阿尔茨海默病治疗中相关雌激素信号途径的研

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阿尔茨海默病治疗中相关雌激素信号途径的研究进展

刘杨沈丽霞

阿尔茨海默病（Alzheimer’sdisease，AD）是一种常见的神经退行性疾病，主要表现为进行性认知功能障碍和记忆力减退。大量临床和流行病学证据表明女性与男性相比有较高的发病率，表明女性更年期雌激素水平下降可能诱发AD。最近的研究提出雌激素可以直接减少细胞外β-淀粉样蛋白（β-amyloidprotein，Aβ）大量聚集形成的老年斑（senileplaque，SP）和tau蛋白过度磷酸化形成的神经原纤维缠结的生成。大量实验证实雌激素具有神经保护作用，但绝经后女性的临床试验表明雌激素对AD的影响并不明显，这可能与雌激素受体选择性相关。该文就近年来雌激素及其ERα或ERβ受体与AD的研究做一综述，进一步讨论雌激素受体选择性配体作为AD治疗中安全、有效的靶点。

雌激素；雌激素受体；阿尔茨海默病

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文章编号：-（）04--

阿尔茨海默病（Alzheimer’disease，AD）是发生在老年前期及老年期、以进行性认知功能障碍和行为损伤为特征的中枢神经退行性疾病。由国际阿尔茨海默病协会发布的“世界阿尔茨海默病年报告”显示，在世界范围内大约有9亿多60岁以上的老年人，目前全球共有约万老年痴呆患者[1]。AD的病理特征为细胞外出现大量老年斑（senileplaque，SP）和神经纤维缠结（neurofibrillarytangle，NF），但是其的病因尚不清楚，发病机制非常复杂，临床缺乏能够减少神经元死亡和延缓疾病进程的药物。实验结果表明，雌激素有提高神经元活力和减少β-淀粉样蛋白（β-amyloidprotein，Aβ）聚集的作用，这提示雌激素可用于AD的预防或是治疗[2]。尽管对此有较高的期望，但绝经后妇女的临床试验数据显示，雌激素疗法的有益影响并不显著，并存在不良反应。因此，我们将总结当前雌激素在AD预防和治疗中与其病理生理学之间的生化联系，讨论雌激素受体ERα或ERβ亚型的选择性配体作为AD治疗中安全、有效的靶点。

1雌激素与雌激素受体

　　雌激素不仅是促进女性成熟和生育的主要性激素，同时也是一类重要的类固醇激素，可以调控和维持体内脂质和碳水化合物新陈代谢、骨骼发育、免疫反应、心血管及中枢神经系统的稳态。雌激素主要分为雌酮（E1），雌二醇（E2或17β-estradiol）和雌三醇（E3）三种类型，其中E2生物活性最强[3]。卵巢产生的细胞色素pA1（也称为芳香化酶或雌激素合成酶）将睾酮转化为E2。E2也可以由性腺外的组织产生，如大脑海马组织中的神经元。E2是神经甾体雌激素的一种，在认知和记忆过程中发挥重要作用[4]。

　　雌激素的作用是由包括ERα和ERβ在内的同源受体调节的。雌激素受体（estrogenreceptors，ERs）属于核激素受体超家族成员，是与DNA应答元件结合的配体依赖型转录调控因子[5]。通过结合特定的DNA序列反式激活激素依赖性生理过程，在生殖、发育和代谢等生命过程中起重要的调控作用[6]。当雌激素受体与雌激素结合后，其从细胞质易位到细胞核再结合目标基因启动子的雌激素反应元件（estrogenresponseelement，ERE）。当ERs与靶基因结合后，可以调节辅激活因子基因表达[7]。此外，G蛋白偶联受体30（Gproteincoupledreceptor30，GPR30）也可以与雌激素相结合，诱导结合部位构象发生改变，辅助蛋白聚集从而启动非基因组作用的信号转导通路[8]。

2AD及其病理变化

　　AD是一种常见的神经退行性疾病，在全球范围内具有发病率高，增长速度快和治疗花费投入高的特点。遗传性AD在所有AD患者中所占不足10%，β-淀粉样蛋白前体蛋白（β-amyloidprecursorprotein，APP）的基因突变和早老素1、2等因素可以视为遗传性AD的发病诱因[9]。迟发性AD分子水平上的发病机制仍不清楚，但遗传性与迟发性AD的特征基本相同，表明两种类型的AD可能具有相似的病理生理途径。

