劉婷萍，張琴，趙芬芬，王常康，何興偉

(1.江西中醫(yī)藥大學(xué)，南昌 330006;2.江西中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院，南昌 330025)

脊髓損傷(spinal cord injury， SCI)常導(dǎo)致?lián)p傷平面以下的運(yùn)動(dòng)、感覺及植物神經(jīng)功能障礙，其病理生理過程主要包括原發(fā)性損傷和繼發(fā)性損傷兩個(gè)階段。針灸治療該病具有較好的臨床療效[1]。近年來，利用信號(hào)通路來研究針灸治療SCI作用機(jī)制已經(jīng)成為熱點(diǎn)[2]。筆者擬對基于相關(guān)信號(hào)通路研究針灸治療SCI作用機(jī)制的文獻(xiàn)進(jìn)行綜述。

1 針灸對細(xì)胞凋亡信號(hào)通路的調(diào)控

脊髓損傷后細(xì)胞凋亡造成脊髓神經(jīng)的信號(hào)傳導(dǎo)中斷，是SCI后繼發(fā)性損傷重要的病理生理機(jī)制。抑制細(xì)胞凋亡信號(hào)通路可以有效降低 SCI后細(xì)胞凋亡，減輕或阻斷繼發(fā)性損害，保護(hù)尚存神經(jīng)和促進(jìn)神經(jīng)再生。一般認(rèn)為細(xì)胞凋亡存在3條主要途徑，線粒體途徑、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)途徑和死亡受體途徑。

1.1 線粒體途徑

線粒體途徑又稱內(nèi)源性凋亡途徑。線粒體膜通透性的改變在內(nèi)源性凋亡途徑中起著重要作用，SCI后，線粒體膜通透性發(fā)生改變，位于線粒體膜間隙的細(xì)胞色素 C(Cytc)等促凋亡活性蛋白釋放至胞漿內(nèi)，在三磷酸腺苷(ATP)等的存在下，Cytc與凋亡蛋白酶活化因子1(Apaf-1)形成多聚復(fù)合體，活化Caspase-9前體，繼而再激活下游效應(yīng)者Caspase-3，導(dǎo)致細(xì)胞凋亡[3]。

Shi Y等[4]研究表明，電針可明顯下調(diào)急性SCI大鼠損傷局部Cytc和Caspase-3的表達(dá)，減少脊髓神經(jīng)細(xì)胞的凋亡，從而有效治療 SCI。Zhang L等[5]研究發(fā)現(xiàn)，電針可抑制脊髓組織內(nèi)促凋亡蛋白Bax的表達(dá)，促進(jìn)抑凋亡蛋白Bcl-2的表達(dá)，從而抑制Cytc等相關(guān)凋亡因子的活化，改善肢體功能的恢復(fù)。Xu M等[6]研究發(fā)現(xiàn)，電針“次髎”“中極”等穴可下調(diào)SCI后神經(jīng)源性膀胱大鼠膀胱組織中Cytc、Caspase-3及Caspase-9蛋白的表達(dá)，保護(hù)膀胱組織，這可能是電針促進(jìn)SCI后神經(jīng)源性膀胱功能恢復(fù)的作用機(jī)制之一。陳榮良等[7]研究表明，急性SCI后，芒針雙側(cè)透刺“秩邊-水道”并加用電針，可下調(diào)CytC和Caspase-3在脊髓中的表達(dá)，而該調(diào)節(jié)作用又可被抑制劑LY 294002所阻斷，故認(rèn)為芒針可通過內(nèi)源性凋亡途徑發(fā)揮保護(hù)受損脊髓組織的作用。

1.2 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)途徑

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是細(xì)胞內(nèi)參與蛋白質(zhì)合成與折疊、脂類代謝、維持胞內(nèi)鈣離子平衡等的重要細(xì)胞器，細(xì)胞急、慢性損傷后系列病理生理刺激如氧化應(yīng)激、缺血缺氧等，引起內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)未折疊或錯(cuò)誤折疊蛋白蓄積以及Ca2+平衡紊亂，此功能紊亂達(dá)到一定程度后，將引起內(nèi)質(zhì)網(wǎng)未折疊蛋白反應(yīng)，促發(fā)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激(endoplasmic reticulum stress，ERS)，從而激活凋亡酶Caspase-12的大量表達(dá)，最終導(dǎo)致細(xì)胞凋亡[8-9]。

