針刺改善阿爾茨海默病模型動物記憶障礙的機制研究*

張 博 李 炎 張雨薇 劉學偉 孫忠人 黃樹明*

針刺改善阿爾茨海默病模型動物記憶障礙的機制研究*

張 博①李 炎①張雨薇②劉學偉③孫忠人②黃樹明①*

阿爾茨海默病(AD)即老年性癡呆已成為威脅人類健康的第三大疾病。記憶障礙是本病明顯的臨床表現。近來已有大量研究顯示，針刺治療記憶障礙具有獨特的優勢，并對針刺改善AD動物記憶障礙進行了報道。結合此項目研究進展，對針刺改善記憶障礙的機制進行概述，并從針刺降低Aβ含量、降低tau蛋白表達、增強突觸傳遞、提高膽堿能神經元活性、增加單胺類神經遞質含量、抗氧化、保護神經元、促進腦內神經營養因子表達等方面，闡述針刺改善癡呆模型動物記憶障礙的有效性。

針刺；老年性癡呆；記憶障礙；阿爾茨海默病

張博,女,(1984- ),博士后，助理研究員。黑龍江中醫藥大學中醫藥研究院，研究方向：中醫藥防治老年性癡呆。

阿爾茨海默病(Alzheimer′s disease，AD)是非血管性癡呆中常見的疾病。據估計至2050年，全球AD患者數量較2012年將增加2倍，且在任何國家其患病率、發病率和病死率均呈快速增長，給社會和家庭帶來巨大的負擔，已成為生命科學領域的難題之一[1]。

記憶障礙是老年性癡呆患者明顯的臨床表現。臨床研究顯示，針刺能夠改善老年性癡呆患者的認知能力和腦功能[2-4]。有研究認為，其作用機制可能與降低患者腦內脂質過氧化狀態相關，但詳細機制并不清楚[4]。大量實驗亦表明，針刺能改善老年性癡呆模型動物的記憶功能，由此國內外學者為明確針刺改善記憶障礙的機制進行了大量的研究，以期為針刺治療老年性癡呆的機制探討和臨床治療藥物的研發提供思路和研究依據[5-7]。

1 針刺與降低Aβ含量

β-淀粉樣蛋白(amyloid β-protein，Aβ)沉積形成老年斑是老年性癡呆的重要病理表現之一。小分子可溶性Aβ由β和γ分泌酶切割Aβ前體蛋白(β-amyloid precursor protein，APP)產生，具有極強的神經毒性，嚴重損害記憶能力。早老蛋白1(presenilian 1，PS1)是γ分泌酶的激動劑，與β分泌酶產生協同作用，促進APP異常切割，加速Aβ產生。中性內啡肽(neprilysin，NEP)和內皮素轉換酶(endothelin converting enzyme，ECE)是降解Aβ的關鍵酶類，同時低密度脂蛋白受體相關蛋白-1(low density lipoprotein receptor-related protein-1，LRP1)在Aβ跨血腦屏障外向轉運過程中起到重要作用[5-8]。

大量報道指出針刺百會、涌泉及足三里等穴可降低多種癡呆動物模型腦組織中Aβ含量，其機制可能與APP、PS1含量減少以及LRP1，NEP，ECE等代謝酶活性改變有關[9-15]。研究顯示，針刺快速老化模型小鼠(SAMP8)足三里穴，以及APP 695 V 717 I轉基因鼠百會、涌泉穴均可減少腦內APP含量，同時針刺老年性癡呆模型動物百會、印堂等穴使APP mRNA表達量降低[17]，且針刺治療后SAMP8小鼠海馬區PS1蛋白的表達減少[16-18]。此外，針刺百會，涌泉穴升高了LRP1的表達，針刺百會、血海及腎俞等穴可上調NEP的表達[14，19]。有研究證實，針刺SAMP8小鼠百會和印堂，起針后點刺人中穴能增加ECEl和NEP在海馬區的表達，進而促進Aβ降解，改善記憶能力。

2 針刺與降低tau蛋白表達

作為AD的重要病理表現之一，tau蛋白高度磷酸化導致的神經纖維纏結，與癡呆程度成正相關[20]。研究表明，針刺AD模型動物百會，腎俞等穴明顯降低了海馬區tau蛋白過度磷酸化[6，21-24]。