　　最近的研究表明，在AD早期病程的发展过程中，细胞外Aβ形成的SP和tau过度磷酸化聚合形成神经原纤维缠结是两个主要的病变[10]。APP是完整的膜蛋白，α-、β-、γ-分泌酶参与其蛋白水解过程。APP按顺序进行两步酶促裂解生成Aβ片段，其是由第36~43位氨基酸残基组成的APP内部片段。β-分泌酶首先作用于APP的β-位点，使其释放Aβ的N-端，然后γ-分泌酶再作用于γ-位点，位于横跨膜区域的APP被水解，使Aβ的C-端移除细胞内[11]。

　　tau蛋白是微管网络相关的胞质蛋白，与细胞的有丝分裂以及胞内物质转运等多种功能相关。在正常生理状态下，tau蛋白能够促进和稳定微管蛋白及相关蛋白组装，对神经细胞胞体和神经末梢之间的物质传递起到重要作用。tau蛋白磷酸化和去磷酸化两种形式处于一种动态平衡[12]。在AD神经退行性病变的过程中，tau蛋白经过包括泛素化、乙酰化、磷酸化、糖基化和氧化等多种转录后修饰，异常磷酸化后形成双螺旋束丝，使tau蛋白微管结构遭到破坏，发生神经纤维缠结[13-14]。

　　尽管Aβ累积和tau蛋白聚合之间的关联仍然不清楚，但两种病理变化可能是由相同原因引起的，tau蛋白可以作为Aβ介导神经毒性的效应器。

　　各种实验和流行病学研究表明雌激素具有神经保护功能，能够对抗AD相关的病理变化。大脑中的雌激素可以通过激活ERα或ERβ来调节神经元中Aβ和tau蛋白水平从而表现出神经保护作用。雌激素对Aβ累积的抑制作用是通过直接调节分泌酶活性或促进Aβ降解来介导的；同时可以调节tau蛋白翻译后修饰，包括糖原合酶激酶-3β（glycogensynthasekinase-3β，GSK3β）和蛋白激酶A（proteinkinaseA，PKA）磷酸化等生理过程。基于雌激素和雌激素受体在大脑中的生理功能，雌激素治疗方法在预防和治疗AD中有明显的潜能。

3雌激素受体的信号途径

3.1雌激素受体的基因组作用

　　ERs是配体依赖型转录因子，属于核激素受体家族。雌激素容易穿过质膜直接与胞质受体结合启动信号转导。ERs包含ERα和ERβ两个亚型，其分别由各自的基因编码且具有组织和配体功能的特异性。E2作为生物活性最强的雌激素，由芳香化酶作用于雄激素生成，是ERα和ERβ的配体。E1和雷洛昔芬优先与ERα结合，而E3和染料木黄酮优先结合ERβ。ERs中包含六个功能不同的结构域（A~F），组成4个主要的功能域（Fig.1）[15]。N-端A/B区具有一个非配体依赖的转录激活功能域AF-1，为高度可变区具有较低的保守性，可以与各种核转录因子结合，参与受体对靶基因的反式转录激活。C区含有两个锌指结构的DNA结合域（DNAbindingdomain，DBD），具有高度保守性，是受体与DNA特异性结合及二聚化的功能区。D域称为铰链区，两亚型该区域同源性为30%，故保守性较低，该区域包含核定位信号（nuclearlocalizationsignal，NLS）区域，可以与热休克蛋白（heat-shockprotein，HSP）和DNA相结合[16]。C-端的E/F区域包括配体结合区（ligandbindingdomain，LBD）和配体依赖的转录激活功能域AF-2，依靠AF-2与AF-1的协同作用ER激活靶基因转录的功能能够更好地发挥[17]。ERα和ERβ在DBD区域具有高度的同源性，直接与目标基因的EREs顺式调控元件结合。相反，LBD与雌激素、其他合成配体和辅活化因子/辅抑制物的相互作用具有高度可变性，是受体发生二聚化的关键部位[18]。

