《Brain Disorders》:Potential Role of Magnolol: A Comprehensive Review on Its Efficacy in Managing Neurological Disorders
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本文聚焦厚樸酚(MG),系統闡述其在神經系統疾病治療中的作用。MG 源自厚樸,具有多種生物活性。研究表明,它在抑郁、焦慮、神經退行性疾病、中風等病癥中展現出治療潛力,還涉及多種作用機制,但也存在挑戰,值得深入探究。
1. 引言
神經系統退行性疾病是一類復雜的慢性疾病,像阿爾茨海默。ˋD)、帕金森。≒D)等,主要影響老年人,會導致認知和運動功能障礙。這些疾病的病因復雜,涉及遺傳、環境因素,大腦衰老、氧化應激、炎癥反應以及細胞凋亡調控異常等在疾病發展中起著關鍵作用。目前針對這些疾病的常規治療手段有限,且存在副作用,因此從天然產物中尋找治療藥物成為研究熱點。
厚樸酚(MG)是從中藥厚樸中提取的木脂素類化合物,在傳統中醫藥和日本醫學中應用已久。它具有多種生物活性,如抗癌、抗炎、抗氧化等,尤其在神經系統疾病治療方面展現出巨大潛力,可通過調節多種分子信號通路和離子通道發揮神經保護作用。本綜述旨在全面評估 MG 在神經系統疾病治療中的有效性及潛在的神經藥理學機制。
2. 方法
通過檢索 PubMed、Medline、Scopus 等多個數據庫,收集 1990 - 2021 年期間發表的英文研究論文、社論和綜述,檢索詞包括 “MG”“記憶問題”“認知缺陷”“神經退行性疾病” 等相關術語,以此獲取關于 MG 治療神經系統疾病的相關信息。
3. 厚樸酚的化學性質
厚樸酚(MG)是一種羥基聯苯木脂素,從厚樸樹皮中提取。其分子式為 C18H18O2,分子量 266.34g/mol,熔點在 101.5 - 102°C,25°C 時在水中的溶解度為 1.24mg/L,蒸氣壓為 4.37×10-7mmHg,最大吸收波長(λmax)為 293nm 。其在植物中的含量受多種環境因素影響,如產地、種植高度、植物年齡及取材部位等,在植物根部的濃度最高?刹捎枚喾N方法從樹皮、根和葉中提取 MG,包括水提、有機溶劑提取,也可使用超臨界萃取、浸漬、超聲等技術提高提取率。
4. 厚樸酚的藥代動力學特征和代謝特性
在動物模型中,口服 MG 后,其能在大鼠的腦、腎、肝等器官中檢測到,表明可被吸收并分布到全身。MG 主要通過脂質樣機制經胃腸道吸收,存在腸肝循環 ?诜,其平均血漿峰濃度可達 426.4±273.8ng/mL,生物利用度為 17.5±9.7%,但絕對生物利用度較低,僅為 4% 。肝臟中 MG 及其葡糖醛酸衍生物濃度最高,其他重要器官如腎、腦、肺、心等也含有一定水平。
在代謝方面,腸道和組織中的細菌酶可對 MG 進行修飾,產生多種羥基和氫化衍生物,以及葡糖醛酸和硫酸鹽結合物?诜 [ring - 14C] MG 后,24 小時內 11% 的放射性劑量經尿液排出,約 65% 經糞便排出。糞便中的代謝物主要為 MG 及其游離形式的代謝物,如四氫厚樸酚和反式異厚樸酚等,而葡糖醛酸和硫酸鹽結合物僅占排出物質的 6% 。在人體代謝中,MG 主要通過與葡糖醛酸結合增加親水性,便于排出體外。
5. 厚樸酚在治療神經系統疾病中的療效
5.1 在抑郁和焦慮中的作用
多項研究表明,MG 在抑郁模型中具有抗抑郁特性。在皮質酮(CORT)誘導的抑郁動物模型中,長期給予 MG 可恢復腦源性神經營養因子(BDNF)的 mRNA 和蛋白水平,提高小鼠對蔗糖的偏好,減少快感缺失行為,同時顯著提高大腦中血清素(5 - HT)水平,在較高劑量(100mg/kg)時還能增加海馬體中 5 - HT 和去甲腎上腺素(NE)的濃度 。
