針刺抑制腦卒中后神經血管單元損傷機制的研究進展

張冬雪，鄒偉

（1.黑龍江中醫藥大學，黑龍江 哈爾濱 150040；2.黑龍江中醫藥大學附屬第一醫院，黑龍江 哈爾濱 150040）

腦卒中（stroke）又稱中風，是全球公共健康的高危疾病之一，也是患者死亡和喪失獨立能力的一個主要有害來源，具有高發病率、高病死率、高致殘率等特點。據統計，全球每年新增腦卒中患者約1 500 萬，其中約1/3 患者死亡，嚴重危害居民健康，給家庭和社會帶來極大負擔［1］。目前對于腦卒中的治療，及時的血液再灌注，仍然是最直接有效的方法，包括使用組織型纖溶酶原激活劑（tPA）超早期靜脈溶栓或手術機械取栓［2］。但相關研究表明，tPA 的溶栓作用在血管內是有益的，但在腦實質內是有害的，且tPA 溶栓治療時間窗窄，僅有4.5 h，禁忌證較多，治療后有發生腦出血的風險，多數患者因錯過最佳治療時機，導致不同程度后遺癥［3］。因此，找到高效又安全的療法成為腦卒中研究亟待解決的問題。

針刺用于中風患者的治療與康復已有幾千年的歷史，被認為是一種很有前途的中風防治療法。相關研究表明，針刺預處理或治療可增加腦卒中患者腦血流量，減輕谷氨酸興奮性毒性，維持血腦屏障完整性，誘導腦缺血耐受性，促進腦卒中后神經再生作用，有效降低患者的病死率和致殘率［4］。如今針刺療法已被廣泛用于腦卒中后的臨床治療與康復階段［5］。同時世界衛生組織（WHO）也建議將針刺作為腦卒中治療和后期護理的替代和補充策略［6］。

神經血管單元（NVU）是一個囊括神經、膠質細胞和血管的多細胞單元。腦卒中發生后，大腦的穩態平衡遭到破壞，可誘發NVU 協調反應，釋放大量生物活性物質，以保持和重建血供系統，減少神經元損傷［7］。因此，本文從針刺抑制腦卒中后神經血管單元損傷的相關作用機制進行綜述，以期為針刺治療腦卒中研究提供新思路。

1 NVU概述

中樞神經系統（CNS）是一系列高度復雜的神經組織，它包含一種特殊的血管系統，具有控制腦實質內穩態和代謝物運輸的功能，并在一定程度上具有免疫特權［8］。生理條件下，分子跨越血-組織屏障的雙向運動受到嚴格控制，以維持中樞神經系統的健康和大腦功能。在過去的幾十年，這種調節功能主要聚焦在血腦屏障（BBB），尤其是內皮細胞（EC）上。隨著腦血流動力學的生理學研究不斷深入發現，在血管系統的細胞和毗鄰血管系統的神經元和膠質細胞之間存在著實質性的細胞間通訊，這些發現表明，血腦屏障不是獨立起作用的，而是作為多細胞NVU 中的一個模塊發揮作用［9］。

NVU 是一個復雜的多細胞結構，主要包括神經元、膠質細胞（少突膠質細胞、小膠質細胞、星型膠質細胞）、細胞外基質和腦血管細胞（內皮細胞、平滑肌細胞、周細胞）。其中內皮細胞、基底膜、星形膠質細胞的足突和周細胞共同組成BBB 結構，是NVU 的核心組成，可保護中樞神經系統免受血液源性、內源性和外源性有害物質的傷害，確保神經元的正常功能，維持大腦在微環境中的穩態平衡［10］。NVU 各組分相互協調、緊密聯系，構成一個結構和功能單位，共同調節腦血流量和新陳代謝，實現營養物質與代謝廢物的受控交換［11］。當人進行體力或精神活動時，神經元活動增強，為了滿足中樞神經系統的高代謝需求，腦血流量會隨之增加或變快（功能性充血），這一過程被稱為神經血管耦聯，是NVU 的關鍵功能。然而，NVU 由多種細胞類型組成，其神經血管耦聯不僅是簡單的供能過程，還有細胞間信號交流、維持新陳代謝和內環境穩態等功能。細胞間的相互作用要求每個細胞成分以復雜和協調的方式運作，以確保腦內屏障［如BBB、血視網膜屏障（BRB）］的動態平衡，因此，每個組件對NVU 功能的整體維護都具有至關重要的作用［12］。

