藏药红景天抗氧化作用在阿尔兹海默病中的研究进展△

吴 涛 石镜明 孙正启

(西藏民族大学,陕西 咸阳 712082)

文献研究

藏药红景天抗氧化作用在阿尔兹海默病中的研究进展△

吴 涛 石镜明 孙正启*

(西藏民族大学,陕西 咸阳 712082)

红景天作为传统藏药，其抗氧化性能够有效的抗自由基、抗脂质过氧化，降低体内自由基对细胞的氧化损害，抗衰老作用已经通过大量的细胞实验和动物实验得到证实；而阿尔兹海默病恰恰是与年龄相关的神经退行性中枢疾病，虽然目前发病机制尚不明确，但氧化应激对脑细胞的损伤被认为是重要的原因。研究发现红景天能发挥线粒体膜保护作用，提高机体自由基清除酶的表达，起到了清除细胞内活性氧聚集，减轻氧化应激的作用，从而减轻阿尔兹海默病患者的脑损伤。

西藏；红景天；阿尔兹海默病；氧化应激；抗氧化。

阿尔兹海默病(AD)，又称“老年痴呆症”，它是一种与年龄相关的中枢神经系统退行性变，会导致大量神经细胞的死亡，从而破坏人正常的记忆、思考能力，甚至最终使患者丧失基本的生活自理能力和生理功能直至死亡[1-2]。由于本病的病因及发病机制尚未明确，所以到目前为止，AD尚无特效疗法，因此寻找有效的治疗AD的药物成为亟待解决的问题。有一种理论认为自由基的氧化损伤在AD发病中有很重要的作用，研究显示：老年人随着衰老及人体防御体系功能减弱,脑内自由基清除形成保护剂的水平相当低，脑老化过程中,神经元细胞膜上不饱和脂肪酸被氧化而产生大量自由基，损伤细胞膜、细胞器,诱导神经元功能凋亡,导致神经元功能的严重破坏,从而促使AD的形成[3]。关于 AD 的发病机制，异常复杂，涉及多条分子信号通路，目前有许多学说，例如 β - 淀粉样肽沉积理论、 tau 蛋白理论、炎性损伤理论、金属离子中毒理论等，其中氧化应激学说是当前 AD 研究中的热点。大量的细胞及动物实验均指出藏药红景天的抗氧化作用对AD有一定的干预作用。因此，本文就藏药红景天的抗氧化作用对AD的干预机制作一综述。

1 红景天及其抗氧化性

红景天(Rhodiola rosea)系景天科(Crassulaceae)景天属(Rhodiola L.)植物,为多年生草本或亚灌木植物。我国红景天种类多,野生资源丰富,有73余种,其中包括2个亚种、7个变种，在西藏有 32 种、2个变种[4]，具有海拔分布特性，生长在3000～5600 m 的灌丛、石缝及乱石滩等环境中。其中圆齿红景天和长鞭红景天等为藏医用药的主要品种。现代医学研究证明： 红景天含多种化合物，主要含多种黄酮甙、二帖类成分、甙元酪醇，此外红景天蕴含大量的抗衰老物质及营养物质，药用价值极高。红景天作为传统藏药，主要以根和茎入药，其主要作用为抗缺氧、抗衰老、抗疲劳等作用。红景天的现代研究初步表明其具有抗自由基、抗脂质过氧化、抗细胞凋亡及改善神经因子活性等作用。红景天提取液在羟基自由基体系和超氧阴离子自由基体系两种体系中都具有很好的抗氧化能力，且清除超氧阴离子自由基的能力要好于羟基自由基，并大于维生素 E[5]。据卢希贤[6]、明海泉[7]报道红景天含有多酚类化合物，近年来植物多酚因具有很强的抗氧化作用而备受人们的重视。植物多酚的抗氧化能力使它能够有效 地清除人体内的过剩自由基，减缓人体组织器官的衰老。

