基于陰陽自和探討細(xì)胞自噬對缺血性腦卒中的影響?

呂淑怡,孫永康,宋研博,王新志

(1.河南中醫(yī)藥大學(xué),鄭州 450046;2.河南中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院, 鄭州 450099)

腦卒中又稱腦中風(fēng),是臨床常見的急性腦血管疾病[1],其中缺血性腦卒中約占所有腦卒中的80%[2]。缺血性腦卒中具有發(fā)病率高、致殘率高、病死率高及復(fù)發(fā)率高等特點(diǎn),給家庭及社會帶來沉重的負(fù)擔(dān)[3]。目前缺血性腦卒中的常規(guī)治療方案包括溶栓治療、介入治療、抗血小板藥物治療和神經(jīng)外科治療等[4],盡管治療手段多樣但臨床療效有限,易導(dǎo)致嚴(yán)重的后遺癥及并發(fā)癥,故仍需探尋新的治療策略。陰陽自和是中醫(yī)陰陽學(xué)說中的一項重要理論,是人體陰陽運(yùn)化的根本規(guī)律之一,缺血性腦卒中的根本病機(jī)即是陰陽失和[5]。自噬作為機(jī)體應(yīng)對外界刺激的自我保護(hù)過程,對缺血性腦卒中病程發(fā)展有雙重影響,適度自噬促進(jìn)細(xì)胞生存,過度自噬誘導(dǎo)神經(jīng)損傷[6]。自噬的自主調(diào)節(jié)性與陰陽自和理論異曲同工,故被認(rèn)為是陰陽動態(tài)平衡的微觀體現(xiàn)[7]。本文從陰陽自和的角度,討論自噬在缺血性腦卒中疾病進(jìn)展過程中發(fā)揮的作用,并對中醫(yī)藥如何調(diào)控自噬防治腦卒中進(jìn)行探討。

1 缺血性腦卒中與陰陽自和理論

1.1 陰陽自和的理論分析

陰陽自和是中醫(yī)基本理論之一,最早見于張仲景《傷寒論》中的“凡病,若發(fā)汗,若吐,若下,若亡血、亡津液,陰陽自和者必自愈”。自愈是指機(jī)體有一定的抗病能力,在沒有外界治療的情況下,通過自我調(diào)節(jié)達(dá)到陰平陽秘的狀態(tài),以抗邪防病[8]。有學(xué)者概括,張仲景陰陽自和理論主要包括三個方面：一是人體具有自愈能力,陰陽自和是疾病痊愈的內(nèi)在根據(jù);二是治療疾病的方法是否得當(dāng),應(yīng)觀察該法能否促進(jìn)陰陽自和,糾正陰陽失和疾病自能痊愈;三是治療時應(yīng)該以陰陽自和為樞機(jī),在緩解當(dāng)前癥狀的同時調(diào)理陰陽促其自和[5]。陰陽既對立制約又互根互用,自和是其天然本性,亦是一種客觀規(guī)律。但機(jī)體陰陽自和是有限的,只能在一定范圍內(nèi)驅(qū)邪保正,超過自身調(diào)節(jié)能力則需要人為方法促進(jìn)自和。同時自和不是靜止的,而是動態(tài)性的,陰陽二氣處于不停運(yùn)動變化的過程,通過不斷運(yùn)動達(dá)到一種“和”的狀態(tài)[8]。陰陽不斷運(yùn)動主要表現(xiàn)為三種狀態(tài)：一是陰陽自和能力正常,則陰平陽秘;二是陰陽自和能力減弱或出現(xiàn)異常,則陰陽失調(diào);三是陰陽自和能力瓦解或者過程中止,則陰陽離決[5]。這三種狀態(tài)之間并沒有嚴(yán)格的分界,而是在不停地轉(zhuǎn)化、過渡中。歷代醫(yī)家將陰平陽秘看作治療疾病的最優(yōu)狀態(tài),認(rèn)為一切疾病發(fā)生的根本原因在于陰陽失和,故各種治療手段的本質(zhì)實(shí)為調(diào)整機(jī)體恢復(fù)陰陽自和能力。

