中医药通过PI3K/Akt信号通路防治阿尔茨海默病的研究进展*

彭 俊，张 杰

（海口市人民医院，海南 海口 570100）

阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease，AD）是慢性进行性中枢神经系统退行性疾病，以渐进性记忆障碍、认知功能障碍、人格改变及语言障碍等神经精神症状为特征[1]。AD是老年期痴呆最常见的类型[2]。其发病机制尚不明确，目前有β淀粉样蛋白（β-amyloid，Aβ）神经毒性、微管相关蛋白tau（microtubuleassociated proteins tau）异常磷酸化、神经递质、氧化应激等假说[3]。西医临床以胆碱酯酶抑制剂和美金刚为主，结合日常生活活动能力训练、认知干预、物理刺激等非药物疗法，可延缓患者认知功能的下降，但无法阻止疾病进展[4]。中医药治疗AD在临床研究、基础研究方面均有长期的积累，中药复方、中药提取物、针灸疗法等中医药疗法均可改善AD患者认知功能[5]，且不良反应较小，有利于开展长期治疗[6]。

磷脂酰肌醇3激酶（phosphatidylinositol 3 kinase，PI3K）/蛋白激酶B（protein kinase B，Akt）信号通路是一条参加调控细胞增殖、分化与凋亡过程的细胞存活信号通路[7]。研究[8]显示，PI3K/Akt通路与AD、脑梗死、血管性痴呆、癫痫、帕金森病等多种脑系疾病的发生发展有密切关系，在AD患者脑内Aβ沉积、Tau蛋白过度磷酸化、细胞凋亡及神经炎症过程中起重要作用。笔者从PI3K/Akt通路角度，总结中医药疗法通过PI3K/Akt通路防治AD的研究进展。

1 PI3K/Akt通路与AD的关系

AD以细胞外老年斑（senile plaque，SP）和胞浆内神经元纤维缠结（neurofibrillary tangles，NFTs）为主要病理特征。根据淀粉样蛋白级联假说[9]，Aβ在脑内沉积是形成SP的核心，可以引发炎症反应、引起能量代谢障碍、介导细胞凋亡，还可通过激活蛋白激酶，促进tau蛋白异常磷酸化，损害胆碱能神经元，引起乙酰胆碱系统的病变。上述病理改变又可促进Aβ生成增多和异常沉积，产生正反馈的级联放大效应，最终导致神经元减少，递质异常，引发临床认知和行为症状。NFTs的主要成分是异常磷酸化的微管相关tau蛋白，可产生神经毒性，并导致微管溃变，轴突变性，神经元死亡[10]。

PI3K是一种与细胞内信号转导有关的胞内磷脂酰肌醇激酶，主要由P110和P85两个亚基组成。研究[11-12]表明，PI3K/Akt信号途径是调控神经元细胞生长、存活的重要通路，一方面可调控抗凋亡和促凋亡基因的表达，抑制细胞凋亡，另一方面可促进环磷酸腺苷反应序列结合蛋白的磷酸化，维持细胞存活，促进神经元网络和突触棘及突触的形成，在AD的发生发展过程中具有重要调节作用。

PI3K/Akt信号通路受损可促使Aβ沉积和Tau蛋白过度磷酸化，促进神经原纤维缠结的产生，引起能量代谢障碍与线粒体功能障碍，加速AD的发生发展和患者认知功能障碍[13]。

