【写在前面】：本期推荐的是由暨南大学附属江门中医院、广州中医药大学科技创新中心等研究团队合作近期发表于Phytomedicine(IF7.9）的一篇文章，揭示补肾益智方中五味子酯乙和蛇床子素协同作用调控内质网应激及对阿尔茨海默病的治疗作用。
【题目及作者信息】
Modulating endoplasmic reticulum stress in APP/PS1 mice by Gomisin B and Osthole in Bushen-Yizhi formula: Synergistic effects and therapeutic implications for Alzheimer’s disease
【摘要】（阅读原文为主）
Background: Alzheimer’s disease (AD) is a prevalent neurodegenerative disorder with no effective cure. Targeting endoplasmic reticulum (ER) stress pathway may offer a novel approach to ameliorate cognitive deficits in AD. Bushen-Yizhi formula (BSYZ), a traditional Chinese medicine (TCM) prescription, has shown potential benefits for AD. To facilitate the development of new therapeutic agents for AD, it is important to identify the active components and the underlying mechanisms of BSYZ against AD.
Purpose: The aim of this study was to systematically screen the active components of BSYZ that could improve learning and memory impairment in AD by modulating ER stress pathway.
Methods: A drug-target (D-T) network was constructed to analyze the herbal components of BSYZ. Network proximity method was used to identify the potential anti-AD components that targeted ER stress and evaluate their synergistic effects. The absorption, distribution, metabolism, excretion, and toxicity (ADMET) properties and the literature evidence were considered to select promising candidates for further validation. The selected components were tested in vitro using an AD cell model (APPswe-SH-SY5Y). In vivo anti-AD effects of the components were assessed in APP/PS1 double-transgenic mice.
Results: 58 potential anti-AD components targeting ER stress were detected by network proximity analysis, and 13 out of them were selected based on ADMET properties and literature evidence. In vitro experiments confirmed that 5 components, namelygomisin B, β-Carotene, imperatorin, chrysophanol, and osthole (OST), exhibited anti-AD effects on the APPswe-SH-SY5Y model. Moreover, network proximity analysis suggested that OST and Gomisin B might have synergistic effects on modulating ER stress. In vivo experiments demonstrated that OST, Gomisin B, OST+Gomisin B, and BSYZ all improved learning and memory function in APP/PS1 mice. Gomisin B and OST also restored cellular morphology and tissue structure in APP/PS1 mice. Thioflavine-S (Th-S) staining revealed that they reduced amyloid plaque deposition in the brain tissue of AD model mice. The qPCR results indicated that BSYZ, OST, and Gomisin B differentially regulated IRE1α, PERK, EIF2α, DDIT3, and Caspase 12 expression levels, while the OST and Gomisin B co-administration group showed better efficacy. This trend was further confirmed by immunofluorescence experiments.
