作者：苏裕盛 教授/医学博士
摘要：基于Pubmed数据库探讨茶叶中儿茶素改善阿尔茨海默病(AD)认知功能的科学证据。使用文献分析法，搜寻Pubmed数据库，审阅关于茶在预防和治疗 AD 和其他相关神经退行性症状中的潜在作用的重要研究文献。研究认为，茶可能具有神经保护作用。然而，茶叶对认知功能的保护作用在流行病学研究中存在争议，未来需要更多的临床实证研究来解释迥异的流行病学结果。
关键词：Pubmed；儿茶素；阿尔茨海默病；认知功能
与其他神经退行性疾病一样，阿尔茨海默病 (Alzheimer’s disease，AD) 缺乏任何有效的治疗方法。因此，AD的预防和非药物干预的研究就非常重要[1]，饮食干预可能在预防AD 中发挥作用。近年来从人类研究中获得的经验数据证明了古老的智慧，即喝茶对健康的益处延伸到认知领域。人类越来越关注喝茶能否延缓甚至预防AD的发作。含有植物多酚的茶饮料已被推荐作为缓解 AD 症状的天然补充疗法[2]。茶是世界上消费最多的饮料之一，绿茶、红茶和乌龙茶是由同一种植物学名山茶(Camellia sinensis (L.) O. Kuntze.)制成。其中，绿茶对癌症、肥胖症、糖尿病、炎症和神经退行性疾病等疾病的有益作用得到了最广泛的研究。几项人类观察和干预研究发现，喝茶对神经退行性损伤如认知功能障碍和记忆力减退有帮助，研究支持了茶对帕金森病(Parkinson’s disease，PD）的预防作用[3] 。但儿茶素对AD的影响与机制探讨相对就比较少，本文就儿茶素改善AD的认知功能做一综述。
1.
流行病学研究
1.1 国內的相关文献研究
几项横断面研究的数据一致表明，喝茶与认知测试的更好表现有关。中国纵向健康长寿调查的数据显示，喝茶对认知功能有积极影响。茶的保护相关性在从不吸烟的人中更明显[4]。习惯性饮茶，尤其是高频率和绿茶消费，与中老年人认知障碍患病率降低显着相关。一项涉及32,606 名年龄在65岁或以上的人的调查表明，经常喝茶与认知障碍的降低显着相关[5]。在中国黄石市通过多阶段随机整群抽样方法对1,000名60岁及以上居民进行的患病率调查显示，喝茶可降低轻度认知障碍(Mild cognitive
impairment，MCI)的发病率[6]。然而，一项包括 870名 90岁或以上居民的横断面研究表明，茶消费与该组 MCI 的患病率之间没有显着相关性 [7]。同样一项队列研究显示，在681名90至108岁老人中，患有认知障碍的男性喝茶的比率显着降低；而在女性中，认知障碍与喝茶无关[8]。涉及5,691名65岁或以上老年居民的一项全国性基于人群的前瞻性病例对照研究发现，喝茶与认知能力下降呈负相关[9]。涉及苏州市渭塘 4,579名 60岁及以上人口的一项镇级人口调查显示，饮茶与认知障碍的患病率呈负相关。从上述几项负相关的研究看出，中国对于喝茶与认知障碍之间研究的相关性与否未有定论，值得持续深入探讨。
1.2 国外的相关文献研究
在新加坡，一项涉及2,501名55岁或以上华人参与者的横断面研究表明，经常喝茶与降低认知障碍风险有关，这些影响对于该人群消费的主要类发酵型红茶和半发酵型乌龙茶最为明显[10]。另一项涉及 716 名 55 岁或以上华人成年人的横断面研究表明，喝茶对认知功能的保护作用并不局限于特定类型的茶。红茶和乌龙茶以及绿茶的消费都与更好的认知表现有关[11]。一项涉及1,615名55至 93 岁成年人的纵向老龄化研究，在平均18 个月的随访期间检查了喝茶量与抑郁症状之间的关系，这项研究证明茶消费与老年人有临床意义的抑郁症状之间存在纵向关联。