針刺調節脂肪細胞穩態的減肥作用機制研究*

莫燦婷，蔣琰瑜，唐 霽，謝漢興，唐紅珍

（廣西中醫藥大學針灸推拿學院，廣西 南寧 530001）

肥胖是指由于機體儲存的能量大于消耗的能量，致使體內脂肪積蓄過度，脂肪細胞穩態失調，體質量指數（BMI）≥25.0 kg/m2的慢性代謝性疾病[1]。改革開放以來，我國的經濟增長迅速，產業結構優化，人們的工作、生活環境改善，多以靜坐方式為主，運動減少，飲食方面以高蛋白、高脂肪、高能量的食物為主。目前眾多研究[2-5]表明，肥胖發病率與靜坐時間及高脂肪、高能量飲食等因素成正比。根據世界衛生組織研究預測，到2030年全球超重人口或將突破21.6億[6]。肥胖不僅損害人體形態的外在美，還影響消化、心血管、內分泌等各大系統功能的正常運行，危害機體的健康。目前臨床上相關的研究結果指出，肥胖參與腫瘤、哮喘、不孕不育、心血管等疾病的發展過程[7-11]。

近年來，隨著分子生物學等研究技術的飛速發展，國內外關于針灸治療肥胖的作用機制研究已經進入了表觀遺傳學、神經-內分泌、免疫-炎癥反應等分子機制的研究階段[12]。以往眾多的實驗研究發現，針刺在調節脂肪細胞的形態大小、數目及分泌各種細胞因子的功能等方面，發揮著維持脂肪細胞穩態的良性調節作用，能有效地降低肥胖患者的體質量，但關于這方面的作用機制的報道尚少，故通過檢索針刺治療飲食誘導的肥胖（diet-induced obsisity，DIO）的相關文獻，從針刺對脂肪細胞的分化與凋亡、脂肪細胞形態、脂肪細胞分泌功能的調節作用等方面，闡述針刺通過調節脂肪細胞穩態以達到減肥目的的內在作用機制。

1 脂肪細胞穩態失衡與肥胖

脂肪細胞是構成人體的基本單位，其大小、數目及分泌等生理功能的動態平衡，即脂肪細胞穩態[13-14]，是維持人體各項生理機能正常發揮所必需的。WANG G Y[15]通過ODE模型及大量數據分析，發現體質量的穩定性可通過脂肪細胞的自我調節實現。

脂肪細胞數量的增多或者細胞體積的增大，是導致肥胖發生的直接因素。以往的研究結果指出，青春期前的兒童、青少年肥胖以脂肪細胞數量增多為主，而成年后的肥胖以脂肪細胞體積增大為主，數量維持衡定[16]。在脂質代謝平穩的正常條件下，脂肪細胞的分化凋亡及分泌活動處于動態平衡的狀態。隨著人們高脂高熱量的飲食結構、靜坐為主的工作生活方式的出現，機體的能量常處于供過于求的局面，導致甘油三酯等脂質積累增多并貯存于脂肪細胞內，使細胞體積普遍增大，自噬體功能異常，脂肪細胞分化、凋亡失衡，脂質代謝紊亂，脂肪組織處于缺氧狀態，脂肪細胞的微環境發生改變，促炎因子分泌增多，抗炎因子分泌減少，脂肪細胞穩態失衡，脂肪組織處于慢性炎癥狀態，并引發瘦素、胰島素抵抗，最終導致肥胖，形成惡性循環[17]。（見圖1）

圖1 脂肪細胞穩態失衡與肥胖的關系圖

2 針刺調節脂肪細胞的分化與凋亡

在細胞水平上，脂肪細胞的形成需經歷5個階段，從骨髓間充質干細胞（bone marrow mesenchymal stem cells，BMSCs）開始分化到具有分裂增殖能力的前脂肪細胞是前3個階段，隨后形成成熟的脂肪細胞還需經歷2個階段，這整個分化過程對脂肪細胞數量的穩態極為重要。雖然脂肪細胞數目在成年后基本保持在一個比較穩定的范圍，但有新的研究發現，在極度肥胖的成年患者中[18-21]，其體內的脂肪細胞數量存在適應性的增加。國內的研究學者在觀察實驗DIO大鼠體質量增長的過程當中，也檢測到前脂肪細胞的分化增殖活動增強，脂肪細胞數量增多，且平均直徑明顯增大，這可能是機體為適應體內貯存脂肪需求的代償性機制。而在對肥胖模型大鼠進行跑臺訓練或針刺治療后，其脂肪細胞分化增多，但細胞平均體積明顯縮小，這說明運動或針刺都可促進脂肪細胞的更新代謝，是維持脂肪細胞更新與代謝動態平衡的適應機制[22-23]。另一個有趣的發現，針刺可以誘導BMSCs向骨細胞、肝細胞、神經元樣細胞等非脂肪細胞分化。涂江義等[24]研究發現，電針治療腦缺血大鼠后，促進了BMSCs向神經絲蛋白-200分化。彭銳等[25]對膝骨關節炎大鼠予以針刺治療后，發現針刺修復了由炎癥造成的軟骨細胞損傷。張瑋等[26]通過針刺治療肝纖維化大鼠后，取腹主動脈血并制備血清，培養經傳代所得的骨髓干細胞，發現針刺可定向誘導其向肝細胞分化。

