外源性大麻素在神经退行性疾病体外细胞模型中的神经保护作用与机制：范围综述

《Neurology International》：Neuroprotective Effects and Mechanisms of Cannabinoids in In Vitro Cell Models of Neurodegenerative Diseases: A Scoping Review

　　

背景：阿尔茨海默病（AD）、帕金森病（PD）、亨廷顿病（HD）和多发性硬化（MS）共同影响全球数百万人，在保护神经元结构和功能的治疗方面仍存在大量未满足的需求。目前的治疗可缓解症状或改变特定疾病进程，但未能全面针对驱动神经元和轴突损伤的相互关联的细胞机制。天然、半合成和合成大麻素在临床前模型中显示出神经保护活性，但大多数仍处于早期实验阶段，其作用机制尚未在疾病背景下进行系统映射。目标：本范围综述绘制了以体外研究为主、部分研究纳入体内验证的临床前证据，涉及外源性大麻素及其在AD、PD、HD和MS细胞模型中的神经保护机制。所检测的化合物包括植物大麻素、合成大麻素受体激动剂和大麻素活性植物化学物质（例如β-amyrin，按原始研究作者所述）。方法：本综述遵循JBI方法学指导和PRISMA-ScR报告标准。研究方案已在开放科学框架（OSF；10.17605/OSF.IO/TAQ9F）上前瞻性注册。研究人员检索了PubMed、MEDLINE、CINAHL、PsycINFO和Web of Science，共获得8484条记录（去重后2844条）。在Rayyan中进行两阶段筛选后，194篇报告进入全文获取；176篇评估合格性，26项临床前研究（2015-2025年）符合纳入标准。结果：大多数纳入研究为纯体外研究（n = 17）；6项结合了体外和体内方法，3项结合了体外方法与计算机模拟或离体成分。这些研究涉及AD（n = 11）、PD（n = 8）、一般神经炎症模型（n = 5）、HD（n = 1）和MS（n = 1）。大麻二酚（CBD）是最常研究的化合物（n = 9），其次是合成激动剂JWH-133和ACEA（合计n = 6）、THC及其类似物（n = 5）和WIN 55,212-2（n = 4）。证据集中于三个机制领域：（1）小胶质细胞和星形胶质细胞中的抗神经炎症信号传导；（2）抗氧化、抗凋亡和线粒体通路；（3）蛋白聚集体清除、自噬、髓鞘形成和神经递质调节。受体药理学成为连接这些领域的跨切轴，而非第四个平行机制。它涵盖了经典大麻素受体1型和2型（CB₁R/CB₂R）信号传导、非经典受体（过氧化物酶体增殖物激活受体γ（PPARγ）、G蛋白偶联受体55（GPR55）、腺苷A_2A受体[A_2AR]和瞬时受体电位香草酸亚型1（TRPV1））以及受体异聚化。结论：在AD、PD、HD和MS中，大麻素介导的神经保护不能仅用经典受体药理学来解释。26项研究中有3项还报告了不依赖受体或脱靶机制以及制剂依赖性效应，凸显了大麻素介导的神经保护中潜在重要但研究不足的贡献因素。转化优先事项包括系统性的剂量-反应表征、开发可穿透中枢神经系统（CNS）的CB₂R激动剂，以及靶点去卷积研究，以确定不依赖受体机制和直接分子效应的普遍性。

1. Introduction
神经退行性疾病（NDs）主要包括阿尔茨海默病（AD）、帕金森病（PD）、亨廷顿病（HD）和多发性硬化（MS），其患病率随预期寿命延长而上升，造成重大社会经济负担。现有治疗以缓解症状或靶向单一病理环节为主，未能同时应对驱动神经元损伤的相互关联的细胞机制，如慢性神经炎症、氧化应激、线粒体功能障碍、蛋白稳态失衡和程序性细胞死亡。内源性大麻素系统（ECS）由CB₁R、CB₂R、内源性配体（AEA、2-AG）及代谢酶组成，并可通过PPARγ、GPR55、A_2AR和TRPV1等非经典靶点发挥多效作用。因此，外源性大麻素可能通过调控多个汇聚性损伤通路提供神经保护，但其机制尚未被系统梳理。本范围综述旨在绘制AD、PD、HD和MS体外细胞模型中外源性大麻素的神经保护证据。