2 針刺抑制腦卒中后NVU損傷機制

2.1 保護神經元

神經元是NVU 中的核心部分，也是神經系統結構和功能的基本單位，主要由神經元胞體、樹突、軸突三個部分組成，生理狀態下，是維持中樞系統神經功能和沖動信號傳導的關鍵［13］。腦卒中后，由于血供不足或中斷，導致腦組織缺血、缺氧，ATP供能中斷，細胞代謝紊亂，引起凋亡、壞死等一系列病理級聯反應和神經元細胞不可逆性損傷，誘發神經功能缺失，且其預后很大程度上取決于受損腦區神經元死亡的數量［14］。

現代研究表明，針刺具有抑制神經細胞凋亡和鐵死亡的作用。細胞凋亡是腦卒中后造成神經細胞損傷的一種程序性細胞死亡，其發生與Caspase 家族和B 淋巴細胞瘤－2（Bcl－2）家族密切相關。在實驗性觀察大鼠腦卒中過程中，大鼠缺血區腦組織抑凋亡蛋白Bcl－2 的表達水平降低，促凋亡蛋白Caspase－3 表達水平升高［15］，而頭針百會、曲鬢等穴位，能顯著抑制Caspase－3、Caspase－9 表達，增加Bcl－2 的表達，阻斷凋亡信號，減少缺血區神經元細胞的死亡［16］。鐵死亡是一種受調控的、非凋亡的細胞死亡，其特征是鐵依賴性的脂質過氧化引起的新型程序性細胞死亡［17］。鐵死亡不需要Caspase 介導（凋亡和焦亡的介質）、ATP耗竭或線粒體ROS 生成（壞死的介質），也無需Bax/Bak（線粒體外膜通透性的基本介質）或細胞內Ca2+的升高［18］，是由erastin、RSL3、谷氨酸、谷氨酰胺和轉鐵蛋白觸發的，由脂質修復谷胱甘肽過氧化物酶4（GPx4）進行調節［18－19］。KONG 等研究發現，針刺百會透曲鬢穴可促進大鼠血紅素加氧酶－1（HO－1）和GPx4表達增加，降低活性氧（ROS）積累，減輕腦出血大鼠神經元細胞死亡和鐵死亡，抑制神經元損傷，進而促進腦卒中大鼠神經功能恢復［20］。

此外，針刺還可促進神經修復與再生。突觸素（SYN）、突觸后致密物－95（PSD－95）和生長相關蛋白－43（GAP－43）是決定突觸結構和可塑性的相關活性物質，可介導軸突出芽和突觸重塑。研究證實，電針“百會”“腎俞”可提高AD大鼠海馬區神經元SYN、PSD－95 的表達，同時提高腦缺血再灌注大鼠海馬區GAP－43表達，促進神經元軸突末端生長錐形成，有助于腦損傷后內源性保護機制的啟動，進而誘導軸突再生與神經元突觸重塑［21－22］。

2.2 維持血腦屏障完整性

血腦屏障（BBB）是腦實質和腦血管之間的復雜而動態的生理界面。它由緊密連接且相互作用的血管內皮細胞、基底膜、星形膠質細胞足突、周細胞及基質金屬蛋白酶（MMPs）、緊密連接蛋白等細胞和信號分子組成，生理情況下，這些分子和細胞調節溶質、離子、營養素、大分子和免疫細胞進入大腦的活動，并清除正常和異常的腦細胞代謝產物，維持中樞神經系統穩態，保護神經組織免受毒素和病原體的傷害。腦卒中后BBB通透性變化導致血清蛋白泄漏，免疫細胞大量涌入，血管周圍炎癥，以及外排轉運蛋白系統的損害和易聚集性分子的積累，這些分子參與了腦卒中后繼發性神經損傷的病理過程。此外，腦卒中后腦血流量減少和神經血管耦聯的改變導致神經元變性和突觸功能障礙，可進一步加劇BBB 損傷［23］。該部分主要從以下四個方面論述針刺對BBB的保護作用。

