

2. 湖南省中药饮片标准化及功能工程技术研究中心 湖南 长沙 410208;
3. 中药成药性与制剂制备湖南省重点实验室, 湖南 长沙 410208;
4. 中国医学科学院药物研究所,北京协和医学院药物研究所,北京 100050
赵佳柱(1999-),男,硕士生,研究方向:中药学,共同第一作者,E-mail:503338719@qq.com;
裴刚(1971-),男,教授,博士生导师,研究方向:中药学,通信作者,E-mail:peigang@hotmail.com;
陈乃宏(1961-),男,教授,博士生导师,研究方向:神经精神药理学,通信作者,E-mail:chennh@imm.ac.cn。
2. Center for Standardization and Functional Engineering of Traditional Chinese Medicine in Hunan Province, Changsha 410208, China;
3. Druggability and Preparation of Chinese Medicine Key Laboratory of Hunan Province, Changsha 410208, China;
4. Institute of Materia Medica, Chinese Academy of Medical Sciences, Beijing 100050, China
随着人口老龄化的进程不断发展,老年痴呆症对人类健康的影响日趋严重,其中阿尔茨海默病(Alzheimer′s disease,AD)约占60%-80%,AD已成为继心血管病、脑血管病和肿瘤之后,导致老年人死亡的第四大病因[1]。据World Alzheimer Report 2019的数据表明,目前全球约有AD患者5 000万名,年相关医疗成本高达万亿美元,且患病人数及医疗消耗在迅速增高,AD发病率高、危害大,发病机制尚不明确,迄今尚无特效的治疗药物[2],亟需研发。
1 AD的医学认识及其治疗 1.1 AD的现代医学认识AD的临床表现虽然非常多样,但以进行性加重的善忘和一定程度的性情改变为主要表现。目前其发病机制仍未完全阐明,主要有β-淀粉样蛋白(β-amyloid,Aβ)级联学说、tau蛋白过度磷酸化学说、早老素基因突变学说、氧化应激学说、钙超载学说、免疫与炎症学说、细胞凋亡学说、胆碱能神经元异常学说、兴奋性氨基酸(EAA)毒性学说、铝中毒学说等在内的多种假说[3-5]。现有研究表明,Aβ沉积在脑小动脉或毛细血管壁周围,导致由聚集的Aβ肽和含有高磷酸化tau蛋白的神经原纤维缠结(NFTs)组成的细胞外斑块及脑淀粉样血管病的存在是AD的特有神经病理标志,因此,Aβ级联学说及tau蛋白过度磷酸化学说是较为公认的AD发病机制假说。
1.2 AD的祖国医学认识老年痴呆属中医“呆证”范畴,中医认为其是由于本身气血不足,或肾精亏虚,或痰淤互阻,导致脑髓失养,以实为标,临床上虚实夹杂证较多[6],是阴阳、气血、脏腑功能失调所引起的虚实夹杂疾病。《灵枢·脉篇》明确指出肾精源于先天,而脑髓赖于肾精的充养。《圣济总录》曰:“健忘之病,本于心虚,血气衰少,精神昏馈,故志动乱而多忘也。”《三因方》曰:“脾受病则意舍不清,心神不宁,使人健忘。”《灵枢·天年》曰:“八十岁,肺气衰,魄离,固言善误。”传统中医认为呆证病理定位在脑,但与心、肝、脾、肾、肺关系极为密切,且肺与大肠相表里,而呆证与脑、肺均关系密切,因此肠道微生物与大脑相互作用形成的“肠-脑轴”在AD进展过程中可能发挥了重要的调节作用[7],一些肠道细菌可增加脑中Aβ斑块的形成,进一步触发神经炎症反应从而加速AD进展。肠道微生物紊乱可能造成肠道及血脑屏障通透性增加,加重神经退行性病变的发生;肠道微生物的代谢产物及其对宿主脑内神经生化指标的影响,也会改变AD的发病风险。因此中医治疗AD多从其本展开,注重多器官调节。
1.3 已批准的AD治疗药物目前已获批准的AD主要治疗药物有胆碱酯酶抑制剂(cholinesterase inhibitors,ChEIs)、N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA) 受体拮抗剂美金刚,但二者均无法延迟或阻断AD的病理进程。近日我国原创全球首个糖类多靶点抗AD创新药物甘露寡糖二酸(GV-971)有条件获准上市以及与Aβ结合以清理沉积蛋白的人类单克隆抗体的抗SP药物aducanumab通过FDA批准均推动了AD的治疗。
