針灸對腦癱大鼠神經系統作用機制研究進展*

河北中醫學院

薛健一 黃 茂△ 徐錦炎 閆斯旸 于文濤 閆遠杰 閆一慧 彭婉瑩△ 殷振瑾(石家莊 050091)

提要 腦性癱瘓(CP)簡稱腦癱，發病率較高，嚴重影響小兒的生長生活，對家庭和社會造成極大負擔。針灸作為傳統的中醫療法治療CP患兒取得一定效果，以治療簡單有效等優點被廣泛接受。經分析發現，針灸可以從多層面干預CP的治療，但是，針灸對CP的神經系統作用機制并未有明確結論。本研究就針灸治療CP的可能作用機制予以總結，期望對臨床治療提供更好的方法。

小兒腦性癱瘓(CP)簡稱小兒腦癱，是發育中胎兒或嬰幼兒腦部非進行性損傷 引起的以姿勢異常和運動障礙為主的綜合征。CP的運動障礙常伴有感覺、知覺、 認知、交流及行為異常，伴有癲癇及繼發性肌肉骨骼問題[1]。我國發病率為 1.4‰～1.8‰[2]。CP疾病的發生和多種病因有關，產前因素包括孕期宮內感染、遺傳因素、多胎妊娠、胎兒宮內發育遲緩、胎兒先天畸形等；產時因素包括窒息、早產等；產后因素包括新生兒高膽紅素血癥、顱腦損傷等；其他危險因素如母親身體狀況、社會及環境因素、輔助生殖技術等[3]。CP嚴重影響小兒的生長發育、社會生存及整個家庭狀況。CP的治療尚無有效的治療方法，一般的治療也僅是促進各系統功能的恢復，手術治療有選擇性脊神經后根切斷術(SPR)及各種矯形手術，但目前只對很少一部分患者有價值。

近年來，中醫療法從多種途徑干預CP取得了一定了療效。針灸做為傳統中醫特色療法，疏經通絡、調和氣血，在改善CP癥狀面取得了良好的效果。但是針灸治療CP并沒有明確的作用機制，現將針灸對于CP大鼠神經系統可能的作用機制做一闡述。

1 對神經系統特異性蛋白的影響

1.1 GAP-43(軸突膜蛋白)和突觸素(SYP) GAP-43(Growth associated protein-43)，是一個軸突膜蛋白，是一種神經特異性的蛋白質，參與神經細胞外生長及突觸發育形成和神經細胞再生。在神經元發育和再生過程中以高水平表達。對軸突的發育至關重要，能調解軸突延伸作用，改變細胞形態[4]。SYP是腦突觸小泡和內分泌細胞的一種膜內在蛋白。突觸結構和功能的完整性關系到神經元信息的傳遞、處理和存儲[5]。研究證明，SYP是突觸可塑性相關的重要分子標志物，可以調節突觸狀態和維持突觸結構[6]。于氏等[7]發現針刺治療后，腦組織中軸突膜蛋白 GAP-43 和特征性蛋白質 SYP的活性表達明顯增加，腦癱乳鼠運動功能的改變可能與該機制有關。于氏等[8]還應用功能核磁共振成像技術(fMRI)進行分析，再次證明了針刺和康復運動療法聯合治療可以促進GAP-43、SYP的表達，恢復腦細胞的功能，提高運動功能。李氏等[9]發現針刺可以升高血清中超氧化物歧化酶(SOD)的含量，降低血清丙二醛(MDA)的活性，提高腦組織中GAP-43、SYP的表達，促進運動功能的恢復。

1.2 腦源性神經營養因子(BDNF)和神經生長因子(NGF) BDNF是在腦內合成的一種蛋白質，在中樞神經系統內高度表達，對于神經元的存活、分化、生長發育起重要作用[10]。大量的研究證明，BDNF參與了許多神經生理過程，在防止神經元受損、改善神經元病理狀態、促進受損神經元再生和分化有重要作用[11]。NGF可以調節周圍和中樞神經元的生長發育，維持神經元的存活。NGF是目前最早被發現，研究最為廣泛的神經營養因子之一，具有神經元營養和促突起生長雙重生物學功能的一種神經細胞生長調節因子，它對中樞及周圍神經元的發育、分化、生長、再生和功能特性的表達均具有重要的調控作用[12]。周氏等[13]發現頭針結合艾灸療法可以提高 NGF和 BDNF的陽性表達，由此改善CP幼鼠的學習記憶能力。陳氏等[14]發現電針百會穴可以增加大腦皮質中BDNF和基因的表達，從而改善APP/PS1 小鼠的學習記憶功能。劉氏等[15]發現通過通督醒神針刺法能提高缺血缺氧CP幼鼠NGF的表達，起到對腦損傷的保護作用。

