综述:深入研究自噬:利用天然生物活性化合物对抗阿尔茨海默病

【字体: 时间:2025年05月21日 来源:Current Bioactive Compounds CS1.9

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  本文综述自噬(细胞分解胞质内成分的保守过程)与神经健康关联,聚焦天然化合物(如草药植物及其 phytoconstituents)诱导自噬以干预阿尔茨海默病等代谢性神经退行性疾病的机制,为相关疾病治疗提供新思路。

  
自噬(Autophagy)是真核细胞中广泛存在且保守的生物学过程,指细胞对胞质内成分(如细胞器、大分子,尤其是长寿命蛋白质)的分解代谢过程。这一过程在细胞稳态维持中至关重要,其功能异常与多种重大疾病密切相关,特别是神经系统疾病和脑内代谢紊乱。自噬基因的调控作用在自噬的正向调节中亦扮演关键角色。

根据自噬底物运输方式及结构差异,其主要分为巨自噬(Macroautophagy)、微自噬(Microautophagy)和分子伴侣介导的自噬(Chaperone-mediated Autophagy, CMA)等形式。巨自噬通过形成双层膜结构的自噬体包裹待降解物质,运输至溶酶体;微自噬则由溶酶体膜直接内陷摄取底物;CMA 需分子伴侣识别特定靶蛋白并转运至溶酶体。每种形式均涉及独特的分子机制,如自噬相关基因(Atg)家族蛋白在自噬体形成中的动态调控,以及溶酶体相关膜蛋白(LAMP)在底物识别中的关键作用。

在神经元健康层面,自噬功能障碍被证实与阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease)、帕金森病(Parkinson’s disease)等神经退行性疾病的病理进程紧密相关。以阿尔茨海默病为例,β- 淀粉样蛋白(Aβ)沉积和 tau 蛋白过度磷酸化形成的神经原纤维缠结是其典型病理特征,而自噬异常会导致这些毒性蛋白清除效率下降,加剧神经元损伤。研究表明,增强自噬可促进 Aβ 和异常 tau 蛋白的降解,从而改善神经退行性病变。

天然生物活性化合物因其多靶点、低毒性的特点,在调节自噬领域展现出显著潜力。草药植物及其含有的植物成分(Phytoconstituents),如多酚类、萜类、生物碱等,可通过多种通路诱导自噬。例如,多酚类化合物白藜芦醇(Resveratrol)可激活腺苷酸活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase, AMPK)通路,抑制哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian Target of Rapamycin, mTOR)活性,从而解除 mTOR 对自噬的抑制作用,诱导自噬启动。另一些成分则可能通过调节活性氧(Reactive Oxygen Species, ROS)水平或影响内质网应激通路,间接促进自噬过程。

值得注意的是,不同天然化合物诱导自噬的机制存在差异,且其效果可能受剂量、作用时间及细胞环境等因素影响。部分成分在体外实验中表现出良好的自噬诱导活性,但在体内复杂生理环境中的有效性和安全性仍需进一步验证。此外,自噬过度激活也可能引发细胞凋亡,因此如何精准调控自噬水平以达到治疗效果最大化,是当前研究的重点与挑战。

本综述系统总结了自噬的形式、分子机制及其与神经元健康的关联,重点探讨了天然生物活性化合物在增强自噬中的作用,为开发基于自噬调节的阿尔茨海默病等代谢性神经退行性疾病治疗策略提供了理论依据和研究方向。未来研究需进一步阐明天然化合物的具体作用靶点及信号通路,推动其从基础研究向临床应用的转化。
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