补肾方药调节维生素D轴治疗阿尔茨海默病的作用机制

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阿尔茨海默病是老年人群常见的疾病。目前全球大约3 700万人受累，预计每20年翻一番，是一个全球性的健康问题[1]。阿尔茨海默病的临床表现为进行性记忆减退及认知功能减退的神经退行性疾病。阿尔茨海默病的病理特征包括大脑皮层Aβ蛋白的沉积和tau蛋白的过度磷酸化导致细胞内神经原纤维缠结[2]。研究表明，血清维生素D与阿尔茨海默病的发病呈负相关，维生素D缺乏增加阿尔茨海默病发病风险[3]。维生素D除调节钙、磷代谢外，还能调节轴突生长、增殖、分化和钙相关信号通路，维生素D具有神经保护和维持神经传递和突触的可塑性[4]。中医药补肾法对阿尔茨海默病具有一定的防治作用。但其作用分子机制有待进一步探讨。为此，本文从维生素D与阿尔茨海默病的相互关联性方面，探讨中医补肾方药通过作用于维生素D轴对阿尔茨海默病的防治作用，分析维生素D轴是否为中医补肾方药治疗阿尔茨海默病的新靶点。

1 阿尔茨海默病发病机制

阿尔茨海默病发病的危险因素包括年龄、性别、家族史、遗传学和头部外伤，并可能包括较低的教育程度和环境因素[5]。阿尔茨海默病发病机制较为复杂，是多因素综合作用的结果。实验研究表明，β淀粉样蛋白的积累，tau蛋白的过度磷酸化，氧化应激，线粒体功能障碍和炎症反应等相互影响导致神经元和突触变性。β淀粉样蛋白代谢的级联反应是一个重要的机制假说。氧化应激发生时，氧化与抗氧化防御平衡失调，衰老过程中持续的氧化损伤线粒体，导致ROS/RNS增加，进一步损伤抗氧化作用，造成神经元的伤害[6]。

2 维生素D缺乏与阿尔茨海默病的关系

维生素D轴包含维生素D受体(VDR)、维生素D及参与维生素D 代谢的酶。维生素D前体通过肝脏的27α羟化酶(CYP27A)及肾脏的1a-羟化酶(CYP27B)作用，最终产生具有活性作用的1，25-维生素D，1，25-维生素D作用于VDR，发挥重要的生理调节作用[7]。肾脏表达的CYP24A能分解维生素D。维生素D代谢相关酶(CYP27B 、CYP24A)、维生素D受体在脑组织有广泛表达[8]。维生素D营养状况主要测量血清25羟基维生素D[25(OH)D]浓度评估。研究表明，血清维生素D缺乏与认知功能障碍和痴呆具有密切相关。低血清维生素D常常伴有阿尔茨海默病、帕金森病、认知功能障碍[9]。母体维生素D缺乏导致后代神经发生障碍，脑发育过程中维生素D缺乏可导致脑结构改变、基因表达异常及神经递质合成的障碍[10]。维生素D缺乏病人伴随脑白质的异常改变，其表现与阿尔茨海默病表现一致[11]。一项包含25个横断面研究和6项前瞻性研究表明，维生素D缺乏常伴随认知功能的障碍和痴呆的高风险性[12]。阿尔茨海默病病人海马区VDR mRNA 表达下调[13]。推测维生素D轴参与了阿尔茨海默病的发生发展过程。

3 维生素D神经保护机制

维生素D能促进神经发生和突触传递，提高认知能力，起到神经保护作用。维生素D能调节神经生长因子对神经系统起到较好的保护作用[14]。维生素D受体在脑中广泛表达，活性维生素D调节神经营养因子水平和神经细胞的存活[15]。体外研究表明，维生素D可以诱导巨噬细胞的吞噬作用清除阿尔茨海默病Aβ淀粉样蛋白斑块，同时减少β-淀粉样蛋白诱导原代皮层神经元的细胞毒性、细胞凋亡、炎症反应。维生素D缺乏导致神经发生障碍和细胞凋亡[16]。皮质神经元VDRsiRNA与Aβ处理的皮质神经元iNOSmRNA表达一致[17]。补充维生素D可以改善老年人的认知功能障碍，控制神经细胞的健康和体内平衡。维生素D能拮抗衰老过程和神经系统疾病导致的认知障碍[14]。维生素D可通过改善γ-谷氨酰转移酶，增加谷胱甘肽表达而抗氧化，起到保护神经作用。同时可以使一氧化氮(NO)合成酶抑制，减少活性氧的合成，保护神经。越来越多的证据表明，无论是维生素D缺乏或维生素D利用障碍，可能导致神经元老化和神经退行性疾病。阿尔茨海默病可能被解释为维生素D长期失调的结果[18]。由此可以推断维生素D可以作为防治阿尔茨海默病的新靶点。

