基于核因子κB 信號通路的中醫方藥防治認知障礙機制的研究進展

羅萌，高靜，段昭遠，劉承梅，，李瑞青，，蘇凱奇，陳卓，馮曉東，*

認知是人類大腦從外部世界中接收和分析處理各種信息，以主動深入了解外部世界的過程。認知功能涉及許多領域，包括注意力、學習記憶能力、執行功能、語言功能、知覺運動功能和社會認知［1］。認知障礙是指上述領域中的一種或多種功能出現障礙，可在不同程度上影響患者的身體健康和社會功能，降低其日常生活質量，嚴重時可威脅生命［2］。神經系統退行性疾病、心血管疾病、腦血管疾病、營養和代謝紊亂、創傷、感染、藥物等原因均可引起認知障礙［3］。目前認知障礙尚無特效藥，臨床常用的藥物主要有膽堿酯酶抑制劑、興奮性氨基酸受體拮抗劑等，但這些藥物臨床療效不理想，且并發癥和不良反應均較多。中醫藥治療可從多靶點、多環節、多層次上改善機體的病理狀態，可更好地適應人體的多樣性及病變的復雜性，在認知障礙的治療上具有一定優勢。核因子κB（NF-κB）是一類在機體細胞質中廣泛分布的蛋白質，在影響機體的自身免疫、炎性反應及細胞的生長調控中扮演著重要角色［4］。NF-κB 信號通路可調控神經元炎癥、凋亡、氧化應激、自噬等過程，是導致認知障礙發生與發展的關鍵環節。目前許多以調控NF-κB 信號途徑為目標的實驗方法正在從分子生物學角度為防治認知障礙探索一種新途徑。因此，本文以NF-κB 信號通路為切入點，對中醫方藥在認知障礙中的研究現狀進行綜述，以期為NF-κB 信號通路能否作為中醫藥發揮作用的靶點提供理論依據。

1 NF-κB 的分子生物學特性及其通路概述

NF-κB 蛋 白 家 族 由p50/p105、p52/p100、c-Rel、RelA/p65 和RelB 5 個成員共同組成，這些蛋白質通常可以作為轉錄因子，用來調控特定基因的表達，參與到一系列的生物學過程中［5］。NF-κB 通路有經典與非經典兩種途徑。在經典NF-κB 通路中，NF-κB 抑制蛋白（IκB）與NF-κB結合，使NF-κB 以非活化形式存在于細胞之中。當機體接收到多種刺激信號（其中包括各種細胞免疫應激、細胞炎性因子、自由基、紫外線輻射、氧化的低密度脂蛋白和各種細菌/病毒感染）時，IκB 激酶（IKK）的蛋白復合體（由IKKβ、IKKα 和NEMO 所組成）被激活，進而導致IκB 蛋白的磷酸化，釋放出NF-κB p50/RelA 二聚體。活化的NFκB p50/RelA 二聚體可單獨或與其他轉錄因子組合后轉移到細胞核中，將下游DNA 轉錄成mRNA，誘導蛋白質的合成。

與經典NF-κB 通路（圖1）［6］的不同之處是，非經典NF-κB 通路（圖2）［6］主要通過激活NF-κB 誘導激酶（NIK），繼而激活IKKα 復合體，磷酸化NF-κB p100 的C 末端殘基將NF-κB p100 加工為NF-κB p52，并由此形成了p52/RelB NF-kB 復合體，最終引起p52/RelB 核轉位及誘導蛋白質的合成［7］。

圖1 經典NF-κB 通路機制示意圖［6］Figure 1 Schematic diagram of the canonical NF-κB signaling pathway

圖2 非經典NF-κB 通路機制示意圖［6］Figure 2 Schematic diagram of the non-canonical NF-κB signaling pathway

