[3]。有研究發(fā)現(xiàn)[26,27]，在AD的發(fā)展過程中，LRP1存在著自我沖突，在促進Aβ向外周清除的同時，還增強了APP的內吞作用和Aβ生成過程。臨床證實，LRP1在AD患者和AD動物模型體內表達明顯降低，進而導致腦Aβ沉積增加。LRP1和RAGE對Aβ的轉運能力極強，體內Aβ的動態(tài)平衡很大程度上取決于兩者[28]。有研究提出[29]，在理想狀態(tài)下，如果中斷Aβ從外周向腦組織轉運，LRP1可以在1min左右就能將腦組織中所有Aβ轉運至外周；反之，如果中斷Aβ腦組織向外周轉運，RAGE需要40min將血液中Aβ全部轉運至腦組織中。

3.3 P-糖蛋白

P-糖蛋白(P-glycoproein, P-gp)是ATP 結合盒(ATP-binding cassette, ABC)轉運體家族中重要的外排轉運體，又稱ABCB1，位于血腦屏障內皮細胞管腔膜[30]，分子量為170KD，其結構特征為兩組各含610個氨基酸且結構近似的串聯(lián)結構，通過60個氨基酸連接構成[31]，共1280個氨基酸。它能識別多種底物，并利用ATP水解產(chǎn)生的能量，以外排的方式將底物轉運出BBB，減少在腦組織的含量，避免在大腦中蓄積[32]。P-gp對多數(shù)底物均具有特異性，為大腦提供了重要的保護，由于其高運輸效力和結構特異性，被稱為BBB的“守門員”[33]。P-gp可以將Aβ泵出腦組織外，Bruckmann等[34]通過檢測缺少P-gp小鼠和正常小鼠的Aβ含量發(fā)現(xiàn)， P-gp的缺失會導致Aβ從大腦中清除顯著降低。還有研究提出[35]，隨著年齡的增長，BBB中外周轉運受體LRP1和P-gp表達會明顯下降，RAGE會成倍增加，從而導致Aβ腦組織和外周的動態(tài)平衡傾斜，引起腦內Aβ濃度增高。Hartz等[36]發(fā)現(xiàn)，抑制AD小鼠泛素-蛋白酶體途徑，可防止P-gp降解并降低Aβ腦水平，也進一步證實P-gp可以有效地把Aβ從腦運輸?shù)窖?，從而降低腦組織中Aβ的含量。

4 中藥作用于Aβ轉運受體

AD在中醫(yī)范疇內屬于“呆病”，在傳統(tǒng)中醫(yī)中就有諸多記載。2018年發(fā)布的《阿爾茨海默病的中醫(yī)診療共識》提到，AD在早期、中期和晚期的癥狀分別為脾腎兩虛、痰濁蒙竅和毒盛虛極等癥狀[37]。AD發(fā)病因素復雜，單靶點往往難以取得理想的治療效果，中藥本身具有多靶點、多途徑等優(yōu)勢，在AD癥狀研究方面取得了一定的進展[38]。

近年來，研究者們發(fā)現(xiàn)大量中藥單體、方劑可以通過調控Aβ轉運受體蛋白、改變BBB生理結果等機制，對Aβ從腦組織向外周轉運清除產(chǎn)生積極作用，進而達到降低腦組織中Aβ含量的目的。RAGE、LRP1和P-gp是Aβ跨BBB的主要受體，通過影響其表達，增強Aβ向腦外運輸或減少Aβ向腦內流入，可以有效地減少Aβ在腦組織中沉積，避免引發(fā)神經(jīng)損傷，改善其學習記憶能力。張云莎等[39]通過銀杏內酯和銀杏黃酮干預Aβ跨BBB低氧模型，證實銀杏葉活性成分銀杏內酯和銀杏黃酮具有調節(jié)RAGE和LRP1、改善Aβ外周轉運的作用。鄭堯杰等[40]建立 Aβ25-35誘導的 PC12 細胞損傷模型，發(fā)現(xiàn)遠志皂苷具有上調LRP1和下調RAGE的表達、抑制 Aβ毒性和保護神經(jīng)元的作用。劉斌等[25]證實，補陽還五湯可上調外排轉運體LRP1的表達，下調內向轉運體RAGE的表達。郭園園等[41]通過四君子湯水提物干預Aβ25-35寡聚體誘導的人腦微血管內皮細胞，證實四君子湯可以有效降低RAGE和提升LRP1的mRNA及其蛋白的表達。以上研究成果說明，中藥的單體或復方制劑可以通過調整Aβ的轉運受體來改善對Aβ的清除。除了以上直接作用于Aβ轉運受體外，還有改變BBB通透性[42]、調整轉運受體特定配體表達程度[25]等間接影響Aβ跨膜的轉運。

5 總結

β-淀粉樣蛋白假說是AD目前最受認可的機制，腦內Aβ的生成速率長期高于清除速率是導致Aβ在腦組織中異常沉積的主要因素，而BBB是調控腦內外濃度、維持動態(tài)平衡的重要部位。有研究證實，AD的發(fā)生與發(fā)展和周細胞變性、內皮細胞損傷、星形膠質細胞去極化、緊密連接完整性降低和基底膜紊亂觸發(fā)等一系列BBB損傷有密切關聯(lián)[43]。同樣，腦內Aβ過多聚集與RAGE結合會損傷BMEC之間的緊密連接。在腦組織中，Aβ大量聚集會引發(fā)后續(xù)的炎性反應和氧化應激，最終導致了AD的病情惡化[44]，RAGE和LRP1是控制Aβ動態(tài)平衡的重要介導受體。AD的發(fā)病因素復雜多樣，應該從多靶點、多途徑進行干預治療。近年來，隨著中藥在治療AD方面寶貴價值逐漸被發(fā)掘，大量的傳統(tǒng)中藥單體和復方制劑需要探索和實驗，由于中藥成分的復雜性和多元性，仍需要付出大量的時間進行科研探索。