1.2 缺血性腦卒中發(fā)生與陰陽失和的相關(guān)性

《黃帝內(nèi)經(jīng)》中言“陰勝則陽病,陽勝則陰病”,陰陽對立制約,任何一方的偏盛或不足都會導(dǎo)致陰陽失和,陰陽失調(diào)日久則五臟失和氣血失調(diào),機(jī)體功能出現(xiàn)障礙。缺血性腦卒中屬于中醫(yī)學(xué)中風(fēng)病的范疇。不同醫(yī)家對中風(fēng)的發(fā)病原因有不同理解,唐宋前多以“外風(fēng)”立論,如張仲景《金匱要略》中描寫“夫風(fēng)之為病,當(dāng)半身不遂,或但臂不遂者,此為痹。脈微而數(shù),中風(fēng)使然”。唐宋后多以“內(nèi)風(fēng)”立論[9],張景岳認(rèn)為中風(fēng)的病因主要是“內(nèi)傷積損”[10];葉天士認(rèn)為,精血衰耗,肝腎陰虛,水不涵木,肝陽偏亢,內(nèi)風(fēng)時起[11]。根據(jù)歷代醫(yī)家的臨床經(jīng)驗,目前多認(rèn)為氣血虧虛、陰虛陽亢、本虛標(biāo)實(shí)是中風(fēng)的病理基礎(chǔ),其基本病機(jī)不外虛、火、風(fēng)、痰、虛、瘀六端,總屬陰陽失調(diào),氣血逆亂[12]。年老體虛,肝腎不足,加飲食不節(jié)、情志失調(diào)、勞倦過度、外邪侵襲等因素,導(dǎo)致臟腑氣血陰陽失調(diào),肝陽過亢,血逆于上,肝風(fēng)夾痰夾火,蒙蔽清竅則出現(xiàn)突然昏仆、口眼歪斜、半身不遂等表現(xiàn)。陰陽是辨證的總綱,任應(yīng)秋先生[13]在《任應(yīng)秋論醫(yī)集·診治管見》中寫道“陰虛與陽虛,實(shí)為中風(fēng)辨證的兩大關(guān)鍵。陽虛證有陰盛,有陰不盛的;陰虛證有陽盛,有陽不盛的”,可見陰陽是中風(fēng)辨證的重要方面,以陰陽為綱整體辨證,化繁為簡,是論治中風(fēng)的關(guān)鍵。

2 基于陰陽理論探討細(xì)胞自噬

自噬也稱Ⅱ型程序性細(xì)胞死亡,是一種自我保護(hù)性過程,指當(dāng)機(jī)體受到外界有害刺激時,細(xì)胞通過自噬溶酶體系統(tǒng)對異物、細(xì)胞質(zhì)中受損或老化的細(xì)胞器、生物大分子和病原微生物進(jìn)行吞噬降解的過程,對真核細(xì)胞維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)有重要意義[14]。根據(jù)細(xì)胞內(nèi)容物運(yùn)送到溶酶體的不同途徑,可將自噬分為3類：微自噬、分子伴侶介導(dǎo)的自噬和巨自噬,巨自噬即通常所說的自噬[15]。自噬開始時,先在胞漿中形成數(shù)個自噬體膜發(fā)生中心,隨后形成脂雙層隔離膜,后逐漸擴(kuò)展成自噬體,自噬體與溶酶體融合形成自噬溶酶體,降解內(nèi)容物和自噬體膜,給細(xì)胞供能,代謝廢物則排出胞外或留于胞中[16]。自噬受多種基因調(diào)控,活化路徑十分復(fù)雜,主要可以分為雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)依賴途徑和非mTOR依賴途徑;除了經(jīng)典的mTOR復(fù)合體 mTORC1通路外,還有幾種mTOR非依賴性自噬通路,如Ca2+、單磷酸腺苷活化蛋白激酶(adenosine monophosphate-activated protein kinase,AMPK)、絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)/c-Jun N端激酶(c-Jun N-terminal kinase,JNK)、活性氧(reaclive oxygen species,ROS)、缺氧誘導(dǎo)因子(hypoxia-inducible factor,HIF) -1、微小RNA(microRNA,miRNA)和瞬時受體電位黏脂蛋白(transient receptor potential mucolipin,TRPML)通路等[17]。

