基于星型膠質(zhì)細(xì)胞探討針刺治療缺血性腦卒中機(jī)制的研究進(jìn)展

譚信哲,王東巖,董 旭,王若愚,韓沂曉,廖智超,王庚鑒,李東霞

1.黑龍江中醫(yī)藥大學(xué),黑龍江 哈爾濱 150040;2.黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)附屬第二醫(yī)院,黑龍江 哈爾濱 150001

缺血性腦卒中(Cerebral ischemic stroke,CIS)又稱腦梗死,是由各種原因所致腦組織缺血缺氧性壞死,并伴隨神經(jīng)功能缺損的疾病。目前CIS的治療方法包括急性期的神經(jīng)保護(hù)、亞急性期的亞低溫治療和恢復(fù)期的干細(xì)胞治療[1]。星型膠質(zhì)細(xì)胞(Astrocytes,AS)是中樞神經(jīng)系統(tǒng)中數(shù)量最多的神經(jīng)輔助細(xì)胞,與神經(jīng)血管聯(lián)系密切,在CIS的各個(gè)階段發(fā)揮著重要作用。

正常生理情況下,AS處于靜息狀態(tài),代謝及內(nèi)分泌保持較低水平,而在腦缺血等病理狀態(tài)下,AS會(huì)被各種途徑激活,形成反應(yīng)性星形膠質(zhì)細(xì)胞(Reactive astrocytes,RAS)。RAS分泌及信號(hào)傳導(dǎo)能力大幅度增強(qiáng),在保護(hù)神經(jīng)元的同時(shí)也對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)造成損傷。2012年Zamanian J L等[2]通過(guò)細(xì)胞純化和基因表達(dá)分析,發(fā)現(xiàn)全身性脂多糖注射和大腦中動(dòng)脈栓塞(MCAO)誘導(dǎo)兩種不同類型的RAS,現(xiàn)在分別稱為A1和A2型RAS。A1型RAS主要介導(dǎo)炎癥反應(yīng)和產(chǎn)生神經(jīng)毒性,加速神經(jīng)系統(tǒng)損傷,A2型RAS能夠通過(guò)產(chǎn)生多種抗炎及神經(jīng)保護(hù)因子,保護(hù)神經(jīng)元免受缺血損害[3]。AS的活化表型并不是一成不變的,其表型受到細(xì)胞外刺激因素的影響以及相關(guān)治療方法的調(diào)控。A1、A2表型是對(duì)RAS功能的分類,促進(jìn)AS向A2表型轉(zhuǎn)化是治療CIS的一個(gè)非常有潛力的研究方向。針刺治療具有多靶點(diǎn)、多途徑和多環(huán)節(jié)調(diào)節(jié)的特點(diǎn),在卒中治療中應(yīng)用廣泛。針刺能夠通過(guò)調(diào)控AS及其相關(guān)分子促進(jìn)CIS損傷恢復(fù),現(xiàn)將相關(guān)機(jī)制概述如下。

1 針刺對(duì)AS的整體調(diào)節(jié)

1.1 針刺對(duì)AS活化的影響

CIS發(fā)生后,適當(dāng)?shù)腁S活化有利于神經(jīng)損傷修復(fù),但是過(guò)度活化會(huì)加重神經(jīng)元損傷。目前研究多以膠原纖維酸性蛋白(GFAP)作為AS活化的標(biāo)志物。GFAP是AS細(xì)胞骨架的主要組成成分,對(duì)維持AS形態(tài)及發(fā)揮各種功能具有重要作用。生理狀態(tài)下GFAP生成很少,在胞內(nèi)或胞外會(huì)自發(fā)降解。在腦缺血等中樞性損傷情況下,GFAP會(huì)大量增殖。GFAP幾乎唯一存在于AS內(nèi),是AS活化的標(biāo)志產(chǎn)物。研究表明,GFAP在CIS發(fā)生后呈現(xiàn)先增高后降低的趨勢(shì),最高點(diǎn)在卒中發(fā)生1周后,而針刺能夠減輕GFAP的升高程度[4],表明針刺通過(guò)抑制GFAP合成抑制AS活化。STAT3是信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)子和轉(zhuǎn)錄激活子家族成員之一,可與GFAP啟動(dòng)子位點(diǎn)結(jié)合,誘導(dǎo)酪氨酸快速磷酸化,促進(jìn)AS活化增生。研究表明,針刺通過(guò)抑制GFAP/STAT信號(hào)通路抑制AS活化,減輕腦缺血損傷[5]。

