針刺對腦卒中突觸可塑性影響的研究現狀及評述*

王東巖，楊海永，董 旭，路思宇，麻聰聰

(1.黑龍江中醫藥大學，黑龍江 哈爾濱 150040； 2.黑龍江中醫藥大學附屬第二醫院，黑龍江 哈爾濱 150001;3.陜西中醫藥大學，陜西 咸陽 711301)

腦卒中具有極高的發病率與致殘率，全球每年新增腦卒中大約有3 300萬例[1]，嚴重危害人類健康。腦卒中后絕大部分患者遺留不同程度的神經功能障礙，給患者生活及家庭帶來了沉重的負擔，因此腦卒中后神經功能障礙的康復是目前臨床的重點問題。既往研究者認為，神經元細胞是高度分化的細胞，成熟的神經元細胞受損后不具有再生的功能。隨著神經科學相關研究的不斷創新與發展，中樞神經系統在神經元損傷后的修復及代償機制也越來越多的被腦血管病專家所發現。因此腦功能的重組及突觸結構與功能的重塑等觀點也應運而生[2]。突觸作為神經元的基本單位，是神經系統信息之間進行傳遞的結構基礎。突觸的結構與功能能夠隨著外界環境刺激而發生變化的特征被稱為突觸的可塑性[3]。突觸可塑性的研究是目前神經科學領域發展最快、成果最多的研究方向。

針刺療法是臨床中對中樞神經系統疾病具有確切療效的物理治療方法，針刺在神經系統康復治療中具有明確的療效及獨特的優勢，針刺能夠促進個體適應新環境，在中樞神經系統損傷后康復的各個時期都具有積極的促進作用。目前證實針刺能夠促進突觸可塑性，然而其具體作用機制目前仍不明確[4]。研究表明針刺可能通過促進中樞神經干細胞分化發育成神經元細胞，起到增加神經元數的目的，促進突觸的可塑性，從而促進神經功能的自身修復[5-6]。

1 突觸可塑性概述

突觸(synapse)是神經元與效應器細胞之間產生相互接觸且存在特定的化學結構及信息傳遞的功能區域。神經元胞體與胞體之間、樹突與樹突之間、軸突與軸突之間均有突觸形成。目前研究發現突觸一般分為兩種，突觸前膜細胞通過神經遞質將信息傳遞至突觸后膜細胞者為化學突觸；突觸信息通過電信號傳遞的突觸被稱為電突觸。大部分哺乳動物的突觸傳遞基本都是化學突觸。

突觸是神經細胞間相互聯系的結構基礎與功能單位，神經系統中常見的是某一神經元的軸突與另一神經元的樹突間所形成的樹突突觸或與胞體形成的胞體突觸[7]。突觸對缺血損傷十分敏感，研究發現腦缺血能夠導致神經突觸數量減少、突觸傳遞信息的功能障礙。因此針對突觸的重構機制主要是突觸數量的改變、新生突觸的出現、突觸密度的改變及突觸傳遞功能增強，突觸可塑性是腦可塑性的結構基礎,決定腦功能的可塑性[8]。

近幾年對腦卒中康復研究的重點之一是腦的可塑性，腦可塑性理論是腦卒中臨床治療的重要理論基礎之一[9]。針刺療法作為治療腦卒中的有效手段，已經在臨床中得到了廣泛的推廣。研究表明針刺可以促進腦卒中后中樞神經系統結構和功能的自身修復與重建,主要機制可能是突觸的可塑性[10-12]。針刺治療能夠促進突觸結構和功能的恢復或重塑，進而促進腦功能的重建[13]。

2 針刺對突觸結構可塑性的影響

針刺治療作用于腧穴可以激發人體的經氣，調動機體固有的調節能力，協調陰陽。通過多靶點、多個作用環節對機體產生保護與治療作用。針刺對腦卒中后中樞神經系統中突觸的超微結構能夠產生顯著的影響，突觸結構的可塑性主要為突觸形態的改變、突觸之間建立新的聯系。以單個突觸為觀察對象，其可塑性表現為突觸結構參數的改變，其中評價突觸可塑性改變客觀的指標有突觸數密度、面密度、單個突觸平均面積、突觸間隙寬度、突觸后致密物質及突觸界面曲率；從突觸整體效應角度研究主要有突觸數量的增加、新突觸的形成、興奮性突觸的突觸前后膜界面擴大和樹突棘密度增加[14-15]。

