基于BDNF/TrKB/CREB信号通路探讨温胆汤干预精神分裂症认知障碍

★田真真 徐义勇 朱金华 高源 万红娇（江西中医药大学 南昌 330004）

精神分裂症（SCZ），被WHO认为是导致人类残疾的第四大病因，是我国疾病防治和研究的重大疾病之一。认知障碍作为SCZ首发症状，贯穿于疾病的全过程。目前公认SCZ是一种由多个细胞信号通路异常调节所致的神经系统紊乱性疾病，包括多巴胺信号、谷氨酸信号和神经可塑性信号通路异常等［1］，发病机制复杂，涉及多通路级联反应。其中，海马脑源性神经营养因子/原肌球蛋白相关受体kinase B /环磷腺苷效应元件结合蛋白（BDNF/TrKB/CREB）信号传导通路对SCZ认知功能起到关键作用［1］。依据中医理论，SCZ认知障碍属于中医“癫狂”病范畴，其病机为“痰迷心窍”，其病理特征与现代医学大脑海马神经元BDNF/TrKB/CREB细胞信号通路传导影响认知记忆存在必然的相关性。温胆汤临床多用治“无形之痰”所致的精神疾患，乃中医治疗痰证的经典有效方剂。本文就BDNF/TrKB/CREB信号通路与SCZ认知障碍，SCZ认知障碍与“痰迷心窍”相关，理气化痰经典方温胆汤干预SCZ认知障碍等方面进行深入探讨，以期为研究温胆汤治疗SCZ认知障碍作用机制提供理论基础。

1 BDNF/TrKB/CREB信号通路与精神分裂症认知障碍的关系

认知障碍作为贯穿于精神分裂症整个过程的首发病症［2-3］。说明机体认知功能障碍是精神分裂症主要病理表现，因此，分析研究导致认知功能障碍的致病因素是探讨精神分裂症的关键环节。研究表明，BDNF/TrKB/CREB信号通路与认知功能相关［4-5］。BDNF是1982年由德国神经化学家Barde及其同事首次从猪脑中分离纯化出的一种碱性蛋白质［6］，其作为神经营养因子家族成员，在中枢神经系统中广泛分布，尤其是海马组织中表达最为丰富。BDNF 对维持海马神经元的完整性，激活其生理功能［7］，及参与神经发育、分化、再生、维持和可塑性机制等方面具有重要的调节作用［8-9］。BDNF通过促进突触囊泡交互对接来增强高频突触传递，激活相关离子通道及受体激发快速突触后效应，以影响海马突触信息存储和记忆的提取［10-11］，达到影响人类语言情景记忆功能。BDNF对认知功能的影响，与其高亲和力原肌球蛋白相关受体kinase B（TrkB）结合相关。BDNF与TrkB结合后可导致TrkB磷酸化，以激活神经细胞内重要的下游细胞内信号级联，包括PI3K/Akt，磷脂酶C-γ（PLC-γ）、Ca2+/CaM/CaMK和MAPK/ERK途径［12］。其中，AKT的活性与记忆巩固和突触可塑性有关，ERK的活性在突触可塑性和记忆形成中起着重要作用［13］。CREB是细胞内重要的转录因子，它结合在DNA的CRE原件上，通过CBP将其稳定，从而促进含有该原件的靶基因转录，诱导或抑制下游靶基因的转录，调控这些通路的基因转录及表达，CREB的靶基因包括BDNF, c-fos ,络氨酸羟化酶及多种神经肽［14］。BDNF可易化神经递质谷氨酸的合成及释放，提高突触效能，促使CREB磷酸化而激活与长时记忆相关的基因［15］，还可促进突触蛋白（syn）和突触囊泡蛋白（syp）表达，诱导长时程记忆增强，通过调节突触蛋白合成，改变树突、棘突形态 ，增强突触活性从而影响大脑记忆功能。可见，BDNF/TrkB/CREB信号分子参与了神经元发育、突触形成及传递、长时程记忆增强（LTP）等认知基本生理过程，BDNF、TrkB、CREB作为中枢及周围神经系统神经元维持生存及正常生理功能所必需的分子，在认知过程中发挥关键作用，在学习和记忆中扮演重要角色［16］。 病理方面，大量实验结果证明，BDNF是精神分裂症认知缺陷的分子学基础：基因敲除或转入反义BDNF基因来抑制啮齿类动物BDNF信号传导，则会损害其空间学习及记忆［17］；外源性增加BDNF可以逆转Aβ诱导的体内及体外神经元退行性病变，进而减少神经元的死亡，改善认知障碍［18］；BDNF和TrkB结合可改善阿尔茨海默症患者的记忆障碍并调节海马的神经发生［19］；BDNF可促进Akt磷酸化从而对缺血性脑损伤发挥神经保护作用［20］。CREB作为BDNF的转录因子，其磷酸化的降低可抑制BDNF的表达，降低BNDF下游TrkB的磷酸化，同时，CREB表达不足或磷酸化水平降低还可影响长时程记忆形成［21］。相反，在CREB磷酸化增加后，又可上调BDNF表达，引起BDNF高亲和力受体TrkB磷酸化，从而提高海马神经突触活性，减少海马神经元的损失，促进海马神经发生，改善空间学习和记忆的损伤，对抗由MK-801造模所致的精神分裂症大鼠的认知障碍［22-23］。综上所述，BDNF/TrKB/CREB信号通路与SCZ认知功能损害相关，可为后续实验研究提供理论支持。