1.2 針刺對(duì)AS增生的影響

通過(guò)計(jì)算梗死周?chē)鷧^(qū)GFAP陽(yáng)性細(xì)胞數(shù),Han X等[6]得出結(jié)論,針刺具有促進(jìn)AS增殖,但又抑制AS過(guò)度增殖的趨勢(shì)。由此推斷,針刺的治療作用可能是在CIS早期促進(jìn)AS增殖,填補(bǔ)修復(fù)損傷神經(jīng)元;在CIS后期抑制AS增生,減少膠質(zhì)瘢痕的過(guò)度生成。

1.3 針刺對(duì)AS超微結(jié)構(gòu)的影響

在缺血缺氧條件下,AS因自身基本生理活動(dòng)無(wú)法維持,細(xì)胞會(huì)逐步走向死亡,超微結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為細(xì)胞腫脹、細(xì)胞器破壞與周?chē)M織連接破壞。針刺能夠保護(hù)AS超微結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定,維持保護(hù)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的完整性。羅燕等[7]通過(guò)透射電鏡觀察缺血周?chē)鷧^(qū)AS超微結(jié)構(gòu),結(jié)果顯示,針刺組AS腫脹程度較模型組輕,線粒體較豐富。董衛(wèi)國(guó)等[8]制造大鼠右大腦中動(dòng)脈閉塞模型,通過(guò)電鏡觀察AS結(jié)構(gòu),與對(duì)照組比較,針刺治療組AS細(xì)胞數(shù)目以及完整細(xì)胞器較多,與神經(jīng)元和微血管的接觸較多,并且與AS接觸神經(jīng)元的細(xì)胞器多。由此可見(jiàn)針刺有助于維護(hù)CIS中AS結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定,保證AS對(duì)神經(jīng)元的支持保護(hù)作用。

1.4 不同針刺參數(shù)對(duì)AS的影響

不同的針刺手法、刺激頻率以及施術(shù)時(shí)間對(duì)AS的影響不同。通過(guò)對(duì)比手針和電針對(duì)腦梗死大鼠AS的影響差異,葉曉雪[9]研究表明,手針與電針均能夠促進(jìn)梗死大鼠神經(jīng)功能的恢復(fù),但是電針的治療效果更理想。通過(guò)比較不同電針頻率,Xiao Y等[10]得出結(jié)論,15 Hz和30 Hz電針頻率較100 Hz電針頻率治療CIS的效果更理想,更有利于維持AS結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。Young-wook P等[11]把針刺治療組小鼠分為急性電針組(缺血后立即治療)、亞急性電針組(缺血后4 d治療)和延遲電針組(缺血后10 d開(kāi)始治療),治療結(jié)果顯示,亞急性組的治療效果最好,更有利于卒中后功能恢復(fù)。

2 針刺治療CIS與AS相關(guān)機(jī)制

2.1 針刺促進(jìn)神經(jīng)再生與修復(fù)

CIS發(fā)生后,AS通過(guò)自身分泌以及促進(jìn)相關(guān)細(xì)胞分泌神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子及修復(fù)因子保護(hù)神經(jīng)元,促進(jìn)損傷神經(jīng)元再生修復(fù)。神經(jīng)生長(zhǎng)因子(NGF)是具有神經(jīng)元營(yíng)養(yǎng)和促進(jìn)突起生長(zhǎng)雙重作用的神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子。腦缺血發(fā)生時(shí),RAS釋放NGF,提高神經(jīng)元的存活率。NGF能夠促進(jìn)軸突生長(zhǎng)與突起的伸展,誘導(dǎo)神經(jīng)干細(xì)胞(Neural stem cells,NSCs)轉(zhuǎn)化成神經(jīng)元。研究表明[12],電針能夠抑制大鼠海馬區(qū)GFAP的表達(dá),促進(jìn)海馬區(qū)NGF的表達(dá),改善高脂血癥合并大腦中動(dòng)脈梗阻(MCAO)大鼠神經(jīng)損傷。腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子(BDNF)在腦缺血等神經(jīng)元損害時(shí)可由AS、小膠質(zhì)細(xì)胞(MC)等細(xì)胞分泌。BDNF能夠促進(jìn)細(xì)胞存活、神經(jīng)發(fā)生和突觸可塑性。研究表明[13],針刺能夠促進(jìn)AS和MG產(chǎn)生、釋放BDNF和NGF,促進(jìn)神經(jīng)可塑性,治療缺血性中風(fēng)后神經(jīng)功能障礙。