2 中医学对AD的认识

AD属于中医学“痴呆”“呆病”范畴，历代医家通过对呆症的研究，提出了浊毒壅塞说、五脏虚衰说、脑络病变说、神明失用说、脏腑内伤说、督脉虚弱说等多种学说，较为全面地总结了中医学对痴呆病因病机的认识[14-15]。年老体衰或久劳久病等引起肾精亏虚，脾胃功能减退，气血生化无源，肾精气血亏虚，无以充养精髓，导致脑海神明失养、元神失用，从而出现记忆力减退、注意力不集中、表情呆滞、反应迟钝、动作笨拙等一系列脑髓空虚的表现。《医林改错·脑髓说》载：“小儿无记性者，脑髓未满；高年无记性者，脑髓渐空。”[16]其总结肝肾亏损、脑髓失充为痴呆的主要病机。《医学入门·天地人物气候相应图》载：“脑者髓之海，诸髓皆属于脑，故上至脑，下至尾骶，髓则肾主之。”[17]这表明肾精的盛衰对脑髓是否充盈及脑功能是否正常起主导作用。陈世铎在《辨证录·呆病门》中提出：“大约其始也，起于肝气之郁；其终也，由于胃气之衰。肝郁则木克土，而痰不能化，胃衰则土制水，而痰不能消，于是痰积于胸中，盘据于心外，使神明不清，而成呆病矣。”[18]这表明情志失调是痴呆发病的重要因素。《景岳全书·杂证谟》载：“痴呆症，凡素无痰而或以郁结，或以不遂，或以思虑，或以疑惑，或以惊恐而渐至痴呆，言辞颠倒，举动不经，或多汗，或善愁，其证千奇万怪，无所不至。脉必或弦或数，或大或小，变易不常。”[19]其详细记载了因痰、瘀、郁导致痴呆的病因病机及临床表现。

综上，本病病位主要在脑，与肝、脾、肾密切相关，病性属本虚标实。脾胃虚衰、肝肾亏虚，致精髓不足、脑失所养是发病的根本；因虚致实，气血津液生成与输布失常，病理产物痰浊、瘀血、浊毒、火（热）邪阻滞脑窍，致使神机失用是发病的关键。

3 中医药通过PI3K/Akt通路防治AD的研究

3.1 经验方研究 中医遵循整体观念的原则，结合痴呆的病因病机辨证组方，采用补虚、益损、解郁、散瘀等治法，从多环节、多靶点、多系统针对AD的发病机制进行干预。

首载于《备急千金要方》中的开心散具有补肾益精、通利五脏的功效，是治疗AD的经典名方。李妍等[20]研究发现，开心散可上调昆明种AD小鼠PI3K、p-Akt、p-GSK3β蛋白表达水平，可改善小鼠脑内细胞形态，增加神经元新生数量，缩短逃避潜伏期和减少游泳距离。该实验表明开心散可能是通过调控PI3K/Akt/GSK3β信号通路，促进AD脑内源神经再生，从而达到提高AD小鼠学习、记忆能力的目的。马涛等[21]研究发现，具有补肾填精作用的地黄饮子能明显增加AD小鼠进入暗室的潜伏期，可激活Akt、GSK-3β，下调人单克隆抗体（Bax）/B细胞淋巴瘤-2（Bcl-2）蛋白比率，说明地黄饮子可通过激活PI3K/Akt通路，下调AD小鼠脑内氧化应激和细胞凋亡，从而提高学习和记忆功能。酸枣仁汤通过养血滋阴的功效，在调节睡眠的同时，可介导抗炎、护脑、营养神经等作用，改善AD患者的学习记忆功能[22]。实验研究[23]发现，酸枣仁汤除能改善AD模型小鼠的昼夜节律外，还能缩短模型小鼠的平台潜伏期，降低小鼠海马中p S205-Tau、p S396-Tau、p S404-Tau蛋白表达水平，表明酸枣仁汤可通过激活PI3K/Akt/GSK-3β信号通路、抑制Tau蛋白磷酸化，从而改善AD模型小鼠的学习记忆力。

