單曉曉,周樂樂,李大偉,尹慧慧,陶穩(wěn)穩(wěn),李俊瑩,楊 璇,彭 燦, 金傳山,汪小莉,張彩云*
1. 安徽中醫(yī)藥大學藥學院,安徽 合肥 230012
2. 藥物制劑技術與應用安徽省重點實驗室,安徽 合肥 230012
3. 安徽省教育廳現代藥物制劑工程技術研究中心,安徽 合肥 230012
4. 安徽省道地中藥材品質提升創(chuàng)新協(xié)同中心,安徽 合肥 230012
5. 安徽省中醫(yī)藥科學院藥物制劑研究所,安徽 合肥 230012
6. 中藥復方安徽省重點實驗室,安徽 合肥 230012
阿爾茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)是發(fā)生于老年和老年前期,以進行性認知功能障礙和行為損害為特征的中樞神經系統(tǒng)病變,患者常伴有認知障礙、記憶力減退及人格改變等臨床表現,最終喪失生活自理能力[1-2]。有研究表明,AD 的發(fā)病機制多樣,如膽堿能神經遞質耗竭、氧化應激導致神經元功能紊亂、tau 蛋白過度磷酸化、興奮性神經元損傷、神經炎癥等[3],均會促進AD 的發(fā)生發(fā)展。AD 發(fā)病率隨著社會人口老齡化趨勢的不斷加劇逐年上升[4]。目前,臨床上常用于治療AD 的藥物主要有加蘭他敏和鹽酸多奈哌齊,可通過抑制乙酰膽堿酯酶(acetylcholinesterase,AchE)的水解,改善患者記憶力[5]。另外,美金剛也被批準用于中重度至重度AD 患者的治療[5]。但是,這些化學藥存在作用途徑單一、療效不理想且胃腸道反應明顯等缺點。
因此,從中醫(yī)藥寶庫中挖掘治療AD 的經典方劑對于防治AD 具有重要意義。開心散始載于唐代孫思邈《備急千金要方》,主好忘,具有養(yǎng)心安神、益氣定志的功效[6]。方中遠志為君藥,有安神益智之功效,可交通心腎、祛痰、消腫,通過多成分、多靶點、多途徑作用于中樞神經系統(tǒng)[7]。人參為臣藥,具有大補元氣、安神益智的功效,可增強遠志補益、交通心腎之功,石菖蒲和茯苓為佐使相須為用,增加全方的開竅滲濕之力[6]。4 藥配伍具有安神定志、益氣養(yǎng)心的作用,充分體現了中醫(yī)藥治療慢性疾病的優(yōu)勢和特色。開心散是國家中醫(yī)藥管理局于2018 年頒布的《古代經典名方目錄(第1 批)》100 首之一,是臨床上沿用至今、療效確切、具有治療AD 特色與優(yōu)勢的經典名方。本文就AD 的發(fā)病機制、開心散治療AD 的藥效基礎及目前開心散防治AD 的作用機制進行綜述,為經典名方開心散的新藥開發(fā)和臨床應用提供理論依據。
大量研究證實,腦內炎癥反應的過度激活與神經退行性疾病相關,AD 患者腦中炎癥刺激因子大量釋放,激活星形膠質細胞和小膠質細胞,從而促進其釋放更多炎癥因子[8]。在炎癥反應早期,膠質細胞對于清除β 樣淀粉樣蛋白(β amyloid peptide,Aβ)和維持內環(huán)境穩(wěn)態(tài)具有重要作用,但是持續(xù)的炎癥反應會誘導神經元的變性和死亡[9]。祝紹峰等[10]對Aβ 誘導的AD 模型小鼠檢測時發(fā)現,AD 模型小鼠的神經元炎癥細胞數目增多,炎癥因子大量釋放,導致小鼠神經元損傷。因此,神經炎癥也被認為是AD 發(fā)生的重要因素。
氧化應激是體內氧化與抗氧化作用失衡表現出的應激反應,其發(fā)生在腦組織和神經元受損之前,在AD 發(fā)病過程中發(fā)揮重要作用[11]。由于正常腦組織無法存儲氧,且對氧的需求量較高,導致腦神經對體內氧的變化高度敏感。腦內神經元中的脂肪酸易被氧化產生大量的過氧化物,由于血腦屏障使氧化產生的活性氧無法被及時有效清除,導致腦組織更容易發(fā)生氧化應激反應,還有可能誘發(fā)Aβ 的聚集,最終導致神經細胞的凋亡和死亡[12-13]。