2. Methods
本综述遵循JBI方法学指导，并依据PRISMA-ScR报告标准。研究方案预先在OSF注册。研究人员检索了PubMed、MEDLINE、CINAHL、PsycINFO和Web of Science五个数据库，共获得8484条记录，去重后2844条。经过Rayyan两阶段筛选及全文评估，最终纳入26项临床前研究（2015-2025年）。纳入标准基于PCC（Population-Concept-Context）框架，涵盖离体细胞模型、外源性大麻素干预和神经保护结局。此外，将LPS诱导的神经炎症模型作为机制相关模型纳入。

3. Results
3.1 Study Selection PRISMA Flow
五数据库共检出8484条记录，去重后2844条。标题/摘要筛选排除2650条，194篇进入全文检索，其中18篇无法获取，176篇进行资格评估。最终26项研究纳入合成，排除理由包括随机对照试验、纯计算研究、无体外组分等。

3.2 Characteristics of Included Studies
纳入研究发表于2015-2025年。17项为纯体外设计；6项结合体外与体内；2项结合体外与计算机模拟，1项结合体外与离体组织。疾病背景分布：AD 11项、PD 8项、一般神经炎症5项、HD 1项、MS 1项。最常研究的化合物为CBD（9项），其次为JWH-133和ACEA（合计6项）、THC及其类似物（5项）和WIN 55,212-2（4项）。

3.3 Neuroprotective Mechanisms
证据综合为三个功能领域：抗神经炎症、抗氧化/抗凋亡/线粒体保护、蛋白聚集清除/自噬/髓鞘形成/神经递质调节。受体药理学被视为跨领域连接轴，而非独立领域。

3.3.1 Anti-Neuroinflammatory Mechanisms
小胶质细胞和星形胶质细胞中的抗炎信号是最一致的靶点。CB₁R激动剂（ACEA、CP 55,940）在LPS刺激的小胶质细胞中抑制IL-1β、IL-6、TNF-α及MHC-II表达，该效应被CB₁R拮抗剂AM-251完全逆转。CB₁/CB₂激动剂可抑制ERK1/2、JNK、p38和Akt信号。β-amyrin可诱导M1向M2表型转换。WIN 55,212-2在Aβ_1-42处理的星形胶质细胞中阻断NF-κB p65磷酸化、COX-2和iNOS诱导，并上调PPARγ和SOD。此外，A_2A-CB₂受体异聚化可调节小胶质细胞抗炎反应，CBG可恢复Nrf2表达并减少促炎细胞因子。

3.3.2 Antioxidant, Anti-Apoptotic, and Mitochondrial Pathways
CBD通过激活Nrf2/PPARγ通路降低活性氧（ROS）、恢复SOD、GSH水平，并在鱼藤酮模型中保护SH-SY5Y细胞。CBD还可通过直接结合DJ-1和caspase-3发挥不依赖CB受体的神经保护，维持线粒体膜电位。Δ8-THC在Aβ毒性模型中调节Bax/Bcl-2平衡，抑制内质网应激。JWH-133在高浓度（10-40 μM）通过非CB₂R、非caspase依赖机制产生细胞毒性，提示脱靶效应。Δ9-THCA作为PPARγ激动剂在HD模型中增加线粒体质量。制剂组成影响CBD效果，商用MCT油载体可防止高浓度细胞毒性并保护线粒体复合物I功能。CBD还通过TrkA增强神经突生长和突触蛋白表达。

3.3.3 Protein Aggregate Clearance, Autophagy, Tau Inhibition, Myelination, and Neurotransmitter Modulation
CBD与β-asarone协同抑制Aβ纤维形成，并通过增加LC3和Bcl-xl、减少p62促进自噬清除。CBD在α-突触核蛋白过表达细胞中通过CB₁R增强自噬通量。Δ9-THC和anandamide促进MC65细胞内Aβ清除。WIN 55,212-2在cuprizone模型中显示双相剂量反应：低剂量（0.5 mg/kg）促进少突胶质细胞分化和髓鞘再生，高剂量（1 mg/kg）加重脱髓鞘。THC激活星形胶质细胞CB₁R可增加细胞外谷氨酸并降低犬尿喹啉酸，干扰兴奋性神经传递。CBDA及大麻源多酚可调节AD相关microRNA。CBD下调tau激酶（GSK3β、CDK5等）转录，可能抑制tau过度磷酸化。