国医大师沈宝藩的益智治呆方功能益肾开窍，通络祛痰，可提高AD患者的学习记忆能力[24]。赵翠霞等[25]研究表明益智治呆方能上调抗凋亡蛋白PI3K、p-Akt、p-GSK-3β、Bcl-2表达水平，下调促凋亡蛋白（t-GSK-3β、人单克隆抗体）的表达水平，提示该方通过PI3K/Akt/GSK-3β信号通路调节凋亡蛋白水平，从而发挥治疗AD的功效。秦莉霞等[26]研究发现，参芪益智颗粒能上调AD模型大鼠的PI3K、AKT蛋白表达水平，改善神经元质量，明显缩短逃避潜伏期。补脑赶毒方能有效抑制炎症因子（白细胞介素-1β、白细胞介素-16、肿瘤坏死因子-α）的表达水平，通过激活PI3K/Akt和P38MAPK信号通路来有效改善AD大鼠的学习记忆功能[27]。补肾健脾开心方可通过上调PI3K和Akt蛋白表达水平，改善AD模型大鼠脑组织的抗氧化能力，起到改善学习记忆障碍的作用[28]。张玉岭等[29]研究发现，回神颗粒能明显上调双转基因小鼠海马区pAkt、环磷腺苷效应元件结合蛋白（cAMP-response element binding protein，CREB）及磷酸化CREB（p-CREB）、Bc1-2蛋白表达水平，下调Bax蛋白表达水平，其可能是通过调控PI3K/Akt通路，达到改善小鼠认知功能的作用。益肺温阳化浊汤可以改善模型大鼠的行为认知，改善模型大鼠PI3K/Akt-mTOR通路及其下游自噬与凋亡相关基因、蛋白表达水平，保护神经细胞，延缓AD进程[30]。

3.2 有效成分研究 随着中药提取技术的发展，在鹿茸、丹参、郁金、藏红花、三七等中药中分离并提纯的某些有效成分在动物或细胞实验上证实可通过调控PI3K/Akt信号通路达到缓解AD症状的目的，在治疗AD方面表现出较大的潜力。

蛇床子素是从独活中提取分离出来的香豆素类化合物。倪颖男等[31]选取6个月龄APP/PS1小鼠制备AD模型，观察蛇床子素对AD小鼠学习记忆能力的影响，检测小鼠脑内tau蛋白及PI3K/Akt/Gsk3β信号通路上相关蛋白的表达。Morris水迷宫试验中，与模型组相比，蛇床子素干预组小鼠逃避潜伏期缩短，单位时间内目标象限停留时间延长，穿越平台次数增加，差异均有统计学意义（P<0.01）；Western blotting法检测结果显示，蛇床子素可以降低模型小鼠脑内Tau蛋白ser202位点的过度磷酸化，明显增加PI3K、p-Akt/Akt及p-Gsk3β/Gsk3β的蛋白表达水平。方毅等[32]通过动物实验研究发现，丹参主要活性成分丹参酮ⅡA干预AD模型小鼠后，小鼠逃避潜伏期缩短，p-PI3K/PI3K、p-AKT/AKT表达显著上调，脑组织炎症指标（白细胞介素-6、肿瘤坏死因子α）水平下调，自由交替反应率增加，神经元损伤改善，该实验说明丹参酮ⅡA可能是通过激活PI3K/Akt通路、减轻炎症反应，最终改善AD小鼠的学习记忆功能。齐越等[33-34]采用温郁金挥发油、植物乳杆菌DP189干预AD模型小鼠，Western blotting法检测结果显示，与模型组相比，中药有效成分干预组tau蛋白磷酸化水平明显降低，PI3K及Akt磷酸化水平明显增加（P<0.05）。上述4项研究均为体内实验，确定了中药有效成分可抑制Tau蛋白过度磷酸化，通过改善神经元损伤、Aβ沉积和Tau病理而对AD模型小鼠病理过程产生积极影响。

