基于核因子κB 信号通路的中医方药防治认知障碍机制的研究进展

罗萌，高静，段昭远，刘承梅，，李瑞青，，苏凯奇，陈卓，冯晓东，*

认知是人类大脑从外部世界中接收和分析处理各种信息，以主动深入了解外部世界的过程。认知功能涉及许多领域，包括注意力、学习记忆能力、执行功能、语言功能、知觉运动功能和社会认知［1］。认知障碍是指上述领域中的一种或多种功能出现障碍，可在不同程度上影响患者的身体健康和社会功能，降低其日常生活质量，严重时可威胁生命［2］。神经系统退行性疾病、心血管疾病、脑血管疾病、营养和代谢紊乱、创伤、感染、药物等原因均可引起认知障碍［3］。目前认知障碍尚无特效药，临床常用的药物主要有胆碱酯酶抑制剂、兴奋性氨基酸受体拮抗剂等，但这些药物临床疗效不理想，且并发症和不良反应均较多。中医药治疗可从多靶点、多环节、多层次上改善机体的病理状态，可更好地适应人体的多样性及病变的复杂性，在认知障碍的治疗上具有一定优势。核因子κB（NF-κB）是一类在机体细胞质中广泛分布的蛋白质，在影响机体的自身免疫、炎性反应及细胞的生长调控中扮演着重要角色［4］。NF-κB 信号通路可调控神经元炎症、凋亡、氧化应激、自噬等过程，是导致认知障碍发生与发展的关键环节。目前许多以调控NF-κB 信号途径为目标的实验方法正在从分子生物学角度为防治认知障碍探索一种新途径。因此，本文以NF-κB 信号通路为切入点，对中医方药在认知障碍中的研究现状进行综述，以期为NF-κB 信号通路能否作为中医药发挥作用的靶点提供理论依据。

1 NF-κB 的分子生物学特性及其通路概述

NF-κB 蛋 白 家 族 由p50/p105、p52/p100、c-Rel、RelA/p65 和RelB 5 个成员共同组成，这些蛋白质通常可以作为转录因子，用来调控特定基因的表达，参与到一系列的生物学过程中［5］。NF-κB 通路有经典与非经典两种途径。在经典NF-κB 通路中，NF-κB 抑制蛋白（IκB）与NF-κB结合，使NF-κB 以非活化形式存在于细胞之中。当机体接收到多种刺激信号（其中包括各种细胞免疫应激、细胞炎性因子、自由基、紫外线辐射、氧化的低密度脂蛋白和各种细菌/病毒感染）时，IκB 激酶（IKK）的蛋白复合体（由IKKβ、IKKα 和NEMO 所组成）被激活，进而导致IκB 蛋白的磷酸化，释放出NF-κB p50/RelA 二聚体。活化的NFκB p50/RelA 二聚体可单独或与其他转录因子组合后转移到细胞核中，将下游DNA 转录成mRNA，诱导蛋白质的合成。

与经典NF-κB 通路（图1）［6］的不同之处是，非经典NF-κB 通路（图2）［6］主要通过激活NF-κB 诱导激酶（NIK），继而激活IKKα 复合体，磷酸化NF-κB p100 的C 末端残基将NF-κB p100 加工为NF-κB p52，并由此形成了p52/RelB NF-kB 复合体，最终引起p52/RelB 核转位及诱导蛋白质的合成［7］。

图1 经典NF-κB 通路机制示意图［6］Figure 1 Schematic diagram of the canonical NF-κB signaling pathway

图2 非经典NF-κB 通路机制示意图［6］Figure 2 Schematic diagram of the non-canonical NF-κB signaling pathway