研究發現針刺治療對腦卒中后突觸結構可塑性有顯著的調節作用。杜亦旭等[16]采用電針治療缺血再灌注模型大鼠，觀察不同時間段突觸結構改變，研究結果顯示電針治療可以增加大鼠突觸的數密度及面密度，促進突觸重建。宋長明等[17]采用電針作用缺血再灌注模型大鼠“百會”“神庭”觀察突觸超微結構的改變，研究結果顯示針刺治療能夠增加突觸數量及突觸囊泡，提高突觸可塑性。Yi Wei等[18]觀察電針對腦缺血大鼠突觸可塑性的影響，研究結果表明電針治療可以增加腦缺血大鼠缺血皮層的突觸數密度(Nv)、表面密度(Sv)、體積密度(Vv)和突觸后密度(PSD)，促進突觸的可塑性。

3 針刺對突觸功能可塑性的影響

突觸功能的可塑性是指被破壞的突觸傳遞功能被激發作用，包括長時程增強(Long-term potentiation,LTP)和長時程抑制(Long-term depression, LTD)。LTP是指對單突觸重復刺激或兩組突觸以協同方式對突觸聯系于重建的影響，在神經損傷后突觸功能的恢復中具有重要意義[19]。LTD與LTP的情況相反，LTD是指突觸功效的長時間降低[20]。腦血管病能夠導致突觸LTP和LTD發生變化，LTP的改變可以誘發突觸數目的增加，單個突觸的突觸界面曲率、樹突棘和突觸后致密區發生改變，并能誘導突觸前后膜發生改變，從而對遞質的釋放及神經功能產生影響；LTD可以抑制突觸后膜的過度興奮，增加相鄰突觸LTP誘導功能的敏感性、提高神經系統網絡重建的精細度與靈活性，對神經網絡重建具有促進作用。

研究表明針刺可以顯著地促進腦卒中后突觸功能的重塑。孫倩倩等[21]采用電針刺激百會、神庭穴，結果顯示電針治療能夠增強LTP誘導能力。徐振華等[22]采用電針治療MCAO模型大鼠百會、大椎穴，結果顯示針刺可以促進海馬DG區由缺血導致損傷的修復。謝冕等[23]觀察針刺百會穴對老年大鼠認知功能障礙的影響，通過針刺觀察海馬神經元興奮性突觸后電位的變化，評價電針對海馬突觸LTP的影響，結果顯示針刺百會穴能夠顯著改善癡呆大鼠學習記憶障礙。針刺可能促進腦卒中后中樞神經元突觸的傳遞效率從而促進突觸可塑性的形成，促進腦缺血后神經功能的修復。

4 針刺對突觸可塑性相關因子的影響

突觸本身不是靜止的，而是一個動態的連接，突觸的可塑性與影響突觸可塑性的相關蛋白因子密切相關，針刺可能通過調控突觸可塑性相關因子的表達調節突觸的可塑性。

4.1 突觸素

突觸素(Synaptophysin,SYP)又稱突觸囊泡蛋白、P38，在神經元胞體中合成，特異性分布在軸突終末的突觸前囊泡膜上,位于小突觸囊泡,是一種含量比較豐富的鈣結合膜蛋白，具有縫隙連結樣通道性質，對神經遞質可產生修飾、儲存、調節及釋放作用[24]。SYP與肌動蛋白在突觸囊泡處相結合后發揮調節神經末梢釋放突觸囊泡的作用，主要對神經突觸的發育及突觸可塑性產生影響，SYP參與調控神經出芽，是突觸重建的標志因子[25-26]。鄒童[27]研究頭穴叢刺法對腦缺血大鼠P38的影響，結果顯示針刺可以促進腦缺血大鼠腦組織中SYP的表達,促進腦功能的恢復。Liu Jiao等[28]采用電針MCAO模型大鼠百會、神庭穴觀察P38的表達與細胞凋亡之間的關系，研究結果表明電針治療能抑制大鼠體內P38的活化，對細胞凋亡產生影響。

