针灸诱导HSP70抗细胞损伤及其应用现状的研究*

杨 舟 常小荣 刘 密 彭 亮 文 琼

湖南中医药大学（湖南长沙410007）

热休克蛋白（HSPs）广泛存在于所有原核和真核细胞内，在机体受到如高温、缺血或缺氧刺激后，引起生物细胞损伤，发生热休克反应 （HSR）时所产生的细胞蛋白。一般分为HSP90、HSP70、HSP60和小分子HSP等4个家族。其中HSP70是目前备受关注、探讨最多、研究最深入的一族，是HSPs家族中最重要的一族。针灸作为中医学传统防治疾病的方法，其本身对人体是一个应激原的刺激。近年来研究表明，针灸在治疗脑缺血、心肌缺血再灌注、脊髓损伤、胃肠黏膜损伤、关节炎等方面具有诱导HSPs产生的作用［1-10］。现就近年来运用针灸诱导HSP70抗细胞损伤及其应用的研究现状作一综述。

1 HSP70保护细胞的机制

HSP70的细胞保护作用是指机体细胞在受到各种应激时，产生的HSP70可以增强细胞对损害的耐受程度，维持细胞的正常功能代谢，提高细胞生存率［11］。其机制主要包括分子伴侣作用、抗细胞凋亡作用、抗氧化作用、参与细胞耐热作用。

1.1 分子伴侣作用分子伴侣是一类辅助新合成或解折叠蛋白质正确折叠和组装的蛋白质，HSP70以ATP依赖的方式结合未折叠多肽的疏水区以稳定其未折叠的状态，再通过有控制的释放帮助其折叠功能，细胞内有很多蛋白质合成后暂时与HSP结合，保持其伸展状态以利其穿过内质网或线粒体膜［12］。HSP70作为HSPs家族中主要的分子伴侣蛋白，广泛参与机体内各细胞的蛋白质折叠和装配过程，维持细胞蛋白稳定性，提高细胞耐受性，使细胞保持正常的生理功能。机体在受到应激原的刺激时，HSP70在染色体与核质内聚集，并以特殊的方式与解聚染色质相互作用，防止染色质和hnRNA复合物降解。HSR诱导产生的HSP70不仅能增加细胞的耐热性，而且能增加细胞对其他应激原的耐受性，加速正常蛋白质的合成，以补充由于热休克发生变性而减少的蛋白质，这对维持蛋白质内环境的稳定具有重要意义。

1.2 抗细胞凋亡作用细胞凋亡与机体组织自稳机制有关。目前认为HSP抗细胞凋亡作用是通过以下3条途径实现的［13］：（1）对线粒体通路介导细胞凋亡的调控作用。易受乡等［14］从细胞凋亡线粒体信号转导通路入手，对艾灸促进胃黏膜HSP70表达上调对急性胃黏膜损伤细胞凋亡线粒体信号转导途径的相关作用靶点及其有关物质进行了研究，发现艾灸预处理足三里、梁门可以促进模型大鼠胃黏膜HSP70大量表达，抑制细胞凋亡线粒体信号途径相关因子表达和细胞凋亡，并认为艾灸可能是通过增强胃黏膜HSP70表达，干预了细胞凋亡线粒体信号转导途径不同靶点，达到抑制胃黏膜细胞凋亡、保护胃黏膜损伤的作用。Iosser D等［15］也曾报道过HSP70可以通过抑制Cyt-C释放和Caspase-9前体激活从而控制细胞凋亡。（2）对死亡受体通路介导细胞凋亡的调控作用。在死亡受体家族中最典型的是Fas和TNFRs［16］。 现在大量研究证实，HSP 能调节 Fas、TNFR 和 TNF 相关的凋亡诱导配体介导的细胞凋亡途径。马晓苋等［17］研究认为，针刺可下调Fas蛋白表达。还有研究发现，HSP70还会干扰在细胞毒性作用中起关键作用的磷脂酶A2产生活性信号转运系统从而保护特定肿瘤细胞免受TNF介导的细胞毒性作用的杀伤［18］。（3）对细胞内抗凋亡及促凋亡信号转导通路介导细胞凋亡的调控作用。陈兰英等［19］研究发现，胃癌细胞在体外培养状态下，经不同浓度HSP70单克隆抗体处理后，HSP70表达被阻断，胃癌细胞的生长受到抑制并且发生凋亡。赵桢等［20］的研究也证实了这一点。可能是细胞内的HSP70与HSP70MAb结合，失去了抗凋亡的作用；另一方面，HSP70的细胞内合成被封闭，抑制了癌细胞HSP70的作用，从而诱导胃腺癌MGC-803细胞的凋亡。

1.3 抗氧化作用缺血期间，细胞内环境发生变化，自由基产生，蛋白质特别是SOD等抗氧化酶功能丧失［21］。心、脑缺血再灌注中HSP70对心肌细胞和神经元细胞的保护功能，也是对HSP70抗氧化作用的有力证据。

