《Current Issues in Molecular Biology》：Phytochemicals as NMDA Receptor Inhibitors and Their Potential for Treating Excitotoxicity-Related Neurotoxicity: A Systematic Review
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由谷氨酸受体（特别是N-甲基-D-天冬氨酸受体（NMDARs））过度激活引起的兴奋性毒性（excitotoxicity）显著促进了神经退行性疾病（NDDs，如阿尔茨海默病、帕金森病和亨廷顿病）中的神经元损伤。本系统综述旨在评估植物提取物和植物化学物（phyto
由谷氨酸受体（特别是N-甲基-D-天冬氨酸受体（NMDARs））过度激活引起的兴奋性毒性（excitotoxicity）显著促进了神经退行性疾病（NDDs，如阿尔茨海默病、帕金森病和亨廷顿病）中的神经元损伤。本系统综述旨在评估植物提取物和植物化学物（phytochemicals）对NMDAR介导的兴奋性毒性的影响，并总结其提出的神经保护机制。综述方案已在PROSPERO（CRD42024528160）注册。通过对Medline、Embase、Web of Science Core Collection和PubMed进行系统检索，共识别出323条记录，另通过手动检索额外识别7条记录，这些记录专门考虑了使用植物提取物和分离的植物化学物体外和体内抑制NMDAR兴奋性毒性。27项研究表明，植物提取物和植物化学物通过多种机制减轻兴奋性毒性，包括抑制NMDAR诱导的电流、减少细胞内钙离子（Ca2+）内流、调节NMDAR表达、减轻氧化应激（oxidative stress）和线粒体功能障碍（mitochondrial dysfunction）。然而，证据基础主要来自体外（in vitro）和离体（ex vivo）研究，有限的体内（in vivo）验证限制了转化相关性。采用改编版健康评估与转化办公室（OHAT）偏倚风险工具进行的偏倚风险评估显示，4项研究总体偏倚风险低，12项为低至中等风险，11项为中等风险，主要局限性在于对盲法、随机化和分配隐藏的报告不足。相比之下，各研究在暴露特征描述、结局评估和混杂控制方面普遍较强。尽管研究结果支持某些植物提取物和植物化学物对抗NMDAR介导的兴奋性毒性具有机制性神经保护潜力，但仍需进一步设计良好的体内和临床研究来确立其在神经退行性疾病治疗中的治疗相关性。
1. 引言
N-甲基-D-天冬氨酸受体（NMDARs）在调节神经元迁移、突触发生、成熟和突触可塑性中发挥关键作用，这些过程对维持脑网络、认知和行为至关重要。NMDAR信号受损可导致严重的神经系统疾病，如卒中、精神分裂症以及多种神经退行性疾病（NDDs）。NMDAR是由两个GluN1亚基与两个额外亚基（GluN2(A–D)或较少见的GluN3(A–B)）组成的异四聚体蛋白复合物，介导中枢神经系统（CNS）中的兴奋性突触后信号。NMDAR的谷氨酸结合亚基为GluN2，而甘氨酸或D-丝氨酸结合亚基为GluN1和GluN3，因此NMDAR四聚体通常包含两个GluN2和两个GluN1。每个NMDAR亚基由两个细胞外蛤壳状结构域构成，包括N端结构域（NTD）和激动剂结合结构域（ABD），分别是变构调节剂和激动剂/共激动剂的作用位点。此外，还有一个跨膜结构域，形成NMDAR通道孔和门控，包含四个跨膜螺旋：M1–M4。在亚基末端，有一个长度可变的细胞内胞质羧基末端结构域。NMDAR激活由甘氨酸或D-丝氨酸与GluN1亚基以及谷氨酸（L-Glu）与GluN2亚基的同时结合触发，导致ABD中蛤壳构象改变，允许离子进入。突触后膜去极化对于移除阻断NMDAR通道的镁离子（Mg
2+）或锌离子（Zn
2+）至关重要，从而导致钠离子（Na
+）和钙离子（Ca
2+）内流。这些离子的进入通过启动细胞内信号通路促进突触连接强度。然而，由GluN1/GluN3亚基形成的NMDAR通道由于Ca
2+内流低、缺乏Mg
2+阻断调节以及L-Glu敏感性降低，对兴奋性毒性影响极小。当L-Glu在细胞外间隙过度积累时，会触发NMDAR过度活动，导致Ca
2+超载和神经退行性变。神经退行性变和神经元死亡可能逐渐进展，并与阿尔茨海默病（AD）、帕金森病（PD）、多发性硬化（MS）、肌萎缩侧索硬化（ALS）和亨廷顿病（HD）等NDDs相关。因此，通过调节NMDAR结合或下游活性，或清除突触中的L-Glu，降低L-Glu活性可提供一种预防兴奋性毒性诱导的神经元死亡的方法。由于在多种NDDs中星形胶质细胞-神经元L-Glu清除受损，调节NMDAR活性仍是减轻退行性过程的有前景的治疗方法。许多拮抗剂抑制NMDAR，根据结合位点分为非竞争性（通道阻断剂）、竞争性拮抗剂（作用于甘氨酸或L-Glu位点）和变构调节剂（作用于受体NTD）。几种NMDAR阻断剂已用于治疗，包括帕金森病的金刚烷胺、阿尔茨海默病的美金刚和肌萎缩侧索硬化的利鲁唑，但它们可能引起认知障碍、幻觉和精神病等副作用。然而，独特的NMDAR亚基在不同脑区表达，尤其是GluN2亚基，这增加了开发具有更可耐受副作用的亚基特异性拮抗剂的可能性。药用植物提供有益的植物化学物，因其优先安全性、可及性、可负担性、悠久的使用历史和低不良反应潜力而可利用。植物、蔬菜、水果和饮料中的天然化合物可用于治疗神经系统疾病。体外和体内临床前研究以及临床试验表明，植物提取物及其分离的植物化学物对CNS受体具有调节作用。植物提取物和分离的植物化学物可能特异性地作用于NMDAR，为神经系统疾病和NDDs提供新的治疗方法。因此，本系统研究旨在提供公正的分析，评估植物提取物和分离的植物化学物是否能够抑制NMDAR激活和兴奋性毒性机制的触发。
