帕金森病(Parkinsondisease, PD)是一種以中腦黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元進行性退變?yōu)橹饕±硖卣鞯纳窠?jīng)系統(tǒng)變性疾病, 病因和發(fā)病機制目前尚不清楚。氧化應(yīng)激、線粒體功能障礙、泛素蛋白酶體系統(tǒng)功能障礙、炎性反應(yīng)、興奮性氨基酸毒性和凋亡等都參與PD的發(fā)病過程。近年來的研究發(fā)現(xiàn)內(nèi)源性大麻素系統(tǒng)參與PD的發(fā)病, 相關(guān)的藥物干預日益受到研究者的關(guān)注, 內(nèi)源性大麻素系統(tǒng)與PD的研究進展成為熱門的話題。

內(nèi)源性大麻素系統(tǒng)

大麻素是植物大麻中的主要活性成分,目前已知的大麻素有70余種, 具有活性物質(zhì)的四氫大麻酚(tetrahy- drocanabinol, THC)。隨著第一種內(nèi)源性大麻素AEA的發(fā)現(xiàn)機體內(nèi)存在內(nèi)源性大麻素系統(tǒng)。 目前已知的內(nèi)源性大麻素有花生四烯酸氨基乙醇(anandamide, AEA)和2-花生四烯酸甘油 (2-arachidonoylglycerol, 2-AG)。

內(nèi)源性大麻素的主要兩種受體CB1、CB2, 這兩種受體都是G蛋白偶聯(lián)受體。研究發(fā)現(xiàn),存在其他內(nèi)源性大麻素樣物質(zhì)和其它的受體亞型。和其他經(jīng)典的神經(jīng)遞質(zhì)一樣, 細胞膜的去極化引起內(nèi)源性大麻素的釋放。

內(nèi)源性大麻素并不是合成并貯存于神經(jīng)細胞的囊泡內(nèi),細胞膜去極化時,磷脂酶催化水解細胞膜上磷脂前體而生成并釋放至突觸間隙,細胞膜上特殊轉(zhuǎn)運蛋白轉(zhuǎn)運至細胞內(nèi),脂肪酸酰胺水解酶 (N-arachidonoyle-thanolamineamidohydrolase, FAH)及單?；视椭久?monoacylglycerollipase, MGL)水解。 脂氧化酶和環(huán)氧化酶-2也參與內(nèi)源性大麻素的降解。

CB1受體主要分布于中樞神經(jīng)系統(tǒng)的突觸前神經(jīng)末梢, 尤其是大腦皮層、海馬、基底節(jié)和小腦,CB1受體的分布對記憶、認知、運動控制的調(diào)節(jié)有關(guān),CB1受體在外周組織也有少量表達。CB2受體主要分布于外周, 中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的 CB2受體主要分布在與免疫相關(guān)的細胞上。

AEA與CB1受體有很高的親和力, 2- AG主要與CB2受體結(jié)合而發(fā)揮作用。內(nèi)源性大麻素在突觸后釋放, 逆行信使的作用方式作用于突觸前膜的CB受體。CB受體激活多重細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導通路, 包括抑制腺苷酸環(huán)化酶、抑制鈣通道、激活鉀通道、激活MAPK激酶等途徑。

ESC與PD

PD患者及實驗動物體內(nèi)均存在ECS紊亂。研究發(fā)現(xiàn)多巴胺能神經(jīng)元變性伴隨著ECS活動增強。PD患者腦脊液中AEA水平是正常的2倍, 基底節(jié)區(qū)CB1受體數(shù)目增加，患有PD實驗的動物亦有類似發(fā)現(xiàn), 在新紋狀體和外側(cè)蒼白球AEA水平是正常的3倍, 隨著基底節(jié)區(qū)CB1受體數(shù)目增加。

進一步的研究發(fā)現(xiàn), ECS主要存在于基底節(jié)環(huán)路中的間接通路, AEA水平在黑質(zhì)網(wǎng)狀部和蒼白球內(nèi)側(cè)部最高,新紋狀體和蒼白球外側(cè)部的2倍, 2-AG水平在整個基底節(jié)區(qū)分布較均等, 這兩個主要的內(nèi)源性大麻素在基底節(jié)環(huán)路中起不同作用。PD實驗動物給予左旋多巴治療, 治療前存在的ECS異常被左旋多巴逆轉(zhuǎn)。

ECS與神經(jīng)遞質(zhì)

在基底節(jié)區(qū), 內(nèi)源性大麻素和多巴胺、γ-氨基丁酸(γ-a- mino-butyricacid, GABA)、谷氨酸等神經(jīng)遞質(zhì)相互作用, 共同調(diào)節(jié)機體運動功能。 多巴胺D2受體激動后使AEA較基礎(chǔ)量升高8倍, 產(chǎn)生機制同時刺激AEA合成和抑制降解。

