電針對細胞自噬影響的實驗研究進展

馮德琳+尹洪娜+費雙

[摘要] 細胞自噬在分子生物學領域的研究中應用越來越廣泛，本文查閱近年來阿爾茲海默病、腦缺血再灌注、周圍神經再生、脊髓損傷等不同疾病細胞自噬方面的相關實驗研究類文獻，探求電針對疾病進程中細胞自噬的影響，歸納其可能的作用機制及途徑，為臨床電針治療疾病尋找新的理論依據。

[關鍵詞] 電針；細胞自噬；阿爾茲海默病；腦缺血再灌注；周圍神經損傷；脊髓損傷

[中圖分類號] R245 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-7210（2017）12（b）-0025-04

[Abstract] Cell autophagy is widely used in the field of molecular biology recently， the related experimental studies of Alzheimer′s disease， cerebral ischemia reperfusion， peripheral nerve regeneration and spinal cord injury were reviewed in this paper. The purpose of this paper is to explore the effect of the electroacupuncture on autophagy in the disease process and induces its possible mechanism and way， to find new theoretical basis for clinical electroacupuncture treatment.

[Key words] Electroacupuncture； Autophagy； Alzheimer′s disease； Cerebral ischemia reperfusion； Peripheral nerve injury； Spinal cord injury

在生命科學領域的研究中，細胞自噬已逐漸取代細胞凋亡而成為研究的熱點，細胞自噬是一種存在于真核細胞的程序性降解機制，溶酶體對自身細胞器分解后，將產生的大分子物質重新回收利用，從而為細胞提供能量，滿足正常的細胞代謝以及維持細胞內環境的穩定[1]。該現象在1962年首次發現[2]。研究發現，自噬水平的異常變化往往存在于眾多疾病的發生過程中，如癌癥、神經變性疾病、衰老等[3-5]。近年來中醫針灸因其操作簡便，副作用少，療效確切，費用相對較低而得到醫療工作者的青睞。本文搜索了近年來電針療法對細胞自噬影響的實驗性相關研究文獻，歸納其可能作用機制及途徑，有助于為臨床電針治療疾病尋找新的理論依據。

1 阿爾茲海默病

阿爾茨海默病（Alzheimer's disease，AD）是以緩慢進展的記憶及認知功能障礙為表現的神經退行性疾病，主要病理學特征包括老年斑、神經原纖維纏結、神經元及其突觸的缺失[6]。AD不僅給患者的健康和生活造成極大的危害，同時也為家庭帶來巨大的困擾和負擔。隨著對自噬研究的不斷加深，越來越多的研究表明，自噬功能與神經退行性疾病有著密切的聯系，細胞自噬在AD病理機制中有著極其重要的作用[7-10]，但細胞自噬在AD中扮演的角色仍充滿爭議。電針治療AD有著較好的臨床療效，朱青春、王豐等[11-12]以不同方法制備動物阿爾茲海默病模型，對假手術組、模型組以及電針組大鼠治療后，認為電針“百會”“涌泉”穴治療AD的機制可能是通過電針治療后，提高了Beclin-1蛋白的表達，增強了自噬活性以及對抗β-淀粉樣蛋白誘導的神經元凋亡，從而改善了患病大鼠海馬的組織學形態。易顯富等[13]對模型大鼠進行電針治療后，電針組Beclin-1蛋白較AD組降低了41.38%，提示AD大鼠海馬區細胞凋亡與Beclin-1蛋白的高表達有密切關系。高楊等[14]通過研究電針療法對APP/PS1轉基因小鼠自噬相關蛋白LC3Ⅱ及P62的作用機制，對比后發現，APP/PS1轉基因小鼠在神經元自噬途徑方面功能亢進，電針可降低LC3Ⅱ表達，增強P62表達，認為電針可抑制自噬水平進而改善學習和記憶能力。

Beclin-1和LC3-Ⅱ的表達含量常作為檢測自噬的指標和標志物。LC3-Ⅱ的水平可以反映自噬體和自噬泡的數量。Beclin-1是酵母ATG6的同系物，是自噬相關的特異性基因，直接參與自噬體的形成，在自噬形成初期的核化階段發揮調控作用，通過與其上下游的調節蛋白相互作用，組成多條信號通路，其表達活性與自噬活性呈正相關。盡管阿爾茲海默病的早期發病機制尚不清楚，且十分復雜，涉及因素繁多。但越來越多的證據表明，自噬在阿爾茲海默病的早期起到了保護作用，但在該病晚期可能促進疾病的進展[15]。因此，電針如何減緩阿爾茲海默病的癥狀以及細胞自噬在這一過程中的作用機制尚需進一步研究。

