全 文 ：中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 47卷 第 3期 2016年 2月

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姜黄素干预中枢神经系统疾病生物学机制研究进展
赵 爽 1，程学敏 2，黎海娟 2，黄 茜 2，黎丽芳 2，覃 卿 2，张胜昌 3*
1. 右江民族医学院 病理生理学教研室，广西高校桂西地区高发病防治研究重点实验室，广西 百色 533000
2. 右江民族医学院临床医学院，广西 百色 533000
3. 广西中医药大学，广西 南宁 530001
摘 要：姜黄素（curcumin）为小分子植物酸性多酚，是姜黄的主要药效成分，综述近年来姜黄素治疗多种中枢神经系统疾
病的生物学机制研究进展。姜黄素可抑制 β淀粉样蛋白合成与蓄积，调节胰岛素信号通路，改善阿尔茨海默病患者空间学习
记忆能力；具有抗炎、减轻血管源性脑水肿等神经保护作用；抑制帕金森病星形胶质细胞增生，减轻氧化应激损伤；影响即
早反应基因表达、抑制 mTORC1 通路等抗癫痫；恢复海马对 HPA 轴的抑制等抗抑郁；降低 JNK/MCP-1 信号转导功能抗神
经病理性痛；调控癌基因，抑制 Hh 通路，阻止肿瘤细胞侵袭、转移与增殖，促进神经组织功能修复。姜黄素作为治疗多种
中枢神经系统疾病的潜力药物，以其疗效显著、副作用小等特点具有广阔的开发与临床应用前景，但姜黄素在发挥干预中枢
神经系统疾病作用的信号网络或分子生物学机制、生物利用度的提高、先进制剂技术与新剂型的研发等方面仍需更多实验研
究加以深入探讨。
关键词：姜黄素；中枢神经系统；阿尔茨海默病；癫痫；抑郁症
中图分类号：R285 文献标志码：A 文章编号：0253 - 2670(2016)03 - 0512 - 07
DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2016.03.026
Research progress on biological mechanisms of curcumin in teatment of central
nervous system diseases
ZHAO Shuang1, CHENG Xue-min2, LI Hai-juan2, HUANG Qian2, LI Li-fang2, QIN Qing2, ZHANG Sheng-chang3
1. Key Laboratories of The West Guangxi Endemic Diseases Prevention and Treatment in Guangxi Province, Department of
Pathophysiology, Youjiang Medical College for Nationalities, Baise 533000, China
2. College of Clinical Medicine, Youjiang Medical University for Nationalities, Baise 533000, China
3. Guangxi University of Traditional Chinese Medicine, Nanning 530001, China
Abstract: Curcumin, a small molecular plant acidic polyphenol, is the main active ingredient in Curcumae Longae Rhizoma. In this
paper, we review the biological mechanisms of curcumin in the treatment of central nervous system diseases. First of all, it can inhibit
the synthesis and accumulation of β-amyloid protein, regulate insulin signal pathway, so as to improve the spatial learning and memory
ability of Alzheimer’s disease brains. Second, it also can inhibit the astrocytes proliferation and restrain the injury of moreover, it has
the function of anti-epilepsy by influencing the expression of the immediate early genes, inhibiting mTORC1 pathway, recovering the
inhibitory function of hippocampus on HPA axis for anti-depression, reducing neuropathic pain by decreasing JNK/MCP-1 pathway,
evaluating the functional recovery of nerve tissue by modulating oncogene, inhibiting Hh pathway, preventing the invasion,
transmission, and proliferation of tumor cells; At last, it has neuroprotective effect, such as anti-inflammation or alleviating vasogenic
brain edema. Curcumin, as a potential drug for the treatment of central nervous system diseases, has wide prospects on explosion and
application because of its significant curative effect with little side effect. But it still needs more research on its molecular mechanism of
signal network and advanced preparation technique to promote its bioavailability and development of new dosage forms.