膠質(zhì)細(xì)胞源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子(GDNF)屬于轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β超家族的成員,在缺血性腦損傷中具有強(qiáng)大的神經(jīng)保護(hù)作用。GDNF在腦缺血發(fā)生時(shí)的主要來(lái)源是RAS,針刺能夠促進(jìn)AS內(nèi)GDNF的合成,減輕大鼠腦缺血損傷。GDNF能夠促進(jìn)NSCs的生成,研究表明[14]針刺通過(guò)促進(jìn)GDNF和NSCs標(biāo)志物巢蛋白(Nestin)表達(dá),增加NSCs的增值分化能力,促進(jìn)大鼠急性腦出血神經(jīng)重塑。另有研究表明[15],電針對(duì)新生大鼠缺氧缺血性腦病的神經(jīng)保護(hù)作用與GDNF及其受體RET介導(dǎo)的下游PI3K/AKT信號(hào)通路有關(guān)。

2.2 針刺調(diào)控興奮性氨基酸代謝

腦缺血后,腦組織會(huì)代償性產(chǎn)生大量興奮性氨基酸(主要為谷氨酸)來(lái)保持神經(jīng)元興奮性。但是過(guò)量的興奮性氨基酸堆積會(huì)產(chǎn)生神經(jīng)毒性,加快神經(jīng)細(xì)胞損傷。AS能夠通過(guò)攝取過(guò)量興奮性氨基酸,維持細(xì)胞間隙正常氨基酸水平。AS主要表達(dá)兩種谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)體(EAATs),分別是EAAT1和EAAT2。其中腦組織中90%的谷氨酸被EAAT2攝取,EAAT2 起著“谷氨酸泵”的作用。針刺能夠促進(jìn) GFAP、EAAT2含量增長(zhǎng),促進(jìn)谷氨酸代謝,發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用。Na+/K+-ATP酶通過(guò)調(diào)控細(xì)胞內(nèi)外離子濃度為EAATs轉(zhuǎn)運(yùn)谷氨酸提供電化學(xué)梯度,針刺能夠上調(diào)海馬Na+/K+-ATP酶和EAATs的表達(dá),減少細(xì)胞外谷氨酸堆積,發(fā)揮抑制卒中后痙攣的作用[16]。N-myc下游調(diào)節(jié)基因2(NDRG2)作為一種與癌癥相關(guān)的基因,在腦缺血后神經(jīng)細(xì)胞凋亡過(guò)程中起到促進(jìn)作用,電針預(yù)處理通過(guò)抑制EAAT2的下調(diào),逆轉(zhuǎn)NDRG2的上調(diào),誘導(dǎo)腦缺血耐受[17]。

代謝性谷氨酸受體5(mGluR5)在RAS及活化MC內(nèi)表達(dá),在腦缺血發(fā)生過(guò)程中具有神經(jīng)保護(hù)作用。AS上mGluR5的急性激活可以促進(jìn)EAATs攝取突觸間隙的谷氨酸,減小谷氨酸對(duì)神經(jīng)元的興奮性,減少神經(jīng)元損傷。研究表明[18],針刺能夠減輕興奮性氨基酸神經(jīng)毒性,其機(jī)制可能與針刺促進(jìn)mGluR5的表達(dá)有關(guān)。

