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基于TREM2通路调控小胶质细胞极化探讨中药复方恒清Ⅱ号方改善阿尔茨海默病的作用机制

申报人:孟胜喜 申报日期:2025-03-27

基本情况

医学院第二十期大创项目(2025-2027)
基于TREM2通路调控小胶质细胞极化探讨中药复方恒清Ⅱ号方改善阿尔茨海默病的作用机制
创新训练项目
医学
中西医结合类
医学
中西医结合类
医+X交叉学科项目
医学院
孟胜喜
指导教师
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承担与本项目相关的科研课题:

中华医学会医学教育分会2023年度医学教育研究课题(2023B228)

2024年上海健康医学院教师教学研究项目(CFDY20240028)

2024年上海市第六人民医院“脑科学与类脑研究”(ynnkxyb202415)

2025年度市六医院医疗服务能级提升工程医政管理优化项目(20250107)

2023年度上海市第六人民医院医学教育研究课题(X-222)

上海交通大学医学院2023年度教师培训发展项目(JFXM202304

上海交通大学2020年教育教学研究项目(JYJX200025

上海市第六人民医院2020年度医学教育研究课题(LYJXYB2001 

上海交通大学医学院2019年度教师培训发展项目(JFXM201909

上海市第六人民医院医疗服务能级提升工程临床医疗技术骨干队伍培育项目(20220213

上海市第六人民医院2022年度抗击新冠肺炎疫情应急专题项目(ynxg202218

上海市科委中医引导类项目(19401932500

上海市科委2019年度科技创新行动计划临床医学领域科技支撑项目(19401970600

上海市进一步加快中医药事业发展三年行动计划(2018-2020年)中医药重大临床研究(ZY2018-2020-CCCX-4010

上海交通大学医学院中西医结合创新基金(18zxy002

上海市科委中医类引导项目(15401933300

 指导老师已经发表SCI论文25篇,核心期刊论文60篇(均为第一作者或通讯作者)

 1)为项目团队的研究背景和研究设计提供方向性的指导,在难点和重点部分进行把关,帮助项目团队解决项目的难点。

2)为项目团队的实践创造条件,根据项目团队的实际需求,依托上海市第六人民医院的实验室资源和课题组资源,为项目团队提供实验场地和设备上的支持。

3)基于自身长期从事阿尔茨海默病的临床及基础研究,能够为项目团队的研究提供较为前言的学术观点的指导。

项目简介

阿尔茨海默病(AD)是一种以进行性认知障碍和记忆力损害为主的中枢神经系统退行性疾病。临床常用的药物不能阻止和减缓其疾病进程,借助现代先进的分子生物学技术,积极探索AD有效的治疗手段至关重要。而中医药具有多途径、多层次、多靶点、副作用小的特点和优势,在防治AD方面发挥着越来越重要的作用。

小胶质细胞作为中枢神经系统中重要的细胞类型,参与了发育、学习与记忆、以及AD等生理和病理过程。在Aβ斑块积聚的过程中,激活小胶质细胞用以吞噬细胞碎片或清除Aβ,而随着Tau蛋白的积聚,小胶质细胞的功能进一步加剧。研究表明,小胶质细胞和T细胞之间存在正反馈作用,它们相互协作形成了促进神经元损伤的炎症环境。具体而言,小胶质细胞招募血液中的T细胞进入大脑并激活,而T细胞表达的干扰素γ进一步促进了小胶质细胞的促炎症效应。小胶质细胞在中枢神经系统中通过吞噬作用参与自噬过程,而自噬功能的损害会导致异常蛋白的聚集和细胞器的损伤,这是AD的常见病理特征。在受到微环境刺激和其它因素的影响下,小胶质细胞可发生形态和功能上的变化,迁移到损伤部位,并通过Toll样受体(TLR)识别有害实体,激活Ⅱ型髓系细胞触发受体(Triggering  receptor expressed on myeloid cells 2TREM2)并导致新吞噬体的重组。尽管细胞外Aβ聚集和Tau蛋白的分泌都会引起小胶质细胞的变化,但这些异常蛋白如何激活小胶质细胞的机制尚不明确。在正常生理条件下,小胶质细胞通过减少有害刺激来保护中枢神经系统,其表面有一系列模式识别受体(PRRs)表达,包括TLR、核寡聚化结构域样受体和病毒受体等。这些受体可以识别致病分子(PAMPs)和破坏性分子模式 (DAMPs),从而触发小胶质细胞的激活。同样,Aβ和Tau等蛋白可以与小胶质细胞的PRRs(如TLR2TLR4CD14CD47等)结合,进而被内化,并通过特定途径,如涉及NLRP3MYD88NF-κB等通路诱导炎症反应。 

