基于BDNF/TrKB/CREB信號通路探討溫膽湯干預(yù)精神分裂癥認(rèn)知障礙

★田真真 徐義勇 朱金華 高源 萬紅嬌（江西中醫(yī)藥大學(xué) 南昌 330004）

精神分裂癥（SCZ），被WHO認(rèn)為是導(dǎo)致人類殘疾的第四大病因，是我國疾病防治和研究的重大疾病之一。認(rèn)知障礙作為SCZ首發(fā)癥狀，貫穿于疾病的全過程。目前公認(rèn)SCZ是一種由多個細(xì)胞信號通路異常調(diào)節(jié)所致的神經(jīng)系統(tǒng)紊亂性疾病，包括多巴胺信號、谷氨酸信號和神經(jīng)可塑性信號通路異常等［1］，發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，涉及多通路級聯(lián)反應(yīng)。其中，海馬腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子/原肌球蛋白相關(guān)受體kinase B /環(huán)磷腺苷效應(yīng)元件結(jié)合蛋白（BDNF/TrKB/CREB）信號傳導(dǎo)通路對SCZ認(rèn)知功能起到關(guān)鍵作用［1］。依據(jù)中醫(yī)理論，SCZ認(rèn)知障礙屬于中醫(yī)“癲狂”病范疇，其病機(jī)為“痰迷心竅”，其病理特征與現(xiàn)代醫(yī)學(xué)大腦海馬神經(jīng)元BDNF/TrKB/CREB細(xì)胞信號通路傳導(dǎo)影響認(rèn)知記憶存在必然的相關(guān)性。溫膽湯臨床多用治“無形之痰”所致的精神疾患，乃中醫(yī)治療痰證的經(jīng)典有效方劑。本文就BDNF/TrKB/CREB信號通路與SCZ認(rèn)知障礙，SCZ認(rèn)知障礙與“痰迷心竅”相關(guān)，理氣化痰經(jīng)典方溫膽湯干預(yù)SCZ認(rèn)知障礙等方面進(jìn)行深入探討，以期為研究溫膽湯治療SCZ認(rèn)知障礙作用機(jī)制提供理論基礎(chǔ)。