3.3.4 Receptor Pharmacology, Heteromerization, and Receptor-Independent Mechanisms
受体药理学涵盖CB₁R/CB₂R经典信号、非经典靶点（PPARγ、GPR55、A_2AR、TRPV1）及受体异聚化。CBD在神经元中通过CB₁R依赖的Akt/STAT3/CaMKII信号保护突触蛋白，并延长C. elegans寿命。CB₁R/GPR55异聚体在PD模型中改变神经保护反应。A_2A-CB₂异聚体中，A_2AR拮抗可增强CB₂R介导的抗炎效应。部分研究显示非受体依赖机制：CBD直接结合DJ-1/caspase-3，CP 55,940在家族性AD模型中不依赖CB₁R减少AβPP片段和磷酸化tau。这些发现表明非经典靶点和直接分子效应在神经保护中可能被低估。

3.4 Concentration Ranges, Formulation Effects, and Cytotoxicity Signals
体外浓度范围从纳摩尔（100-200 nM）到高微摩尔（20 μM）。纯CBD在15-20 μM时显示浓度依赖性细胞毒性，而MCT油载体可消除该毒性并提供保护。JWH-133在10-40 μM引起非CB₂R介导的细胞毒性。体内研究中，WIN 55,212-2的0.5 mg/kg剂量促进髓鞘再生，而1 mg/kg则加重脱髓鞘。这些发现强调治疗窗狭窄且受制剂和细胞类型影响。

3.5 In Vitro Models Used to Investigate Cannabinoid-Associated Neuroprotection
研究采用人类和啮齿类神经元细胞系、分化神经元、原代神经元、星形胶质细胞和小胶质细胞。损伤刺激包括Aβ、MPP+、6-OHDA、鱼藤酮和LPS。不同模型中CBD通过TRPV1/PI3K/Akt、Nrf2/PPARγ和DJ-1通路发挥保护作用，说明机制取决于化合物、细胞模型和损伤条件。

4. Discussion
4.1 Principal Findings
本综述揭示三个机制域和小胶质细胞/星形胶质细胞中的神经炎症抑制、氧化应激和凋亡调控、自噬和蛋白清除。CBD是研究最多的化合物。受体药理学是连接分子结合与功能结果的桥梁。非经典和受体非依赖机制（如DJ-1结合）不容忽视。高浓度下存在脱靶毒性，且细胞类型特异性CB₁R信号可产生不同甚至相反的结果。

4.2 Disease-Context Convergence and Divergence
AD、PD、HD、MS共享慢性神经炎症和氧化应激等共同病理机制，大麻素可同时调控这些机制。但疾病特异性机制明显：AD中强调Aβ清除、突触保护和A_2A-CB₂异聚体；PD中强调α-突触核蛋白自噬清除和DJ-1非受体保护；HD证据仅来自一项THCA研究，关于线粒体生物发生；MS中WIN 55,212-2的双相剂量反应提示剂量窗口的重要性。

4.3 Evidence Gaps Identified
主要缺口包括暴露条件缺乏标准化，难以比较不同研究的浓度效应；CBD干扰MTT测定可能造成假阳性；受体非依赖机制研究不足；缺乏性别和年龄变量；铁死亡等新型细胞死亡途径未被纳入；SH-SY5Y分化状态差异可能影响结果；酸性大麻素和组合制剂研究不足；长期安全性数据缺乏。

4.4 Novel Mechanistic Perspectives
本综述将受体药理学作为跨疾病机制的连接轴，强调浓度、制剂和细胞环境是机制变量。识别出受体异聚化和受体非依赖机制（如CBD与DJ-1直接结合）是新的药理视角。

4.5 Implications for Research and Clinical Translation
优先研究方向包括：发展CBD和THCA的制剂优化；验证A_2AR拮抗剂联合CB₂R激动剂策略；将受体敲除或泛拮抗剂作为标准对照；采用趋化蛋白质组学进行靶点去卷积；构建神经元-小胶质细胞-星形胶质细胞三培养模型；加强长期安全药理学研究。

4.6 Limitations
本综述是范围综述，未进行定量合并和偏倚风险评估。大部分研究为体外观察，难以外推至人体。检索未包含Embase和Scopus，可能漏检。仅纳入英文文献和2015年后研究。LPS神经炎症模型作为替代可能增加异质性。

5. Conclusions
现有证据表明，外源性大麻素在AD、PD、HD和MS的体外模型中通过抗神经炎症、抗氧化、抗凋亡、促自噬、抗聚集和促髓鞘等多种机制发挥神经保护作用。这些作用不能仅归因于经典CB₁R/CB₂R信号，还涉及受体异聚化、非经典靶点和受体非依赖的直接分子效应。未来需要系统评估剂量-反应关系、制剂特征和靶点验证，以推进临床转化。