2 NF-κB 与认知功能的关系

MEBERG 等［8］使用长时程增强（LTP，是一种用于测量突触功能和记忆分子相关性的范例，通常联合记忆相关的行为学测试用于评估海马依赖性突触可塑性和记忆的变化［9-16］）研究了感受刺激后NF-κB 在海马穿质通路中的表达和激活，发现NF-κB 亚基p50 和p65 的表达增加，且NF-κB 随着突触活性的增强而被激活。YEH 等［17］研究还表明，组蛋白脱乙酰基酶（HDAC）抑制剂增强了大鼠杏仁核的长期记忆，而通过κB 诱饵DNA 给药可以减弱这些作用。

使用特定的基因敲除模型小鼠可进一步阐明NF-κB 在学习记忆中的作用。MEFFERT 等［18］使用八臂迷宫（8-RAM）测试TNFR、p65 双基因敲除（TNFR-/-p65-/-KO）模型小鼠学习记忆能力时，发现TNFR-/-p65-/-KO 模型小鼠比对照组小鼠错误次数更多，表现出选择性学习缺陷。LEHMANN 等［19］在2010 年的研究提出，与野生型小鼠相比，P50 基因敲除（p50-/-）模型小鼠在Morris 水迷宫（MWM）中寻找隐藏平台时的学习速度更快。KASSED 等［20］研究证明，在小鼠主动回避试验中，缺乏NF-κB p50 亚基会损害记忆功能;但NF-κB p50-/-模型小鼠在旷场试验和高架迷宫试验中焦虑样行为明显减少［21］。DENIS-DONINI 等［22］研究也证明，p50-/-模型小鼠在Y 迷宫中表现出短期空间记忆的选择性缺陷，而在MWM 中却未观察到长期空间记忆的缺损。上述研究证明，NF-κB 与认知功能相关，但其在记忆中的特定作用（尤其是在缺乏NF-κB p50 亚基的情况下）仍然存在疑问。

3 中医方药对认知障碍NF-κB 信号通路调控的研究

认知功能障碍在中国传统医学中与“善忘”“健忘”“呆病”“文痴”等病类似，属神志病范畴。常因年老体虚、久病气血耗损、饮食不节、七情内伤等多种病因，致人体髓减脑消，元神失养，神机失用而发病，与心、脾、肾三脏密切相关。病理性质多属本虚标实，虚多实少，以虚实兼杂者为多。治疗以补肾健脾、行气活血、益气升阳为原则［23］。

3.1 基于NF-κB 信号通路的中药复方及制剂治疗认知障碍的研究 中药复方可通过抑制炎性因子的释放，减少炎性反应导致的神经元损伤，继而提供脑保护作用。丹左合方可降低阿尔茨海默病（Alzheimer's disease，AD）大鼠血清炎性因子C 反应蛋白（CRP）、环氧化酶-2（COX-2）、白介素（IL）-6含量，降低AD 大鼠海马NF-κB、诱导型一氧化氮合酶（iNOS）的阳性表达，通过减轻炎性反应达到脑保护的作用［24］。加味不忘散可抑制淀粉样蛋白前体蛋白/早老素1（APP/PS1）双转基因小鼠海马组织NF-κB p65 激活及肿瘤坏死因子α（TNF-α）的释放，其机制可能是通过抑制海马炎性反应而发挥脑保护作用［25］。地黄饮子能使APP/PS1 转基因模型小鼠皮质和海马组织中TNF-α、IL-1β 的释放水平下调，抑制皮质区磷酸化核因子（NF-κB pp65）蛋白表达，减少皮质及海马神经元损伤［26］。

张赓［27］在AD 大鼠体外研究中使用含有改良三甲散的脑脊液干预细胞后发现，改良三甲散可有效抑制NF-κB 信号通路的过度激活，对AD 起到一定的神经保护作用。黄连解毒汤被证实具有抗氧化应激的功效，并可通过抑制IκB-NFκB 信号通路的活化，减轻大脑神经元病理损伤，对AD 有早期预防和辅助治疗的作用［28］。参蓉胶囊可使AD 模型小鼠海马CA1 区NF-κB p65、半胱氨酸天冬氨酸蛋白水解酶-3（Caspase-3）蛋白表达水平降低，核因子κB 抑制蛋白α（IκB-α）表达水平提高，抑制海马神经元凋亡，改善AD模型小鼠的认知功能［29］。