2.2.1 內皮細胞

內皮細胞（EC）是血液與血管壁組織間的單層細胞，是構成血腦屏障的第一道屏障。腦卒中后，EC 損傷主要包括細胞骨架的改變和重塑、緊密連接（TJ）蛋白的降解、轉運蛋白的改變和細胞吞噬。其中細胞間的TJ 極為復雜，是由Occludin、Claudin 等TJ 蛋白與細胞骨架蛋白等共同構成，是BBB的結構基礎［24］。

研究表明，腦卒中發生早期，Rho相關蛋白激酶/肌球蛋白輕鏈信號通路被激活，誘導肌動蛋白聚合，破壞EC 細胞骨架，而后基質金屬蛋白酶（MMP）介導EC 緊密連接和細胞外基質（ECM）中的各種蛋白成分及基底層降解，BBB 通透性增加，加重腦卒中后腦水腫的發生［25］。電鏡觀察顯示，腦缺血后3 h，內皮細胞囊泡增多，胞吞增強［26］。KIM 等［27］通過體內實驗發現，缺血后腦內皮細胞自噬的激活（LC3－Ⅱ蛋白水平升高）和Occludin 的直接靶向介導其降解，導致血腦屏障通透性增加。此外，腦卒中引起的炎癥也會刺激內皮細胞釋放大量MMP－2和MMP－9，導致TJ蛋白降解。

研究證實［28］，針刺促進腦卒中后血管性癡呆患者腦源性神經生長因子（BDNF）、血管內皮生長因子（VEGF）升高，降低MMP－9 表達，繼而促進腦血液循環，改善缺血缺氧和低灌注狀態，促進神經功能和認知障礙恢復。張慧敏等［29］發現，針刺具有蓄積效應，采用頭針針刺大腦中動脈閉塞（MCAO）大鼠病灶側單側“百會”透“曲鬢”，可顯著降低大鼠海馬CA3區微血管內皮細胞MMP－9 表達，隨著針刺次數的遞增，MMP－9降低趨勢更加明顯，進而促進血管內皮新生，改善神經功能。此外，針刺早期介入，可更加有效的降低腦卒中后腦損傷程度、延長溶栓時間窗并減輕溶栓后的并發癥等［30］。針刺預處理有助于缺氧缺血性腦病大鼠Occludin、Claudin、ZO－1 蛋白表達上調，發揮BBB 保護作用，改善腦損傷［31］。

2.2.2 星型膠質細胞

星形膠質細胞作為BBB 的重要成員之一，參與支持、調節神經元，是神經系統的特殊膠質細胞，同時介導NVU各組成部分的相互聯系，為維持NVU的功能發揮重要作用。此外，星形膠質細胞具有神經保護、促血管生成、免疫調節、神經源性和抗氧化特性，調節突觸功能和細胞外谷氨酸含量。其特征作用是離子緩沖與調控神經遞質的攝取和合成，這使得它們在受缺血/再灌注影響的組織中成為神經保護和神經恢復的理想來源［32］。但在興奮毒性和/或機械損傷缺血、缺氧環境下，星形膠質細胞通常通過其高反應性和膠質瘢痕形成參與負反應。例如腦卒中時，大腦供血的中斷會導致缺氧和葡萄糖的缺乏，能量供應減少。這一過程導致谷氨酸、iNOS 等離子的過度積累和MAPK 等相關信號通路的失調，使星形膠質細胞的緩沖作用超負荷，從而傾向于激活蛋白酶、脂肪酶和核酸酶介導的分解代謝過程，從而破壞神經元功能，導致細胞死亡［33］。因此，調控星形膠質細胞觸發細胞毒性或保持其神經保護活性，有助于控制腦實質平衡失調，防止腦神經進行性損傷。

谷氨酸是中樞神經系統最重要的興奮性氨基酸，是潛在的神經毒素，廣泛分布于哺乳動物的大腦皮質、海馬和紋狀體上，幾乎所有神經元都有谷氨酸受體存在，當腦卒中發生后，神經細胞外谷氨酸過量累積，導致興奮毒性，神經元過度興奮，加重腦損傷。研究證明［34］，針刺可降低缺血腦組織谷氨酸堆積，抑制谷氨酸受體的過度表達，加強興奮性氨基酸轉運蛋白（EAAT）和膠質纖維酸性蛋白（GFAP）表達，進而促進星形膠質細胞清除谷氨酸作用，抑制神經興奮性毒性，保護神經元。張黎恒［35］研究發現，針刺百會、內關、三陰交穴可增加模型鼠腦組織中谷氨酸轉運體1（GLT1）和GS 蛋白含量，促進谷氨酸和氨基丁酸的興奮抑制平衡作用，同時也增強星形膠質細胞對過量谷氨酸的清除能力，介導腦卒中后神經功能損傷的修復。

