Uncaria rhynchophylla生物碱提取物通过调节氧化应激途径发挥神经保护作用，对抗淀粉样蛋白-β的毒性

《Journal of Ethnopharmacology》：Neuroprotective effects of Uncaria rhynchophylla alkaloid extracts against amyloid-β toxicity via regulation of oxidative stress pathways

　　

钟瑞芳|陈志奇|李水峰|姜建国

华南理工大学食品科学与工程学院，广州，510640，中国

摘要

民族药理学意义

钩叶乌头（Uncaria rhynchophylla）是中医中用于治疗神经系统疾病的重要药用植物，其富含生物碱的成分被认为是其对中枢神经系统产生影响的主要活性成分。

研究目的

本研究旨在探讨钩叶乌头生物碱提取物（URAs）对β-淀粉样蛋白（Aβ）诱导的神经毒性和氧化应激的神经保护作用，并阐明其潜在的分子机制。

材料与方法

URAs通过LC-MS/MS方法进行化学分析。神经保护作用通过转基因秀丽隐杆线虫（C. elegans）CL2006和CL2355细胞以及H?O?诱导的PC12细胞进行评估。在秀丽隐杆线虫中，研究了麻痹现象、Aβ沉积和趋化行为。同时测量了氧化应激标志物，包括活性氧（ROS）、脂褐素积累、脂质过氧化（MDA）和抗氧化酶活性（SOD、CAT）。定量实时PCR用于检测相关信号通路的基因表达。

结果

URAs处理显著延缓了转基因秀丽隐杆线虫的Aβ诱导的麻痹，减少了Aβ沉积，并改善了趋化行为，同时降低了ROS、脂褐素和MDA水平，提高了SOD和CAT活性。此外，URAs调节了参与Aβ代谢、蛋白酶体功能和抗氧化防御的基因表达，并显著抑制了p38 MAPK信号通路的成分表达。

结论

我们的研究结果表明，URAs通过增强抗氧化防御、调节蛋白质稳态等多靶点机制发挥神经保护作用，显示出其在阿尔茨海默病（AD）干预中的治疗潜力。

引言

阿尔茨海默病（AD）是一种与年龄相关的神经退行性疾病，占所有痴呆病例的60%-70%（Dubois等人，2021年）。随着全球人口老龄化加剧，AD的患病率持续上升。根据世界卫生组织的统计，目前全球约有5500万AD患者，预计到2050年这一数字将超过1.5亿（Kamatham等人，2024年）。AD不仅严重损害患者的生活质量，还给家庭和社会带来巨大的经济和护理负担（“2024年阿尔茨海默病事实与数据”，2024年）。其主要病理特征包括由β-淀粉样蛋白（Aβ）沉积形成的老年斑块（Bradshaw等人，2024年）、tau蛋白过度磷酸化导致的神经纤维缠结（Abyadeh等人，2024年），以及随后的氧化应激（Dhapola等人，2024年）、神经炎症（Heneka等人，2024年）和神经元凋亡（Scheltens等人，2021年；Tag等人，2022年）。其中，氧化应激被认为是AD发病和进展的核心因素。氧化应激是指在内源性或外源性刺激下产生过量活性氧（ROS）的生理状态（Jomova等人，2023年）。当ROS生成超过身体的清除能力时，细胞和组织会受到广泛损伤，导致神经元细胞膜脂质过氧化以及蛋白质和DNA的损伤（Schieber等人，2014年；X. Wang等人，2025年）。这最终引发细胞功能障碍和死亡，从而引发与衰老和神经退行性疾病（如阿尔茨海默病）相关的一系列病理变化（Huang等人，2025年）。

因此，开发能够有效干预和减缓AD病理进展的药物已成为一个亟需解决的科学问题。然而，由于AD的病因和病理机制尚未完全明了，大多数现有治疗药物只能缓解临床症状，无法有效阻止或逆转疾病进展（Passeri等人，2022年）。临床上主要采用“对症治疗”策略，使用乙酰胆碱酯酶抑制剂（如多奈哌齐和利凡斯的明）（Shamsi等人，2020年）、N-甲基-D-天冬氨酸受体拮抗剂（如美金刚）（Singh等人，2024年）和脑代谢激活剂（Minhas等人，2024年；Yulug等人，2023年）等疗法，以改善患者的认知功能并延缓疾病进展。

在这种情况下，天然产物因其多靶点和多途径调节特性、良好的安全性以及调节复杂病理网络的能力而受到越来越多的关注，被视为有前景的AD神经保护剂。越来越多的证据表明，包括生物碱、黄酮类和多酚在内的天然化合物可以缓解与AD相关的病理过程，如氧化应激、神经炎症和神经元损伤（C. H. Chen等人，2024年；Genchi等人，2024年；Gri?án-Ferré等人，2021年）。

