阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)是一种神经系统退化性疾病,多发于65岁以上老年人群。目前,AD发病机制尚未完全明晰,其机理复杂,发生发展涉及多种机制,基于AD的病理特征,主要包括Aβ学说、tau蛋白学说、胆碱能损伤学说、免疫炎症学说和肠道微生物群等。天然产物中蕴涵多样化的活性成分,具有多组分、多靶点作用的特色和优势,符合AD多因素、多种病理机制的神经系统性病变发病特点。随着现代化分离鉴定技术的不断优化,从天然产物中筛选发现高效、高选择性、低毒性的靶向抗AD活性成分成为抗AD药物研发的重要途径之一。
1、多糖类
多糖是能够维持生命活动的链状聚合物,通过醛糖或酮糖脱水形成的糖苷键线性或分枝连接而成,普遍存在于植物、动物和微生物组织中。具有药效作用的活性多糖主要存在于菌类、藻类、根茎类药材中。其中有抗AD药理作用的多糖主要包括五味子多糖、当归多糖、灵芝多糖、茯苓多糖、绞股蓝多糖、枸杞多糖、桦褐孔菌多糖、平菇菌多糖、灰树花多糖、黄精多糖、阿里红多糖、红豆杉多糖、姬松茸多糖、肉苁蓉多糖、山茱萸多糖等。当归多糖和地黄多糖均可通过调节胆碱能系统功能、抗氧化应激及炎症反应改善记忆障碍。枸杞多糖能够减少淀粉样病理,促进AD小鼠海马神经发生,提高受损的长时程增强(LTP)。蒸制黄精多糖可通过Nrf2/血红素氧合酶-1(HO-1)信号通路减轻氧化应激、神经炎症和突触损伤来减轻AD。肉苁蓉多糖能够恢复肠道菌群稳态,缓解氨基酸失衡、外周炎症和氧化应激,从而改善D-gal诱导的衰老模型小鼠的认知能力。
2、皂苷类
皂苷类皂苷是由皂苷配基与糖、糖醛酸等缩合而成的苷类化合物,结构上分为甾体皂苷和三萜皂苷。目前皂苷类成分治疗 AD 的报道中,研究较多的是三七及人参皂苷。现代药理研究表明皂苷类化合物主要通过减轻Aβ聚集、抗氧化应激损伤、抗神经元损伤、降低Tau蛋白磷酸化水平、调控 ACh代谢等作用,改善 AD引起的脑损伤。细叶远志皂苷源自远志的根部,通过维持钙蛋白酶系统稳定,抑制氧化应激、铁死亡和神经元凋亡等多种途径改善突触损伤和记忆障碍。人参皂苷CK是二醇型人参皂苷在体内的代谢产物;研究发现,人参皂苷CK通过调控APP及相关剪切和降解酶,调节Aβ单体生成和清除之间的平衡,与Aβ 单体结合抑制Aβ聚集体的形成,并能激活Nrf2通路,抑制Aβ诱导的神经元氧化损伤,减少神经元凋亡,改善神经元突触功能障碍。人参皂苷Rk3是热处理人参中一种重要而罕见的皂苷,通过激活单磷酸腺苷活化蛋白激(AMPK)/Nrf2通路产生抗氧化和神经保护作用,有效地减轻小鼠的认知障碍和病理,且治疗效果优于阳性药多奈哌齐。
3、酚类
紫檀芪是白藜芦醇的甲基化衍生物,研究发现紫檀芪可以显著减少AD小鼠脑内Aβ聚集,抑制神经炎症,体外研究进一步证实紫檀芪可阻断Toll样受体4(TLR4)和髓样分化蛋白 2(MD2)的相互作用,抑制 TLR4介导的炎症反应,并通过自噬依赖机制调控细胞对Aβ1-42寡聚体(oAβ1-42)的内吞作用。此外,紫檀芪还通过激活SIRT1/核因子E2相关因子2(Nrf2)通路发挥抗氧化作用,抑制线粒体依赖的细胞凋亡,改善神经元的可塑性。天麻素是从天麻的干燥根块中提取的有机化合物,可通过部分靶向“微生物-肠-脑”轴和减轻神经炎症,维持肠道屏障和BBB完整性来改善AD小鼠模型的记忆。