　　雌激素能够以自由扩散的形式透过质膜与核受体结合，与靶基因上的ERE结合，调控靶基因的转录过程。ER的转录调控途径包括经典和非经典的转录调控途径。在经典途径中ER与配体结合后与HSP分离，形成的同源或异源二聚体发生构型改变，二聚体与共调分子相互作用并与靶基因ERE结合，启动基因转录和翻译；而在非经典途径中，ER与配体及转录因子衔接蛋白1（adaptorprotein1，AP1）相互作用形成复合物作用于靶基因调节转录[19-20]。ERα和ERβ分别是基因转录激动剂和基因转录抑制剂，各种配体（雌激素、抗雌激素）与ERα结合后均能激活转录，而与ERβ结合的配体产生相反的效应，如ERβ-AP1雌激素抑制靶基因的转录而抗雌激素激活转录[21]。在缺乏雌激素的情况下，ER与Hsp90结合后以不活泼单体形式存在。当单体与雌激素结合后，雌激素受体与Hsp90分离发生构象改变，细胞核中两个亚型的雌激素受体以同源二聚体或异源二聚体形式存在。雌激素受体的二聚体结构通过富含亮氨酸区域募集同族辅活化因子形成转录起始复合物，辅助活化因子包括复合体p/SRC家族（类固醇受体共激活剂）、p/CBP（CREB-结合蛋白质）、其他因子和辅整合素[22]。当ERE与目标基因启动子结合，它们作为活跃的起始前体复合物与RNA聚合酶基础转录复合物和通用转录因子相互作用诱导目标基因的表达，产生相应的生理、病理效应[23]。

3.2雌激素受体的非基因组作用

　　在基因组作用下，雌激素与位于细胞质和细胞核上的雌激素受体相结合，与目标基因启动子上的雌激素应答元件结合发挥效应。然而，人类中有约三分之一的基因是由ER调控，但却不含有ERE样的序列。此外，有些ER信号传导的细胞反应并不受转录或翻译抑制剂影响，并且反应速度较快。一些位于质膜、线粒体或内质网上的ERα和ERβ受体能够参与雌激素的非基因组作用，类似于G-蛋白-偶联受体（G-proteincoupledreceptors，GPCRs）信号通路（Fig.2）[24]。

　　GPR30是一种近年发现的雌激素跨膜受体，能够调节雌激素的快速非基因组信号传导通路[25]。虽然已经证实GPR30属于雌激素受体，但其确切的细胞亚型定位和生物学功能仍然有待研究。与雌激素类物质结合后，快速激活细胞内信号通路间接调节基因转录，发挥多种类型的生物学效应[26]。E2的非基因组作用可以从多种途径发挥作用：①Ca2+途径：雌激素能够活化G蛋白偶联受体减少L型钙离子通道电流，调节细胞内钙离子动员，使细胞内Ca2+浓度迅速上升[27]；②环磷酸腺苷（cyclicadenosinemonophosphate，cAMP）途径：雌激素通过激活腺苷酸环化酶（adenylatecyclase，AC），作用于腺嘌呤三磷酸核苷（adenosinetriphosphate，ATP）催化生成cAMP，细胞内cAMP增加后激活PKA从而降低细胞外信号调节激酶1/2（extracellularsignalregulatedkinase1/2，ERK1/2）的活性，调控细胞生长[28]；③蛋白/磷脂激酶如丝裂原活化蛋白激酶（mitogenactivatedproteinkinases，MAPKs）家族途径：研究显示，Aβ导致的氧化应激可使p38MAPK磷酸化，引起神经元死亡，给予Gen处理后神经元氧化应激减轻，p38的激活被抑制。Gen作为雌激素的类似物植物雌激素，也能通过上调MAPK信号通路发挥神经保护效应[29]；④蛋白/脂质激酶途径，如磷酸肌醇3-激酶GSK3β活性升高，出现Tau蛋白超磷酸化，造成神经元的死亡和丢失[30]；⑤受体酪氨酸激酶途径，如激活表皮生长因子（epidermalgrowthfactor，EGFR）和胰岛素样生长因子1受体（insulinlikegrowthfactor1receptor，IGF-1R）；⑥其他：产生一氧化氮（nitricoxide，NO）途径[31]和蛋白激酶A/C途径等[32]。雌激素的非基因组作用仅需几秒至几分钟，而雌激素基因组作用调节一般需要较长过程。需要进一步研究的是，对雌激素调节的各种生物效应来说，雌激素基因组和非基因组之间的相互作用关系。

