中醫藥治療腦性癱瘓動物實驗研究進展

米曉陽，單海軍，介小素，廖偉偉，曹彩紅，張英英，侯玉晉

(1.河南中醫藥大學，河南 鄭州 450002；2.河南中醫藥大學第二附屬醫院，河南 鄭州 450002)

0 引言

腦性癱瘓(Cerebral palsy，CP)簡稱腦癱，是由于發育中的胎兒或嬰幼兒腦部非進行性損傷所引起的中樞性運動和姿勢發育障礙、活動受限癥候群[1]。中醫學并無“腦癱”這一病名，該病屬中醫學“五遲”“五軟”“胎怯”“胎弱”等范疇。中醫藥治療CP療效確定，廣大同行對中醫藥治療腦性癱瘓的相關機制進行了大量研究和報道，本文通過查閱中國知網、萬方醫學網近5年有關中藥、針刺治療CP模型動物的相關文獻，旨在總結中藥、針刺治療CP的作用機制，為相關深入研究提供參考。

1 對運動功能和學習記憶能力的影響

幼鼠因宮內感染、缺氧缺血造成腦損傷后，其反應遲鈍、動作和姿勢明顯異常、自主活動減少、學習記憶能力下降[2-6]。中藥、針刺能夠改善CP鼠的運動功能、學習記憶能力。李博文[2]、高長玉等[3]研究發現，六味地黃丸可使CP鼠斜坡試驗耗時明顯縮短，懸吊試驗時間明顯延長，認為六味地黃丸可能通過提高CP鼠肢體肌肉力量和調節機體平衡能力，從而改善其運動功能。介小素等[4]研究發現，針刺涌泉、內關等四肢穴位、頭部穴位可提高CP鼠運動功能評分。赫梓煊[5]研究發現，八卦形頭穴透刺針法能夠改善CP鼠運動功能，其機制可能是八卦形頭穴透刺針法對CP鼠健側M1區、病灶側椎體區、病灶側島葉、雙側海馬區神經元活動產生一定促進作用，且在改善CP鼠平衡性方面，八卦形頭穴透刺針法的治療效果明顯優于頭皮針穴名標準化國際方案頂顳前斜線針刺。潘友燦等[6]研究發現，電針針刺CP鼠大椎、百會穴可使其在定位航行實驗中逃避潛伏期縮短，逃避距離減少，空間探索實驗中在原平臺象限時間增加，穿越平臺次數增加，表明電針能改善CP鼠由缺氧缺血造成的學習記憶障礙。

2 對腦組織病理學形態的影響

幼鼠缺氧缺血后，腦組織細胞皮層變薄，部分神經元體積變小，細胞核固縮，胞核與胞漿界限模糊，膠質細胞增生，血管閉塞，間質水腫，腦軟化灶逐漸形成，最終患側腦半球呈現不同程度的萎縮[2,7-9]。中藥、針刺能夠促使神經細胞修復和再生，改善大腦皮層結構。李博文[2]研究發現，六味地黃丸可抑制CP鼠腦組織神經細胞變性，使其壞死、凋亡的趨勢減輕，腦部形態結構逐漸恢復。史華等[7]研究發現，火針針刺CP鼠內關、涌泉、曲池、百會穴，可使其損傷細胞量減少，逐漸糾正由腦缺血引起的海馬區腦細胞結構異常。劉毅華等[8]、介小素等[9]研究發現，針刺聯合神經干細胞治療相對于單純治療，更能維持CP鼠神經細胞的功能和結構穩定。