2 细胞实验

体外细胞实验表明，将红景天提取物加入预先培养细胞模型中，判断是否对细胞代谢造成影响。肖雪媛等[8]采用以红景天苷加入体外培养细胞的培养液中来研究该药物对细胞衰老的影响, 以不加红景天苷为对照组, 结果随着 2BS细胞的增龄、衰老, 细胞的分裂能力与生长速度都降低, 单胺氧化酶(MAO)活性增高, 而实验组细胞形态结构、生长速度均优于对照组,MAO活性低于对照组； 实验组细胞衰老较对照组缓慢, 细胞传至 69 代, 而对照组细胞传至 56 代。上述结果表明,3mg/L红景天苷有增 强细胞活力, 促进细胞生长增殖, 延缓细胞衰老过程的抗衰老作用, 并且是 MAO活性的抑制剂。肖雪媛等[9]还采用定量细胞化学方法及透射电子显微镜观测了红景天苷对不同代龄二 倍体细胞内酸性磷酸酶(AcPase)、脂褐素及其超微结构的影响, 结果显示红景天苷能降低第 45 代以后细胞内 AcPase 的 活性、第 55 代以后细胞内脂褐素的含量, 并能抑制细胞超微 结构的衰退性变化。由此断定, 红景天具有一定的抗衰老作用。赵江林等[10]研究表明，红景天提取物中黄酮苷、酪醇、红景天苷、多糖类化合物、肉桂 醇、没食子酸等有效成分能清除机体内高活性自由基，同时 提高机体超氧化物歧化酶( SOD) 和谷胱甘肽过氧化物酶 ( GSH-Px) 等关键酶活性，以降低细胞脂质过氧化程度，降低真核细胞 DNA 氧化损伤，达到抗老化作用。

3 动物实验

将红景天的提取物应用在动物实验模型中，对未来临床试验提供了依据。许晗等[11]研究表明，红景天提取物可明显降低老年大鼠脑和血清中脂质过 氧化物及其分解产物丙二醛( MDA) 含量和脑组织中脂褐质 含量，提高脑和血清中超氧化岐化酶( SOD) 和谷胱甘肽过氧化物酶( GSH-Px) 的活性，促进自由基代谢。姜文华等[12]以大鼠为研究对象，研究红景天对生物体的抗老化作用，结果表明，红景天素对老龄大鼠有明显抗老化作用；红景天提 取物可增强中枢胆碱能系统的功能活动，清除自由基，促进 细胞代谢，增强细胞活力，从而阻抑细胞退化、变性和凋亡， 改善机体的结构和功能并延缓细胞老化。 曲智威等[13]观察红景天苷对大鼠肝脏匀浆超氧化物歧化 酶(SOD) 酶活性、过氧化脂质(LPO), 还原型谷胱甘肽-Px (GSH-Px)以及血清中 LPO的影响, 结果红景天苷可显著提高大鼠肝脏 SOD 活性和 GSH-Px 活性, 抑制大鼠肝脏和血清 LPO的生成, 表明红景天苷具有较强的抗脂质过氧化作用[14]。 郝利铭等[15]在对老龄大鼠抗老化的研究中证实红景天素有提 高老龄大鼠生长激素细胞活力, 促进其分泌, 从而起到延缓衰 老的作用。综上所述, 红景天可通过促进细胞生长增殖, 促进 蛋白质合成, 提高 SOD和 GSH-Px活性, 降低 LPO含量, 改善 自由基代谢[16], 降低体内自由基对细胞的氧化损害, 以及促进 生长激素分泌, 影响机体脂质代谢, 从而发挥抗衰老的作用。

4 红景天对AD的干预作用研究

上述关于红景天在细胞实验和动物实验中所表现出的抗氧化抗衰老等特性，恰恰为AD的治疗提供了理论上的可能，虽然AD的发病机制还未明确，但Aβ的异常积聚进而引起机体氧化应激反应被认为是关键原因；而抗氧化系统功能紊乱和活性氧(ROS)水平升高能促进 Aβ 聚积。

