針刺治療阿爾茨海默病的機制

江泰君 朱鳳亞 湯莉潔 劉正康

(1成都中醫藥大學，四川 成都 610075；2自貢市第一人民醫院)

阿爾茨海默病(AD)是一種以進行性記憶障礙、認知障礙為主要臨床特征的神經退行性疾病〔1〕。據《2018年世界阿爾茨海默病報告》統計，全球患病人數超過5 000萬，到2050年，全球患病人數將增加至1.52億〔2〕。AD病因與發病機制仍不明確，目前在β淀粉樣蛋白(Aβ)沉積、Tau蛋白過度磷酸化、炎癥反應、胰島素抵抗、氧化應激方面取得一些進展。研究表明，AD的發病與腸道菌群失調有著緊密聯系〔3〕。目前臨床用于治療AD的藥物主要有：膽堿酯酶抑制劑(AChEIs)和N-甲基-D-天門冬氨酸受體激動劑(NMDA)，但只能暫時延緩AD的進程〔4〕；其他的臨床用藥或預防、減緩衰退的藥物尚在研制且收效甚微。近年來，對于針刺治療AD的臨床及實驗研究表明：針刺治療AD有良好的臨床療效〔3～7〕，對AD患者的認知、語言、運動功能及情緒障礙具有一定改善作用，同時針刺治療具有安全性高、不良反應小、患者依從性較好的優勢。故筆者通過搜集近十年來針刺治療AD研究文獻，對針刺在Aβ、Tau蛋白、神經炎癥、中樞神經遞質、腸道菌群、胰島素抵抗(IR)、氧化應激(OS)等方面的調節作用及其機制進行歸納總結。

1 針刺對Aβ和Tau蛋白的調節

1.1針刺減少Aβ沉積 Aβ是由跨膜淀粉樣前體蛋白(APP)裂解形成，其長度為40或42個氨基(分別為Aβ40或Aβ42)，從膜內釋放到膜外〔8〕。Aβ42與Aβ40相比，Aβ42具有兩個額外的疏水氨基酸，能促進纖維原〔9〕、低聚物形成〔10〕。低聚物被認為是導致AD的主要毒性物質，其在神經元內和神經元周圍聚集，損傷神經元，造成AD患者記憶、認知損害〔11〕。姜美馳等〔12〕、張玉杰〔13〕研究表明，針刺AD大鼠“四關穴”可改善腦組織的微循環，加速血管周圍組織結構對Aβ42等毒性物質的清除、減輕Aβ的毒性，從而減少神經元受損，改善AD大鼠的記憶功能。Yu等〔14〕使用高頻電針對AD大鼠治療兩周后發現，AD大鼠海馬中的Aβ1-40表達降低，認為電針通過抑制糖原合成酶激酶(GSK)-3β活性，從而抑制下游APP和Aβ表達，維護海馬區的超微結構，從而改善其空間學習和記憶能力。其他研究也表明〔15，16〕，針刺減少Aβ沉積是其改善AD的重要機制之一。

1.2針刺抑制Tau蛋白過度磷酸化 Tau蛋白主要表達于神經元微管中，對維持神經骨架穩定起著至關重要的作用〔17〕。Tau蛋白正常狀態下有2～3個磷酸基，而AD患者的Tau蛋白磷酸基值比健康人群高3～4倍〔18〕。據報道〔19〕，Tau蛋白被過度磷酸化并以雙螺旋細直絲及纏結的骨架等形式在細胞內聚集，形成神經纖維纏結(NFTS)，導致神經元的病理性損傷，而這種標志性損傷與癡呆程度直接相關。Zhang等〔20〕研究發現，電針后AD模型大鼠p38-絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)表達下調，Tau蛋白濃度降低，明顯改善AD模型大鼠海馬CA1區的認知缺陷；唐銀杉〔21〕采用音樂電針和脈沖電針對AD大鼠進行為期15 d的治療發現：小鼠海馬區p-Tau表達減少，學習記憶能力顯著改善。其機制可能是針刺激活磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)/蛋白激酶B(AKT)信號轉導通路，增加AKT活性，促進GSK-3p (ser9)磷酸化，從而抑制GSK-3β活性，進而降低Aβ蛋白沉積和抑制Tau蛋白過度磷酸化。