Key words: curcumin; central nervous system; Alzheimer’s disease; epilepsy; depression


收稿日期：2015-09-02
基金项目：广西自然科学基金项目（2014GXNSFBA118172）；广西高校科学技术研究项目（KY2015YB229，KY2015YB141）；广西高校大学
生创新创业训练计划项目（201410599009）；广西高校重点实验室开放课题（gxzdsysyy2015207）
作者简介：赵 爽（1980—），女，硕士，副教授，从事中药防治脑病基础研究。Tel: 13877687350 E-mail: zhsh8000@163.com
*通信作者 张胜昌 E-mail: 317391460@qq.com
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 47卷 第 3期 2016年 2月

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姜黄 Curcuma longa L. 为姜科（Zingiberaceae）
姜黄属 Curcuma L. 植物，干燥根茎可入药，主产
于中国、印度、日本等国家，是常用的传统中药。
姜黄素（curcumin）则是从姜科植物姜黄属姜黄、
莪术、郁金等根茎中提取得到的一种天然黄色色素，
为小分子植物酸性多酚，其分子式为 C21H20O6，相
对分子质量 368.37，化学结构见图 1。姜黄素是咖
哩、芥末中的主要黄色色素，是姜黄的主要药效成
分，流行病学调查显示，印度的阿尔茨海默病
（Alzheimer’s disease，AD）患病率偏低，仅是美国
的四分之一，印度人的饮食中经常用咖喱作为调料
剂，其中提取到的有效成分就是姜黄素，从而学者
们开展了一系列姜黄素与 AD 发病机制相关性的科
学研究[1]。研究发现，姜黄素不仅可以有效抑制 AD，
还有抗肿瘤、抗菌、抗氧化、抗炎、抗呕吐、抗纤
维化、抗人类免疫缺陷病毒（human immunodeficiency
virus，HIV）、保护神经系统等作用，其药理药效十
分广泛[2]。近年来，PubMed 数据库上收录的有关姜
黄素药用价值的文献数量也迅速增多，姜黄素成为
医疗保健领域新的研究热点之一，具有广阔的开发
与应用前景，其作为治疗多种神经系统疾病潜力药
物的研究也在越来越多地受到人们的关注。

O O
OH
OCH3
HO
H3CO

图 1 姜黄素化学结构
Fig. 1 Structure of curcumin
1 姜黄素对 AD发病机制的影响
AD 是一种病因未明、起病隐匿的以进行性和
不可逆性记忆损害及认知功能障碍为主的中枢神经
系统退行性疾病，临床上以全面性痴呆表现为特征，
也称为老年性痴呆病。AD 主要是由大脑特异区域 β
淀粉样蛋白（amyloid β-protein，Aβ）蓄积引起。而
姜黄素具有很强的亲脂性，可以透过血脑屏障，其
酮-烯醇结构易与 Aβ 聚合物结合[3]，降低脑中老年
斑（senile plaques，SP）的体积及 Aβ42 的量，体外
实验也显示，姜黄素能抑制 Aβ42 的合成并破坏其
稳定性，起到抑制 Aβ脑内聚集的作用[4]。Aβ是由
β淀粉样蛋白前体蛋白（amyloid precursor protein，
APP）在 β 或其他分泌酶的切割作用下产生并聚集
形成的，姜黄素可以通过降低 β位切割酶的过度表
达来抑制 Aβ形成[5]。研究表明，姜黄素还能够改进
AD 患者巨噬细胞对 Aβ 肽吞噬作用的缺陷[6]，从而
有效抑制 Aβ 水平的升高，减少脑内 SP 沉积，但这
仍需大样本深入研究来证实。另外，AD 与胰岛素信
号调控密切相关，利用 APP/PS1 双转基因小鼠检测
海马胰岛素受体（insulin receptor，InR）、胰岛素样