ChEIs主要包括多奈哌齐、卡巴拉汀和加兰他敏等,此类药物基于胆碱能假说,通过增加突触间隙乙酰胆碱(ACh)含量,用于轻、中度AD的治疗,其可在一定程度上改善认知功能、总体印象、日常生活能力和精神症状,但效果并不明显。美金刚是最早用于治疗晚期AD的非竞争性NMDA拮抗药,能阻止NMDA受体的持续激活,在生理信号的作用下,高浓度的谷氨酸可促使美金刚从NMDA受体上解离,神经传递得以正常进行[8]。
GV-971是从海藻中提取的海洋寡糖类分子,其作用主要是通过重塑肠道菌群平衡,降低相关代谢产物苯丙氨酸和异亮氨酸的积累,通过减轻脑内神经炎症以改善患者认知功能障碍治疗AD。
然而,由于AD发病机制不够明确,且现有研究多是依据单个致病学说,采用的多为针对单个靶点的治疗模式,是否真正适合AD的诊治仍有待商榷,因此,目前抗AD药物的治疗效果多不甚理想。近二十年来,百余种治疗AD的药物被陆续推出,但却难有可靠效果,因此有必要采取新的抗AD药物研发策略,而结合中医对呆证的辩证,从多靶点、多层次、多机制作用的中药及其复方中研发抗AD创新型药物可能是突破口之一。
1.4 痴呆的中医治疗《中医内科学》[6]认为痴呆的治疗应虚者补之,实者泻之,将其分为髓海不足证、气血亏虚证、痰浊蒙窍证、瘀血内阻证、心肝火旺证等5个证型,认为解郁散结、补益虚损是该病的治疗大法,同时列举了七福饮、归脾汤、洗心汤等方药加减治疗。痴呆可辩证为肝肾阴虚证、髓海不足证、气滞血瘀证、肝郁血虚证及脾肾阳虚等多种类型。中医治疗痴呆的药物种类较多,但以补虚药用药频次为主,尤以人参为多。现代药理研究表明,人参具有兴奋和抑制中枢神经系统、提高脑力工作效率、益智、提高记忆力、减轻或消除失眠、健忘等症状的作用。
AD发病机制复杂,相关指标之间存在交互影响,多成分联合用药调控多指标治疗AD可能是行之有效的方法。传统中药能利用多成分同时调节多靶点及疾病网络的多个环节,在获得较高疗效的同时可降低化学药作用于单靶点可能引起的毒副作用,其中人参是中医治疗痴呆的主要药物之一,其可能是抗AD新药的重要来源之一。
2 人参皂苷治疗AD人参Panax ginseng C. A. Mey.为五加科多年生草本植物,在我国的使用历史已达千年之久,主要分布于我国东北地区,朝鲜、韩国、日本等地亦有一定分布。人参是治疗痴呆的重要复方中重要的组成药物,其包含有多种成分,目前研究主要集中在皂苷类、多糖类及挥发性成分上,尤以皂苷类成分居多,如能厘清人参皂苷类成分治疗AD的作用机制,将为治疗AD的创新药物研发提供支撑。
2.1 人参皂苷Rg1治疗ADRg1可通过抗Aβ毒性、抗神经炎症、抗细胞凋亡、抗氧化应激和调节神经递质等作用机制,调控PI3K/Akt、ERK/MAPK、NF-κB、GSK3β/tau等信号通路抗AD[9-12]。抑制PI3K/Akt和ERK/MAPK途径实现增加可溶的胞外分泌的淀粉样蛋白前体蛋白α(sAPPα),增强α分泌酶活性和降低Aβ的细胞外释放;下调NF-κB信号通路以及Akt和ERK1/2活化来保护PC12细胞中H2O2诱导的细胞死亡;通过GSK3β/tau信号通路降低磷酸化tau的水平并抑制大鼠脑内Aβ的形成来逆转冈田酸(OKA)诱导的记忆障碍。Rg1可通过增强海马的抗炎和抗氧化能力改善AD大鼠认知功能和学习记忆障碍;提高转录因子SOX-2的表达以保护神经干细胞及神经元前体细胞,并通过降低星形细胞上调基因1(astrosyte elevated gene 1, Aeg-1)水平实现对星形胶质细胞激活的抑制,还可增强抗氧化酶的活性降低促炎细胞因子IL-l、IL-6和TNF-α的表达,增加端粒长度和端粒酶活性,促进海马神经发生,改善AD大鼠的学习记忆能力,其药理作用机制可能与降低神经系统炎性因子水平、抑制炎症反应发生有关。当给予Rg1后,APP/PS1双转基因AD模型小鼠Bcl-2/Bax、细胞色素C(Cyt-C)、Caspase-3和Caspase-9蛋白表达水平均显著回调,显示Rg1能够通过改善氧化应激、减轻炎症反应和神经保护作用、抑制凋亡相关蛋白表达而抑制神经元凋亡来发挥改善认知的作用,实现对APP/PS1双转基因AD模型小鼠的认知功能障碍的改善。Rg1具有类似雌激素的作用,激活血小板中MAPK/ERK信号通路,对淀粉样前体蛋白的代谢进行调控,从而延缓AD发展进程。Rg1能够明显改善SAMP8快速老化小鼠学习和记忆能力,延缓认知能力的下降,其机制与海马中可溶性Aβ1-40和蛋白激酶A RⅡα(PKA-RIIalpha水平)表达降低及磷酸化AMP周期反应原件结合蛋白(CREB)及脑源性神经营养因子(BDNF)表达升高有关。Rg1可通过抑制细胞内的线粒体氧化应激发挥神经元保护作用,通过提高细胞色素C(cyt C)氧化酶活性、减少cyt C释放、增强线粒体膜电位及ATP水平对Aβ1-42低聚物诱导的皮层原代神经元线粒体功能损伤实现保护。Rg1可通过上调海马组织中海马p-Akt、BDNF、proBDNF及谷氨酸受体1(GluR1)的表达促进海马组织的长程增强效应,可能通过调节PI3K / Akt途径,提高记忆能力。
