基于信號轉導通路探討針灸治療血管性癡呆的作用機制

顏麗巧，易伊人，陳 茂，張 夏，金小鈺，劉運珠

（1.廣西中醫藥大學研究生院，廣西 南寧 530200；2.廣西中醫藥大學第一附屬醫院，廣西 南寧 530200）

血管性癡呆（vascular dementia,VD）是以認知和記憶功能障礙為主要臨床表現的癡呆[1]，是繼阿爾茨海默?。ˋD）之后第二常見的癡呆類型。由于腦組織缺血、缺氧及低灌注損傷，大腦局部神經元壞死，導致認知障礙逐漸加重，大腦功能逐步下降，臨床上以梗死性癡呆最為常見。VD在祖國醫學中歸于“癡呆”“呆病”等范疇，病位在腦，與五臟密切相關，證屬本虛標實，病因病機主要為髓海不足、脾腎兩虛、痰濁蒙竅、瘀血內阻[2]。針灸治療VD臨床療效肯定，但其具體作用機制尚未完全明確。近年來，大量研究表明[3-6]，針灸可調控相關信號通路，通過抑制細胞凋亡、促進血管再生、減輕炎癥反應、抑制細胞自噬等方式，減少大腦皮層神經細胞的死亡，促進損傷腦組織的修復與再生，改善大腦缺血區血供，促進學習記憶行為的恢復。本文旨在通過總結針灸干預相關信號通路分析針灸治療VD的機制，為未來針灸治療該病的研究方向提供理論和實踐參考。

1 MAPK級聯信號轉導通路

絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）通路是所有真核細胞共有的信號通路，MAPK家族主要包括p38絲裂原活化蛋白激酶（p38MAPK）、c-Jun氨基末端激酶（JNK）和細胞外調節蛋白激酶（ERK），分別介導3條并行的MAPK信號通路，這些信號通路主要參與介導腦缺血損傷中神經細胞周期控制、細胞凋亡和細胞凋亡分化[5]。

1.1 p38MAPK信號轉導通路VD的發生與腦缺血密切相關，腦缺血可導致自由基的產生、內皮功能障礙等病理損傷，p38MAPK通路被激活，進而參與調控細胞凋亡、炎癥反應、細胞應激等生理病理過程[6]。研究[7]發現，向VD模型大鼠側腦室注射SB202190抑制p38MAPK信號通路后，SB202190組大鼠海馬區凋亡細胞較模型組減少，同時細胞凋亡調控因子Bcl-2表達升高，Caspase-3表達降低，證明了p38MAPK通路可通過調控Bcl-2、Caspase-3的表達，減少細胞凋亡的發生，從而改善大鼠的學習記憶能力。賈睿幗[8]發現，分別采用2 Hz、100 Hz、2/100 Hz 3種頻率電針刺激VD模型大鼠，3組大鼠海馬區p38MAPK及Caspase-3蛋白表達降低，Bcl-2蛋白表達明顯升高，與模型組比較，差異均有統計學意義（P＜0.05），其中2 Hz組降低Bcl-2蛋白表達作用更顯著，而2/100 Hz組降低Caspase-3蛋白表達更顯著。腦缺血刺激后，腦組織損傷區域產生的大量炎癥因子過度表達會加重腦損傷[9]。研究[10-11]發現腦缺血再灌注中p38MAPK蛋白的磷酸化水平明顯升高，上調促炎細胞因子的表達，誘導炎性級聯反應，并增加神經元損傷。劉飛來[12]采用電針治療腦缺血再灌注認知障礙大鼠，結果顯示，與模型組比較，電針組大鼠水迷宮逃避潛伏期減短，腦梗死體積明顯減小，海馬組織p38MAPK mRNA、TNF-α mRNA、IL-1β mRNA表達明顯降低，表明電針改善大鼠認知功能障礙的作用機制可能與抑制p38 MAPK信號通路的活性、下調炎癥因子有關。袁愛紅等[13]的研究同樣證明了這一觀點。

1.2 JNK信號轉導通路 腦缺血可激活JNK信號通路中的MAPKK激酶，引起JNK的磷酸化，被激活的pJNK既可上調促凋亡相關蛋白的表達，進而激活死亡受體凋亡通路，又可調節Bcl-2家族成員的活性，參與由線粒體介導的細胞凋亡通路，激活Caspase凋亡蛋白酶，誘導腦神經元凋亡[14]。郭菲等[15]發現電針可顯著下調VD模型大鼠海馬組織JNK、p-JNK、Caspase-8、Caspase-3蛋白表達，劉雅儒[16]則發現電針可使腦缺血再灌注損傷（CIRI）模型小鼠海馬、皮層組織細胞JNK的活化被抑制，Bax、Caspase-3的表達降低，Bcl-2表達升高，Caspase-9表達與模型組比較，差異無統計學意義（P＞0.05），實驗中未進一步研究及闡述。