3 對細胞凋亡、自噬的影響

研究認為[10-13]，B淋巴細胞瘤-2基因(B-cell lymphoma-2，Bcl-2)對于細胞凋亡的調控有十分重要的作用，Bcl-2家族中抑制凋亡基因Bcl-2和促進凋亡基因Bax的比例決定著細胞在接收到凋亡信號時，對細胞凋亡是產生抑制還是促進作用，天冬氨酸蛋白水解酶(Cysteinyl aspartate specific proteinase，Caspase)中caspase-3是細胞凋亡的重要執行者，CP鼠腦組織缺氧缺血后，Bcl-2表達明顯減少，Bax表達明顯增多，Bcl-2/Bax 比例降低，caspase-3蛋白表達水平明顯升高，腦組織細胞凋亡加速。中藥、針刺能夠調控凋亡相關基因，抑制細胞凋亡，進而減輕缺氧缺血造成的腦損傷。單海軍等[14]研究發現，補腎開竅祛痰方可使中藥高、中、低各劑量組Bcl-2表達明顯增多，Bax表達明顯降低，Bcl-2/Bax比例升高，其中以高、中劑量組比例升高最為明顯，同時其細胞凋亡數目明顯減少。涂娟娟等[15]、趙鵬舉等[16]研究發現，針刺聯合神經生長因子治療可抑制促凋亡基因caspase-3、Bax mRNA的相關表達，促進抗凋亡基因Bcl-2mRNA的相關表達，從而抑制細胞凋亡，減輕CP鼠神經元受損程度，進而提升CP鼠的智力水平，其效果優于單純神經生長因子治療。高晶等[17]研究發現，細胞凋亡較多存在于CP鼠腦組織內的海馬區，腦部缺血可降低磷酸化抗蛋白激酶B(anti-phosphorylation protein kinase B，p-Akt)、蛋白激酶B(protein kinase B，Akt)表達水平，電針刺激CP鼠頭部運動區，可以激活磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol 3-kinase and protein kinase B，P13K/AKt)信號傳導通路，提升腦癱誘導的腦組織p-Akt、Akt蛋白表達水平，抑制由缺氧缺血引起的海馬區神經細胞凋亡，繼而改善CP鼠神經運動功能。劉波等[18]研究發現，頭穴叢刺針法聯合康復療法能夠下調細胞凋亡相關因子—AIFm RNA的表達水平，繼而減少了細胞凋亡的發生，并修復受損的神經細胞。

幼鼠缺氧缺血后，細胞自噬可作為一種保護機制在氧化應激條件下抑制神經細胞凋亡，但若與凋亡、焦亡等發生相互作用，便會造成神經元進一步受損[19]。張譽耀[20]研究發現，針刺“靳三針頭穴”可提高缺氧缺血幼鼠腦組織內自噬相關蛋白NIX(BNIPSL)的表達，降低Bcl-2表達，并可配合激活劑雷帕霉素有效促進線粒體細胞自噬適度表達，修復受損的神經和腦細胞。晁延如[21]研究發現，針刺“靳三針頭穴”可增加神經細胞內自噬小體的數量，并提高缺氧缺血幼鼠腦組織內自噬相關蛋白BNIP3(線粒體自噬的受體分子)、LC-3(微管相關蛋白輕鏈3)的表達水平，減少細胞凋亡，其機制可能是針刺促進腫瘤壞死因子α(TNF-α)表達后促使下游蛋白BNIP3表達，并在LC-3作用下，BNIP3介導的線粒體通路發揮促進自噬作用而減輕細胞毒性，減少細胞凋亡，并通過自噬修復受損的細胞器，繼而改善腦缺氧缺血狀態。張輝[22]研究發現，電針針刺百會、大椎、曲池穴可使缺氧缺血后的幼鼠腦組織內哺乳動物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin，mTOR)呈現出高表達水平，抑制細胞過度自噬，減輕細胞凋亡、壞死，其機制可能是電針激活了靶蛋白mTOR。朱波等[23]研究發現，丹參酮ⅡA注射液腹部注射治療能夠使缺氧缺血幼鼠腦組織中p-Akt、p-mTOR、p-S6蛋白表達水平明顯升高，腦梗死面積呈劑量依賴性明顯減小，其機制可能是丹參酮ⅡA注射液通過激活AKt-mTOR信號轉導通路，抑制神經元細胞過度自噬，進而產生腦保護作用。

4 對神經系統特異性蛋白的影響

突觸小泡蛋白(synaptophysin，SYP)主要參與神經元的發育和突觸的形成、重塑，增加神經突觸數量，促進神經軸突突觸連接的形成，誘導突觸重新恢復功能[24]。侯玉晉等[25]、李素慧等[24]研究發現，CP鼠在缺氧缺血后第2周，其腦組織SYP表達水平最低，之后開始升高，在第4周時，針刺后的CP鼠腦組織內SYP表達水平顯著升高且高于模型組，且隨著SYP表達水平的上升，CP鼠的平衡和運動功能得到相應改善。