自噬是一種主動動態(tài)調(diào)節(jié)過程,與中醫(yī)學(xué)陰陽自和理論相契合。在中醫(yī)陰陽學(xué)說中,陰陽是對立的兩端,陰主靜,具有藏斂、潤養(yǎng)、成形作用;陽主動,具有溫煦、興奮、推動作用[18]。有學(xué)者從微觀角度分析自噬,將細(xì)胞通過自噬降解病理性代謝產(chǎn)物過程看作“陰”,將其為細(xì)胞提供新的蛋白質(zhì)和小分子物質(zhì)供能的過程看作“陽”[19]。生理狀態(tài)下,自噬處于低表達(dá)狀態(tài),當(dāng)機(jī)體處于高溫、缺氧、缺血、毒物刺激等不良狀態(tài)時,自噬水平則會明顯升高,通過激發(fā)一系列信號因子對自噬進(jìn)行調(diào)控,促進(jìn)機(jī)體新陳代謝[20]。自噬的過與不及都會對機(jī)體產(chǎn)生傷害,若自噬過剩會造成大量細(xì)胞死亡,機(jī)體處于“陽亢”狀態(tài);自噬不足則無法清除壞死細(xì)胞及廢棄代謝產(chǎn)物,無法提供足夠能量,機(jī)體處于“陰盛”狀態(tài)[18]。如何更好地調(diào)控自噬“陰”“陽”相互轉(zhuǎn)化、相互作用,維持機(jī)體穩(wěn)態(tài),使機(jī)體保持“陰平陽秘”狀態(tài),是研究自噬的重要目的。

3 基于陰陽自和探討缺血性腦卒中與細(xì)胞自噬

3.1 缺血性腦卒中與細(xì)胞自噬

生理狀態(tài)下,腦中的神經(jīng)元、內(nèi)皮細(xì)胞、膠質(zhì)細(xì)胞等都維持著正常代謝,存在低水平的基礎(chǔ)自噬,當(dāng)危險因素作用于機(jī)體使代謝異常時,基礎(chǔ)自噬轉(zhuǎn)變?yōu)檎T導(dǎo)自噬,促進(jìn)腦組織損傷[21]。現(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn),自噬在腦卒中過程中發(fā)揮雙重作用,適度自噬可以發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用,而不足或過度自噬可誘導(dǎo)細(xì)胞死亡[22]。更有研究顯示,在腦缺血發(fā)生12 h及24 h時自噬水平達(dá)到高值,提示自噬在缺血性腦卒中的發(fā)展可能存在一定的時間規(guī)律[23]。Wang等[24]研究顯示,在腦組織缺血缺氧2 h時應(yīng)用煙酰胺磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶可以通過增強(qiáng)自噬起到神經(jīng)保護(hù)作用,說明早期激活自噬有利于神經(jīng)元存活。Jiang等[25]采用化合物C(AMPK抑制劑)或3-甲基腺嘌呤(3-methyladenine, 3-MA)進(jìn)行大鼠腦缺血預(yù)處理,觀察到早期抑制自噬加重了腦缺血后損傷,這和Wang等的研究結(jié)果吻合,提示在腦缺血早期激活自噬可能有利于神經(jīng)保護(hù)。而另一研究卻發(fā)現(xiàn),在腦缺血3 h后使用自噬抑制劑3-MA對局灶性腦缺血具有明顯保護(hù)作用[26]。周平等[27]構(gòu)建大鼠缺血性腦卒中模型,發(fā)現(xiàn)在缺血性腦卒中亞急性期激活自噬主要起神經(jīng)保護(hù)作用,抑制自噬則會導(dǎo)致神經(jīng)損傷;而其他的相關(guān)研究表明,在缺血性腦卒中亞急性期抑制自噬更利于腦組織恢復(fù)[28-29]。Yu等[30]通過觀察大鼠大腦中動脈閉塞模型(middle cerebral artery occlusion, MCAO)發(fā)現(xiàn),MCAO 14 d后輸注軸突導(dǎo)向因子-1可以提高自噬活性,改善大鼠神經(jīng)功能,減少繼發(fā)性損傷。Wu等[31]發(fā)現(xiàn),在腦缺血損傷的第15天使用雷美替尼可以激活A(yù)MPK/mTOR信號通路,抑制缺血誘導(dǎo)的自噬,發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用。有研究者發(fā)現(xiàn),激活自噬可以抑制炎癥因子表達(dá),顯著改善缺血再灌注后大鼠的神經(jīng)功能[32]。而Yang等[33]發(fā)現(xiàn)生脈注射液與3-MA作用相似,可以顯著改善缺血1 h再灌注24 h后梗死體積、神經(jīng)評分和腦含水量異常,表明可以通過抑制自噬來改善局灶性腦缺血/再灌注損傷。