1.3 ERK信號轉導通路 腦缺血損傷后ERK與JNK、p38 3條通路的動態平衡決定了細胞的存亡，ERK通路的激活可以抑制神經元的凋亡[17]。ERK1/2通過轉錄非依賴機制調控生存蛋白，繼而磷酸化促凋亡蛋白Bad，使抑制Bcl-2或Bcl-xl的抗凋亡作用喪失，從而抑制細胞的凋亡[18]，ERK1/2的活化還能誘導活化Bcl-2等抗凋亡蛋白[19]，抑制細胞色素C的釋放，維持線粒體的功能，從而抑制細胞凋亡的發生。程紅亮等[20]研究發現，與模型組比較，電針組VD大鼠跳白實驗逃避潛伏期延長、錯誤次數減少，海馬CA1區ERK陽性神經元表達增加。林亞平等[21]發現經針刺治療后的CIRI大鼠，神經功能缺損評分、腦梗死面積、Bax表達以及凋亡細胞和ERK1/2蛋白的磷酸化水平均明顯低于模型組，Bcl-2表達明顯高于模型組，提示針灸可能是通過ERK通路，降低ERK1/2蛋白的磷酸化水平及調節凋亡相關因子Bcl-2、Bax表達來實現的對腦組織的保護作用。

1.4 多條通路共同參與MAPK聯級轉導通路是一條復雜的通路，研究[22]發現，細胞存亡依賴于幾條通路之間相互抑制或協作，JNK和p38MAPK激活的同時ERK1/2的活化被抑制才能促進細胞凋亡。馬莉等[23]實驗發現，經電針治療后的VD大鼠與模型組相比，Bax、p-p38 MAPK蛋白相對表達量明顯降低，Bcl-2、p-ERK1/2蛋白相對表達量明顯升高。其他研究[24-25]發現，電針治療敲除JNK基因的CIRI大鼠后，大鼠海馬組織p-ERK1/2蛋白相對表達量升高而p-p-38MAPK蛋白相對表達量降低，證明了針灸能動態調節兩條信號通路，通過降低神經元的壞死來發揮腦保護功能。

2 Notch信號轉導通路

Notch通路主要由Notch受體、配體及靶基因三部分組成，配體與受體結合促使Notch分子活化，釋放受體胞內段活性結構域（NICD）。NICD的形成是Notch通路激活的標志，進而啟動Notch下游靶基因Hes家族等的轉錄而發揮調控作用[26]，不同的Hes作用不同，如Hes1表達可促進神經前體細胞進行自我更替與增殖，Hes3在維持神經元的未分化狀態、促進其增殖等方面發揮重要作用，Hes5可維持細胞骨架、抑制分化信號遷移及傳遞。腦缺血損傷后Notch信號通路被激活，活化的Notch信號通路起到調節神經干細胞增殖、促進血管新生等作用[27]。

2.1 調節神經干細胞增殖 王瑩等[28]研究發現，與西藥組比較，經艾灸治療的VD大鼠海馬組織中神經生長因子（NGF）、腦源性神經營養因子（BDNF）、Hes3、Notch1的mRNA及蛋白相對表達量均明顯升高，由此推測艾灸改善癡呆大鼠記憶和認知能力，可能與調節Notch信號通路有關。陶靜等[29]發現電針治療CIRI大鼠3 d和7 d均能改善Catwalk步態系統部分行為學功能，使其運動速度增加，持續時間減少，大鼠腦缺血周圍區皮質、缺血側室管膜下區（SVZ）NICD蛋白、Hes1和Hes5的表達上調，神經干細胞數量上調，采用γ分泌酶抑制劑阻斷其通路時，電針促進神經干細胞增殖現象被抑制。

2.2 促進血管新生 張雙雙[30]采用眼針干預CIRI大鼠后，發現眼針組大鼠缺血半暗帶區腦組織Notch1、Hes1、NICD水平顯著上調，同時血管內皮生長因子（VEGF）的表達亦明顯升高，馬菡[31]同樣發現電針干預腦梗死模型大鼠后，與模型組比較，電針組大鼠腦組織Notch1、Notch4、Hes1的mRNA及蛋白相對表達量均明顯升高，同時，VEGF及其受體VEGFR-1、VEGFR-2的mRNA和蛋白相對表達量也明顯升高，由此推測針灸可通過激活VEGF-Dll4/Notch信號通路，介導血管新生，進而促進腦缺血后的血管新生與重塑，發揮對缺血區損傷組織的保護作用。