3 針刺與增強突觸傳遞

突觸傳遞可塑性是學習和記憶的神經生理學基礎，海馬長時程增強(long-term potentiation，LTP)是學習記憶的關鍵環節。研究顯示，針刺AD模型動物百會、涌泉等穴可增強海馬LTP，其機制可能是通過增加海馬谷氨酸受體2(Glutamate receptor 2，GluR2)表達，促進突觸蛋白synapsin-1和突觸素synaptophysin表達[25-29]。

神經細胞黏附分子(neural cell adhesion molecule，NCAM)在神經元軸突生長、神經纖維成束、學習記憶的形成與鞏固等過程中起重要作用[30]。NCAM的唾液酸化(PSA-NCAM)由兩種多聚唾液酸轉移酶ST8SIAII和ST8SIAIV所催化，其能降低細胞的黏附性，促進軸突發生。研究表明，針刺SAMP8小鼠百會、涌泉，能提高海馬區NCAM及其mRNA表達水平，亦能提高SAMP8海馬區多聚唾液酸轉移ST8SIAII/IVmRNA表達水平，這可能與記憶的改善有關[31]。

4 針刺與提高膽堿能神經元活性

乙酰膽堿是由膽堿能神經元合成并在神經元興奮時釋放的一類記憶形成所必需的神經遞質。針刺能夠提高膽堿能神經元活性，主要表現為抑制乙酰膽堿酯酶活性和提高乙酰膽堿轉移酶活性這兩方面。研究證實針刺AD模型動物百會、大椎及足三里等穴降低腦內乙酰膽堿酯酶(acetylcholine esterase，AChE)的含量[32-35]。針刺百會、涌泉、足三里及迎香等穴，可提高AD模型動物腦內膽堿乙酰轉移酶(choline acetyltransterase，ChAT)含量，進而增加腦內乙酰膽堿含量，從而改善膽堿能神經系統的作用[15，35-38]。此外，耳針亦可增加海馬和皮質ChAT含量，從而改善記憶能力[39]。

5 針刺與增加單胺類神經遞質含量

進入衰老階段，與學習記憶能力密切相關的中樞神經活動興奮性會降低，單胺類神經遞質含量明顯下降，記憶力減退。針刺風府、百會等穴，能顯著提高AD模型動物腦組織中單胺類神經遞質含量，包括5-羥色胺(5-HT)、去甲腎上腺素(NA/NE)、多巴胺(DA)，減緩老年動物腦內NE、DA及5-HT水平的下降[40-42]。

6 針刺與抗氧化

在衰老階段，超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)，過氧化氫酶(catalase，CAT)，丙二醛(malondialdehyde，MDA)等失調在大腦衰老過程中扮演重要角色。針刺可改善多種因素引發的氧化反應，起到抗衰老，改善記憶力的作用。有研究顯示，針刺老年性癡呆動物的百會、大椎穴等穴，可明顯提高其腦組織內SOD的含量，以及血漿SOD活性[7，16-32，34，43-44]。而針刺AD模型動物百會、風府、懸鐘、涌泉以及腎俞穴可促使CAT活性增加[8]。同時，針刺百會、大椎、腎俞以及心俞可使氯化鋁所致癡呆動物谷胱甘肽過氧化物酶(Glutathione peroxidase，GSH-Px)活性明顯升高[43]。在SAMP8小鼠，針刺百會、血海、腎俞以及膈俞，可提高具有抗氧化作用的腦紅蛋白(neuroglobin，NGB)含量[45]。除此之外，針刺百會、大椎、合谷以及太沖等穴可引起老年性癡呆動物腦內MDA含量顯著降低，并且降低血漿MDA含量[7，43-44]。

7 針刺與保護神經元

神經元丟失是老年性癡呆的重要病理表現之一，而針刺可通過抗凋亡而起到防治神經元丟失，改善記憶力的作用。研究顯示，針刺老年性癡呆動物百會、風府及腎俞等穴可減少皮質和海馬神經元凋亡數量[12-13，29，46-47]。此外，針刺膻中、中脘及足三里等穴亦可減少神經元丟失[48-49]。Bax和Bcl-2是調控細胞凋亡的重要基因。試驗證實針刺老年性癡呆動物百會、風府及腎俞等穴，提高腦內Bcl-2的含量的同時，下調Bax表達[29-50]。同樣的結果也可見于針刺SAMP8小鼠膻中、中脘、氣海、足三里及血海穴，或采用嗅三針針刺AD模型大鼠迎香和印堂穴[51]。Caspase-3是凋亡過程的執行者，針刺百會、涌泉及腎俞等穴可抑制腦內活化的Caspase-3表達[50-52]。P53為一種腫瘤抑制基因，可被Aβ激活而誘導AD進程中的細胞凋亡。針刺AD模型動物百會等穴位可下調P53蛋白表達進而減少細胞凋亡[7-53]。同時，自噬障礙可能影響Aβ的清除和增加神經細胞死亡，研究表明針刺百會和涌泉明顯升高海馬組織自噬蛋白Beclin-1表達[53-54]。此外，P38MAPK信號轉導通路參與氧化應激、細胞凋亡等多種生物反應，針刺Aβ1-40注射所致AD大鼠百會和腎俞穴，p-p38MAPK表達減少[6]。針刺正是通過以上方面發揮神經元保護作用。