生长因子受体（insulin-like growth factor receptor，
IGF1R）的表达水平，显示出姜黄素可改善和调节胰
岛素信号转导通路从而发挥治疗作用[7-8]。
9 月龄 AD 模型 APPswe/PS1dE9 双转基因小鼠
ig 大剂量姜黄素后，观察海马 CA1 区神经元及突触
的变化，与 AD 模型组相比，突触数量增加，突触
小泡聚集减少，排列整齐，病理变化大幅改善，这
是姜黄素改善 AD 小鼠空间学习记忆能力的机制之
一[8]。姜黄素还可通过降低海马区星形胶质细胞胶
质纤维酸性蛋白（glial fibrillary acidic protein，
GFAP）表达和抑制星形胶质细胞的活性，来改善
Aβ1-40 诱导的 AD 大鼠空间学习记忆障碍[10]。已有
临床研究表明，应用非甾体消炎药（nonsteroidal
antiinflammatory drugs，NSAIDs）能降低 AD 的发
病风险[11]，但长期应用副作用极大。体外实验证实，
姜黄素能抑制 12-十四酸佛波酯-13-乙酸盐（phorbol-
12-myristate-13-acetate，PMA）诱导的炎性小鼠纤
维细胞脂质过氧化酶和环氧合酶活性[12]，从而抑制
白细胞介素-1β（IL-1β）、IL-8 和肿瘤坏死因子-α
（TNF-α）等的产生，并能抑制脂氧合酶和磷脂酶活
性[13]，且即使姜黄素大剂量应用，其对小鼠的其他
生理功能影响也很小[14]。
2 姜黄素对脑血管病及血管性痴呆发病机制的影响
姜黄素有很强的抗炎作用，可减少炎症细胞因
子如 IL-2、IL-6、TNF-α 等的产生，有效降低血肿
周围脑组织细胞间黏附分子-1（ intercellular cell
adhesion molecule-1，ICAM-1）的表达[15]。在小鼠
脑出血后 6 h 应用姜黄素，72 h 后血肿较对照组有
明显瓦解现象，这与姜黄素显著减少促炎分子的产
生和释放有关[16]，同时，姜黄素也减轻了血管源性
脑水肿，起到了神经保护作用，其机制可能与抑制
基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）
的活性有关[17]。
脑缺血时，核转录因子-κB（nuclear transcription
factor-κB，NF-κB）可激活导致内皮素、细胞因子
等损伤缺血的神经细胞[18]，经姜黄素预处理的大鼠，
可使过氧化物酶体增殖物激活受体-γ（peroxisome
proliferator-activated receptor-γ，PPAR-γ）表达上调，
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抑制 NF-κB 激活，减轻炎症反应而改善神经功能[19]，
与此同时，姜黄素抑制炎症因子如 IL-1β、TNF-α、
前列腺素 E2（PGE2）、NO、环氧合酶-2（COX-2）
等的表达，可减弱 NF-κB 抑制蛋白（inhibitor-κ
binding protein，I-κB）的降解，阻抑 NF-κB 激活，
说明抗炎是姜黄素保护脑缺血后神经组织的重要机
制。线粒体转录因子 A（mitochondrial transcription
factor A，TFAM）是一种维持线粒体 DNA 复制量
的核蛋白，可反映线粒体生物合成功能[20]，解偶联
蛋白 2（uncoupling protein 2，UCP2）是跨线粒体
内膜质子通道转运蛋白，具有抑制活性氧生成、降
低电势差、限制 Ca2+超载、抑制细胞凋亡等作用[21]。
在大脑局灶性缺血-再灌注损伤实验中，缺血前用
姜黄素预处理，神经元丢失及线粒体损伤有所减
轻，皮质梗死区线粒体 UCP2 和 TFAM 表达增加，
说明姜黄素可以呈剂量依赖性地调控线粒体生物
合成[22]。另外，姜黄素还可降低脑组织 NO 和损
伤标志蛋白 S100B 的表达水平[23]，上调脑源性神