2 精神分裂症认知障碍与“痰迷心窍”的关系

精神分裂症认知障碍中的核心临床表现与认知功能有关，主要包括感知觉、思维、注意、记忆等障碍。而痰迷心窍证，是由痰浊内盛，蒙蔽心窍所致精神、意识障碍。提示从病理角度，痰迷心窍与精神分裂症中的认知障碍存在关联。痰迷心窍的主要病因为痰，该痰既是致病因素，又是病理产物，互为因果，痰，迷心窍而致神志异常、窍闭等。精神分裂症中的认知功能障碍病变部位为脑，脑乃元阳精气之所聚，为髓之海，其功能与精神情志活动密切相关。从中医角度，心藏神，为神志所主，心之生理功能异常，势必会影响到神志活动变化，进而影响到脑之认知功能。金·张从正曰“痰迷神窍其病位在脑窍”和清·张璐认为“癫之为证……皆由郁痰鼓塞心包，神不守舍”，皆说明心、脑和神志之间的密切关系。而痰，则是导致这种神志功能异常变化的一个重要因素。沈金鳌《杂病源流犀烛》载有：“痰之为物，流动不测，故其为害，上至巅顶，下至涌泉，随气升降，周身内外皆到，五脏六腑俱有。”故“怪病多痰”“百病多由痰作祟”由此产生。痰一旦产生，可随气机升降出入，到达人体脏腑经络，四肢百窍。可见，基于中医痰证理论，对于中西医结合认识精神分裂证认知功能障碍意义重大。从现代医学角度，BDNF/TrKB/CREB信号通路的异常与精神分裂症认知功能障碍关系密切。依照痰迷心窍的病机分析可知，导致精神分裂症认知障碍中的“痰”，会影响精神、思维意识活动，因此这个“痰”可能是通过影响BDNF/TrKB/CREB信号通路的传导功能，导致海马神经元神经发生、突触传导异常，进一步影响了认知、记忆等思维意识活动。因此，采用化痰药物，消除痰这一致病因素，从而恢复BDNF/TrKB/CREB信号通路功能，达到改善或治疗精神分裂症认知障碍的目的。

3 温胆汤与精神分裂症认知障碍相关信号通路BDNF/TrKB/CREB的关系

温胆汤乃治痰之经典名方，该方由半夏、枳实、陈皮、竹茹、生姜、甘草等六味药组成，具理气化痰、清胆和胃之功。临床主要用于肝胆风火上攻，痰热互结，胆怯易惊等证，症见清阳不振所致头目眩晕或疼痛；心悸、失眠、心烦，胸协胀满或疼痛等。然痰热上扰，壅闭清阳，致心神不宁，烦躁易怒为其主要病证。由“痰”所致精神、情志有关的思维活动功能异常，是温胆汤的主治范围，并在临床得到验证［24］。目前文献对温胆汤在用治痰证方面的作用，已进行了报道［25-27］。如温胆汤随证加减配伍，可用治常见精神分裂症患者，包括2 型精神分裂症、精神分裂症抑郁症、痰瘀型精神分裂症等，但多数局限于对症治疗，并未对该方致病机理进行深入研究，也未见温胆汤对BDNF/TrKB/CREB信号通路作用下精神分裂症认知障碍影响方面的临床报道。