Rg1作为人参中最主要的皂苷类活性成分,具有多种活性,多项研究已经证实其在AD的防治过程中发挥着重要作用,但其对神经系统的保护机制仍未完全阐明,是Rg1原形成分的作用还是经体内代谢后以代谢产物的形式发挥作用,抑或是原形与代谢成分共同发挥多成分多靶点的作用等尚未完全揭示,故有必要对Rg1治疗AD的作用机制深入探讨,为将其开发成更有效治疗AD的药物奠定基础。
2.2 人参皂苷Rg2治疗AD体内外实验均证明了Rg2具有预防和治疗AD的作用,其可改善AD大鼠脑内Aβ的聚集,减少SP生成,提高脑内突触素的表达,可能通过调节单胺类神经递质的含量改善大鼠的学习记忆能力,对Aβ25-35诱导PC12细胞凋亡的保护作用与PI3K/Akt信号通路的增强有关[13-14]。Rg2可能通过抑制小鼠海马和前脑皮层乙酰胆碱酯酶(AChE)活性,提高胆碱乙酰转移酶(ChAT)活性和ACh含量,从而显著改善东莨菪碱诱导的AD模型小鼠学习记忆功能。Rg2可能通过调节凋亡相关基因Bcl-2升高、Bax降低及增加脑内C-fos表达来抑制神经元凋亡,产生神经元保护作用,有效提高大鼠的学习和记忆能力。Rg2可减少损伤海马神经元内淀粉样前体蛋白(APP)表达,下调海马内Aβ1-40、APP和NR1的表达保护来缺血/再灌注大鼠的认知功能,改善大鼠认知功能和学习记忆功能,可改善AD小鼠的认识功能损伤和海马内Aβ沉积,其机制与影响鞘脂、次黄嘌呤和卵磷脂的代谢途径有关,可通过AMPK-ULK1依赖途径和MTOR非依赖途径可以激活细胞自噬,提高细胞模型的Aβ42水平和细胞外斑块的清除,可以改善Aβ聚集所致的小鼠学习和记忆功能。显然Rg2也可通过多种途径实现对AD的防治作用,尤其是基于其对心血管系统的良好作用而对血管性痴呆有较好治疗效果,其作用机制的阐明也将有力推动AD治疗药物的研发。
2.3 人参皂苷Rg3治疗ADRg3的研究历史相对较短,主要集中在抗肿瘤及提高免疫力上,其具有良好的抗肿瘤血管生成作用。Rg3可以保护细胞抵抗Aβ25-35导致的凋亡,抑制促凋亡蛋白Bax的基因表达[15],明显上调人神经母细胞瘤细胞NEP表达水平和酶活性,促进Aβ降解,保护神经细胞。Rg3作用于AD模型细胞swe-APP-SK的研究结果显示,Rg3能明显提高神经细胞NEP的活性,同时有效降低细胞外Aβ40和Aβ42水平,从而改善细胞内Ca2+浓度升高及增加活性氧的生成。
2.4 人参皂苷Rg5治疗ADRg5能诱导多种肿瘤细胞凋亡和DNA损伤,可抑制癌细胞浸润、抗肿瘤细胞转移、促进肿瘤细胞凋亡、抑制肿瘤细胞生长。也有研究表明Rg5可抑制PI3K/Akt和MAPKs的磷酸化以及抑制控制炎症反应的上游分子NF-κB和AP-1的DNA结合活性[16],其可通过抗炎作用明显改善链脲霉素(STZ)诱导的AD大鼠学习记忆及认知障碍,减少Aβ沉积,降低脑组织中炎症性细胞因子TNF-α和白细胞介素IL-1β水平,抑制皮层及海马中AChE活性,提高ChAT活性,增强海马和大脑皮层中胰岛素样生长激素-1和BDNF的表达水平[17]。Rg5和Rh3均能明显改善东莨菪碱诱导的记忆缺失小鼠的学习和记忆能力,推测其药理作用与抑制AChE活性以及增强CREB、BDNF的表达密切相关[18]。
2.5 人参皂苷Rb1治疗ADRb1可增强胆碱系统的功能,增加ACh的合成和释放,改善记忆力,是人参增强学习能力的另外一个主要的有效成分,对多种原因引起的认知功能障碍均有改善作用。人们对Rb1在动物体内的代谢过程及其改善认知功能障碍机制的研究越来越重视。Rb1可提高神经细胞NEP的活性、降低细胞外Aβ40及Aβ42水平。口服Rb1可从神经系统发育和促有丝分裂原激活的蛋白激酶(MAPK)信号通路等多个方面改善SAMP8小鼠模型的学习性能[19];Rb1能明显降低Aβ1-42诱导的AD大鼠海马组织中Aβ1-42、环氧化酶2、NF-κB抑制蛋白α等的表达水平,明显增强神经元氮氧化物合成酶表达水平,通过激活神经炎症通路改善学习和记忆能力[20]。每天腹腔注射10 mg·kg-1的Rb1 4周或口服10 μmol·kg-1 Rb1 2周可明显改善由注射Aβ1-42所致的大鼠学习及记忆能力下降,Rb1可明显改善由改善三氯化铝及D-乳糖联合三氯化铝造成的大鼠认知功能障碍。Rb1可以减轻神经毒性损害,同时表示出抗炎和抗氧化的效果,还能选择性的抑制大脑皮层中cNOS活性,减少过量NO的释放,减少细胞毒作用。人参皂苷Rb1可逆转铝暴露引起的皮质和海马区p-GSK3和PP2A水平降低和tau过度磷酸化[21],还可通过提高蛋白磷酸酯酶2A活性减轻Aβ25-35诱导的tau蛋白过度磷酸化。Rb1以剂量依赖的方式显著降低Aβ1-42导致的神经毒性和tau蛋白的高度磷酸化,增加CREB的磷酸化,同时通过激活PI3K增加Akt的磷酸化,降低GSK3β的活性[22],抑制tau蛋白的过度磷酸化以延缓AD进程。因此Rb1是人参皂苷中治疗AD的重要候选药物之一,有待于进一步挖掘其提高学习记忆能力及延缓AD进程的作用机制,如能深入阐明,也有望成为抗AD创新药物来源之一。