2 腦缺血再灌注

近年來，隨著康復領域的深入研究，細胞自噬在腦缺血后治療中的作用得到了廣泛的研究及論述。腦卒中后常見功能障礙包括肢體運動障礙、語言障礙、認知障礙、吞咽障礙等。大量研究者通過復制大鼠腦缺血再灌注模型，從不同機制的角度證明針刺對減輕大鼠腦缺血再灌注損傷有明顯療效[16-18]。馮曉東等[19]為探討電針對腦缺血再灌注認知障礙模型大鼠腦組織中Beclin-1的影響以及康復機制，設立假手術組、模型組及電針組進行對比分析。電針組選用“神庭”“百會”穴進行治療，每次治療時間30 min，每日1次，從大鼠術后的第1天至第10天依次處死動物。研究結果顯示，電針組在改善腦缺血再灌注大鼠學習記憶能力方面明顯優于模型組，且能夠上調腦組織中Beclin-1蛋白水平。歸納其可能的機制是通過電針誘導模型大鼠腦損傷再灌注區域部分的自噬表達，提高自噬系統的表達水平，保護神經元免受缺血缺氧損傷。endprint

何堅等[20]以傳統理論為依據，根據陽明經“多氣多血”，以疏密波治療大腦中動脈阻塞（MCAO）缺血再灌注大鼠，選取患側“曲池”“足三里”二穴，以疏通經絡氣血為基本原則。電針治療3 d后的結果顯示，電針治療抑制了LC3BⅠ向LC3BⅡ的轉化，并激活PI3K-mTOR信號分子通路，從而減少模型大鼠腦缺血面積。柳維林等[21]發現在亞急性期，缺血性再灌注能夠激活模型大鼠腦部缺血周圍紋狀體區的神經細胞自噬，其溶酶體和自噬溶酶體數量均有增加。電針“曲池”“足三里”二穴可降低LC3BⅡ/LC3BⅠ的含量，緩解缺血區細胞自噬現象，抑制溶酶體和自噬溶酶體的過度釋放，從而減少腦缺血區的梗死體積，減緩臨床癥狀。

李春明等[22]以線栓法復制大鼠局灶性腦缺血再灌注模型，電針組采用連續波治療，負極接大鼠“水溝”穴，正極接左側耳根，每日治療1次，每次30 min。實驗結果顯示，電針督脈“水溝穴”能改善大鼠神經功能缺損癥狀，抑制自噬功能的過度激活，可能通過拮抗自噬相關蛋白P62的表達，從而對大腦缺血再灌注損傷的大鼠神經起到保護作用。

自噬是把“雙刃劍”，有文獻報道稱自噬在多種動物疾病模型中，能夠誘導細胞死亡，說明過度激活的自噬則可導致細胞的大量死亡[23-26]。然而在一定范圍內，細胞自噬的適當激活，對細胞的損傷起到保護作用，能減少細胞死亡[27-28]。關于電針改善大鼠腦缺血再灌注損傷是否通過影響神經細胞的自噬途徑而起到保護作用及其具體干預機制研究尚處于起步階段。

3 周圍神經再生

周圍神經在解剖和功能上有其特殊性，神經的再生與修復是醫學界的難題之一，臨床多以藥物及手術治療為主。現電針治療周圍神經再生的臨床療效確切[29]，其實驗性研究多集中于電針對周圍神經再生的形態、功能、分子機制等方面的影響，如神經營養因子、自由基、相關代謝分子等，而電針對于周圍神經損傷的修復與細胞自噬相關的研究較少。趙偉等[30-31]以大鼠實驗性坐骨神經鉗夾傷模型為研究對象，電針組治療于損傷神經干的肢體兩端選取“環跳穴”“足三里穴”，斷續波，電針頻率為5 Hz，電流強度以肌肉出現輕微抽動為準，每次15 min，每日1次，1周治療6次，共治療4周。對比正常組、模型組以及電針聯合自噬抑制劑三甲基腺嘌呤（3-MA）組后，認為電針治療在坐骨神經功能的長期恢復中發揮了較大作用，其通過促進細胞自噬來改善坐骨神經功能及腓腸肌組織形態，延緩坐骨神經損傷后的腓腸肌萎縮，并保持腓腸肌組織形態的相對完整性。且相同電針情況下，在抑制自噬對坐骨神經功能恢復和形態改善及維持腓腸肌的正常形態方面均造成一定的負面影響。

