天麻在神经系统疾病中的作用:抗炎机制的系统评价与跨疾病治疗潜力

《Frontiers in Aging Neuroscience》:Gastrodia elata in neurological disorders: a systematic review of anti-inflammatory mechanisms and cross-disease therapeutic potential

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月26日 来源:Frontiers in Aging Neuroscience 5.2

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  背景: 神经炎症是多种神经系统疾病共有的病理基础,包括神经退行性疾病、脑血管疾病和神经免疫性疾病。这些疾病的关键致病机制包括小胶质细胞异常活化、促炎细胞因子持续释放以及关键信号级联的失调,特别是NLRP3炎症小体、NF-κB和Nrf2/HO-1通路,这些机制共

  
背景: 神经炎症是多种神经系统疾病共有的病理基础,包括神经退行性疾病、脑血管疾病和神经免疫性疾病。这些疾病的关键致病机制包括小胶质细胞异常活化、促炎细胞因子持续释放以及关键信号级联的失调,特别是NLRP3炎症小体、NF-κB和Nrf2/HO-1通路,这些机制共同导致进行性神经元损伤和功能衰退。 目的: 本综述旨在系统评价天麻(Gastrodia elata Blume)及其主要生物活性成分——天麻素(gastrodin)、巴利森苷(parishin)、对羟基苄醇(p-hydroxybenzyl alcohol)和天麻多糖(G. elata polysaccharides)——在帕金森病、阿尔茨海默病、急性缺血性卒中、血管性痴呆和癫痫治疗中的临床前证据,特别关注其对炎症相关信号通路的调节作用。 方法: 研究人员对PubMed、Web of Science、ScienceDirect、中国知网(CNKI)和万方数据库进行了全面文献检索,检索时间从建库至2026年5月。纳入标准为在上述疾病的动物或细胞模型中研究天麻或其成分并报告炎症机制的原著研究。 结果: 天麻及其活性成分可调节多种神经炎症相关信号通路,包括Nrf2/HO-1、NF-κB/NLRP3、JAK2/STAT3和MAPK通路,从而抑制炎症反应。在机制层面,这些效应主要表现为:(1)抑制小胶质细胞M1极化,进而减少促炎细胞因子释放;(2)通过抑制铁死亡(ferroptosis)、焦亡(pyroptosis)和凋亡(apoptosis)阻断炎症诱导的神经元死亡;(3)增强Nrf2核转位,上调抗氧化酶表达,减轻氧化应激介导的炎症(如ROS驱动的级联反应);(4)调节肠脑轴(gut microbiota–brain axis),减少外周和中枢低度慢性炎症。 结论: 尽管现有证据存在一定局限性,本综述明确指出了未来研究的优先方向,包括对非天麻素活性成分的探究、利用基因敲除模型进行因果验证,以及开发脑靶向递送策略。这些发现为基于天麻开发机制导向的神经保护剂提供了有价值的参考。

主体内容总结

引言

帕金森病(PD)、阿尔茨海默病(AD)、急性缺血性卒中(AIS)、血管性痴呆(VaD)和癫痫是导致全球残疾和死亡的主要疾病。尽管这些疾病在病因和病理特征上差异显著,但越来越多的证据表明神经炎症是贯穿各类疾病进展的关键病理环节。神经炎症本质上是中枢神经系统(CNS)对各种内源或外源刺激的免疫应答,但当炎症反应持续失调时,会转化为病理性的恶性级联。在此过程中,小胶质细胞过度活化、NLRP3炎症小体组装、NF-κB信号通路持续激活以及促炎细胞因子(如IL-1β、TNF-α、IL-6)的过量产生,不仅直接造成神经元损伤,还会加剧氧化应激、破坏血脑屏障(BBB)完整性并损害神经发生。天麻作为传统中药,其现代药理学研究已证实天麻及其主要活性成分——包括天麻素、巴利森苷、4-羟基苄醇(4-HBA)和天麻多糖(GEP)——具有显著的抗炎、抗氧化、抗凋亡和神经保护活性。本综述从跨疾病的比较视角系统整合了天麻的抗炎机制,提出了“微生物群–代谢–表观遗传学”调控轴作为整合范式,并评估了药代动力学瓶颈和临床转化策略。