钩叶乌头（Uncaria rhynchophylla）（Miq.）Jacks.（茜草科）是一种在中国医学中广泛用于治疗神经系统疾病的传统草药，据报道具有多种神经保护作用（L. Gao等人，2022年；Kuang等人，2024年）。其药理活性主要归因于吲哚和氧吲哚生物碱，如钩叶乌头碱（rhynchophylline）和异钩叶乌头碱（isorhynchophylline）（Yu等人，2024年），这些生物碱具有抗氧化、调节钙通道和神经保护作用（L. L. Chen等人，2024年；Zhou等人，2021年）。这些发现表明，钩叶乌头中的生物碱可能是缓解神经退行性病变，特别是AD的有希望的候选物质。

然而，大多数关于钩叶乌头生物碱的研究主要集中在细胞模型上，针对AD相关病理过程（尤其是Aβ相关毒性和氧化应激）的系统性研究仍然有限。虽然之前的研究利用网络药理学预测了钩叶乌头生物碱的抗AD靶点（Jiang等人，2023年；Zeng等人，2021年）或比较了钩叶乌头和毛叶乌头（U. tomentosa）的体内抗AD效果（Xu等人，2021年），但直接将不同生物碱组分与多种AD相关表型联系起来的体内证据仍然缺乏。在本研究中，制备了富含生物碱的钩叶乌头提取物，并使用AD转基因秀丽隐杆线虫模型和H?O?诱导的PC12细胞氧化损伤模型评估了其神经保护作用。本研究的新颖之处在于三个方面：（i）首次在AD转基因秀丽隐杆线虫模型中系统地多表型验证了钩叶乌头生物碱的作用，涵盖了行为、病理和氧化应激相关指标；（ii）对三种纯化的生物碱组分进行了比较评估，从而确定了特定组分的生物活性；（iii）将这些作用与保守的应激反应通路（特别是DAF-16/FOXO和p38 MAPK信号通路）联系起来。

通过整合行为测定、生化分析和基因表达谱分析，本研究旨在阐明钩叶乌头生物碱的保护作用背后的抗氧化应激相关机制。研究结果为钩叶乌头生物碱作为缓解AD相关病理变化的有希望的天然候选物质提供了实验依据。

章节摘录

植物材料与提取物制备

钩叶乌头的干燥茎和枝条购自秀山福兴通中药饮片有限公司（中国贵州），并由华南理工大学的姜建国教授进行了鉴定。样品凭证已存放在华南理工大学食品科学与工程学院的标本馆中，编号为UR-2025。

干燥的茎被放置在一个电...

URAs的化学成分

通过LC-MS/MS分析建立了URAs的化学图谱。根据保留时间、准确的相对分子质量和典型碎片离子，通过与MASSBANK数据库和先前报道的文献比较，初步鉴定并确定了样品中的主要成分。图1A-C分别展示了CURA、PURA1和PURA2的总离子电流（TIC）色谱图。鉴定出的化合物及其相应的分析数据总结在...

讨论

钩叶乌头长期以来被用于传统医学中治疗神经系统疾病，包括抽搐、高血压和认知障碍。现代药理学研究表明，钩叶乌头提取物具有广泛的神经保护作用，如抗氧化、抗炎和抗兴奋毒性作用（W. Yang等人，2020年）。在其多种植物化学成分中，吲哚和氧吲哚生物碱被认为是...

结论

总之，本研究证明钩叶乌头生物碱提取物在秀丽隐杆线虫和细胞模型中对氧化应激和Aβ相关的神经毒性具有保护作用。URAs通过增强内源性抗氧化防御、减少ROS积累、调节Aβ相关过程和调节应激反应信号通路来缓解病理表型。这些发现表明URAs具有缓解...

CRediT作者贡献声明

李水峰：方法学。姜建国：监督、资源、项目管理。钟瑞芳：写作——审稿与编辑、初稿撰写、方法学。陈志奇：初稿撰写、方法学

未引用的参考文献

2024年阿尔茨海默病事实与数据；Cesar和Morud，2025年；Chen等人，2024年；Livak和Schmittgen，2001年；Merrow和Olmedo，2014年；Murayama和Maruyama，2018年；Singh和Kumar，2024年；Tokmakov和Sato，2019年。

利益冲突声明

作者声明没有已知的利益冲突。

利益冲突声明

作者声明他们没有可能影响本文工作的已知财务利益或个人关系。

致谢

本项目得到了国家自然科学基金（项目编号32072201和32372286）和广东省自然科学基金（项目编号2023A1515011967和2023A1515012223）的支持。