茶及其活性化合物在中枢神经系统疾病中的治疗潜力:从分子机制到临床转化

《Nutrients》:Therapeutic Potential of Tea and Its Compounds in the Central Nervous System Disorders

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月27日 来源:Nutrients 5.8

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  由于中枢神经系统(central nervous system, CNS)疾病的患病率与疾病负担日益增加,且其治疗面临诸多挑战,学界持续致力于寻找新的治疗靶点,相关研究常在天然产物领域展开。茶(源自茶树Camellia sinensis)含有多种生物活性化合物

  
由于中枢神经系统(central nervous system, CNS)疾病的患病率与疾病负担日益增加,且其治疗面临诸多挑战,学界持续致力于寻找新的治疗靶点,相关研究常在天然产物领域展开。茶(源自茶树Camellia sinensis)含有多种生物活性化合物(多酚类、生物碱类及氨基酸类),对包括CNS在内的多个系统的整体健康与功能具有积极影响。本叙述性综述旨在呈现茶及其化合物对CNS功能有益效应的最新证据,并概述其在神经系统疾病管理中最具前景的应用方向。基于广泛的文献检索,研究人员阐述了茶源物质的生化特性、其抗氧化、抗炎及细胞保护活性的分子机制,以及它们对CNS产生特异性影响的通路。文中呈现的证据来自实验与临床研究,涉及茶及其化合物在神经退行性疾病(阿尔茨海默病、帕金森病、亨廷顿病)、多发性硬化、脑血管疾病及脑肿瘤的预防或改善中的作用。最后,本文讨论了这些研究面临的局限性与障碍,并提出了未来的新兴研究方向。

论文主体内容总结

1. 引言

茶源自茶树(Camellia sinensis),依据发酵及加工工艺的不同,可分为黄茶、白茶、绿茶、红茶、乌龙茶及普洱等类型,各类茶在化学成分与生物学特性上存在差异。茶含有丰富的生物活性化合物,主要包括多酚类(儿茶素、黄酮类、酚酸类)、氨基酸(L-茶氨酸)及生物碱(咖啡因)。多酚类物质(尤其富含于绿茶中)具有强抗氧化与抗炎特性,对心血管功能与代谢平衡具有有益影响。多酚与L-茶氨酸及咖啡因的联合作用被认为对神经系统功能具有积极效应,包括增强认知表现、情绪稳定性及减轻压力。由于社会老龄化及环境因素的不利影响,CNS疾病的发病率与负担持续上升,神经系统疾病已成为全球死亡与残疾的主要原因。目前神经退行性疾病的治疗选择往往仅限于症状缓解,因此迫切需要寻找新的生物标志物与治疗靶点,天然化合物领域成为重要研究方向。

2. 方法——文献检索

文献检索在PubMed、Scopus、Google Scholar及Cochrane Central Register of Controlled Trials数据库中进行,检索时间范围为2010年初至2026年5月31日。使用“茶摄入”“茶化合物”“中枢神经系统”及“疾病/障碍”等关键词组合进行检索。排除非英语文献及会议摘要,去除重复文献后,对检索所得论文进行相关性分析,并在参考文献列表中进一步识别潜在相关文献。最终共纳入224篇已发表研究作为本综述最相关的参考文献。

3. 茶化合物及其特性

茶中含有多类生物活性化合物,以多酚类为主,包括儿茶素(EC、EGC、ECG、EGCG)、茶黄素、黄酮醇及其糖苷、黄酮类及酚酸类(没食子酸、鞣花酸),此外还含有生物碱(咖啡因)和氨基酸(L-茶氨酸)。不同茶类的化合物含量因加工过程中氧化程度不同而异,绿茶中儿茶素含量最高,红茶中咖啡因和茶黄素含量最高。茶化合物的生物利用度受冲泡温度与时间影响,儿茶素在85°C冲泡3分钟时浓度达到最大值。EGCG口服后1–2小时达到血浆峰浓度,24小时内逐渐下降,但摄入的化合物仅有约1.15%进入体循环,低生物利用度与碱性消化环境中的不稳定性及代谢转化有关。