Wischik 等[14]在AD 患者大腦中分離出tau 蛋白,首次證實tau 蛋白參與AD 的發(fā)生發(fā)展。穆斌等[15]在檢測人血清中tau 蛋白水平時發(fā)現AD 患者血清中tau 蛋白水平高于正常人群,且神經元在細胞內異常聚集、折疊形成纖維纏結。微管蛋白組裝連接,突觸結構的形成與相關功能的發(fā)揮均與tau蛋白的表達有關,過度或異常磷酸化的tau 蛋白喪失促進微管自組裝的生物學活性,導致微管發(fā)生解聚,神經元變性,進而導致神經細胞死亡和AD 的發(fā)生[16]。
膽堿能假說是目前臨床比較公認的發(fā)病機制之一。乙酰膽堿(acetylcholine,ACh)是腦內重要的興奮性化學神經物質,參與記憶、學習等多種腦內高級活動[17]。膽堿能通路中蛋白質的損傷伴隨著AD 發(fā)病率的增加[18]。Whitehouse 等[19]在對AD 患者腦內的神經遞質檢查時發(fā)現,患者腦內的膽堿能神經元發(fā)生了嚴重的神經性病變,且突觸前膜的膽堿能神經遞質發(fā)生耗竭。另有研究證實,與ACh有關的酶,如AchE、乙酰膽堿轉移酶(choline acetyl transferase,ChAT)在AD 患者腦內也產生了不同程度的受損,ACh 的合成與釋放減少,進而導致患者在學習和記憶等認知方面功能受損[20]。以上研究表明,腦內ACh 的減少可能是導致AD 發(fā)生的重要原因。
Aβ 由β-分泌酶水解淀粉樣前體蛋白(amyloid precursor protein,APP)產生并釋放到細胞外的多肽,是構成老年斑的主要成分[21]。在正常生理條件下,Aβ 的生成與降解保持平衡,而在AD 患者腦內Aβ 生成過多,卻不能及時清除,聚積成不溶性的淀粉樣蛋白,沉積于腦內形成淀粉樣斑塊,并產生神經毒性作用[22]。研究發(fā)現,Aβ 會加速腦細胞,尤其是星形膠質細胞的衰老,從而損害認知功能[23]。以上結果均表明Aβ 級聯假說是AD 的發(fā)病機制之一。
膽堿能神經參與調節(jié)腦組織錐體細胞,釋放神經遞質谷氨酸,與突觸上的N-甲基-D-天冬氨酸(N-methyl-D-aspartic acid,NMDA)受體結合,使鈣通道適度開放,調節(jié)腦的學習與記憶過程。在正常人腦中,突觸內外的NMDA 受體數量保持相對平衡的狀態(tài),而在AD 患者腦內,谷氨酸能相關神經系統(tǒng)被異常激活,谷氨酸過度釋放,引起細胞內鈣離子超負荷運載,NMDA 受體受損,致使相關的腦組織神經元受損甚至死亡[24]。
除此之外,基因突變[25]、胰島素轉導異常[26]、腸道菌群失調[27]、溶酶體的酸性環(huán)境改變[28]等也會導致中樞神經系統(tǒng)功能紊亂,進而導致AD 的發(fā)生。AD 的發(fā)病機制見圖1。
圖1 AD 的發(fā)病機制Fig. 1 Pathogenesis of AD
AD 患者早期表現為認知功能障礙,屬于中醫(yī)老年癡呆的范疇,病變同時涉及肝臟和其他多個臟腑[29-31]。孫思邈在《備急千金要方》中提出,呆病是因為“腎精竭乏,陽氣日衰”而致“心力衰退”[6]。程國彭在《醫(yī)學心悟》中探討腎虛與智衰的關系中指出“腎主智,腎虛則智不足——故喜忘其前言”[32]。傅俊杰[33]認為AD 的發(fā)生歸因于腎,并指出腎氣的溫煦可以保證腦髓的充實,而腎腦髓的充實又促進腦功能的發(fā)揮。隋華等[34]研究發(fā)現陰虛是AD 發(fā)生的關鍵,在整個AD 的發(fā)生發(fā)展中陰虛貫穿始終。癡呆發(fā)病過程中多臟腑出現功能失調,導致痰淤內生、痹阻腦竅。顏德磐等[35]在探討癡呆與瘀阻的關系時指出,癡呆與內傷七情密切相關,認為氣血充盈,神智才能清醒,“腦髓純者靈,雜者鈍”,如若清靈之府不能與臟氣相通,氣血無法灌注至腦,腦失所養(yǎng),遂導致“雜者鈍”,病情出現進行性加劇。由此可見,淤血也是AD 產生的病理學基礎。綜上,AD 屬于腎虛脾弱、腦竅痹阻之證。