2 NF-κB 與認知功能的關系

MEBERG 等［8］使用長時程增強（LTP，是一種用于測量突觸功能和記憶分子相關性的范例，通常聯合記憶相關的行為學測試用于評估海馬依賴性突觸可塑性和記憶的變化［9-16］）研究了感受刺激后NF-κB 在海馬穿質通路中的表達和激活，發現NF-κB 亞基p50 和p65 的表達增加，且NF-κB 隨著突觸活性的增強而被激活。YEH 等［17］研究還表明，組蛋白脫乙酰基酶（HDAC）抑制劑增強了大鼠杏仁核的長期記憶，而通過κB 誘餌DNA 給藥可以減弱這些作用。

使用特定的基因敲除模型小鼠可進一步闡明NF-κB 在學習記憶中的作用。MEFFERT 等［18］使用八臂迷宮（8-RAM）測試TNFR、p65 雙基因敲除（TNFR-/-p65-/-KO）模型小鼠學習記憶能力時，發現TNFR-/-p65-/-KO 模型小鼠比對照組小鼠錯誤次數更多，表現出選擇性學習缺陷。LEHMANN 等［19］在2010 年的研究提出，與野生型小鼠相比，P50 基因敲除（p50-/-）模型小鼠在Morris 水迷宮（MWM）中尋找隱藏平臺時的學習速度更快。KASSED 等［20］研究證明，在小鼠主動回避試驗中，缺乏NF-κB p50 亞基會損害記憶功能;但NF-κB p50-/-模型小鼠在曠場試驗和高架迷宮試驗中焦慮樣行為明顯減少［21］。DENIS-DONINI 等［22］研究也證明，p50-/-模型小鼠在Y 迷宮中表現出短期空間記憶的選擇性缺陷，而在MWM 中卻未觀察到長期空間記憶的缺損。上述研究證明，NF-κB 與認知功能相關，但其在記憶中的特定作用（尤其是在缺乏NF-κB p50 亞基的情況下）仍然存在疑問。

3 中醫方藥對認知障礙NF-κB 信號通路調控的研究

認知功能障礙在中國傳統醫學中與“善忘”“健忘”“呆病”“文癡”等病類似，屬神志病范疇。常因年老體虛、久病氣血耗損、飲食不節、七情內傷等多種病因，致人體髓減腦消，元神失養，神機失用而發病，與心、脾、腎三臟密切相關。病理性質多屬本虛標實，虛多實少，以虛實兼雜者為多。治療以補腎健脾、行氣活血、益氣升陽為原則［23］。

3.1 基于NF-κB 信號通路的中藥復方及制劑治療認知障礙的研究 中藥復方可通過抑制炎性因子的釋放，減少炎性反應導致的神經元損傷，繼而提供腦保護作用。丹左合方可降低阿爾茨海默病（Alzheimer's disease，AD）大鼠血清炎性因子C 反應蛋白（CRP）、環氧化酶-2（COX-2）、白介素（IL）-6含量，降低AD 大鼠海馬NF-κB、誘導型一氧化氮合酶（iNOS）的陽性表達，通過減輕炎性反應達到腦保護的作用［24］。加味不忘散可抑制淀粉樣蛋白前體蛋白/早老素1（APP/PS1）雙轉基因小鼠海馬組織NF-κB p65 激活及腫瘤壞死因子α（TNF-α）的釋放，其機制可能是通過抑制海馬炎性反應而發揮腦保護作用［25］。地黃飲子能使APP/PS1 轉基因模型小鼠皮質和海馬組織中TNF-α、IL-1β 的釋放水平下調，抑制皮質區磷酸化核因子（NF-κB pp65）蛋白表達，減少皮質及海馬神經元損傷［26］。

張賡［27］在AD 大鼠體外研究中使用含有改良三甲散的腦脊液干預細胞后發現，改良三甲散可有效抑制NF-κB 信號通路的過度激活，對AD 起到一定的神經保護作用。黃連解毒湯被證實具有抗氧化應激的功效，并可通過抑制IκB-NFκB 信號通路的活化，減輕大腦神經元病理損傷，對AD 有早期預防和輔助治療的作用［28］。參蓉膠囊可使AD 模型小鼠海馬CA1 區NF-κB p65、半胱氨酸天冬氨酸蛋白水解酶-3（Caspase-3）蛋白表達水平降低，核因子κB 抑制蛋白α（IκB-α）表達水平提高，抑制海馬神經元凋亡，改善AD模型小鼠的認知功能［29］。