唐祎周等[10]研究發(fā)現(xiàn)，SCI后內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中未折疊蛋白感受器IRE1蛋白表達(dá)明顯上調(diào)，電針干預(yù)SCI大鼠后，電針組各時(shí)相點(diǎn) IRE1蛋白表達(dá)均低于模型組，推測電針可能是通過降低 IRE1的表達(dá)來抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激性細(xì)胞凋亡。尹洪娜等[11]研究發(fā)現(xiàn)，電針和甲基強(qiáng)的松龍均能降低SCI大鼠Caspase-12的表達(dá)水平，抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡，促進(jìn) SCI后神經(jīng)功能的恢復(fù)，且電針效果優(yōu)于甲基強(qiáng)的松龍，疏波效果優(yōu)于疏密波。

1.3 死亡受體途徑

死亡受體途徑又稱外源性凋亡途徑，主要由細(xì)胞外信號(hào)介導(dǎo)。哺乳動(dòng)物的死亡受體存在于細(xì)胞表面，屬于腫瘤壞死因子α受體(tumor necrosis factor α receptor， TNFR)家族。SCI后，死亡受體與相應(yīng)配體相結(jié)合而被激活，經(jīng)過下游系列信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)，最終啟動(dòng)Caspase連鎖反應(yīng)導(dǎo)致細(xì)胞凋亡[3]。

時(shí)素華等[12]觀察電針治療對大鼠SCI后細(xì)胞凋亡過程中細(xì)胞凋亡受體Fas、腫瘤壞死因子1(TNFR1)表達(dá)的影響，并與藥物組(甲基強(qiáng)的松龍)進(jìn)行對照，結(jié)果顯示電針可使Fas、TNFR1表達(dá)下調(diào)，從而抑制細(xì)胞凋亡，減輕瘢痕形成，保護(hù)神經(jīng)細(xì)胞，促進(jìn)損傷脊髓的修復(fù)，其效果與甲基強(qiáng)的松龍相似。Du M等[13]研究證實(shí)，芒針透刺“秩邊”與“水道”，可有效抑制脊髓神經(jīng)元的凋亡，并下調(diào)局部Fas、Caspase-3及其mRNA的表達(dá)，認(rèn)為針刺可能通過抑制Fas→Caspase-3級(jí)聯(lián)的表達(dá)，從而抑制SCI后細(xì)胞凋亡。何春等[14]采用芒針透刺急性 SCI兔雙側(cè)“秩邊”“水道”穴后，脊髓中 Fas、Caspase-3蛋白及mRNA表達(dá)明顯降低，認(rèn)為芒針透刺對急性 SCI有明顯的保護(hù)作用，其作用機(jī)制之一可能是抑制了脊髓中Fas、Caspase-3的表達(dá)水平。

2 針灸對MAPK信號(hào)通路的調(diào)控

絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase， MAPK)是細(xì)胞內(nèi)的一類絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶。MAPK信號(hào)通路是生物體內(nèi)重要的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)之一，其在調(diào)控基因表達(dá)，細(xì)胞增殖、分化與凋亡等方面發(fā)揮重要作用[15]。MAPK家族的成員包括細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(extracellular regulated protein kinases， ERK)、c-Jun 氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase， JNK)和 p38MAPK 等。

2.1 ERK通路

ERK分為ERK1和ERK2，統(tǒng)稱為ERK1/2，其可被各種內(nèi)外因素誘導(dǎo)致磷酸化而被激活，活化后的 ERK1/2作用于胞漿或胞核內(nèi)的底物蛋白，引起特定蛋白的表達(dá)或活化，調(diào)控細(xì)胞的增殖、分化與凋亡，故被稱為細(xì)胞的“生存通路”[16]。

陳榮良等[7]研究發(fā)現(xiàn)，芒針透刺可促進(jìn) p-ERK1/2的表達(dá)，而該調(diào)節(jié)作用又可被阻斷劑PD98059所阻斷，說明ERK通路在芒針透刺“秩邊-水道”治療脊髓損傷、抑制神經(jīng)元細(xì)胞凋亡中發(fā)揮信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)作用。時(shí)素華等[17]研究發(fā)現(xiàn)，督脈電針可上調(diào) p-ERK1的表達(dá)(P＜0.01)，且督脈電針后SCI大鼠BBB分值明顯增加(P＜0.01)，推測督脈電針可誘導(dǎo)SCI大鼠受損脊髓p-ERK1蛋白的表達(dá)，促進(jìn)SCI大鼠運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)，促進(jìn)神經(jīng)元修復(fù)再生。Xu J等[18]研究證實(shí)，火針SCI大鼠可下調(diào)ERK1/2的表達(dá)，促進(jìn)神經(jīng)干細(xì)胞向神經(jīng)元分化，改善SCI大鼠下肢運(yùn)動(dòng)功能，推測火針促進(jìn)脊髓損傷恢復(fù)的機(jī)制之一可能是抑制了ERK的表達(dá)。