2. 材料和方法
2.1. 方案注册
本系统综述考虑了来自体外和体内研究的临床前研究，并遵循系统综述和荟萃分析优先报告条目（PRISMA）指南。研究方案已在国际系统综述前瞻性注册库（PROSPERO）注册，注册号为CRD42024528160。
2.2. 检索策略
于2026年3月1日使用四个数据库（Medline (OvidSP)、Embase (OvidSP)、Web of Science Core Collection和PubMed）进行电子数据库检索，以收集关于植物和植物提取物对NMDAR兴奋性毒性潜在抑制效应的信息。使用了受控检索词汇（MeSH），包括以下组合：(a) (体外 OR 人神经元) AND (体内 OR 动物 OR 哺乳动物)；(b) 植物 OR 植物产物 OR 植物提取物 OR 草药 OR 中药；(c) 抗兴奋性毒性* OR 抗兴奋性毒性 OR L-谷氨酸毒性抑制剂 OR NMDA受体拮抗剂 OR N-甲基-D-天冬氨酸受体拮抗剂 OR NMDA受体阻断。在相关综述论文和参考文献中进行了额外的手动检索。检索时间范围为1999年1月1日至2026年3月1日。
2.3. 资格标准
所有检索到的文献（n = 323）被导出至EndNote
?和Rayyan
?软件进行进一步筛选和去重。由两名独立研究人员根据预先确定的资格标准筛选研究。首先通过标题和摘要筛选识别符合预设纳入标准的论文，随后对每篇入选文章进行全文阅读，最终纳入文献数据集。
2.3.1. 纳入标准
纳入所有直接考虑植物和植物提取物对NMDAR兴奋性毒性潜在抑制作用的体外神经元研究结果。此外，纳入所有展示植物提取物抗兴奋性毒性作用的体内（动物）研究。两位作者审阅所有符合纳入标准的论文，独立进行数据提取并讨论异常情况。
2.3.2. 排除标准
排除植物产物作用于L-Glu受体而非NMDAR的研究，以及包含综述文章、社论和会议摘要的研究。
2.4. 数据提取、收集和综合
从合格文章中提取数据，包括研究标题、作者、发表年份、研究类型（体外或体内）、细胞或动物种类、植物学名、提取物类型、植物提取物或植物化学物的剂量或浓度及处理组、使用的方法、总体研究结果和结论。每篇文章的研究数据被定性综合到正文中。由于提取数据存在显著异质性，无法进行荟萃分析。本综述纳入的研究在实验模型（包括体外神经元细胞系、离体脑组织制备和少数使用不同物种和细胞系统的体内动物研究）、植物化学物干预（从粗提物到分离的活性化合物，提取方法、纯度和化学表征各异）、兴奋性毒性刺激（NMDA和L-Glu浓度不同且常超生理水平）以及结局指标（NMDAR介导电流、细胞内Ca
2+内流、氧化应激标志物、线粒体功能、受体表达水平和神经元活力测定）方面表现出显著的方法学和临床异质性，因此采用定性综合而非荟萃分析。
2.5. 偏倚风险评估
使用改编版的健康评估与转化办公室（OHAT）偏倚风险工具评估纳入研究（n = 27）的方法学质量和内部真实性。两位评价员独立进行评估，分歧通过共识解决。该工具包含7个领域的11个信号问题：选择偏倚（Q1–Q3）、混杂（Q4）、实施偏倚（Q5–Q6）、损耗/排除偏倚（Q7）、检测偏倚（Q8–Q9）、选择性报告偏倚（Q10）和其他偏倚来源（Q11）。保留原始OHAT问题，并针对NMDA受体调节植物提取物和植物化学物进行了研究特异性调整。该框架同样适用于体内和体外研究。每个条目评分为：明确低（++）、可能低（+）、可能高（?）或明确高（??）偏倚风险，当标准不适用于研究设计时使用不适用（NA）选项。分别对体内和体外研究生成领域和研究层级的评级，并分配总体偏倚风险判断（低、低-中等或中等）。
3. 结果
通过主要数据库检索共识别323篇文章，另通过手动检索相关论文找到7篇。去重后，筛除214篇标题和摘要后，88篇文章进入全文评估。其中61篇不符合预定资格标准，原因包括：结局非NMDAR介导的兴奋性毒性（n = 32）、干预错误（n = 23）、非英文（n = 2）、未使用直接研究NMDAR活性的方法（n = 1）、使用计算机模拟和/或硅片方法（n = 2）、会议摘要（n = 1）。最终27篇文章符合纳入标准。根据PRISMA方案生成流程图展示研究筛选过程。大多数研究使用体外方法（n = 23），三项使用混合方法（体外和体内），一项完全为体内研究。纳入研究使用了多种模型，包括来自Sprague–Dawley大鼠的原代皮层神经元培养（n = 7）、小鼠原代皮层神经元培养（n = 6）、来自Sprague–Dawley或Wistar大鼠的原代海马神经元培养（n = 6）、体内Sprague–Dawley或Wistar大鼠（n = 4）、人神经母细胞瘤SH-SY5Y细胞（n = 3）、小鼠原代海马神经元（n = 1）、小鼠冠状脑切片（n = 1）、小鼠皮层楔形块（n = 1）、转染GluN1/GluN2A或GluN1/GluN2B亚基的人胚肾（HEK）293细胞（n = 2）、大鼠原代小脑颗粒细胞（n = 1）、注射Wistar大鼠皮层或小脑总RNA的非洲爪蟾卵母细胞（n = 1）、来自Sprague–Dawley大鼠的突触前脑组织（n = 1）以及分化的人横纹肌肉瘤（dTE671）细胞（n = 1）。仅当研究展示植物提取物或植物化学物对NMDAR兴奋性毒性的直接抑制作用时才被纳入，证据包括：阻断或抑制NMDAR诱导电流、降低NMDAR表达、阻断Ca