4 脊髓損傷

脊髓損傷（spinal cord injury，SCI）是中樞神經系統損傷性疾病，因其致殘率高，病程長并且可逆性較差，近年來成為醫學界的難題。脊髓損傷后發生的原發性損傷是外力作用于脊髓所造成的不可逆損傷，目前尚無有效的治療方法。隨后發生的繼發性病理損傷是一系列復雜的病理生理變化，是存在于細胞分子水平的主動調節過程，屬于可控性病理損傷。目前的研究方向也主要集中在繼發性病理損傷方面。電針治療脊髓損傷已經有諸多方面實驗以及臨床報道[32]，儼然已經成為治療脊髓損傷中不可或缺的方法之一，楊波等[33]采用改良的Allen′s打擊裝置（50 g/cm）復制大鼠T10-T11中度脊髓損傷模型，電針組選取“大椎”“命門”穴每日一次，每次30 min進行治療，對照組選用甲潑尼龍治療，分別于脊髓損傷后6 h、1 d及7 d取損傷局部脊髓組織，經透射電鏡及Western Blot檢測脊髓組織中LC3Ⅱ、BNIP3表達。結果顯示，電針可降低脊髓損傷大鼠脊髓組織中LC3Ⅱ、BNIP3表達，抑制細胞自噬，減緩脊髓損傷后的病理損害，其作用機制與甲潑尼龍相仿。

脊髓損傷后的治療目標主要是改善和促進患者運動功能的恢復，目前現代醫學對于脊髓損傷的治療策略大體上可分為兩大類：一是針對神經保護的治療，包括維持脊髓灌注壓、高壓氧療、藥物治療（例如：甲基強的松龍、米諾環素、神經節苷酯、納洛酮、促紅細胞升成素、促甲狀腺激素釋放激素）等；二是針對促進神經組織修復再生的治療，包括細胞移植（多功能干細胞、嗅鞘細胞）、電流刺激神經生長因子、神經再生抑制因子等。

中醫認為外傷后導致督脈受損，血液運行受阻，瘀血阻滯，氣血運行不暢。督脈為一身陽氣之主，督脈受損后其功能減退，導致臟腑、經絡、氣血等功能的失常。因此，選用督脈上的穴位對脊髓損傷進行治療，可以直達病所，調節督脈經氣，使陽氣通達，經氣順暢，筋脈得以濡養，從而改善肢體運動功能障礙。電針融傳統中醫針刺手法與現代脈沖電療于一體，具有針刺和電刺激的雙重治療作用，優勢互補，多角度、多靶點治療截癱，療效確切，其臨床和基礎研究已取得了一定成果。

目前認為至少有三種細胞死亡的方式參與了神經組織損傷：細胞凋亡、細胞自噬、細胞壞死。而脊髓損傷后神經元死亡的形式，主要包括細胞凋亡及細胞自噬。細胞凋亡又稱為程序性細胞死亡，其主要依賴一系列的蛋白水解，細胞的殘余部分最終被巨噬細胞所清除。細胞自噬又稱為Ⅱ型細胞死亡，區別于細胞凋亡的是，其不依賴蛋白的水解，以獨特的自噬體結構的出現為特征，將產生的大分子物質重新回收利用，并存在于真核細胞的降解過程中。近期有文獻報道稱，在腦外傷以及脊髓損傷后，自噬相關蛋白Beclin-1、LC3均可增高[34]，在脊髓損傷后3 d，可通過電鏡觀測到自噬小體，并通過免疫熒光等技術在脊髓損傷4 h后檢測到LC3，并在損傷后3 d達到高峰。

自噬和凋亡在細胞的生存、發育和分化中都起著重要的作用，二者是程序性細胞死亡的兩種不同亞型。自噬是真核細胞通過降解自身的細胞質和細胞器實行“自我吞噬”的一系列生化過程，與細胞凋亡在生化代謝途徑和形態學方面均有顯著區別。近年研究發現，二者可相互作用，細胞自噬可能通過內在的調控機制與凋亡相互協調轉化，從而共同促進細胞死亡。檢測細胞自噬的的常用指標為Beclin-1及LC3，其表達的強度與細胞自噬程度密切相關。細胞自噬在疾病中的作用機制較為復雜，在不同的疾病中有不同的病理生理作用。電針是一種針刺結合生物電的微量電流波為主的治療方法，具有能夠調整人體功能，加強止痛、鎮痛、促進氣血循環等作用，近年來在神經系統疾病的臨床治療中得到廣泛應用且療效確切，對其機制的研究覆蓋了多種分子生物學機制，但電針干預疾病及疾病動物模型中對細胞自噬影響的實驗研究、細胞自噬與凋亡相互作用關系的實驗研究，相關文獻報道尚少，其機制也有待于進一步研究。endprint

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（收稿日期：2017-09-07 本文編輯：王 娟）endprint