藏花素是从藏红花中提取的活性成分，具有抗肿瘤、抗氧化、抗高血压、抗动脉粥样硬化和抗抑郁等多种药理作用。杨艳等[35]的研究结果显示，藏花素可调控PI3K/AKT信号通路，原代海马神经元经Aβ25-35处理后，PI3K、Akt蛋白及mRNA水平降低，藏花素干预组中随着藏花浓度的增加，神经元存活分数显著增加，凋亡细胞数降低，各蛋白表达水平改善，证实藏花素可激活PI3K/AKT通路。羟基-α-山椒素是花椒中含量最高的酰胺类化合物，李若兰[36]建立H2O2诱导的PC12细胞模型，探讨羟基-α-山椒素抗AD的作用机制。研究结果表明，PI3K/Akt信号通路介导了羟基-α-山椒素在体外对神经细胞的抗氧化应激和抗凋亡作用，可保护PC12细胞免受H2O2损伤。异连翘酯苷（IFY）是从连翘的干燥果实中分离得到的一种苯乙醇苷，IFY可通过激活PI3K/Akt通路增强Bcl-2家族成员抗凋亡蛋白的表达水平和降低促凋亡蛋白的表达水平，从而发挥对AD的保护作用[37]。上述3项研究从神经细胞凋亡机制和突触可塑性方面明确了中药可调节PI3K/AKT通路而发挥防治AD的作用。

Aβ沉积引发的氧化应激会诱导认知记忆相关脑区的神经元丢失、死亡，最终引起AD病理的发生与发展[38]。雷娜[39]对玛咖提取物在AD细胞模型中抗氧化应激作用的机制进行研究，结果显示，玛咖提取物给药后可以减轻AD模型细胞的氧化应激反应。田新[40]亦从氧化应激的角度研究三七总皂苷抗AD的作用机制，结果提示三七总皂苷通过激活PI3K/Akt信号通路，从而抑制氧化应激对SAMP8大脑的损伤。刘玥欣[41]研究发现，鹿茸多肽可改善轻度认知功能障碍大鼠的海马区固缩现象，增加认知功能障碍大鼠血清中血管内皮生长因子、超氧化物歧化酶、神经生长因子和脑源性神经营养因子水平，下调丙二醛含量，上调PI3K/Akt信号通路的表达。该实验表明鹿茸多肽可能是通过调控PI3K/Akt信号通路，保护神经元，从而改善认知功能障碍大鼠的学习记忆能力。

3.3 针灸研究 近年来，中医药治疗老年性痴呆的研究不再局限于传统的辨证治疗，关于针灸疗法的文献报道越来越多，疗效亦在临床上得到了肯定[42]。实验研究证实，针刺可保护神经元，加速轴突再生，有效改善记忆力和认知能力，针灸防治AD的通路研究主要集中在PI3K/Akt和MAPK相关信号通路[43]。

针灸防治AD的穴位主要有百会、水沟、四神聪、足三里、大椎等，可单一应用或进行组合[44]。研究[45]显示，针刺百会（每天1次，连续治疗6 d、休息1 d为1个疗程，共治疗6个疗程）可减轻AD模型大鼠海马神经元病理损害，改善其学习记忆能力，作用机制与激活中枢胰岛素PI3K/Akt信号通路，有效调节AD大鼠海马区葡萄糖代谢关键转运蛋白表达相关。针刺加艾灸百会及肾俞穴可上调AD大鼠血清中Aβ内化酶的含量，降解Aβ，保护神经元，改善其学习记忆能力[46]。AD大鼠经电针（取穴百会、肾俞、涌泉等）干预后，旷场实验运动距离、直立次数、中心区域运动时间比率及海马区突触密度均增高，PI3K、AKT、p-AKT、mTOR水平均下降，提示电针疗法可改善AD大鼠的学习记忆和认知障碍，其机制可能与调控PI3K/Akt/mTOR信号通路，诱导自噬相关[47-48]。“嗅三针”（双侧迎香、印堂）疗法是陕西省名中医刘智斌教授创立的一种治疗嗅觉功能障碍相关疾病的特色针刺疗法，目前其应用已扩展至AD早期的临床治疗中，并取得了满意疗效[49]。研究[50-51]发现，“嗅三针”可通过PI3K/Akt信号通路调控Aβ沉积，调节海马PI3K/Akt磷酸化表达，修复海马突触形态结构损伤，改善海马突触可塑性，从而影响阿尔茨海默病的认知功能和学习记忆能力，但其效应的取得需建立在在嗅觉通路完整的基础上。郭婷[52]采用Aβ1-42海马区注射制备AD模型，选取印堂和双侧迎香穴进行电针干预，模型大鼠的行为学表现、空间学习能力、海马区突触结构、海马区p-PI3K、p-Akt蛋白表达方面均得到了不同程度的改善，认为其效应是通过提高PI3K/Akt蛋白表达而产生的。

