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天麻素與神經毒性：其神經保護機制的深入分析

引言

由於穀氨酸過度累積所引起的神經毒性是導致多種神經疾病的重要原因，如缺血性中風 (IS)、阿茲海默症 (AD) 和帕金森氏症 (PD)。穀氨酸是中樞神經系統 (CNS) 中的主要興奮性神經傳遞物質，對於突觸可塑性和記憶至關重要。然而，穀氨酸受體的過度活化會導致興奮毒性，這一過程可能導致嚴重的神經元損傷。天麻素作為傳統中藥天麻 (Gastrodia Elata) 的主要生物活性成分，因其對抗穀氨酸引起的神經毒性的神經保護特性而備受關注。本文探討了天麻素多方面的神經保護作用，強調其在治療神經退行性疾病中的潛力。

穀氨酸引起的神經毒性機制

穀氨酸引起的神經毒性主要源於N-甲基-D-天冬氨酸受體 (NMDARs) 的過度活化，導致鈣離子 (Ca2+) 大量進入神經元。這一流入隨後引發細胞內鈣儲存的釋放，進一步增加細胞質中的Ca2+濃度。這一連串的事件擾亂了細胞的滲透壓，導致神經元水腫，最終導致細胞凋亡和氧化壓力。這些穀氨酸穩態的破壞顯著促進了神經退行性疾病的發生，突顯了有效神經保護干預措施的必要性。

天麻素：傳統療法的現代潛力

天麻素取自天麻 (Gastrodia Elata)，傳統上用於治療頭暈、頭痛、中風和失憶。最近的研究顯示，天麻素具有強大的抗氧化和抗炎特性，使其成為具有潛力的神經保護劑。天麻素對神經傳遞物質和血管功能的調節作用被證明對治療AD、PD和癲癇等神經疾病有效。具體而言，天麻素已被證明能降低細胞外穀氨酸水平並抑制神經元培養物中的興奮毒性。

網絡藥理學和分子對接：揭示天麻素的作用機制

為了了解天麻素如何發揮其神經保護作用，研究人員利用了網絡藥理學和分子對接方法。天麻素針對多條與神經保護相關的通路，包括蛋白質磷酸化、細胞凋亡和激酶活性等。蛋白質-蛋白質相互作用 (PPI) 分析和分子對接顯示，天麻素對AKT1、CASP3、BCL2和EGFR等關鍵蛋白具有高親和力。這些相互作用表明，天麻素調節了對神經保護至關重要的細胞過程，如調節細胞存活、減少氧化壓力和抑制細胞凋亡。

實驗發現：天麻素的神經保護效果

在實驗模型中，天麻素顯著抑制了過量穀氨酸暴露下神經元中的鈣流入和興奮性突觸傳遞。它還減少了神經元的細胞凋亡和氧化壓力，這體現在丙二醛 (MDA) 水平降低和超氧化物歧化酶 (SOD) 活性增加。此外，天麻素治療有效保護了神經元的形態和功能，體現在減少樹突棘損傷和改善突觸可塑性。

動物研究也支持了天麻素的神經保護潛力。在術後認知功能障礙 (POCD) 的小鼠模型中，天麻素通過減少突觸損傷和減少海馬體和前額皮質中的樹突棘流失，改善了認知功能。這些發現強調了天麻素在保護與神經退行性過程相關的認知缺陷方面的能力。

AKT1在天麻素機制中的作用

AKT1是PI3K/AKT信號通路中的重要角色，該通路對於神經元的存活和可塑性至關重要。分子對接研究顯示，天麻素與AKT1形成穩定的結合，從而促進其活化。AKT通路的活化已知可以通過增強細胞存活和減少細胞凋亡來保護神經元免受穀氨酸引起的興奮毒性。天麻素對AKT1的影響表明，它可能有助於維持突觸可塑性和神經元完整性，使其成為寶貴的神經保護劑。

結論

天麻素作為對抗穀氨酸引起的神經毒性的神經保護劑顯示出顯著的潛力。通過抑制鈣超載、減少氧化壓力和增強關鍵的神經保護通路，天麻素可能為管理AD、PD和IS等神經退行性疾病提供一種新穎的治療方法。未來的研究應集中於臨床試驗以驗證這些發現，並探索天麻素在更廣泛的神經學背景下的治療應用。

Biomed Pharmacother. 2024 Nov:180:117611. doi: 10.1016/j.biopha.2024.117611.