经营养因子（brain derived neurotrophic factor，
BDNF）及其受体的 mRNA 与蛋白表达[24]，从而
保护脑神经。
血管性痴呆（vascular dementia，VD）是由脑
血管因素导致脑组织损害而引起的一类痴呆综合
征。已有实验研究，通过结扎左、右两侧颈总动脉
的方法复制大鼠脑缺血 VD 模型，采用 Morris 水迷
宫法观察，发现姜黄素对 VD 大鼠学习记忆功能有
良好的改善作用，这与姜黄素可清除脑组织氧自由
基、拮抗脑缺血引起的超氧化物歧化酶（superoxide
dismutase，SOD）活性下降及丙二醛（malondial-
dehyde，MDA）水平升高、降低全血黏度和血沉、
改善血液流变学等作用有关[25]。对 VD 模型大鼠海
马神经元凋亡及 Bcl-2 和 Bax 蛋白表达的影响做进
一步研究，发现姜黄素还能够抑制脑缺血坏死区神
经细胞凋亡及凋亡相关蛋白表达，减少海马神经元
因缺血缺氧导致的破坏丢失，以改善认知功能[26]。
3 姜黄素对帕金森病发病机制的影响
帕金森病（Parkinson’s disease，PD）是一种中
老年人常见的神经系统变性疾病，其病理改变为中
脑黑质多巴胺（dopamine，DA）能神经元的变性及
选择性大量丢失，DA 能神经递质量相对不足，残
留神经元的胞浆中有 Lewy 小体出现。由于 DA 量
不足，导致乙酰胆碱（acetylcholine，Ach）递质功
能处于相对优势，从而引起肌肉运动功能障碍、静
止性震颤麻痹、肌强直等病变特征。大量临床及实
验证据显示，氧化应激、兴奋性氨基酸毒性作用、
免疫炎症反应、脑源性或胶质源性神经营养因子表
达减少、Ca2+超载等病变机制相互作用与 PD 的发生
发展密切相关。神经胶质细胞-神经元网络失衡，例
如通过 DA 受体调节星形胶质细胞神经营养因子的
释放以及炎症反应的发生，在 DA 能神经元选择性、
进行性变性病变中起着重要的作用[27]。在老龄动物
和 6-羟基多巴胺（6-hydroxydopamine，6-OHDA）复
制的 PD 模型中，黑质神经生长因子（nerve growth
factor，NGF ）前体分子（ proNGF ）及其受体
（p75NTR）、神经死亡因子 sortilin mRNA 等表达上
调，大量星形胶质细胞和小胶质细胞活化[28]。
姜黄素可逆转6-OHDA及细胞内高铁水平造成
的活性氧族（reactive oxygen species，ROS）产生增
加，从而减轻氧化应激和高铁水平对细胞造成的损
伤[29]。另有实验研究显示，姜黄素可降低 1-甲基-4-
苯基-1,2,3,6-四氢吡啶（1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-
tetrahydropyridine，MPTP）神经毒质介导的 GFAP
释放，抑制 PD 发病中星形胶质细胞增生，减少胶
质瘢痕形成。并通过抑制 NF-κB 核转位，降低脑内
炎症因子的表达，改善由中脑注射脂多糖
（lipopolysaccharides，LPS）引起的 PD 样病变导致
的小鼠运动障碍[30]。体外细胞培养研究显示，利用
1-甲基-4 苯基吡啶离子（MPP+）诱导人神经母细胞
瘤细胞（SH-SY5Y）作为实验模型，发现经姜黄素
处理后可抑制 c-Jun 的氮末端激酶（JNK）信号通路，
保护神经元[31]。
4 姜黄素对癫痫发病机制的影响
癫痫是一种常见的发作性神经系统疾病，神经
元异常同步化放电，引起突然、短暂、反复出现的
脑功能失调，同时癫痫患者和实验动物还可表现为
伴有记忆力及认知功能下降。其病因和发病机制较
复杂，目前治疗手段有限。
癫痫持续状态（status epilepticus，SE）是指一
次癫痫发作持续 30 min 以上，或连续多次发作且发
作间期意识不清醒的状态。药理学研究显示，姜黄