中药可通过影响NF-κB通路的上下游通路蛋白的表达，进一步调控NF-κB 通路的活性，改善认知功能。廖卫宁等［30］研究发现，醒脑静注射液可显著提高脑反复缺血-再灌注小鼠的学习记忆能力，缩小脑梗死体积，下调脑组织中Toll 样受体4（TLR4）、NF-κB、IκB-α 的蛋白表达水平，减少细胞因子的释放。吴东南等［31］发现酸枣仁汤干预慢性睡眠剥夺模型的大鼠后，海马组织中TLR4、NF-κB p65 mRNA 及蛋白表达水平均下降，IκB-α mRNA 及蛋白表达水平提升，TLR4/NF-κB 信号通路被抑制，认知功能得到一定程度的改善。在血管性痴呆（vascular dementia，VD）大鼠模型中，加味脑泰方治疗后发现，海马组织中神经元病理结构改善，海马组织沉默信息调节因子1（SIRT1）、IκB-α 表达增加，NF-κB p65 表达减少，炎性反应减弱，学习记忆能力显著增强［32］。此外，用加味脑泰方含药血清干预大鼠缺氧/复氧损伤后的海马神经元，发现加味脑泰方可显著增加海马细胞活力，改善海马神经网络和树突棘的受损，且能使该区域神经元中SIRT1、IκB-α 蛋白的表达明显升高，NF-κB 蛋白的表达降低，说明加味脑泰方治疗VD 的机制可能与调控SIRT1/NF-κB 通路及保护海马神经元有关［33］。当归芍药散可显著下调VD 大鼠TNF-α、NF-κB、磷酸化蛋白激酶B（p-AKT）蛋白表达水平，上调磷脂酰肌3-激酶（PI3K）、AKT mRNA 及蛋白表达水平，改善VD 大鼠认知，因此当归芍药散可能通过调控PI3K/AKT 通路，继而影响NF-κB 信号通路，发挥对VD 的治疗作用［34］。杨从等［35］在雌激素缺失模型（OVX）小鼠中发现，当归芍药散可增加雌激素受体（Ers，包括ERα 和ERβ）数量、抑制星形胶质细胞和小胶质细胞激活、降低海马p-NF-κB、NF-κB、NOD 样受体热蛋白结构域相关蛋白3（NLRP3）、半胱氨酸天冬氨酸蛋白水解酶-1（Caspase-1）、凋亡相关斑点样蛋白（ASC）、IL-1β 蛋白表达，改善OVX 小鼠认知功能。

此外，一些临床研究也证实了中医复方的神经保护作用。黄志刚等［36］在安宫牛黄丸治疗重症脑出血患者的临床观察中，发现患者口服安宫牛黄丸14 d 后，脑血肿体积减小，血管内皮生长因子（VEGF）、超氧化物歧化酶（SOD）水平升高，NF-κB、丙二醛（MDA）水平降低，格拉斯哥昏迷（GCS）评分、简易精神状态检查量表（MMSE）评分升高，证明安宫牛黄丸可改善重症脑出血患者认知和神经功能。谢文婷等［37］用加减薯蓣丸治疗轻、中度AD 患者发现，加减薯蓣丸可显著提升患者MMSE 评分，降低阿尔茨海默病评定量表-认知分量表（ADAS-Cog）及日常生活活动能力量表（ADL）评分及血清IL-1β、NF-κB、微小RNA-146a（miR-146a）含量，证明加减薯蓣丸能使轻、中度AD 患者的认知功能和日常生活能力明显改善，对防治AD 有一定疗效。