2.6 人参皂苷Rd治疗ADRd可上调sAPPα水平和降低细胞外Aβ,以减轻卵巢切除组(OVX)大鼠的认知和记忆障碍,而这一过程可被PI3K通路抑制剂抑制,同时雌激素受体抑制剂可阻止Rd触发sAPPα的释放及MAPK和PI3K途径的激活,表明Rd通过激活类似雌激素的活性来增强OVX大鼠的学习和记忆功能[23]。人参皂苷Rd、Re可以使小鼠神经母细胞瘤N2aAD模型细胞中ChAT和囊泡乙酰胆碱转运蛋白(VAChT)mRNA水平及ACh的含量明显增强,还显著表达了微管相关蛋白2(MAP-2)、神经生长因子受体(p75)、p21和TrkA基因及蛋白,表明其在神经元分化和NGF-TrkA信号通路中起着重要作用,可能通过该作用增强神经传递功能。Rd还可能通过抑制氧化应激、降低caspase-3蛋白表达、减少神经细胞凋亡和降低IL-1β、IL-6、TNF-α mRNA表达水平明显缓解Aβ1-40诱导的AD大鼠模型炎症和认知功能损伤,并改善其记忆功能[24]。Rd可减少模型鼠海马CA1区神经元的丢失,明显增强实验性AD模型动物的学习记忆能力,能提高体外培养皮层神经元的活性,提高AD细胞模型的存活率,抑制GSK-3β的表达与活性,提高PP-2A的活性,减少tau蛋白的过度磷酸化及由其构成的胞内神经原纤维缠结,发挥其对神经保护作用。显然,Rd抗AD作用也与AD主流发病学说吻合,也可能是抗AD新药研发的来源之一。
2.7 人参皂苷Re治疗ADRe可激活Nrf2抗氧化信号通路从而降低Aβ25-35诱导的氧化应激压力,通过ROS依赖方式抑制细胞凋亡信号调节激酶1(ASK1)/JNK信号通路发挥神经保护作用,抑制Aβ触发的线粒体凋亡途径,显著地缓解Aβ25-35诱导的SH-SY5Y细胞线粒体功能障碍,维持线粒体功能、提高Bcl-2/Bax比率、减少cyt C释放和caspase-3/9失活,减弱Aβ诱发的活性氧(ROS)的产生,抑制ASK1磷酸化和JNK激活而发挥神经保护作用。Re可以通过干预AD小鼠体内氨基酸、卵磷脂和鞘脂等代谢途径,明显降低次黄嘌呤、次黄嘌呤核苷和苯丙氨酸的含量,明显升高16碳鞘氨醇、植物鞘氨醇、LPC (C16 ∶ 0、C18 ∶ 1、C18 ∶ 0)的含量,改善AD小鼠的学习记忆能力,减少小鼠大脑中的Aβ沉积,从而发挥其对AD的治疗作用。Re及人参皂苷体内代谢产物Rh1与Rg1、Rg2一样可拮抗钙离子通道,降低细胞内的钙离子浓度实现对神经细胞的保护作用[25]。
2.8 人参皂苷代谢产物治疗AD如前所述,多种人参皂苷成分均可通过多种途径显著改善AD,但多数人参皂苷口服生物利用度较低,多数通过在胃肠道内被代谢成次级糖苷来发挥药效作用,因此,人参皂苷抗AD作用可能是由其代谢产物发挥的。人参皂苷的几种主要类型在一系列肠道菌群的共同作用下会发生相互转化,符合中药代谢的“网通虹势”规律,其药效的产生由原成分和/或其在体内的代谢产物决定。原人参二醇型皂苷在肠道中会发生阶梯式脱糖反应,最终产物均为Compound K及20(S)原人参二醇(PPD)。原人参三醇人参皂苷在体内的最终代谢产物为Rh1、F1及20(S)原人参三醇(PPT)。
Rh1是原人参三醇型皂苷经肠道菌群转化后分离得到的主要代谢物,具有抗自由基作用,可显著减少老年豚鼠不同脑区MDA的含量,避免神经细胞受到自由基的损伤,Rg1与Rh1对TNF-α、IL-1α、IL-8有不同影响。Rh1可显著提高小鼠东莨菪碱诱导的记忆障碍或盐水处理的小鼠的学习和记忆,10 mg·kg-1的Rh1可显著减少逃逸潜伏期,增加了穿越次数和在平台上花费的时间,提高了空间学习能力,在甩尾试验中疼痛阈值不受影响也证实了Rh1的促智作用,Rh1上调了BDNF的表达,为Rh1作为记忆丧失和神经退行性疾病的营养补充剂提供了潜在治疗思路与意义[26]。Rg2、Re及Rh1均可保护小鼠神经元缺氧损伤,可以减轻细胞的形态学损伤,降低缺氧神经元细胞的死亡率。
Rh2是原人参二醇型皂苷经肠道菌群转化后分离得到的主要代谢物,属于小分子物质且为脂溶性故容易通过血脑屏障,Rh2可抑制大鼠海马神经元NMDA受体,能明显改善模型小鼠的学习记忆能力,减少脑组织中老年斑的数量,体外实验表明,Rh2能增加SAPPα含量,减少Aβ40及Aβ42含量,抑制APP胞吞过程[27],也是防治神经变性疾病的潜在候选药物之一。