大麻素1型受體(CB1R)在神經(jīng)元和AS內(nèi)都有表達(dá),AS表達(dá)的CB1R主要介導(dǎo)Ca2+信號(hào)傳遞以及調(diào)節(jié)AS谷氨酸的釋放。Yang C等[19]通過(guò)電針預(yù)處理MCAO模型小鼠,結(jié)果顯示電針治療后內(nèi)源性大麻素水平增加,隨后激活A(yù)S的CB1R,導(dǎo)致細(xì)胞外谷氨酸的適度上調(diào),保護(hù)神經(jīng)元免受腦缺血損傷。Du J等[20]研究結(jié)果表明,電針預(yù)處理能夠促進(jìn)ERK1/2的表達(dá),且通過(guò)CB1R誘導(dǎo)大鼠腦缺血耐受。谷氨酸受體AMPAR中的GluR2亞基決定了的Ca2+通透性,缺血損傷后,GluR2蛋白表達(dá)下調(diào),導(dǎo)致大量鈣離子進(jìn)入神經(jīng)元,使胞內(nèi)Ca2+超載,造成神經(jīng)元死亡。電針預(yù)處理通過(guò)提高大麻素CB1B水平促進(jìn)下游GluR2分子的蛋白表達(dá),誘導(dǎo)腦缺血耐受,發(fā)揮腦保護(hù)作用[21]。

大麻素2型受體(CB2R)在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中主要在AS和MC中表達(dá),與活躍炎癥密切相關(guān)。研究表明[22],電針預(yù)處理可增強(qiáng)CB2R表達(dá),抑制Ca2+內(nèi)流,阻斷TLR4/NF-κB信號(hào)傳導(dǎo),減輕脂多糖誘導(dǎo)的大鼠炎癥。

2.3 針刺調(diào)節(jié)能量代謝

生理情況下,神經(jīng)元主要依靠葡萄糖供能,但在腦缺血等病理情況下,神經(jīng)元也可以通過(guò)乳酸代謝供能。在葡萄糖和乳酸同時(shí)存在的情況下,神經(jīng)元可能會(huì)優(yōu)先利用乳酸,乳酸不僅能為神經(jīng)元供能,還具有直接的神經(jīng)保護(hù)作用。AS-神經(jīng)元乳酸穿梭假說(shuō)認(rèn)為,大量興奮性氨基酸的攝入,激活A(yù)S內(nèi)糖酵解,產(chǎn)生大量乳酸,AS和神經(jīng)元通過(guò)細(xì)胞表面的單羧酸轉(zhuǎn)運(yùn)體(MCTs)將乳酸轉(zhuǎn)運(yùn)到神經(jīng)元,為神經(jīng)元所利用。AS主要表達(dá)MCT1和MCT4,神經(jīng)元主要表達(dá)MCT2。電針治療能夠激活A(yù)S乳酸代謝,促進(jìn)MCT1的表達(dá),促進(jìn)乳酸的轉(zhuǎn)運(yùn)及利用,以維持神經(jīng)元在腦缺血時(shí)的能量供應(yīng)[23]。另有研究表明[24],針刺通過(guò)促進(jìn)MCT2和MCT4的表達(dá),減輕顱腦損傷后因能量代謝障礙引起的繼發(fā)性腦損傷。

2.4 針刺調(diào)控血管再生

促紅細(xì)胞生成素(EPO)是一種可刺激紅細(xì)胞生成的糖蛋白。在缺氧情況下EPO可以通過(guò)低氧誘導(dǎo)因子誘導(dǎo)其產(chǎn)生。近年研究發(fā)現(xiàn)EPO在中樞神經(jīng)損傷中有重要保護(hù)作用。AS是中樞神經(jīng)系統(tǒng)中產(chǎn)生EPO的主要場(chǎng)所。EPO對(duì)腦缺血損傷的保護(hù)作用主要集中在促進(jìn)血管再生和抑制凋亡兩個(gè)方面。在血管新生方面,Wang L等[25]試驗(yàn)證明,電針?biāo)疁峡赡芡ㄟ^(guò)激活EPO/Src/VEGF信號(hào)通路促進(jìn)血管再生。王保國(guó)等[26]研究表明,針刺可通過(guò)上調(diào)EPO的表達(dá),激活JAK2/STAT5信號(hào)通路促進(jìn)下游VEGF表達(dá),促進(jìn)卒中后血管新生。在抑制細(xì)胞凋亡方面,Liu F等[27]研究表明,電針能夠促進(jìn)EPO/JAK2/STAT5信號(hào)通路相關(guān)基因和蛋白表達(dá),促進(jìn)凋亡抑制基因Bcl-2表達(dá),抑制凋亡促進(jìn)基因Bax表達(dá),發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用。