3.2 基于NF-κB 信号通路的单味中药及其提取物治疗认知障碍的研究

3.2.1 清热类药 栀子有泻火除烦、清热的功效，其提取物栀子苷可显著降低睡眠剥夺大鼠的血清S100 钙结合蛋白B（S100B）和神经元特异性烯醇化酶（NSE）表达水平，海马IL-1β、IL-6、TNF-α 含 量， 以 及TLR4、NF-κB p65 mRNA 和蛋白表达量，提高行为学检测的正确率，上述反映说明栀子苷改善睡眠剥夺大鼠认知功能的机制可能与抑制TLR4/NF-κB 通路过度激活、缓解神经炎性反应有关［38］。

通天草有清热解毒、利尿、降逆的功效。刘旭等［39］研究证实，通天草提取物可上调AD 大鼠海马区内IκB-α 的表达，下调Caspase-3 的表达，减少NF-κB 和IKBα 裂解并抑制NF-κB 的核转位，进而避免细胞凋亡，起到神经保护作用。冬凌草有清热解毒、消炎止痛的功效。使用冬凌草甲素干预Aβ1-42 诱导的AD 模型小鼠，可使小胶质细胞及星形胶质细胞受到显著抑制，下调IL-1β、IL-6、iNOS、单核细胞趋化蛋白-1（MCP-1）、TNF-ɑ、COX-2 的mRNA 水平，并可通过下调p-IκB 表达，抑制IκB-α 降解，阻止NF-κB p65 转位入核进而激活转录，改善认知功能［40］。

鬼针草有清热解毒、散瘀消肿的功效。在局灶性脑缺血大鼠模型中，李丽丽等［41］证实鬼针草总黄酮可使海马组织脑源性神经营养因子（BDNF）的表达增加，p-NF-κB p65 蛋白表达以及细胞因子释放减少，进而达到神经保护的作用。

叶下珠有解毒、消炎、清热止泻、利尿的功效。在脂多糖（LPS）诱导的大鼠模型中，叶下珠水提物可改善其神经元受损情况，显著下调血清中IL-1β 和TNF-α 水平，缓解神经炎症，并降低NF-κB、IκB-α 磷酸化水平［42］。

积雪草有清热解毒、利湿消肿的功效。研究证实，积雪草苷可使Aβ_（1-42）诱导的hBMECs 细胞凋亡受到抑制，并使TLR4、肿瘤坏死因子受体相关因子6（TRAF6）、p-NF-κB p65 的蛋白表达降低，TNF-α 与IL-6 释放减少，阻止NF-κB 从胞浆转移至胞核，起到神经保护的作用［43］。

金线莲有清热凉血、祛风利湿的功效。金线莲多糖可使经D-半乳糖溶液（40 mg/kg）诱导的衰老模型小鼠的SOD 活性显著升高，脑皮质p-NF-κB 表达水平显著降低，空间探索、学习记忆能力得到明显提高，证实金线莲提取物可显著改善衰老模型小鼠的认知功能［44］。

3.2.2 活血类药 三七有活血化瘀、消肿定痛的功效。用三七总皂苷干预快速老化痴呆模型小鼠（SAMP8），发现三七总皂苷可降低其脑组织中NF-κB/p50 mRNA 和蛋白表达，这可能是三七下调淀粉样前体蛋白基因表达，继而治疗痴呆的作用机制［45］。

红景天有益气活血、通脉平喘的功效。熊跃等［46］研究表明，红景天苷可通过抑制NF-κB 及COX-2 表达，并使其MDA 含量、乙酰胆碱（Ach）水平及单胺氧化酶（MAO）活力下降，SOD 活力、乙酰胆碱酯酶（Ach E）水平上升，进而改善VD大鼠认知，产生脑保护作用。张佳等［47］研究发现，对AD 大鼠给予红景天苷灌胃干预后，SOD 活性明显上调，MDA 活性、iNOS 的表达显著下调，NF-κB 蛋白表达降低，证明红景天苷的抗氧化应激作用可能是其治疗AD 的机制之一。