材料与方法

检索策略与筛选标准:系统检索PubMed、Web of Science、ScienceDirect、中国知网(CNKI)和万方数据库。检索关键词包括:天麻、天麻素、巴利森苷、神经炎症、帕金森病、阿尔茨海默病、脑缺血、血管性痴呆、癫痫和动物模型。纳入标准为:(1)原创研究(包括体内动物研究和体外细胞实验);(2)使用天麻提取物或其明确界定的活性单体成分进行干预;(3)使用公认的神经系统疾病动物模型或炎症细胞模型;(4)报告与神经炎症相关的机制性结局指标。排除标准包括临床研究、综述、荟萃分析、会议摘要、病例报告及非中英文发表的文章。文献筛选由两名评审员独立进行,分歧通过讨论或第三名评审员仲裁解决。
偏倚风险评估:采用SYRCLE偏倚风险工具评估纳入动物研究的方法学质量。该工具包含十个条目,涵盖六类偏倚:选择偏倚、实施偏倚、检测偏倚、失访偏倚、报告偏倚及其他来源偏倚。每个条目判定为“低风险”“高风险”或“不清楚”。总体偏倚风险判定采用预设规则:任一条目为高风险则总体为高风险;无高风险但三个及以上条目不清楚则总体为不清楚;无高风险且不清楚条目不超过两个则总体为低风险。

天麻的活性成分及其药代动力学特征

天麻的药理活性主要归因于其小分子成分,其中天麻素和巴利森苷研究最为深入。药代动力学研究连接了天麻化学成分与其体内药效,有助于阐明其吸收、分布、代谢和排泄(ADME)特性。
吸收:天麻素口服后吸收迅速。3H标记研究显示,大鼠灌胃后5分钟内血液放射性显著升高,约50分钟达峰。天麻素的绝对口服生物利用度存在显著种属差异:Wistar大鼠为84.7%,昆明小鼠为70.8%,SD大鼠为60.6%,C57小鼠为49.9%。由于天麻素结构与葡萄糖高度相似,其口服吸收主要依赖肠道葡萄糖转运体(IGTs)介导的主动转运。剂型和配伍显著影响天麻素的吸收动力学。疾病状态也可显著改变天麻活性成分的吸收,脑缺血模型大鼠中巴利森苷A、B、C、E和天麻素的胃肠道吸收显著降低。
分布:3H标记实验显示天麻素及其代谢物的组织分布中肾脏放射性最高,脑内浓度在给药后2小时才达峰,提示天麻素进入大脑较慢但可维持一定暴露水平。天麻素的血浆蛋白结合率仅为4.3%,而其活性代谢物对羟基苄醇(HBA)高达69.3%。在脑缺血模型大鼠中,尽管肠道摄取受损,但脑组织中的成分蓄积显著增加,主要归因于缺血条件下血脑屏障破坏。为克服天麻素高水溶性和低血脑屏障通透性的瓶颈,鼻内给药途径被探索为通过嗅觉通路实现非侵入性脑靶向递送的新策略。
代谢:天麻素在体内的主要代谢途径是水解为其苷元对羟基苄醇(HBA)。肠道菌群在天麻素代谢中发挥关键作用,天麻素与正常大鼠肠道内容物厌氧孵育后几乎完全代谢为HBA,而抗生素预处理大鼠的HBA产生显著减少。巴利森苷也表现出复杂的代谢特征,静脉注射后可产生九种代谢物,其向天麻素的转化率计算为50%。
排泄:天麻素主要以原形经肾脏由尿液排泄,少量通过肝胆途径消除。口服给药后24小时内,尿液、粪便和胆汁中的放射性分别占给药总量的66.1%、0.63%和3.06%,证实尿液是主要排泄途径。