內(nèi)皮素-1(ET-1)被認(rèn)為是由血管內(nèi)皮細(xì)胞分泌的具有收縮血管性質(zhì)的血管活性物質(zhì)。腦缺血時(shí),活化的AS也能夠產(chǎn)生大量ET-1,通過(guò)JAK/STAT3途徑促進(jìn)神經(jīng)祖細(xì)胞向AS分化[28]。針刺能夠通過(guò)抑制腦缺血后ET-1的升高,調(diào)節(jié)腦血流狀態(tài),減少腦缺血損傷。

2.5 針刺減輕氧化反應(yīng)

腦缺血后的氧化損傷主要表現(xiàn)為兩個(gè)方面:缺血發(fā)生時(shí)的自由基損傷和血流再灌注時(shí)的活性氧損傷。中樞神經(jīng)系統(tǒng)能夠通過(guò)產(chǎn)生抗氧化分子抑制氧化反應(yīng)的發(fā)生,與AS密切相關(guān)的是以谷胱甘肽(GSH、GSSG)為核心的谷胱甘肽抗氧化系統(tǒng)。AS能夠促進(jìn)GSH的生成,為神經(jīng)元提供氧化底物,AS相對(duì)于神經(jīng)元能夠釋放更多的還原輔酶Ⅱ(NADPH),NADPH能夠催化氧化型谷胱甘肽(GSSG)轉(zhuǎn)化為還原型谷胱甘肽(GSH)。AS還能為神經(jīng)元提供合成GSH的前體,如谷氨酰胺、半胱氨酸和胱氨酸,表達(dá)谷氨酸脫羧酶的AS表現(xiàn)出更高的GSH含量。研究發(fā)現(xiàn)[29],腦缺后腦組織中GSH的含量下降,GSSG含量升高,GSH/GSSG比例降低,谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(GSH-PX)活性顯著降低;針刺能夠使已降低的GSH升高、已升高的GSSH降低,提高GSH/GSSH比值,升高GSH-PX活性。表明針刺通過(guò)對(duì)谷胱甘肽抗氧化系統(tǒng)的整體調(diào)整,促進(jìn)GSH的生成進(jìn)而減輕腦缺血損傷。蔡媧等[30]研究表明,針刺能夠增加GSH生成,降低氧化產(chǎn)物丙二醛水平,減輕氧化應(yīng)激損傷,發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用。

2.6 針刺抑制AS相關(guān)的炎癥反應(yīng)

腦缺血后發(fā)生的炎癥反應(yīng),表現(xiàn)為雙重作用,一方面大量炎癥因子的產(chǎn)生及炎性細(xì)胞的聚集會(huì)加重神經(jīng)細(xì)胞損傷;另一方面炎癥反應(yīng)可以促進(jìn)損傷修復(fù)。MC作為神經(jīng)系統(tǒng)中的炎性細(xì)胞,在調(diào)控炎癥反應(yīng)方面發(fā)揮了重要作用。近些年發(fā)現(xiàn)AS也參與中樞神經(jīng)系統(tǒng)的炎癥反應(yīng),AS和MC通過(guò)“AS-MC串?dāng)_”調(diào)節(jié)細(xì)胞表型轉(zhuǎn)化促進(jìn)或者抑制炎癥反應(yīng)的發(fā)生[31]。AS在CIS后的炎癥反應(yīng)中發(fā)揮了重要作用。AS可通過(guò)產(chǎn)生TNF-α、IL-1等炎癥因子,促進(jìn)炎癥反應(yīng)發(fā)生,也可以分泌TGF-β、IL-10等抑炎因子抑制炎癥反應(yīng)。