姜黄有行气破瘀、通经止痛的功效。曹佳等［48］给脓毒症模型小鼠腹腔注射姜黄素后发现，其海马区神经元病理情况明显改善，SOD 活性上调，MDA 活性下调，且炎性因子和乙酰化NF-κB（Ac-NF-κB）、Ac-p53 表达均下调，行为学明显改善。另有研究也发现，姜黄素可改善AD 大鼠的认知功能，其机制与调控NF-κB 通路、减少凋亡有关［49］。在细胞层面，黄盼等［50］研究证实在APPswedish（K595N/M596L）的稳转细胞系中，姜黄素通过抑制NF-κB 信号通路的过度激活和淀粉样蛋白酶切途径，使分泌至胞外的Aβ 表达量降低，对AD 起到神经保护作用。

雷公藤有祛风除湿、活血通络、消肿止痛、杀虫解毒的功效。姚鹏等［51］对VD 大鼠腹腔注射雷公藤甲素发现，大鼠海马区氧化应激及炎性反应显著减缓，SIRT1、IκB-α 的表达显著提高，NF-κB 和Caspase 3 的表达明显降低，NF-κB的核转位受到明显抑制，认知功能明显改善［52］。

3.2.3 补肾益气类药 五味子有收敛固涩、益气生津、补肾宁心的功效。用五味子醇甲干预APP/PS1 双转基因痴呆模型小鼠后发现，其空间探索记忆能力显著提高，可能与ROS 含量及NF-κB p65、NF-κB pp65 表达降低有关［53］。于方等［54］用华中五味子酮干预AD 模型大鼠发现，海马组织NF-κB 及iNOS 表达显著降低，短期学习记忆能力得到明显提升。

蛇床子有燥湿祛风、杀虫止痒、温肾壮阳的功效。蛇床子素可显著下调TLR4、TRAF6 和NF-κB 的表达，减轻炎性反应，且能有效抑制AD 大鼠的小胶质细胞和星形胶质细胞的激活，改善AD 大鼠的学习记忆能力［55］。

芝麻有补肝肾、益精血、润肠燥、通乳的功效。采用经LPS 诱导的系统性炎症C57BL/6 小鼠，在膳食中补充芝麻酚5 周后，发现芝麻酚可显著改善小鼠认知能力，抑制胶质细胞的过度激活、相关炎性因子（如iNOS、COX-2、IL-1β 和TNF-α）表达；此外，体外实验表明芝麻酚可抑制IκB-α的DNA 结合活力及NF-κB 的核转移能力，缓解细胞氧化应激［56］。

蓝布正有益气健脾、补血养阴、润肺化痰的功效。对AD 模型小鼠给予蓝布正提取物干预后发现，其海马NF-κB p65、IκB-α、IKK-α 蛋白的表达明显降低，病理形态得到改善，学习记忆力明显得到提高［57］。

3.2.4 升阳类药 葛根有解肌退热、透疹、生津止渴、升阳止泻的功效。韩莉花等［58］用葛根知母药干预2 型糖尿病认知障碍模型大鼠发现，葛根知母联用可显著降低脑组织高迁移率族蛋白B1（HMGB1）、晚期糖基化终末产物受体（RAGE）、p-NF-κB p65、p-IκB-α 的蛋白表达，改善学习记忆能力。升麻有发表透疹、清热解毒、升举阳气的功效。有学者使用升麻提取物类叶升麻苷干预APP/PS1 转基因模型AD 小鼠，发现类叶升麻苷可以显著降低海马及皮质组织中p-NF-κB p65/NF-κB p65 比值，提升p-AKT-308/AKT、p-AKT-473/AKT比值，进而抑制神经元凋亡，治疗神经退行性疾病［59］。

黄芪有补气升阳、固表止汗、利水消肿、生津止血、行滞通痹的功效。黄芪提取物可通过提高AD 模型大鼠海马区IκB-α 的含量而加剧IκB-α 与NF-κB 结合，抑制Caspase-3 的激活，抑制神经元凋亡，提供神经保护作用［60］。