Conclusion: This study identified the active components of BSYZ that could ameliorate learning and memory impairment in AD by targeting ER stress pathway. OST and Gomisin B exhibited synergistic effects on modulating ER stress and reducing amyloid plaque deposition in vivo. Overall, our study elucidated the molecular mechanisms of BSYZ and its active components in attenuating AD symptoms which suggested the therapeutic potential of TCM for AD.
背景：阿尔茨海默病（AD）是一种普遍存在的神经退行性疾病，目前尚无有效的治疗方法。靶向内质网（ER）应激途径可能是改善阿尔茨海默病认知障碍的一种新方法。补肾益智方（BSYZ）是一种传统的中药复方，已显示出对AD的潜在疗效。为了促进新的AD治疗药物的开发，确定BSYZ的活性成分及其对AD的潜在作用机制非常重要。
目的：本研究旨在系统筛选 BSYZ 中可通过调节 ER 应激途径改善 AD 学习和记忆损伤的活性成分。
方法：构建药物-靶点（D-T）网络来分析 BSYZ 的中药成分。采用网络距离法确定针对ER应激的潜在抗AD成分，并评估其协同作用。考虑到吸收、分布、代谢、排泄和毒性（ADMET）特性和文献证据，筛选出有希望的候选成分进行进一步验证。利用 AD 细胞模型（APPswe-SH-SY5Y）对所选成分进行了体外测试。在APP/PS1双转基因小鼠体内评估了这些成分的抗AD效果。
结果：通过网络距离分析发现了 58 种潜在的针对 ER 应激的抗 AD 成分，并根据 ADMET 特性和文献证据筛选出了其中的 13 种。体外实验证实，5种成分，即五味子酯乙, β-胡萝卜素, 欧前胡素,大黄酚与蛇床子素（OST），对APPswe-SH-SY5Y模型有抗AD作用。此外，网络距离分析表明，OST和五味子酯乙在调节 ER 应激方面可能具有协同作用。体内实验表明，OST、五味子酯乙、OST+五味子酯乙和BSYZ都能改善APP/PS1小鼠的学习和记忆功能。五味子酯乙和OST还能恢复APP/PS1小鼠的细胞形态和组织结构。硫黄素-S（Th-S）染色显示，它们减少了淀粉样斑块在AD模型小鼠脑组织中的沉积。qPCR结果表明，BSYZ、OST和五味子酯乙对IRE1α、PERK、EIF2α、DDIT3和Caspase 12的表达水平有不同程度的调节作用，而OST和五味子酯乙联合给药组的疗效更好。免疫荧光实验进一步证实了这一趋势。
结论：本研究发现了BSYZ的活性成分，这些成分可通过靶向ER应激通路改善AD的学习和记忆损伤。OST和五味子酯乙在调节ER应激和减少体内淀粉样斑块沉积方面具有协同作用。总之，我们的研究阐明了BSYZ及其活性成分在减轻AD症状方面的分子机制，提示了中医药治疗AD的潜力。
图文摘要
【前言】
阿尔茨海默病(AD)是一种影响中枢神经系统(CNS)并导致认知和行为障碍的神经退行性疾病。阿尔茨海默病的主要症状是记忆力丧失、失语症、残疾，并最终完全丧失能力。根据临床诊断，预计到2050年，全球AD的患病率将增加两倍，基于生物诊断，甚至更高。AD严重影响患者及其家庭和社会的生活质量、健康和寿命。然而，目前还没有有效的治疗AD的方法。现有的药物，如胆碱酯酶抑制剂(ChEIs)、NMDA拮抗剂、lecanemab和aducanumab，可能只起到缓解症状的作用，但不能阻止或逆转疾病的进展，可能会产生不良影响。因此，迫切需要找到治疗AD的安全有效的药物。
内质网(ER)负责分泌和膜蛋白的合成，在AD大脑中通常受到损害，导致被称为内质网应激的细胞紊乱。慢性和严重的内质网应激可诱导细胞毒性，激活释放炎症因子的炎症途径，并启动自噬。这些过程最终导致凋亡性坏死。内质网功能障碍是AD发病机制中的一个重要因素。BIP、PERK、IRE1、α和CHOP等蛋白的表达水平反映了内质网应激信号通路的激活状态，可作为评估内质网应激的重要标志。
补肾益智方（BSYZ）是一种治疗AD等神经退行性疾病的中药方剂。已有多项研究证实了BSYZ的抗AD作用。例如，据报道，BSYZ可以减少内质网应激相关蛋白的表达，增加海马区和皮质中神经营养因子的表达，从而改善SAMP8小鼠的认知能力。此外，BSYZ还被证明可以调节APP/PS1小鼠的淀粉样β蛋白(Aβ)代谢，防止神经细胞凋亡，并通过改善氧化应激和减少脑内神经细胞凋亡来保护东莨菪碱诱导的小鼠衰老。此外，BSYZ还可调节胆碱能和神经生长因子信号转导通路，增强抗细胞凋亡功能，改善鹅膏酸致大鼠记忆障碍。然而，BSYZ中抗AD的ER应激活性成分及其机制尚不清楚。
在本研究中，我们首先收集了BSYZ的中药活性成分，并构建了中药成分和ER应激基因的药物靶点(D-T)网络。然后，我们使用网络距离法筛选针对BSYZ中ER应激的潜在抗AD成分，并选择一些候选成分在APPswe-SH-SY5Y细胞中验证其抗AD作用。此外，通过计算两个候选化合物(Gomisin B和OST)的协同效应，我们发现它们可能在调节ER应激方面具有协同效应。最后，我们通过体内实验证实了BSYZ的抗ER应激机制以及两种协同成分对AD的治疗作用。
【结果部分】
1.BSYZ中药成分的药物靶标网络。
2.针对ER应激的抗AD成分的筛选过程。
3.通过实验验证 BSYZ 候选药物对铜诱导APPswe-SH-SY5Y细胞损伤的保护作用，并确定剂量依赖范围。
4.潜在抗AD成分(Gomisin B和OST)的协同作用。
5.BSYZ含药血清和标准品（OST 和 Gomisin B）的高效液相（HPLC）图谱。
6.HE和Th-S染色实验结果。
7.通过 qPCR 对 APP/PS1 小鼠服药后脑组织中与 ER 应激相关的 mRNA（包括 IRE1α、PERK、EIF2α、DDIT3、BIP、Caspase 12 和 PDI）进行定量。
8.p-IRE1α (Ser724)、p-PERK (Thr982) 和 p-EIF2α (Ser51) 的免疫荧光结果。
9.DDIT3、BIP 和 Caspase 12 的免疫荧光结果。
10.OST和Gomisin B调节内质网应激治疗AD的机制示意图。
【结论与讨论】
总之，本研究发现了 BSYZ 中通过靶向 ER 应激而具有抗 AD 作用的潜在活性成分。它进一步强调了 OST 和 Gomisin B 在调节 ER 应激和改善AD 病理学方面的协同作用。这些发现为进一步研究 BSYZ 在 AD 中的作用机制奠定了基础，同时也为简化中药配方提供了范例。
转自：“如沐风科研”微信公众号
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