基于以上研究,提示目前對于自噬在缺血性腦卒中不同病理階段發(fā)揮保護(hù)或損傷作用難以下定結(jié)論,只說明自噬可能根據(jù)腦組織缺血時間、程度以及是否發(fā)生血流復(fù)灌而變化[14],在缺血性腦卒中發(fā)生后發(fā)揮雙向調(diào)節(jié)作用。但總的來說,在腦卒中早期,自噬的激活是應(yīng)對缺血缺氧等損傷的一種防御機(jī)制,而在腦卒中慢性期,高水平自噬可能會導(dǎo)致更多的損傷和凋亡[34];同時,提高自噬水平可能更利于清除缺血再灌注導(dǎo)致的損傷。因此,誘導(dǎo)合理的自噬水平,激活治療性自噬,恢復(fù)陰陽自和能力是治療缺血性腦卒中的一個潛在治療策略。

3.2 從陰陽自和討論缺血性腦卒中細(xì)胞自噬的動態(tài)關(guān)系

缺血性腦卒中病程發(fā)展是陰陽動態(tài)變化的過程,不同病理階段陰陽偏盛不同,自噬水平亦在動態(tài)變化。“本虛標(biāo)實(shí)”為缺血性腦卒中的核心病機(jī),缺血性腦卒中患者早期痰、瘀互結(jié),總體以標(biāo)實(shí)為主,此時機(jī)體清除能力減弱,陰類物質(zhì)聚集;隨著病情發(fā)展,慢性期痰瘀化熱,耗傷陰液,病情由標(biāo)實(shí)轉(zhuǎn)為正虛,此時機(jī)體氣血耗傷嚴(yán)重,“內(nèi)虛”是主要的論治方向[35]。故缺血性腦卒中早期應(yīng)推動機(jī)體從“陰盛”狀態(tài)靠近“陰平陽秘”狀態(tài),提高自噬水平更利于恢復(fù)機(jī)體“陰陽自和”能力,以維持機(jī)體陰陽平衡;而慢性期機(jī)體以“虛損”狀態(tài)為主,過多的自噬更會加強(qiáng)“氣血”的消耗,故降低自噬水平更利于慢性期的恢復(fù)。有學(xué)者認(rèn)為,由王永炎教授提出的“虛氣留滯”理論較全面地概括了缺血再灌注損傷的基本病機(jī),“虛氣留滯”即是正虛導(dǎo)致痰、瘀、毒積聚[36]。再灌注治療后腦損傷加重類似中醫(yī)學(xué)的“內(nèi)毒”理論,此時機(jī)體自噬能力不足,代謝產(chǎn)物堆積,處于陽虛陰盛的狀態(tài),通過廣義的“補(bǔ)陽”提高自噬活性,促進(jìn)機(jī)體恢復(fù)陰平陽秘的狀態(tài),是腦缺血再灌注治療的方向。

