基于雌激素/受体靶点效应的补肾中药治疗阿尔茨海默病的药效物质和作用机理研究

Alzheimer's disease (AD) is a degenerating disease of the brain, accompanied by the loss of cortical nerve cells and resulting in severe atrophy of the frontal, temporal and parietal cortical areas and eventually the death of the patient, which tends to become more epidemic recently. Clinically, kidney-invigorating is a usual and efficient way to therapy AD. And phytoestrogens commonly exsiting in kidney-invigorating herbs showed efficient effects to improve AD by estrogen receptors (ER) pathways. Therefore, the estrogens/ER dependent mechanism on related nervus centralis of phytoestrogens from Drynaria Rhizome, Eucommia Ulmoides and Fructus Psoraleae will be studied in this project. The pharmacokinetics and brain distribution of active phytoestrogens are characterized. With APP and SMP8 mice as animal model and cultured neuronal centralis as cell model, the estronic activities in vivo and ER siganl pathways on target cortical nerve are evaluated. Futher studies of differentiated endogenous metabolites and related biological basis of ER pathways are explored by metabonomics method and Network pharmacology technology. This project will explore the activities and mechanisms of phytoestrogens against AD and provide a new research strategy for anti-AD constituents from kidney-invigorating herbs.

阿尔茨海默病（AD）发病率高、危害大，尚无有效治疗手段。补肾是中医治疗AD之首选方法，现代研究表明雌激素抗AD作用明确，而补肾中药含有大量植物雌激素成分能够选择性激活雌激素受体（ERs）产生雌激素效应。据此，我们提出“植物雌激素成分通过中枢性雌激素/受体靶点效应产生神经元保护作用，是补肾中药抗AD的药效物质”之假说。以补肾中药骨碎补、杜仲和补骨脂为研究对象，从中快速筛选植物雌激素成分组/单体，分析其体内（血和脑）转运能力和动力学特点，然后作用于APP和SAMP8小鼠AD模型以及原代神经元细胞AD模型，以调控学习记忆相关中枢ER信号转导通路为核心作用靶标，兼顾整体雌激素效应，从“活性成分-入脑-ER受体-AD病理因子”层面，结合代谢组学和网络药理方法，深入阐明补肾中药所含植物雌激素成分抗AD的有效性和作用机理，为抗AD受体靶点药物开发提供候选成分，为补肾中药治疗AD的药效物质研究提供新思路。

依据我们提出“植物雌激素成分通过中枢性雌激素/受体靶点效应产生神经元保护作用，是补肾中药抗AD的药效物质”之假说。为验证上述假设，我们初步评价了骨碎补、杜仲和补骨脂中33个植物雌激素成分的体内转运能力和分布特点，结果有柚皮苷、黄芩素、补骨脂素等成分体内（血和脑）转运能力强。将上述成分作用于APP/PS1转基因AD模型小鼠和氢化可的松、东莨菪碱、亚硝酸钠等记忆障碍模型小鼠，以及AD细胞模型中。.代谢组学研究发现，新北美圣草苷、木犀草素、紫云英苷、柚皮苷和柚皮素等可以透过血脑屏障进入脑脊液，推测它们可能是进入脑内发挥抗AD的药效物质基础。动物实验发现上述植物雌激素成分能够提高模型小鼠下丘脑区的ERα和海马区的ERβ的含量；降低模型小鼠海马中P-P38/P38蛋白表达，APP，BACE1，p-Tau396和CdK5含量；增加Ach的含量提高NMDAR和GluR含量，降低CaMKII含量；降低Caspase和Bad含量，提高Bcl-2含量。提示上述成分能与ER受体结合，通过调节P38/MAPK信号通路调控Aβ代谢系统、Tau蛋白系统、胆碱能系统、氧化应激系统、谷氨酸系统及凋亡系统，发挥对记忆损伤模型小鼠的神经保护作用。细胞实验结果表明，给予ER拮抗剂后植物雌激素成分上调Aβ25-35损伤细胞内ERβ和Bcl-2的表达，降低P-P38/P38、Bad和Caspase-3的表达提示植物雌激素成分可以通过激活P38/MAPK途径降低对Aβ25-35诱导的PC12细胞损伤发挥保护作用.本研究兼顾整体雌激素效应，从“活性成分-入脑-ER受体-AD病理因子”层面，初步阐明补肾中药所含植物雌激素成分能够进入体内分布的于靶器官（脑），通过与ER的选择性相互作用，调控下游P38/MAPK信号通路，发挥抗AD的作用，为抗AD受体靶点药物开发提供候选成分，为补肾中药治疗AD的药效物质研究提供新思路。