脂肪細胞穩態失衡與細胞自噬功能受損有關，當機體營養缺乏時，自噬活動被激活，通過自噬體吞噬細胞內的蛋白質及壞死的細胞器，并運送至溶酶體中，由此進行分解消化，以實現細胞的代謝與更新，維持機體的能量平衡[27]。研究[28]發現，脂肪細胞的自噬活動參與維持脂肪細胞穩態平衡過程。機體發生肥胖后，自噬相關蛋白LC3的表達上調[29-30]，為維持機體更新代謝的動態平衡，自噬活動適應性的被激活。但有新的研究[31]表明，自噬的代償功能是有限度的，長期的高脂飲食飼養導致DIO模型大鼠的脂質積累，超越了自噬的正常代償功能，其肝臟部分細胞的自噬功能減弱，不能發揮自噬減少機體脂質積累的作用。MIZUNOE Y等[32]在DIO小鼠的白色脂肪中也發現了，自噬溶酶體功能受損也阻礙了脂滴的降解，更重要的是隨著自噬活性的增強，抑制了脂肪細胞的凋亡。半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3（Caspase-3）是一種能使細胞迅速凋亡的蛋白酶，李翅翅等[33]研究發現，在機體缺乏營養時，被過度激活的自噬，會下調Caspase-3的蛋白表達，從而使脂肪細胞的凋亡率下降。因此，自噬溶酶體功能異常，脂質代謝能力下降，脂肪細胞凋亡減少，細胞生成與凋亡動態平衡被打破，細胞代謝穩態失衡，導致肥胖的發生。國內外研究發現，針刺能夠有效修復受損的自噬功能，逆轉上述的肥胖形成過程。胡新穎[34]予電針治療癡呆大鼠，發現可降低其海馬組織LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ的比值，下調自噬蛋白Beclin-1的表達,恢復神經元自噬的正常功能。有研究[35-37]發現，敲除自噬基因Atg5、Atg7后，明顯減少了小鼠體內自噬體的生成，嚴重損壞了肝臟脂代謝的能力。而姚俊鵬等[38]針刺肥胖模型大鼠的中脘、足三里、天樞、三陰交4周后，上調了大鼠下丘腦Atg7蛋白的表達量，減輕了DIO大鼠的體質量。高建芝等[39]通過針刺治療DIO大鼠，下調了抗細胞凋亡的基因Bcl-2（B-cell lymphoma-2）的蛋白表達，提高了其脂肪細胞的凋亡率。

綜上研究表明，針刺可通過促進脂肪細胞更新代謝，誘導BMSCs向非脂肪細胞分化，從源頭上減少脂肪細胞的生成，同時改善肥胖機體受損的細胞自噬功能，提高脂肪細胞的凋亡速率，抑制體內脂質的大量合成，維持脂肪細胞分化與凋亡的動態平衡。

3 針刺調控脂肪細胞的形態大小

白色脂肪組織占據成年人正常體質量的15%～20%，是肥胖發生的最初級場所，由白色脂肪細胞、巨噬細胞、少量的成纖維細胞、神經細胞及非脂肪類細胞物質構成，其中以白色脂肪細胞為主。白色脂肪細胞內有90%是脂肪滴，其中脂滴內含有95%以上的甘油三酯（TG）[40]。因此，TG在體內的不斷積蓄使細胞的直徑普遍擴大，是加速機體肥胖的主要原因。眾多動物實驗及臨床試驗研究結果表明，針刺能有效減少機體TG的含量，縮小脂肪細胞的直徑。大量臨床研究[41-43]表明，針刺能有效降低DIO患者的體脂率及血清TG含量，總體治療有效率達90%以上。洪浩[44]在針刺治療DIO小鼠的實驗中發現，DIO小鼠的脂肪細胞體積隨著體內TG含量的降低而減小。目前關于針刺降低肥胖機體TG含量、改善脂肪細胞形態體積過度增大的作用機制尚未明確，可能與促進TG合成的過氧化物酶體增殖物活化受體γ（PPAγ）、固醇調節元件結合蛋白（SREBPs）、糖反應元件結合蛋白（ChREBP）等轉錄調控因子有關。

