基于針刺介導的內臟運動神經抗炎機制研究

黎喬楠，郭永明，車文文

(天津中醫藥大學，天津 300193)

炎癥反應是機體生理性防御系統的重要組成部分，其基本病理變化主要包括局部組織的變質滲出及增生。只有適度的炎癥反應才能對機體起到有益的作用。炎癥反應不足易引起機體感染；而炎癥反應過度或持續時間過長，易引發炎癥相關疾病，包括類風濕關節炎、克羅恩病、敗血癥等。以往普遍認為，機體內產生抗炎反應主要通過體液調節實現，其特點為持續時間長、作用緩慢，直至Borovikova等[1]首次提出迷走神經介導的膽堿能抗炎通路(cholinergic anti-inflammatory pathway，CAP)的概念，為神經系統對炎癥調節作用機制的研究提供了新思路和理論基礎。自此，越來越多的專家學者將研究焦點從體液調節逐漸轉移至副交感神經的抗炎通路(即CAP)上。針刺作為我國傳統醫學的重要組成部分，在臨床運用中所具有的抗炎作用得到人們的一致認可。近半個世紀以來，圍繞針刺抗炎進行的大量臨床試驗和動物實驗均表明，針刺對自身免疫系統紊亂導致的炎癥反應有良好的治療作用[2]。現就基于針刺介導的內臟運動神經抗炎機制的研究進展予以綜述。

1 針刺介導的副交感神經通路

1.1副交感神經的抗炎作用與機制 內臟運動神經能傳出神經沖動產生運動，因而又叫自主神經，包括交感神經和副交感神經。1977年，Besedovsky和Sorkin[3]基于對生物體內環境的認識首次提出了“免疫-神經-內分泌”這一系統網絡的概念。在此基礎上，Borovikova等[1]通過動物實驗及人體外周血培養證實了Besedovsky和Sorkin[3]的想法，并首次正式提出了CAP的概念，CAP被認為是調節靶組織炎癥的重要機制。迷走神經是一種起源于延髓的腦神經，免疫系統受迷走神經的影響，以不同的器官為靶點控制炎癥反應。研究表明，脾臟迷走神經釋放的乙酰膽堿(acetylcholine，ACh)能激活煙堿型ACh受體，使免疫反應加劇,導致組織損傷最小化[4]。其作用機制為：當機體外周發生炎癥反應時，炎癥刺激因子刺激迷走神經感覺纖維，促使迷走神經將炎癥相關信息傳入大腦的中樞神經系統，大腦接收并整合處理了傳入的炎癥相關信息后，反過來激活迷走神經釋放ACh，ACh與巨噬細胞、淋巴細胞等非神經元細胞上的α7煙堿型ACh受體(α7 nicotinic acetylcholine receptors，α7nAchR)相結合，通過其介導的Janus激酶2(Janus kinase 2，JAK2)/信號轉導及轉錄激活因子(signal transduction and activator of transcription，STAT)3、核因子κB(nuclear factor-kappa B，NF-κB)、促分裂原活化的蛋白激酶以及磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B/核因子E2相關因子2等信號通路，抑制白細胞介素(interleukin，IL)-1、IL-6、IL-8及高遷移率族蛋白B1(high mobility group box 1 protein，HMGB1)等炎癥細胞因子釋放，從而達到抗炎的目的[5-8]。

