左归丸通过多靶点调控Aβ生成、Tau磷酸化及神经炎症改善阿尔茨海默病样病理的机制研究
《Molecular Neurobiology》:ZuoGui Pill Ameliorates Alzheimer’s Disease–Like Pathology in 3xTg-AD Mice by Targeting Aβ Production, Tau Phosphorylation, Synaptic Loss, and Neuroinflammation
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时间:2025年11月21日
来源:Molecular Neurobiology 4.3
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本研究针对阿尔茨海默病(AD)多病理交织的临床困境,系统探讨了传统中药复方左归丸(ZGP)对3xTg-AD小鼠模型的干预效果。研究发现ZGP能同步改善Aβ沉积、Tau蛋白多位点磷酸化(T205、S396、S404)、突触丢失及神经炎症,其机制涉及BACE1表达抑制、AKT/GSK3β信号通路激活及RAGE/NF-κB炎症通路调控。该研究为中药多靶点治疗神经退行性疾病提供了实验依据。
随着全球人口老龄化进程加速,阿尔茨海默病(Alzheimer's disease, AD)已成为威胁老年人健康的重大公共卫生问题。根据国际阿尔茨海默病协会2025年度报告,美国现有患者超过720万人,预计到2060年将攀升至1380万人。这种神经退行性疾病以进行性认知功能障碍为核心特征,临床表现为记忆减退、行为异常等,严重损害患者生活质量。传统单一靶点药物如乙酰胆碱酯酶抑制剂仅能暂时缓解症状,难以阻断疾病进展,这促使科研人员将目光转向多靶点干预策略。
AD的病理机制犹如一张复杂的网络,β-淀粉样蛋白(Aβ)沉积、Tau蛋白过度磷酸化、慢性神经炎症和突触功能障碍等过程相互交织,形成恶性循环。其中,糖原合成酶激酶3β(GSK3β)的异常激活会促进神经纤维缠结形成,而晚期糖基化终末产物受体(RAGE)可通过核因子κB(NF-κB)通路放大炎症反应,进一步抑制蛋白激酶B(AKT)的磷酸化,从而加剧GSK3β介导的 Tau病理。同时,β-位点淀粉样前体蛋白裂解酶1(BACE1)作为Aβ生成的关键酶,又受到炎症因子调控,使得淀粉样蛋白通路与炎症通路相互串联。这种"多靶点致病"的特性提示,具有"多成分、多靶点"特点的传统中药复方可能为AD治疗提供新思路。
左归丸(ZuoGui Pill, ZGP)作为明代张介宾《景岳全书》记载的经典方剂,由熟地黄、山茱萸、菟丝子等8味药材按特定比例组成,传统用于填补肾精,与现代医学中与年龄相关的认知衰退存在理论关联。前期研究表明ZGP具有神经保护作用,但其对AD关键病理环节的具体调控机制尚不明确。为此,Song Li、Dezhong Wang、Anqi Li等研究人员在《Molecular Neurobiology》发表了最新成果,系统阐释了ZGP通过多靶点作用对抗AD样病理的分子机制。
研究团队采用转基因AD模型小鼠(3xTg-AD),该模型同时携带APPswe、PS1M146V和TauP301L突变,能模拟AD的多重病理特征。实验设置空白对照组、模型组、左归丸低中高剂量组(1.851/2.777/3.702 g/kg)及阳性对照药多奈哌齐组(5 mg/kg),连续干预60天。关键技术方法包括:Morris水迷宫、新物体识别和旷场实验等行为学评估;免疫组化、Western blot、RT-qPCR检测病理蛋白和基因表达;高尔基染色观察突触形态;ELISA测定炎症因子;并结合网络药理学预测潜在作用靶点。
行为学实验显示,3xTg-AD小鼠在水迷宫实验中逃避潜伏期显著延长,目标象限停留时间缩短,而ZGP治疗组特别是中、高剂量组表现接近正常水平。新物体识别实验中,模型小鼠辨别指数下降,ZGP干预后识别记忆能力明显恢复。旷场实验表明ZGP可缓解焦虑样行为,且不影响运动功能。
免疫组化显示ZGP剂量依赖性减少海马Aβ斑块沉积。Western blot和RT-qPCR证实ZGP下调淀粉样前体蛋白(APP)和BACE1表达,ELISA检测发现可溶性Aβ40和Aβ42水平降低。同时ZGP提升海马乙酰胆碱(ACh)含量,抑制乙酰胆碱酯酶(AChE)活性,但效果弱于多奈哌齐。
ZGP调控AKT/GSK3β通路抑制Tau过度磷酸化
研究发现在3xTg-AD小鼠海马区,ZGP通过提升p-AKT(Ser473)水平和p-GSK3β(Ser9)/GSK3β比值,抑制GSK3β活性,进而降低Tau蛋白在Ser396、Thr205、Ser404位点的磷酸化水平。免疫组化定量分析显示p-Tau阳性面积显著减少。
NeuN免疫染色显示ZGP剂量依赖性增加海马CA1区神经元数量。Western blot检测突触标志物突触素I(Synapsin-1)和PSD-95表达回升,高尔基染色揭示树突棘密度和分支复杂度恢复。HE染色和尼氏染色显示ZGP改善神经元排列紊乱和尼氏体减少。
ZGP治疗降低海马RAGE蛋白和mRNA表达,抑制NF-κB p65磷酸化。免疫荧光显示RAGE与p-NF-κB p65共定位减少,星形胶质细胞标志物GFAP和小胶质细胞标志物Iba1阳性细胞数下降。ELISA检测发现炎症因子IL-1β、IL-6、TNF-α水平显著降低。
网络药理学分析进一步佐证了实验结论,发现ZGP的活性成分可能通过AGE-RAGE、PI3K-AKT等信号通路作用于AD相关靶点,与实验验证的BACE1、AKT/GSK3β、RAGE/NF-κB等关键环节高度吻合。
本研究首次系统阐释了ZGP通过多靶点协同作用对抗AD复杂病理的机制:在Aβ层面通过调控BACE1表达减少Aβ生成;在Tau病理层面通过激活AKT/GSK3β信号通路抑制Tau过度磷酸化;在炎症层面通过抑制RAGE/NF-κB通路减轻神经炎症;同时还能保护突触结构,改善胆碱能功能。这种"一石多鸟"的作用特点与AD的多因子发病机制高度契合,为中药复方治疗神经退行性疾病提供了科学依据。值得注意的是,ZGP对BACE1的调节可能避免了完全抑制带来的副作用,而对上游信号通路的调控更有利于维持神经网络稳态。尽管研究存在样本量有限、具体活性成分不清等局限性,但无疑为开发基于中药多靶点特性的AD治疗策略开辟了新途径。
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