3 NF-κB信號轉導通路

核因子-κB（NF-κB）信號通路可調控炎癥反應、細胞增殖與神經元凋亡、自噬等過程，是導致認知障礙發生與發展的關鍵環節[32]。腦缺血后細胞受到氧化應激、細胞因子、內毒素等信號刺激，NF-κB得以活化，誘導細胞因子（如TNF-α、IL-1β、IL-6等）、趨化因子（如IL-8）等不同炎癥靶基因的過度或持續表達，進而趨化大量中性粒細胞等炎癥細胞浸潤、聚積于炎癥部位，最終造成炎癥反應。同時，活化的NF-κB信號通路在細胞進程中可發揮抗凋亡或者抑凋亡的雙向調節作用，如在線粒體凋亡通路中NF-κB可以通過對細胞凋亡抑制蛋白IAP家族成員的激活而抑制凋亡，也能夠使促凋亡基因Bcl-X、Bax等表達上調而促進凋亡[33]。目前針灸在NF-κB信號通路調控自噬過程的相關研究相對缺乏。

3.1 調節炎癥反應 馬莉等[34]發現經電針干預的VD大鼠海馬組織中的蛋白去乙?；窼IRT1表達水平降低，抑制其下游因子NF-κB p65去乙?；?，從而減少促炎因子的合成和釋放。莊麗華等[35]認為電針能通過抑制小膠質細胞的活化，下調Toll樣受體TLR4 mRNA和蛋白的表達，使其介導的MyD88/NF-κB信號轉導通路被抑制，減少血清炎癥因子TNF-α、IL-1β的釋放，起到減輕腦缺血炎癥反應的作用。以上實驗表明電針通過調節NF-κB信號通路，抑制炎癥反應，進而有效改善模型大鼠認知功能障礙，陶一鳴等[36]實驗結果證明了這一觀點。阮靜茹等[37]對VD大鼠行艾灸治療后，同樣發現大鼠海馬組織中NF-κB p65蛋白及TNF-α、IL-6、IL-1β等促炎因子表達量顯著減少，證明艾灸亦可調控NF-κB通路的活化狀態，抑制促炎因子釋放，減輕腦缺血引發的炎性損傷。

3.2 調節細胞增殖與神經元凋亡 豁銀成等[38]發現預電針組、預艾灸組及預針灸組阿爾茨海默?。ˋD）大鼠海馬組織NF-κB表達明顯降低，Bcl-2的表達均明顯升高，可推測針灸預刺激可抑制NF-κB表達，增加Bcl-2的表達，發揮抗凋亡作用，以保護神經細胞，延緩AD進程。許瀟瑩[39]則認為電針通過調控小膠質細胞的活化，抑制TLR2介導的NF-κB信號通路，促進膠質細胞源性神經營養因子（GDNF）的表達發揮腦神經保護作用。

4 PI3K/Akt信號轉導通路

磷酸肌醇3-激酶(PI3K)/蛋白激酶B(PKB/Akt)信號通路廣泛存在于各種細胞中，參與并調節細胞生長、增殖、分化與遷移過程，是經典的抗凋亡、促存活的信號轉導通路，與VD的發生、發展密切相關[4]。

4.1 抑制細胞凋亡 腦缺血缺氧后多數受損腦細胞最終會死亡或凋亡，PI3K/Akt信號通路可通過調節mTOR、Bcl-2、Bax等的表達，進而控制凋亡和促凋亡蛋白的合成[40]。石菊榮[41]研究發現電針在縮短VD大鼠逃避潛伏期、增加跨越平臺次數、降低神經行為學評分方面均有很好的療效，且大鼠海馬CA1區PI3K、Akt、mTOR的表達明顯高于模型組、西藥組。李令建等[42]發現采用電針干預MCAO模型大鼠，電針組大鼠海馬組織PI3K、Akt、Bcl-2 mRNA及蛋白表達明顯高于模型組，Bax蛋白表達明顯低于模型組。陳晶等[43]則認為電針可激活PI3K/Akt信號通路，活化的Akt與磷酸化糖原合成酶激酶-3β（p-GSK-3β）結合后，向細胞膜轉位，抑制GSK-3β的活性，阻止細胞凋亡發生，從而發揮腦保護作用。李龍春等[44]則認為針刺通過激活PI3K/Akt/mTOR信號轉導通路，改善氧化應激誘導的線粒體功能損傷和線粒體膜電位下降現象，減少受損線粒體的積累，緩解細胞損傷，從而改善VD大鼠的認知功能。