PPAγ在前脂肪細胞終末階段的分化過程中，參與調控與TG水解密切相關的脂肪甘油三酯脂肪酶（ATGL）、圍脂滴蛋白（PLIN）等標志性靶基因的轉錄，進而影響脂質代謝及脂肪沉積[45]。童國相等[46]在干預3T3-L1前體脂肪細胞的增殖、分化實驗過程中發現，細胞內PPAγ的表達下調時，脂肪細胞內生成的脂滴明顯較前減小、TG含量也明顯減少。王麗華等[47]對DIO大鼠予電針治療后，發現其PPAγ共激活因子1α（PGC-1α）蛋白表達升高，Lee’s指數顯著降低，附睪脂肪出現“棕色化”，且細胞直徑縮小。王海英等[48]對DIO大鼠的雙側“帶脈”穴進行電針治療8周后，大鼠體質量及TG的水平顯著下降，且下調了該組大鼠肝臟PPAγ的表達水平，減少了肝細胞內的脂滴含量。

ChREBP及SREBPs在維持機體脂質代謝穩定的過程當中，均可通過調控脂肪酸合成酶（FAS）的表達，參與調節TG的合成[49-50]。王輝等[51]在肥胖抵抗的實驗研究中發現，肥胖模型組大鼠肝組織中SREBP1c的mRNA表達水平明顯高于肥胖抵抗組，且DIO大鼠的肝臟組織切片可見肝細胞內有大量脂肪滴。李知行等[52]通過電針胰島素抵抗大鼠的雙側“豐隆”“三陰交”穴，治療2周后，胰島素抵抗大鼠肝臟SREBP1c、FAS的表達量均顯著降低，血清中TG的含量也較模型組降低，這可能與電針降低肝組織SREBP1c的表達、下調FAS等脂肪酸合成酶的活性，使肝組織內TG、TC的合成減少有關。由此可見，針刺可調控PPAγ、SREBP、ChREBP等參與脂肪合成的轉錄調控因子的表達，促進脂類代謝，減少脂滴生成，縮小脂肪細胞的體積。

4 針刺調節脂肪細胞的分泌功能

脂肪細胞具有分泌各種細胞因子的功能，如促炎性因子瘦素（Leptin)、白細胞介素-6（IL-6）、腫瘤壞死因子-α（TNF-α）等，以及抗炎因子脂聯素、白細胞介素-10（IL-10）等。在身體處于正常狀態的條件下，各類因子的分泌處于一個相對平衡的動態。肥胖時，脂肪細胞內TG的過度儲存，使細胞的體積增大，當脂肪細胞的直徑≥120 μm時，經血液運輸進入到脂肪組織的氧量供給小于其生長的需求量，造成脂肪組織局部含氧量缺乏，脂肪細胞分泌功能失衡，分泌出大量的促炎性因子，而抑制了部分抗炎性因子的生成，最終導致瘦素抵抗及慢性炎癥，加劇代謝綜合征的發生與發展[53-54]。

Leptin與其相對應的受體結合后，激活JAK/STAT信號通路，調節其靶基因在下丘腦的表達，從而對機體的攝食行為及能量代謝發揮調控作用[55]。丁忱歡等[56]針刺治療DIO大鼠的實驗研究結果為這一理論提供了有力依據。Leptin的表達水平與脂肪細胞脂質含量及細胞大小密切相關。160例肥胖兒童的臨床研究[57]結果表明，肥胖組兒童血清Leptin水平高于正常組，并與TG、IL-6、IL-8、TNF-α呈正相關，體內存在瘦素抵抗的現象。關于瘦素抵抗的分子機制十分復雜，目前眾多研究表明，瘦素-受體結合后的信號通路途徑存在轉導障礙。已有研究[58]指出，細胞因子信號轉導抑制因子3（SOCS3）可以阻斷瘦素-受體信號傳導，并對JAK/STAT通路的信號轉導起負反饋的調節作用，導致瘦素抵抗。本團隊課題組前期研究發現針刺不僅能降低DIO大鼠的體質量，還可降低其血清中SOCS3、瘦素的水平[59]。嚴志康等[60]發現針刺可以促進肝臟JAK2、STAT3蛋白的磷酸化水平，因此，推測針刺可能通過降低SOCS3的含量，逆轉其負反饋調節JAK/STAT通路的作用，進而提高瘦素控制食欲及促進能量消耗的效能。