腦組織生長相關蛋白-43(growth associated protein-43，GAP-43)能夠促進神經軸突生長，加強突觸可塑性，促使神經細胞再生。研究發現[26]，腦組織缺氧缺血后，會激發GAP-43的表達，誘導突觸重塑，而突觸重塑完成后，GAP-43表達水平明顯下降，繼而對學習記憶能力產生影響。李素慧等[27]研究發現，針刺CP鼠百會、合谷、曲池、前三里、后三里、涌泉穴28天時，其腦組織GAP-3表達水平明顯升高，并隨著高表達時程的延長，CP鼠的運動功能評分亦隨之升高。

單羧酸轉運蛋白1(monocarboxylate transporter 1，MCT1)可以加強機體對營養物質的吸收，促使細胞內的代謝處于平衡狀態，從而避免底物在能量代謝過程中的反饋抑制，因此單羧酸轉運蛋白1的表達水平在一定程度上反映細胞代謝水平[28]。趙鵬舉等[16]研究發現，針刺聯合鼠神經生長因子可使治療組CP鼠MCT1表達水平高于模型組，模型組又高于空白對照組，說明腦組織神經受損后，機體開啟自我修復狀態，上調MCT1表達水平，而通過針刺聯合鼠神經生長因子治療后，機體不僅開始自我修復，同時進一步上調MCT1表達水平，通過改善血液循環狀態促進部分相關代謝蛋白表達，增強能量代謝，達到促進神經組織修復和再生的目的。赫梓煊[5]研究發現，八卦形頭穴透刺針法，可以上調CP鼠病灶區MCT1蛋白表達，下調細胞色素C(Cytochrome C，Cyt-C)、caspase-3蛋白表達，抑制線粒體Cyt-C、caspase-3信號通路啟動，促進病灶側M1區神經元能量代謝，繼而改善CP鼠神經功能和運動障礙。

除以上外，于雪峰等[29]研究發現電針刺激CP鼠頭部運動區協同臍帶衍生間充質干細胞(UC-MSC)移植可使其腦組織內神經特異性烯醇化酶(NSE)表達顯著降低，微管結合蛋白(MAP-2)、髓磷脂堿性蛋白(MBP)表達顯著升高，與單純UC-MSC移植相比，更有助于減輕腦損傷程度，促進神經髓鞘再生修復，繼而重塑腦組織結構。其機制可能是電針刺激CP鼠大腦頭部運動區的刺激信號，釋放傳導沖動，發出良性誘導，促進一系列神經生長因子的釋放，改善相關蛋白，調節UC-MSC賴以生存的腦內微環境，并促進其增殖與定向分化。劉紅欣等[30]進一步研究發現，電針刺激CP鼠頭部運動區能夠促進CP鼠神經功能修復，其機制可能是通過刺激P13K/AKt信號通路，促使NSE表達明顯下降，MAP-2、MBP表達明顯增高，繼而減輕CP鼠腦損傷。

5 對神經遞質和代謝的影響

腦缺氧缺血后，谷氨酸(GIu)神經遞質分泌增多，導致鈉離子和鈣離子內流增加，繼而使神經膠質細胞、神經元損傷、凋亡或壞死[31]。γ-氨基丁酸(GABA)是谷氨酸后神經元，可以通過抑制GIu的分泌，達到保護神經膠質細胞和神經元的目的。單胺類神經遞質中的去甲腎上腺素(NE)起中樞性興奮作用，5-羥色胺(5-HT)起抑制作用，兩者之間的相互協調能夠使大腦發揮正常功能。中藥、針刺能夠糾正CP鼠神經遞質的紊亂，調節機體代謝途徑，繼而影響CP鼠神經系統病變和生長發育。史華等[7]研究發現，火針針刺內關、涌泉、曲池、百會可使CP鼠NE、GABA、5-HT含量明顯上升，GIu濃度明顯降低，說明火針可通過糾正神經遞質的紊亂，從而改善由腦缺氧缺血引起的神經元、腦組織結構的改變，提高CP鼠行為能力。李博文[2]研究發現，六味地黃丸可使CP鼠腦組織內乙酰膽堿酯酶(AchE)、多巴胺(DA)、NE、5-HT含量明顯增多，繼而抑制神經細胞變性，修復已受損的神經細胞。

代謝水平的高低能夠影響大鼠發育及其整體行為能力。李秋菊等[32]應用代謝組學技術平臺發現，六味地黃丸可調節CP鼠體內的糖類代謝、氨基酸類代謝、核苷酸代謝和甾體激素類生物合成等四大途徑，改善其缺氧缺血的病理狀態，從而明顯改善其行為能力及生長發育，具體表現為六味地黃丸能夠減少CP鼠體內過量的N-乙酰神經氨酸，增加CP鼠體內MHPG-SO49(NE硫酸化的代謝物)的相對含量，降低CP鼠尿液中尿酸、黃嘌呤核苷酸、3-甲基尿酸和1,3-二甲基尿嘧啶的含量，提高CP鼠尿液中雄甾烯二酮含量。