素抗痫与其抗氧化、清除自由基、神经保护及影响
即早反应基因表达有关[32]。实验证实，姜黄素可通
过减轻海马氧化应激反应，抑制神经细胞凋亡，减
轻 SE 发作，从而改善癫痫所致大鼠认知功能障碍。
姜黄素及其代谢产物均具有抗氧化活性，可以抑制
内质网 InsP3 受体介导的钙释放，增加内质网钙摄取
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和贮备，抑制海马内质网应激及其相关基因 153
（DADD153）的表达，抑制 c-Jun 氨基端激酶/活化
蛋白-1（JNK/Ap-1）途径激活，以保护海马神经元[33]。
近期文献报道，姜黄素可以缓解海人酸诱发的癫痫
症状，改善实验性癫痫大鼠的行为学变化，可使大
鼠反复发作的阵挛抽搐滞后，行为变温和[34]。姜黄
素还可以通过上调大鼠海马神经元 bcl-2 基因、下调
bax 基因表达，从而抑制神经元凋亡[35]。
S100B 蛋白是一种酸性钙离子结合蛋白，主要
分布在中枢神经系统星形胶质细胞内，该蛋白增多
是提示早期脑损伤可靠的生化指标[36]，姜黄素治疗
则可降低匹罗卡品致痫大鼠海马神经元S100B蛋白
表达，通过抑制星形胶质细胞活化以减轻痫性发作
导致的脑损伤 [37] 。外伤性致痫（ posttraumatic
epilepsy，PTE）是颅脑损伤后的常见并发症，近年
研究显示，哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合物 1
（mammalian target of rapamycin，mTOR complex 1，
mTORC1）介导的信号通路异常激活与 PTE 关系密
切，在脑外伤及 PTE 动物模型中 mTORC1 磷酸化
激活，再通过磷酸化下游多种效应分子参与癫痫的
发生发展，而抑制 mTORC1 激活则具有抗癫痫的作
用[38]。利用 FeCl3 皮层注射诱导大鼠痫性发作，可
模拟 PTE 的发生机制，即外伤致颅内出血，红细胞
破裂，Fe3+沉积导致癫痫发生[39]。姜黄素可显著降
低 PTE 大鼠发作频率和等级，抑制皮质异常放电，
减少病灶神经元变性坏死，体外实验证实，姜黄素
可以抑制 mTORC1 信号转导通路，以保护 PTE 大
鼠神经组织[40]。
5 姜黄素对抑郁症发病机制的影响
抑郁症是由多种原因引起的以心境低落、情感
性障碍为主要特征的神经疾病，常伴有睡眠异常和
食欲减退等躯体症状，随着生活节奏的加快，生活
和工作压力的增大，抑郁症已成为目前又一影响人
类健康的常见病与多发病，发病率逐渐上升。其发
病机制多样复杂，且抑郁症常表现为其他躯体慢性
疾病的伴发症状，神经递质如 5-羟色胺（5-hydroxy
tryptamine，5-HT）、去甲肾上腺素（norepinephrine，
NE）、DA 等合成及分布异常、下丘脑-垂体-肾上腺
轴（hypothamo-pituitary-adrenocortical axis，HPA）
分泌紊乱、炎症介质释放和递质信息传递通路异常、
海马神经元损伤等均可能参与了疾病的发生发展过
程，针对这些发病机制现已研发出各类化学合成的
抗抑郁药，虽具有一定临床疗效，但大多数存在抗
抑郁谱窄、副作用大和易复发等缺点。
慢性温和不可预知应激模型是一种经典抑郁症
动物模型，其理论依据与人类抑郁症中慢性、低水
平的应激源导致抑郁症的发生并加速抑郁症发展的
机制更为接近[41]。在慢性不可预见性应激刺激导致
大鼠抑郁障碍疾病模型中，姜黄素能缩短大鼠强迫
游泳不动时间，提高糖水偏嗜度，明显逆转慢性应
激导致的大鼠兴奋性和探索性降低，提高慢性应激
大鼠海马5-HT的量，降低糖皮质激素水平，恢复海
马对HPA轴的抑制作用，保护海马神经元[42]。姜黄
素还可拮抗慢性应激所导致的皮质醇水平升高，防
止其下游信息通路的过度激活[43]。姜黄素在逆转皮
质酮诱导的大鼠抑郁样行为中，其抗抑郁作用还可