人参皂苷的体内代谢产物compound K可抑制mTOR信号通路增强原代星形胶质细胞的自噬,提高星形胶质细胞清除Aβ的能力,减慢AD的病理进程[28];CK可能通过抑制BACE1和PS1表达,促进IDE的表达,靶向调控Aβ寡聚体的解聚,激活Nrf2/Keap1信号通路的传导,降低神经元ROS的释放,减轻Aβ诱导的神经元氧化损伤和神经毒性,还可通过PPARγ通路调节能量代谢以治疗AD。
3 人参皂苷治疗AD的研究思路传统中药具有来源广泛、不良反应较小等特点,在治疗神经退行性疾病方面积累了丰富的临床经验,如能利用现代科学知识对传统中药的作用机制展开深入研究,用现代科学语言阐述其作用机理,将有力推动具有中国特色的创新型中药的开发。如前所述,中药人参的主要有效部位人参皂苷可通过多种途径有效抑制神经细胞损伤,增强学习和记忆能力,改善AD症状。但从近年来国内外研发AD治疗药物的实践看,作为单体成分的各人参皂苷,要实现取得良好的治疗AD的效果仍是非常困难的,但其经体内代谢后,原形成分与代谢成分可能共同起效,发挥其多成分多靶点的作用以协同增效减毒,可能是人参皂苷治疗AD的作用所在,其作用机制的探讨可依靠网络药理学展开,网络药理学[29]从相互联系的角度研究药物与机体的作用,这与中医药基本理论的核心思想异曲同工,其基于多数药物通过间接调节而非直接作用于疾病相关蛋白,多靶点整体调控的效果远优于单靶点治疗,根据相关化学成分和靶点信息,构建成分-靶点网络,分析预测中药活性成分群,进一步构建成分-靶点-信号通路-疾病多层次网络以考察多成分作用于多靶点对多通路的调节,有效调动了生物学数据库、既有知识以及各类组学实验及其数据分析技术,发展出一系列创新性强的中药作用机理解析方法和技术平台,是具有发展潜力的研究方向。但是,目前网络药理学侧重于从整体性或关联性角度对生物复杂网络进行刻画与研究,对中药作用的体内生物途径、因果关系缺乏足够细致的说明,尚未能就组学发现的差异基因、效应蛋白、生物标记物等生物分子之间的生物信号上下游关系、生化反应因果关系给出快速有效的说明,更难以说明多成分药物作用效应在不同类型细胞之间的传递。现有的网络药理学研究建立的主要是多成分多靶点之间相互联系的无尺度网络关系,而未阐明各网络节点之间的作用强度关系,对阐明人参皂苷类成分抗AD作用机制研究的指导有限。
综上所述,利用现有网络药理学技术手段,先筛选出人参皂苷类成分治疗AD的主要成分及相关作用通路,进而利用多学科交叉以建立人参皂苷类成分治疗AD的量-时-效动态网络作用规律表征,明确其多成分配伍协同作用机制,指导临床合理用药。一个可行的方案是在现有网络药理学研究基础上,对多成分效应研究纳入方向性及动力学参数,以实现对拓扑网络的动态分析,同时克服现有网络药理学多为无尺度研究的局限。受限于中药作用是一个相对复杂的体系,其效应中大多数动力学参数未知,可引入应用工程学研究中的黑箱理论,将机体看作是一个黑箱,通过给予黑箱输入(不同的药物组合)并记录输出(测定相关指标的变化)的实验采集数据,根据实验结果拟合得到参量数学模型,获得相关参数的可能分布。进一步利用数学手段处理分析获得网络的动态特征,获得可阐释成分靶点间作用的量-时-效关系,这样可以大幅缩减实验次数和样本量,是一个可行的研究方法。通过对网络的进一步分析,寻找该网络中最具代表性的节点,简化网络,可以建立适合多成分作用效应研究的新方法和新模式。将该研究思路应用于人参皂苷及其体内代谢产物治疗AD研究中,有望阐明人参皂苷治疗AD的作用机制,发挥多成分协同作用的优势,为开发抗AD创新型中药的开发奠定基础。
[1] |
Lendon C L, Ashall F, Goate A M. Exploring the etiology of Alzheimer disease using molecular genetics[J]. JAMA, 1997, 277(10): 825-31. doi:10.1001/jama.1997.03540340059034 |
[2] |
徐丹, 蔡铮, 贾彩, 等. 2009-2018年国家自然科学基金在防治阿尔茨海默病药物药理学研究领域资助项目分析[J]. 中国药理学与毒理学杂志, 2019, 33(5): 327-33. Xu D, Cai Z, Jia C, et al. Funding of National Natural Science Foundation of China to pharmacological research on Alzheimer disease drugs from 2009 to 2018[J]. Chin J Pharmacol Toxicol, 2019, 33(5): 327-33. doi:10.3867/j.issn.1000-3002.2019.05.002 |