4 調(diào)和陰陽防治缺血性腦卒中損傷

《素問·至真要大論篇》言“謹(jǐn)察陰陽所在而調(diào)之,以平為期”,闡明了治療疾病過程中陰陽平衡的重要性。大多情況下,中醫(yī)治療并不是通過藥力將疾病完全治愈,而是借助藥力恢復(fù)機(jī)體陰陽自和能力,如《黃帝內(nèi)經(jīng)》中所說的“大毒治病,十去其六;常毒治病,十去其七;小毒治病,十去其八;無毒治病,十去其九,谷肉果菜,食養(yǎng)盡之,無使過之,傷其正也”。亦如胡希恕先生言“中醫(yī)辨證論治的實(shí)質(zhì)不是別的,就是適應(yīng)機(jī)體的抗病機(jī)制”[37]。因此,合理使用中醫(yī)藥,通過激活或抑制細(xì)胞自噬調(diào)控陰陽動態(tài)平衡,順應(yīng)機(jī)體陰陽自和能力,促進(jìn)缺血性腦卒中恢復(fù),是今后研究的新方向。

4.1 中藥成分影響自噬治療缺血性腦卒中

研究顯示,中藥成分對自噬的調(diào)控作用是多元、雙向的,可以通過促進(jìn)或抑制自噬作用于缺血性腦卒中的病理過程,發(fā)揮治療作用減輕卒中后腦損傷,促進(jìn)缺血區(qū)血液供應(yīng)及神經(jīng)恢復(fù)[38-39]。由前文可知,自噬對缺血性腦卒中有雙向調(diào)節(jié)作用,且處在動態(tài)變化過程中,在不同病理階段有不同效應(yīng),故可以從早期、慢性期、再灌注期不同階段分析中藥成分通過調(diào)節(jié)自噬治療缺血性腦卒中的機(jī)制。如早期使用花青素可以上調(diào)微管相關(guān)蛋白輕鏈(microtubule-associated protein 1A/B-light chain,LC)3-I,下調(diào)p62(sequestosome-1,SQSTM1)蛋白表達(dá),從而激活自噬,減少腦組織炎癥和凋亡[40];慢性期應(yīng)用粉防己、丹參酮ⅡA等通過影響LC3-I蛋白、磷酸酯酶與張力蛋白同源物(phosphatase and tensin homolog,PTEN)-磷脂酰肌醇3-激酶(phosphoinositide 3-kinase,PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B,又稱AKT)/mTOR通路異常激活,抑制自噬保護(hù)受損腦組織[41-42];而白藜蘆醇、黃芪甲苷、丁香酚等可以通過調(diào)節(jié)自噬標(biāo)志蛋白Beclin-1水平、LC3-Ⅱ/LC3-I 比率、AMPK-mTOR-核糖體70S小亞基S6蛋白激酶(ribosome 70S small subunit S6 protein kinase,p70S6K)途徑增強(qiáng)自噬,從而減輕腦缺血-再灌注損傷[43-45]。中藥成分調(diào)控自噬的機(jī)制十分復(fù)雜,涉及多種通路,在中醫(yī)辨證論治的基礎(chǔ)上,運(yùn)用現(xiàn)代醫(yī)學(xué)技術(shù)監(jiān)測自噬水平,從而在缺血性腦卒中不同病理階段更合理地選擇中藥,是未來嘗試的新方向。

4.2 中藥復(fù)方影響自噬治療缺血性腦卒中

具體中藥成分調(diào)控自噬治療缺血性腦卒中的研究已受到廣泛關(guān)注,但中藥復(fù)方調(diào)控缺血性腦卒中的相關(guān)機(jī)制研究較少。為了把握共性規(guī)律,使復(fù)雜的辨證方法簡單化,科技部十五攻關(guān)項目中“中風(fēng)病急性期綜合治療方案研究”課題組創(chuàng)新性地提出中風(fēng)病使用陰陽類證辨證[46]。有研究表明,以“陰陽類證”思維辨證中風(fēng)有較高的準(zhǔn)確性,同時有較強(qiáng)實(shí)用性,貼合臨床實(shí)際,值得推廣應(yīng)用[47-48]。本研究試從陰陽類證的角度,分析中藥復(fù)方調(diào)控自噬治療缺血性腦卒中的規(guī)律,為明確中醫(yī)藥治療缺血性腦卒中機(jī)制提供一定依據(jù)。