该结果与早先关于喝茶与社区老年人抑郁症状患病率降低之间关联的报告一致以及在老年人以外的研究人群中进行的几项研究。潜在机制可能涉及茶叶中生物活性化合物的抗氧化、抗炎、脑血管保护和抗抑郁作用[12]。一项涉及 1,003名年龄在70 岁或以上的日本居民的基于社区的综合老年病评估表明，较高的绿茶消费量与较低的认知障碍患病率相关[13]。日本中岛的 60岁以上的日本居民进行了一项基于人群的前瞻性研究表明，饮用绿茶与降低认知能力下降的风险显着相关[14]。一项包括 1,143 名日本居民的横断面研究表明，低绿茶消费量与较高的认知障碍患病率独立相关[15]。然而，一项涉及33名疗养院居民的双盲随机对照研究显示，与安慰剂组相比，12个月的绿茶消费可能不会显着影响日语版简易精神状态检查评估的认知功能，但可以防止老年人群中氧化应激的增加[16] 。然而，来自我国、新加坡和日本的试验报告关于喝茶对认知的分析报告有相互矛盾的结果出现。未来的研究中应在茶和AD的生物标志物找出相关性，更好地描述喝茶对认知的保护作用的潜在机制。
2. 儿茶素与AD关系机制
2.1茶叶的生物活性成分
茶是世界范围内消费最广泛的饮料之一，并且有多种形式。茶代表了一个含有大量多酚的植物大家族，这些多酚可能对各种疾病带来健康益处。与其他形式的茶相比，绿茶富含抗氧化剂。茶由多酚、咖啡因、矿物质和微量的维生素、氨基酸和碳水化合物组成。茶叶中的生物活性成分儿茶素如表没食子儿茶素-3-没食子酸酯 (epigallocatechin-3-gallate, EGCG)、表儿茶素没食子酸酯 (Epicatechin gallate，ECG)、表没食子儿茶素（Epigallocatechin ，EGC）、表儿茶素（Epicatechin ，EC）等具有抗氧化、抗炎作用与抗淀粉样蛋白作用，从而导致对 AD 的保护，其中绿茶具有预防或改善 AD 症状的潜力[17]。一项研究报告说，语言和记忆与儿茶素和茶黄素的摄入呈正相关，摄入包括类黄酮和酚酸的特定多酚，可能有助于保持语言记忆，可以预防神经退行性 AD相关的认知能力下降[18]。
EGCG 是一种存在于绿茶中的丰富而有效的多酚分子，具有广泛的生物活性，能预防或延迟淀粉样蛋白生成过程能力，有证据表明 EGCG 能够分别抑制与 PD、AD 和 HD 相关的 α-突触核蛋白、淀粉样蛋白-β(Aβ) 和亨廷顿蛋白的聚集。它可以防止体外和体内的原纤维生成，降低淀粉样蛋白的细胞毒性，并重塑原纤维以形成无毒的无定形物种[19]。多酚代表了各种植物衍生食品中普遍存在的一组微量成分。类黄酮和酚酸是最常食用的两类多酚。实验研究表明，这些化合物，尤其是类黄酮，具有神经保护作用，包括增强神经元功能、刺激脑流量和诱导神经发生，并可能通过其抗氧化特性和抗炎活性来预防与年龄相关的中枢神经系统损伤[20]。多酚，尤其是类黄酮具有可能对大脑健康有益的生化特性[21]。
由于神经退行性疾病的多病因特点要求开发能够操纵多个靶标的治疗药物，而ECG在体外和体内都能满足这一要求，因此可能成为预防神经退行性疾病的潜在药物，亦可在此天然物质基础上进行结构改造进行新药研发[22]。总之，这些结果表明ECG有助于绿茶和红茶的神经保护作用。有研究认为[23]这些生物活性化合物的抗淀粉样蛋白机制包括通过调节相关酶的活性来抑制APP 裂解、防止 Aβ 诱导的蛋白质错误折叠和膜损伤、减轻 Aβ 诱导的氧化应激、抑制 Aβ 寡聚体的聚集、调节涉及 Aβ 生成的信号通路、减少 Aβ 诱导的线粒体功能障碍和抑制 Tau蛋白的过度磷酸化等。
2.2 绿茶多酚(GTPs)保护神经元机制