最近的研究发现了一种新型小胶质细胞亚型,即脂滴积累的小胶质细胞(LDAM),它们 在神经退行性病变过程中扮演着重要角色。LDAM表现出吞噬功能受损和活性氧ROS产生增加的特征,而CD68则被用作小胶质细胞吞噬溶酶体的标记物,这些过程捕获到的富含鞘脂的神经元和髓鞘膜在小胶质细胞中经历溶酶体降解。该降解过程受到脂质敏感受体TREM2的促进,TREM2会被多种脂质激活。TREM2缺失的小胶质细胞虽然能够吞噬髓磷脂碎片,但无法有效清除髓磷脂中的胆固醇,导致了胆固醇酯的积累。在ApoE缺陷的神经胶质细胞中也观 察到了胆固醇酯的增加,这反映了大脑中胆固醇运输的受损情况。最近的研究已经开始揭示小胶质细胞在AD中的重要作用,有证据表明小胶质细胞亚群之间的差异与髓鞘的清除和激活有关。

AD中,小胶质细胞的激活对其疾病的发展起着至关重要的作用。小胶质细胞的激活方式多种多样,其反应可能促进或减缓疾病的进展。在小胶质细胞表面存在一种名为TREM2的蛋白质,其突变与AD的风险增加相关。然而,当TREM2蛋白被激活时,它具有保护作用。研究表明,TREM2受体感知到大脑中 分解细胞的残余产物,并在此基础上发挥作用。研究发现,当AD患者体内的TREM2被激活时,由Tau蛋白形成的线状结构在脑细胞中的积累量会减少,这表明TREM2的激活可能对AD的病理过程产生积极影响。因此,小胶质细胞在神经系统疾病中的作用至关重要,而TREM2蛋白作为其表面的触发受体,在调节神经炎症和疾病进程中发挥着关键作用,为疾病治疗提供了新的靶点和策略。

阿尔茨海默病在中医学中,归属于“善忘”、“健忘”等范畴。例如,《黄帝内经》中提到了“善忘”,《备急千金要方》记载了“好忘”,《太平圣惠方》中有关于“健忘”症状的描述,《左传》中记载有“不慧,盖世所谓白痴”。另外,《华佗神医秘传》中首次出现了“痴呆”这一病名。明代《景岳全书》和陈士铎所著的《辨证录》也对“呆病”或“痴呆”有详细的临床表现描述,指出其病因多样、临床表现多变的特点。《医林改错》中首次提出了“灵机记性不在心在脑”、“小儿无记性者,髓海未满;年高无记性者,髓海渐空”。

肾虚是AD的病机基础。李时珍《本草纲目·辛夷》称:“脑为元神之府”。《灵枢·海论》云:“脑为髓之海”;“髓海不足,则脑转耳鸣,胫酸眩冒,目无所见,懈怠安卧”。故一般认为AD的病位在脑,而脑的功能依附于髓海。髓海空虚会引发记忆障碍。而肾是对于脑髓生成最关键之脏。益肾生精化为髓,而藏于脑”,即肾生之精化髓而充脑。故后世医家普遍认同肾虚为本病的关键病机。

血瘀是AD的病机关键。唐容川《血证论》曰:“凡心有瘀血,亦令健忘”,言瘀血会导致痴呆。《内经》云:“血在上善忘,血在下如狂”,结合《伤寒论》“热结膀胱,其人如狂”和“其人发狂者,以热在下焦”。《伤寒论》第237条曰:“阳明证,其人喜忘者,必有蓄血,所以然者,本有久瘀血,故令喜忘”,同样认为瘀血是导致记忆力减退的因素。

 

恒清II号方(HQF)来源于长期防治AD的临床经验积累和总结

由于AD发病机理及机制尚不明确,迄今为止AD仍无有效的诊断、治疗方式及明确的治疗靶标。现有西医治疗AD过程中,存在着毒副作用、干预靶点单一、价格昂贵且效果有限等诸多问题;仅能短暂改善AD,而无法从根本上阻止或逆转AD进展。相比于西医,我国传统中医方剂具有价格低廉、副作用低、多靶点及多层次改善AD的优势,在治疗AD的应用中具有潜在研究价值。