《神農本草經》將開心散方中4 味藥列為上品,君藥遠志安神寧心、去痰開竅,佐用石菖蒲可加強化痰開竅的功能,配伍茯苓則可加強交通心腎的作用,臣藥人參大補元氣、安神益智,以茯苓輔之,健脾化痰、利水滲濕,佐以石菖蒲補五臟、醒神明[36],4 藥均具有養(yǎng)心安神的功效?!秱浼鼻Ы鹨健分杏涊d開心散用法用量“遠志、人參各四分,茯苓二兩,菖蒲一兩;右四味治下篩,飲服方寸匕,日三”[6],臨床上常在此基礎上隨證加減用于癡呆、健忘的治療。
開心散出自孫思邈的《備急千金要方》,具有養(yǎng)心安神、益氣定志的功效[6]。表1 匯總了歷代醫(yī)家對開心散主治病證的描述,可以看出不同時期開心散的處方組成并未發(fā)生改變,只是在用藥劑量上存在差異,主治功能并未隨著時代變遷發(fā)生明顯改變,仍主要用于改善神經系統(tǒng)功能退化而引起的癡呆、改善學習記憶能力、鎮(zhèn)靜安神[37]。
表1 歷代醫(yī)家對開心散治療AD 的記載Table 1 Medical records of Kaixin Powder in treatment of AD in past dynasties
開心散方中遠志的主要成分有三萜皂苷、蒽醌、糖苷等,其中遠志皂苷(遠志皂苷A~F 等)是遠志的主要活性成分[45]?,F代藥理研究表明,遠志皂苷能夠抑制神經細胞的毒性,調節(jié)Aβ 的轉運與清除,改善AD 的臨床癥狀,對大鼠的神經細胞起到保護作用[46]。蔣輝等[47]采用Aβ1-42誘導建立AD 動物模型,發(fā)現遠志皂苷可顯著改善AD 模型小鼠的學習記憶能力。姚允怡等[48]觀察遠志醇提取物(含寡糖酯類成分)對AD 小鼠海馬區(qū)新生神經元增長的影響,發(fā)現遠志醇提取物可以有效降低小鼠大腦組織中氧化應激、Aβ40、Aβ42水平,改善AD 病理癥狀,對AD 模型小鼠的大腦起到保護作用。郝彥偉等[49]通過Aβ1-40誘導建立AD 大鼠模型,給予遠志散12、6、3 g/kg 治療10 周后,發(fā)現遠志散給藥組大鼠較模型組大鼠逃避潛伏期均有不同程度的縮短,海馬CA1 區(qū)細胞數目與形態(tài)有明顯改善,提示遠志散能夠有效改善AD 大鼠學習記憶能力。
人參含有皂苷、多糖和揮發(fā)油等多種化學成分,其中人參皂苷Rg1、Rb1、Re等為其主要有效成分[50]。王繼鳳等[51]建立了AD-人參活性成分-靶標網絡系統(tǒng),經分析發(fā)現人參可以參與調節(jié)絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinases,MAPK)通路而發(fā)揮防治AD 的作用。鄭麗娜[52]通過Aβ25-35誘導人神經母細胞瘤細胞造成AD 模型,并給予人參皂苷Re 進行干預,發(fā)現人參皂苷Re 通過抑制線粒體的凋亡和凋亡信號調節(jié)激酶1/c-Jun 氨基末端激酶信號通路,發(fā)揮神經系統(tǒng)保護作用。劉琳等[53]發(fā)現人參皂苷Rg1成分可以回調AD 模型小鼠血清中腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、γ-干擾素、白細胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)和IL-6 水平,從而發(fā)揮抑制神經炎癥反應、保護神經細胞免受損傷的功效。商崇智等[54]將人參皂苷Rg2作用于東莨菪堿誘導的AD 模型小鼠,發(fā)現人參皂苷Rg2可使AD 模型小鼠的逃避潛伏期顯著縮短,大腦皮層中ACh 含量、ChAT 活性升高,提示人參皂苷Rg2對AD 有顯著療效。同時,人參皂苷Rb1和Rg 也可通過促進腦組織蛋白質合成改善AD小鼠的學習記憶障礙[55]。