2.2.3 周細胞

周細胞是大腦毛細血管周圍的壁細胞，它位于內皮細胞、星形膠質細胞和神經元之間，是NVU 的中心細胞。在腦組織發育和修復過程中能維持、調節神經血管功能，穩定新生血管。當某種病理條件下，周細胞缺失或變性會刺激神經元并減少毛細血管腦血流量，導致神經血管解耦聯［36］。此外，大腦供氧減少，腦灌注障礙，可誘導周細胞從微血管壁遷移，導致BBB 功能障礙和神經變性［37］。

研究顯示［38］，腦卒中后，針刺可激活PDGF－p/PDGFR－B信號通路，誘導周細胞增殖和蓄積，促進血管新生；同時針刺還可促進周細胞下調促炎因子釋放，促進抗炎因子的分泌，緩解腦卒中后神經免疫反應，抑制腦損傷。

2.2.4 基底膜

基底膜（BM）位于循環系統和中樞神經系統的交界面，是一種獨特形式的細胞外基質（ECM），主要由Ⅳ型膠原蛋白、層連蛋白和蛋白多糖等ECM 蛋白組成，具有結構支持、細胞錨定和信號轉導等功能。對于調節BBB的完整性意義重大。從生物學意義上看，構成BM的這些ECM 蛋白主要由血腦屏障的內皮細胞、周細胞和星形膠質細胞合成，在腦卒中發生時，共同參與BBB通透性改變的病理過程［39－40］。

研究證實［41］，針刺可增加MCAO 大鼠再灌注梗死灶周圍區域Ⅳ型膠原蛋白表達。此結果與針刺降低腦水含量和MMP－9 的作用結果完全吻合，隨著針刺治療時間增加，其作用效果更加顯著，進而證明了針刺可通過抑制腦卒中后內源性MMP－9 的表達，減弱其降解作用，保護Ⅳ型膠原蛋白，進而維持基底膜對毛細血管的支持作用，降低BBB損傷。

2.3 抑制小膠質細胞過度活化

免疫炎癥反應是導致腦卒中后繼發性腦損傷的重要原因之一。其中小膠質細胞是先天免疫系統的主要組成部分，中樞神經系統中重要的固有免疫細胞，被認為是對急性腦損傷（包括腦出血）做出反應的第一個非神經細胞［42］，正常情況下，小膠質細胞處于靜息狀態，不表現其抗原提呈及吞噬功能，維持腦內環境穩定。腦卒中后，以炎癥細胞動員和激活為特征的炎癥反應立即觸發，小膠質細胞被過度活化，而活化的小膠質細胞有M1 和M2 兩種類型，一般認為，M1 型的小膠質細胞常釋放多種抑制腦神經恢復的促炎因子，而M2 型小膠質細胞則可通過產生白細胞介素－10（IL－10）和血管內皮生長因子（VEGF）等發揮抗炎和促血管生成作用［43］。越來越多的證據表明，小膠質細胞激活對神經發生、血管生成和突觸重塑也至關重要，促進腦卒中后神經功能恢復［44］。因而調控小膠質細胞的過度激活和極化，激發其正向作用可作為腦卒中后腦損傷的治療靶點。

實驗研究表明，針刺可提高腦卒中大鼠空間學習記憶能力，降低腦梗死面積，抑制小膠質細胞過度激活和IL－6、IL－1β、TNF－α 等促炎因子的釋放，發揮腦保護作用［45］。在MCAO大鼠實驗中，針刺內關、曲池穴能顯著降低模型大鼠的神經體征評分和腦海馬神經元死亡率，同時抑制小膠質細胞的活化及相關炎癥因子表達，降低腦缺血組織Iba－1 含量［46］。林淑軍等［47］在觀察創傷性腦卒中大鼠時發現，針刺“百會”“水溝”“風府”透“啞門”、雙側“合谷”穴，能明顯降低大鼠腦損傷和小膠質細胞活化程度，抑制NSE、Nogo－A 表達，進而抑制神經元糖酵解，促進神經突觸再生和神經功能恢復。