4雌激素在AD中的神经保护作用

4.1雌激素通过减少Aβ生成发挥神经保护作用

　　APP有两条水解途径，在正常生理情况下，APP在α分泌酶（TACE和ADAM10）和β分泌酶（BACE）的作用下生成可溶性sAPP，具有营养神经细胞、促进神经树突生长及保护神经元的作用；在病理状态下，APP在β分泌酶和γ分泌酶（早老素）的作用下生成不溶性Aβ蛋白[33]。在AD患者大脑中存在大量老年斑，是因为APP在病理条件下水解生成Aβ蛋白发生聚合。除了聚合态的Aβ可诱导发生AD，可溶性Aβ或低聚态Aβ同样可以导致神经元死亡并诱发疾病发生。可溶性Aβ结合在细胞表面阻止细胞外信号向胞内传递；低聚态Aβ通过内吞进入到细胞质，这两种途径都会导致胞内细胞器功能障碍，造成神经元死亡[24]。此外，线粒体氧化应激和氧化还原活性损伤产生的活性氧（reactiveoxygenspecies，ROS）[34]，一氧化氮合酶（nitricoxidesynthase，NOS）合成的NO和内质网应激反应均与Aβ诱导的神经毒性相关。

　　雌激素可以影响APP的水解过程，在人类胎儿神经元和胶质细胞培养过程中雌激素可以上调α和γ-分泌酶同时下调β-分泌酶的表达从而促进APP生成[35]。雌激素发挥的类似作用在芳香化酶基因敲除鼠实验中也能观察到，在小鼠AD的早期模型中，芳香化酶失活，雄激素前体无法转变为雌激素，导致出现AD的早期症状并且大脑皮层和海马组织中Aβ沉积增加[36]。小鼠芳香化酶缺失使β-分泌酶水平升高，作用在APP的β位点形成Aβ42，加速大脑中斑块的形成。Zhang等[37]发现没食子酸辛酯（octylgallate）通过作用于ERα受体激活PI3K/Akt信号通路介导ADAM10活性，使α-分泌酶活性增强，明显促进非淀粉样APP生成；而加入ERα特异性抑制剂后，ADAM10活性明显减小。同样有研究发现在细胞外给予E2后可溶解性APP片段增加而Aβ减少，其机制可能是增强APP的剪切减少Aβ聚集，增加Aβ降解酶或小胶质细胞吞噬毒性片段作用来降低Aβ毒性[38-39]。实验结果表明，雌激素在神经保护中起到作用，减少Aβ的产生降低毒性。

4.2雌激素通过增加Aβ降解发挥神经保护作用

　　通过蛋白水解酶直接降解是消除Aβ的主要途径。Aβ降解酶包括胰岛素退化酶（insulindegradingenzyme，IDE）、脑啡肽酶（neprilysin，NEP）、基质金属蛋白酶-2（matrixmetalloproteinase-2，MMP-2）、MMP-9，这些酶被证实受雌激素调控。IDE是能够大量与锌结合的金属蛋白酶M16A亚型，能在各组织器官中表达，在大脑中含量最高[40]。它不仅可以降解胰岛素和多种其他短肽，同样参与Aβ降解和清除过程[41-42]。调查数据显示，2型糖尿病和高胰岛素血症患者患AD的风险较高[43]。实验表明小鼠体内IDE缺失，Aβ降解能力较正常鼠降低了近一半，导致脑内Aβ累积，显示出IDE、Aβ降解与AD之间的相关性。将培养的原代神经元或雌性大鼠经雌激素处理后，IDE的表达明显增加并与可溶性Aβ水平呈负相关[44]。IDE的表达和活性不仅能够降低AD基因的遗传并且能够减缓衰老。雌激素依赖于ERβ激活PI3K信号转导途径诱导IDE表达增加Aβ降解[45]。

　　NEP同样是脑内Aβ的主要降解酶，作为依赖于锌的金属蛋白酶具有降解小分子量分泌肽的功能。当小鼠脑内脑啡肽酶缺乏时，在脑组织和血浆中可溶性Aβ水平升高，同时海马中淀粉样蛋白斑块明显增多[46]。雌激素主要通过Aβ降解酶促进Aβ降解，Liang等[47]研究发现将SH-SY5Y细胞经E2处理后，可以有效降解Aβ；当加入NEP的抑制剂PA后，Aβ的降解被抑制。将小鼠脑内脑啡肽酶基因沉默后，会表现出AD样行为损伤，表明脑啡肽酶与AD发生之间存在密切关联。并且脑啡肽酶的启动子中包含雌激素应答元件，雌激素依赖于ERα和ERβ两种受体亚型与定位在基因上的雌激素应答元件相互作用，上调NEP表达。另一个实验中，当ERα选择性受体激动剂PPT（propylpyrazoletriol）和ERβ选择性受体激动剂DPN（diarylpropionitrile）在3xTg-AD雄性大鼠中合用时，可以上调脑中Aβ降解酶IDE和NEP水平，使Aβ降解增加，改善认知能力和记忆[48]。