中藥可通過影響NF-κB通路的上下游通路蛋白的表達，進一步調控NF-κB 通路的活性，改善認知功能。廖衛寧等［30］研究發現，醒腦靜注射液可顯著提高腦反復缺血-再灌注小鼠的學習記憶能力，縮小腦梗死體積，下調腦組織中Toll 樣受體4（TLR4）、NF-κB、IκB-α 的蛋白表達水平，減少細胞因子的釋放。吳東南等［31］發現酸棗仁湯干預慢性睡眠剝奪模型的大鼠后，海馬組織中TLR4、NF-κB p65 mRNA 及蛋白表達水平均下降，IκB-α mRNA 及蛋白表達水平提升，TLR4/NF-κB 信號通路被抑制，認知功能得到一定程度的改善。在血管性癡呆（vascular dementia，VD）大鼠模型中，加味腦泰方治療后發現，海馬組織中神經元病理結構改善，海馬組織沉默信息調節因子1（SIRT1）、IκB-α 表達增加，NF-κB p65 表達減少，炎性反應減弱，學習記憶能力顯著增強［32］。此外，用加味腦泰方含藥血清干預大鼠缺氧/復氧損傷后的海馬神經元，發現加味腦泰方可顯著增加海馬細胞活力，改善海馬神經網絡和樹突棘的受損，且能使該區域神經元中SIRT1、IκB-α 蛋白的表達明顯升高，NF-κB 蛋白的表達降低，說明加味腦泰方治療VD 的機制可能與調控SIRT1/NF-κB 通路及保護海馬神經元有關［33］。當歸芍藥散可顯著下調VD 大鼠TNF-α、NF-κB、磷酸化蛋白激酶B（p-AKT）蛋白表達水平，上調磷脂酰肌3-激酶（PI3K）、AKT mRNA 及蛋白表達水平，改善VD 大鼠認知，因此當歸芍藥散可能通過調控PI3K/AKT 通路，繼而影響NF-κB 信號通路，發揮對VD 的治療作用［34］。楊從等［35］在雌激素缺失模型（OVX）小鼠中發現，當歸芍藥散可增加雌激素受體（Ers，包括ERα 和ERβ）數量、抑制星形膠質細胞和小膠質細胞激活、降低海馬p-NF-κB、NF-κB、NOD 樣受體熱蛋白結構域相關蛋白3（NLRP3）、半胱氨酸天冬氨酸蛋白水解酶-1（Caspase-1）、凋亡相關斑點樣蛋白（ASC）、IL-1β 蛋白表達，改善OVX 小鼠認知功能。

此外，一些臨床研究也證實了中醫復方的神經保護作用。黃志剛等［36］在安宮牛黃丸治療重癥腦出血患者的臨床觀察中，發現患者口服安宮牛黃丸14 d 后，腦血腫體積減小，血管內皮生長因子（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）評分、簡易精神狀態檢查量表（MMSE）評分升高，證明安宮牛黃丸可改善重癥腦出血患者認知和神經功能。謝文婷等［37］用加減薯蕷丸治療輕、中度AD 患者發現，加減薯蕷丸可顯著提升患者MMSE 評分，降低阿爾茨海默病評定量表-認知分量表（ADAS-Cog）及日常生活活動能力量表（ADL）評分及血清IL-1β、NF-κB、微小RNA-146a（miR-146a）含量，證明加減薯蕷丸能使輕、中度AD 患者的認知功能和日常生活能力明顯改善，對防治AD 有一定療效。