2.2 JNK通路

JNK最初是作為一種特異性磷酸化核內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子c-Jun的激酶而被發(fā)現(xiàn)的，因此被命名為c-Jun氨基末端激酶。研究證明JNK信號(hào)通路與細(xì)胞凋亡有密切關(guān)系[19]。在神經(jīng)損傷的初期，磷酸化JNK在神經(jīng)損傷部位聚集，促進(jìn)神經(jīng)細(xì)胞的凋亡，加重神經(jīng)損傷發(fā)生的過程[20]。

Lee JY等[21]研究表明，電針SCI大鼠“水溝”“陽陵泉”可抑制SCI局部星形膠質(zhì)細(xì)胞內(nèi)特異性標(biāo)志物——膠質(zhì)原纖維酸性蛋白的表達(dá)，并下調(diào)其胞漿內(nèi)磷酸化 JNK(p-JNK)、c-Jun及其下游信號(hào)分子的表達(dá)，其作用與JNK阻斷劑SP600125保持一致，認(rèn)為電針可通過調(diào)控JNK信號(hào)通路，抑制SCI后星形膠質(zhì)細(xì)胞的活化增生。呂威等[22]研究發(fā)現(xiàn)，電針SCI大鼠“大椎”“命門”可下調(diào)受損脊髓組織中磷酸化c-Jun氨基末端激酶(p-c-Jun)蛋白表達(dá)，改善 SCI大鼠運(yùn)動(dòng)神經(jīng)功能，推測督脈電針對脊髓損傷的保護(hù)作用機(jī)制可能與下調(diào)受損脊髓組織中p-c-Jun蛋白表達(dá)有關(guān)。

2.3 p38MAPK通路

p38是p38 MAPK通路的主要蛋白，其可調(diào)控應(yīng)激情況下的炎癥相關(guān)基因表達(dá)、細(xì)胞骨架重構(gòu)以及細(xì)胞增殖和凋亡等。各種應(yīng)激條件下經(jīng)過典型的3級(jí)激酶級(jí)聯(lián)反應(yīng)磷酸化激活 p38，作用于轉(zhuǎn)錄因子或下游激酶，影響靶基因的轉(zhuǎn)錄或翻譯，調(diào)控炎癥反應(yīng)或細(xì)胞存活[23]。

Choi DC等[24]研究發(fā)現(xiàn)，電針急性SCI大鼠的“水溝”“陽陵泉”，可有效抑制脊髓神經(jīng)元的凋亡及脫髓鞘病變，并下調(diào)SCI局部小膠質(zhì)細(xì)胞漿內(nèi)p38MAPK的磷酸化水平，抑制小膠質(zhì)細(xì)胞的活化，從而保護(hù)受損的脊髓組織。陳威等[25]研究發(fā)現(xiàn)，電針治療后p38 MAPK陽性表達(dá)，與SCI組比較差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，提示電針可抑制脊髓損傷后激活的p38 MAPK通路，降低脊髓神經(jīng)細(xì)胞凋亡，以保護(hù)神經(jīng)功能。

3 針灸對Rho/Rock信號(hào)通路的調(diào)控

Ras 同源基因(Ras homologous gene， Rho)是一種小分子 GTP酶，Rho相關(guān)螺旋卷曲蛋白激酶(Rhoassociated coiled-coil-containing protein kinase， ROCK)屬絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，是Rho的下游靶效應(yīng)分子，故稱Rho激酶。Rho/Rock信號(hào)通路主要介導(dǎo)神經(jīng)再生抑制信號(hào)，其廣泛存在于神經(jīng)系統(tǒng)中。研究表明，SCI后神經(jīng)再生修復(fù)困難與Rho/Rock信號(hào)通路的激活有關(guān)，Rho/Rock信號(hào)通路通過啟動(dòng)一系列磷酸化級(jí)聯(lián)反應(yīng)，使神經(jīng)生長錐中肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架發(fā)生改變，導(dǎo)致生長錐塌陷、回縮，阻礙神經(jīng)軸突的再生修復(fù)[26]。