2.4 減輕血管平滑肌細胞損傷

在中樞神經系統中，血管壁的平滑肌細胞在腦血流控制中起著關鍵作用，腦卒中后，血管平滑肌細胞（VSMC）異常增殖和遷移，導致病理性血管內膜增厚，管腔狹窄，加重腦損傷［48］。Rho相關激酶（ROCK）屬于絲氨酸/蘇氨酸激酶家族，是RhoA 的下游效應子，是多種細胞的功能調節劑，能促進肌動蛋白聚合和細胞骨架收縮，在RhoA 活化和抑制血管生成中發揮作用［49］。目前，相關研究已證實，ROCK 通路可介導細胞內氧化應激，誘導VSMC 增殖，參與腦基底動脈VSMC 的遷移活動［50］。此外，在體內和體外實驗表明，抑制Rho/ROCK 通路可減輕神經元軸突變性，減弱腦損傷后神經細胞凋亡，促進神經功能恢復［51］。

研究認為，高血壓、高血脂是腦卒中的重要誘因和危險因素，Rho 通路與高血壓、高血脂造成的腦損害密切相關，針刺對其作用顯著［52－53］。故采用針刺干預高血壓、高脂血癥模型大鼠，結果高血壓針刺組大鼠腦細胞排列有序，RhoA、ROCK－1含量降低，壞死細胞數及局部間質水腫程度均明顯低于對照組；高血脂針刺組大鼠，血脂TC、TG、LDL－C 含量較對照組明顯降低，HDL－C 含量升高，血清NO 含量升高、ET－1 含量降低，RhoA、ROCK2 與MLCP 蛋白表達低。證實針刺可降低高血壓、高血脂后相關因子和蛋白的表達，抑制其損傷作用，保護血管內皮細胞，對內皮功能恢復和抑制血管病理損傷具有明顯優勢，效果顯著，進而降低腦卒中的發生和卒中后腦損害的進展，發揮腦保護作用。

3 小結與展望

綜上所述，神經血管單元各組分間相互協調，共同作用，維持中樞神經系統內環境穩態。腦卒中后，腦組織供能不足，神經細胞代謝紊亂，觸發凋亡和鐵死亡等機制，Caspase－3、谷氨酸等釋放，介導神經元變性。在血腦屏障中，腦卒中后興奮性毒性作用，Rho 相關信號通路激活和MMP 釋放，可誘導肌動蛋白聚合，破壞血管內皮細胞的細胞骨架結構，降解基底膜，導致BBB損傷。另外小膠質細胞過度活化和平滑肌細胞異常增殖和遷移也在腦卒中后神經血管單元損傷中發揮作用。

腦卒中發病機制復雜，是多細胞、多因素共同參與的結果。所以在治療過程中，應從神經－細胞－血管整體（即神經血管單元）出發，尋求一種整體、高效的治療手段。針刺在治療腦卒中后繼發性神經損傷中已經取得了較好的效果，其具體機制包括降低免疫炎性反應、抑制神經細胞凋亡和氧化應激、促進神經重塑和血管再生、保護血腦屏障等。同時針刺還可以調控以上機制相互協同作用，體現了針刺的有效性和多靶點性［54］。然而針刺研究也有其不足之處：①在針刺治療腦卒中的現有研究中，多以動物實驗為主，而臨床過程中，腦卒中患者病情輕重不一，且發展迅速，針刺治療手法和選穴也要隨之變化，這些過程在動物模型中難以復刻和檢驗。②中醫理論強調整體觀念和辨證論治，針刺治療時，更強調辨病選經、辨病選穴，此外還有不同的針刺、行針手法，這些因素都可左右治療效果。因此，在接下來的研究中，應在現有的理論和機制研究基礎上，加強針刺動態變化的研究，同時注重不同針刺手法、行針手法以及不同經絡、穴位的作用差異研究，是否介導了其他或多重腦保護機制，尋找其共同點與側重點，總結規律，為臨床治療腦卒中提供更加優化高效的方案。