3.2 基于NF-κB 信號通路的單味中藥及其提取物治療認知障礙的研究

3.2.1 清熱類藥 梔子有瀉火除煩、清熱的功效，其提取物梔子苷可顯著降低睡眠剝奪大鼠的血清S100 鈣結合蛋白B（S100B）和神經元特異性烯醇化酶（NSE）表達水平，海馬IL-1β、IL-6、TNF-α 含 量， 以 及TLR4、NF-κB p65 mRNA 和蛋白表達量，提高行為學檢測的正確率，上述反映說明梔子苷改善睡眠剝奪大鼠認知功能的機制可能與抑制TLR4/NF-κB 通路過度激活、緩解神經炎性反應有關［38］。

通天草有清熱解毒、利尿、降逆的功效。劉旭等［39］研究證實，通天草提取物可上調AD 大鼠海馬區內IκB-α 的表達，下調Caspase-3 的表達，減少NF-κB 和IKBα 裂解并抑制NF-κB 的核轉位，進而避免細胞凋亡，起到神經保護作用。冬凌草有清熱解毒、消炎止痛的功效。使用冬凌草甲素干預Aβ1-42 誘導的AD 模型小鼠，可使小膠質細胞及星形膠質細胞受到顯著抑制，下調IL-1β、IL-6、iNOS、單核細胞趨化蛋白-1（MCP-1）、TNF-ɑ、COX-2 的mRNA 水平，并可通過下調p-IκB 表達，抑制IκB-α 降解，阻止NF-κB p65 轉位入核進而激活轉錄，改善認知功能［40］。

鬼針草有清熱解毒、散瘀消腫的功效。在局灶性腦缺血大鼠模型中，李麗麗等［41］證實鬼針草總黃酮可使海馬組織腦源性神經營養因子（BDNF）的表達增加，p-NF-κB p65 蛋白表達以及細胞因子釋放減少，進而達到神經保護的作用。

葉下珠有解毒、消炎、清熱止瀉、利尿的功效。在脂多糖（LPS）誘導的大鼠模型中，葉下珠水提物可改善其神經元受損情況，顯著下調血清中IL-1β 和TNF-α 水平，緩解神經炎癥，并降低NF-κB、IκB-α 磷酸化水平［42］。

積雪草有清熱解毒、利濕消腫的功效。研究證實，積雪草苷可使Aβ_（1-42）誘導的hBMECs 細胞凋亡受到抑制，并使TLR4、腫瘤壞死因子受體相關因子6（TRAF6）、p-NF-κB p65 的蛋白表達降低，TNF-α 與IL-6 釋放減少，阻止NF-κB 從胞漿轉移至胞核，起到神經保護的作用［43］。

金線蓮有清熱涼血、祛風利濕的功效。金線蓮多糖可使經D-半乳糖溶液（40 mg/kg）誘導的衰老模型小鼠的SOD 活性顯著升高，腦皮質p-NF-κB 表達水平顯著降低，空間探索、學習記憶能力得到明顯提高，證實金線蓮提取物可顯著改善衰老模型小鼠的認知功能［44］。

3.2.2 活血類藥 三七有活血化瘀、消腫定痛的功效。用三七總皂苷干預快速老化癡呆模型小鼠（SAMP8），發現三七總皂苷可降低其腦組織中NF-κB/p50 mRNA 和蛋白表達，這可能是三七下調淀粉樣前體蛋白基因表達，繼而治療癡呆的作用機制［45］。

紅景天有益氣活血、通脈平喘的功效。熊躍等［46］研究表明，紅景天苷可通過抑制NF-κB 及COX-2 表達，并使其MDA 含量、乙酰膽堿（Ach）水平及單胺氧化酶（MAO）活力下降，SOD 活力、乙酰膽堿酯酶（Ach E）水平上升，進而改善VD大鼠認知，產生腦保護作用。張佳等［47］研究發現，對AD 大鼠給予紅景天苷灌胃干預后，SOD 活性明顯上調，MDA 活性、iNOS 的表達顯著下調，NF-κB 蛋白表達降低，證明紅景天苷的抗氧化應激作用可能是其治療AD 的機制之一。