4 阿尔茨海默病的中医认识及补肾药防治机制

阿尔茨海默病属于中医 “呆证”“健忘”等范畴。《灵枢·海论》有关于“髓海不足，则脑转耳鸣，胫酸眩冒，目无所见，懈怠安卧”的记载。提出阿尔茨海默病发生与肾精亏虚、脑髓失养有密切的联系。肾藏精，主骨生髓，脑为髓海。肾精亏虚，髓髓失养，则出现神机失用，记忆衰退，行为失常等临床表现。阿尔茨海默病与肾虚密切相关，临床防治本病多以补肾填精为重要方法。补肾方药可以改善阿尔茨海默病导致的记忆、认知障碍等。

具有补肾作用的中药如菟丝子、巴戟天、山茱萸等能通过清除自由基，抗氧化作用抑制神经细胞凋亡，抑制Tau蛋白磷酸化的程度，一定程度改善痴呆的临床症状[19]。具有补肾功效的淫羊藿能够稳定细胞膜，抑制痴呆大鼠模型炎症反应，减低神经细胞的毒性反应，恢复胆碱能神经的功能，可一定程度改善阿尔茨海默病所致的记忆、认知功能等[20]。

具有补肾作用的复方如补肾填精方能改善Aβ-40老年性痴呆模型大鼠海马CA1区神经元的结构、减少突触丧失，改善损伤的脑功能，提高模型大鼠记忆能力[21]。补肾益智方增加阿尔茨海默病大鼠模型前额皮质、海马 CA1区突触数密度，促进神经元产生新突起和新突触连接，促进新突触形成而改善突触可塑性[22]。补肾复方能调节铝诱导阿尔茨海默病大鼠模型胆碱能系统功能、乙酰胆碱酯酶(AchE)及胆碱乙酰转移酶活性，表现为增加大鼠胆碱乙酰转移酶活性，抑制AchE活性，加速乙酰胆碱合成[23]。补肾化痰益智法可降低Aβ诱导的BV-2细胞炎症因子白介素-1(IL-1)、白介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子α(TNF-α)mRNA表达，从基因水平抑制炎症，保护神经细胞，起到防治阿尔茨海默病的作用[24]。

5 补肾药可能通过对维生素D轴的调节防治阿尔茨海默病

中医“肾藏精”功能与维生素D轴作用在一定程度上具有较大的相互覆盖，维生素D能够解释中医“肾藏精”生理功能[25]。课题组前期文献研究提出具有补肾作用的中药淫羊藿、虫草等能作用于维生素D轴[26-27]。在相关实验中发现，菟丝子黄酮能改善骨质疏松大鼠血清1，25二羟基维生素D3[1，25(OH)2D3]水平，调控骨质VDR mRNA表达，推测1，25(OH)2D3与靶器官细胞核维生素D受体结合而起到相互作用[28]。具有补肾作用的复方制剂也具有调控维生素D的作用[29]。

维生素D是一种重要的神经甾体激素，在保护和调节大脑功能中发挥重要的作用。维生素D缺乏症广泛存在于世界各地，大量证据表明维生素D缺乏与阿尔茨海默病病理生理密切相关，补充维生素D可作为防治阿尔茨海默病的一个新靶点。但是补充剂量、补充方法及副作用有待进一步评估。中医药补肾疗法对阿尔茨海默病具有较好的疗效，毒副作用较少。其分子作用机制可能是通过对维生素D轴的调控实现。通过对其分子作用机制的深入探讨，可充实中医药补肾治疗阿尔茨海默病的现代科学内涵。

[1] Jeriel T，Keeney D，Butterfield A.Vitamin D deficiency and Alzheimer disease：common links[J].Neurobiology of Disease，2015，84：84-98.

[2] Mizwicki MT，Menegaz D，Zhang J，et al.Genomic and nongenomic signaling induced by1alpha，25(OH)2-vitamin D3 promotes the recovery of amyloid-beta phagocytosis by Alzheimer’s disease macrophages[J].J Alzheimers Dis，2012，29：51-62.

[3] Rush L，McCartney G，Walsh D，et al.Vitamin D and subsequent all-age and premature mortality：a systematic review[J].BMC Public Health，2013，13：679.

[4] DeLuca GC，Kimball SM，Kolasinski J，et al.Review：the role of vitamin D in nervous system health and disease[J].Neuropathol Appl Neurobiol，2013，39：458-484.

[5] Yaari R，Corey-Bloom J.Alzheimer’s disease[J].Semin Neurol，2007，27(1)：32-41.

[6] Pedrós I，Petrov D，Allgaier M，et al.Early alterations in energy metabolism in the hippocampus of APPswe/PS1dE9 mouse model of Alzheimer’s disease[J].Biochim Biophys Acta，2014，1842：1556-1566.

[7] Saraff V，Shaw N.Sunshine and vitamin D[J].Archives of Disease in Childhood，2016，101(2)：190-192.