[3] |
Henriques A G, Oliveira J M, Gomes B, et al. Complexing Aβ prevents the cellular anomalies induced by the Peptide alone[J]. J Mol Neurosci, 2014, 53(4): 661-8. |
[4] |
谢林江, 邓婷, 徐颖, 等. 阿尔茨海默病信号通路研究进展及对策研究[J]. 中国药理学通报, 2021, 37(2): 165-70. Xie L J, Deng T, Xu Y, et al. Research progress and countermeasures of Alzheimer's disease signaling pathways[J]. Chin Pharmacol Bull, 2021, 37(2): 165-70. doi:10.3969/j.issn.1001-1978.2021.02.004 |
[5] |
Humpel C. Identifying and validating biomarkers for Alzheimer's disease[J]. Trends Biotechnol, 2011, 29(1): 26-32. doi:10.1016/j.tibtech.2010.09.007 |
[6] |
王永炎, 李明富, 戴锡盟. 中医内科学[M]. 上海: 上海科学技术出版社, 2000. Wang Y Y, Li M F, Dai X M. Chinese Internal Medicine[M]. Shanghai: Shanghai Sci Tech Press, 2000. |
[7] |
Harach T, Marungruang N, Duthilleul N, et al. Reduction of Abeta amyloid pathology in APPPS1 transgenic mice in the absence of gut microbiota[J]. Sci Rep, 2017, 7: 41802. doi:10.1038/srep41802 |
[8] |
Parsons C G, Danysz W, Dekundy A, et al. Memantine and cholinesterase inhibitors: Complementary mechanisms in the treatment of Alzheimer's disease[J]. Neurotox Res, 2013, 24(3): 358-69. doi:10.1007/s12640-013-9398-z |
[9] |
Shi C, Zheng D D, Fang L, et al. Ginsenoside Rg1 promotes nonamyloidgenic cleavage of APP via estrogen receptor signaling to MAPK/ERK and PI3K/Akt[J]. Biochim Biophys Acta, 2012, 1 820(4): 453-60. |
[10] |
王莹莹, 宋修云, 王奇, 等. 人参皂苷Rg1通过抗氧化应激保护冈田酸诱导的PC12细胞损伤[J]. 中国药理学通报, 2016, 32(10): 1364-70. Wang Y Y, Song X Y, Wang Q, et al. The protective effects of Ginsenosides Rg1 in AD-like pathological model induced by okadaic acid[J]. Chin Pharmacol Bull, 2016, 32(10): 1364-70. doi:10.3969/j.issn.1001-1978.2016.10.008 |
[11] |
Wang Y, Kan H, Yin Y, et al. Protective effects of ginsenoside Rg1 on chronic restraint stress induced learning and memory impairments in male mice[J]. Pharmacol Biochem Behav, 2014, 120: 73-81. doi:10.1016/j.pbb.2014.02.012 |