2+反应、降低兴奋性毒性诱导的活性氧（ROS）水平、减轻兴奋性毒性诱导的线粒体功能障碍，或抑制兴奋性毒性相关的细胞活力下降和/或凋亡。
3.1. 植物提取物和分离的植物化学物可抑制NMDAR诱导的电流
共14项研究报告植物提取物可抑制神经元中的NMDAR诱导电流。从中草药蛇足石杉（Huperzia serrata）中提取的生物碱石杉碱甲（huperzine A）以非竞争性方式可逆抑制NMDA诱导电流，IC
50为126 μM。钩藤（Uncaria species）中主要的四环羟吲哚生物碱钩藤碱（rhynchophylline）和异钩藤碱（isorhynchophylline）在1至100 μM浓度下浓度依赖性地抑制表达大鼠皮层或小脑NMDAR的非洲爪蟾卵母细胞中的NMDA诱发电流反应，IC
50分别为43.2 μM和48.3 μM。银杏（Ginkgo biloba）叶提取物的分离物——白果内酯（bilobalide）在10 μM浓度下轻微抑制NMDAR介导电流，而银杏内酯M（ginkgolide M）强烈阻断大鼠海马神经元对NMDA暴露的NMDA受体门控反应。黄芩（Scutellaria baicalensis）、粉防己（Stephania tetrandra）、钩藤（Uncaria rhynchophylla）和丹参（Salvia miltiorrhiza）的水提物（1% v/v）抑制小鼠皮层神经元中的NMDA诱导电流，这些提取物中Mg
2+浓度分别为12.5、2.0、0.8和8.7 mM。丹参（Salvia miltiorrhiza Bunge (Labiatae)）干燥根的水提物（1 mg/mL）阻断小鼠皮层神经元中的NMDA诱发电流，但这可能至少部分归因于提取物中游离的Mg
2+离子。用Searsia dentata和Searsia pyroides的乙醇提取物（0.01–2.0 mg/mL）处理小鼠大脑皮层切片可抑制NMDA拮抗剂[
3H]-CGP39653，IC
50分别约为0.48和0.73 mg干提取物/mL。南非植物Searsia dentata、Searsia pyroides和Searsia glauca的乙醇叶提取物（0.1–1 mg/mL）减少500 μM NMDA和30 μM甘氨酸在大鼠小脑颗粒细胞中诱导的电流。Searsia dentata和Searsia pyroides（0.1 mg/mL）阻断高达70%的电流，ED
50分别为0.022 mg/mL和0.031 mg/mL，且长时间冲洗后无明显恢复。黄芩（Scutellaria baicalensis Georgi）根的乙醇提取物浓度依赖性地竞争性抑制NMDAR甘氨酸位点选择性拮抗剂（[
3H]MDL 105,519）的结合，IC
50为35.1 μg/mL（大鼠突触前脑膜）。此外，该植物乙醇提取物抑制NMDAR拮抗剂[
3H]MK-801的结合，IC
50为65.1 μg/mL（大鼠突触前脑膜）。从红花（Carthamus tinctorius）中提取的化合物羟基红花黄色素A（HSYA）（100 μM）在小鼠脑切片中显著抑制氧糖剥夺（OGD）诱导的NMDAR介导电流。此外，HSYA浓度依赖性地降低NMDAR介导的兴奋性突触后电流（EPSCs）幅度（0.1至100 μM HSYA，IC
50为17.60 μM），并在小鼠冠状脑切片中显著抑制NMDAR依赖的OGD诱导缺血性长时程增强（iLTP）。此外，从牛膝（Achyranthes bidentata Blume）中分离的二齿肽（bidentatide）提取物（100 nM）抑制大鼠海马神经元中的NMDA诱发电流。YY-23（一种从传统中药知母（Rhizoma anemarrhenae）中提取的化合物）在3 μM浓度下抑制大鼠海马神经元中的NMDA诱导电流，该分离化合物表现出非竞争性拮抗剂特性，半数抑制浓度（IC
50
3.2. 植物提取物和分离的植物化学物可下调NMDAR表达
六种不同的植物提取物降低了NMDAR GluN2B亚型的表达。NMDA刺激诱导的GluN2B亚型过表达被从杜鹃花（Rhododendron ponticum L.）叶片中分离的黄酮类化合物金丝桃苷（hyperoside）显著降低（大鼠皮层神经元）。亚麻木酚素（flax lignan）在1和10 μM浓度下减少NMDA诱导的小鼠皮层神经元中GluN2B亚型的过表达。从安化黑茶（Anhua dark tea）乙醇提取物中分离的2S,3R-6-甲氧羰基没食子儿茶素（2S,3R-6-methoxycarbonylgallocatechin）显著抑制NMDA诱导的人SH-SY5Y神经母细胞瘤细胞中GluN2B的表达。从牛蒡（Arctium lappa L.）根中分离的两种天然衍生化合物——1,5-O-二咖啡酰-3-O-[4-苹果酸甲酯]-奎宁酸（MQA）和4,5-O-二咖啡酰-1-O-[4-苹果酸甲酯]-奎宁酸（DCMQA）——均降低了暴露于NMDA的人神经母细胞瘤SH-SY5Y细胞中GluN2B的表达，并增加了GluN2A的表达。最后，用传统中药板蓝根（Radix isatidis）中丰富的生物碱表告依春（epigoitrin）预处理大鼠，可显著减少海人酸（kainic acid）处理大鼠皮层中NMDAR亚基GluN2B表达的升高。
