中国已经进入老年社会，中国老年痴呆症1700 万‌例，我们研究发现天然抗氧化剂在预防老年退行性疾病方面具有很大潜力。阿尔茨海默病(AD)是老年人群中最常见的痴呆形式，其特点是与氧化还原失衡等多种因素有关的神经退行性疾病，认知能力逐渐丧失。AD是全球第四大致死原因，对社会和家庭带来了沉重的负担。β-淀粉样蛋白(Aβ)是AD脑部老年斑的主要成分，会导致细胞内游离Ca²⁺水平升高和产生大量自由基，这些都在很大程度上促成与AD相关的连锁反应，包括海马区的严重神经元丢失，总tau蛋白和磷酸化的tau蛋白增高。

喝茶有益健康已经是公认的事实。证据表明，喝茶与降低AD风险有关。许多人类流行病学和动物研究表明，茶多酚可以促进健康，减少疾病发生，并可能预防AD和其他神经退行性疾病。亚洲AD的发病率比西方国家低5-10倍，这可能与亚洲国家的绿茶消费有关。日本进行了一项研究。在1003名年龄>70岁的日本人中，喝更多绿茶的人认知障碍的患病率显著降低[Kuriyama2006]。中国老年人喝茶也出现了同样的趋势[Gu2017]。茶叶中含有多种活性成分，最主要的有茶多酚和茶氨酸。茶多酚是最主要的天然抗氧化剂，是茶叶干重的30%。

一茶多酚预防老年痴呆症的实验依据

我们研究表明茶多酚特别是可以通过调节铁、钙代谢平衡，进一步清除活性氧自由基预防AD。

实验结果表明细胞铁池里的铁和钙明显减少。茶多酚对APPsw细胞内ROS、NO及细胞膜电位和细胞培养基中Ab的抑制作用，而且EGCG处理后细胞膜电位明显升高，细胞培养基中Ab含量明显下降。茶多酚处理后细胞里的钙ROS及NO明显减少, EGCG处理后细胞膜电位明显升高，细胞培养基中Ab含量明显下降。

以上结果表明AD细胞中铁稳态遭到破坏，过表达Ab导致铁含量升高。铁的失衡导致细胞抗氧化还原失去平衡，氧化应激增强。绿茶中的EGCG成分能够螯合APPsw细胞中过多的铁离子， 清除ROS及NO，减轻氧化损伤，膜电位明显升高，细胞培养基中Ab和钙含量下降。提示我们天然抗氧化剂茶多酚对预防这一疾病将会起到积极的作用。

二、L-茶氨酸对谷氨酸神经兴奋毒性和细胞融合蛋白的影响

茶氨酸(Theanine)，是茶叶中特有的氨基酸。茶氨酸是绿茶的主要呈味物质之一，具有特殊的鲜爽味，能缓解茶叶的涩味，其含量与茶叶的品质正相关，是评价绿茶品质的重要指标之一。我们研究发现茶多酚和茶氨酸可以不同方式预防AD。我们研究发现茶氨酸可以通过对谷氨酸神经兴奋毒性和融合蛋白调节预防AD。

茶氨酸、MK-801和L-NMMA对谷氨酸引起APPsw细胞凋亡的影响

MK-801是NMDA受体的抑制剂(NMDA能特异性激活一种谷氨酸受体)；L-NMMA(NO合酶抑制剂)茶氨酸、MK-801和L-NMMA可以抑制谷氨酸引起APPsw细胞凋亡。

茶氨酸抑制谷氨酸引起neo 和APPsw细胞中钙离子水平升高

研究结果发现茶氨酸能够抑制谷氨酸引起neo 和APPsw细胞中钙离子水平升高、抑制谷氨酸对neo 和APPsw细胞中nNOS、iNOS、P-JNK 和caspase-3的蛋白表达升高，而且茶氨酸抑制谷氨酸引起APPsw细胞分泌到培养基中的Aβ1-40增加。

图茶氨酸对谷氨酸引起的APPsw细胞凋亡的保护作用及减少了APPsw细胞培养基中的Aβ水平

以上结果茶氨酸对谷氨酸引起的APPsw细胞凋亡的保护作用机制：1茶氨酸抑制NMDA受体过量激活和Aβ分泌；2抑制细胞中的钙内流；3 抑制细胞内过量的NO的产生；4 调节细胞内JNK的磷酸化和caspase-3水平。5茶氨酸减少了APPsw细胞培养基中的Aβ水平。