現代藥理學研究表明,開竅藥石菖蒲具有鎮(zhèn)靜、抗疲勞、益智等功效,其所含成分β-細辛醚和α-細辛醚可透過血腦屏障用于心腦血管、神經系統(tǒng)等疾病的治療[56]。石菖蒲中治療AD 的主要活性成分是揮發(fā)油,韓沅沅等[57]構建了石菖蒲揮發(fā)性成分-疾病-靶點網絡分析,結果得出石菖蒲中α-細辛醚和β-細辛醚等多種揮發(fā)性成分可多途徑地保護中樞神經系統(tǒng),發(fā)揮治療AD 的作用。同時,也有研究發(fā)現石菖蒲的α-細辛醚成分能夠顯著抑制超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)的活性及神經元型一氧化氮合酶(neuronal nitric oxide synthase,nNOS)蛋白表達,對疲勞運動大鼠的學習記憶能力產生顯著改善作用[58]。濃度比例為20%和100%的石菖蒲揮發(fā)油能夠對Aβ25-35蛋白結構的空間轉化產生抑制作用,影響其二級結構進而阻止Aβ 聚集和纖維形成,因此可以推測此類成分對AD 具有良好的療效[59]。高寧辛[60]利用Aβ1-42誘導的AD 大鼠模型,并用石菖蒲揮發(fā)油進行治療,蘇木精-伊紅染色發(fā)現治療組較模型組小鼠大腦海馬區(qū)細胞無嚴重損傷,說明石菖蒲揮發(fā)油能夠誘導大鼠海馬神經的再生,促進和保護海馬神經元的生長,進而發(fā)揮改善AD 的藥理作用。
茯苓是一種應用廣泛的藥食同源性中藥,主要含有三萜類和多糖類化合物[61]。相關研究顯示,茯苓酸可以抑制炎癥因子的分泌,調節(jié)炎性蛋白和相關酶的活性,實現抗炎和抗氧化作用[62-63]。高冰冰等[64]比較了開心散和去茯苓開心散對D-半乳糖誘導的AD 模型小鼠學習記憶能力的影響,結果發(fā)現開心散組AD 模型小鼠動物的學習記憶能力顯著提高,動物腦組織中AchE 活力降低,SOD 活力升高,丙二醛含量降低,而去茯苓開心散對AD 模型小鼠療效不顯著,說明茯苓在開心散治療AD 的過程中發(fā)揮著重要作用。
在開心散全方藥效物質基礎研究方面,呂春曉[65]通過D-半乳糖和Aβ25-35誘導的AD 大鼠模型,利用行為學實驗、腦組織病理切片檢查及學習記憶能力測試等證明開心散對AD 大鼠學習記憶功能的改善與治療作用;并基于此鑒定出了26 種開心散入血成分,其中包括23 個開心散中的原型成分和3個代謝產物。分析結果表明,開心散入血成分主要為人參皂苷類、遠志酮類、遠志皂苷類和西伯利亞遠志糖類。另有研究表明開心散可顯著改善APP/老素基因1(presenilin 1,PS1)雙轉基因小鼠的學習記憶障礙和海馬組織病理變化,而去遠志開心散的作用則弱于開心散全方,提示遠志可能是開心散改善學習記憶障礙的主要藥味;遠志寡糖酯有改善病理損傷的作用,但其對學習記憶障礙的改善作用不顯著,推測其在開心散全方中可能與其他成分協(xié)同發(fā)揮作用[66]。馮曉曉等[67]表征了開心散方中6 種成分在Aβ1-42誘導的AD 模型大鼠體內的藥動學行為,結果表明α-細辛醚和β-細辛醚的達峰時間(tmax)和消除半衰期(t1/2)均較短,表明二者在AD 模型大鼠體內吸收迅速、消除快;茯苓新酸A 和B 吸收迅速,但消除緩慢,而去氫土莫酸和松苓新酸的tmax和t1/2均較長,說明吸收和消除均緩慢。