細(xì)胞間黏附分子-1(ICAM-1)屬于免疫球蛋白超家族成員,通過(guò)促進(jìn)免疫細(xì)胞與組織之間的吸附,加速炎癥反應(yīng)發(fā)生。腦缺血時(shí)ICAM-1可以被TNF-α、IL-1β、INF等炎癥因子誘導(dǎo)生成。NF-κB是一種重要的轉(zhuǎn)錄分子,能夠促進(jìn)炎癥因子釋放。腦缺血發(fā)生時(shí)AS大量增殖并表達(dá)ICAM-1和NF-κB,促進(jìn)炎癥反應(yīng)。研究表明[32]“醒腦開(kāi)竅”針?lè)軌蛲ㄟ^(guò)抑制炎癥介質(zhì)ICAM-1和MMP9的產(chǎn)生,發(fā)揮腦保護(hù)作用。另有研究表明[33]針刺能夠通過(guò)抑制IL-6、TBF-α的表達(dá)以及抑制ICAM-1和血管細(xì)胞黏附分子-1的表達(dá)抑制腦出血后的炎癥反應(yīng)。

S100B蛋白屬于鈣結(jié)合蛋白S100家族。中樞神經(jīng)系統(tǒng)中S100B蛋白廣泛存在于神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞中,可作為AS的標(biāo)志物[34]。AS釋放S100B蛋白與晚期糖化終產(chǎn)物受體(RAGE)相互結(jié)合,促進(jìn)MAPK信號(hào)通路及其下游NF-κB信號(hào)通路的活化,促進(jìn)炎癥反應(yīng)的發(fā)生。針刺能夠下調(diào)AS的S100B蛋白表達(dá),減少S100B蛋白與RAGE的結(jié)合從而減輕相關(guān)炎癥反應(yīng)[35]。

白細(xì)胞介素33(IL-33)屬于IL-1家族成員,通過(guò)與輔助型T細(xì)胞2(Th2)上的ST2受體結(jié)合而發(fā)揮作用。IL-33能夠促進(jìn)T細(xì)胞向Th2型轉(zhuǎn)變以及巨噬細(xì)胞(小膠質(zhì)細(xì)胞)從M1型向M2型轉(zhuǎn)化。而Th2和M2型MC都具有抑制炎癥作用。研究表明,電針能夠通過(guò)促進(jìn)IL-33/ST2軸的激活,抑制AS和MC的活化,減輕大腦炎癥反應(yīng),發(fā)揮了神經(jīng)保護(hù)作用[36]。

三磷酸腺苷(ATP)作為細(xì)胞內(nèi)的主要能源物質(zhì),在腦缺血發(fā)生后,由損傷神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞釋放到細(xì)胞外,細(xì)胞外ATP的升高會(huì)誘發(fā)一系列炎癥反應(yīng)發(fā)生。嘌呤受體作為ATP及其代謝產(chǎn)物二磷酸腺苷(ADP)的主要受體,在介導(dǎo)炎癥反應(yīng)方面發(fā)揮了重要作用。游小芳[37]通過(guò)免疫熒光雙標(biāo)法,觀察嘌呤受體P2X7R和P2Y1R分別與AS標(biāo)志物GFAP和MC標(biāo)志物ED1共定位情況,結(jié)果表明,腦缺血促進(jìn)嘌呤受體的表達(dá)及AS和MC的活化,針刺能抑制其表達(dá)和活化,針刺通過(guò)抑制P2X7R和P2Y1R的表達(dá)抑制炎癥反應(yīng)。

2.7 針刺對(duì)細(xì)胞通訊的調(diào)節(jié)

縫隙連接蛋白(CXs)是組成縫隙連接通道或半通道的細(xì)胞膜蛋白。半通道主要進(jìn)行細(xì)胞與細(xì)胞外環(huán)境之間的信息交流,縫隙連接通道由相鄰細(xì)胞膜之間的半通道組成,進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流。生理情況下,縫隙連接處于開(kāi)放狀態(tài),半通道處于關(guān)閉狀態(tài)。腦缺血損傷時(shí)會(huì)促進(jìn)半通道的開(kāi)放,致使細(xì)胞內(nèi)外離子平衡破壞,加速細(xì)胞死亡。