3.3. 植物提取物和分离的植物化学物可降低细胞内Ca2+水平
12项研究报告植物提取物可有效对抗NMDAR诱导的细胞内Ca2+水平升高。NMDA诱导的培养神经元Ca2+升高被以下物质抑制：贯叶金丝桃（St. John's Wort, Hypericum perforatum）中的贯叶金丝桃素（hyperforin）（10 μM）、菝葜（Smilacis chinae）根茎的甲醇提取物及其分离化合物氧化白藜芦醇（oxyresveratrol）和白藜芦醇（resveratrol）、Searsia pyroides的乙醇提取物（0.02和0.1 mg/mL）、亚麻木酚素、从牛蒡根中提取的MQA（20, 40 μM/mL）和DCMQA（20 μM）、从红花中提取的羟基红花黄色素A（1–100 μM）以及从牛膝中提取的二齿肽提取物。此外，人参与三七（Panax notoginseng）的活性成分三七皂苷R1（NTR1）以及从山葡萄（Vitis amurensis (Vitaceae)）叶和茎中分离的(+)-ampelopsin A、γ-2-viniferin和trans-ε-viniferin减少了皮层神经元中响应L-Glu暴露而升高的细胞内Ca2+水平。地榆（Sanguisorbae radix）的甲醇提取物在10至50 μg/mL浓度范围内浓度依赖性地抑制大鼠皮层神经元中H2O2诱导的细胞内Ca2+升高。同样，SCR的甲醇提取物在10–50 μg/mL浓度下抑制淀粉样蛋白β（25–35）诱导的皮层神经元细胞内Ca2+升高。4,5-O-二咖啡酰-1-O-[4-苹果酸甲酯]-奎宁酸在20 μM浓度下显著增强NMDA诱导的SH-SY5Y细胞中Ca2+/钙调蛋白依赖性蛋白激酶II-α表达的降低。
3.4. 植物提取物和分离的植物化学物可降低活性氧（ROS）产生
九项研究提供了植物提取物可减少潜在破坏性活性氧（ROS）的证据。SCR的甲醇提取物（10至50 μg/mL）抑制NMDA或Aβ（25–35）在大鼠皮层神经元中产生的ROS。从SCR中分离的氧化白藜芦醇和白藜芦醇也抑制了NMDA刺激的培养皮层神经元中ROS的产生。地榆的甲醇提取物（10–50 μg/mL）显著减少过氧化氢诱导的皮层神经元ROS升高。从安化黑茶中分离的2S,3R-6-甲氧羰基没食子儿茶素显著降低了NMDA处理的人SH-SY5Y神经母细胞瘤细胞中的ROS。同样，三七的主要活性成分NTR1（0.1–10 μM）处理1小时后，L-Glu处理的小鼠皮层神经元中观察到ROS水平降低。从山葡萄叶和茎中分离的化合物(+)-ampelopsin A、γ-2-viniferin和trans-ε-viniferin浓度依赖性地抑制500 μM Glu诱导的大鼠皮层神经元培养物中ROS的产生。从牛蒡根中提取的DCMQA减少了SH-SY5Y细胞中NMDAR介导的过度的神经元一氧化氮合酶表达和ROS水平。DCMQA还抑制了膜蛋白突触后密度蛋白95（PSD95）的升高表达，该蛋白通过NMDAR信号激活nNOS产生。阿萨伊浆果的水提物和乙醇提物（0.1–100 μg/mL）浓度依赖性地降低L-Glu诱导的dTE671细胞中的ROS水平。表告依春（50 mg/kg）显著降低了海人酸处理大鼠皮层中的ROS水平。
3.5. 植物提取物和分离的植物化学物可改善兴奋性毒性诱导的线粒体功能障碍
五种植物提取物减少了NMDAR兴奋性毒性诱导的线粒体功能障碍。L-Glu暴露引起的线粒体膜电位（MMP）升高被三七的主要活性成分NTR1（0.1–10 μM）以浓度依赖性方式阻止（ddY小鼠胚胎皮层神经元）。红花中的羟基红花黄色素A通过减少海马神经元中线粒体肿胀和碎片化，保护线粒体免受NMDA诱导的损伤。从牛蒡根中提取的DCMQA（20 μM）显著抑制NMDA诱导的人SH-SY5Y细胞中MMP水平的降低。从牛膝中提取的二齿肽（25–200 nM）显著减轻NMDA诱导的海马神经元MMP耗竭。阿萨伊浆果的水提物和乙醇提物（0.001–10 μg/mL）与L-Glu共孵育，减轻了L-Glu诱导的dTE671细胞中ATP和MMP水平的下降。
3.6. 植物提取物和分离的植物化学物可抑制兴奋性毒性相关的细胞死亡和凋亡