假设喝茶也可以降低与年龄相关的神经退行性疾病的风险。考虑到Aβ在AD病因学中的有害作用，研究了绿茶和红茶提取物以及黄烷-3-醇对抗使用由Aβ衍生肽毒性诱导大鼠海马细胞的原代培养物作为模型。绿茶和红茶提取物显示对Aβ毒性的神经保护作用，只有茶黄烷-3-醇没食子酸酯（即ECG、EGCG）和没食子酸能抑制Aβ25-35诱导的细胞凋亡事件。EGCG 和没食子酸抑制Aβ 聚集和/或 Aβ 衍生的可扩散神经毒素配体的形成。总之，研究结果表明儿茶素没食子酸酯有助于绿茶和红茶的神经保护作用[24]。此外，EGCG 的保护作用可能至少部分与其对Aβ 原纤维（fAβ）/寡聚体形成的抑制作用有关[25]。绿茶多酚(Green tea polyphenols，GTPs)是绿茶中的非人工黄酮类化合物，主要由EGCG、EGC、ECG、EC组成。有研究表明，GTPs可通过下调tau磷酸化水平改善OA(okadaic acid)大鼠空间学习记忆障碍，从而启动AD级联[26]。
此外，还能缓解海马形成的年龄相关性改变和空间学习记忆损伤[27, 28]。因此，GTPs 被认为是通过抑制fAβ的形成和保护神经元免受 Aβ 诱导的毒性来对抗神经退行性疾病。GTPs现在被认为是AD等神经退行性疾病的可能保护剂。GTPs 可以抑制fAβ的形成并保护神经元免受 Aβ诱导的毒性。然而，GTPs是否可以改善大鼠的学习和记忆障碍以及减少OA 诱导的 tau 过度磷酸化仍不清楚，结果表明 GTPs对 OA 诱导的神经毒性具有神经保护作用[29]。Zhang等[30]研究探讨了绿茶多酚（GTPs）对乙醇诱导的空间学习和记忆障碍的影响，并探究了其潜在的分子机制。结果表明，GTP s
干预可以改善乙醇戒断后大鼠的空间学习和记忆障碍，这与上调锥体层神经元密度、N-甲基-D-天门冬胺酸受体(N-methylD-aspartic
acid receptors，NMDARs)
表达和海马区元素结合蛋白(element binding
protein，CREB)
磷酸化有关。可见GTPs可通过增强大鼠海马 NMDAR1 表达和 CREB 活性改善乙醇诱导的空间学习和记忆障碍。最近的证据强调了GTPs 的成分EGCG的抗炎特性，已被认为对AD 发挥神经保护作用。
茶多酚(tea polyphenols)可以诱导不同抗氧化酶的表达，阻碍DNA氧化损伤。越来越多的证据表明，绿茶也可以作为潜在的药物来调节神经退行性疾病，包括AD。其中 Aβ级联假说指出，天然存在的 Aβ 单体通过成核依赖性途径聚集形成不溶性原纤维，这些原纤维以斑块的形式沉积在大脑中。Aβ 自组装成神经毒性低聚物，然后是纤维状聚集体是AD 的一个决定性特征。AD的特征是fAβ以不溶性形式在大脑中错误折叠、聚集和积累。绿茶多酚(GTPs)包括可通过预先形成的 fAβ的去稳定化，剂量依赖性地抑制Aβ1-40和 Aβ1-42形成fAβ方式保护细胞免受Aβ介导的神经毒性。尽管这些多酚在体外抑制 Aβ 形成 fAβ 并使预先形成的fAβ不稳定的机制仍不清楚，但多酚被认为对 AD 的预防和治疗很有价值[31]。EGCG 是茶中丰富的儿茶素，有研究[32]开展EGCG对Aβ及相关酶活性影响的研究，发现EGCG可以和未折叠的肽链结合，阻止α－突触核蛋白和Aβ的生成，从而发现EGCG可抑制 Aβ诱导的神经毒性。