4.2 促進血管新生 血管新生功能異常是VD發生的根本原因，腦血管病變過程中，血管新生不足會導致循環障礙和組織壞死，治療性血管新生是治療腦血管病變致腦損害后出現的認知功能障礙的新方式。袁麗君等[45]發現采用土家族麝針療法治療的MCAO大鼠海馬組織中PI3K、Akt蛋白表達顯著升高，mTOR蛋白表達顯著降低，同時血漿中HIF-1α、VEGF的含量顯著升高。李瓊莉等[46]則認為電針可通過上調p-AKT和其下游的p-mTOR和p-P70S6K的表達，增加腦皮質缺血區CD34+微血管數目，上調VEGFR2蛋白的表達，促進大腦皮質缺血區血管再生。胥虹貝等[47]發現采用特異性抑制劑LY294002阻斷PI3K/AKT通路后，電針處理不再增加大鼠大腦皮質缺血區CD34+微血管數目。

4.3 促進神經生長因子釋放 大腦周圍神經損傷后神經營養因子釋放減少，神經生長因子與酪氨酸激酶結合后激活PI3K/Akt信號通路，抑制神經元的損傷，從而促使神經營養因子釋放增加[48]。據報道，有學者[49]發現頭穴叢刺可上調缺氧缺血性腦損傷大鼠海馬CA1區BDNF、TrkB、p-ERK、p-Akt蛋白表達，胡冠宇[50]進一步證明頭針可能通過上調BDNF與TrkB的表達，從而激活的下游PI3K/Akt/GSK-3β信號通路，起到了對大鼠腦組織細胞的修復和保護作用。

4.4 抑制細胞自噬 缺血損傷后可導致自噬過度活化，細胞損傷死亡，PI3K/Akt信號通路的激活可抑制過度活化的自噬水平，減輕細胞損傷[51]。王曼曼[52]采用電針刺激缺血性腦卒中大鼠曲池和足三里穴位，發現電針能激活PI3K/AKT/mTOR信號通路，并降低LC3等自噬相關蛋白的表達，從而抑制神經元的自噬與凋亡，發揮神經保護作用。

5 其他相關信號轉導通路

已有學者研究[53]發現，Wnt/β-catenin信號通路與VD的發生、發展密切相關，激活Wnt/β-catenin信號通路能夠改善大鼠腦缺血再灌注導致的神經元損傷。朱曉璐[54]研究也證明了Wnt/β-catenin蛋白表達下調可能與持續低灌注引起的VD后膠質細胞活化、PECAM-1免疫活性具有關聯性。楊楊[55]研究發現，智三針可以通過上調β-Catenin、LRP5和LEF1等Wnt/βcatenin信號通路相關蛋白的表達，抑制GSK-3β活化，從而促進Wnt/β-Catenin信號通路傳導，達到改善認知障礙大鼠學習記憶能力的作用。

JAK-STAT信號通路與腦缺血誘導的腦損傷密切相關，且該通路的炎癥信號可介導小膠質細胞激活[4]，參與了VD的發病。曹燕[56]發現針刺能夠上調α7煙堿樣乙酰膽堿受體（α7nAChR）表達及下游JAK2/STAT3信號通路的活化，抑制VD大鼠海馬區神經炎癥因子的表達，抑制小膠質細胞的活化，從而提高VD大鼠學習記憶能力。

6 小 結

綜上，針灸可能通過調控MAPK、Notch、NF-κB、PI3K/Akt、Wnt/β-catenin及JAK-STAT等相關信號轉導通路，起到調控細胞增殖、抗神經元凋亡、抑制炎癥反應、推進血管新生、抑制細胞自噬等作用，進而改善認知功能，提高學習記憶能力，從而防治血管性癡呆。

然而，目前針灸干預血管性癡呆相關信號通路的研究仍相對薄弱，且存在諸多不足，如：（1）針灸治療血管性癡呆的穴位選取、針刺手法缺乏客觀標準，如部分實驗中均使用電針作為干預手段，但電針的波形、頻率、留針時間長短不盡相同，今后可在實驗中進一步規范量化；（2）目前實驗研究多以針刺為主要干預手段，針刺中又以電針為主，艾灸或其他治療方式相關研究則極少，干預手段相對單一，只有部分文章將現代醫學分子機制與中醫傳統理論結合起來，今后可從這方面綜合研究針灸干預血管性癡呆相關信號通路，為針灸治療血管性癡呆提供更全面的理論支撐；（3）細胞中的信號轉導通路網絡十分復雜，一條通路可能受到多個信號蛋白或信號通路網絡的調控，不同的上游和下游分子亦產生不同的激活效應，目前研究主要是以單獨通路或通路的某一節段為主，較少采用多條通路間交互作用的研究思路，這方面有待進一步挖掘；（4）目前的研究主要以動物實驗為主，鑒于人與動物之間的差異，實驗研究的結論在指導臨床實踐過程中，需要有探索、修正、驗證等臨床過渡階段進一步探索，以期更好的指導應用于臨床。