人参助攻，认知无忧—探秘植物提取物在阿尔茨海默症中的潜力

图源：包图网

随着全球老龄化问题的日益严重，阿尔茨海默症（AD）患者的数量也在迅速上升。《中国阿尔茨海默病报告2024》显示，我国的阿尔茨海默症及其他认知障碍患者已达到13143950例，约占全球总数的25.5%。这一现象表明，认知障碍的问题已经演变成一个不可忽视的社会挑战。[1]

近年来，植物提取物逐渐成为AD治疗研究的热门领域。其中人参是一种传统的中药材，具备调节血糖水平、增强心脏功能及调控中枢神经系统活动的显著功效。

01

Phytomedicine：人参提取物有望改善阿尔茨海默症

而近日在《Phytomedicine》期刊上发表了一篇题为“Ginsenoside Rg2 alleviates astrocyte inflammation and ameliorates the permeability of the Alzheimer's disease related blood-brain barrier”的研究论文。

该研究探讨了人参皂苷Rg2对阿尔茨海默症（AD）相关血脑屏障（BBB）损伤的缓解作用，并探讨了其在改善紧密连接蛋白、降低炎症和抗氧化应激方面的机制。通过多种体内和体外试验，系统评估了Rg2在BBB稳定性中的作用。[2]

图：G-Rg2保护AD小鼠血脑屏障损伤的机制图

该研究表明阿尔茨海默症是一种中枢神经系统退行性疾病，其发病常伴随血脑屏障（BBB）损伤。BBB由内皮细胞、周细胞和紧密连接蛋白（TJs）组成，主要作用是防止有害物质进入脑实质。神经炎症是导致BBB损伤和AD发展的主要原因。作为一种传统中药成分，人参皂苷Rg2已被证明具有缓解多种脑损伤的作用，但其是否能够改善AD相关的BBB渗漏尚未得到明确证明。本研究旨在通过体内和体外试验，阐明Rg2对AD相关BBB损伤的影响及其作用机制。

为了全面评价Rg2的效果，本研究设计了六个试验，涵盖了记忆力评估、BBB完整性、炎症通路、抗氧化应激以及星形胶质细胞与内皮细胞的交互作用

• 改善记忆力和保护脑部健康

首先，通过氧化铝（AlCl3）和D-半乳糖（D-gal）建立AD小鼠模型，用于模拟BBB损伤及其对认知功能的影响。小鼠被随机分成4组：对照组、模型组（仅接受AlCl3和D-gal处理）、低剂量Rg2组（10mg/kg）和高剂量Rg2组（20mg/kg）。经过4周的Rg2处理后，对小鼠进行放射臂迷宫行为测试以评估记忆力，随后采用H&E和尼氏染色观察脑细胞结构。结果表明，模型组小鼠表现出记忆力减退，脑细胞排列紊乱，而Rg2处理后，小鼠的记忆能力显著改善，脑细胞结构恢复正常（见图1A-G）。

图1：G-Rg2可改善AD小鼠血脑屏障损伤和记忆障碍

• 帮助维持血脑屏障的完整性

接下来，通过Westernblot（一种检测蛋白表达的实验技术）和免疫组化分析紧密连接蛋白（TJs）的表达水平，以评估Rg2对BBB稳定性的保护作用。研究发现，模型组小鼠脑组织中TJs表达显著下降，基质金属蛋白酶-2（MMP2）和基质金属蛋白酶-9（MMP9）水平上升，而Rg2处理后，TJs表达显著增加，基质金属蛋白酶（MMPs）水平降低（见图2A-H）。

图2：G-Rg2可改善AD小鼠脑组织血脑屏障损伤

• 减轻炎症反应，保护神经系统

为进一步探究Rg2对炎症反应的调节作用，本研究采用分子对接、Westernblot和ELISA检测来分析Rg2对TLR4/MyD88/NF-κBp65炎症通路的影响。分子对接显示TLR4与Rg2结合紧密，模型组小鼠中TLR4、MyD88和NF-κBp65的磷酸化水平显著升高，炎症因子TNF-α和IL-1β水平增加。而Rg2处理后，这些炎症指标显著降低（见图3A-H）。

图3：G-Rg2对AD小鼠脑组织炎症的影响

在体外实验中，使用奥卡达酸（OA）诱导星形胶质细胞（MA-c）炎症模型，以模拟AD相关的炎症反应。MA-c细胞预处理Rg2后，加入OA以诱导炎症反应。免疫共沉淀和免疫荧光染色结果显示，OA诱导的MA-c中TLR4与MyD88结合显著增强，NF-κBp65核转位增加，而Rg2预处理显著减少了这些炎症反应（见图5A-M）。