8 針刺與促進腦內神經營養因子表達

腦內神經營養因子包括腦源性神經營養因子(brain derived neurotrophic factor，BDNF)和神經生長因子(nerve growth factor，NGF)等，其具有促進神經元存活、生長和分化進而改善記憶能力的作用。研究結果證實，針刺阿爾茨海默病APP/PS1雙轉基因小鼠百會穴，可促進腦內BDNF蛋白和基因的表達以及神經元新生，同時磷酸化的TrkB表達上調，而p75受體表達減少[10-11，55-56]。此外，針刺百會、涌泉、太溪、血海穴及腎俞等穴可增加NGF表達，有可能是針刺改善記憶的作用機制之一[38-57]。

9 展望

迄今為止，在臨床中尚無治療老年性癡呆的有效藥物。針刺在治療多種疾病方面具有獨特的優勢，這種優勢體現在不僅節省治療費用，而且副作用小，可以發揮其他治療手段無法替代的治療作用。臨床試驗研究證實，針刺可改善老年性癡呆患者的認知能力，但詳細機制并不清楚。通過大量動物實驗的結果發現，針刺可通過降低Aβ含量，降低tau蛋白表達，增強突觸傳遞，提高膽堿能神經元活性，增加單胺類神經遞質含量，抗氧化，保護神經元，促進腦內神經營養因子表達等途徑改善AD模型動物記憶障礙。證實針刺具有多途徑，多靶點的治療作用。但是盡管如此，大多針刺效果關聯途徑間相互作用的機制不清楚，尚需今后的深入研究，這項研究將為進一步闡明針刺改善記憶障礙的機制提供幫助，同時為針刺治療老年性癡呆的研究和AD有效治療藥物的研發提供思路和研究依據。

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The mechanism of acupuncture improving memory dysfunction in AD animal model/

ZHANG Bo, LI Yan, ZHANG Yu-wei, et al//
China Medical Equipment,2017,14(3):147-150.

Alzheimer’s disease (AD), also called senile dementia, has been the third main disease threatened human health. As major clinical manifestation in AD, memory dysfunction could be treated well by acupuncture which has distinctive advantage for this kind of disease. Recently, there are many studies reported that acupuncture improved memory in AD model. In combined with our researching progress, we reviewed mechanisms of acupuncture for improving memory dysfunction in AD models in terms of reducing Aβ and tau level, enhancing synaptic transmission, promoting cholinergic neurons activity, increasing monoamine neurotransmitter level, antioxidant, protecting neurons from injury and promoting brain neurotrophic factors expression. Based on above research results, acupuncture is effective for improving memory dysfunction in AD animal model.

Acupuncture; Senile dementia; Memory dysfunction; Alzheimer’s disease

1672-8270(2017)03-0147-04

R245

A

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2017.03.041

2016-10-03

國家自然科學基金青年科學基金(81603321)“基于突觸后膜受體調控的開心散改善Aβ所致突觸可塑性抑制的機制研究”；黑龍江省自然科學基金(H2016072)“開心散改善Aβ所致記憶障礙的突觸機制研究”；黑龍江省博士后資助項目(LBH-Z13200)“針刺補腎改善性腺切除動物記憶障礙的機制研究”；黑龍江中醫藥大學科研基金(2015bs04)“開心散改善神經元信息傳遞可塑性的突觸后膜機制研究”

①黑龍江中醫藥大學中醫藥研究院 黑龍江 哈爾濱 150040

②黑龍江中醫藥大學 黑龍江 哈爾濱 150040

③齊齊哈爾醫學院 黑龍江 齊齊哈爾 161006

*通訊作者：huangsm1958@163.com

[First-author’s address] Institute of Traditional Chinese Medicine, Heilongjiang University of Chinese Medicine, Harbin 150040, China.