对SCZ认知障碍的研究，主要集中在海马神经元信号传导、突触重塑机制等方面。一般认为癫狂病“痰迷心窍”的病理特征与现代医学的BDNF/TrKB/CREB信号通路传导异常存在相关。“痰”多由湿浊内滞，久而化痰，或外感湿浊，闭阻中焦，蒙蔽心窍，又或是情志不舒，郁而生痰等引起。“痰”是导致精神意识思维活动重要致病因素，是精神分裂症认知障碍主要病因，“痰迷心窍”是其关键病机。“痰”一旦蒙蔽心窍，则影响脏腑气机，致脏腑功能失调，引发心、脑功能异常，进而可能通过影响与认知记忆活动密切相关的BDNF/TrKB/CREB信号通路，导致认知功能障碍。在“痰”证的治疗方面，多用以祛痰开窍，理气化痰之法。既然研究证实BDNF/TrKB/CREB信号通路与精神分裂症认知障碍相关，精神分裂症认知障碍与“痰迷心窍”相关，“痰迷心窍”与BDNF/TrKB/CREB信号通路传导异常存在必然相关性，温胆汤为治疗痰证的有效方剂，那么以理气化痰见长的温胆汤，可能是通过BDNF/TrKB/CREB信号通路而达到防治精神分裂症认知障碍的目的。课题组前期研究，对温胆汤治疗精神分裂症和使用经典西药治疗精神分裂症的药物疗效性及安全性进行Mata分析。结果表明［28］，温胆汤在治疗该病上更为有效，痊愈率更高，同时对椎体外系的影响相对西药对照组要小的多，而西药组用药不良反应明显高于温胆汤组。同时，通过对数据PANSS评分进行Mata分析，表明温胆汤组在PANSS评分上明显优于西药组。由此可见，温胆汤在用治精神分裂症不仅疗效确切，而且安全可靠。课题组前期发现，温胆汤可明显改善MK801诱发的精神分裂症模型鼠学习记忆的损伤，其可能的作用机制是通过影响脑脊液中谷氨酸的含量，进而影响海马神经元的生长、发育、成熟、修复及神经传递［29-32］。研究进一步发现，温胆汤可以提高模型鼠海马神经元高频刺激（HFS）后长时程动作电位（LTP），LTP可反映突触层次记忆过程。可以降低模型鼠海马组织NRG1、ErbB4 mRNA的表达，NRG1可影响海马神经元之间的信号传导、NRG1基因可调节中枢神经系统神经执行功能，同时该基因还可调控γ-氨基丁酸能神经元，影响海马神经元可塑性。NRG1-ErbB4细胞信号通路不仅可调控神经元生长发育，还可影响神经元突触可塑性，影响多种神经递质的分泌和信号传导，从而对模型鼠认知功能造成影响。这些研究成果均证实温胆汤治疗精神分裂症认知功能障碍，是通过多靶点多通路发挥治疗作用。其研究思路也契合在中医理论思想指导下运用中药复方对疾病的干预是从多角度、多过程、多靶点进行的思路。

综上所述，由于BDNF/TrKB/CREB信号通路与精神分裂症认知功能障碍存在关联，“痰迷心窍”为精神分裂症认知障碍主要病机，而温胆汤是治疗精神分裂症“痰迷心窍”经典方剂，该方“理气化痰、和胃利胆”之功，可能是通过影响BDNF/TrKB/CREB信号通路而达到防治精神分裂症认知障碍的目的（结合温胆汤化痰作用机制来描述与该信号通路的关系）。而BDNF/TrKB/CREB信号通路则是课题组基于对该通路前期进行的大量中外文献研究及实验探索，针对温胆汤干预精神分裂症认知障碍发病机制研究中一个新的研究方向。目前国内国外对如何靶向干预该信号通路达到治疗精神分裂症认知功能障碍的研究也尚处在探索阶段。因此，本文基于BDNF/TrKB/CREB信号通路，结合文献资料和课题组前期工作基础，研究温胆汤对精神分裂症认知障碍的影响具有重要意义。希望能为深入研究精神分裂症认知功能障碍提供参考。