　　MMPs是广泛分布在组织中依赖于锌和钙的基质金属蛋白酶家族成员。其中，MMP-2和MMP-9属于白明胶酶亚族。在AD动物模型中，基质金属蛋白酶在星形胶质细胞周围的淀粉样斑块中大量存在，直接参与Aβ降解过程。基质金属蛋白酶的表达与雌激素呈剂量依赖性关系[49-50]。此外，雌激素在SH-SY5Y人神经母细胞瘤中通过增加MMP-2和MMP-9的mRNA表达，使基质金属蛋白酶总水平增加并且介质中的活化释放增多从而促进Aβ降解[51]。再加入MMP-2和MMP-9选择性抑制剂GM，实验结果显示Aβ降解减少，表明基质金属蛋白酶参与了雌激素调节Aβ降解的过程。在进一步的实验中加入PPT能够有效地降低Aβ水平，然而DPN加入后并未增加基质金属蛋白酶表达使Aβ水平降低，表明雌激素是通过ERα受体诱导基质金属蛋白酶参与Aβ降解过程。

4.3雌激素通过抑制tau蛋白累积及磷酸化发挥神经保护作用

　　tau是一种维持微管功能稳定的胞质蛋白，具有合成和稳定神经元细胞骨架的作用。最近研究表明，在神经退行性疾病中tau蛋白异常磷酸化可能比Aβ聚集与AD发生的关系更为密切[52]。在AD药物的Ⅲ期临床试验中，以Aβ为治疗靶点的药物高牛磺酸和氟比洛芬的单消旋体在对AD患者进行治疗时并没有显著疗效[53]。因此，在AD的治疗中将减弱tau蛋白的异常磷酸化作为靶点是必不可少的。在AD病程发展过程中，tau在微管结合区域发生包括乙酰化作用、氧化磷酸化、糖基化、泛素化在内的各种翻译后修饰，然而细胞调控这些翻译后修饰过程的具体机制仍不清楚。

　　虽然tau蛋白异常磷酸化的机制还未确定，但其高度磷酸化在成螺旋形纤维和神经节纤维缠结形成中起到重要作用。在tau蛋白的高度磷酸化过程中有GSK3β、PKA、ERK2和细胞周期蛋白依赖性激酶5（cyclin-dependentkinase5，CDK5）等多种激酶参与。另有研究表明雌激素可以通过MAPK和PI3K途径，使GSK3β失活，减少tau蛋白的高度磷酸化[54-55]。雌激素还可以不直接作用于激酶而是通过激活Wnt/β-catenin信号通路，抑制c-Jun的N-末端蛋白激酶（N-terminalproteinkinase，JNK）和dickkopf-1表达来减弱tau蛋白磷酸化继而减少神经元纤维缠结，达到神经元保护作用[56]。在最近的一项研究中又发现了一个雌激素抑制AD病理进程发展的机制，雌激素通过作用在pS、tau-1、pS和pS这些位点抑制PKA激活减少tau蛋白高度磷酸化[57]。Aβ累积和tau异常磷酸化之间存在生化联系，例如载脂蛋白E4（apolipoproteinE4，ApoE4）可以影响囊泡中谷氨酸转运体水平同时触发Aβ沉积和tau蛋白高度磷酸化[58]。雌激素可以通过减少ApoE4的mRNA转录表达，同时增加ApoE3的mRNA转录表达，降低这种作用减少对神经元的损伤。故研究雌激素对Aβ沉积和tau蛋白异常磷酸化的影响是有意义的。

4.4雌激素通过拮抗谷氨酸诱导的神经毒性发挥神经保护作用

　　谷氨酸作为中枢神经系统中主要的神经兴奋性递质，其过度释放会导致神经兴奋性中毒或过氧化使细胞死亡，形成神经原纤维缠结，出现AD病理特征[59-61]。并有研究发现雌激素不仅可以通过基因组途径拮抗谷氨酸诱导的神经毒性；在海马和皮层的神经元中，E2同样可以通过非基因组通路中GPR30受体拮抗谷氨酸诱导的神经毒性发挥神经保护作用[62]。故雌激素可以通过ERs依赖性机制抑制谷氨酸诱导的神经毒性。