6 對炎性因子的影響

腦組織受損后，TNF-α、白細胞介素6(IL-6)、白細胞介素1β(IL-1β)等炎性因子在腦組織中過度表達，通過產生一系列炎癥反應，造成神經細胞毒性作用，進一步使腦組織內皮細胞凋亡，參與腦性癱瘓的后續損傷[33-35]。中藥、針刺可通過降低炎性因子的高水平表達而減少炎癥的發生。婁元俊等[34]研究發現，醒腦開竅針刺法可使CP鼠血清中TNF-α、IL-6水平明顯下降，同時使其前肢功能障礙和認知能力得到相應改善。郭素真等[35]研究發現，俞募穴速刺心俞、脾俞、腎俞、關元、中脘、中極穴，亦可使受損傷大鼠腦組織TNF-α、IL-6表達水平下調，且早期、長療程應用效果優于晚期、短療程應用。李海霞等[36]研究發現，健腦益智合劑可使CP鼠腦室周圍排列紊亂的細胞變得較為規整，并減少炎性細胞浸潤和軟化灶形成，其機制可能是通過調節炎性因子水平，抑制TNF-α高表達。黃偉等[37]研究發現，針刺能夠顯著調控缺血后海馬IL-1β的表達，阻斷惡性循環的炎性反應，起到保護腦組織的作用。

7 對神經生長因子的影響

新生大鼠腦缺氧缺血后能夠促進星形膠質細胞(astroglia，AS)產生神經生長因子(NGF)、膠質細胞源性神經生長因子(GDNF)，從而修復已受損的神經，對神經功能恢復有重要的意義[38]。馬丙祥等[39]給予宮內感染導致早產腦損傷仔鼠模型腹腔注射丹參注射液，發現丹參注射液高、中、低劑量組NGF、GDNF表達水平顯著上升，同時腦損傷仔鼠肌力及運動靈活性明顯得到改善，提示活血化瘀藥物丹參注射液可使腦白質活化的AS產生NGF、GDNF的水平增強，是治療CP機制之一。

8 其他

少突膠質細胞(oligodendrocytes，OL)參與白質軸突髓鞘發育，由少突膠質前體細胞(oligodendrocyte precursor cells，OPC)經過增殖、遷移、分化、存活等階段演變而成，主要防止感染和炎癥反應的發生。謝克功[40]研究發現，仔鼠受感染后，其腦組織內OL、OPC數目明顯減少，而給予早產腦損傷仔鼠蒲金口服液治療后，可抑制OL、OPC的凋亡，促使OPC增殖、分化、成熟，改善腦部病理形態，促進受損神經恢復。

勿動蛋白受體(nogo receptor，NgR)和神經營養素受體(p75 neurotrophin receptor，p75NTR)為神經細胞軸突再生的標志。張晞等[41]研究發現，蒲金口服液可下調早產腦損傷仔鼠腦組織中已升高NgR、p75NTR的表達水平，降低NgR、p75NTR介導的信號通路活性，抑制下游信號傳導，發揮神經保護作用，且早期干預治療作用更明顯。

9 結語與展望

動物實驗研究為臨床運用中醫藥治療CP的臨床療效提供了大量實驗室證據，中藥和針刺治療CP能夠取得令人滿意的療效，其機制可能是通過抑制細胞凋亡、調節細胞自噬、調節神經特異性蛋白、上調神經生長因子表達水平、調節炎性因子表達等，進一步改善腦組織病理形態、提升CP鼠運動功能和學習記憶能力。但目前的實驗方案設計仍存在不足之處，如未建立與中醫病證特點相符合的CP模型，中藥配方治療CP模型動物研究相對較少，針刺選穴標準不統一。其次，中醫藥治療CP的機制仍未完全闡明。隨著現代科學技術的快速發展和創新，新的技術和研究成果將更多地被應用到中醫藥治療CP的機制研究中，期待大數據、人工智能等新技術能夠應用到中醫藥治療CP的機制研究中，為進一步闡明中醫藥治療本病的相關機制提供助力。