肾虚血瘀是本病的病机特点,其中肾虚为本,血瘀为标。因此,应当以补肾化瘀为基本治法。课题申请人所在单位(上海市第六人民医院)每年收治了大量的AD患者,在几代前辈专家的几十年宝贵临床经验和反复总结的基础上,我们课题组又经过长期临床观察、反复临床验证,归纳总结出治疗AD疗效确切的恒清II号方(HQF),2019年就已申请了国家专利(ZL201910371018.5)并获得授权(授权公告号:CN 109999155 B),该方配伍严谨合理、巧妙,主要功效为补益肾精、活血化瘀,使髓海得以充养,神智得以恢复。其在治疗AD中具有潜在的重要开发转化价值。

恒清II号方具有治疗AD的显著效果,但作用机制尚不明确

恒清II号方(HQF)药物组成包括:益智仁30 g、黄芪15 g、菟丝子10 g、川芎10 g、熟地黄15 g、桑寄生10 g、煅石决明10 g、杜仲10 g、地龙10 g、天麻10 g、钩藤10 g。该组方特点为:益智仁,补肾固精;黄芪,补气固表,二者共为君药。菟丝子,补肾固精;川芎,活血行气;熟地黄,益精填髓;桑寄生,补肾通络;石决明,平肝清热;杜仲,补肝肾;地龙,息风通络,以上七者共为臣药。天麻,钩藤均可息风定惊,共为佐药。以上11味药物共同起到补肾益气、固精生髓作用,故髓海得以充养,神志得以恢复,从而治疗AD。现代药理学研究也从现代药理的角度诠释了HQF各组分对AD的作用。                                             

项目现有基础:

本课题组对中药复方恒清Ⅱ号方防治AD的临床疗效及其作用机制进行了大量研究。恒清Ⅱ号方的组成为熟地黄、川芎、益智仁、黄芪、菟丝子、桑寄生、煅石决明、杜仲、地龙、天麻、钩藤。

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恒清Ⅱ号方在以往的临床试验和药效实验研究中已经验证了其对于AD的明确疗效(已发表论文),其联合盐酸多奈哌齐治疗改善中医证候及认知情况均优于盐酸多奈哌齐单药治疗。动物模型研究显示高剂量恒清Ⅱ号方改善认知效果优于盐酸多奈哌齐对照组(表12,已发表论文)。

课题组前期通过超高效液相色谱-高分辨质谱法(HPLC-Q-TOF-MS/MS),根据样品多级质谱信息,结合天然产物高分辨质谱数据库及相关文献,从恒清Ⅱ号方中鉴定出120个化合物,其中有114种化合物可在数据库中找到,其中,黄芪28个、菟丝子8个、熟地黄18个、益智仁15个、杜仲14个、地龙14个、钩藤17个、天麻10个、桑寄生8个,川芎12个。

本课题组前期围绕ADHQFAD的防治作用进行了大量临床和基础研究(见本课题组已发表的论文[1]Meng SX, Wang B, Li WT. Serum expression of EAAT2 and ADORA2A in patients with different degrees of Alzheimer's disease[J].Eur Rev Med Pharmacol Sci,202024(22):11783-11792.[2]孟胜喜. 恒清II号方联合盐酸多奈哌齐对阿尔茨海默病患者的疗效及其作用机制[J].中国医药导报,2021,183):140-144.[3]孟胜喜,霍清萍,王兵,等. 恒清Ⅱ号方联合盐酸多奈哌齐治疗阿尔茨海默病疗效观察[J].现代中西医结合杂志,2020,293):234-238.[4]孟胜喜,霍清萍,王兵,等.恒清Ⅱ号方对阿尔茨海默病模型小鼠认知行为的影响[J].现代中西医结合杂志,20202921):2281-2284.),发现恒清II号方联合盐酸多奈哌齐治疗AD疗效显著[2,3][2]孟胜喜. 恒清II号方联合盐酸多奈哌齐对阿尔茨海默病患者的疗效及其作用机制[J].中国医药导报,2021,183):140-144.[3]孟胜喜,霍清萍,王兵,等. 恒清Ⅱ号方联合盐酸多奈哌齐治疗阿尔茨海默病疗效观察[J].现代中西医结合杂志,2020,293):234-238.)。同时发现采用海马CAIAβ1-42寡聚体溶液注射法构建AD小鼠后,HQF可明显改善AD模型小鼠的学习记忆能力,且量效关系呈正相关,高剂量HQF的效果甚至还优于盐酸多奈哌齐[5-7](详见本课题组已发表的论文[5]Meng SX, Wang B, Li WT.Intermittent hypoxia improves cognition and reduces anxiety-related behavior in APP/PS1 mice[J].Brain Behav,2020,10(2):e01513.[6]孟胜喜,霍清萍,王兵,等. 基于尿代谢组学的恒清Ⅱ号方治疗阿尔茨海默病作用及其机制的实验研究[J].中西医结合心脑血管病杂志,202018(17)2794-2800.[7]孟胜喜,霍清萍,王兵,等.恒清Ⅱ号方对阿尔茨海默病小鼠认知功能和粪便代谢组学影响研究[J].现代中西医结合杂志,20202924):2628-2634.)。与此同时,我们前期利用快速老化SAMP8小鼠及AD斑马鱼模型发现:恒清Ⅱ号方也具有改善以上模型动物认知功能的功效。