4.2 神經生長因子

神經生長因子(Nerve growth factor,NGF)是神經營養因子中最早被發現的，具有營養神經元和促突觸生長生物學作用的神經調節因子，對神經元的發育、分化、生長、再生和功能特性的表達均具有重要的調控作用，促進神經元損傷后的再生，尤其在軸突的生長及軸突細胞存活等方面作用尤為重要。腦缺血導致腦組織損傷后，NGF主要通過抑制細胞內鈣離子的含量來拮抗氨基酸的興奮毒性，NGF表達的增加能夠顯著保護神經細胞及提高神經元存活率。劉立等[29]采用電針治療腦缺血再灌注損傷模型大鼠“百會”“印堂”和雙側“足三里”觀察NGF表達水平，研究結果顯示電針治療能夠促進大鼠腦內NGF的表達，起到腦保護作用。Chen Juan等[30]研究發現電針治療能促進小鼠NGF含量的表達，促進突觸的生長。

4.3 腦源性神經營養因子

腦源性神經營養因子(Brain derived neurotrophic factor，BDNF)是一種腦內合成、廣泛的分布于中樞神經系統的神經調節蛋白。在腦卒中損傷后，BDNF具有保護缺血半暗帶神經元、抑制遲發性神經元壞死的作用，從而減少缺血導致的腦組織損傷，促進損傷腦組織修復。BDNF可以調控活動依賴性的突觸修飾、聯系及效能[31]。王東巖等[32]采用電針治療MCAO模型大鼠“前三里”“外關”觀察缺血區BDNF表達，研究結果顯示造模后大鼠腦組織中BDNF表達明顯減少，電針治療14 d后，BDNF含量顯著增加，表明電針治療能夠促進腦梗死大鼠腦組織中BDNF的表達。Zhang Yong等[33]研究發現針刺治療能夠明顯促進小鼠腦組織中BDNF的表達，抑制細胞凋亡。電針治療能夠促進BDNF在缺血后的表達，有效地防止半影區缺血神經元壞死，修復損傷神經元，促進梗死灶周圍新突觸的形成。

4.4 生長相關蛋白-43

生長相關蛋白-43(Growth Associated Protein,GAP-43 )是一種神經組織中特有的軸突膜蛋白，主要參與神經細胞外生長及突觸發育形成和神經細胞再生，特別是在生長、分化及再生的軸突末端中含量極高。GAP-43具有調節軸突延伸的作用，改善錐基部胞漿膜的擴展情況從而促進軸突的生長及細胞形態的改變。作為細胞內信號，能夠顯著增強與G蛋白偶合受體的轉運。GAP-43作為軸突生長的標志物，其表達量的多少與軸突的發芽呈正相關性。李影[34]采用不同頻率電針作用于MCAO大鼠“前三里”“外關”,觀察GAP-43的表達，結果顯示不同頻率電針均可促進MCAO大鼠腦組織中GAP-43含量的表達，改善腦梗死大鼠神經功能損傷。Xu Ming-Shu等[35]研究發現針刺能夠顯著促進GAP-43的表達，抑制缺血損傷，提高神經可塑性。

4.5 神經細胞黏附分子

神經細胞黏附分子(Neural cell adhesion molecule,NCAM)是位于軸突膜和突觸前、后膜上的糖蛋白，具有促進神經再生、維持突觸的結構、促進神經元出芽生長的作用。NCAM對神經生長的刺激作用具有一個閾值，當NCAM含量達到或超過閾值時，則會顯著刺激神經生長。NCAM在生物體內參與突觸重建與調控細胞間的黏附，使突觸的結構和功能發生改變從而促進突觸的可塑性[36]。馬睿杰[37]采用電項針和項針治療MCAO模型大鼠，觀察NCAM等蛋白的表達，結果顯示電項針和項針治療能夠促進NCAM等蛋白的表達，誘導神經干細胞增殖、分化，促進神經功能恢復，降低腦缺血再灌注引起的腦組織損傷；電項針和項針治療能夠促進NCAM mRNA的表達，促進神經干細胞增殖、遷移和分化，從而促進神經再生、修復及功能重建。