NMDAR激活引起的不良兴奋性毒性可降低神经元活力。15项研究考虑了测量细胞活力标志物的测定，包括细胞代谢活性、细胞溶解、DNA片段化、蛋白质释放、应激标志物和细胞凋亡。钩藤的水提物阻止了NMDA诱导的小鼠皮层神经元细胞死亡。SCR的甲醇提取物（10–50 μg/mL）减少了Aβ（25–35）诱导的大鼠皮层神经元凋亡细胞死亡和caspase-3产生。SCR（10, 30, 50 μg/mL）及其分离化合物氧化白藜芦醇（1, 10 μM）和白藜芦醇（10, 30, 50 μM）显著减少NMDA诱导的大鼠皮层神经元细胞死亡。此外，SCR显著减少大脑中动脉闭塞（MCAO）大鼠冠状切片中的梗死面积，并减轻MCAO诱导的神经元细胞损伤。地榆（Sanguisorba officinalis L. (Rosaceae)）的甲醇提取物（10, 30, 50 μg/mL）及其分离的儿茶素（10, 50, 100 μM）显著减少H2O2诱导的皮层神经元凋亡性死亡。此外，SR减少了MCAO大鼠的梗死和水肿。三七中的NTR1（0.1至10 μM）以浓度依赖性方式阻止L-Glu（10 μM）诱导的细胞活力降低、LDH释放和凋亡细胞数量增加。NTR1还以浓度依赖性方式恢复暴露于L-Glu的神经元中Bcl-2的降低水平和Bax的升高水平，并保护表达NR1/NR2B亚基的细胞免受100 μM NMDA诱导的细胞死亡。然而，NTR1未保护表达NR1/NR2A亚基的细胞，表明NTR1可能特异性地保护神经元免受由NR1/NR2B亚基组成的NMDAR介导的L-Glu细胞毒性，而非NR1/NR2A亚基。来自杜鹃花叶片的黄酮类化合物金丝桃苷对NMDA介导的细胞死亡具有浓度依赖性保护作用。它还抑制NMDA诱导的凋亡，并通过增加Bcl-2表达和减少Bax表达表现出抗凋亡特性。来自山葡萄的(+)-ampelopsin A、γ-2-viniferin和trans-ε-viniferin减少了Glu诱导的神经元死亡。它们还对抗Glu诱导的Bcl-2水平降低和Bax表达增加（大鼠皮层神经元培养）。来自亚麻籽的亚麻木酚素通过调节B细胞淋巴瘤/白血病-2（Bcl-2）和Bcl-2相关X蛋白（Bax）的表达以及增加Bax/Bcl-2比率，减少了NMDA诱导的神经元损伤和凋亡（小鼠皮层神经元）。黄芩根的乙醇提取物（1至100 μg/mL）减少了由350 μM Glu或NMDA诱导的LDH水平。它还以浓度依赖性方式减轻了神经元肿胀、树突断裂和核形态改变（大鼠皮层神经元培养，对Glu和NMDA诱导兴奋性毒性的IC50分别为60.01 μg/mL和28.60 μg/mL）。从牛蒡根中提取的MQA（20, 40 μM/mL）抑制了NMDA诱导的人SH-SY5Y细胞细胞死亡、LDH泄漏、核片段化、DNA凝聚和细胞凋亡。它还降低了Bax/Bcl-2比率、细胞色素c水平以及caspase-3和caspase-9的蛋白和活性水平（响应NMDA）。MQA还显著降低了ERK1/2、p38 MAPK和JNK1/2的磷酸化，同时恢复了被NMDA处理降低的CREB、Akt和GSK-3β的磷酸化。用红花中的羟基红花黄色素A（1至100 μM）预处理显著减少NMDA诱导的凋亡细胞死亡，且呈浓度依赖性。此外，它浓度依赖性地减少了NMDA诱导的LDH水平升高和cleaved caspase-3的产生（海马神经元）。从安化黑茶乙醇提取物中提取的2S,3R-6-甲氧羰基没食子儿茶素（5–20 μM）减少了NMDA诱导的LDH水平升高、细胞凋亡、Bax/Bcl2比率以及cleaved多聚（ADP-核糖）聚合酶（PARP）和cleaved caspase-3的表达。它还减少了NMDA处理的人SH-SY5Y细胞中的DNA凝聚和核片段化。此外，通过增加活化形式的α-丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶（phospho-Akt）和磷酸化ERK1/2的表达，增加了细胞存活和生长。从牛蒡根中提取的DCMQA（10, 20, 40 μM）抑制了NMDA诱导的细胞活力降低。DCMQA阻止了暴露于NMDA的SH-SY5Y细胞中的LDH释放和形态学损伤，表现为皱缩和圆形细胞数量减少。此外，DCMQA通过降低Bax/Bcl-2比率、抑制细胞色素c的过度释放和减少caspase-3与caspase-9的过表达，抑制了NMDA诱导的凋亡。从牛膝中提取的二齿肽改善了暴露于100 μM NMDA的大鼠海马神经元中的Bcl-2/Bax比率和细胞活力，减少了核皱缩、TUNEL阳性细胞百分比和caspase-3活性。阿萨伊浆果提取物保护dTE671细胞免受L-Glu诱导的细胞活力丧失。用表告依春（10 mg/kg）预处理显著减少Fluoro-Jade B（FJB）阳性细胞，表明海人酸（KA）诱导的皮层退行性变减少，在50 mg/kg较高剂量下，前额皮层或内嗅皮层未观察到FJB阳性细胞。与KA组相比，表告依春还显著增加神经元核表达，表明对兴奋性毒性神经元损伤具有保护作用。此外，表告依春预处理显著减少神经元损伤，并抑制KA处理大鼠皮层中磷酸化死亡相关蛋白激酶1（p-DAPK1）和DAPK1表达的升高。
3.7. 植物提取物和分离的植物化学物可通过其他机制抑制NMDAR活性
一些研究使用替代技术评估植物提取物和植物化学物的NMDAR抑制作用。银杏成分白果内酯（1–100 μM）以浓度依赖性方式完全抑制NMDA诱发的胆碱释放（作为NMDAR刺激的标志物），IC50为2.3 μM（Wistar大鼠海马切片）。白果内酯还阻止了溶血磷脂酰胆碱和甘油磷酸胆碱的形成，表明NMDA诱导的磷脂酶A2活化减少（由NMDAR和Ca2+内流触发）。此外，在NMDA输注前1小时腹腔注射白果内酯（20 mg/kg）完全阻止了NMDA诱导的胆碱释放及其致惊厥作用（Wistar大鼠）。类似地，贯叶金丝桃中的贯叶金丝桃素抑制了皮层神经元中NMDA诱导的胆碱释放。SCR的甲醇提取物（10至50 μg/mL）阻断Aβ（25–35）诱导的大鼠皮层神经元谷氨酸释放增加。地榆的甲醇提取物（10至50 μg/mL）阻断H2O2诱导的皮层神经元谷氨酸释放增加，并减少了卒中MCAO模型中的神经功能缺损评分。Searsia dentata和Searsia pyroides的乙醇提取物（0.01至2 mg/mL）抑制小鼠大脑皮层切片的自发癫痫样放电，ED50分别为0.62 mg和1.67 mg干提取物/mL。