1.2針刺介導的副交感神經抗炎機制 Ach、α7nAChR是CAP的關鍵組成部分，而CAP的效應基礎為迷走神經。刺激迷走神經可顯著減弱內毒素引起的全身炎癥反應，這種作用由ACh刺激脾臟巨噬細胞的煙堿受體介導[1]。α7nAChR是抑制巨噬細胞和樹突狀細胞釋放促炎細胞因子的關鍵靶點[9]。針刺可以通過上調Ach、α7nAChR的表達水平，促進兩者結合，通過激活膽堿能通路可能存在的信號轉導通路(如NF-κB信號通路、JAK/STAT信號通路)，從而激活CAP，達到抗炎的目的。如張泓等[10]研究發現，電針消化系統的內腑下合穴可以調節α7nAChR，減輕急性胃黏膜損傷大鼠模型的炎癥反應及黏膜損傷。秦彥強等[11]研究發現，對腦梗死大鼠進行針刺預處理可顯著改善其神經功能，降低炎癥因子水平，上調α7nAChR信使RNA的表達。方晨晨等[12]研究發現，電針可降低血清腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)水平，升高IL-4蛋白水平，減輕腦缺血再灌注時的炎癥反應，發揮神經保護作用。蘇杭等[13]的研究表明，針刺肺經與大腸經的俞募穴可以降低TNF-α水平、升高IL-10水平，以平衡促炎、抗炎反應，治療急性胰腺炎，改善肺損傷。同時，針刺也可以直接調節迷走神經的興奮性，激活CAP，發揮抗炎作用，這種抗炎作用依賴于CAP的完整性。劉小云等[14]研究表明，電針肺俞穴可以增強慢性阻塞性肺疾病大鼠迷走神經放電，促進肺組織釋放ACh。Torres-Rosas等[15]研究發現，電針刺激足三里穴對腹膜炎模型大鼠具有顯著的抗炎作用，切斷迷走神經后，IL-6、TNF-α、γ干擾素及單核細胞趨化蛋白1的表達水平均顯著升高，電針的抗炎作用顯著降低。索小燕等[16]發現，電針足三里穴可改善失血性休克犬的血流動力學、血漿TNF-α水平和血乳酸值，并改善組織灌注和氧供，維持機體內環境的穩定，而切斷雙側迷走神經后，上述作用消失。張娟[17]證實，電針介導的心肌保護作用與迷走神經有關，在此過程中α7nAChR起重要作用。Zhang等[18]的研究表明，電針內關穴可抑制心肌缺血后心肌HMGB1的上調，減輕再灌注時的炎癥反應和心肌損傷，單側迷走神經切斷或給予煙堿受體拮抗劑可顯著降低電針對HMGB1釋放的抑制作用；離體心肌細胞培養實驗發現，Ach通過α7nAchR依賴途徑抑制缺氧誘導的HMGB1釋放。上述研究表明，針刺介導的副交感神經抗炎通路主要通過介導迷走神經實現，其中CAP是主要的效應通道。針刺通過調控ACh、α7nAChR的表達激活NF-κB、JAK/STAT等信號通道，從而激活CAP，降低TNF-α、γ干擾素等炎癥因子水平，達到抗炎的目的，這種抗炎作用要求迷走神經的完整性。

2 針刺介導的交感神經通路

2.1交感神經的抗炎作用與機制 當機體發生炎癥時，炎癥細胞因子通常與炎癥細胞共同介導炎癥反應。炎癥細胞因子包括趨化因子、細胞因子、血漿酶介質和脂類炎癥介質等[19]。炎癥細胞因子的產生會刺激交感神經使其產生促炎因子或抗炎因子。Gao等[20]認為，Toll樣受體(Toll-like receptor，TLR)的過度激活致使促炎細胞因子和趨化因子持續產生，破壞了免疫穩態，導致許多炎癥和自身免疫性疾病的發生，包括系統性紅斑狼瘡、感染相關性膿毒癥、動脈粥樣硬化和哮喘等。TLR拮抗劑/抑制劑可以通過交感神經起到預防和治療炎癥的作用。而Lorton和Bellinger[21]認為，免疫細胞主要表達β2腎上腺素能受體(adrenergic receptor，AR)，而β2-AR的激動通常發揮抗炎作用。Pongratz和Straub[22]研究發現，炎癥反應局部的交感神經支配程度與神經遞質的濃度呈正相關，早期由于炎癥因子刺激了交感神經，促使其釋放大量的去甲腎上腺素 (norepinephrine，NE)，NE激活β2-AR/環腺苷酸(cyclic adenosine monophosphate，cAMP)/蛋白激酶A通路，從而抑制促炎因子的釋放；隨后，由于炎癥局部所支配的神經重新分配，交感神經的支配程度顯著降低，而免疫細胞表面的α受體濃度增加，與NE形成較β受體更高的親和力，使NE與α受體結合，產生促炎作用。另外，心肌細胞壞死能夠激活炎癥反應，有助于清除壞死細胞，促進心肌細胞的修復。Frangogiannis[23]認為，壞死心肌細胞釋放的IL-1α和成纖維細胞中促炎表型的激活，能夠延遲肌成纖維細胞的分化，在炎癥反應的負反饋調節中起關鍵作用。另有研究發現，除兒茶酚胺類神經遞質外，交感神經還會釋放其他遞質(如神經肽)參與炎癥反應[24]。由此推斷，交感神經對于炎癥反應的調節主要受神經遞質濃度和免疫細胞表面受體亞型的影響，不同神經遞質濃度和免疫細胞表面受體亞型產生的作用也不同，表現為一種促炎和抗炎的雙向調節作用。