1 BDNF/TrKB/CREB信號通路與精神分裂癥認(rèn)知障礙的關(guān)系

認(rèn)知障礙作為貫穿于精神分裂癥整個過程的首發(fā)病癥［2-3］。說明機(jī)體認(rèn)知功能障礙是精神分裂癥主要病理表現(xiàn)，因此，分析研究導(dǎo)致認(rèn)知功能障礙的致病因素是探討精神分裂癥的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。研究表明，BDNF/TrKB/CREB信號通路與認(rèn)知功能相關(guān)［4-5］。BDNF是1982年由德國神經(jīng)化學(xué)家Barde及其同事首次從豬腦中分離純化出的一種堿性蛋白質(zhì)［6］，其作為神經(jīng)營養(yǎng)因子家族成員，在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中廣泛分布，尤其是海馬組織中表達(dá)最為豐富。BDNF 對維持海馬神經(jīng)元的完整性，激活其生理功能［7］，及參與神經(jīng)發(fā)育、分化、再生、維持和可塑性機(jī)制等方面具有重要的調(diào)節(jié)作用［8-9］。BDNF通過促進(jìn)突觸囊泡交互對接來增強(qiáng)高頻突觸傳遞，激活相關(guān)離子通道及受體激發(fā)快速突觸后效應(yīng)，以影響海馬突觸信息存儲和記憶的提取［10-11］，達(dá)到影響人類語言情景記憶功能。BDNF對認(rèn)知功能的影響，與其高親和力原肌球蛋白相關(guān)受體kinase B（TrkB）結(jié)合相關(guān)。BDNF與TrkB結(jié)合后可導(dǎo)致TrkB磷酸化，以激活神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)重要的下游細(xì)胞內(nèi)信號級聯(lián)，包括PI3K/Akt，磷脂酶C-γ（PLC-γ）、Ca2+/CaM/CaMK和MAPK/ERK途徑［12］。其中，AKT的活性與記憶鞏固和突觸可塑性有關(guān)，ERK的活性在突觸可塑性和記憶形成中起著重要作用［13］。CREB是細(xì)胞內(nèi)重要的轉(zhuǎn)錄因子，它結(jié)合在DNA的CRE原件上，通過CBP將其穩(wěn)定，從而促進(jìn)含有該原件的靶基因轉(zhuǎn)錄，誘導(dǎo)或抑制下游靶基因的轉(zhuǎn)錄，調(diào)控這些通路的基因轉(zhuǎn)錄及表達(dá)，CREB的靶基因包括BDNF, c-fos ,絡(luò)氨酸羥化酶及多種神經(jīng)肽［14］。BDNF可易化神經(jīng)遞質(zhì)谷氨酸的合成及釋放，提高突觸效能，促使CREB磷酸化而激活與長時記憶相關(guān)的基因［15］，還可促進(jìn)突觸蛋白（syn）和突觸囊泡蛋白（syp）表達(dá)，誘導(dǎo)長時程記憶增強(qiáng)，通過調(diào)節(jié)突觸蛋白合成，改變樹突、棘突形態(tài) ，增強(qiáng)突觸活性從而影響大腦記憶功能?？梢?，BDNF/TrkB/CREB信號分子參與了神經(jīng)元發(fā)育、突觸形成及傳遞、長時程記憶增強(qiáng)（LTP）等認(rèn)知基本生理過程，BDNF、TrkB、CREB作為中樞及周圍神經(jīng)系統(tǒng)神經(jīng)元維持生存及正常生理功能所必需的分子，在認(rèn)知過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用，在學(xué)習(xí)和記憶中扮演重要角色［16］。 病理方面，大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，BDNF是精神分裂癥認(rèn)知缺陷的分子學(xué)基礎(chǔ)：基因敲除或轉(zhuǎn)入反義BDNF基因來抑制嚙齒類動物BDNF信號傳導(dǎo)，則會損害其空間學(xué)習(xí)及記憶［17］；外源性增加BDNF可以逆轉(zhuǎn)Aβ誘導(dǎo)的體內(nèi)及體外神經(jīng)元退行性病變，進(jìn)而減少神經(jīng)元的死亡，改善認(rèn)知障礙［18］；BDNF和TrkB結(jié)合可改善阿爾茨海默癥患者的記憶障礙并調(diào)節(jié)海馬的神經(jīng)發(fā)生［19］；BDNF可促進(jìn)Akt磷酸化從而對缺血性腦損傷發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用［20］。CREB作為BDNF的轉(zhuǎn)錄因子，其磷酸化的降低可抑制BDNF的表達(dá)，降低BNDF下游TrkB的磷酸化，同時，CREB表達(dá)不足或磷酸化水平降低還可影響長時程記憶形成［21］。相反，在CREB磷酸化增加后，又可上調(diào)BDNF表達(dá)，引起B(yǎng)DNF高親和力受體TrkB磷酸化，從而提高海馬神經(jīng)突觸活性，減少海馬神經(jīng)元的損失，促進(jìn)海馬神經(jīng)發(fā)生，改善空間學(xué)習(xí)和記憶的損傷，對抗由MK-801造模所致的精神分裂癥大鼠的認(rèn)知障礙［22-23］。綜上所述，BDNF/TrKB/CREB信號通路與SCZ認(rèn)知功能損害相關(guān)，可為后續(xù)實(shí)驗(yàn)研究提供理論支持。