L-茶氨酸对APPsw细胞融合蛋白Mfn的影响

线粒体融合Mfn1 和 Mfn2 是外线粒体膜上的蛋白质， Aβ 寡聚体通过诱导 ROS 生成和增加 Mfn1/2 表达，引起线粒体膨胀和嵴丢失。我们研究发现L-茶氨酸通过抑制谷氨酸(NMDA)受体途径对AD具有神经保护作用。

我们研究了L-茶氨酸对Mfn引起线粒体功能障碍的影响。结果发现L-茶氨酸通过抑制谷氨酸(NMDA)受体途径对AD具有神经保护作用。我们在细胞模型中测试了L-茶氨酸调节控制线粒体形态的相关蛋白表达。结果显示，L-茶氨酸显著提高了对照细胞中Mfn1的表达，并在APP过表达细胞和瑞典突变细胞中显著降低了Mfn2的表达。

在转基因AD小鼠模型和转基因AD细胞模型中，AD早期线粒体数量、形态以及功能的变化都与线粒体融合是与分裂相关蛋白质表达的变化有关。我们在细胞模型中测试了L-茶氨酸调节控制线粒体形态的相关蛋白表达。结果显示，L-茶氨酸显著提高了对照细胞中Mfn1的表达，并在APP过表达细胞和突变细胞中显著降低了Mfn2的表达。茶氨酸对AD的预防也可能是通过防止线粒体融合是与分裂相关蛋白质表达的变化，保持其动态平衡发挥作用的。

Zhaofei Wu, Yushan Zhu,Xingshui Cao, Shufeng Sun, Baolu Zhao.. Mol Neurobiol. (2014) 50:986–996

大豆异黄酮对AD的预防作用研究

大豆异黄酮的主要成分为染料木黄酮，是一种植物雌激素。众所周知大豆异黄酮具有多种生理功能，如缓解更年期症状、抗癌和心脏保护作用。我们主要探讨染料木黄酮在Aβ诱导的海马细胞凋亡中对AD的预防作用。海马细胞是从新生SD大鼠幼崽(1天龄)制备的。

染料木黄酮能够抑制Aβ25-35诱导的海马神经元细胞活力下降，还能抑制Aβ引起细胞DNA片段化。染料木黄酮减少老化的 Aβ25-35 诱导的 ROS 积累和抑制Aβ25-35 引起的细胞内 [Ca2+] 升高。同时染料木黄酮能够抑制 Aβ25-35 引起的半胱天冬酶-3 活性增加。

图用老化的 Aβ25-35(25μg/ml)以及/或者染料素和/或者雌激素受体拮抗剂 ICI182,780 处理,海马细胞用 Aβ25-35(25 μg/ml)和/或染料木黄酮以及/或 ICI182,780 处理 24 小时。测量显示染料木黄酮能够抑制Aβ25-35诱导的海马神经元细胞活力下降，还能抑制Aβ引起细胞DNA片段化。

大豆异黄酮可以保护转基因秀丽隐杆线虫免受β-淀粉样蛋白引起的毒性和氧化应激

为了了解植物大豆异黄酮的神经保护机制，我们使用了表达人体淀粉样β肽(Aβ1–42)的转基因秀丽线虫模型进行了实验。这个转基因线虫表现出类似于人脑中观察到的β-淀粉样蛋白荧光染色，并且伴有逐渐出现的瘫痪表型。

大豆异黄酮缓解转基因秀丽线虫中由Aβ引起的瘫痪

• 转基因菌株CL4176和对照菌株CL1175的瘫痪时间进程。B. 喂食不同异黄酮的C.      elegans CL4176的瘫痪测试。C. 瘫痪测试量化了从温度升高到23°C后30小时起，50%蠕虫瘫痪的平均时间(PT50)。

染料木黄酮降低Aβ表达秀丽线虫和体外的氧自由基水平



吃了大豆异黄酮的转基因秀丽线虫体内β淀粉样蛋白明显减少



A.  在转基因(左)或野生型(右)线虫中硫黄素S染色的代表性图像。B. Aβ形成的定量分析。在C. elegans CL2006中，用或不使用不同异黄酮(100 μg/ml)喂养4天(从第二天开始)后，用硫黄素S染色β淀粉样蛋白。

 

以上结果表明大豆异黄酮可以清除活性氧自由基并降低表达Aβ的秀丽线虫中的ROS水平；大豆异黄酮可以改善β-淀粉样蛋白诱导的海马神经元凋亡；大豆异黄酮可以缓解转基因秀丽线虫中Aβ引起的瘫痪；喂食大豆异黄酮的转基因秀丽线虫体内β-淀粉样蛋白明显减少。