[12] |
Zhu G, Wang Y, Li J, et al. Chronic treatment with ginsenoside Rg1 promotes memory and hippocampal long-term potentiation in middle-aged mice[J]. Neuroscience, 2015, 292: 81-9. doi:10.1016/j.neuroscience.2015.02.031 |
[13] |
Cui J, Wang J, Zheng M, et al. Ginsenoside Rg2 protects PC12 cells against β-amyloid25-35-induced apoptosis via the phosphoinositide 3-kinase/Akt pathway[J]. Chem Biol Interact, 2017, 275: 152-61. doi:10.1016/j.cbi.2017.07.021 |
[14] |
Fan Y, Wang N, Altea R, et al. Identification of natural products with neuronal and metabolic benefits through autophagy induvtion[J]. Autophagy, 2017, 13(1): 14-56. |
[15] |
杨玲玲. 人参皂苷Rb1及Rg3上调神经内肽酶表达抑制β-淀粉样肽神经毒性作用的研究[D]. 济南: 山东大学, 2009. Yang L L. Ginsenoside Rb1 and ginsenoside Rg3 inhibit the neurotoxicity of β-amyloid peptide by up-regulating neprilysin gene expression[D]. Jinan: Shandong Univ, 2009. |
[16] |
Lee Y Y, Park J S, Jung J S, et al. Anti-inflammatory effect of Ginsenoside Rg5 in lipopolysaccharide-stimulated BV2 microglial cells[J]. Int J Mol Sci, 2013, 14(5): 9820-33. doi:10.3390/ijms14059820 |
[17] |
Chu S, Gu J, Feng L, et al. Ginsenoside Rg5 improves cognitive dysfunction and beta-amyloid deposition in STZ-induced memory impaired rats via attenuating neuroinflammatory responses[J]. Int Immunopharmacol, 2014, 19(2): 317-26. doi:10.1016/j.intimp.2014.01.018 |
[18] |
Kim E J, Jung I H, Vanle T K, et al. Ginsenosides Rg5 and Rh3 protect scopolamine-induced memory deficits in mice[J]. J Ethnopharmacol, 2013, 146(1): 294-9. doi:10.1016/j.jep.2012.12.047 |
[19] |
Zhang S, Zhu D, Li H, et al. Analyses of mRNA profiling through RNA sequencing on a SAMP8 mouse model in response to ginsenoside Rg1 and Rb1 treatment[J]. Front Pharmacol, 2017, 8: 88. |
[20] |
Wang Y, Liu J, Zhang Z, et al. Anti-neuroinflammation effect of ginsenoside Rbl in a rat modelof Alzheimer disease[J]. Neurosci Lett, 2011, 487(1): 70-2. doi:10.1016/j.neulet.2010.09.076 |
[21] |