3.1 茶化合物生物活性的分子机制

茶化合物参与多种细胞防御机制,包括直接化学相互作用、特定基因表达调控及多种信号通路调节。多酚类(尤其儿茶素)凭借其化学结构(芳香环与羟基)展现显著抗氧化活性,可中和活性氧(ROS)、活性氮(RNS)及其他自由基。多酚还能诱导抗氧化维生素与酶(如超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶)的产生并抑制促氧化酶。茶化合物亦具有显著抗炎潜力:儿茶素、茶黄素及咖啡因可抑制丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)和细胞外信号调节激酶(ERK 1/2)级联,同时诱导核因子-κB(NF-κB)信号通路,从而减少促炎基因(COX-2、iNOS、TNF-α)的转录与表达。EGCG还能减弱NOD样受体家族含 pyrin 结构域蛋白3(NLRP3)炎症小体的激活,减少促炎白细胞介素1β和18的产生。茶多酚通过抗氧化与抗炎效应促进细胞存活、防止健康组织凋亡,同时调节凋亡相关蛋白表达(上调抗凋亡Bcl-2,下调促凋亡Bax和caspase-3)。此外,儿茶素对多种癌细胞系选择性诱导凋亡,发挥类似p53的基因调控作用。茶化合物还参与细胞代谢过程调节,主要通过调节葡萄糖与脂质代谢及改善胰岛素敏感性实现。

3.2 茶化合物对CNS的影响

茶化合物的多种特性对神经组织尤为有益。茶多酚的抗氧化活性可防止自由基(ROS、RNS)相关的神经元损伤。儿茶素(主要为EGCG)对Ca2+超载相关线粒体功能障碍及融合/裂变循环失衡的抑制作用对维持神经元能量稳定具有重要作用。儿茶素的螯合特性可防止铁在神经元和小胶质细胞中的沉积。茶多酚的其他神经保护机制包括调节自噬与内吞作用、减少神经凋亡,以及作为双特异性酪氨酸磷酸化调节激酶(DYRK1A)的拮抗剂。儿茶素和黄酮类通过Toll样受体4(TLR4)/NF-κB信号通路有效预防和调节神经组织炎症损伤。茶多酚的抗氧化与抗炎特性对血脑屏障(BBB)具有支持作用,通过抑制促炎细胞因子表达、调节Nrf2/HO-1通路及激活PI3K/Akt/eNOS信号通路维持内皮功能稳定。茶化合物还通过肠-脑轴(GBA)发挥作用:茶多酚和多糖与肠道微生物群双向交互,增加有益菌株(如双歧杆菌、乳杆菌、阿克曼菌)数量,抑制致病菌株,纠正短链脂肪酸代谢失衡,增强肠道屏障紧密性,下调促炎机制并防止神经毒性代谢物产生。特定茶化合物可直接表现神经活性特性或调节其他神经递质功能。儿茶素(尤其EGCG)可增强多巴胺能和胆碱能传递,同时与GABA-A和甘氨酸受体相互作用介导突触抑制。咖啡因主要通过腺苷受体拮抗发挥兴奋效应,增加儿茶酚胺和乙酰胆碱释放,促进谷氨酸能传递并抑制GABA效应。L-茶氨酸主要作为NMDA受体的共激动剂竞争,同时增加GABA水平,促进多巴胺释放和血清素浓度升高。