3.8. 偏倚风险
在纳入的27项研究中，总体偏倚风险从低到中等。12项研究被归类为低至中等偏倚风险，而四项研究——Weichel等，1999；Wang等，2016；Zhang等，2016；ALNasser等，2025——获得了总体低风险评级。这些研究在以下方面表现出优势：盲法结局评估、明确表征的暴露以及充分的实验重复。其余11项被评为中等风险，主要由于减少实施偏倚的措施报告不足，而非检测偏倚或混杂问题。最强的方法学领域是比较组选择（Q3）和混杂控制（Q4），所有研究均被评为“可能低”风险。体外研究在实验组间使用一致的细胞模型和代次，体内研究则使用可比的物种和品系。此外，关键暴露特征（包括植物来源、提取溶剂和给药剂量）通常描述良好。暴露表征（Q8）和结局评估（Q9）在整个证据基础中也较强。研究纯化且结构明确的化合物（如石杉碱甲、钩藤碱和异钩藤碱、银杏内酯和白果内酯、羟基红花黄色素A、YY-23）被评为“明确低”风险。采用客观仪器技术（如膜片钳电生理学、重组HEK293-GluN记录和钙成像）的研究显示检测偏倚可能性低。标准化粗提物和比色活力测定通常获得“可能低”风险评级。实验条件（Q5）在电生理学研究中尤为稳健，因为每个记录的细胞作为自身对照，被评为“明确低”风险。最常见的局限性是与缺乏报告盲法程序（Q6）相关的实施偏倚，被评为“可能高”。与选择相关的领域是下一个最常见的关注来源。体外研究很少报告对孔的处理随机分配（Q1），且很少涉及分配隐藏（Q2），导致“可能高”或不适用（NA）评级。类似地，所有体内研究均未报告分配隐藏程序。在动物研究中，仅Chang等，2025明确描述了随机化（Q1）。损耗和排除报告（Q7）在两项体内研究中完整，但Ban等，2008和Nguyen等，2008未完全说明实验期间的动物死亡或排除。选择性报告（Q10）始终被评为“可能低”风险。研究通常报告完整的浓度范围、多种结局指标，以及在适用时报告阴性结果。其他对内部真实性的威胁（Q11）通常被评为“可能低”风险，反映了使用的适当统计分析（通常为ANOVA加Tukey、Dunnett或Bonferroni事后校正）以及至少三次独立实验。仅在生物学重复有限或实验重复定义不清的情况下（如Pedersen等，2008和Marchetti等，2011）才评为“可能高”风险。
4. 讨论
本系统综述强调了植物化学物作为NMDAR抑制剂来源的潜力，以减轻常在NDDs中激活的兴奋性毒性机制。总体而言，实验证据表明植物化学物通过以下机制发挥保护作用：阻断NMDAR诱导电流、降低NMDAR表达、抑制钙（Ca2+）内流和反应（这些机制对兴奋性毒性通路至关重要）。此外，这些天然化合物通过降低与兴奋性毒性相关的ROS水平来对抗细胞氧化还原应激，展示其抗氧化特性，并减少可触发凋亡和细胞死亡的有害ROS。它们还对抗兴奋性毒性诱导的线粒体功能障碍，进一步增强其神经保护作用。此外，某些植物提取物通过防止胆碱释放及相关惊厥作用（大鼠）、抑制溶血磷脂酰胆碱和甘油磷酸胆碱形成、阻断L-Glu释放增加等机制抑制NMDAR活性。它们还减少了卒中大脑中动脉闭塞模型大鼠的神经功能缺损评分。总之，这些发现表明这些天然化合物可能是有前景的治疗选择，可进一步开发并用于管理以兴奋性毒性损伤为特征的NDDs。
4.1. 植物提取物和分离的植物化学物通过阻断NMDAR电流提供神经保护
14项研究显示植物提取物可阻断NMDA激活的电流。来自黄芩、粉防己和钩藤的提取物表现出对NMDAR诱导电流的显著抑制作用，尽管不同的Mg2+浓度可能促成了这些效应。类似地，丹参水提物抑制小鼠皮层神经元中的NMDA诱发电流，但该效应可能至少部分受到提取物中游离Mg2+离子（约9 mM）的影响。由于Mg2+是公认的非特异性NMDAR通道阻断剂，水提物中游离离子的存在可能被视为混杂因素和方法学局限，污染了提取物本身经过验证的药理学机制。因此，在解释含有相对高离子浓度的提取物的观察到的神经保护效应时需谨慎。从牛膝中分离的二齿肽提取物抑制大鼠海马神经元中的NMDA诱发电流，表明特定的植物化学物可作为NMDAR活性的有效调节剂。类似地，来自Searsia dentata、Searsia pyroides和Searsia glauca的乙醇提取物，以及来自钩藤的主要生物碱钩藤碱和异钩藤碱，浓度依赖性地抑制NMDA反应。此外，羟基红花黄色素A显著抑制氧糖剥夺诱导的NMDAR电流。阿萨伊浆果水提物显著抑制L-Glu诱导的NMDAR电流，且阿萨伊浆果提取物中鉴定的几种植物化学物（组氨酸、精氨酸、2,5-二羟基苯甲酸、苏氨酸和原儿茶酸）被预测与NMDAR具有相对较强的结合亲和力，可作为拮抗剂。因此，植物可含有多种化合物，通过特异性靶向NMDAR而具有神经保护作用并对抗兴奋性毒性。来自银杏的提取物（包括白果内酯和银杏内酯M）对NMDA介导电流表现出不同程度的抑制作用。此外，来自知母的YY-23和来自蛇足石杉的石杉碱甲表现出非竞争性拮抗剂特性，突出了植物提取物调节NMDAR活性的多种机制。