[8] Keilhoff G，Grecksch G，Becker A.Haloperidol normalized prenatal vitamin D depletion-induced reduction of hippocampal cell proliferation in adult rats[J].Neurosci Lett，2010，476：94-98.

[9] Gezen-Ak D，Dursun E，Bilgic B，et al.Vitamin D receptor gene haplotype is associated with late-onset Alzheimer’s disease[J].Tohoku J Exp Med，2012，228：189-196.

[10] Annweiler C.Vitamin D and Alzheimer’s disease：from an intriguing idea to a therapeutic option[J].Biol Aujourdhui，2014，208(1)：89-95.

[11] Annweiler C，Rolland Y，Schott AM，et al.Serum vitamin D deficiency as apredictor of incident non-Alzheimer dementias：a 7-year longitudinal study[J].Dement Geriatr Cogn Disord，2012，32：273-278.

[12] Van der Schaft J，Koek HL，Dijkstra E，et al.The association Nbetween vitamin D and cognition：a systematic review[J].Ageing Res Rev，2013，12：1013-1023.

[13] Sutherland MK，Somerville MJ，Yoong LK，et al.Reduction of vitamin D hormone receptor mRNA levels in Alzheimer as compared to Huntington hippocampus：correlation with calbindin-28k mRNA levels[J].Brain Res Mol Brain Res，1992，13：239-250.

[14] Gezen-Ak D，Yilmazer S，Dursun E.Why vitamin D in Alzheimer’s disease? The hypothesis[J].J Alzheimers Dis，2014，40：257-269.

[15] Keisala T，Minasyan A，Lou YR，et al.Premature aging in vitamin D receptor mutant mice[J].J Steroid Biochem Mol Bio，2009，115：91-97.

[16] Dursun E，Gezenak D，Yilmazer S.A novel perspective for Alzheimer’s disease：vitamin D receptor suppression by amyloid and preventing the amyloid-induced alterations by vitamin D in cortical neurons[J].J Alzheimers Dis，2011，23：207-219.

[17] Gezen-Ak D，Dursun E，Yilmazer S .The effects of vitamin D receptor silencing on the expression of LVSCCA1C and LVSCC-A1D and the release of NGF in cortical neurons[J].PLoS One 2011，6：e17553.

[18] Véréna L，Cédric A，Pascal M，et al.Vitamin D，Cognition and Alzheimer’s Disease：the Therapeutic benefit is in the D-tails[J].Journal of Alzheimers Disease，2016，53(2)：419-444.

[19] 杨冰，张晗，杜天乐，等.从肾论治老年痴呆研究述评[J].河南中医，2015，35(12)：3209-3211.

[20] Li WW，Gao XM，Wang XM，et al.Icariin inhibits hydrogen peroxide-induced toxicity through inhibition of phosphorylation of JNK/p38 MAPK and p53 activity[J].Mutat Res，2011，708 (1-2)：1-10．

[21] 安红梅，张占鹏，史云峰，等.补肾填精方对Aβ1-40所致老年性痴呆模型大鼠行为学及病理学的影响[J].中华中医药学刊，2012，30(1)：23-26.

[22] 高洁，赖世隆，胡镜清，等.补肾益智方对 Alzheimer病模型大鼠突触的影响[J].中国中医基础医学杂志，2002，8(2)：25-28.

[23] 程书珍，王丽君，刘恒，等.补肾复方对铝诱导阿尔茨海默病模型大鼠海马乙酰胆碱酯酶、胆碱乙酰转移酶、乙酰胆碱的影响[J].中国老年学杂志，2012，32(21)：919-922.

[24] 胡玉萍，王平，孔明望，等.补肾化痰益智法对老年性痴呆细胞模型释放炎症细胞因子的影响[J].中华中医药杂志，2013，28(12)：3694-3697.

[25] 陈云志，张军平，秦钟.维生素D内分泌系统与中医肾藏象学说关联的理论探讨[J].中华中医药学刊，2010，28(12)：2621-2623.

[26] 陈伟，柴艺汇，王焕珍，等.基于ARROWSMITH探讨淫羊藿与维生素D轴功能的潜在相关性[J].时珍国医国药，2016，27(2)：499-500.

[27] 陈云志，张军平，秦钟，等.基于Arrowsmith探讨冬虫夏草与维生素D功效的潜在相关性[J].中华医学图书情报杂志，2010，19(12)：48-50.

[28] 李小林，武密山，朱紫薇，等.去卵巢骨质疏松模型大鼠小肠钙结合蛋白mRNA表达与菟丝子黄酮的干预[J].中国组织工程研究，2014，18(27)：4271-4276.

[29] 陈云志;杨长福;郭军，等.康心汤对异丙肾上腺素诱导实验性心肌肥厚大鼠维生素D代谢的调节作用[J].中国实验方剂学杂志，2012，18(19)：257-260.