2 精神分裂癥認(rèn)知障礙與“痰迷心竅”的關(guān)系

精神分裂癥認(rèn)知障礙中的核心臨床表現(xiàn)與認(rèn)知功能有關(guān)，主要包括感知覺、思維、注意、記憶等障礙。而痰迷心竅證，是由痰濁內(nèi)盛，蒙蔽心竅所致精神、意識障礙。提示從病理角度，痰迷心竅與精神分裂癥中的認(rèn)知障礙存在關(guān)聯(lián)。痰迷心竅的主要病因?yàn)樘?，該痰既是致病因素，又是病理產(chǎn)物，互為因果，痰，迷心竅而致神志異常、竅閉等。精神分裂癥中的認(rèn)知功能障礙病變部位為腦，腦乃元陽精氣之所聚，為髓之海，其功能與精神情志活動密切相關(guān)。從中醫(yī)角度，心藏神，為神志所主，心之生理功能異常，勢必會影響到神志活動變化，進(jìn)而影響到腦之認(rèn)知功能。金·張從正曰“痰迷神竅其病位在腦竅”和清·張璐認(rèn)為“癲之為證……皆由郁痰鼓塞心包，神不守舍”，皆說明心、腦和神志之間的密切關(guān)系。而痰，則是導(dǎo)致這種神志功能異常變化的一個重要因素。沈金鰲《雜病源流犀燭》載有：“痰之為物，流動不測，故其為害，上至巔頂，下至涌泉，隨氣升降，周身內(nèi)外皆到，五臟六腑俱有?！惫省肮植《嗵怠薄鞍俨《嘤商底魉睢庇纱水a(chǎn)生。痰一旦產(chǎn)生，可隨氣機(jī)升降出入，到達(dá)人體臟腑經(jīng)絡(luò)，四肢百竅?？梢?，基于中醫(yī)痰證理論，對于中西醫(yī)結(jié)合認(rèn)識精神分裂證認(rèn)知功能障礙意義重大。從現(xiàn)代醫(yī)學(xué)角度，BDNF/TrKB/CREB信號通路的異常與精神分裂癥認(rèn)知功能障礙關(guān)系密切。依照痰迷心竅的病機(jī)分析可知，導(dǎo)致精神分裂癥認(rèn)知障礙中的“痰”，會影響精神、思維意識活動，因此這個“痰”可能是通過影響B(tài)DNF/TrKB/CREB信號通路的傳導(dǎo)功能，導(dǎo)致海馬神經(jīng)元神經(jīng)發(fā)生、突觸傳導(dǎo)異常，進(jìn)一步影響了認(rèn)知、記憶等思維意識活動。因此，采用化痰藥物，消除痰這一致病因素，從而恢復(fù)BDNF/TrKB/CREB信號通路功能，達(dá)到改善或治療精神分裂癥認(rèn)知障礙的目的。

3 溫膽湯與精神分裂癥認(rèn)知障礙相關(guān)信號通路BDNF/TrKB/CREB的關(guān)系

溫膽湯乃治痰之經(jīng)典名方，該方由半夏、枳實(shí)、陳皮、竹茹、生姜、甘草等六味藥組成，具理氣化痰、清膽和胃之功。臨床主要用于肝膽風(fēng)火上攻，痰熱互結(jié)，膽怯易驚等證，癥見清陽不振所致頭目眩暈或疼痛；心悸、失眠、心煩，胸協(xié)脹滿或疼痛等。然痰熱上擾，壅閉清陽，致心神不寧，煩躁易怒為其主要病證。由“痰”所致精神、情志有關(guān)的思維活動功能異常，是溫膽湯的主治范圍，并在臨床得到驗(yàn)證［24］。目前文獻(xiàn)對溫膽湯在用治痰證方面的作用，已進(jìn)行了報道［25-27］。如溫膽湯隨證加減配伍，可用治常見精神分裂癥患者，包括2 型精神分裂癥、精神分裂癥抑郁癥、痰瘀型精神分裂癥等，但多數(shù)局限于對癥治療，并未對該方致病機(jī)理進(jìn)行深入研究，也未見溫膽湯對BDNF/TrKB/CREB信號通路作用下精神分裂癥認(rèn)知障礙影響方面的臨床報道。