能与增加海马和前额皮质BDNF表达、激活BDNF-
Akt-bcl2途径，抑制神经元受损有关[44]。
6 姜黄素对神经病理性疼痛发病机制的影响
神经病理性疼痛（neuropathic pain，NPP）是
由神经系统原发性损害和功能障碍所引起的慢性疼
痛。病因主要有病毒感染、神经系统损伤、代谢或
营养性疾病等，疼痛表现为自发性、痛觉过敏、异
常疼痛等。动物实验研究发现，姜黄素可减轻大鼠
坐骨神经慢性压迫性损伤（ chronic constriction
injury，CCI）的热痛觉过敏和机械性疼痛，可下调
脊髓背角和背根神经节趋化因子受体的表达，减轻
大鼠 CCI 所导致的 NPP[45]。
糖尿病神经病理性疼痛（diabetic neuropathic
pain，DNP）是糖尿病一种常见的慢性并发症，其
特点是自发痛、痛觉超敏等。实验研究证实，姜黄
素可以对 DNP 产生影响，即脊髓背角 TNF-α 水平
下降，且与痛阈值升高时间一致，为提高姜黄素生
物利用度，制备姜黄素自组装纳米乳药物转运系统
（ self nano emulsifying drug delivery system ，
SNEDDS），有更好的神经保护作用[46]。姜黄素减
轻 2 型糖尿病大鼠 DNP 的机制可能为通过抑制脊
髓和背根神经节激活子蛋白-1（activator protein 1，
AP-1）与 NF-κB 核转位，抑制炎症因子释放，使单
核细胞趋化蛋白-1（monocyte chemotactic protein-1，
MCP-1）释放减少，从而降低 JNK/MCP-1 信号通
路转导功能[47]。
7 姜黄素对神经系统肿瘤发病机制的影响
神经母细胞瘤（neuroblastoma）为内分泌性肿瘤，
起源于交感神经系任意神经脊部位，预后较差，5 年
存活率只有 25%～35%。研究发现姜黄素对神经母细
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胞瘤癌细胞的产生、增殖、转移均有抑制作用，可使
癌细胞数目明显减少[48]。姜黄素通过调控癌基因、抑
癌基因及其蛋白表达，通过抑制 NF-κB 激活等阻止肿
瘤细胞的侵袭与转移，并调控细胞凋亡等信号途径，
诱导肿瘤细胞凋亡，降低 SH-SY5Y 神经母细胞瘤增
殖[49]，随着姜黄素浓度增加，瘤细胞的侵袭力逐渐下
降，可以减少神经母细胞瘤转移及复发[50]。
脑胶质瘤也是中枢神经系统较常见、预后较差
的原发性恶性肿瘤，占颅内肿瘤 50%～60%，目前
临床化疗药物副作用较大，而中药因其相对安全和
作用持久被广泛关注。MMP 广泛参与瘤细胞的侵
袭和转移过程，发挥着关键性的作用，体外应用姜
黄素能够抑制人脑胶质瘤 U251、U87 细胞的迁移和
侵袭，可能机制为抑制了肿瘤细胞内 MMP-2、
MMP-9 的表达[51-52]，促进 caspase 家族激活，诱导
细胞凋亡。Hedgehog（Hh）信号通路与癌细胞的产
生和侵袭转移能力密切相关[53]，姜黄素可以通过下
调 Hh 信号通路中的重要成分（Shh、Smo、GLI1）
mRNA 及蛋白表达水平，抑制 GLI1 转移入细胞核，
同时减少其受体积聚，抑制胶质瘤细胞增生，且具
有时间和浓度依赖性[54]。因此，有望对姜黄素做进
一步研发以期能进入临床应用。
8 结语
姜黄素还可改善脊髓损伤脱髓鞘病变、糖尿病
周围神经病变和小胶质细胞炎症反应，诱导脑缺血
或脊髓损伤后神经干细胞的增殖与迁移，促进神经
组织功能修复等。姜黄素是否还可通过其他信号网
络或生物分子对上述疾病产生影响，仍需更多的实
验研究进行深入探讨；提高其生物利用度、先进制
剂技术与新剂型的研发也将成为研究热点。总之，
姜黄素以其疗效显著、副作用小等特点具有广阔的
临床应用前景。
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