由于绿茶多酚会诱导自噬，从而恢复食用它的生物体的整体健康。绿茶能够通过增加 PI3激酶和 BECLIN-1 的活性来激活 HL-60 异种移植物中的自噬[33]。蛋白质错误折迭和富含fAβ或聚集体的形成与包括AD在内的人类疾病的细胞毒性和衰变有关。一项研究证明EGCG 可抑制 α-突触核蛋白和Aβ生成。它亦能与多肽结合并促进新型非结构化寡聚体自行组装。EGCG 能够将大型成熟的 α-突触核蛋白和fAβ转化为对哺乳动物细胞无毒的较小的无定形蛋白质聚集体。该化合物直接与富含β-折迭的聚集体结合并介导构象变化，而不会将它们分解成单体或小的可扩散低聚物[34]。EGCG 诱导无毒AD的 Aβ 寡聚体的结构特性，EGCG 会干扰 Aβ 的芳香族疏水核心。Aβ 肽的 C 末端部分（残基 22-39）采用 β-折叠构象，而 N 末端（残基 1-20）是非结构化的。涉及残基 D23 和 K28 的特征盐桥也存在于这些寡聚 Aβ 聚集体的结构中[35]。换言之，小分子诱导的Aβ聚集体的结构分析将为AD药物开发开辟新的前景。
2.3调节涉及 Aβ 生成的信号通路
儿茶素多酚成分EGCG已被证明在多种神经系统疾病的细胞和动物模型中发挥神经保护作用[36]。绿茶提取物及其主要多酚成分 EGCG在细胞培养和PD小鼠模型中具有有效的神经保护活性。EGCG 诱导的 sAPPα分泌被PKC 的抑制所阻断。研究表明，用抑制剂 GF109203X 抑制蛋白激酶 C (protein kinase C，PKC)，或通过下调 PKC阻断了 EGCG 诱导的 sAPPα 分泌，表明 PKC 的参与[37]。事实上，EGCG 诱导了 PKC 的磷酸化，从而通过激活非淀粉样蛋白途径确定了一种新的 PKC 依赖性 EGCG 作用机制。EGCG 不仅能够保护，而且可以以剂量依赖性方式免受 Aβ毒性。此外，给予小鼠 EGCG（2 mg/kg）7 或 14 天显著降低膜结合全蛋白 APP 水平，同时海马体中 sAPPα水平增加。说明可以通过PKC途径调节非淀粉样蛋白源性APP的分泌过程。EGCG 对 Aβ 诱导的神经毒性具有保护作用，并通过 PKC 途径调节淀粉样前体蛋白(sAPPα)的分泌过程[37]。因此，分泌过程被认为是PKC依赖性的。
由于在跨膜信号传导中起重要作用的PKC异构体可以被视为“记忆激酶”家族。越来越多的证据表明，除了参与细胞的其他功能外，它们还严重参与记忆的获取和维持。神经元中PKC信号级联的缺陷是AD患者大脑中最早的异常之一。他们的功能障碍还涉及其他几种类型的记忆障碍，包括与情绪、智力迟钝有关的记忆障碍、脑损伤和血管性失智/缺血性中风。PKC 活性的抑制导致许多类型的学习和记忆能力降低，在治疗药物滥用或厌恶记忆方面可能具有治疗价值[38]。另一方面，PKC 激活剂已被证明具有增强记忆力和抗失智作用。因此，PKC 药理学可能代表了一个有吸引力的领域，用于的开发用于治疗多种类型的记忆障碍和失智的有效认知药物[38]。
此外，Yang等[39]根据行为测试，发现阻断升高的肿瘤坏死因子α (tumor necrosis
factor α，TNFα)
水平可以保护S-DEP小鼠免受学习能力受损。绿茶中的主要活性化合物茶多酚通过下调TNFα转化酶 (TACE) 水平来抑制 TNFα 的产生。同时，茶多酚治疗可以改善S-DEP小鼠的识别障碍和焦虑样行为。上述结果证实了茶多酚在 S-DEP 小鼠模型中的认知保护作用，为靶向 TACE/TNFα/AMPA 通路治疗 S-DEP 诱导的认知障碍提供了理论依据。有表明绿茶儿茶素EGC和ECG能够减轻Aβ寡聚体和原纤维的毒性。特别是心电图可以穿越血脑屏障，减少APP/PS1小鼠大脑中的Aβ斑块，从而保护神经元免受损伤[17]。
2.4减轻 Aβ 诱导的线粒体功能障碍