此外,去氫土莫酸的藥-時曲線存在雙峰現象,其平均滯留時間也較長,這可能源于較強的肝腸循環(huán)。Wang 等[68]建立了一種靈敏、可靠的超高效液相-串聯質譜聯用方法用于比較正常大鼠和AD 大鼠ig 開心散后遠志酮III、西伯利亞遠志酮B、細葉遠志皂苷、西伯利亞遠志糖A5、西伯利亞遠志糖A6、細葉遠志苷A、人參皂苷Re 和人參皂苷Rb1的藥動學研究,結果表明2 組間西伯利亞遠志酮B、西伯利亞遠志糖A5和細葉遠志苷A 的藥動學參數無顯著差異,但AD 組的遠志酮III、細葉遠志皂苷、西伯利亞遠志糖A6、人參皂苷Re 和人參皂苷Rb1的吸收明顯優(yōu)于正常組。上述研究結果為闡明開心散治療AD 的藥效物質基礎提供了有力證據。
AD 患者腦內炎癥因子大量釋放,調控炎癥相關通路是防治AD 的關鍵[69],圖2 為開心散調控相關炎癥通路發(fā)揮抗AD 作用的分析總結。
圖2 開心散調節(jié)炎癥相關通路治療AD 的作用機制Fig. 2 Mechanism of Kaixin Powder in treatment of AD by regulating inflammation-related pathways
3.1.1 MAPK/核因子-κB(nuclear factor-κB,NF-κB)信號通路 促MAPK 是一類對應激刺激(如炎癥細胞因子和活性氧物種)作出反應的蛋白激酶,調節(jié)細胞的生長、分化、對環(huán)境的應激適應、炎癥反應等多種重要的生理/病理過程[70]。王盼盼[71]通過構建成分-靶點-疾病網絡和成分-靶點-通路網絡,發(fā)現MAPK 通路屬于節(jié)點度較高的通路。在AD 發(fā)病進程中,通過調節(jié)神經元凋亡、β-分泌酶活性及APP和tau 的磷酸化,MAPK 級聯通路的激活可促進AD疾病的發(fā)展[72]。據報道,p38 MAPK 在AD 病理學中具有獨特的作用,因為在AD 患者和動物模型的死后大腦中均觀察到p38 MAPK 通路被激活[73]。因此,抑制p38 MAPK 通路可能是治療AD 的一種治療策略[74]。徐飛[75]研究發(fā)現開心散可以抑制AD 大鼠p38 MAPK 通路產生治療AD 的作用。NF-κB 廣泛參與細胞炎癥反應,已成為炎癥疾病研究的關鍵靶點。Toll 樣受體(Toll-like receptors,TLR)在AD患者小膠質細胞和神經元上過度表達,激活NF-κB信號通路,導致促炎因子的過表達[76-77]。有研究表明,NF-κB 是AD 神經變性惡性循環(huán)的核心[78]。Qu等[79]研究發(fā)現在小鼠BV2 小膠質細胞中,開心散提取物可抑制TLR4/NF-κB 通路,降低脂多糖誘導的BV2 細胞中炎癥因子的表達。韓麗君等[80]給C57BL/6J 小鼠連續(xù)ig 開心散后取其含藥血清,并以此對APP/PS1 雙轉基因小鼠給藥,結果發(fā)現給予開心散組AD 小鼠的學習記憶能力明顯改善,血腦屏障通透性降低,IL-1β、IL-6 炎癥因子較模型組減少,聚合酶鏈式反應擴增實驗顯示海馬區(qū)NF-κB p65mRNA 相對表達下調,故推測NF-κB p65 可作為治療AD 的靶點。
