人參皂苷Rg1預防阿爾茨海默病藥理機制研究進展

卞 俊，陳海飛，鮑蕾蕾

·綜述與講座·

人參皂苷Rg1預防阿爾茨海默病藥理機制研究進展

卞 俊，陳海飛，鮑蕾蕾

阿爾茨海默病;人參皂苷Rg1;藥理機制

阿爾茨海默病(Alzheimer＇s disease，AD)是中樞神經系統的一種退行性病變，其臨床主要表現為記憶力的下降及其認知功能的減退，尤以近事遺忘為主的一種大腦器質性精神病。近年AD發病率呈逐年上升趨勢，我國65歲以上人群中患病率約占5%，85歲以上人群中約占20%。AD除年齡、遺傳和環境等因素外，腦內多種神經遞質紊亂，腦血管病變至神經細胞死亡或減少為重要因素。目前預防和治療AD主要以受損傷的腦神經的修復，活血通淤，改善腦循環為主要手段。人參是我國傳統名貴中藥，具有補血、生血、活血、安神等多種功效，對機體神經、免疫和心腦血管等多個系統均有顯著的保護和治療作用［1－3］。人參中的主要有效成分為人參皂苷Rg1，它是促進和改善AD學習和記憶的組織形態學基礎。本文主要從人參皂苷Rg1的純化工藝和藥理機制等方面探討其預防和治療AD的可能性。

1 人參皂苷Rg1的提取純化工藝

人參皂苷Rg1(分子量:801.03)主要存在于五加科植物人參、三七的葉、花、根、莖和種子等部位，其中以三七藥材中含量豐富。目前提取人參皂苷Rg1較常用的方法是用70%乙醇回流得醇提物，再用正丁醇富集萃取獲得總皂苷，或將乙醇提取液濃縮后直接通過苯乙烯型非極性大孔樹脂柱，水洗后再用60～80%乙醇溶液洗脫，獲得人參總皂苷。獲得的總皂苷經硅膠柱層析(100～200目)，二氯甲烷∶甲醇梯度洗脫，收集洗脫液，薄層檢查相同流份合并，可獲得95%以上純度的人參皂苷Rg1較純品。

2 人參皂苷Rg1對學習和記憶及行為活動的改善作用

藥理研究表明，人參皂苷Rg1對AD動物模型的學習記憶有明顯改善作用。為評價人參皂苷Rg1的促智作用，有學者應用Rg1對認識功能障礙改善作用及其機制進行研究，建立了10種記憶障礙模型，應用5～10 mg/kg Rg1即可顯著改善記憶損傷模型學習能力［4］。向小鼠腹腔注射20 mg/kg和40 mg/kg Rg1，連續10 d，采用開闊實驗、斜板實驗、爬桿實驗和牽引實驗觀察老年大鼠與青年大鼠之間行為活動的改善作用，給藥后老年大鼠完成行為操作能力均顯著增強;Rg1劑量依賴性改善老年動物衰退行為活動［5］。有文獻［6］證實，人參皂苷Rg1明顯改善β－AP所致小鼠被動回避、空間學習記憶及皮層海馬組織膽堿乙酰轉移酶(ChAT)活動的下降，與對照組、模型組相比，人參皂苷Rg1明顯抑制乙酰膽堿酯酶(AchE)活性。人參皂苷Rg1對Aβ25－35所致的小鼠學習記憶障礙有顯著的改善作用，其對膽堿能系統的影響是人參皂苷Rg1重要的作用機制之一。人參皂苷Rg1對學習活動及NGF(神經生長因子)誘導的神經培養系統的作用，在十字迷路實驗中，能縮短已經學習的大鼠的反應潛伏期和行走時間，而且可促進學習與遞期學習的獲得。也有學者證實［6－7］，人參皂苷Rg1對已學習大鼠條件反射沒有影響，對小鼠學習行為的減退有預防效果。如用條件反射箱進行2種不同聲音的辨別，人參皂苷Rg1還具有促進學習辨別的作用。