CX43是AS縫隙連接的主要蛋白。Cx43可能通過(guò)促進(jìn)細(xì)胞凋亡和線粒體自噬影響神經(jīng)元的存活。針刺可以阻斷Cx43的過(guò)表達(dá),減輕腦神經(jīng)元缺血再關(guān)注損傷。研究表明[38],針刺可以通過(guò)抑制mGluR5和P38MAPK mRNA的表達(dá),調(diào)節(jié) Cx43半通道的通透性,減輕腦缺血損傷。Cx43半通道是Ca2+進(jìn)入細(xì)胞的重要途徑,而細(xì)胞內(nèi)Ca2+紊亂是腦缺血損傷的重要原因之一。研究表明[39],針刺能夠通過(guò)抑制半通道的開(kāi)放抑制細(xì)胞內(nèi)鈣超載,減少腦損傷。

2.8 針刺抑制腦水腫

水通道蛋白家族(AQPs)是一類主要負(fù)責(zé)水和小分子物質(zhì)跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的膜蛋白。APQ4是該家族在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的主要成員,在AS大量表達(dá)。AS足突包繞血管,與血管內(nèi)皮細(xì)胞、周細(xì)胞及神經(jīng)元等共同組成神經(jīng)血管單元(NVU),NVU作為一個(gè)完整的功能單位,在針刺治療CIS中具有重要作用。AQP4在腦缺血時(shí)表達(dá)增多,是導(dǎo)致腦水腫的重要原因,針刺通過(guò)抑制AQP4表達(dá),減輕腦水腫的發(fā)生。頭針治療可通過(guò)抑制V1AR/CaMK2/AQP4信號(hào)通路抑制CIS腦水腫[40]。AS中表達(dá)的另一種AQPs為AQP9,與腦水腫的發(fā)生密切相關(guān)。研究表明,針刺能夠抑制AQP9的表達(dá),減輕腦水腫的發(fā)生[41]。

2.9 針刺促進(jìn)神經(jīng)干細(xì)胞分化

NSCs是神經(jīng)系統(tǒng)中能夠自我更新并具多向分化潛能的細(xì)胞。成年人腦中NSCs主要存在兩個(gè)區(qū)域,一個(gè)是側(cè)腦室室管膜下區(qū)(SVZ),另一個(gè)是海馬齒狀回。腦缺血能夠激活NSCs向神經(jīng)元或膠質(zhì)細(xì)胞分化。AS可能在NSCs增殖過(guò)程中起到促進(jìn)或中介作用。研究表明[42],腦缺血后大鼠SVZ區(qū)GFAP表達(dá)增加,針刺治療后GFAP進(jìn)一步增加,提示AS的活化可能與NSCs在此處的增殖密切相關(guān)。同樣,在對(duì)腦缺血大鼠海馬齒狀回的研究[43]表明,針刺能夠通過(guò)調(diào)節(jié)AS活化促進(jìn)神經(jīng)發(fā)生及神經(jīng)細(xì)胞的修復(fù)。

CIS發(fā)生后,部分RAS具有干細(xì)胞潛能,能夠往神經(jīng)元方向分化。通過(guò)熒光雙標(biāo)法分別用GFAP和神經(jīng)元特異性烯醇化酶(NSE)標(biāo)記大鼠海馬AS和神經(jīng)元,觀察不同組別各時(shí)間點(diǎn)被標(biāo)記細(xì)胞數(shù)量差異,結(jié)果顯示,針刺治療組較模型組GFAP和NSE雙標(biāo)細(xì)胞數(shù)量增多,NSE單標(biāo)細(xì)胞數(shù)量增多,提示針刺可能促進(jìn)RAS向神經(jīng)元轉(zhuǎn)化[44]。

巢蛋白(Nestin)屬于中間絲蛋白,常作為NSCs的標(biāo)志物。在RAS中發(fā)現(xiàn)有大量巢蛋白表達(dá),進(jìn)一步提示RAS可能具有多分化潛能。研究表明[45]針康治療能夠促進(jìn)腦缺血大鼠巢蛋白的表達(dá),促進(jìn)NSCs增生。