3.1.2 磷脂酰肌磷脂酰肌醇 3- 激酶(phosphatidylinositol 3-kinase,PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B,Akt)/糖原合成酶激酶-3β(glycogen synthasekinase-3β,GSK-3β)信號通路Guo 等[81]分別應用Aβ25-35和D-半乳糖誘導AD 大鼠模型和Aβ25-35誘導大鼠腎上腺嗜鉻細胞瘤PC-12細胞建立AD 細胞模型,證實開心散可減少神經遞質5-羥色胺的損失和提高PI3K/Akt 信號通路的蛋白表達。同時,PI3K/Akt 可進一步抑制tau 蛋白過度磷酸化及氧化應激和細胞凋亡。AD 模型小鼠腦內神經再生可通過調控PI3K/Akt/GSK-3β 信號通路產生作用[82-83]。李妍等[84]探討了開心散12、24、48 g/kg 對三氯化鋁聯合D-半乳糖誘導的AD 小鼠模型的治療作用,結果發(fā)現連續(xù)ig 開心散90 d 后,給藥組小鼠相比于模型組小鼠腦內PI3K、磷酸化Akt、磷酸化GSK-3β 蛋白表達均顯著上調,細胞形態(tài)明顯改善,新生神經元數目增多。表明激活此通路可以保護神經元免受損傷,并改善AD 的臨床癥狀[85]。開心散中活性成分人參皂苷Rb1、Rd、Rg1可以調節(jié)GSK-3β/tau 通路以改善認知功能,可作為有關神經退行性疾病的候選組分[86-87]。裴海鸞等[88]通過在大鼠雙側海馬CA1 區(qū)注射Aβ1-42寡聚肽段建立了AD 大鼠模型,連續(xù)ig 開心散5 d,發(fā)現開心散干預組大鼠的tau 蛋白及GSK-3β 的表達量下調,同時TNF-α、IL-6、IL-1β、APP、Aβ1-40及Aβ1-42的含量均顯著下降,表明開心散可通過調控GSK-3β 通路發(fā)揮治療AD 的藥理作用。
3.1.3 Kelch 樣 ECH 關聯蛋白 1(Kelch-like ECH-associated protein 1,Keap-1)/核因子E2 相關因子2(nuclear factor E2 related factor 2,Nrf2)/錳超氧化物歧化酶(manganese superoxide dismutase,Mn SOD)信號通路 劉江華等[89]通過側腦室注射Aβ1-42建立了AD 大鼠模型,ig 開心散水煎液10、20、40 g/kg 4 周后發(fā)現,開心散各給藥組相較于模型組大鼠海馬組織中Keap-1 和Mn SOD 的蛋白表達量顯著升高,同時Nrf2 蛋白表達水平降低,且高、低劑量組有顯著差別,表明開心散可通過調節(jié)Keap-1/Nrf2/Mn SOD 信號通路改善AD 大鼠的認知障礙。
氧化應激是自由基在體內產生的一種負面作用,并被認為是導致衰老和疾病的重要因素,丙二醛、活性氧、SOD 及谷胱甘肽過氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)是常用的考察指標。Zhang 等[90]通過ip 東莨菪堿氫溴酸鹽溶液構建了AD 小鼠模型,對比AD 模型組發(fā)現開心散給藥后小鼠血清中SOD、GSH-Px 活性較模型組升高,活性氧、丙二醛氧化指標顯著降低,表明開心散可減輕AD 小鼠的氧化應激損傷。Yan 等[91]發(fā)現開心散可以顯著降低衰老模型小鼠的腦、肝臟內晚期糖基化終末產物和丙二醛的含量,增加SOD 的活性。盧志園等[92]探究開心散加減方對于野生型AD 小鼠的影響,發(fā)現給藥組小鼠海馬中磷酸化tau 蛋白表達水平降低,開心散可降低小鼠體內環(huán)氧化酶-2、誘導性一氧化氮合酶、TNF-α、IL-1β、IL-6mRNA的表達而改善AD 癥狀。綜上,開心散可增強機體抗氧化能力以提高記憶能力和治療AD。
Tau 蛋白是一種微管相關神經元蛋白,調節(jié)所有神經元的細胞骨架,tau 蛋白過度磷酸化是AD 等神經退行性疾病的標志[93]。Jiao 等[94]通過網絡藥理學分析預測開心散對AD 的潛在作用機制,并選用SAMP8 小鼠作為AD 小鼠模型進行驗證,結果表明開心散給藥3 個月后,小鼠腦內Akt 的磷酸化水平升高,抑制GSK-3β 和細胞周期素依賴蛋白激酶5的激活,并抑制TLR4/髓分化因子88/NF-κB 信號通路,減輕tau 蛋白高度磷酸化和神經炎癥,從而抑制神經元凋亡并改善SAMP8小鼠的認知功能障礙。