黄芩的乙醇提取物在NMDAR甘氨酸位点表现出竞争性抑制，类似地，Searsia dentata和Searsia pyroides的提取物观察到竞争性抑制，有效抑制皮层神经元中的NMDA拮抗剂。这些不同程度的NMDAR调节可能归因于分离化合物的不同化学结构、结合位点和作用机制。此外，植物提取物可能与NMDAR上的多个位点相互作用，共同调节受体活性。值得注意的是，几种明确的NMDAR拮抗剂（如氯胺酮、美金刚和地佐环平（MK-801））通过不同的结合位点和机制发挥作用。例如，氯胺酮和MK-801是非竞争性高亲和力拮抗剂，在离子通道孔内结合，当受体激活时阻断钙内流。相比之下，美金刚表现出较低亲和力的电压依赖性阻断，使其优先抑制过度受体激活，同时保留正常突触传递。其他拮抗剂如D-AP5（2-氨基-5-膦酰基戊酸）作为L-Glu结合位点的竞争性抑制剂，而如果奈普罗地尔等化合物通过结合N端结构域内的GluN2B亚基界面选择性地作用于变构位点。因此，基于这些既定机制，合理推测植物提取物中的生物活性化合物也可能结合NMDAR的不同区域，产生类似的部分抑制、亚型选择性或状态依赖性阻断效应。需要进一步研究以确认确切的结合位点，并更好地理解这些化合物如何影响NMDAR结构和功能。
4.2. 植物提取物和分离的植物化学物通过改变NMDAR表达提供神经保护
植物提取物及其分离化合物可通过改变NMDAR GluN2B亚型的表达来影响NMDAR功能，特别是在NMDA诱导的过表达方面。六种不同的植物提取物降低了GluN2B表达。此外，从牛蒡根中分离的化合物还增加了GluN2A表达。NMDAR过度激活，特别是GluN2B亚型，可导致兴奋性毒性和神经元损伤。因此，降低GluN2B表达和增加GluN2A表达可能对多种NDDs产生影响，并提供对抗兴奋性信号的保护机制。支持这一观点的是，GluN2A激活与保护神经元免受损伤的细胞信号通路相关，而抑制含有NR2B的受体也有助于神经保护。因此，这些发现表明，能够靶向GluN2B和GluN2A表达平衡的植物化学物可能是神经保护干预的有前景策略。
4.3. 植物提取物和植物化学物通过改变钙内流提供神经保护
植物提取物和植物化学物能够降低因各种神经毒性刺激导致NMDAR过度刺激而升高的细胞内Ca2+水平。来自丹参、牛膝、Searsia pyroides、红花、贯叶金丝桃、SCR和牛蒡的提取物和分离化合物在NMDA暴露后均降低了Ca2+水平。此外，三七和山葡萄在Glu暴露后降低了神经元中的Ca2+水平。地榆和SCR提取物分别降低了H2O2和Aβ（25–35）诱导的Ca2+水平，而DCMQA增强了CaMK II-α的表达，这对Ca2+稳态至关重要。降低细胞内Ca2+水平至关重要，因为Ca2+不受控制的升高会导致兴奋性毒性，最终导致神经元损伤。这些发现表明，某些植物化合物可直接通过降低兴奋性毒性Ca2+水平，也可通过稳定钙调节机制发挥神经保护作用。
4.4. 植物提取物和植物化学物通过减少细胞氧化还原应激提供神经保护
某些植物化合物的神经保护作用部分反映了它们减少过量ROS产生的能力，这些ROS是由NMDAR过度激活响应神经毒性刺激而产生的。NMDAR过度激活增加细胞溶质Ca2+水平，进而激活花生四烯酸第二信使系统和氮氧化物（NOX）(NADPH氧化酶)，导致ROS过量产生。植物提取物和分离化合物如2S,3R-6-甲氧羰基没食子儿茶素、SCR的甲醇提取物及其分离的氧化白藜芦醇和白藜芦醇，以及DCMQA，减少了NMDA诱导的ROS产生。此外，DCMQA减少了SH-SY5Y细胞中NMDA介导的神经元一氧化氮合酶（nNOS）和膜蛋白突触后密度蛋白95（PSD95）的升高表达（PSD95通过NMDAR信号激活nNOS）。在用阿萨伊浆果提取物以及分离化合物NTR1、(+)-ampelopsin A、γ-2-viniferin、trans-ε-viniferin和表告依春处理后，也观察到L-Glu处理神经元中ROS产生减少。H2O2和Aβ（25–35）在皮层神经元中诱导的过量ROS分别被地榆和SCR抑制。这些发现表明，植物源性化合物（通常是强效抗氧化剂）可通过降低ROS水平减轻破坏性氧化应激，从而贡献其潜在的神经保护作用。
4.5. 植物提取物和植物化学物通过维持线粒体完整性提供神经保护
某些植物提取物和植物化学物能够减轻NMDAR兴奋性毒性诱导的线粒体功能障碍。NMDAR过度激活导致细胞内Ca2+浓度升高、MMP破坏（通常为线粒体去极化）以及细胞溶质和线粒体中的钙超载。植物源性化合物如二齿肽粗提物和DCMQA减轻了NMDA诱导的神经元MMP耗竭。此外，NTR1对抗了与Glu暴露相关的MMP升高。羟基红花黄色素A通过减少海马神经元中的线粒体肿胀和碎片化，保护线粒体免受NMDA诱导的损伤。阿萨伊浆果提取物改善了L-Glu暴露导致的ATP和MMP下降。这些发现突出了植物源性化合物在兴奋性毒性背景下保护线粒体功能的潜力。
4.6. 植物提取物和植物化学物通过维持神经元完整性提供神经保护