1.3 其他蛋白 章氏[16]發現腦組織缺血缺氧后，針刺可以使膠質源性神經營養因子(GDNF)表達增加，一定程度上緩解腦損傷。胡氏[17]發現用輸合配穴法針刺可以降低缺血缺氧型幼鼠血清星形膠質源性蛋白(S100B)和神經元特異性烯醇化酶(NSE)的含量，降低腦損傷的程度。趙氏等[18]用針刺結合NGF聯合治療可以提高單羧酸轉運蛋白-1(MCT1)的表達水平，說明針刺療法促進神經組織生長修復功能與提高能量代謝水平，改善腦血流量有關。黃氏[19]等指出膠質纖維酸性蛋白(GAFP)作為對神經元具有重要保護的蛋白，腦損傷時GAFP表達活躍，針刺干預后可以降低其含量，提高學習記憶能力。神經生長相關蛋白已被大量的研究者證明，針刺后可以提高或降低其活躍度，在一定程度上緩解腦損傷，改善腦癱運動和認知障礙。

2 對免疫系統的影響

研究證明，免疫炎癥反應參與眾多神經系統疾病，且與腦癱的形成密切相關[20]。免疫器官、免疫細胞和免疫分子共同構成了免疫系統，是肌體執行免疫應答及免疫功能的重要系統，T細胞亞群是細胞免疫的主要免疫應答形式，正常情況下處于動態平衡狀態，當肌體受到侵犯時則會失衡。IgA主要存在于黏膜組織中，有重要的免疫屏障作用。IgG在抗感染免疫尤其是再次免疫應答中發揮重要作用。IgM在肌體感染后最早出現，可以作為早期診斷指標。李氏[21]用俞募穴快速針刺法對腦癱患兒進行治療，結果顯示，治療后患兒的T細胞亞群(CD3+、CD4+、CD4+/CD8+)和免疫球蛋白(IgA、IgG、IgM)含量高于治療前，免疫功能提高。楊氏[22]發現針刺和黑逍遙散聯合治療后，對肝郁氣滯、脾腎虧虛型患者有較好療效，血清免疫指標(IgA、IgG、IgM)含量明顯升高，說明針刺治療CP的機制可能與調節肌體免疫有關。唐氏等[23]發現艾灸關元、腎俞、足三里可以提高CP患兒的免疫功能，減少感染發生率，改善CP癥狀。

免疫細胞和細胞因子在炎癥反應發生和消退過程中發揮重要作用：炎癥局部會有大量免疫細胞(如巨噬細胞、中性粒細胞等)的浸潤，免疫細胞被激活釋放炎性因子，其中腫瘤壞死因子α和白細胞介素6是重要的免疫炎性因子，調控其他免疫因子。婁氏等[24]用醒腦開竅針刺法(主穴內關、人中、三陰交，配穴極泉、尺澤、委中)對CP幼鼠進行干預，觀測到CP幼鼠的體質量，水迷宮中平臺潛伏期和游泳距離均與模型組有顯著差異，同時血清腫瘤壞死因子α和白介素6炎癥細胞因子含量明顯降低，說明針刺治療改善CP癥狀，提高認知能力可能與該機制有關。

CP發生時，免疫系統也會出現相應的變化，針刺、艾灸等療法通過調節肌體免疫細胞和炎性因子促進免疫功能的恢復，但目前研究的相關文獻較少，需要進一步的探究。

3 對神經遞質與氨基酸的影響

神經遞質在突觸傳遞中擔當信使的特定化學物質，在神經體統中發揮重要作用。在腦缺血損傷時，腦組織中單胺類遞質的含量會有明顯的變化，大量的多巴胺(DA)、5-羥色胺(5-HT)及去甲腎上腺素(NE)會釋放細胞間隙[25]。中樞單胺類神經遞質具有強烈的血管活性作用，通過Ca2+通道，使神經元內鈣超載，加速神經元的壞死等加劇腦缺血損傷[26]。杜楊氏[27]針灸結合治療后，CP幼鼠腦內DA、5-HT及NE含量顯著降低，運動功能和智力均有提高。