4. 茶及其化合物在特定CNS疾病中的作用

4.1 阿尔茨海默病及其他类型痴呆

痴呆是进行性认知和行为功能衰退的综合征,全球约5500万病例,每年新增超过1000万例。阿尔茨海默病(AD)是最常见的痴呆病因(占60–80%),病理特征为细胞外β-淀粉样蛋白(Aβ)斑块沉积和细胞内过度磷酸化tau蛋白组成的神经原纤维缠结(NFTs)。实验研究表明,EGCG可抑制Aβ生成、抑制磷酸化tau亚型、减少Aβ寡聚体毒性并预防神经元损伤。EGCG和ECG可穿越血脑屏障并减轻Aβ寡聚体的毒性。山奈酚(KPF)可阻止Aβ42聚集,通过抑制乙酰胆碱酯酶活性和氧化应激延缓运动和行为能力丧失。没食子酸可改善学习记忆缺陷、恢复抗氧化酶水平和神经递质水平、防止NFTs和Aβ斑块形成。鞣花酸可逆转东莨菪碱诱导的记忆缺陷。L-茶氨酸通过增强自噬和减少氧化应激促进神经元存活,其效果与多奈哌齐相当。流行病学研究表明,每日饮茶与老年人整体认知衰退和轻度认知障碍风险呈负相关,每日1–6杯茶的适度消费可使痴呆发生风险降低16%。影像学分析显示适度饮茶与区域灰质体积增加和白质高信号体积减少相关。临床干预试验显示,绿茶提取物摄入可改善MMSE表现,儿茶素与L-茶氨酸联合提取物可改善轻度认知障碍患者的记忆、选择性注意和阅读能力。

4.2 帕金森病

帕金森病(PD)以中脑黑质多巴胺能神经元变性为主要病理特征,伴有由错误折叠的α-突触核蛋白组成的路易小体。神经炎症和氧化应激在发病机制中起关键作用。实验研究表明,EGCG可减少小胶质细胞激活和神经元损伤,降低iNOS和TNF-α表达,抑制金属离子和MAO-B活性,促进ROS解毒,保护黑质酪氨酸羟化酶阳性细胞免受MPTP诱导的神经毒性损伤。EGCG还可减轻运动障碍和焦虑,抑制促炎细胞因子表达并增强抗炎细胞因子表达。KPF可增加酪氨酸羟化酶和突触后密度蛋白95水平,抑制促炎细胞因子产生,保护BBB完整性,促进小胶质细胞自噬并降低NLRP3蛋白表达。流行病学研究显示,总黄酮摄入量最高五分位的男性PD风险降低40%,茶和咖啡因摄入与PD总体风险呈线性剂量依赖性负相关。一项随机安慰剂对照临床试验显示,绿茶多酚每日给药6个月可轻度缓解PD症状且耐受性良好。咖啡因临床试验结果不一:一项研究显示咖啡因可轻度改善日间嗜睡并恢复客观运动功能,另一项研究则显示咖啡因未能改善运动功能且轻度增加异动症和认知恶化。

4.3 亨廷顿病

亨廷顿病(HD)是一种罕见的常染色体显性遗传神经退行性疾病,由亨廷顿(HTT)基因内三核苷酸CAG重复扩增引起,突变型亨廷顿蛋白(mhtt)易错误折叠并在纹状体和皮层神经元中形成纤维聚集体。实验研究表明,EGCG可干扰mhtt聚集的早期阶段并调节其错误折叠和寡聚化,在酵母模型和转基因果蝇模型中显著减少polyQ介导的mhtt蛋白聚集和细胞毒性,改善运动功能和光感受器变性。绿茶输注可改善转基因果蝇的运动活性并抑制光感受器变性。槲皮素可改善3-硝基丙酸诱导的HD大鼠模型的运动行为表现,逆转呼吸链复合物抑制、恢复ATP水平、减轻脂质过氧化并防止线粒体肿胀。然而,这些有前景的效应尚未在人类临床或观察性研究中得到证实,相关临床试验虽已完成但结果尚未发表。

4.4 多发性硬化

多发性硬化(MS)是一种慢性多相性CNS疾病,以脑和脊髓多灶性病变为特征,涉及免疫介导的炎症损伤和伴轴突丢失的退行性过程两个主要组成部分。实验研究表明,EGCG可减轻实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE)的CNS炎症损伤症状,抑制STAT 1/3和NF-κB促炎信号通路,改变T细胞亚群平衡向抗炎表型转化。EGCG还可增加蛋白脂质蛋白和少突胶质细胞转录因子1的表达。鞣花酸(EA)及其代谢物可延迟EAE和铜宗诱导脱髓鞘的发病并减轻症状,减少促炎细胞因子、改变Th1/Th17细胞分化、抑制小胶质细胞和树突状细胞活性并防止少突胶质细胞凋亡。EA还可重塑肠道微生物组组成,通过抑制组蛋白去乙酰化酶活性促进细菌产物介导的乙酰化,进一步抑制Th17分化和炎症细胞因子释放。KPF可减轻EAE临床症状,减弱IL-17和CCL-19介导的炎症损伤,对抗神经元铁死亡并促进轴突髓鞘再生。临床研究方面,EGCG与椰子油联合口服4个月可降低MS患者的焦虑和残疾水平。但较大规模的II期随机对照研究显示,EGCG作为格拉替雷 acetate 的附加治疗未能显示出对临床、影像学或免疫学结局的优越性。EA补充3个月可显著改善MS患者的焦虑、抑郁和疲劳指标,并降低血清IFNγ、IL-17、NO水平,增加IL-4水平。