姜黃有行氣破瘀、通經止痛的功效。曹佳等［48］給膿毒癥模型小鼠腹腔注射姜黃素后發現，其海馬區神經元病理情況明顯改善，SOD 活性上調，MDA 活性下調，且炎性因子和乙酰化NF-κB（Ac-NF-κB）、Ac-p53 表達均下調，行為學明顯改善。另有研究也發現，姜黃素可改善AD 大鼠的認知功能，其機制與調控NF-κB 通路、減少凋亡有關［49］。在細胞層面，黃盼等［50］研究證實在APPswedish（K595N/M596L）的穩轉細胞系中，姜黃素通過抑制NF-κB 信號通路的過度激活和淀粉樣蛋白酶切途徑，使分泌至胞外的Aβ 表達量降低，對AD 起到神經保護作用。

雷公藤有祛風除濕、活血通絡、消腫止痛、殺蟲解毒的功效。姚鵬等［51］對VD 大鼠腹腔注射雷公藤甲素發現，大鼠海馬區氧化應激及炎性反應顯著減緩，SIRT1、IκB-α 的表達顯著提高，NF-κB 和Caspase 3 的表達明顯降低，NF-κB的核轉位受到明顯抑制，認知功能明顯改善［52］。

3.2.3 補腎益氣類藥 五味子有收斂固澀、益氣生津、補腎寧心的功效。用五味子醇甲干預APP/PS1 雙轉基因癡呆模型小鼠后發現，其空間探索記憶能力顯著提高，可能與ROS 含量及NF-κB p65、NF-κB pp65 表達降低有關［53］。于方等［54］用華中五味子酮干預AD 模型大鼠發現，海馬組織NF-κB 及iNOS 表達顯著降低，短期學習記憶能力得到明顯提升。

蛇床子有燥濕祛風、殺蟲止癢、溫腎壯陽的功效。蛇床子素可顯著下調TLR4、TRAF6 和NF-κB 的表達，減輕炎性反應，且能有效抑制AD 大鼠的小膠質細胞和星形膠質細胞的激活，改善AD 大鼠的學習記憶能力［55］。

芝麻有補肝腎、益精血、潤腸燥、通乳的功效。采用經LPS 誘導的系統性炎癥C57BL/6 小鼠，在膳食中補充芝麻酚5 周后，發現芝麻酚可顯著改善小鼠認知能力，抑制膠質細胞的過度激活、相關炎性因子（如iNOS、COX-2、IL-1β 和TNF-α）表達；此外，體外實驗表明芝麻酚可抑制IκB-α的DNA 結合活力及NF-κB 的核轉移能力，緩解細胞氧化應激［56］。

藍布正有益氣健脾、補血養陰、潤肺化痰的功效。對AD 模型小鼠給予藍布正提取物干預后發現，其海馬NF-κB p65、IκB-α、IKK-α 蛋白的表達明顯降低，病理形態得到改善，學習記憶力明顯得到提高［57］。

3.2.4 升陽類藥 葛根有解肌退熱、透疹、生津止渴、升陽止瀉的功效。韓莉花等［58］用葛根知母藥干預2 型糖尿病認知障礙模型大鼠發現，葛根知母聯用可顯著降低腦組織高遷移率族蛋白B1（HMGB1）、晚期糖基化終末產物受體（RAGE）、p-NF-κB p65、p-IκB-α 的蛋白表達，改善學習記憶能力。升麻有發表透疹、清熱解毒、升舉陽氣的功效。有學者使用升麻提取物類葉升麻苷干預APP/PS1 轉基因模型AD 小鼠，發現類葉升麻苷可以顯著降低海馬及皮質組織中p-NF-κB p65/NF-κB p65 比值，提升p-AKT-308/AKT、p-AKT-473/AKT比值，進而抑制神經元凋亡，治療神經退行性疾病［59］。

黃芪有補氣升陽、固表止汗、利水消腫、生津止血、行滯通痹的功效。黃芪提取物可通過提高AD 模型大鼠海馬區IκB-α 的含量而加劇IκB-α 與NF-κB 結合，抑制Caspase-3 的激活，抑制神經元凋亡，提供神經保護作用［60］。