谷氨酸(Glu)中樞神經系統中的興奮性氨基酸，γ-氨基丁酸(GABA)為重要的抑制性氨基酸，兩者對神經系統疾病中的認知及學習記憶能力有密切關系[28]。杜楊氏[27]在研究中認為針灸治療CP通過調節Glu和GABA的含量，維持興奮性神經遞質和抑制性神經遞質的動態平衡來達到治療目的。史氏等[29]用火針法在內關穴、曲池穴、涌泉穴和百會穴干預后，CP幼鼠腦組織中5-HT，NE及GABA水平增加，Glu水平減少，證明火針療法利用其溫熱的性質溫經通絡，糾正CP所引起的神經遞質紊亂。以上證明了神經遞質與氨基酸的共同協調作用維持大腦功能的正常運行。

4 促進神經干細胞增殖分化

神經干細胞(NSC)是指存在于神經系統中，具有分化為神經元、星形膠質細胞和少突膠質細胞的潛能，從而產生大量腦細胞組織，并能進行自我更新，足以提供大量腦組織細胞的細胞群[30]。腦缺血缺氧損傷后，神經干細胞會高度聚集在損傷部位，同時發揮誘導作用，促進神經營養因子再生在缺血區介導血管生成，加強突觸之間的聯系，恢復神經系統功能[31-32]。婁氏[33]經頸靜脈移植神經干細胞治療腦癱，取得了一定效果，發現移植組大鼠的趾距、步長、雙側大腦半球面積比較與模型組有明顯差異，運動神經行為學功能有所恢復。史氏等[34]發現利用針刺聯合胎盤間充質干細胞治療后水迷宮覓水時間縮短，大腦組織和海馬區腦組織病理狀態接近正常大腦組織。兩者聯合作用效果更加顯著，說明針刺可以促進神經干細胞增殖分化，更好的發揮干細胞的作用，改善CP大鼠的神經功能。此外還有研究發現，神經系統疾病中，應用電針予以干預，能通過增加神經源性神經營養因子的表達而促進神經干細胞增殖增多，減輕腦損傷程度[35]。

神經干細胞對腦癱中血管的生成和神經的再生有重要作用，但是大量的研究多為針刺和神經干細胞聯合治療，單純的針刺對神經干細胞的作用研究有待于更深層次的探討。

5 對神經細胞凋亡與自噬的影響

細胞的死亡分為3種形式：凋亡、自噬和壞死[36]。

5.1 對細胞凋亡的影響 細胞凋亡為維持內環境穩定，由基因控制的細胞自主的有序的死亡，涉及一系列基因的激活、表達和調控作用。凋亡是多基因嚴格控制的過程，包括B淋巴細胞瘤-2基因(Bcl-2)家族和caspase家族等[37-38]。劉氏等[15]發現用醒神益腦，補氣通絡針刺法可以抑制缺血缺氧CP幼鼠神經細胞的凋亡，且針刺應該盡早干預，說明針刺療法可以通過抑制凋亡基因的激活，促進抗凋亡基因的生成，從而發揮腦保護的作用。涂氏等[39]發現針刺后凋亡基因胱天蛋白酶3(Casp3)、BAX(Bcl-2相關X蛋白)表達降低，抗凋亡基因Bcl-2表達增高，進一步證明了上述觀點。章氏[16]發現針刺陰陽經不同穴位均可使Casp3活性降低，保護和修復神經細胞。介氏等[40]發現CP大鼠腦內神經細胞數量減少，部分變性壞死，結構邊界不清晰，凋亡數目增多，而針刺組的情況要明顯好于模型組，神經細胞凋亡數目低于模型組。由此可見，針刺可以降低神經細胞的凋亡。

5.2 對細胞自噬的影響 細胞自噬指在自噬相關基因調控下，利用溶酶體降解自身受損的細胞器及大部分分子的過程，維持細胞自身的需要及細胞器的更新,與多種神經性損傷疾病有關[36]。適度的細胞自噬可以保護腦缺血損傷，自噬激活和自噬抑制在不同基因調控下發揮了作用[41]。孫氏等[42]總結了與自噬相關的調控分子，Beclin-1、LC3和P62在電針干預后表達后均顯著降低。高氏等[43]發現在頭部運動區電針刺激后，電針組與模型組比較神經細胞自噬減弱，對神經細胞自噬有調控作用，為針刺治療CP又提供了一項新的機制研究。

神經細胞凋亡作為針刺治療CP的機制研究較早，且有大量研究證明了針刺可以抑制凋亡基因和促進抗凋亡基因的表達。神經細胞自噬調控作用最近才被提出，為研究針刺對CP的機制研究提供了一種新的方向。