　　通过ERs依赖途径，谷氨酸转运体表达增多能够增加细胞间隙外的谷氨酸转运，保证细胞正常兴奋性，防止细胞由于兴奋毒性死亡。Lee等人研究发现[63]，E2与受体GPR30结合后通过信号转导通路激活谷氨酸转运体-1（glutamatetransporter，GLT-1）并使其在星形胶质细胞中蛋白和mRNA表达增加。GPR30选择性激动剂G1调控MAPK或PI3K/Akt信号通路增加GLT-1水平。转化生长因子-α（transforminggrowthfactor-α，TGF-α）受到抑制时，G1仍然能使GLT-1受体表达增加。但当GPR30沉默时GLT-1和TGF-α表达减少，G1不能再使GLT-1表达增加；当PKA或NF-κB表达被抑制时，G1同样不能增加GLT-1蛋白表达。G1增强cAMP反应元件结合蛋白（cAMPresponsiveelementbindingprotein，CREB）表达，使NF-κBp50和NF-κBp65与GLT-1启动子结合。转录因子NF-κB和CREB可以调节G1从而诱导星形胶质细胞中GLT-1表达。表明GPR30是治疗神经元兴奋毒性损伤的潜在靶点，通过多种途径增加GLT-1表达。另一个实验中GPR30通过G蛋白表达和cAMP/PKA通路反式激活表皮生长因子受体（epidermalgrowthfactorreceptor，EGFR），Src/MAPK/PI3K信号通路中的GPR30和EGFR使GLT-1表达增多[64]。除此之外，所有的雌激素受体都参与了E2对GLT-1和谷氨酸的调节。可以表明，E2和他莫昔芬通过细胞核中的ERα，ERβ和GPR30上调GLT-1表达，在转录水平的部分作用是通过CREB通路实现的。

　　通过第二信使CREB信号通路，雌激素受体激活代谢型谷氨酸受体，拮抗谷氨酸诱导的细胞神经兴奋毒性以发挥保护作用。E2被证实与学习和记忆能力相关，通过CREB等转录因子的激活影响相关基因表达和蛋白质合成。CREB分子磷酸化在突触形成和延迟AD发生的过程中起着重要作用[65-67]。有研究表明，E2调节CREB磷酸化过程是通过ERα受体激活mGluR1α受体，作用于PLC调节MAPK信号通路。此外，雌激素还可以通过ERα和ERβ作用于mGluR2/3受体，降低L型钙通道对CREB磷酸化的介导[68-69]。

　　雌激素与其受体结合后通过调节N-甲基-D-天冬氨酸受体（N-methyl-D-asparticacidreceptors，NMDARs）减弱谷氨酸诱导地Ca2+超载作用。NMDARs是一种离子型谷氨酸受体，在突触可塑性和传递调控方面特别是对于长时程增强学习和记忆过程的调节起着重要作用[70]。谷氨酸受体的过度活化会显著增加细胞内Ca2+浓度，导致细胞内钙超载引起细胞神经毒性，引发包括氧自由基生成，线粒体膜去极化等一系列细胞反应，导致细胞凋亡和坏死[71]。在体内实验中，Al-Sweidi等人[72]证明雌激素受体的缺失会影响脑中NMDARs含量和E2对特定大脑区域的治疗。NMDARs通过ERα调节谷氨酸诱发的细胞内钙超载和神经兴奋毒性[73]。除了作用于ERα受体，ERβ也能产生相同的作用。实验表明[74]，在海马组织中，E2与ERβ受体结合通过下游的BDNF因子拮抗NMDA毒性发挥神经保护作用。此外，Liu等人所做研究表明[75]，激活GPR30能够阻止NMDAR在大脑皮层神经元中的表达，并且其之前的实验同样证实了G1保护皮层神经元免受NMDA暴露引起的过氧化毒性。