2 針刺抑制神經炎癥反應

Aβ沉積激活膠質細胞是AD發病的重要病理機制〔22〕。活化的膠質細胞通常存在于神經元和Aβ沉積斑塊附近，一方面膠質細胞被激活后產生炎癥介質如白細胞介素(IL)-1β、IL-6、腫瘤壞死因子(TNF)、巨噬細胞、炎癥蛋白等，而炎癥介質會促進APP產生，其分解導致Aβ1-42肽的生成，抑制具有神經保護作用的可溶性APP的形成，促進Aβ的沉積；另一方面慢性激活的膠質細胞還可以釋放高毒性產物，例如活性氧中間體、一氧化氮(NO)、蛋白水解酶、互補因子或興奮性氨基酸，殺死鄰近神經元〔23〕。研究發現，AD模型大鼠接受電針治療后〔24〕，大鼠額葉與海馬區的p38-MAPK、IL-1β mRNA表達降低，因p38-MAPK的信號途徑通過控制多種轉錄因子的基因表達活性，影響多種細胞因子的產生，調節NO和細胞骨架蛋白的合成，參與應激條件下細胞的免疫調節、炎性反應和細胞凋亡等過程，提示電針可抑制AD大鼠炎癥反應；另一項研究〔25〕采用低頻電針對AD大鼠腎俞、大椎、內關針刺，發現針刺組大鼠外周血及海馬區的IL-1β、TNF-α蛋白表達較模型組明顯降低；徐耀〔26〕通過電針干預AD小鼠可改善其學習功能，海馬區的IL-1β、IL-6、TNFα表達明顯減少。以上研究均表明，電針可以通過下調促炎癥因子的表達，減少膠質細胞的活化，從而抑制炎癥反應，減少神經元的變性壞死。

3 針刺對中樞神經遞質的調控作用

中樞神經遞質分為5類：膽堿類、單胺類、氨基酸類、肽類、其他，神經遞質對于記憶、認知、學習等具有重要作用。實驗研究表明，不同神經遞質的病理改變，會導致認知記憶障礙或AD患者病情惡化〔27〕。

3.1針刺對膽堿類神經遞質的調節 膽堿能系統是對認知、學習起著重要作用的神經遞質系統，膽堿能神經傳遞依賴乙酰膽堿(Ach)〔28〕，Ach由膽堿乙酰轉移酶(ChAT)催化神經元胞質中的膽堿和乙酰輔酶A合成，隨后被乙酰膽堿酯酶(AChE)迅速水解，釋放出乙酸鹽和膽堿，再被高親和力膽堿轉運蛋白(CHT)1重新攝取到突觸前膽堿能神經元中〔29〕。Wilcock等〔30〕研究發現，ChAT活性的降低與AD中NFTS的數量相關，ChAT活性在海馬區和大腦皮質層顯著降低，Ach的含量在相應區域顯著減少。王定雪等〔31〕針刺AD大鼠四關、百會穴后發現，AD大鼠腦組織GSK-3、AChE的活性明顯降低，進而保護神經細胞，改善膽堿能神經系統。曾憲峰等〔32〕發現，針刺AD大鼠四關穴明顯降低大鼠腦內AchE水平，提高Ach含量，從而改善受損的中樞膽堿能神經系統。