波形蛋白(Vimentin)屬于膠質(zhì)細(xì)胞中間絲的成分之一,一般在胚胎期表達(dá),出生后會(huì)很快被GFAP替代。波形蛋白也常作為NSCs的標(biāo)志之一。近年研究發(fā)現(xiàn),波形蛋白在腦損傷周?chē)M織出現(xiàn),Vimentin陽(yáng)性表達(dá)與NSCs和RAS密切相關(guān)。研究表明[46],針刺治療能夠明顯促進(jìn)缺血皮質(zhì)和紋狀體Vimentin陽(yáng)性細(xì)胞表達(dá),改善大鼠神經(jīng)功能缺損。Tao J等[47]研究表明,針刺曲池和足三里能夠促缺血再灌注大鼠紋狀體中GFAP/Nestin/Vimentin共標(biāo)記陽(yáng)性RAS的增殖,發(fā)揮中樞神經(jīng)保護(hù)作用。

2.10 針刺抑制膠質(zhì)瘢痕過(guò)度生成

腦缺血發(fā)生后,伴隨AS活化,缺血周?chē)鷧^(qū)AS大量激活,膠質(zhì)再生活躍,增生的神經(jīng)膠質(zhì)一方面能夠抑制炎癥擴(kuò)散,減輕腦水腫及組織損傷,另一方面過(guò)度增生的神經(jīng)膠質(zhì)形成膠質(zhì)瘢痕,抑制神經(jīng)元的軸突再生,阻礙神經(jīng)功能修復(fù)。硫酸軟骨素蛋白多糖(CSPGs)是一組以共價(jià)結(jié)合硫酸軟骨素的蛋白質(zhì),屬于細(xì)胞外基質(zhì)分子家族成員。CSPGs是構(gòu)成神經(jīng)膠質(zhì)瘢痕的重要成分,在中樞神經(jīng)受損傷時(shí),主要由AS生成。CSPGs通過(guò)抑制軸突伸展和側(cè)枝萌發(fā)以及抑制層粘連蛋白的促軸突生長(zhǎng)功能限制受損神經(jīng)修復(fù)[48]。電針通過(guò)抑制CSPGs如神經(jīng)蛋白聚糖和磷酸肌酸蛋白聚糖抑制膠質(zhì)瘢痕的生成減輕腦缺血再灌注損傷[49]。

3 小結(jié)

AS作為中樞神經(jīng)系統(tǒng)中具有廣泛細(xì)胞組織聯(lián)系與多功能的神經(jīng)輔助細(xì)胞,在CIS發(fā)生發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮了重要作用。針刺在CIS中對(duì)AS的整體調(diào)控表現(xiàn)在:抑制AS活化、促進(jìn)AS增殖與抑制AS過(guò)度增生,有利于AS超微結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。針刺治療通過(guò)多途徑雙向調(diào)節(jié)AS相關(guān)機(jī)能,促進(jìn)神經(jīng)再生與修復(fù)、調(diào)控興奮性氨基酸代謝、調(diào)節(jié)能量代謝、調(diào)控血管再生、抑制氧化及炎癥反應(yīng)、調(diào)節(jié)細(xì)胞通訊、抑制腦水腫、促進(jìn)神經(jīng)干細(xì)胞分化及抑制膠質(zhì)瘢痕的過(guò)度生成等途徑促進(jìn)CIS損傷修復(fù)。

A1、A2型AS雖然已經(jīng)提出,但是在腦缺血缺氧情況下對(duì)于單一表型的研究相對(duì)較少。在針刺刺激下的AS表型轉(zhuǎn)化及相關(guān)物質(zhì)代謝改變?nèi)鄙僭敿?xì)研究。AS在腦缺血缺氧時(shí)的改變是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程,對(duì)于不同時(shí)間階段腦內(nèi)AS相關(guān)物質(zhì)代謝改變還不夠確切,如果能夠判別在不同時(shí)間階段AS內(nèi)代謝變化,選取最合適的干預(yù)時(shí)間及干預(yù)手段,誘導(dǎo)AS表型向著有利于疾病恢復(fù)的方向發(fā)展,將會(huì)是一個(gè)非常有價(jià)值的研究方向。針刺治療的不同干預(yù)時(shí)間、干預(yù)方式以及不同的刺激參數(shù)對(duì)于疾病的影響也存在差異,針灸治療腦卒中療效顯著并且有許多可以深入發(fā)掘的方向,希望隨著研究的深入,未來(lái)會(huì)有更多研究出現(xiàn),針刺治療的干預(yù)方式會(huì)變得更加可控,針刺治療療效也會(huì)得到相應(yīng)的提高。