在不可預測的慢性輕度應激(UCMS)誘導的抑郁大鼠模型中,MG(20 和 40mg/kg)可改善行為異常,恢復曠場試驗中的活動水平,提高蔗糖偏好指數,縮短強迫游泳試驗(FST)中的不動時間,同時恢復海馬體和前額葉皮層(PFC)中膠質纖維酸性蛋白(GFAP)的水平,提示其抗抑郁作用可能與星形膠質細胞的神經營養通路有關 。此外,MG(50mg/kg 和 100mg/kg)還可通過 Nrf2/HO - 1/NLRP3 信號通路促進 M2 小膠質細胞極化,減少 M1 小膠質細胞極化,從而減輕慢性不可預測溫和應激(CUMS)誘導的抑郁樣行為 。
5.2 在神經退行性疾病中的作用
神經炎癥是中樞神經系統(CNS)中由膠質細胞(尤其是小膠質細胞和星形膠質細胞)積聚引發的炎癥反應,可導致組織損傷。MG 可通過抑制促炎細胞因子、下丘腦 - 垂體 - 腎上腺(HPA)軸亢進和氧化應激產生抗抑郁樣作用 。給予 MG(20mg/kg 和 40mg/kg)后,白細胞介素 - 1(IL - 1)的表達顯著降低,同時抑制前額葉皮層中小膠質細胞的活性,下調細胞因子水平 。在小鼠中腹腔注射 MG(25mg/kg)可保護神經元免受三甲基錫(TMT)誘導的損傷 。MG(50mg/kg 和 100mg/kg)還可促進 Nrf2 核轉位,抑制其泛素化,從而抑制 NLRP3 炎性小體的激活 。在阿爾茨海默。ˋD)中,MG 可增加抗炎介質如 IL - 10 的合成,降低促炎細胞因子如 IL - 1β、IL - 6 和 TNF - α 的水平,通過調節 PI3K/Akt/GSK - 3β 和 NF - κB 信號通路,改善 TgCRND8 小鼠的認知缺陷,減輕淀粉樣病理,恢復突觸功能 。
AD 是一種慢性神經退行性疾病,主要特征為記憶喪失、認知能力下降和嚴重的神經退行性變,年齡是主要風險因素 。給雄性 TgCRND8 小鼠口服 MG(20 和 40mg/kg)4 個月后,通過多種行為學測試發現,MG 可顯著改善其認知缺陷,且 40mg/kg 劑量的 MG 在改善認知、抑制神經炎癥、防止 Aβ 沉積和改善突觸功能方面比多奈哌齊更有效 。在轉基因秀麗隱桿線蟲中,MG 可減輕 AD 樣疾病的嚴重程度,在體外實驗中,MG 可抑制 Aβ 積累,促進其吞噬和破壞,其作用機制至少部分依賴于 PPAR - γ 的活性 。在衰老加速小鼠(SAM)中,給予 MG(10mg/kg)可減輕年齡相關的學習和記憶能力下降 。
帕金森。≒D)是全球第二常見的神經系統疾病,其特征為大腦中多巴胺嚴重耗竭和多巴胺能神經元丟失 。在 MPTP 誘導的 PD 小鼠模型中,給予 MG(10mg/kg)腹腔注射,通過 PET 成像發現,MG 可幫助修復神經元損傷 。在體內外實驗中,MG(30mg/kg)可減輕 MPTP 誘導的紋狀體脂質過氧化,降低 MPP+誘導的人神經母細胞瘤 SH - SY5Y 細胞的細胞毒性和活性氧(ROS)生成 。此外,在 SH - SY5Y 細胞中,MG 對 6 - OHDA 誘導的細胞毒性具有神經保護作用,亞慢性給予 MG(10 - 20mg/kg 或 1 和 10mg/kg)可減輕阿撲嗎啡誘導的旋轉行為,提示 MG 對帕金森病的運動功能障礙可能具有預防和治療潛力 。
5.3 在中風中的作用
腦缺血性中風對人類健康危害極大,是由于局部腦組織血液灌注突然減少或供血動脈完全阻塞,導致腦組織缺血、缺氧、缺糖,進而損傷和壞死 。MG 具有保護神經、防止缺血再灌注(I/R)損傷的能力 。給大鼠腹腔注射 MG(75mg/kg),每日 1 次,連續 7 天,可增加 BDNF 表達,降低 Bax 表達,從而防止細胞凋亡,保護神經,改善腦缺血性中風癥狀 。不同劑量的 MG(10 和 30mg/kg 腹腔注射)可降低急性炎癥細胞因子水平,減少梗死體積 。研究還發現,MG 可通過激活 SIRT1,抑制 Ac - FOXO1 表達,降低 Bax 表達,增加 Bcl - 2 表達,從而減輕缺血性腦損傷 。在不同時間點給予不同劑量的 MG,均能在一定程度上減少腦梗死,改善神經行為學結果,降低神經毒性 。