3.2針刺對單胺類神經遞質的調節 單胺類神經遞質，如5-羥色胺(5-TH)、去甲腎上腺素(NA)、多巴胺(DA)等單胺類神經遞質的改變與AD關系密切。5-TH調節情緒、睡眠、記憶、學習，NA及DA對認知具有重要的調控作用。AD患者的尸檢報告表明，5-TH及其受體表達〔33〕、NA、DA含量降低〔34〕。在對大鼠前額葉注射可溶性Aβ后發現，該區域的5-TH、DA表達降低〔35，36〕，同時5-TH與NA系統通過異源受體相互作用，NA可調節膠質細胞的激活，在神經炎癥環境發揮保護作用。實驗表明，通過電針刺AD模型大鼠雙側“足三里”“腎俞”“百會”結合灌胃吡拉西坦，發現大鼠空間記憶能力、覺醒狀態明顯改善，提高大腦額葉5-TH、NA表達水平〔37〕；單獨使用電針對老化癡呆大鼠“涌泉”“百會”針刺，也可增強神經元細胞功能，促進腦內5-TH、DA、NA單胺類神經遞質釋放，從而改善大鼠空間記憶能力、覺醒能力〔38〕。

3.3針刺對氨基酸類神經遞質的調節 γ-氨基丁酸(GABA)作為中樞神經系統主要的抑制性神經遞質，可以調節網絡振蕩，使神經元活動與學習和記憶的節律同步，同時可以防止興奮性神經細胞過度活躍而干擾正常神經編碼〔39〕，故在學習、記憶、認知等方面具有重要作用。通過對AD患者尸檢發現，AD患者大多數大腦區域中GABA水平降低，如額葉、顳葉、頂葉皮質、海馬旁皮質等區域〔40〕，但在反應性星形膠質細胞中及周圍區域GABA水平上升〔40〕。仲秀艷等〔41〕的研究表明，電針可以提升癡呆大鼠海馬區GABA含量，改善大鼠學習記憶功能。

4 針刺調整腸道菌群

腸道菌群是指寄生于人體腸道內的微生物，數量龐大，是維持機體平衡重要組成部分，其參與調節免疫和炎癥反應、外周和中樞神經傳遞。腸道菌群失調與多種疾病的發生密切相關，如：糖尿病、肥胖癥、抑郁癥、帕金森病等。

大量研究證明，AD的發生與腸道菌群失調關系密切。腸道菌群通過“腸-腦軸”的雙向相互作用，影響大腦的功能和行為。Vogt等〔42〕研究發現，AD患者腸道中擬桿菌門豐度增加，厚壁菌門豐度降低。擬桿菌是一種外膜成分為脂多糖(LPS)的陰性桿菌，LPS可以破壞腸道黏膜屏障，從腸內轉移到腸外并激活核苷酸結合寡聚化結構域樣受體(NLPR)3炎性小體〔43〕。相關研究表明〔44〕，NLPR3炎性小體是驅動Tau蛋白病理改變的重要因素；同時LPS自身可以合成Aβ，加速對Aβ的轉運，使大腦內部Aβ沉積。除了LPS以外，許多細菌菌株，包括大腸桿菌、枯草芽孢桿菌、鼠傷寒沙門菌等，可通過積累錯誤折疊的蛋白(Aβ寡聚物和原纖維)產生大量功能性淀粉樣蛋白〔45〕，從而導致大腦內蛋白沉積。潘友燦〔46〕對高血糖大鼠海馬CA1區注射LPS后發現大鼠出現認知障礙，電針治療后，大鼠海馬組織的促炎性細胞因子降低，同時大鼠認知障礙減輕。Zhang等〔47〕在比較野生型(WT)組和AD組大鼠腸道菌群組成發現，AD組大鼠疣微菌和變形桿菌含量顯著增加，而瘤胃球菌和丁酸菌含量顯著下降，其糞便和大腦中的短鏈脂肪酸(SCFAs)濃度均較低，主要表現為丁酸和異丁酸的濃度下降；且大腦中丁酸水平與糞便中的水平呈正相關。Ho等〔48〕研究發現，SCFAs尤其是丁酸和戊酸，可干擾Aβ形成蛋白質-蛋白質相互作用過程，抑制Aβ1～40和Aβ1～42肽形成具有神經毒性的Aβ聚集體；故推測腸道菌群中丁酸菌的降低將使丁酸產生減少，Aβ聚集體形成變多，導致AD病情進一步加重。