它們之間還存在負反饋機制, AEA可以抑制大鼠紋狀體電刺激引起的多巴胺釋放, 抑制黑質(zhì)紋狀體多巴胺的合成通過影響多巴胺能神經(jīng)的信號傳導, 使大鼠的運動能力受到抑制。試驗發(fā)現(xiàn)多巴胺D2受體和CB1受體存在協(xié)同作用, 大鼠皮質(zhì)紋狀體束突觸傳遞長時程抑制效應(yīng)(long-termdepresion, LTP)產(chǎn)生過程中, CB1受體需要多巴胺D2受體的激活介導LTD的產(chǎn)生。

研究發(fā)現(xiàn)CB1受體激活導致的運動減少和紋狀體多巴胺的磷酸化狀態(tài)有關(guān)。在大鼠黑質(zhì)網(wǎng)狀部和蒼白球內(nèi)側(cè)部, CB1受體的激活能夠抑制 GABA釋放和再攝取, 生理學效應(yīng)為抑制性遞質(zhì)的減少;外側(cè)蒼白球, CB1受體激活抑制了GABA的再攝取增強GABA作用。 CB1受體激活抑制海馬部位的GABA釋放影響認知功能。多巴胺能神經(jīng)元丟失后, 皮質(zhì)紋狀體束谷氨酸能神經(jīng)活動增強。研究發(fā)現(xiàn)大鼠紋狀體腦片中, CB1受體激動劑能抑制谷氨酸能神經(jīng)突觸傳遞, 抑制其興奮性毒性。

ECS與炎癥

近年來免疫組化和分子生物學等研究發(fā)現(xiàn) ECS具有抗炎癥反應(yīng)作用。大麻素能夠顯著緩解實驗性自身免疫性腦炎(experimentalautoimmuneencephalitis, EAE)的發(fā)病癥狀并抑制炎癥, 減少神經(jīng)損害。 在一個隨機雙盲臨床試驗中, 大麻素降低多發(fā)性硬化患者痙攣的發(fā)生率增強運動能力, CB1受體抑制劑則使得臨床病情惡化。 CB2受體基因的188–189GG/G純合子型被認為和自身免疫性疾病有關(guān), 攜帶該基因型,  ECS對T淋巴細胞的抑制功能顯著減退。

外周組織中CB2受體主要分布于免疫細胞, 在中樞神經(jīng)系統(tǒng), 主要分布于小膠質(zhì)細胞和血管周細胞。 大麻素能抑制單核細胞的黏附與遷移;抑制 CD +T淋巴細胞的遷移;降低 CD +T淋巴細胞活性, 細胞因子相互作用。 將鼠小膠質(zhì)細胞加入大麻素一起培養(yǎng)會導致 IL-1α、IL- 1β、IL-2和TNF-αmRNA水平的減少, IL-8水平增加。在動物實驗中大麻素對IL-1β和IL-12的產(chǎn)生減少。

另一方面, 細胞因子也能影響 ESC, 如IL-4和 IL-10可以促進大麻素降解酶 FAAH活性, 加速大麻素的降解;IL-12和 IFN-α則降低 FAAH活性和抑制FAAH蛋白。大麻素通過 cAMP/PKA途徑介導免疫抑制效應(yīng);另外對γ過氧化物酶體增生物激活受體 (peroxisomeproliferator-activatedrecep-tor, PAR)活性的調(diào)節(jié)認為是大麻素影響T淋巴細胞活性的機制之一 ;

大麻素促進樹狀突細胞的凋亡而調(diào)節(jié)機體免疫。環(huán)氧化(cycloxygenase, COX)是炎癥反應(yīng)中的關(guān)鍵蛋白, 能夠促進炎癥過程。COX的激活和PD的神經(jīng)變性相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn), 大麻素能夠抑制COX活性來神經(jīng)保護作用, COX影響大麻素的代謝。

ECS與氧化應(yīng)激

自由基蓄積和氧化應(yīng)激反應(yīng)在 PD發(fā)病機制中占重要地位, PD患者缺乏內(nèi)源性防御氧化應(yīng)激因子如超氧化物歧化酶等。大麻素對 PD有神經(jīng)保護作用, 大麻素的抗氧化特性起關(guān)鍵作用。 有研究發(fā)現(xiàn), 人工合成得大麻類通過激動CB受體而產(chǎn)生神經(jīng)保護作用。

天然植物提取的大麻素CBD保護神經(jīng)的作用,CBD不能激動CB受體, 植物提取的大麻素存在非受體依賴的神經(jīng)保護作用。進一步研究發(fā)現(xiàn)CBD(或者其他抗氧化大麻素)促進超氧化物歧化酶功能起到對神經(jīng)保護作用。另外這些大麻素的化學結(jié)構(gòu)具有抗氧化特性, 它們的自由基清除能力超過維生素C和維生素E。