天麻通过炎症机制治疗特定神经系统疾病的临床前证据

帕金森病:天麻水提取物(WGE)在LRRK2-G2019S突变模型中通过恢复星形胶质细胞和鞘胶质细胞中Akt/GSK3β/Nrf2通路活性来抑制Lrrk2蛋白过表达及其G2019S磷酸化,同时拮抗BMP信号通路。天麻多糖(GEP)通过激活PINK1/Parkin通路促进线粒体自噬,降低ROS水平,减少NLRP3炎症小体成分,下调促炎细胞因子IL-1β、IL-6和TNF-α;同时通过抑制TLR4/NF-κB通路减少MPTP诱导的炎症因子产生,并上调Bcl-2/Bax比值抑制线粒体凋亡。天麻素通过NLRP3炎症小体抑制和TLR4-NF-κB-NLRP3轴调节发挥抗炎作用,并通过胰岛素样DAF-2/DAF-16通路和MEK/ERK/CREB通路保护多巴胺能神经元。
阿尔茨海默病:天麻素通过下调TLR4/TRAF6/NF-κB通路抑制小胶质细胞和星形胶质细胞活化,降低TNF-α和IL-1β mRNA表达,同时上调Arg-1 mRNA促进抗炎表型。天麻素通过ADRA1/NF-κB/NLRP3轴减少IL-1β和IL-18释放,增强紧密连接蛋白表达维护血脑屏障完整性。天麻素还通过抑制PKR/eIF2α通路下调BACE1,减少Aβ生成。对羟基苄醇(HBA)在Aβ42诱导的AD小鼠模型中降低TNF-α和IL-1β水平,上调Nrf2表达。发酵天麻通过降低Aβ、Tau和P-Tau水平,升高Ach和ChAT活性,发挥抗AD作用。
急性缺血性卒中:天麻乙醇提取物(GEE)通过激活pAkt/Nrf2通路上调HO-1和NQO1 mRNA表达,增加SOD和GSH水平,抑制铁死亡(上调GPX4、下调COX2)。天麻素通过FOXO3a、SOD1和SOD2上调降低炎症因子和TLR9表达,抑制p-JAK2/p-STAT3通路;通过上调miR-21-5p抑制TXNIP/NLRP3炎症小体;通过Nrf2/HO-1通路减轻氧化应激损伤。巴利森苷C通过增加CAT、GSH-Px和SOD活性,降低MDA水平,减少TNF-α对小胶质细胞的激活。
血管性痴呆:天麻乙酸乙酯提取物(EGEE)通过上调p-AMPK/AMPK、SIRT1、TREM2和IGF1,下调p-FoxO1/FoxO1和p-NF-κB/NF-κB,减少TNF和IL-1β水平。天麻素通过抑制STAT3通路和NF-κB激活,降低Caspase-1和IL-18表达;通过上调SIRT3减少功能障碍介导的氧化应激和衰老;通过Nrf2/GPX4通路抑制铁死亡(降低Fe2?、ROS和MDA,升高GSH)。天麻素还可降低Aβ1-40/42、APP和BACE1水平,上调Beclin-1和LC3-II促进自噬。
癫痫:天麻通过抑制p-mTOR通路和上调SEMA3F减轻星形胶质细胞增生。天麻素在PTZ模型中降低IL-1β和TNF-α,升高IL-10,通过MKP-1磷酸化抑制MAPK信号通路;通过升高SOD、CAT和GSH-PX活性,上调Nrf2,下调NOX2发挥抗氧化作用。天麻提取物可上调GABAA受体表达,增强GABA能神经传递。巴利森苷B在斑马鱼PTZ模型中恢复多巴胺和去甲肾上腺素水平,调节炎症因子表达。
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