5 針刺降低IR

IR是指各種原因引起的機體內的胰島素敏感性降低，導致胰島素及胰島素樣生長因子(IGF)等相關信號傳導通路發生障礙，使得機體各項靶器官(如肝臟、肌肉、顱腦等)對葡萄糖的利用發生障礙，出現一系列病理改變的代謝性臨床綜合征〔49〕。相關研究表明，胰島素和IGF在大腦中表達量最多的區域正是AD患者神經最易產生病變的區域〔50〕，在早期和中期AD患者的腦脊液中，胰島素水平下降〔51〕，de la Monte等〔52〕發現，腦胰島素缺乏與認知功能與記憶能力的損害關系密切。陳睿〔53〕在對腦缺血大鼠進行電針治療后發現，針刺可提高模型大鼠海馬區IGF表達量，從而抑制細胞凋亡。張梁等〔54〕通過對健康組(LETO)、胰島素抵抗組(OLETO)、AD-OLETO組模型大鼠檢測發現，AD-OLETF模型大鼠血漿空腹血糖(FPG)、空腹胰島素(FINS)、血清C肽(C-P)含量均顯著升高，腦脊液胰島素含量降低；海馬組織和腦脊液中Aβ、Tau及APP、β位點APP內切酶(BACE)1、早老素(PS)1蛋白含量均顯著升高。另一項研究發現〔55〕AD模型大鼠FPG、FINS、胰島素抵抗指數(HOMA-IR)、C-P及海馬Aβ和Tau蛋白含量較正常組顯著升高，針刺治療后AD模型組大鼠各項指標均降低。上述研究表明針刺干預可降低AD大鼠IR，從而改善其認知行為功能及腦內AD樣病理改變。

6 針刺抑制OS

OS是指機體氧化活性物質產生過多和(或)機體抗氧化能力減弱，活性氧(ROS)清除不足，導致ROS在體內增多，破壞機體氧化/還原的平衡，并引起細胞氧化損傷的病理過程〔56〕。研究表明，氧化應激與Aβ沉積、Tau過度磷酸化相互關聯，氧化應激通過介導Aβ異常沉積和Tau過度磷酸化，產生大量神經毒性因子，進一步導致ROS過度產生，形成一個惡性循環，加重AD患者的病情。郭艷芹〔57〕對AD大鼠進行針刺治療后，AD大鼠海馬區丙二醛(MDA)和過氧化氫(H2O2)含量降低，過氧化氫酶(CAT)的含量增高，大鼠認知學習能力提高；易顯富等〔58〕對AD模型大鼠雙側“腎俞”“內關”“大椎”進行為期2 w的電針治療后發現，AD大鼠腦組織勻漿中MDA、AchE、MAO(單胺氧化酶)、LDH(乳酸脫氫酶)、NO的活性明顯降低，超氧化物歧化酶(SOD)、CAT、谷胱肽過氧化物酶(GSH-Px)含量，AD模型大鼠學習記憶能力提升。結果表明電針可以改善腦內過氧化狀態，增強腦組織的抗氧化能力，發揮對神經元的保護作用。

綜上，現有藥物如多奈哌齊、美金剛等均只能延緩其病程進展，不能治愈AD或阻斷AD病情進展。目前在以抗淀粉樣蛋白為靶點的藥物研發均以失敗告終，因此急需尋求新的治療靶點及新的治療手段〔59〕。隨著中醫不斷發展，研究發現〔3～7〕針刺可通過調節AD相關蛋白、抑制炎性反應、調控中控神經遞質等方式治療AD，為臨床治療決策提供新思路。