红景天苷是红景天的主要活性成分,可直接与Nrf2结合并抑制Kelch样环氧氯丙烷相关蛋白1(Keap1)-Nrf2复合物的形成,进而促进Nrf2介导的SIRT3转录发挥保护神经突起和线粒体的作用;还可靶向 NOD 样受体蛋白3(NLRP3)炎症小体抑制细胞焦亡,防止神经元损伤。此外,红景天苷可激活 Nrf2/谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)轴和铁转运,抑制神经元铁死亡,并能减少 CD8+T细胞浸润、MG 活化和炎症反应,改善AD小鼠认知障碍、Aβ积累和神经元丢失。
4、黄酮类
黄酮类化合物是经苯丙氨酸途径合成的一类化合物,普遍存在于中草药中。其在植物体内多与糖类结合成苷,或以游离的形式存在。天然黄酮类化合物可分为黄酮类、黄酮醇类、双氢黄酮类、双氢黄酮醇类、查耳酮类、异黄酮类等。现代药理研究表明黄酮类化合物可以从多靶点改善AD模型动物的认知功能障碍、减轻AD症状、抑制AD进程。研究发现,川陈皮素、木犀草素能降低活性氧(ROS)、丙二醛(MDA)水平,提高谷胱甘肽(GSH)及线粒体膜电位,减轻AD 模型氧化应激和线粒体功能障碍。川陈皮素还可通过调节磷脂酰肌醇 3-激酶(PI3K)/蛋白激酶 B(Akt)、丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)及NF-κB通路抑制神经炎症,通过激活沉默信息调节因子(SIRT)1/叉头框转录因子 O3a(Fox O3a)通路增强自噬,同时减轻胆碱能神经变性和病理蛋白沉积,发挥其抗 AD 作用。木犀草素可通过过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPARγ)依赖的途径调节β淀粉样前体蛋白水解酶1(BACE1)活性,并上调 IDE水平,从而抑制 Aβ 诱导的氧化应激、线粒体损伤和神经元凋亡。研究发现芦丁能够通过抑制p-Tau的产生和聚集治疗AD。柚皮素、金雀异黄酮均可通过激活自噬促进AD相关病理蛋白的降解清除。淫羊藿苷是淫羊藿的主要活性成分,不仅能够调节脑内胰岛素信号、葡萄糖转运蛋白(GLUTs)表达及APP加工途径,抑制Aβ积累和Tau 磷酸化;还可以调节BDNF/酪氨酸蛋白激酶受体B(Trk B)信号通路修复神经元损伤,增强突触可塑性,改善学习记忆障碍。此外,淫羊藿苷和金雀异黄酮还可通过抑制ERS介导的凋亡途径发挥神经保护作用。黄芩素主要来源于黄芩干燥根,黄芩素不 仅抑制CX3C趋化因子受体1(CX3CR1)/NF-κB 通路调控MG表型转化,减轻神经炎症;还可通过调节磷酸二酯酶(PDE)2A/PDE4亚型依赖的神经保护途径,上调突触相关蛋白表达,改善小鼠记忆障碍和神经元萎缩。槲皮素-3-O-葡萄糖醛酸苷能调节肠道菌群及其代谢产物,改善脑内炎症和胰岛素抵抗,减轻Aβ 聚集和Tau磷酸化。
参考资料
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作者简介:小米虫,药品质量研究工作者,长期致力于药品质量研究及药品分析方法验证工作,现就职于国内某大型药物研发公司,从事药品检验分析及分析方法验证。
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