艾烟中含有龙脑、4-松油醇、乙内酰脲等多种生物活性成分，可通过激活PI3K/AKT通路来保护神经细胞[53]。张利达等[54]观察采用不同的艾灸方法（实按灸百会穴，温和灸风府、大椎穴，20 min/次，1次/d，干预2周）对APP/PS1双转基因小鼠脑内Aβ的清除作用。结果显示，艾灸干预组大脑皮层和海马Aβ1-42水平升高，自噬泡减少，PI3K、Akt、p-Akt、mTOR、p-mTOR水平升高，表明艾灸督脉穴可增强双转基因AD小鼠脑内Aβ1-42的自噬过程，其作用机制可能与其抑制PI3K/Akt/mTOR信号通路的异常激活有关。刘耀萌等[55]通过动物实验研究发现，艾灸、艾烟都能调控APP/PS1AD小鼠的PI3K/Akt通路，调整其脑部能量代谢，增加对Aβ的清除，减缓Aβ沉淀的产生速度，进而减慢AD病理进程。

综上，针刺、电针、艾灸均能通过PI3K/Akt信号通路下调PI3K和Akt水平，减轻AD脑内病理改变，改善认知功能，干预方式以电针和艾灸研究较多，选穴以“嗅三针”和督脉穴位为主，高频穴位多具有醒脑开窍、补益脾肾、益气活血等功效。相比药物治疗，具有早期性、安全性、有效性、良性双向调整的特点[56]，显示了其防治AD的独特优势。

4 小结

随着我国老龄化的不断加剧，加快AD的研究势在必行。现代医学对AD的研究取得了一定的进展，可在一定程度上改善患者的症状，但长期疗效尚不理想。因此，从中医药方向探索该病的防治对于提高患者的生存质量，减轻患者的经济负担具有重要的意义。

中医药基于PI3K/Akt通路防治AD的研究多采用动物研究或体外细胞实验，在作用机制方面包括抑制Aβ老年斑生成、抑制Tau蛋白过度磷酸化、减少神经元细胞凋亡、缓解神经炎症和氧化应激等，多集中在细胞凋亡及其活性变化方面，导致研究结果重复性较高。进行研究的中药单体有效成分多于中药复方。单体药材是组成复方的基础，从中药中提取有效成分开发新药已成为研究热点，近年来治疗AD中药有效活性成分提取物有蛇床子素、藏花素、羟基-α-山椒素、丹参酮、温郁金挥发油、三七总皂苷、鹿茸多肽等，均为有潜在药用价值的单体。针灸疗法治疗AD效果明显，尤其是使用电针辅助，本文中亦以电针研究文献较多，重在调节和恢复机体的自修复能力。

由于AD的发病机制尚未明确，因此临床采用“一分子一靶点”的策略治疗并不能达到理想的疗效[57]。SAHOO A K等[58]认为，多靶点药物联合的治疗方式是AD未来的治疗方向。为寻找更有效治疗AD的方案，可以利用现代新技术，运用网络药理学分子对接、代谢组学、蛋白质组学等方法，筛选出更多的中药单体成分，也可开展其他中医外治法的研究，并关注AD前沿研究，注重研究方法及治疗方式的创新，在保持中医独有特色的前提下，持续博采众长，呈现中西医结合，兼顾生物学、药理学等多学科相融合的一个研究态势。