Wu MF等[27]證實(shí)，SCI后局部RhoA的表達(dá)明顯增加，而早期電針刺激SCI大鼠的“夾脊穴”與“督脈腧穴”，可下調(diào)脊髓組織內(nèi)RhoA及其mRNA的表達(dá)，并促進(jìn)神經(jīng)細(xì)胞骨架蛋白NF-200的合成，同時(shí)改善大鼠的脊髓誘發(fā)電位和下肢運(yùn)動(dòng)功能，據(jù)此推測，抑制 Rho/Rock信號(hào)通路激活可能是電針促進(jìn) SCI再生修復(fù)的重要途徑。李曉寧等[28]研究發(fā)現(xiàn)，夾脊電針組、抑制劑組大鼠脊髓組織RhoA、ROCKⅡ的表達(dá)水平較模型組顯著降低(P＜0.05)，而兩組大鼠運(yùn)動(dòng)功能評分較模型組均顯著升高(P＜0.05)，推測夾脊電針是通過抑制大鼠脊髓損傷組織中RhoA、ROCKⅡ的表達(dá)，從而改善SCI大鼠肢體運(yùn)動(dòng)功能。Min YJ等[29]研究發(fā)現(xiàn)，電針治療SCI大鼠腰陽關(guān)、大椎、足三里等，可抑制損傷脊髓區(qū)Rho-A和ROCKⅡ的mRNA和蛋白表達(dá)，促進(jìn)后肢運(yùn)動(dòng)功能的恢復(fù)，表明電針可以特異性地抑制Rho/ROCK信號(hào)通路的激活，從而在一定程度上促進(jìn)損傷脊髓的修復(fù)。

4 針灸對Wnt信號(hào)通路的調(diào)控

Wnt名稱來源于Wingless基因和抑癌基因Int-1，因Wingless和Int-1實(shí)際上編碼著同一種蛋白，故命名為Wnt。Wnt信號(hào)通路是一條存在于多細(xì)胞真核生物中高度保守的信號(hào)通路，主要調(diào)控細(xì)胞的增殖、分化、遷移、極性化和凋亡等過程，其中Wnt信號(hào)通路中經(jīng)典的β-鏈蛋白(β-catenin)通路在促進(jìn)神經(jīng)修復(fù)中起著重要的作用[30]。

姚海江[31]研究發(fā)現(xiàn)，督脈電針大鼠 SCI后可上調(diào)損傷局部Wnt1、Wnt3a的表達(dá)，并最終促進(jìn)β-catenin的大量累積，導(dǎo)致Wnt信號(hào)通路的激活，這可能是督脈電針促進(jìn)內(nèi)源性神經(jīng)干細(xì)胞增殖并向神經(jīng)元細(xì)胞分化的機(jī)制之一。徐家淳等[32]觀察火針對脊髓損傷Wnt/βcatenin通路的調(diào)控作用，火針組Wnt3a和β-catenin的基因表達(dá)量在7 d和10 d時(shí)均明顯高于模型組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05);且火針組大鼠在治療后各時(shí)間點(diǎn) BBB評分明顯高于模型組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，表明火針療法可調(diào)控 Wnt3a和β-catenin基因的表達(dá)，推測火針可能通過調(diào)控Wnt通路促進(jìn)神經(jīng)干細(xì)胞增殖分化以達(dá)到SCI修復(fù)的目的。鄧悅寧等[33]研究發(fā)現(xiàn)，電針“大椎”“次髎”穴后，電針組大鼠脊髓組織中 Wnt-1、β-catenin和神經(jīng)基因蛋白1(Ngn1)的表達(dá)上調(diào)，而SCI大鼠膀胱基礎(chǔ)壓力、最大壓力及漏尿點(diǎn)壓力顯著降低，膀胱容量和順應(yīng)性顯著升高，大鼠排尿功能明顯改善，且電針組大鼠 BBB評分顯著高于模型對照組和電針對照組(P＜0.01)，認(rèn)為其作用機(jī)制可能是電針通過促進(jìn)Wnt-1、β-catenin等蛋白的表達(dá)，激活經(jīng)典 Wnt/β-catenin信號(hào)通路實(shí)現(xiàn)的。