Zhao H H, Di J, Liu W S, et al. Involvement of GSK3 and PP2A in ginsenoside Rb1's attenuation of aluminum-induced tau hyperphosphorylation[J]. Behav Brain Res, 2013, 241: 228-34. doi:10.1016/j.bbr.2012.11.037 |
[22] |
Zhao R, Zhang Z, Song Y, et al. Implication of phosphatidylinositol-3 kinase/Akt/glycogen synthase kinase-3beta pathway in ginsenoside Rb1's attenuation of beta-amyloid-induced neurotoxicity and tau phosphorylation[J]. J Ethnopharmacol, 2011, 133(3): 1109-16. doi:10.1016/j.jep.2010.11.054 |
[23] |
Yan X, Hu G, Yan W, et al. Ginsenoside Rd promotes non-amyloidogenic pathway of amyloid precursor protein processing by regulating phosphorylation of estrogen receptor alpha[J]. Life Sciences, 2017, 168: 16-23. doi:10.1016/j.lfs.2016.11.002 |
[24] |
Liu J F, Yas X D, Qi L S, et al. Ginsenoside Rd attenuates Abeta 25-35 induced oxidative stress and apoptosis in primary culturedhippocampal neurons[J]. Chem Biol Interact, 2015, 239: 12-8. doi:10.1016/j.cbi.2015.06.030 |
[25] |
Liu M C, Bai X Y, Yu S T, et al. Ginsenoside Re inhibits ROS/ASK-1 dependent mitochondrial apoptosis pathway and activation of Nrf2-Antioxidant response in beta-amyloid-challenged SH-SY5Y cells[J]. Molecules, 2019, 24(15): 2687. doi:10.3390/molecules24152687 |
[26] |
Hou J, Xue J, Lee M, et al. Long-term administration of ginsenoside Rh1 enhances learning and memory by promoting cell survival in the mouse hippocampus[J]. Int J Mol Med, 2014, 33: 234-40. doi:10.3892/ijmm.2013.1552 |
[27] |
Qiu J, Li W, Feng SH, et al. Ginsenoside Rh2 promotes nonamyloidgenic cleavage of amyloid precursor protein via a cholesterol-dependent pathway[J]. Genet Mol Res, 2014, 13(2): 3586-98. doi:10.4238/2014.May.9.2 |
[28] |
Guo J H, CHang L I, ZHang X, et al. Ginsenoside compound K promotes β-amyloid peptide clearance in primary astrocytes via autophagy enhancement[J]. Exp Ther Med, 2014, 8(4): 1271-4. doi:10.3892/etm.2014.1885 |
[29] |
Hopkins AL. Network pharmacology[J]. Nat Biotechnol, 2007, 25(10): 1110-1. doi:10.1038/nbt1007-1110 |