4.2.1 中藥復(fù)方調(diào)節(jié)自噬治療缺血性腦卒中陽類證 通過檢索“中國知網(wǎng)”“中文科技期刊數(shù)據(jù)庫”“萬方數(shù)據(jù)知識服務(wù)平臺”及“PubMed”等,搜集治療缺血性腦卒中陽類證的中藥復(fù)方。通過表1中的數(shù)據(jù)可知,治療缺血性腦卒中陽類證的中藥復(fù)方大多通過抑制自噬發(fā)揮治療作用,涉及的主要機(jī)制包括JNK通路、PI3K/AKT/mTOR通路、Ca2+/AMPK/mTOR通路等,符合中醫(yī)的“陽病治陰”思想。當(dāng)機(jī)體處于“陽亢”狀態(tài)時,中藥復(fù)方主要通過發(fā)揮“滋陰”作用,通過“壯水之主,以制陽光”,促進(jìn)機(jī)體恢復(fù)“陰平陽秘”狀態(tài)。

表1 治療缺血性腦卒中陽類證的復(fù)方對自噬的影響及作用機(jī)制

4.2.2 中藥復(fù)方調(diào)節(jié)自噬治療缺血性腦卒中陰類證 通過檢索“中國知網(wǎng)”“中文科技期刊數(shù)據(jù)庫”“萬方數(shù)據(jù)知識服務(wù)平臺”及“PubMed”等,搜集治療缺血性腦卒中陰類證的中藥復(fù)方。通過表2中的數(shù)據(jù)可知,治療缺血性腦卒中陰類證的中藥復(fù)方大多通過促進(jìn)自噬發(fā)揮治療作用,涉及的主要機(jī)制包括干預(yù)自噬效應(yīng)蛋白Beclin-1、LC3、凋亡相關(guān)蛋白BCL2相關(guān)X蛋白(BCL2-associated X protein,Bax)/B細(xì)胞淋巴瘤因子(B-cell lymphoma protein,Bcl)-2、天冬氨酸特異性半胱氨酸蛋白酶 (cysteine-containing aspartate-specific proteases,Caspase) -3 表達(dá)及調(diào)控AMPK/mTOR、轉(zhuǎn)錄因子NF-E2相關(guān)因子(nuclear factor erythroid2-related factor,Nrf)2通路等,符合中醫(yī)的“陰病治陽”思想。當(dāng)機(jī)體處于“陽虛”狀態(tài)時,中藥復(fù)方以“補(bǔ)陽”為主,通過“益火之源,以消陰翳”,促進(jìn)機(jī)體恢復(fù)“陰平陽秘”狀態(tài)。

表2 治療缺血性腦卒中陰類證的復(fù)方對自噬的影響及作用機(jī)制

5 結(jié)語

本文從陰陽自和角度出發(fā),分析了自噬在缺血性腦卒中發(fā)病過程中的雙重作用,發(fā)現(xiàn)自噬的主動調(diào)節(jié)性與機(jī)體陰陽自和能力高度相似;并觀察到中醫(yī)藥對自噬的調(diào)控作用是多元、雙向的,可以影響多種自噬基因及通路,且不同復(fù)方調(diào)節(jié)自噬似乎存在一定規(guī)律,即治療缺血性腦卒中陽類證的中藥復(fù)方大多抑制自噬,而治療陰類證的中藥復(fù)方多促進(jìn)自噬。本研究雖對缺血性腦卒中相關(guān)的自噬與陰陽自和理論進(jìn)行了較為系統(tǒng)的探討,但由于中醫(yī)藥調(diào)控自噬的機(jī)制較為復(fù)雜或者自噬本身的復(fù)雜性,尚需要更多證據(jù)來明確這一關(guān)系。

在陰陽自和理論指導(dǎo)下,通過藥物干預(yù)調(diào)控自噬水平,促進(jìn)腦組織“陰陽自和”能力,進(jìn)而激活腦細(xì)胞的自我保護(hù)作用,是治療缺血性腦卒中的新理念。如何把握自噬的宏觀層面,將其與中醫(yī)整體觀念相結(jié)合,從而有效治療、預(yù)防疾病亦是今后需要研究的方向。