《Biochemistry and Biophysics Reports》：Hemp bark extract attenuates scopolamine-induced cognitive dysfunction through multi-target cholinesterase, MAO-B, and antioxidant mechanisms
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与大阿尔茨海默病（Alzheimer's disease, AD）相关的认知功能衰退由多种相互关联的机制驱动，包括胆碱能信号受损、MAO-B（单胺氧化酶B）相关的氧化应激以及神经元抗氧化能力降低。本研究比较了由大麻根、茎、树皮、叶和种子制备的乙醇提取物，以筛选
与大阿尔茨海默病（Alzheimer's disease, AD）相关的认知功能衰退由多种相互关联的机制驱动，包括胆碱能信号受损、MAO-B（单胺氧化酶B）相关的氧化应激以及神经元抗氧化能力降低。本研究比较了由大麻根、茎、树皮、叶和种子制备的乙醇提取物，以筛选具有多靶点神经保护潜力的大麻来源材料。在所测试的提取物中，大麻树皮提取物（hemp bark extract, HBE）表现出最均衡的活性谱，其抑制乙酰胆碱酯酶（acetylcholinesterase, AChE）、丁酰胆碱酯酶（butyrylcholinesterase, BuChE）和MAO-B的IC50值分别为0.56、0.01和0.02 mg/mL。在SH-SY5Y神经元细胞中，0.2 μg/mL的HBE抑制了H2O2诱导的细胞内活性氧（reactive oxygen species, ROS）生成，并恢复了超氧化物歧化酶（superoxide dismutase, SOD）活性。在东莨菪碱诱导的小鼠模型中，口服100和200 mg/kg的HBE改善了被动回避试验中的表现，并缩短了水迷宫试验中的逃逸潜伏期，表明其对东莨菪碱诱导的认知缺陷具有保护作用。通过超高效液相色谱-四极杆飞行时间串联质谱（ultra-performance liquid chromatography-quadrupole time-of-flight tandem mass spectrometry, UPLC-QTOF-MS/MS）进行的化学分析显示，HBE中含有多种大麻素，包括大麻二酚（cannabidiol, CBD）、大麻二酚酸（cannabidiolic acid, CBDA）和大麻色烯酸（cannabichromenic acid, CBCA）。酶学测定表明，CBCA有效抑制AChE和BuChE，IC50值分别为1.3和6.6 μM，而CBD和CBDA是活性最强的MAO-B抑制剂，IC50值分别为2.3和5.3 μM。分子对接、GNINA重新评分、分子动力学模拟以及MM-GBSA/MM-PBSA分析进一步支持了这些大麻素与靶酶活性口袋的稳定相互作用，尤其是CBDA与AChE和MAO-B的结合。这些发现表明，HBE通过协调的胆碱酯酶抑制、MAO-B调节和抗氧化防御来保护免受东莨菪碱诱导的认知功能障碍，其中CBD、CBDA和CBCA是关键的多靶点活性成分。
大麻树皮提取物改善认知功能障碍的多靶点机制研究解读
一、研究背景与科学问题
阿尔茨海默病（Alzheimer's disease, AD）是一种进行性中枢神经系统退行性疾病，逐渐损害记忆、学习能力、定向力、沟通及高级认知功能。随着人口老龄化进程加快，AD及相关认知障碍的全球负担持续增加，带来了巨大的临床和社会经济挑战。尽管在AD分子机制研究方面已取得显著进展，但预防或延缓认知衰退的有效策略仍然不足。AD病理涉及多个重叠事件，包括胆碱能传递受损、氧化损伤、线粒体功能障碍、神经炎症、淀粉样蛋白-β积累、tau蛋白相关异常及突触丢失。
胆碱能功能障碍与记忆衰退密切相关，是AD及AD样认知功能障碍的重要治疗靶点。乙酰胆碱（acetylcholine, ACh）调节学习、注意、记忆形成和突触可塑性。乙酰胆碱酯酶（acetylcholinesterase, AChE）在突触区域水解ACh以终止胆碱能信号，而丁酰胆碱酯酶（butyrylcholinesterase, BuChE）在疾病相关条件下也可参与ACh代谢。因此，同时抑制AChE和BuChE可能比单独靶向AChE更全面地支持胆碱能神经传递。此外，单胺氧化酶B（monoamine oxidase-B, MAO-B）活性升高可增加氧化负担并促进氧化应激相关的神经元损伤。氧化失衡直接参与神经元功能障碍，过量的活性氧（reactive oxygen species, ROS）产生可干扰线粒体活性、损伤细胞生物分子、激活炎症通路并促进神经退行性变。抗氧化酶如超氧化物歧化酶（superoxide dismutase, SOD）对维持细胞内氧化还原稳态至关重要。由于胆碱酯酶活性、MAO-B功能和氧化应激密切相关，能够同时影响这些机制的化合物可能有助于开发针对认知障碍的多靶点策略。