ECS與凋亡

ECS誘導細胞凋亡功能, 參與PD發(fā)病。研究發(fā)現(xiàn)CB1受體激活導致神經(jīng)毒性, 用AEA激活CB1受體可導致中腦黑質(zhì)變性, CB1受體拮抗劑對抗這種毒性。進一步的研究發(fā)現(xiàn)其機制是受體激活后導致的鈣內(nèi)流, 激活線粒體細胞色素C, 激活細胞凋亡蛋白酶導致細胞凋亡。

大麻素通過神經(jīng)酰胺而誘導凋亡。 AEA與CB1受體結(jié)合后, 激活鞘磷脂酶, 水解鞘磷脂, 生成神經(jīng)酰胺, 激活MAPK激酶信號傳導通路誘導凋亡。 其他的機制包括:使 kapaB-α磷酸化, 增強 kapaB核因子調(diào)節(jié)下的凋亡基因轉(zhuǎn)錄, 干擾細胞周期, 誘導凋亡。研究發(fā)現(xiàn), CB受體激動后激活PI3K/PKB信號傳導途徑而抑制細胞凋亡的發(fā)生。

ECS與神經(jīng)膠質(zhì)細胞

PD患者, 黑質(zhì)神經(jīng)元變性部位伴隨小膠質(zhì)細胞激活,腦內(nèi)CB受體分布于小膠質(zhì)細胞。 CB受體激動劑HU210, 只有在與神經(jīng)膠質(zhì)細胞混合培養(yǎng)后才具有神經(jīng)保護作用, ECS能影響神經(jīng)膠質(zhì)細胞而產(chǎn)生保護作用。 機制抑制損傷部位的小膠質(zhì)細胞遷移;影響神經(jīng)營養(yǎng)因子在腦內(nèi)的作用從而促進膠質(zhì)細胞對神經(jīng)元的營養(yǎng)支持;增加細胞骨架蛋白的表達。神經(jīng)膠質(zhì)細胞對ECS也有影響, CB2受體在正常腦組織很少見, 腦部損傷后, 損傷部位的CB2受體數(shù)目增加, 提示神經(jīng)膠質(zhì)細胞的激活誘導CB受體的表達。

大麻素相關(guān)藥物干預

大麻素具有神經(jīng)保護的作用, 大麻素作為PD的治療手段日益受到關(guān)注。目前各類影響ECS的藥物對PD作用結(jié)果很不一致。實驗研究增強ECS作用會加重PD的治療。在離體實驗, 大麻素會導致神經(jīng)細胞凋亡。 在動物實驗中,給予大麻素會導致一系列運動障礙;大鼠腦室內(nèi)給予大麻素后, 磁共振顯示持續(xù)的腦水腫伴隨局部神經(jīng)元丟失。

長期應(yīng)用大麻素會導致學習和記憶功能持續(xù)損害并伴隨腦形態(tài)學改變。CB1受體激動劑不能緩解PD實驗動物的運動障礙;CB1受體阻滯劑則能夠改善PD實驗動物的運動功能,和多巴胺聯(lián)合應(yīng)用減少多巴胺替代治療導致的運動障礙, 不會減弱多巴胺的治療效應(yīng)。

另一些實驗增強ECS作用于神經(jīng)保護。在腦腫瘤和腦缺血患者, 大麻素保護神經(jīng)元避免神經(jīng)損害。動物實驗, 持續(xù)使用大麻素2周治療減少黑質(zhì)變性。研究發(fā)現(xiàn), 單獨給予CB受體激動劑改善PD大鼠癥狀, 和多巴胺聯(lián)用后顯著改善大鼠的運動癥狀。 進一步研究發(fā)現(xiàn)ECS介導的神經(jīng)保護作用和給藥時間密切相關(guān)。  

提早發(fā)現(xiàn)腦損傷程度較輕的時候給予大麻素進行保護作用,在各個研究結(jié)論不一的原因, 對于高?；加蠵D的人群, 例如攜帶Parkin突變基因或者暴露在毒環(huán)境的人, 大麻素作為預防用藥, 作為早期控制預防的機制。

大量的研究發(fā)現(xiàn), 不論是PD患者還是實驗動物, 都存在ECS的紊亂。通過與神經(jīng)遞質(zhì)相互作用, 抑制炎癥反應(yīng), 參與氧化應(yīng)激, 調(diào)節(jié)細胞凋亡等方式參與了PD的病理生理過程。實驗結(jié)論不甚一致, 某些藥物干預的結(jié)果甚至互相矛盾, 隨著研究的進一步深入, 針對ECS的藥物應(yīng)用成為治療PD的新策略和發(fā)展的研究的方向。