由此可知:基于中医理论(补肾化瘀)、AD的病机以及前期研究结果,恒清Ⅱ号方具有显著改善AD认知功能的作用。然而,该方治疗AD的作用机制目前尚不明确,这已经成为研发HQF的瓶颈及关键问题。为了恒清Ⅱ号方的临床转化及广大AD患者获益,因此开展本研究社会需求迫切,意义重大。


预期需要开展的工作

1.分析中药复方恒清Ⅱ号方对APP/PS1小鼠的记忆障碍和相关病理损伤的改善作用

采用APP/PS1双转基因小鼠模拟AD模型,目前已知APP/PS1双转基因小鼠于6月龄在海马区和皮层中Aβ蛋白开始沉积,7月龄协调能力受损,9月龄出现丰富的斑块,突出表现为学习记忆能力损害。利用Morris水迷宫实验,检测10月龄小鼠的行为学变化,评价转基因鼠因为Aβ蛋白过度沉积造成空间学习记忆能力损害;通过观察恒清Ⅱ号方高、中、低三种不同剂量干预AD模型小鼠后实验结果,评价恒清Ⅱ号方对AD模型小鼠学习记忆能力及相关病理损伤的改善作用,并分析药物浓度与记忆障碍改善程度之间的量效关系。

 

2.基于非靶向代谢组学技术探究中药复方恒清Ⅱ号方对 APP/PS1双转基因小鼠脑组织代谢变化影响的研究

目前AD早期诊断标志物包括脑脊液(CSFAβ42/40p-tauT-tauAβ-PETtau-PET等,但前者为有创性检查,取样困难,后者费用昂贵且有资质要求,在AD 早期诊断中尚未得到广泛应用,这也是制约AD早期干预的重要因素,进一步寻找样本易获取、价格低廉的生物标志物仍是AD早期诊断研究的热点,而靶向脑组织代谢紊乱,寻找差异代谢物既成为治疗AD的一种很有前途的策略,同时也是发现生物标记物的重要方法。故研究恒清Ⅱ号方是否能调节AD转基因小鼠脑组织代谢紊乱,探索应用恒清Ⅱ号方后是否存在差异代谢物,作为疗效评价的指征。

 

3.中药复方恒清Ⅱ号方对APP/PS1双转基因小鼠脑部小胶质细胞极化影响的研究

AD的神经炎症以小胶质细胞活化为特征,小胶质细胞通过其受体介导Aβ引发炎症反应,损伤神经元,甚至引起组织形态改变。AD与神经炎症有关,其特征是小胶质细胞的慢性激活以及随后过度生成的促炎分子,小胶质细胞可对AD产生有益或有害的影响。在AD早期,小胶质细胞的激活状态主要是保护性表型(M2),分泌抗炎介质和神经营养因子,并清 除或分离Aβ和Tau蛋白,有助于保护神经元。在AD晚期,小胶质细胞往往被激活为一种有害的表型(M1),增强促炎因子的释放,从而损伤神经元并促进AD的进展。故探究恒清Ⅱ号方对小胶质细胞极化的影响。

 

4. 中药复方恒清Ⅱ号方激活TREM2/DAP12通路介导 APP/PS1转基因小鼠脂质代谢紊乱减少Aβ沉积的机制

TRME2附着在小胶质细胞表面,是脂质敏感受体,可以被各种脂质和Aβ激活。Aβ沉积、炎症反应和脂质代谢紊乱与中医痰浊、瘀血密切相关,而基于补肾活血化痰的恒清Ⅱ号方可以明显祛除以上病理产物。故我们研究恒清Ⅱ号方是否激活TREM2/DAP12通路介导脂质代谢紊乱调控APP/PS1双转基因小鼠神经炎症减少Aβ沉积。

校本部生命科学技术学院生物科学类四年制专业1人;医学院学生:临床医学八年制专业1人;医学五年制专业12人;基础医学院生物医学科学四年制专业1人。

选题成员

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指导教师

序号 教师姓名 电子邮箱 所属学院
1 孟胜喜 登录状态下查看 医学院 第一指导教师

选题附件

  • 恒清Ⅱ号方发明专利授权书.pdf
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结束