4.1 线粒体学说：线粒体是机体产能的主要场所，在提供细胞能源，保障大脑正常功能活动方面极其重要。同时，线粒体也是机体产生内源性ROS 的主要场所。大脑的正常活动主要依赖需氧氧化磷酸化酶系，而神经细胞膜富含不饱和脂肪酸，对 ROS 的聚集极其敏感。线粒体损伤也在 AD 的发生发展中起着至关重要的作用，线粒体功能障碍已被广泛认为是PD 患者神经元凋亡诱发和加剧的主要原因[16-18]。研究发现，内源性或外源性刺激均可导致线粒体发生功能障碍，包括线粒体膜电位(mitochondrial membrane potential, MMP)缺失、膜渗透率降低、细胞色素 C(cytochromeC, Cyt-c) 和半胱天冬酶第二线粒体源性激活子(second mitochondria-derived activator of caspases, Smac)释放至细胞浆，进而诱发线粒体凋亡，引发超 氧阴离子 (superoxide, O2-)、H2O2、 羟基自由基(hydroxyl radical, OH-)和过氧亚硝基阴离子(peroxynitrite, ONOO-)大量释放，后者又可以作为内源性刺激因素加速线粒体凋亡，从而产生恶性循环，导致细胞 大量凋亡[19-21]。体内外实验证实，红景天苷可以减少 Cyt-c 和 Smac 的释放，以维持线粒体功能正常。当线粒体功能受损时，其膜通透性变化，释放细胞色素 C，诱发细胞凋亡。多种神经退行性疾病存在线粒体呼吸链复合体 IV( 细胞色素氧化酶， COX) 的活性下降的情况[22，23]。曹立莉等[24]以叠氮钠与人神经母细胞瘤细胞株( SH - SY5Y) 细胞共孵育制备线粒体损伤模型，模拟神经细胞线粒体缺陷，观察了红景天苷对叠氮钠所致的线粒体损伤的保护作用，结果显示，红景天苷表现出较强的抗叠氮钠损伤能力，能提高细胞存活力，抑制叠氮钠所引起的线粒体膜电位( mitochondrial membrane potential， MMP) 下降。 研究还发现，红景天苷对大鼠脑线粒体的直接影响及叠氮钠损伤后的线粒体功能有改善作用，对呼吸链叠氮钠诱导的线粒体损伤有保护作用。Zhang 等发现[25]， Aβ25-35会导致 SH-SY5Y 细胞的 MMP 显著减低，而红景天苷与细胞共孵育后，这种 MMP 的降低可以被有效遏制，而且该遏制作用有剂量依赖性。该研究组也发现[26]，在 H2O2 诱导的 SH-SY5Y 细胞细胞凋亡中，红景天苷也能发挥线粒体膜保护作用，抑制因 H2O2 导致的 MMP 降低，并认为这种保护作用可能是由于红景天苷能清除细胞内的 ROS 聚集，从而也能达到抗氧化应激作用。Zhang 等[25]测定了红景天对 SH-SY5Y 细胞 Trx、血红素氧合酶1( HO-1) 、以及过氧化物酶1( Prx1) 的 mRNA 表达量影响，发现红景天能显著提高3种蛋白的 mRNA 表达量， 特别是其中的 HO-1。HO-1 与内源性一氧化碳( CO) 形成 HO- CO 系统，具有抗炎性介质损伤、抗氧自由基、抗凋亡及抗纤维化等多种生物学效应。因此，红景天的提取物中有效成分通过提高机体自由基清除酶的表达，起到了清除细胞内 ROS 聚集，减轻 氧化应激的作用，从而减轻 AD 患者脑损伤。

4.2 模型实验：体内研究表明，红景天提取物中红景天苷可以显著改善 Aβ1-40 诱导的 AD 大鼠模型的学习和记忆水平， 同时降低 海马烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)氧化酶 诱导的 OS 水平；体外研究则发现红景天苷不仅可以提高 抗氧化酶[包括硫氧化还原蛋白(thioredoxin, Trx)， 血红素加氧酶-1(heme oxygenase-1, HO-1)和过氧化物酶-I(peroxiredoxin-I, PrxI)]的活性，而且可以 降低 SOD 活性和 MDA 含量， 从而抑制海马神经元的变性及凋亡[27-29]。在链脲佐菌素(streptozotocin, STZ) 诱导的 AD 大鼠模型中， 经红景天苷预处理可以显著改善大鼠海马的 OS 水平，而且红景天苷也可以缓解 STZ 诱导的海马神经干细胞原代培养内源性ROS 生成[30]。研究表明，给予红景天提取物的 AD 模 型大鼠海马组织过氧化氢酶( CAT) 、谷胱甘肽过氧化物酶( GSH-Px) 的活性显著提高，大鼠在 Morris 水迷宫中的学习记忆能力也得到明显改善[31]。CAT、 GSH-Px 是机体重要的自由基清除酶，能将 SOD 催化两个超氧化物自由基歧化生成的 H2O2 转化为 H2O，完成自由基的清除[32]。李强等[33]证实，红景天苷可以上调硫氧还蛋白-1( Trx1) 及谷胱甘肽过氧化物酶1( GPX1) ，Trx1 具有清除单线态氧，羟自由基的作用，Trx1 及 GPX1 均可清除细胞内产生的 H2O2。

5 结论

传统的治疗阿尔兹海默病的药物只是针对单纯的症状改善或某个病变靶点， 难以真正治愈该病。红景天在大量的体内体外实验中已经证实具有良好的抗氧化、清除自由基、调节中枢神经递质作用，且毒副作用小，在退行性神经系统疾病中的应用前景十分广阔，为AD的治疗开辟了一条新的途径。然而，由于AD的发病机制还尚不明确，且红景天针对AD的具体干预机制还需进一步论证，因此要将藏药红景天作为治疗AD的临床用药仍有待进一步深入研究和临床验证。

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西藏自治区科技厅重点项目(2015ZR-13-12)

吴涛，男，(1985-)，籍贯：安徽阜南，现为西藏民族大学医学院2015级研究生；邮箱123552334@qq.com

*通讯作者：孙正启教授 西藏民族大学医学院 电话：029-33755433,E-mail:szq712082@163.com

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1006-6810(2017)07-0065-04

2017年3月20日收稿