3.2.5 其他类药 火麻仁有润肠通便的功效。黄浩［61］研究发现用火麻仁提取物干预D-半乳糖诱导的衰老模型大鼠，可降低胶质纤维酸性蛋白（GFAP）、p-IKK、p-IκB 与p-p65 水平，抑制NF-κB 向细胞核转移，缓解炎性反应，进而提升衰老模型大鼠空间学习和记忆能力。

旋覆花具有降气、消痰、行水、止呕的功效，其提取物旋覆花内酯既可通过抑制NF-κB 及炎性因子表达来减轻炎性反应，又可抑制神经元凋亡，起到神经保护作用［62］。

4 小结与展望

综上所述，NF-κB 通路与认知功能关系密切，可能是中药防治认知障碍的干预靶点。诸多研究证实中药可通过对NF-κB 通路各个环节调节如炎症、氧化应激、自噬、凋亡等，抑制NF-κB 信号通路的过度激活，降低炎性因子水平，改善脑组织病理状态，调整中枢胆碱能和其他神经递质异常，在治疗认知障碍上有一定作用。中医治疗选方用药多以补肾健脾、行气活血、益气升阳为原则，使用清热、活血、补肾、益气升阳的药物。

然而，目前研究多以动物研究为主，研究方法单一，未使用通路相关阻断剂或抑制剂做对照，且对通路上下游及与其他通路的交汇探索不够完善。此后的研究应从机制及临床研究出发，机制研究中应探讨NF-κB 通路上下游相关蛋白与通路与认知障碍的关系，体内、体外加入抑制剂对照组反向验证，可使用基因敲除动物或腺病毒、外泌体靶向运载药物进一步探讨中药的干预靶点。因NF-κB 通路对认知障碍的双向作用，还应探讨过度抑制NF-κB 是否会引起免疫紊乱或其他问题。在临床研究中，应发挥中医辨证论治的优势，根据不同证型选方用药，建立多中心、大样本的随机对照试验（RCT），可引入功能磁共振等方法，多层次、多方位探讨中药治疗认知障碍的机制及疗效。此外，药物的有效性和安全性在药物开发中至关重要，而国际对中药安全性的担忧导致其的认可度和接受度较低。因此，广大中医工作者应致力于提供中药治疗的安全性及有效性的证据。随着越来越多的中药改善认知功能障碍的疗效及安全性研究，相信在不久的将来，中药将对认知障碍的防治做出重大贡献，从而使认知障碍成为可预防和可治愈的疾病。

表1 中药复方对认知障碍NF-κB 信号通路调控的效应Table 1 The effects of compound preparations of Chinese medicine on the regulation of NF-κB signalingpathway in cognitive impairment

表2 中药单体及其有效成分对认知障碍NF-κB 信号通路调控的效应Table 2 The effects of single preparation of Chinese medicine and its effective ingredients on the regulation of NF-κB signaling pathway in cognitive impairment

作者贡献：罗萌负责文章的构思、设计与撰写；高静进行可行性分析及修订工作；刘承梅承担文献/资料收集工作；段昭远、李瑞青对所收集的资料进行整理；苏凯奇、陈卓对资料进行分析与解释；冯晓东负责文章的质量控制及审校，并对文章整体负责，监督管理。

本文无利益冲突。

本文文献检索策略：

计 算 机 检 索PubMed、Cochrane Library、Web of Science、中国知网、维普网、万方数据知识服务平台、中国生物医学数据库7 个数据库，同时追溯纳入文献的参考文献，并手工检索了以往杂志，语种不限。检索时间均从建库至2021-05-01。采取主题词、自由词组合的方式检索，通过“AND”“OR”“NOT”进行逻辑检索式的组配。检索词：（1）中医，中药，复方，核因子κB，认知障碍；（2）Chinese Medicine，NF-κB，cognitive impairment。 文献纳入标准：基于核因子κB 通路中医药防治认知障碍相关疾病的临床研究、基础研究及文献研究；文献排除标准：重复发表或数据不详的文献、年份陈旧、质量较差的文献等。