4.5雌激素通过抑制细胞凋亡发挥神经保护作用

　　神经元凋亡和丢失是AD的重要病理特征，与患者认知功能下降具有相关性。而神经元丢失与细胞凋亡之间存在密切关联[76]。凋亡发生机制中最关键的环节是由半胱氨酸蛋白酶家族和B淋巴细胞瘤-2（B-celllymphoma，Bcl-2）基因家族对细胞凋亡的调控[77]。天冬氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶简称caspase家族，由于具有自我活化功能并能相互激活，当凋亡过程一旦启动，便呈级联效应放大[78]。引发凋亡蛋白酶级联反应是细胞凋亡过程中的中心环节，其激活过程包括线粒体途径、细胞表面死亡受体介导的信号转导途径和内质网途径。caspase-3作为caspase家族成员，是细胞凋亡过程的最终执行者，激活后可以引发下游发生凋亡级联反应，使细胞发生不可逆的凋亡[79]。体外研究表明，Aβ31-35诱导的神经元凋亡是通过JNK依赖外源性凋亡途径介导的，影响细胞中c-Jun磷酸化水平和Fas配体的表达，Aβ片段通过JNK-c-Jun-FasL-caspase依赖型外源性凋亡途径介导细胞凋亡[80]。与此相一致的结论发现，在萎缩或是新陈代谢受损的细胞中，受到caspase抑制剂保护的细胞蛋白质合成、葡萄糖摄取和线粒体活动均有所减弱[81]。Bcl-2基因家族成员根据功能不同可分为两类：一类是抗凋亡基因，如Bcl-2、Bcl-w等；另一类是促凋亡基因，如Bax、Bak、Bim、Bid、Bad等。Bcl-2的抗凋亡作用可以通过阻断内质网钙离子的释放，调控线粒体和核孔复合体上信号传导及抗氧化等途径发挥[77]。有研究表明，OVX大鼠中雌激素长期缺乏导致Bax的增加和Bcl-2减少，使Bcl-2与Bax比值下降，海马神经元中细胞凋亡增多[82]。因此，雌激素的减少与诱导细胞凋亡的机制之间存在关联。染料木素和E2通过增加Bcl-2表达、减少Bax表达，发挥神经保护作用。这种保护作用的机制是雌激素与ERβ相互作用，使雌激素反应元件中的Bcl-2基因激活，增加Bcl-2基因的转录和翻译从而增加表达。雌激素同样可以作用于细胞膜上的雌激素受体，影响Bcl-2与相关蛋白质的结合和释放，使这些蛋白质发挥生物学效应。caspase-3与Bcl-2之间存在一定的关联，有研究表明Bcl-xL可以影响caspase酶原激活。在凋亡通路中，caspase位于Bcl-2的下游调控区，Bcl-2过表达会抑制caspase-3相关蛋白的合成；同时调控线粒体的渗透性转换孔，抑制线粒体中细胞色素C的释放，抑制caspase-3激活。研究表明caspase-3不仅可以参与对Aβ的切割，同时可以对tau蛋白和早老素蛋白进行切割。Bcl-2、caspase-3在AD发病过程中与Aβ形成、神经元凋亡间存在紧密联系。而雌激素与雌激素受体的相互作用可以减缓AD中神经元凋亡的发生。

4.6雌激素通过激活MAPK信号转导通路发挥神经保护作用

　　丝裂原活化蛋白激酶（mitogen-activatedproteinkinase，MAPK）是丝氨酸/苏氨酸激酶超家族成员，将细外各种信号传递给核内基因，细胞发生相应的生理变化[83]。MAPK信号转导途径在中枢神经系统中广泛表达，可以参与细胞生长、发育、分化及凋亡等多种生理反应过程。有三条主要的MAPK信号通路：ERK1/2、JNK、p38MAPK。当细胞受到不同的外界刺激时便会激活相应的MAPK信号通路，通路间相互调控共同介导细胞的生物学反应。

　　因为E2在神经元及胶质细胞的生长、分化中具有重要作用，其依赖于MAPK信号通路调节大脑神经元生长的机制得到广泛研究。神经元中的MAPK通路被神经营养因子同源受体酪氨酸激酶激活，然后启动序列p21Ras按顺序作用下游的激酶应答分子。E2可以不依赖于ERα和ERβ快速激活MAPK信号通路中的ERK1/2，在几分钟甚至几秒钟内影响与生殖相关或不相关组织中的细胞信号传导[84]。Falkenstein等人实验证实E2能够迅速激活腺苷酸环化酶，增加细胞内Ca2+浓度，激活磷脂酶C生成1，4，5-三磷酸肌醇和甘油二酯，诱导NOS生成NO，通过MAPK信号转导途径迅速激活ERK1/2激酶[85]。黄酮类的植物雌激素调节MAPK信号通路潜在机制是通过受体酪氨酸激酶使Ras激活，从而诱发MAPK三级酶促级联反应；通过调节L型电压依赖性钙离子通道，维持细胞内Ca2+稳态，诱导有丝分裂发生、分化、细胞凋亡和各种形式的细胞可塑性[86]。在神经细胞凋亡过程中ERK和JNK被证实具有抑制作用，ERK1/2通过激活CREB参与调控促细胞存活机制，上调抗凋亡蛋白Bcl-2家族成员的表达，从而抑制凋亡提高细胞存活。另一方面，JNK与依赖于转录的凋亡通路存在相关性，可能通过激活c-Jun或包括JunB、JunD和ATF-2在内的其他AP-1类蛋白。

