综述：利用斑马鱼模型研究阿育吠陀药用植物中枢神经系统效应

本综述系统探讨了斑马鱼模型在阿育吠陀（Ayurveda）药用植物中枢神经系统（CNS）效应研究中的应用价值。文章详细介绍了多种阿育吠陀植物（如姜黄、印度人参、婆罗米）的活性成分（如类黄酮、木脂素、生物碱）及其在神经保护、抗氧化和抗炎方面的作用机制，重点分析了它们在阿尔茨海默病（AD）、帕金森病（PD）等神经退行性疾病模型中的治疗效果，并展望了斑马鱼在高通量药物筛选和转化医学研究中的潜力。

　　

引言

传统印度医学阿育吠陀（Ayurveda）拥有超过5000年的历史，长期以来被用于治疗多种中枢神经系统（CNS）疾病。阿育吠陀植物通常富含类黄酮、木脂素、甾醇、单宁和生物碱等活性成分，这些成分在人类和啮齿类动物中表现出强大的抗炎、抗氧化、神经保护和神经营养作用。斑马鱼（Danio rerio）作为一种有用的模型物种和强大的脊椎动物体内系统，已逐渐成为CNS疾病建模和药物筛选的重要工具。随着斑马鱼在包括中美传统医学在内的多种药物疗法研究中的应用日益广泛，本文讨论了各种阿育吠陀药用植物的CNS效应，以及如何利用斑马鱼模型进一步阐明这些效应。同时，本文评估了使用斑马鱼模型研究阿育吠陀药物疗法的现有挑战和局限性，并概述了该领域转化研究的未来方向。

阿育吠陀医学CNS效应的实验模型选择

除了丰富的临床数据外，多种动物模型已被用于研究阿育吠陀药物。例如，印度人参（Withania somnifera）在临床上能有效管理压力、癫痫和PD，其在实验性AD模型中也显示出积极效果，能减少神经纤维缠结并清除自由基，从而保护啮齿类动物的多巴胺能神经元。另一种常见植物水蓑衣（Bacopa monnieri），在阿育吠陀中称为婆罗米（brahmi），被广泛用于治疗认知缺陷、焦虑和癫痫。姜黄素（Curcumin）是姜黄（Curcuma longa）的活性成分，在AD中具有神经保护作用，并在小鼠模型和体外实验中表现出抗炎、抗氧化和抗焦虑活性。印度积雪草（Centella asiatica）是另一种常用的阿育吠陀植物，具有众所周知的强大抗菌、抗氧化、抗溃疡、抗糖尿病、抗癌、抗抑郁和促智活性。

在斑马鱼CNS模型中评估选定的阿育吠陀药物

斑马鱼已成为CNS疾病建模和药物筛选的强大脊椎动物体内系统。斑马鱼与人类具有高度的遗传和生理相似性、快速发育以及共享的神经递质系统，因此成为研究CNS功能的有力模型。斑马鱼的其他优势包括与人类的神经形态相似性、易于维护、高繁殖力以及成熟的行为学检测方法。斑马鱼对所有主要类别的CNS药物都敏感，为体内药物筛选提供了经济有效的模型，并显示出高通量筛选（HTS）的潜力。

印度积雪草在斑马鱼中得到了广泛测试。例如，在鱼藤酮神经毒性实验中，与印度积雪草提取物共孵育的成年斑马鱼中脑脑源性神经营养因子（BDNF）水平升高，多巴胺能神经元受到保护，并显示出减少的PD样表型（如降低的α-突触核蛋白聚集、增加的运动活性和更高的脑多巴胺水平）。印度人参提取物暴露可减轻苯并[a]芘对成年斑马鱼的神经毒性，提高脑抗氧化状态并恢复正常的暗偏好行为。姜黄素改善了成年斑马鱼鱼藤酮PD模型中的运动表现，而富含单宁的角豆（Ceratonia siliqua）叶提取物改善了由神经毒素6-羟基多巴胺（6-OHDA）诱发的成年斑马鱼PD模型中的认知功能并降低焦虑，其作用可能通过恢复脑抗氧化状态和调节乙酰胆碱酯酶（AChE）活性介导。

与临床上使用圣罗勒（Ocimum sanctum，tulsi）的促智作用相平行，其叶提取物减少了由东莨菪碱（一种常用于诱导记忆缺陷的抗胆碱能药物）引起的成年斑马鱼记忆损伤。槟榔（Areca catechu）在阿育吠陀中称为puga，其坚果的水提取物及其主要精神活性化合物槟榔碱（arecoline）在斑马鱼中进行了研究，其CNS反应与临床和啮齿类动物发现相似，显示出显著的抗焦虑样行为以及去甲肾上腺素和血清素水平升高。亚洲鸽翼（Clitoria ternatea）是一种有效的压力缓解剂和大脑兴奋剂，在人类和大鼠模型中得到了验证，其在斑马鱼中也进行了测试。在水蓑衣（Bacopa monnieri）中，传统上在阿育吠陀中用作神经补剂，它能有效减少暴露于渗透压力的斑马鱼幼虫的趋触性和趋暗性行为（抗焦虑效应），并减少压力诱导的皮质醇释放。