Wu等[40]结果表明，Aβ在PrP-hAPP/hPS1小鼠神经元中的积累可以先于斑块形成影响神经发生。提示AD发病早期是线粒体损伤，细胞内过多导致Mfn1和Mfn2表达异常可能是AD发病的分子机制，茶氨酸(L-theanine)对SH-SY5Y (APPsw)细胞线粒体融合蛋白的调节作用显着。总之，该研究结果不仅为AD发病机制提供了一个新的早期机制，而且为AD的治疗提供了一个预防的候选药物—茶氨酸。
2.5抑制 tau蛋白的过度磷酸化
AD 是一种神经退行性疾病，其特征之一是在于细胞内微管结合蛋白 tau 磷酸化形式的积累。有研究使用绿茶类黄酮EGCG 增强清除这些病理性 tau。主要是EGCG 是一种有效的抗氧化剂和 Nrf2 转录途径的激活剂。结果发现 EGCG 治疗导致三个与 AD 相关的磷酸化 tau 表位的蛋白质水平显着降低。这项研究表明 EGCG 增强了原代神经元中与 AD 相关的磷酸化 tau 物质的清除。EGCG 确实显着增加了两种自噬衔接蛋白的表达。结果表明 EGCG 能够以高度特异性的方式增加磷酸化 tau 物质的清除，可能是通过增加接头蛋白的表达 [41]。频繁饮用绿茶与脑脊液总 tau 蛋白 (t-tau) 水平降低有关，但与脑脊液(Cerebro-Spinal Fluid, CSF)淀粉样蛋白-β 42 (Aβ42) 和脑脊液磷酸化 tau 水平无关。在 65 岁或以下的个体中观察到饮用绿茶与 CSF t-tau和 CSF t-tau/Aβ42 的更显着关联。此外，经常饮用绿茶的男性 CSF t-tau/Aβ42 水平显着降低，且CSF t-tau 呈适度下降趋势，而饮用绿茶与 APOEɛ4 或性别没有交互作用[42]。茶多酚通过促进 AMPA 受体内化来保护睡眠不足小鼠的学习和记忆提供证据。
另外有研究[43]发现EGCG干预使AD大鼠逃逸潜伏期缩短，目标象限时间增加。EGCG能与tau蛋白中的磷酸化区域结合，降低了海马中 tau 的过度磷酸化[44]。可见EGCG可降低tau蛋白的过度磷酸化，下调BACE1和Aβ1-42的表达，从而改善AD大鼠的抗氧化系统和学习记忆功能。此外，Aβ和tau聚集体的积累是AD的病理标志。两种多肽都形成纤维状沉积物，但有几条证据表明Aβ和tau形成有毒的寡聚聚集中间体。因此，消耗这些结构可能是一种强大的治疗方式。該研究生成了一个tau 片段，它在体外形成稳定、有毒的寡聚tau聚集体。表明EGCG是一种绿茶多酚，可减少Aβ聚集，可防止tau蛋白以亚化学计量比聚集成有毒低聚物，从而挽救神经元中的毒性模型细胞[45]。
3. 结论与展望
失智症已成为需要紧急措施的重大问题，失智症的预防可能受饮食因素的影响。绿茶的成分可以改善异常的 tau 代谢，是干预和药物治疗AD的希望之一。喝茶跟喝咖啡一样，喝咖啡可能与失智/AD风险降低有关，喝茶对认知的保护作用的潜在机制可能有一定关联。这可能是由咖啡因和/或其他机制如抗氧化能力和增加的胰岛素敏感性介导有关，可能为预防或推迟失智/AD 的发作开辟新思路。虽诸多生物学研究表明，茶可能具有神经保护作用。但茶叶对认知功能的保护作用在研究中存在争议。研究认为摄入绿茶可能会降低患失智症、AD、MCI或认知障碍的风险，但仍需要来自精心设计和良好进行的队列研究的进一步结果来获得强有力的证据。虽然现有证据排除了关于喝茶是否可以成为预防 AD 的有效且简单的生活方式的明确结论。总之，需要更多的临床研究来帮助澄清不一致的流行病学研究结果。
本文引用自：苏裕盛、余春森、沈成万. 儿茶素改善阿尔茨海默病认知功能的文献研究 [J]，茶叶（ISSN：0577-8921/CN：33-1096/S），2023，49(1)，页32-36。