對SCZ認(rèn)知障礙的研究，主要集中在海馬神經(jīng)元信號傳導(dǎo)、突觸重塑機(jī)制等方面。一般認(rèn)為癲狂病“痰迷心竅”的病理特征與現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的BDNF/TrKB/CREB信號通路傳導(dǎo)異常存在相關(guān)?！疤怠倍嘤蓾駶醿?nèi)滯，久而化痰，或外感濕濁，閉阻中焦，蒙蔽心竅，又或是情志不舒，郁而生痰等引起?！疤怠笔菍?dǎo)致精神意識思維活動重要致病因素，是精神分裂癥認(rèn)知障礙主要病因，“痰迷心竅”是其關(guān)鍵病機(jī)?！疤怠币坏┟杀涡母[，則影響臟腑氣機(jī)，致臟腑功能失調(diào)，引發(fā)心、腦功能異常，進(jìn)而可能通過影響與認(rèn)知記憶活動密切相關(guān)的BDNF/TrKB/CREB信號通路，導(dǎo)致認(rèn)知功能障礙。在“痰”證的治療方面，多用以祛痰開竅，理氣化痰之法。既然研究證實(shí)BDNF/TrKB/CREB信號通路與精神分裂癥認(rèn)知障礙相關(guān)，精神分裂癥認(rèn)知障礙與“痰迷心竅”相關(guān)，“痰迷心竅”與BDNF/TrKB/CREB信號通路傳導(dǎo)異常存在必然相關(guān)性，溫膽湯為治療痰證的有效方劑，那么以理氣化痰見長的溫膽湯，可能是通過BDNF/TrKB/CREB信號通路而達(dá)到防治精神分裂癥認(rèn)知障礙的目的。課題組前期研究，對溫膽湯治療精神分裂癥和使用經(jīng)典西藥治療精神分裂癥的藥物療效性及安全性進(jìn)行Mata分析。結(jié)果表明［28］，溫膽湯在治療該病上更為有效，痊愈率更高，同時對椎體外系的影響相對西藥對照組要小的多，而西藥組用藥不良反應(yīng)明顯高于溫膽湯組。同時，通過對數(shù)據(jù)PANSS評分進(jìn)行Mata分析，表明溫膽湯組在PANSS評分上明顯優(yōu)于西藥組。由此可見，溫膽湯在用治精神分裂癥不僅療效確切，而且安全可靠。課題組前期發(fā)現(xiàn)，溫膽湯可明顯改善MK801誘發(fā)的精神分裂癥模型鼠學(xué)習(xí)記憶的損傷，其可能的作用機(jī)制是通過影響腦脊液中谷氨酸的含量，進(jìn)而影響海馬神經(jīng)元的生長、發(fā)育、成熟、修復(fù)及神經(jīng)傳遞［29-32］。研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，溫膽湯可以提高模型鼠海馬神經(jīng)元高頻刺激（HFS）后長時程動作電位（LTP），LTP可反映突觸層次記憶過程?？梢越档湍Ｐ褪蠛ｑR組織NRG1、ErbB4 mRNA的表達(dá)，NRG1可影響海馬神經(jīng)元之間的信號傳導(dǎo)、NRG1基因可調(diào)節(jié)中樞神經(jīng)系統(tǒng)神經(jīng)執(zhí)行功能，同時該基因還可調(diào)控γ-氨基丁酸能神經(jīng)元，影響海馬神經(jīng)元可塑性。NRG1-ErbB4細(xì)胞信號通路不僅可調(diào)控神經(jīng)元生長發(fā)育，還可影響神經(jīng)元突觸可塑性，影響多種神經(jīng)遞質(zhì)的分泌和信號傳導(dǎo)，從而對模型鼠認(rèn)知功能造成影響。這些研究成果均證實(shí)溫膽湯治療精神分裂癥認(rèn)知功能障礙，是通過多靶點(diǎn)多通路發(fā)揮治療作用。其研究思路也契合在中醫(yī)理論思想指導(dǎo)下運(yùn)用中藥復(fù)方對疾病的干預(yù)是從多角度、多過程、多靶點(diǎn)進(jìn)行的思路。

綜上所述，由于BDNF/TrKB/CREB信號通路與精神分裂癥認(rèn)知功能障礙存在關(guān)聯(lián)，“痰迷心竅”為精神分裂癥認(rèn)知障礙主要病機(jī)，而溫膽湯是治療精神分裂癥“痰迷心竅”經(jīng)典方劑，該方“理氣化痰、和胃利膽”之功，可能是通過影響B(tài)DNF/TrKB/CREB信號通路而達(dá)到防治精神分裂癥認(rèn)知障礙的目的（結(jié)合溫膽湯化痰作用機(jī)制來描述與該信號通路的關(guān)系）。而BDNF/TrKB/CREB信號通路則是課題組基于對該通路前期進(jìn)行的大量中外文獻(xiàn)研究及實(shí)驗(yàn)探索，針對溫膽湯干預(yù)精神分裂癥認(rèn)知障礙發(fā)病機(jī)制研究中一個新的研究方向。目前國內(nèi)國外對如何靶向干預(yù)該信號通路達(dá)到治療精神分裂癥認(rèn)知功能障礙的研究也尚處在探索階段。因此，本文基于BDNF/TrKB/CREB信號通路，結(jié)合文獻(xiàn)資料和課題組前期工作基礎(chǔ)，研究溫膽湯對精神分裂癥認(rèn)知障礙的影響具有重要意義。希望能為深入研究精神分裂癥認(rèn)知功能障礙提供參考。