鄔偉等［8］采用Morris水迷宮檢測動物逃避潛伏期(s)，RT－PCR檢測基底前腦NGFmRNA表達的方法，探討人參皂苷Rg1對骨髓間充質干細胞(BMSCs)移植后AD大鼠學習記憶能力的影響。結果發現人參皂苷Rg1治療組、BMSCs移植治療組和人參皂苷Rg1聯合BMSCs治療組，與AD模型組比較，逃避潛伏期縮短，提示癡呆大鼠學習記憶能力有所改善，且聯合組優于BMSCs組。表明人參皂苷Rg1能夠加強BMSCs移植治療AD模型大鼠的學習記憶能力，其機制可能與人參皂苷Rg1上調BMSCs植入癡呆大鼠基底前腦神經元NGF的表達有關。彭彬等［9］探討了人參皂苷Rg1對D－半乳糖所致大鼠腦衰老后的學習記憶能力以及超氧化物酯化酶(SOD)活性、丙二酯(MDA)含量及衰老相關基因P16INK4a、P21Waf1mRNA及蛋白的表達水平的影響。結果發現Rg1抗腦衰老組大鼠學習記憶能力顯著提高，腦組織內SOD活性顯著升高，MDA含量顯著降低，P16INK4a、P21 Cip1/ Waf1mRNA及蛋白的表達水平也顯著降低。由此認為，Rg1具有延緩D－半乳糖大鼠腦衰老的作用，其機制可能與增強腦組織的抗氧化能力，下調腦組織內P16INK4a、P21Waf1 mRNA及蛋白的表達水平有關。

3 人參皂苷Rg1對AD模型鼠大腦神經細胞的保護作用

研究證明，人參皂苷Rg1對Aβ(β－淀粉樣蛋白)所致的大腦神經元的損傷具有一定保護作用。周麗萍等［10］探討了人參皂苷Rg1對 Aβ25－35所致小鼠海馬神經元損傷的保護作用。研究結果顯示:與對照組相比，Aβ可導致小鼠的潛伏期和總路程增長，穿越平臺次數減少，明顯降低海馬bcl－2基因的表達;與Aβ組相比，人參皂苷Rg1可降低AD小鼠的潛伏期和總路程，提高其穿越平臺次數，逆轉Aβ所致的bcl－2基因表達的降低。筆者認為，人參皂苷Rg1可減弱Aβ對小鼠海馬神經元的損傷，其機制可能與雌激素受體途徑的激活有關。李源等［11］觀察了人參皂苷Rg1對岡田酸(OA)誘導的AD大鼠腦片模型Bcl－2表達的影響，發現人參皂苷Rg1可能通過上調Bcl－2基因表達途徑從而抑制神經元凋亡，對AD動物神經元的損傷起保護作用。吳佳瑩等［12］通過人參皂苷Rg1與原代培養大鼠皮層神經元預培養，評價Aβ所致神經元損傷，并探討Rg1的神經保護作用及相關分子機制。結果:Aβ25－35作用72 h嚴重損傷原代皮層神經元，引起神經元碎裂和死亡;Rg1預處理能對抗Aβ的細胞損傷作用，顯著提高神經元存活率，并呈現劑量依賴性。Rg1預培養能保護原代神經元，減輕或避免神經元損傷作用。研究認為Rg1在1～20μmol/L濃度具有抗Aβ25－35損傷原代培養大鼠皮層神經元作用，該活性與抑制線粒體凋亡通路相關聯。

4 人參皂苷Rg1對氨基酸類神經遞質的影響

與AD相關的氨基酸類神經遞質主要是谷氨酸(Glu)和γ－氨基丁酸(GABA)。Glu在神經系統生長、發育、學習和記憶中起重要作用，而GABA損失后可引起嚴重的皮質功能障礙。AD患者腦內Glu、GABA水平均明顯降低，二者在腦中的受體亦明顯減少。Rg1能針對Glu/GABA這一系統進行調節而發揮改善癡呆學習記憶障礙的作用。人參皂苷Rg1可使Glu介質的Ca2+濃度升高效應明顯降低，明顯降低細胞的死亡率，表現出較強的海馬神經細胞的保護作用［13］。胡穎等［14］探討了人參皂苷Rg1對SHR大鼠紋狀體GDNFmRNA基因表達和多巴胺含量的影響。研究提示，人參皂苷Rg1可能通過促進紋狀體GDNFmRNA的基因表達和增加多巴胺的含量而起到治療AD的作用。