細胞凋亡是神經元死亡的最主要方式之一,同時也是導致AD 的根本原因[95]。張景泉等[96]對AD大鼠ig 開心散7 d 后取血,將含藥血清與Aβ25-35造模后的人神經SH-SY5Y 細胞共同孵育。采用噻唑藍法檢測細胞活力,并檢測細胞凋亡、活性氧表達及線粒體膜電位水平,結果表明開心散含藥血清可以顯著抑制細胞凋亡,提高細胞存活率,降低活性氧表達及提高線粒體膜電位。徐飛[75]在相關實驗研究中發(fā)現開心散給藥組大鼠的細胞凋亡相關蛋白如B 淋巴細胞瘤2(B-cell lymphoma 2,Bcl-2)、Bcl-2相關X 蛋白、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3 數量顯著減少,大鼠的學習記憶能力明顯提高,且開心散10.1 g/kg 較開心散6.8、4.5 g/kg 療效佳,可見開心散對AD 的治療效果呈劑量相關性。
膽堿能夠促進腦部的發(fā)育和提高記憶力,確保信息在神經通路中的正常傳遞,ChAT 和ACh 是膽堿能系統(tǒng)的標志物[97]。目前,臨床上治療AD 常用藥物多奈哌齊屬于AchE 抑制劑類,是通過減少ACh 酶解,增加突觸間隙ACh 濃度以改善學習記憶水平[98]。時悅等[99]利用中藥藥理學分析平臺和療效藥靶數據庫數據庫,建立了AD 相關的成分-靶點-疾病網絡圖,篩選治療AD 的靶標蛋白,結果發(fā)現開心散中各藥效成分可能通過降低AchE 活性而發(fā)揮抗AD 作用。黃玉芳等[100]在探究開心散對于記憶障礙小鼠腦內的一氧化氮和AchE 的影響時發(fā)現,開心散0.3、0.1 g/kg 可抑制小鼠腦內AchE 的活性,且高劑量組較低劑量組明顯,證實開心散可調節(jié)膽堿能系統(tǒng)而發(fā)揮抗AD 的作用。
開心散治療AD 的作用機制總結見圖3。
圖3 開心散治療AD 的作用機制Fig. 3 Mechanism of Kaixin Powder in treatment of AD
在國家大力推動中醫(yī)藥傳承創(chuàng)新發(fā)展的歷史背景下,經典名方的守正創(chuàng)新顯得尤為重要。結合現代生物學相關研究,中藥復方開心散以其多靶點、多成分、多通路的特點在治療AD 方面具有優(yōu)良的臨床應用價值,可彌補化學藥作用機制單一的不足。2018 年國家中醫(yī)藥管理局公布的《古代經典名方目錄(第1 批)》中收錄了開心散,大力推動了開心散的新藥研發(fā)和臨床應用。目前,開心散的相關研究多停留于臨床應用及單一靶點的探索,缺乏對藥物間相互聯系的深入探究,同時對其藥效基礎、作用機制及質量控制體系研究尚有很多挖掘空間[101]。
為進一步推動開心散新藥開發(fā)及臨床轉化,應從源頭對開心散組方藥材進行質量把控,在保證制劑品質的同時,利用現有中藥分析技術明確其藥效物質基礎,特別是開心散體內外化學成分分析及量效關系研究。同時在藥理作用研究方面,應重點關注開心散多途徑、多靶點作用機制的探索,通過基因組學、轉錄組學、蛋白質組學、代謝組學、微生物組學等多層次生命組學與臨床藥效相結合闡明其配伍規(guī)律,為開心散從傳統(tǒng)醫(yī)學向現代醫(yī)學研究提供有力證據。本研究基于AD 的發(fā)病機制和開心散的藥效物質基礎,全面闡述了開心散在防治AD方面的作用機制,為安全、有效、質量可控的開心散復方成藥開發(fā)奠定了廣泛的理論基礎和實驗參考依據。
利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突