4.6 N-甲基-D-天門冬氨酸

N-甲基-D-天門冬氨酸(N-methy-D-aspartic-acid,NMDA)受體是哺乳動物中樞神經系統中重要的興奮性神經遞質之一，當NMDA受體過度激活，導致細胞膜內外離子平衡失調，引起神經毒性信號轉導途徑的激活，導致神經元損傷或死亡，造成中樞神經神經元功能的障礙。NMDA主要分布于大腦皮層、海馬和紋狀體等部位，對維持中樞神經系統功能正常具有重要作用。沈梅紅等[38]采用電針“百會”“大椎”作用于缺血再灌注模型大鼠，觀察NMDA等表達，探究電針對神經毒性的拮抗作用，研究結果顯示電針治療能夠調節NMDA受體復合物的功能活性，抑制NMDA受體介導的興奮性氨基酸毒性反應，減輕腦缺血再灌注導致的腦組織損傷，發揮神經保護作用。

4.7 星形膠質細胞

中樞神經組織中的細胞主要有神經元和神經膠質細胞兩種。星形膠質細胞(Astroglia)能夠支持和營養神經元，是腦組織的主要組成成分[39]。星形膠質細胞在特定的刺激下具有可塑性，神經突起形態學的改變是成熟的星形膠質細胞可塑性的主要表現形式，通過改變星形膠質細胞突起與神經元之間的空間位置、排列及覆蓋情況，抑制或加強突觸的形成，這種可塑性的變化主要是結合神經元突觸活動[40]。星形膠質細胞也參與了突觸結構組成，神經元興奮后誘導周圍星形膠質細胞內Ca2+含量的增加，釋放化學遞質，反饋至神經元，產生突觸前抑制，影響神經元的興奮性和調節突觸之間信息傳遞。腦卒中后星形膠質細胞被激活，參與神經元損傷后的修復，星形膠質細胞還能夠促進突觸的形成，維持神經元突觸功能，調節突觸可塑性。羅燕[41]采用電針治療MCAO模型大鼠“百會”“大椎”穴，觀察星形膠質細胞等的表達及突觸結構變化，研究結果顯示電針治療星形膠質細胞腫脹程度較模型組減輕，突觸結構明顯改善，電針治療可能促進星形膠質細胞的活化，對星形膠質細胞與突觸之間產生良性相互作用，促進突觸的結構和功能重塑。毛君如等[42]采用電針治療高血脂合并腦缺血模型大鼠“豐隆”“百會”穴，觀察星形膠質細胞活化狀態，研究結果顯示電針治療可以使星形膠質細胞活化，促進腦出血大鼠神經系統修復。

5 展望

針刺作為一種臨床腦血管疾病治療的常用外源性刺激，具有明確的療效。在突觸重塑過程中參與調節相關蛋白的表達及促進突觸結構的修復。目前國內外科學家從突觸相關蛋白進行研究取得了一系列的研究成果，然而針刺調節突觸可塑性的機制目前仍未完全闡明，神經元的活動性導致突觸效能改變的具體方式也不明確；針刺對突觸可塑性影響的機制也存在很多疑問。因此要明確針刺對突觸可塑性的作用機制仍需深入研究。目前關于針刺對突觸可塑性影響的研究大多只是集中在針刺后靶分子表達的變化，而針刺的明確作用靶點需要通過靶分子基因沉默或過表達的研究方法才能得出。針刺是否通過非神經元修飾對突觸可塑性產生影響的問題也需解決。針刺作用的不同信號通路之間是否存在聯系仍需要進一步研究探討。