植物提取物能够减轻NMDAR激活对神经元增殖和活力的不利影响，通过评估代谢活性、DNA片段化和凋亡标志物的各种测定来衡量。来自亚麻籽的亚麻木酚素通过调节Bcl-2和Bax表达并改善Bax/Bcl-2比率减少神经元损伤。类似地，二齿肽和SCR通过降低NMDA处理和Aβ处理细胞中的caspase-3活性，分别增强细胞活力并减少凋亡。其他化合物如来自杜鹃花的金丝桃苷、来自三七的NTR1以及来自山葡萄的(+)-ampelopsin A、γ-2-viniferin和trans-ε-viniferin通过增加Bcl-2表达和减少Bax表达表现出保护作用。来自牛蒡的DCMQA抑制了NMDA诱导的细胞死亡和凋亡，而来自安化黑茶的2S,3R-6-甲氧羰基没食子儿茶素通过增强p-Akt和p-ERK1/2水平改善细胞存活。来自红花羟基红花黄色素A、黄芩和来自牛蒡根的MQA也减少了NMDA诱导的凋亡细胞死亡。其他提取物如来自菝葜和地榆的提取物不仅减轻了NMDA或H2O2诱导的细胞死亡，还减少了MCAO动物模型中的梗死面积。其他植物源性化合物也显示出神经保护作用：阿萨伊浆果提取物和表告依春分别保护神经元免受L-Glu和KA诱导的细胞损伤。总之，这些发现表明多种植物提取物及其活性成分可通过调节凋亡诱导及相关信号通路来对抗兴奋性毒性相关的神经元损伤和死亡。一些研究采用测定方法追踪特定标志物（如胆碱）的释放，作为NMDAR激活的指标。来自银杏的白果内酯抑制了神经元中NMDA诱发的胆碱释放，并阻止了溶血磷脂酰胆碱和甘油磷酸胆碱的形成。此外，在NMDA输注前腹腔注射白果内酯可阻断体内胆碱释放和致惊厥作用。类似地，来自贯叶金丝桃的贯叶金丝桃素抑制了皮层神经元中NMDA诱导的胆碱释放。Searsia dentata和Searsia pyroides的乙醇提取物抑制了小鼠皮层切片中的SEDs，突出了它们调节兴奋性信号的潜力。地榆和SCR的甲醇提取物分别阻断了H2O2和Aβ（25–35）诱导的谷氨酸释放。这些发现证明了多种植物提取物对抗NMDAR相关下游兴奋性毒性的神经保护作用。因此，总体而言，靶向NMDAR以及下游NMDAR信号通路代表了限制破坏性兴奋性毒性（例如卒中中观察到的）的潜在有效手段。
4.7. 偏倚风险评估
偏倚风险评估表明，当前证据基础对于早期机制药理学研究具有普遍可接受的质量，支持对NMDA受体调节植物化学物报告效应信心。在实验组可比性、混杂变量控制以及使用良好表征的暴露和客观结局测量方面存在优势，所有这些都降低了观察到的效应归因于方法学假象的可能性。客观技术（如电生理学和钙成像）的广泛使用进一步增强了研究结果有效性的信心。主要的方法学局限性是减少实施偏倚和选择偏倚的措施报告不足，特别是盲法、随机化和分配隐藏。尽管这些疏忽降低了个别研究的内部真实性和可重复性信心，但它们似乎反映了临床前神经保护和体外药理学研究中的常见报告实践，而非实质性方法学缺陷的证据。选择性报告的低风险以及适当统计分析的进一步支持了证据的可信度。总体而言，现有证据足够稳健以支持关于NMDA受体调节植物化学物神经保护潜力的机制结论。尽管如此，未来研究应采用并清楚报告偏倚减少策略，包括预注册随机化程序、盲法结局评估以及重复、损耗和排除的全面报告，以增强透明度、可重复性和转化相关性。
4.8. 研究转化局限性
多项研究报告的一个关键局限性是使用植物提取物而非分离化合物，且未识别负责NMDAR调节的具体活性成分。尽管这种方法作为表征生物活性的第一步是有用的，但需要进一步实验来分离和验证负责的单个化合物，特别是用于潜在治疗开发。此外，提取物制备中潜在污染物（如二价金属阳离子（例如Mg2+））的存在可能影响了观察到的效应。另一个方法学局限性是，来自植物提取物和分离植物化学物的实验证据并未一致包含浓度-反应分析。缺乏此类数据，难以确定药理学效力和可重复性。另一个重要局限性涉及几种天然化合物与临床上确立的NMDAR拮抗剂相比，其体外效力相对较弱。例如，石杉碱甲的NMDAR抑制IC50约为126 μM，银杏内酯A在接近300 μM浓度下才显示神经保护作用。这些浓度显著高于治疗性NMDAR拮抗剂（如美金刚和氯胺酮）的报告值（通常在低微摩尔范围内）。重要的是，几种植物化学物报告的有效浓度可能超过标准药代动力学条件下可达到的CNS水平，引发对转化可行性和临床相关性的担忧。证据基础进一步受限于体外和离体模型占主导地位，未能完全复制生理或病理条件。实验设计的变异性（包括使用非生理性激动剂浓度（如L-Glu））也降低了研究之间的可比性。此外，相对较少的体内研究限制了关于治疗潜力结论的强度。转化挑战依然存在，包括不确定的血脑屏障穿透、生物利用度、代谢降解以及物种间NMDAR表达和信号通路的差异，这些都可能限制向人类的外推。最后，偏倚风险分析表明，纳入研究中关键偏倚减少措施的报告普遍有限，特别是盲法、随机化和分配隐藏。因此，这些方法实施程度通常不明确，给主要数据的内部真实性带来了不确定性。由于本系统综述的结论依赖于基础研究的质量，在解释研究结果及其转化相关性时需考虑这些局限性。总体而言，尽管当前证据提供了有意义的机制见解并提示潜在的神经保护作用，但仍需进一步的体内、药代动力学、机制和临床研究来加强并验证其在人类NDD中的治疗相关性。
4.9. 总结
本系统综述突出了天然植物提取物和植物化学物作为NMDAR激活抑制剂对抗兴奋性毒性的潜力，后者是多种NDD共有的病理机制。植物化学物展示了一系列保护机制，包括抑制NMDAR诱导电流、改变NMDAR表达、减少钙反应和ROS产生、恢复线粒体膜完整性，以及阻断下游效应（如胆碱释放和PLA2激活）。尽管具有治疗前景，但仍需进一步探索和解析特定的活性化合物，并对其作用机制、最佳浓度和剂量进行更详细的研究，然后才能考虑体内转化。此外，需要后续在临床环境中评估这些天然抑制剂的疗效，以探索其潜力，或许与现有疗法联合使用以增强对兴奋性毒性的神经保护和治疗。