6 對信號通路的影響

6.1 PI3K/Akt信號通路 PI3K/Akt信號通路是一條與增值、分化和凋亡相關的信號通路，在神經干細胞分化過程中促進細胞的生長和增值[44],是參與腦缺血損傷的重要信號通路，早期干預可以降低Caspase-3活性，減少細胞凋亡[45]。研究發現，電針刺激頭部運動區，能激活PI3K/Akt信號通路，提高誘導CP的p-Akt和p-PDK1的低表達，調控Akt的水平[46]。此外，還可以抑制海馬區神經細胞凋亡，改善和修復神經功能[47]。劉氏等[48]發現電針刺激頭部后NSE表達下降，微管相關蛋白-2(MAP-2)、髓鞘堿性蛋白(MBP)表達提升，說明針刺通過PI3K/Akt信號通路能調控神經生長相關蛋白，改善CP癥狀。

6.2 Notch信號通路 Notch信號通路是一條在調節干細胞增殖分化和細胞凋亡等領域起重要作 用的高度保守的細胞通路。它在胚胎生長發育期通過促進神經干細胞增殖或允許神經干細胞分化為神經元/膠質細胞，維持神經元和膠質細胞合適的數量和比例； 在成年中樞神經系統損傷后，調控神經干/祖細胞向神經元/膠質細胞分化，參與和調控神經系統的修復過程[49],對肌體神經再生的調節具有重要意義。惠氏、張氏等[50-51]發現Notch信號通路與腦缺血存在密切聯系，用利樞針刺法后腦內 Notch1，Notch2和Jagged蛋白表達明顯上調，對腦缺血癥狀有明顯改善。還有研究證明，Notch信號通路在腦缺血后可以促進神經干細胞的增值分化[52]，為針刺治療缺血缺氧CP提供了另一種可能的機制。

PI3K/Akt信號通路多通過調節神經生長相關蛋白和細胞凋亡來實現作用。Notch信號通路在腦缺血后被激活，針刺后可以促進相關蛋白表達和神經修復，但對Notch信號通路與CP的關系研究屬于初始階段，并沒有完全闡釋清楚其機制。

7 展望

通過查閱文獻發現，對針灸干預CP大鼠神經系統的作用機制研究主要集中于：調節神經系統特異性蛋白，發揮特異性蛋白的作用，促進運動功能的恢復和認知功能的發育，達到腦保護作用；調節免疫細胞和炎癥因子的含量，促進免疫功能的恢復；調節神經遞質與氨基酸的含量，維持大腦功能的正常運行；促進神經干細胞的增殖分化，減輕腦損傷的程度；降低神經細胞的凋亡與自噬，保護神經細胞的數目和功能；調控PI3K/Akt及Notch信號通路中相關分子表達，發揮信號通路的生理功能。

目前研究內容多以神經功能修復和細胞凋亡為主，而對血管生成和運動認知障礙研究較少。對于針刺干預CP的信號通路、基因組學研究也并不全面，各系統之間的相關性研究也較少。干預方法則多為體針、電針或聯合其他療法，頭針療法較少，且選穴并沒有規范。

中醫學認為，小兒腦性癱瘓屬“五軟”“五遲”及“癡呆”等范疇，多因先天肝腎虧損、精血不足、稟賦不足，而后天失于調養所致，其病位在腦。腦位于顱腔之內，為髓聚之處。《靈樞·海論》曰：“腦為髓之海。”關于腦的功能，《內經》中認為，腦與頭部的感官功能，肢體的某些運動功能有關。如《靈樞·海論》云：“髓海有余，則輕勁多力，自過其度；髓海不足，則腦轉耳鳴，脛酸眩冒，目無所見，懈怠安臥。”此外，李時珍在《本草綱目》里提出“腦為元神之府”的觀點。表明腦與人的神志活動有關。故先天腎精不足，精不生髓，可以出現髓海空虛，元神失養，可導致癡呆、智力低下；髓以養骨，骨髓不充，骨骼失養，則生長發育遲緩，出現五遲、五軟。因此，頭部腧穴與腦-元神有著密切的關系，在CP治療中發揮重要作用。

綜上所述，頭針療法的對于CP大鼠神經系統干預作用機制尚待開展，并應關注相關信號通路中下游靶基因的調控作用，以及信號通路與其他機制可能存在的聯系，以期為臨床治療提供更全面的指導。