5 人參皂苷Rg1誘導的神經干細胞移植治療缺氧缺血新生模型鼠的作用

李英博等［15］體外使用 Rg1誘導分化神經干細胞(NSCS)，然后移植入缺氧缺血的新生鼠模型側室，采用TTC染色和行為學觀察對模型進行評價。通過水迷宮、體感誘發電位觀察其腦功能的恢復情況，免疫組化檢測移植的NSCS生長、分化狀況，結果，移植Rg1誘導后的NSCS，可以明顯改善水迷宮的潛伏期、游泳路移、目標象限探索時間及體感誘發電位的潛伏期和振幅，并在海馬區域呈集中表達并圍繞缺血損傷區域生長。結論:Rg1誘導后NSCS移植在治療新生大鼠缺血性腦損傷中發揮了較好作用。

6 人參皂苷Rg1對AD模型大鼠腦片P-Tau、PKA的影響

為揭示Rg1抗癡呆的作用機制，李璽等［16］應用Rg1對AD模型大鼠腦片磷酸化微管相關蛋白(P－Tau)、蛋白激酶A (PKA)表達的調控作用，將5周齡雄性Wistar大鼠腦片(含皮層和海馬)隨機分為5組:空白對照組，模型組和低、中、高劑量人參皂苷Rg1組，每組10張腦片。采用免疫組織化學、圖像分析技術等方法，檢測皮層和海馬P－Tau、NR1、NR2B表達水平。結果:與對照組比較，模型組大鼠腦片P－Tau的表達增加(P＜0.05或P＜0.01)，NR1、NR2B的表達降低(P＜0.01);人參皂苷Rg1各組與模型組比較，大鼠腦片P－Tau的表達降低，NR1、NR2B的表達增加，其中以高劑量人參皂苷Rg1組效果最佳。結論:人參皂苷Rg1可以降低大鼠腦片AD模型P－Tau表達水平，并能上調學習記憶相關蛋白NR1，NR2B的表達，從而減緩神經纏結［17］，老年斑的形成［18］，以此途徑發揮抗癡呆作用。

陳云波等［19］分別以原代培養的大鼠海馬神經元和星形膠質細胞為靶標建立AD細胞模型，經Aβ25－35和Rg1干預后，檢測分析FITC/PI雙重標記的NF－κB在細胞內的激活程度，結合形態學觀察分析人參皂苷Rg1對以上兩種細胞的保護作用。結果表明40μmol/L的Aβ25－35作用24 h后可激活原代培養星形膠質細胞的NF－κB，下調原代培養神經元的NF－κB活性。2μmol/L的人參皂苷Rg1能明顯提高神經元的NF－κB活性(P＜0.01)，減弱星形膠質細胞的NF－κB活性(P＜0.01)。同時結合形態學觀察和細胞活力檢測發現，人參皂苷Rg1對兩種細胞都有保護作用。結論人參皂苷Rg1通過啟動神經元中NF－κB活化、下調星形膠質細胞的NF－κB活性，從兩方面發揮其保護神經細胞的作用，從而有可能達到減緩AD發病進程的效果。

7 人參皂苷Rg1初步用于AD的治療

李瓊峰［20］給30例患有AD的患者連續服用人參皂苷Rg13個月取得初步療效，總有效率為83.3%。石瑛等［21］觀察了人參皂苷Rg1聯合吡拉西坦治療血管性癡呆的臨床效果，治療組20例和對照組20例均用吡拉西坦口服，治療組加服人參皂苷Rg1膠囊，療程均為3個月。治療前按照HDS－R評分進行4級智力評判。結果:總有效率治療組85%，對照組60%，兩者比較有顯著性差異，兩組均未出現明顯不良反應。結論:人參皂苷Rg1膠囊聯合西藥治療血管性癡呆安全有效。

8 展望

人參皂苷Rg1藥理作用廣泛，為人參和三七中重要功效成分之一，對人體的作用可能是多途徑、多方式和多靶點，其主要靶點是中樞神經系統;在防治AD等神經退行性疾病，腦卒中及腦血管病變以及各種記憶障礙改善等藥物研究方面，具有潛在優勢和良好的開發前景。

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10.3969/j.issn.1009－0754.2015.01.041

2014－03－02)

(本文編輯:張陣陣)

200081 上海，解放軍第四一一醫院藥械科