2.2針刺介導的交感神經抗炎機制 針刺作用于人體穴位可有效調節機體的功能狀態，在此過程中交感神經起至關重要的作用。研究發現，針刺可通過影響兒茶酚胺類物質的釋放，進而影響交感神經的興奮性[25]。唐晨等[26]通過細銀質針針刺治療類風濕關節炎發現，治療后患者自主神經活性升高，交感神經功能降低，副交感神經功能升高，針刺部位溫度升高。盧圣鋒等[27]通過針刺研究大鼠缺血心肌組織發現，針刺可能通過交感神經重構減少大鼠心肌細胞梗死的面積，從而減輕炎癥反應。劉霜月等[28]實驗發現，創傷應激使大鼠外周的TLR2、NF-κB表達增加，同時炎癥細胞因子合成與分泌也相應增加，而電針能夠抑制大鼠體內創傷后所形成的炎癥反應，這種抑制作用與交感神經活動有關，可能通過調節TLR2/NF-κB信號通路活性起作用。孫丹紅[29]通過針刺和艾灸對氣虛癥患者的心率等相關指標發現，針刺可引起平均心率、心率變異性總功率降低，推測可能是針刺通過對交感神經與副交感神經進行不同的調控而產生的效應。石力等[30]研究發現，電針可以抑制β1-AR信號通路，降低其正性肌力作用，增加心肌血管血流，從而達到減輕心肌損傷的目的。盧圣鋒等[27]發現，心肌損傷后，β3-AR表達水平上升以對抗過度活化的交感神經，而當電針抑制交感神經的活性后，β3-AR的表達水平相應降低，表明電針對心肌的保護作用可能是通過調控交感神經重構來實現的。同時，不同的針刺手法及劑量可對交感神經產生不同的興奮作用，交感神經系統在針刺效應的多途徑、多靶點中也起到重要的介導作用，針刺可以通過刺激交感神經而促進炎癥產物的吸收[31]。由此認為，當針刺作用于機體外周時，可以抑制β1-AR、β3-AR信號通路，促使交感神經釋放NE，并特異性地與β2-AR結合，激活β2-AR/cAMP/蛋白激酶A通路，從而達到抗炎的目的。

3 交感與副交感神經的抗炎作用分配

中樞延髓的孤束核及迷走神經背運動核(dorsal motor nucleus of the vagus，DMV)與胃運動有密切關系。王柳[32]通過研究消化不良模型大鼠的胃運動證實，電針胃經穴位時，中樞核團DMV和孤束核的神經遞質谷氨酸數量較非胃經穴及非經非穴多，DMV核團神經遞質與一些刺激調節物質(一氧化氮等)共同調節胃運動。顧云和莊重[33]認為，電刺激迷走神經可抑制脂多糖引起的外周促炎細胞因子的生成，但不會改變抗炎細胞因子IL-10的水平；而交感神經卻能在抑制促炎因子生成的同時促進抗炎細胞因子IL-10的生成[34]。因此推測，當機體處于正常狀態時，迷走神經(副交感神經)主要對炎癥反應起到緊張性抑制作用，以監控機體免疫水平。當機體發生損傷或炎癥反應時，交感神經興奮，迷走神經緊張度降低，促炎因子生成減少，免疫系統與腎上腺素、NE、糖皮質激素等共同調控機體炎癥反應[35]。結合針刺對機體的雙向性調節功能，推測在炎癥反應發生的早期階段，內臟運動神經發揮的抗炎作用主要由副交感神經中的CAP實現。當機體外周受到針刺刺激時，孤束核及DMV中c-fos陽性細胞的表達增強，進而興奮迷走中樞，上調ACh和α7nAChR的表達，促進ACh與α7nAChR的結合，從而激活CAP通路，發揮抗炎效應[36-37]。同時，由于交感神經對炎癥的調節作用主要通過NE與免疫細胞表面的β2-AR結合實現，因此針刺信號轉導可能激活了β2-AR/cAMP/蛋白激酶A通路，抑制了免疫細胞表面β1-AR、β3-AR的表達，而β2-AR表達增加，且特異性介導NE與之結合，從而發揮抗炎作用[27，38]。

4 小 結

針刺介導內臟運動神經發揮抗炎效應主要通過交感神經和迷走神經(副交感神經)實現。關于針刺介導內臟運動神經抗炎的機制，雖然進行了部分總結與推論，但仍存在很多局限性。一方面，雖然針對副交感神經抗炎的相關研究眾多，但關于針刺與副交感神經抗炎之間聯系的研究較少，與交感神經抗炎聯系的更少，難以形成系統的理論體系。另一方面，交感神經與副交感神經發揮抗炎作用的分配形式是通過協同還是拮抗實現雙向良性調節，目前仍未統一。這將為今后探索針刺抗炎的機制、分析炎癥相關疾病病因提供新的思路和切入點。