5 針灸對Notch信號(hào)通路的調(diào)控

Notch信號(hào)通路是一條廣泛存在于動(dòng)物體內(nèi)保守的信號(hào)通路系統(tǒng)。Notch主要通過“旁側(cè)抑制機(jī)制”介導(dǎo)分化抑制信號(hào)，其不僅可調(diào)控細(xì)胞的生長發(fā)育及凋亡，且與神經(jīng)干細(xì)胞的增殖和分化密切相關(guān)[34]。

夏鉑等[35]發(fā)現(xiàn)，回醫(yī)烙灸療法可下調(diào) SCI大鼠局部Presenilin1、Hes1蛋白的表達(dá)，抑制Notch信號(hào)通路的表達(dá)，進(jìn)而促進(jìn)內(nèi)源性神經(jīng)干細(xì)胞向神經(jīng)元細(xì)胞和少突膠質(zhì)細(xì)胞分化，抑制其過度分化為星形膠質(zhì)細(xì)胞，促進(jìn)脊髓損傷神經(jīng)的修復(fù)。姚海江[31]研究亦發(fā)現(xiàn)，督脈電針可抑制SCI大鼠損傷后局部Notch信號(hào)通路配體 Delta1的表達(dá)，經(jīng)過系列級(jí)聯(lián)反應(yīng)，抑制 Notch信號(hào)通路的過度激活，進(jìn)而抑制其下游基因 Hes1、Hes5的表達(dá)，這可能是SCI后督脈電針促進(jìn)神經(jīng)干細(xì)胞向神經(jīng)元細(xì)胞、少突膠質(zhì)細(xì)胞分化，同時(shí)抑制神經(jīng)干細(xì)胞過度分化為星形膠質(zhì)細(xì)胞的機(jī)制之一。時(shí)素華等[36]發(fā)現(xiàn)，電針可顯著降低大鼠 SCI后脊髓組織內(nèi)信號(hào)通路基因notch1、早老素1(ps1)mRNA的表達(dá)，抑制神經(jīng)干細(xì)胞(NSC)向膠質(zhì)細(xì)胞分化，促進(jìn)SCI的恢復(fù)。Geng X等[37]發(fā)現(xiàn)，電針命門、大椎穴后可明顯下調(diào)SCI大鼠局部Notch1、Notch3、Notch4及Hes1 mRNA的表達(dá)，抑制脊髓內(nèi)增殖的神經(jīng)干細(xì)胞向星形膠質(zhì)細(xì)胞分化，從而避免了星形膠質(zhì)細(xì)胞阻礙SCI修復(fù)。

6 結(jié)語

綜上，針灸干預(yù) SCI后的繼發(fā)性損傷以及神經(jīng)再生過程與數(shù)條神經(jīng)細(xì)胞凋亡或再生的相關(guān)信號(hào)通路密切相關(guān)，通過干預(yù)這些信號(hào)通路，可以達(dá)到抑制細(xì)胞凋亡、促進(jìn)神經(jīng)修復(fù)與再生。從目前的研究來看，盡管基于信號(hào)通路研究針灸治療 SCI作用機(jī)制的文獻(xiàn)頗多，但仍存在諸多不足，①針灸干預(yù) SCI是一種立體網(wǎng)絡(luò)調(diào)控的過程，其治療是多靶點(diǎn)、多層次、多途徑的，但大部分都僅從單靶點(diǎn)或單一層面上進(jìn)行研究，較為片面，缺乏對作用機(jī)理的整體研究，且樣本容量不足、可重復(fù)性不高，即缺乏大樣本、綜合性的探索。②實(shí)驗(yàn)取穴多有不同，手法運(yùn)用、穴位配伍隨人而異，這無疑會(huì)影響研究結(jié)果，因此未來的研究應(yīng)盡可能在密切結(jié)合臨床的基礎(chǔ)上，規(guī)范取穴、手法進(jìn)行研究，以闡明所取腧穴、操作手法等因素對針灸調(diào)控信號(hào)通路的影響。③目前文獻(xiàn)，多以電針或單純針刺刺激為主，而其他諸如灸法、溫針灸、針灸并用等針灸療法治療SCI的研究文獻(xiàn)則較少，因此今后有必要對其他針灸療法治療SCI的作用機(jī)制進(jìn)行研究。

總之，針灸治療對 SCI修復(fù)的作用機(jī)制研究仍有相當(dāng)大的探索空間，故未來有必要進(jìn)行全面、系統(tǒng)、深入的探討，以期更好地為臨床治療提供理論依據(jù)。