大麻（Cannabis sativa L.）是一种代谢物丰富的药用植物，产生大麻素、酚类成分、黄酮类、萜类、木脂素酰胺和脂肪酸。大麻二酚（cannabidiol, CBD）、大麻二酚酸（cannabidiolic acid, CBDA）、大麻色烯（cannabichromene, CBC）、大麻色烯酸（cannabichromenic acid, CBCA）和大麻二酚varin（CBDV）等大麻素已被研究其抗炎、抗氧化、神经调节和细胞保护活性。然而，大多数大麻药理学研究集中于花、叶、种子或分离的大麻素，大麻树皮作为可利用的生物质组分受到的关注较少，尽管其可能含有与认知功能障碍相关通路多靶点调节相关的生物活性化合物。因此，研究人员开展了本研究，以比较大麻不同部位的提取物，筛选具有多靶点神经保护潜力的材料。
二、主要技术方法
研究人员采用超声辅助70%乙醇提取法分别制备大麻根、茎、树皮、叶和种子的提取物。植物材料来源于韩国洪川的Nature and Life公司。通过改良Ellman比色法测定各提取物对AChE和BuChE的抑制活性；采用ABTS自由基阳离子脱色法评估自由基清除能力；利用荧光分光光度法测定MAO-B抑制活性。在SH-SY5Y人神经母细胞瘤细胞中，使用H2DCFDA荧光探针检测细胞内ROS水平，并评估SOD活性恢复情况。在东莨菪碱诱导的认知功能障碍小鼠模型中，通过被动回避试验和水迷宫试验评价提取物的体内保护效果。采用超高效液相色谱-四极杆飞行时间串联质谱（UPLC-QTOF-MS/MS）进行化学组成分析。此外，运用分子对接、GNINA重新评分、100 ns分子动力学模拟、相互作用图谱、MM-GBSA和MM-PBSA分析等方法研究活性成分与靶酶的相互作用。
三、研究结果
3.1 不同大麻部位提取物的酶抑制活性比较
研究人员比较了大麻根、茎、树皮、叶和种子五种部位的乙醇提取物对AChE、BuChE和MAO-B的抑制活性。结果显示，大麻树皮提取物（hemp bark extract, HBE）表现出最均衡的活性谱，其抑制AChE、BuChE和MAO-B的IC50值分别为0.56、0.01和0.02 mg/mL，表明HBE具有强效的BuChE和MAO-B抑制活性以及可测量的AChE抑制活性。
3.2 HBE的抗氧化活性评价
在SH-SY5Y神经元细胞中，0.2 μg/mL的HBE显著抑制了H2O2诱导的细胞内ROS生成，并恢复了SOD活性。ABTS自由基清除实验进一步证实了HBE的抗氧化能力。这些结果表明HBE能够通过抑制ROS积累和恢复抗氧化酶活性来发挥细胞保护作用。
3.3 HBE对东莨菪碱诱导认知功能障碍的体内保护作用
在东莨菪碱诱导的短期认知功能障碍小鼠模型中，口服100和200 mg/kg的HBE显著改善了被动回避试验中的表现，并缩短了水迷宫试验中的逃逸潜伏期。这些行为学结果表明HBE能够有效保护小鼠免受东莨菪碱诱导的认知缺陷。
3.4 HBE的化学成分鉴定
通过UPLC-QTOF-MS/MS分析，研究人员在HBE中鉴定出多种大麻素成分，包括CBD、CBDA和CBCA。这些成分的存在为HBE的多靶点生物活性提供了化学基础。
3.5 活性大麻素成分的酶抑制活性
酶学测定表明，CBCA有效抑制AChE和BuChE，IC50值分别为1.3和6.6 μM，而CBD和CBDA是活性最强的MAO-B抑制剂，IC50值分别为2.3和5.3 μM。这些结果揭示了大麻素成分在HBE多靶点活性中的互补作用。
3.6 分子模拟研究
分子对接、GNINA重新评分、100 ns分子动力学模拟、相互作用图谱以及MM-GBSA/MM-PBSA分析进一步支持了这些大麻素与靶酶活性口袋的稳定结合，尤其是CBDA与AChE和MAO-B的相互作用。这些计算分析从分子层面验证了实验观察到的酶抑制活性。
四、讨论与结论
本研究表明，HBE通过协调的胆碱酯酶抑制、MAO-B调节和抗氧化防御来保护免受东莨菪碱诱导的认知功能障碍。HBE中的关键多靶点活性成分为CBD、CBDA和CBCA，它们分别表现出互补的酶抑制活性。该研究首次系统评估了大麻树皮这一常被忽视的生物质组分的神经保护潜力，为大麻副产物的高值化利用提供了新思路。研究结果支持将HBE作为一种多靶点天然来源的候选材料，用于认知功能障碍的干预策略开发。