5.4 在創傷性腦和脊髓損傷中的作用
MG 作為一種自由基清除劑,在創傷性腦損傷(TBI)中發揮重要作用。給大鼠單次注射 MG(2mg/kg),可通過增加缺血皮層中 TGF - 1 的表達,降低甘油和羥基自由基水平,減輕氧化腦損傷、細胞凋亡和神經功能障礙 。
5.5 在癲癇中的作用
圍產期癲癇是一種嚴重的腦部疾病,由興奮性和抑制性過程失衡導致,表現為持續性、不可預測的癲癇發作 。給予 MG(30mg/kg)可顯著縮短小鼠的平均癲癇發作持續時間,保護 75% 的小鼠 。不同劑量(40 和 80mg/kg 腹腔注射)的 MG 可減少癲癇發作尖峰頻率,延長發作起始時間,其抗癲癇作用通過 GABAA / 苯二氮?受體復合物介導 。此外,預處理 MG(5mg/kg 腹腔注射)可阻斷谷氨酸介導的 Ca2 +內流,提高由 NMDA 誘導的癲癇發作閾值 。
5.6 在神經病變中的作用
神經性疼痛(NP)是一種慢性疼痛,由外周或中樞體感通路的損傷或疾病引起,主要特征為初級傳入感覺神經元的興奮性增強,多種神經遞質或介質分泌增加 。MG 對神經性疼痛具有抗傷害感受作用,其機制可能與 P2Y12 受體和 p38 絲裂原活化蛋白激酶(p38 MAPK)有關 。給予 MG(30mg/kg)可顯著減輕神經損傷后的機械性和熱痛覺過敏 。在炎癥動物研究中,MG(10 - 40mg/kg)可劑量依賴性地抑制爪腫脹,降低機械感覺,抑制神經元的興奮性,減少神經遞質誘導的炎癥性疼痛 。
6. 厚樸酚的安全性和毒性分析
研究表明,MG 在治療抑郁癥時,不僅能改善膠質萎縮,還能通過調節慢性應激引起的下丘腦 - 垂體 - 腎上腺(HPA)軸失調、減少神經炎癥、促進神經發生,顯著改善 UCMS 誘導的行為異常,使皮質酮水平恢復正常,減輕 HPA 軸亢進 。
在安全性方面,現有文獻綜合顯示,MG 通常耐受性良好,在多種體外和體內模型中表現出低毒性,在臨床相關劑量下未觀察到明顯不良反應 。Ames 試驗和體外遺傳毒性試驗表明,含有高比例 MG 的厚樸樹皮提取物無致突變性和遺傳毒性 。不過,MG 會抑制細胞色素 P450 單加氧酶(CYP)的多種同工型,可能與經 CYP 酶代謝的藥物發生相互作用 。MG 的生物利用度為 17.5±9.7%,絕對生物利用度僅 4%,主要分布在肝臟、腎臟、大腦、肺和心臟等器官,其中肝臟中含量最高 。
7. 挑戰和局限性
MG 面臨的主要挑戰之一是其生物利用度有限,由于水溶性差,影響了其在胃腸道的吸收,這可能需要更高劑量才能達到治療濃度 。雖然已知 MG 通過多種機制發揮神經保護作用,但其在復雜的神經系統疾病中具體的作用途徑尚未完全明確,需要進一步深入研究其確切的分子機制,以開發更有效的靶向治療方法 。
MG 在高劑量時可能存在不良反應,如鎮靜、頭暈和胃腸道問題,且個體對 MG 的反應存在差異,這對其安全性評估帶來挑戰 。目前關于 MG 的研究大多在體外或動物模型中進行,臨床研究較少,從臨床前研究到臨床應用的轉化存在諸多困難,缺乏有力的臨床數據支持其在治療神經系統疾病中的安全性和有效性 。
8. 結論
植物是生物活性化合物的天然寶庫,對開發治療神經系統疾病的藥物具有重要意義。厚樸酚(MG)及其修飾衍生物在神經醫學領域展現出廣闊的應用前景,為治療多種神經系統疾病提供了新的思路和潛在藥物選擇。
9. 未來展望
確定治療神經退行性疾。∟DDs)的新靶點為開發新藥奠定了基礎,MG 作為一種具有多種治療用途的物質,受到了科學家們的廣泛關注 。多項研究表明,MG 可影響多種分子信號通路,在治療焦慮、抑郁、中風、神經退行性疾病、癲癇和糖尿病神經病變等方面具有潛力,還能保護神經元免受創傷和化學損傷 。在臨床前研究中,MG 在治療中風和神經炎癥方面已顯示出一定的前景,但仍需開展更多的臨床研究,深入探究其在動物模型中的具體作用機制,以推動其從臨床前研究向臨床應用的轉化。