5选择性雌激素受体调节剂在AD治疗中潜在的应用

　　选择性雌激素受体调节剂是一类与雌激素受体相互作用产生组织特异性的化合物。依据靶组织和激素内环境的不同，SERMs（selectiveestrogenreceptormodulators）具有雌激素激动和拮抗两种性质。SERMs表现为雌激素样或抗刺激素样作用与其自身特性、细胞内不同雌激素受体亚型的表达水平、共激活因子和共抑制因子的相对表达水平、靶基因启动子结构及细胞内不同信号通路的转导等均相关[87]。SERMs的代表药物他莫昔芬和雷洛昔芬，不仅用于绝经后女性乳腺癌和骨质疏松症的治疗，这些药物也能用于AD的预防和治疗[88]。ERα选择性配体包括16α-LE2和PPT；被证实的ERβ选择性配体是植物雌激素如染料木素，其相对于ERα对ERβ表现出更好地选择性结合。由于与雌激素相比，植物雌激素与雌激素受体间的结合力较弱，故植物雌激素在体内外所表现出的雌激素和抗雌激素活性较弱。在Spampinato等人的实验中，用E2处理培养的皮层神经元，加入PPT（ERα选择性激动剂）可以减弱淀粉样蛋白诱导的毒性，而加入DPN（ERβ选择性激动剂）则对神经元的保护作用减弱[89]。相一致的结果在3xTg-AD型成年雌鼠模型中观察到，分别给予小鼠PPT和DPN，发现DPN没有显著减少Aβ沉积，但在海马和杏仁核中PPT具有E2作用能够降低Aβ沉积。并且PPT有效改善了AD小鼠的行为学特征和认知能力[90]。但是一些选择性ERβ受体激动剂对AD的病理症状同样具有改善作用。在Aβ1-40诱导的AD大鼠模型中，用染料木素处理模型组后显著降低了氧化应激水平提高了大鼠的学习和记忆能力[91]。SERMs可以越过血脑屏障在大脑中发挥生物学效能，减少AD的患病风险并有效地缓解AD病程发展并且在其他组织中雌激素副作用较小，将其发展为治疗AD的潜在药物具有可能性。现有研究资料表明，选择能够特异性激活ERα或ERβ的选择性雌激素受体调节剂在未来治疗AD中是一种有效且安全的方法。

6总结与展望

　　在前面我们讨论了雌激素的神经保护作用与AD发病机制以及潜在治疗方法之间的联系。一项妇女健康倡议记忆研究表明雌激素治疗的副作用在一定程度上是由于非特异性的测试药物甲羟孕酮治疗时间窗的不确定性，治疗时间窗是雌激素在AD病程中发挥治疗作用的关键时期[92]。影响雌激素治疗AD的另一个关键因素是患者初次使用雌激素治疗的时间。在Whitmer等人以绝经期女性为研究对象，在名AD女性患者中，与其中从未用过雌激素治疗的女性相比，中期（平均年龄48.7岁）开始使用雌激素治疗的女性患AD风险降低26%，而在晚期（平均年龄76岁）使用雌激素治疗的女性患AD的风险增加48%，中、晚期都一直使用雌激素治疗的女性患AD的风险无明显变化[93]。Craig等人的研究得出相似的结论，故使用雌激素进行治疗的时间与AD患病风险间存在相关性[94]。并且使用雌激素治疗易出现不良反应，雌激素易作用于其他雌激素效应器官，诱发乳腺癌或子宫癌等疾病。当前对于AD的治疗只能简单地缓解症状并不能延缓病程发展，因此越来越多的研究着重从干预AD病程发展的机制方面进行药理学研究。雌激素的神经保护作用机制包括减少神经细胞死亡；激活Akt、ERK和神经保护基因seladin-1；调控Aβ沉积和tau蛋白异常磷酸化等。雌激素不仅具有亲脂性，而且可以越过血脑屏障发挥生物学效应。在当前的研究背景下，确定ERα或ERβ是否存在更多相关靶点是AD预防和治疗的过程中的目标。ERβ对其他雌激素组织的刺激作用较弱不易产生雌激素样的不良反应，ERβ特异性受体激动剂在AD药物开发中将获得更多的