臨床研究[61]表明，肥胖合并脂肪肝的患者血清中IL-6、TNF-α的含量比正常人顯著升高，且與胰島素抵抗指數成正相關。在肥胖兒童脂肪組織的Western blotting、RT-PCR檢測中，發現TNF-α可能通過抑制其組織中的DNA斷裂因子相似蛋白C（CIDEC）的磷酸化，阻礙胰島素與其受體底物（IRS）的結合，影響脂肪細胞的脂解活動，導致機體脂質代謝紊亂[62]。同樣，有報道[63]證明，IL-6可通過抑制IRS的磷酸化、激活PI3K/AKT信號通路，胰島素的信號傳導受阻，使分泌胰島素的胰島β細胞對葡萄糖等物質的刺激所產生的生物學效應降低，即胰島素抵抗。TNF-α、IL-6不僅影響胰島素降低機體血糖的生理機能，還是引發慢性炎癥相關通路的激動劑。有國外研究[64]報道，TNF-α、IL-6可通過激活NF-κB、JNK等炎癥通路，進一步誘導更多促炎性因子的分泌，加劇慢性炎癥的進程。徐珊珊等[65]對肥胖小鼠雙側的“后三里”和“內庭”穴進行電針治療，4周后，取小鼠的脂肪組織進行PCR檢測及HE染色的結果顯示，IL-6、TNF-α的mRNA在電針組的相對定量明顯低于肥胖對照組，且電針組脂肪細胞內堆積的脂滴球較小，直徑明顯減小，細胞大小較為均勻。

脂聯素（adiponectin，ADP）是一種新型的抗炎性細胞因子，與IL-6、TNF-α等促炎性因子的負調節作用相反，ADP能減少糖異生，提高機體胰島素的生理功能。適當提高ADP的含量，對防治肥胖及其他相關的代謝性疾病具有積極意義。脂聯素基因的轉錄調控，需要依賴于去乙酰化酶沉默信息調節因子1（SIRT1）激活的叉頭狀轉錄因子1（FoxO1）的參與[66]，大量研究顯示，肥胖個體的血清ADP含量明顯偏小，并存在胰島素抵抗的現象[67]。楊亞南等[68]通過電針治療，激活DIO大鼠白色脂肪組織中的SIRT1/FoxO1信號通路，促進ADP的信號轉導，提高了胰島素調控糖脂合成的功能，可有效降低大鼠的體質量。宋燕娟等[69]的實驗研究同樣證實了，針刺通過上調SIRT1和FoxO1的蛋白表達，促進DIO大鼠的糖脂代謝。

IL-10是體內重要的免疫抗炎因子，可降低核因子κB（NF-κB）蛋白的表達水平，進而抑制機體的炎癥反應[70]。李慶等[71]臨床研究發現，血清IL-10含量較低的妊娠期糖尿病患者大多伴隨有胰島素抵抗的現象。張思依等[72]通過針刺DIO大鼠的“關元”“足三里”等穴位，治療8周后，M2型巨噬細胞在其附睪脂肪中的數量有較顯著的增加，且該組附睪脂肪中IL-10的mRNA表達水平也較模型組高，而IL-6的mRNA在附睪脂肪中的表達明顯低于肥胖模型大鼠，可見針刺治療能有效減輕附睪白色脂肪組織的炎性反應。

總結上述研究可見，針刺能有效逆轉機體肥胖后由促炎性因子占主導地位而危害生命健康的不利局面，通過針刺的雙向調控作用使抗炎性因子、促炎性因子的數量在體內重新達到動態平衡，改善肥胖機體的慢性炎癥狀態。

5 結 語

針刺在調節肥胖機體脂肪細胞的數目、形態及功能的動態平衡，維持細胞穩態，促進脂質代謝等方面已取得了確切療效，但其中具體的分子作用機制尚未明確。筆者在整理國內外關于針刺對肥胖機體脂肪細胞的影響等研究文獻的過程中發現，以下5個方面的問題仍需在今后進行更深入的研究探討：（1）抗凋亡蛋白和促凋亡蛋白，以及二者共有的Protein kinase結構域上的蛋白質激酶家族均參與調控脂肪細胞的分化、凋亡[73]，針刺可能通過調節這3類蛋白中的哪些蛋白表達以維持脂肪細胞數目的動態平衡；（2）針刺如何通過調節促進脂肪細胞脂滴合成與分解的蛋白質及水解酶類分子物質，以達到調控脂肪細胞形態大小的目的；（3）機體肥胖引起脂肪細胞微環境改變后如何影響細胞的生理機能，針刺如何逆轉細胞因子分泌紊亂的局面，以維持脂肪細胞的分泌穩態；（4）前文談到針刺能誘導BMSCs向非脂肪細胞分化，是否能為有肥胖傾向的兒童、青少年的臨床防治策略提供借鑒意義，仍有待探討；（5）在維護人類健康的前提下，如何更好地利用現代分子生物學等研究技術為臨床治療服務，優化肥胖的防治策略，是需要每個醫者及研究人員共同努力解決的關鍵問題。