4.5 脑血管疾病

脑血管疾病(CVD)是当今重大健康问题之一,急性脑卒中是全球死亡和永久性残疾的主要原因。茶摄入可通过多种机制正向调节CVD的危险因素:降低血压(通过前列环素释放引起的血管舒张、NO产生增强和氧化应激减少)、减轻体重和改善血脂谱(通过减少脂质和蛋白质的肠道吸收、刺激AMP活化蛋白激酶)。前瞻性队列研究证实了茶(尤其绿茶)在心血管疾病相关后果预防中的有益作用。荟萃分析显示,每日饮用超过三杯茶与卒中发生风险和相相关死亡率降低21%相关,每日饮茶量增加(最多三杯)与脑卒中风险降低13%相关,这些关联仅对缺血性卒中显著。在急性缺血性损伤保护方面,实验研究表明EGCG可通过刺激67 kDa层粘连蛋白受体、诱导NADPH氧化酶依赖性ROS产生并最终激活蛋白激酶Cε同工酶来预适应细胞对抗氧糖剥夺诱导的细胞死亡。在动物脑缺血模型中,EGCG可改善神经功能缺损、促进神经祖细胞增殖和分化、调节ASK1与硫氧还蛋白相互作用、恢复抗氧化酶水平。槲皮素可改善神经功能、减少脑梗死体积、增加BDNF、TrkB和p-AKT表达、降低BBB通透性和脑水肿。茶氨酸可通过激活GABA受体减少脑梗死面积。一项涉及371例患者的临床试验显示,在症状发作后3–5小时时间窗内接受rt-PA溶栓治疗的患者中,EGCG联合给药与24小时后神经功能缺损更大程度改善相关,提示EGCG可有效延长溶栓治疗的时间窗。

4.6 脑肿瘤(胶质瘤)

成人原发性脑肿瘤中大部分为胶质瘤,其中胶质母细胞瘤(GBM)是最具恶性度和侵袭性的类型。茶儿茶素(尤其EGCG)表现出促凋亡、抗氧化、抗增殖和抗血管生成特性,靶向肿瘤扩张的多个方面。EGCG可影响JAK/STAT、EGFR-TKI、MAPK等多种信号通路,并具有表观遗传修饰和诱导肿瘤细胞端粒缩短的作用。实验研究显示,较高浓度的EGCG可诱导胶质母细胞瘤细胞自噬泡积累和ROS产生增加(细胞毒性效应)。多酚脂质体制剂可增加GBM和GBM干细胞的凋亡(通过激活p53肿瘤抑制蛋白),并将肿瘤相关M2表型小胶质细胞/巨噬细胞转化为M1表型。KPF可降低GBM细胞的金属蛋白酶(MMP2和MMP9)表达和活性,通过抑制蛋白激酶Cα、ERK和NF-κB通路抑制胶质母细胞瘤细胞迁移和侵袭。没食子酸对GBM细胞具有细胞毒性作用,在体内可显著减小肿瘤体积并降低氧化应激标志物。鞣花酸以剂量依赖性方式抑制肿瘤细胞增殖、活力和侵袭,促进促凋亡蛋白表达(caspase-3、Bax、p53)并下调抗凋亡蛋白(survivin和Bcl-2),同时通过灭活MMP发挥抗血管生成效应。鞣花酸与伊立替康、替莫唑胺或贝伐珠单抗联用可产生协同抗肿瘤效应。
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