3.2.5 其他類藥 火麻仁有潤腸通便的功效。黃浩［61］研究發現用火麻仁提取物干預D-半乳糖誘導的衰老模型大鼠，可降低膠質纖維酸性蛋白（GFAP）、p-IKK、p-IκB 與p-p65 水平，抑制NF-κB 向細胞核轉移，緩解炎性反應，進而提升衰老模型大鼠空間學習和記憶能力。

旋覆花具有降氣、消痰、行水、止嘔的功效，其提取物旋覆花內酯既可通過抑制NF-κB 及炎性因子表達來減輕炎性反應，又可抑制神經元凋亡，起到神經保護作用［62］。

4 小結與展望

綜上所述，NF-κB 通路與認知功能關系密切，可能是中藥防治認知障礙的干預靶點。諸多研究證實中藥可通過對NF-κB 通路各個環節調節如炎癥、氧化應激、自噬、凋亡等，抑制NF-κB 信號通路的過度激活，降低炎性因子水平，改善腦組織病理狀態，調整中樞膽堿能和其他神經遞質異常，在治療認知障礙上有一定作用。中醫治療選方用藥多以補腎健脾、行氣活血、益氣升陽為原則，使用清熱、活血、補腎、益氣升陽的藥物。

然而，目前研究多以動物研究為主，研究方法單一，未使用通路相關阻斷劑或抑制劑做對照，且對通路上下游及與其他通路的交匯探索不夠完善。此后的研究應從機制及臨床研究出發，機制研究中應探討NF-κB 通路上下游相關蛋白與通路與認知障礙的關系，體內、體外加入抑制劑對照組反向驗證，可使用基因敲除動物或腺病毒、外泌體靶向運載藥物進一步探討中藥的干預靶點。因NF-κB 通路對認知障礙的雙向作用，還應探討過度抑制NF-κB 是否會引起免疫紊亂或其他問題。在臨床研究中，應發揮中醫辨證論治的優勢，根據不同證型選方用藥，建立多中心、大樣本的隨機對照試驗（RCT），可引入功能磁共振等方法，多層次、多方位探討中藥治療認知障礙的機制及療效。此外，藥物的有效性和安全性在藥物開發中至關重要，而國際對中藥安全性的擔憂導致其的認可度和接受度較低。因此，廣大中醫工作者應致力于提供中藥治療的安全性及有效性的證據。隨著越來越多的中藥改善認知功能障礙的療效及安全性研究，相信在不久的將來，中藥將對認知障礙的防治做出重大貢獻，從而使認知障礙成為可預防和可治愈的疾病。

表1 中藥復方對認知障礙NF-κB 信號通路調控的效應Table 1 The effects of compound preparations of Chinese medicine on the regulation of NF-κB signalingpathway in cognitive impairment

表2 中藥單體及其有效成分對認知障礙NF-κB 信號通路調控的效應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

作者貢獻：羅萌負責文章的構思、設計與撰寫；高靜進行可行性分析及修訂工作；劉承梅承擔文獻/資料收集工作；段昭遠、李瑞青對所收集的資料進行整理；蘇凱奇、陳卓對資料進行分析與解釋；馮曉東負責文章的質量控制及審校，并對文章整體負責，監督管理。

本文無利益沖突。

本文文獻檢索策略：

計 算 機 檢 索PubMed、Cochrane Library、Web of Science、中國知網、維普網、萬方數據知識服務平臺、中國生物醫學數據庫7 個數據庫，同時追溯納入文獻的參考文獻，并手工檢索了以往雜志，語種不限。檢索時間均從建庫至2021-05-01。采取主題詞、自由詞組合的方式檢索，通過“AND”“OR”“NOT”進行邏輯檢索式的組配。檢索詞：（1）中醫，中藥，復方，核因子κB，認知障礙；（2）Chinese Medicine，NF-κB，cognitive impairment。 文獻納入標準：基于核因子κB 通路中醫藥防治認知障礙相關疾病的臨床研究、基礎研究及文獻研究；文獻排除標準：重復發表或數據不詳的文獻、年份陳舊、質量較差的文獻等。