考虑到阿育吠陀药物在靶向脑-肠轴方面的成功，以及斑马鱼在模拟该轴方面的潜力，一些化合物已在斑马鱼模型中进行了测试，旨在更好地理解肠-脑轴及其对CNS疾病的影响。例如，在斑马鱼炎症性肠病（IBD）模型中，印度植物天门冬（Asparagus racemosus，shatavari）和尤其 Terminalia chebula（haritaki）的甲醇提取物能降低血液中的炎症细胞，并改善肠道病理评分。

除了各种草药，其他类型的阿育吠陀治疗也可以在斑马鱼中进行测试。例如，被认为在阿育吠陀中具有 rejuvenating、促智和减压特性的纳米金颗粒 Suvarna Bhasma（SB）具有治疗神经系统疾病（如PD）的强大潜力。在斑马鱼PD模型（由鱼藤酮诱导）中，SB治疗减少了行为缺陷，并防止了鱼脑中的多巴胺缺乏，与SB针对PD的神经保护作用相平行。此外，在斑马鱼中使用无毒剂量的SB在新鱼缸试验中产生了有益的（抗焦虑样）行为效应，也与这种药物在人类中既定的镇静、抗压力作用惊人地相似。

斑马鱼模型在神经科学和阿育吠陀药物筛选研究中的前景

对已报道的阿育吠陀植物在动物模型中CNS效应的分析显示，其在体内主要具有促智（nootropic）和抗压力效应，这与用阿育吠陀草药治疗的临床疾病大体一致。然而，识别传统阿育吠陀植物的新临床效应也可能是必要的，特别是针对其他疾病，如目前缺乏特定药物疗法的神经发育障碍自闭症谱系障碍（ASD）。阿育吠陀药物作为强效镇痛和抗炎剂，在疼痛障碍的治疗中已显示出其疗效，也可能用于治疗复杂多方面的脑部疾病，如精神分裂症。

阿育吠陀药用植物的有效性取决于其活性化合物在持续时间内生物利用度。为了解决这个问题，最近开发了纳米技术来提高阿育吠陀药物的生物利用度和生物活性。例如，微米和纳米载体介导的药物递送系统可以通过减少清除率和增加治疗效果来延长药物在作用部位的生物学效应。超临界流体微粉化技术是另一种提高药物生物利用度和治疗功效的有用工具。

各种内在因素（如性别、个体、解剖、行为和生理差异）调节临床和临床前研究中的药理反应。例如，由于体温调节人类和啮齿类动物中的药物效应，这一因素可能差异性地影响在变温动物斑马鱼（通常在实验室中维持在25–28°C）和恒温哺乳动物（通常维持35–37°C的体温）中的阿育吠陀疗法。一些外在因素也可能差异性地影响临床前研究中跨物种的行为和CNS药物反应。

对于大规模的阿育吠陀研究，可以开发斑马鱼高通量成像 assay 用于药物神经毒性筛选，以更好地了解药物药代动力学和药效动力学。虽然许多阿育吠陀药物实验涉及成年鱼，但斑马鱼幼虫是另一个有前途的工具，因为它们体积小，可以放入仅填充200μl流体的多孔板中，筛选只需要几毫克化合物。一个有趣的研究方向涉及阿育吠陀的 rasa shastra 分支，该分支将传统的印度药用植物与无机成分（主要是金属）结合在一起。最后，阿育吠陀药物与传统药物的相互作用也具有临床和转化意义。

潜在挑战与局限性

总的来说，治疗脑部疾病受到药物生物利用度低和递送无效、不明遗传风险因素、通常不合适的药物发现模型生物以及未能使用基于个体（“个性化”）医学方法的困扰。随着各种动物模型被用于筛选阿育吠陀药物，该领域也存在一些挑战和局限性，包括原材料标准难以获得、生物活性化合物鉴定和生药学分析问题、生物等效性低以及安全问题。阿育吠陀植物生物活性分子的剂量标准化也是一个重要但常被忽视的考虑因素，尤其是动物剂量通常与传统临床推荐的剂量不同。

阿育吠陀草药的潜在不良反应也是一个问题，特别是因为很少有研究在人类和动物中探索它们。因此，需要临床试验来确认阿育吠陀植物的生物安全性谱，以及它们与对抗疗法药物的比较研究，以评估其用于人类的功效和安全性谱。此外，草药成分在体内经历生物转化，这可能会降低阿育吠陀植物的功效，并且可能在鱼类、啮齿类动物和人类之间有所不同。在药代动力学研究中评估活性分子也存在困难，特别是因为粗原料草药材料可能因地理位置、气候条件、收获方法和/或收集方案而异，从而使标准化药物治疗复杂化。

结论

阿育吠陀药物代表了负担得起且有效的民间药物，可能导致识别新的药物靶点和发现用于人类脑部疾病的结构和功能新颖的药物。斑马鱼模型在CNS药物发现中的应用正在迅速增长，包括阿育吠陀药物，尽管存在上述转化和实际挑战。该领域仍然存在多个悬而未决的问题，值得进一步研究。例如，斑马鱼生理学在多大程度上重现了临床治疗？是否存在与阿育吠陀药物治疗潜力相关的可靠、进化上保守的生物标志物，并且在鱼类和人类之间共享？阿育吠陀疗法是否在斑马鱼大脑中发挥更长期的基因组、表观遗传或表观基因组效应？最后，现代纳米技术能否提高阿育吠陀药物在斑马鱼CNS模型中的功效？在斑马鱼中测试这一点和其他阿育吠陀药物将支持这些鱼类在探索阿育吠陀药物疗法和研究其CNS效应的潜在分子机制方面日益增长的实用性。