图5：G-Rg2对oa诱导的MA-c细胞炎症的影响

• 缓解氧化应激，减少脑细胞损伤

为评估Rg2的抗氧化应激能力，本研究检测了OA诱导的MA-c细胞中活性氧（ROS）水平及抗氧化酶（SOD、CAT和GSH）活性。结果显示，OA诱导后ROS水平显著升高，抗氧化酶水平上升，而Rg2处理组ROS水平降低，抗氧化酶水平进一步提高，表明Rg2对抗氧化应激具有显著效果（见图6A-I）。

图6：G-Rg2对oa诱导的MA-c氧化应激的影响

最后，采用Transwell共培养系统（是一种细胞培养系统，通常用于研究细胞间相互作用和物质的转运），将OA诱导的MA-c细胞与脑内皮细胞（bEnd3）共培养，探讨Rg2对BBB渗透性的保护作用。实验结果显示，OA诱导的MA-c细胞导致bEnd3细胞中TJs表达显著降低，BBB通透性增加；而Rg2预处理的MA-c细胞显著恢复了bEnd3中的TJs表达，降低了BBB通透性（见图7A-G）。

图7：星形胶质细胞和脑内皮细胞在oa诱导的细胞损伤中的相互作用

本研究的结果表明，人参皂苷Rg2通过调节TLR4/MyD88/NF-κBp65炎症通路、增强紧密连接蛋白稳定性、抑制星形胶质细胞炎症反应以及抗氧化应激，显著改善了AD模型中的BBB完整性。通过多重机制的协同作用，Rg2显示出其对AD相关BBB损伤的潜在保护效果。这些发现为人参皂苷Rg2作为辅助治疗剂提供了新的理论支持。

02

植物提取物在阿尔茨海默症治疗中的潜在应用

除了人参提取物以外，其他植物提取物在阿尔茨海默症（AD）研究中也显示出潜在的治疗效果，逐渐成为AD辅助治疗的研究热点。

其中在《Neurotherapeutics》期刊上发表的一篇题为“Neuroprotective and Antioxidant Effect of Ginkgo biloba Extract Against AD and Other Neurological Disorders”的研究论文指出多项体外和体内的临床研究为银杏叶提取物可能在治疗和预防阿尔茨海默症及其他与年龄相关的神经退行性疾病方面提供了有力支持。[3]

而在《Alzheimer's & Dementia》期刊上发表的一篇题为“A NOVEL FORMULATION OF CURCUMIN FOR ALZHEIMER'S DISEASE (AD): IN VITRO AND IN VIVO EVALUATION”的研究论文则通过体外实验，表明姜黄素展现出作为治疗阿尔茨海默病（AD）的潜力，可能成为一种新型药物制剂。[4]

这些研究表明，植物提取物多样的活性成分可以通过多靶点干预AD，为未来AD的治疗提供了丰富的天然资源和开发潜力。随着对AD机制的深入理解，植物提取物有望为抗击阿尔茨海默症带来新的希望。

03

小结

人参提取物在过去的研究中强调被用于调节多种生理功能，而近期的研究进一步证明了人参皂苷Rg2在阿尔茨海默症模型中的多重功效，这些发现为人参提取物在AD治疗中的应用提供了新的支持，也为未来开发以Rg2为基础的合成类似物或衍生物奠定了基础。

随着对AD发病机制的深入理解，植物提取物在脑健康和神经退行性疾病中的潜力日益受到重视。不同植物提取物因其天然活性成分多样而具备多重作用机制，能够从多维度对抗氧化应激、抑制炎症、保护神经元以及维持血脑屏障完整性等方面发挥作用。在未来，更多植物提取物或其活性成分将有望被研发为AD的辅助治疗剂。

参考文献：

[1]仁济医、中国疾病预防控制中心慢性非传染性疾病预防控制中心、上海市精神卫生中心、复旦大学公共卫生学院等多家相关机构《中国阿尔茨海默病报告2024.》

[2]Ya-wei Lu,Ya-jun Wang,et al. Ginsenoside Rg2 alleviates astrocyte inflammation and ameliorates the permeability of the Alzheimer's disease related blood-brain barrier. Phytomedicine.doi.org/10.1016/j.phymed.2024.156063

[3] Sandeep Kumar Singh,Saurabh Srivastav,et al. Neuroprotective and Antioxidant Effect of Ginkgo biloba Extract Against AD and Other Neurological Disorders. Neurotherapeutics. https://doi.org/10.1007/s13311-019-00767-8

[4] Ankit Parikh,Zhengnan Shan,et al. A NOVEL FORMULATION OF CURCUMIN FOR ALZHEIMER'S DISEASE (AD): IN VITRO AND IN VIVO EVALUATION. Alzheimer's & Dementia. https://doi.org/10.1016/j.jalz.2016.06.2114

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