1.4 参与细胞耐热HSP70广泛存在于细胞骨架和核骨架内，与核仁和细胞膜结合提高细胞对热的耐受力，因此在各种细胞器中核仁和细胞膜对热刺激尤为敏感。研究发现通过热应激产生的HSP70也伴随着对其它应激耐受力的提升，反之其它应激也能刺激HSP70生成和增多，从而产生热耐受。张红艳等［22］观察严重烧伤大鼠胃黏膜HSP60和HSP70的表达变化及热休克预处理对严重烧伤大鼠胃黏膜的影响，结果表明热休克预处理诱导HSP60、HSP70过量表达后可减轻大鼠烧伤后急性胃黏膜损害。韩利芳等［23］通过对比热应激预处理组与非预处理组大鼠脑缺血10min再灌注后12h时脑组织内HSP70和紧密连接蛋白Occludin的表达及血脑屏障通透性改变，发现热应激预处理组动物缺血再灌注后，脑组织内HSP70及紧密连接蛋白Occludin的表达比非预处理组高，而血脑屏障通透性降低。Lee等［24］研究发现，HSP70的过量表达可以调节和抑制间质金属蛋白酶来减少细胞、组织在缺氧情况下的损伤。Duncan等［25］的研究结果表明包括HSP90和HSP70的多种蛋白分子伴侣的复合物是热应激蛋白合成的终止，又能促使一般的翻译修复，从而形成热耐受；削弱任何一个分子伴侣的作用就足以调节热应激。

2 针灸与HSP70

大量研究表明，针灸对全身各器官组织都有不同程度的保护作用，并可诱导HSP70的产生。研究目前主要集中在脑、心、胃等主要脏器。

2.1 针灸抗脑细胞损伤与HSP70王伟等［26］采用线栓法制备大鼠大脑中动脉闭塞模型（MCAO），随机分组，观察大鼠缺血侧大脑皮层HSP70蛋白表达阳性细胞数，组织学损伤分级及神经功能缺陷评分的变化。结果示脑缺血再灌注电针组较对照组HSP70阳性细胞数多，组织学损伤分级低，神经功能缺陷评分低，表明电针可以提高局灶性脑缺血再灌注大鼠大脑皮层HSP70蛋白的表达，针刺治疗机制可能与HSP70蛋白增加有关，唐伟等［27］通过针刺预处理，诱导大鼠脑缺血耐受，针刺预处理组术前7d予针刺双侧足三里和曲池后连接电疗仪，强度以肢体轻微抖动为度，每日1次，时间30min，同时用毫针向百会穴平刺约3mm，间歇5 min捻转1次，时间30min，7d后采用四动脉阻断法给予全脑缺血10min，观察大鼠大脑海马CA1区TUNEL染色阳性细胞数，大鼠脑海马HSP70阳性细胞数及HSP70 mRNA表达，结果发现针刺可以减少海马CA1区神经元凋亡的发生，并且显著增强HSP70的表达，认为抑制缺血后神经元凋亡可能是针刺预处理发挥脑保护作用的一种途径，其保护机制可能与抑制细胞凋亡及上调HSP70 mRNA、HSP70表达水平有关。樊小农等［28］通过向颈内动脉注入自体血栓的方法建立大鼠多发梗死性痴呆（MID）模型，针刺组取人中、内关、风池穴，非穴组取双侧胁下两固定非穴点，每日1次，连续针刺2周后观察皮层、海马、纹状体和丘脑区的细胞凋亡现象及HSP70mRNA和蛋白的表达，结果显示模型组各脑区细胞凋亡程度明显高于假手术组，针刺组各脑区细胞凋亡程度明显低于模型组，针刺组各脑区HSP70mRNA及蛋白表达明显高于模型组。针剌可抑制MID模型大鼠脑细胞凋亡并且诱导MID模型大鼠HSP70的表达，并且有穴位特异性。王秀云等［29］用免疫组织化学法观察缺血区皮层脑组织HSP70蛋白的表达变化及施加井穴放血法后对其的干预作用。结果显示急性缺血性脑损伤可快速诱导HSP70蛋白在皮层缺血区脑组织的表达增加，其表达与缺血时间呈正相关，提示脑的缺血性损伤可应激性地增强神经细胞对缺血、缺氧的耐受和适应能力，而应用井穴放血的干预治疗可明显上调缺血区皮层脑组织HSP70的表达水平，进一步增强脑组织对抗缺血性损伤的应激能力，抵抗缺血性脑损害的进一步发展，增强脑修复能力。

2.2 针灸抗心肌细胞损伤与HSP70王祥瑞等［30］在制作兔心肌缺血再灌注模型的过程中采取电针刺激云门、列缺、内关3个穴位，通过检测心肌细胞HSP70和c-fos的表达发现，电针刺组心肌细胞HSP70和c-fos表达量较对照组明显增加，说明电针刺能诱导心肌细胞HSP70和c-fos的表达。孙忠人等［31］采用免疫组织化学法检测大鼠心肌组织HSP70表达发现，逆灸与缺血预处理均可增加HSP70的表达，减轻心肌缺血再灌注对心肌造成的损伤。ZHAO等［32］利用大鼠心肌缺血再灌注模型研究大鼠细胞凋亡及HSP70mRNA表达的情况。结果发现艾灸预处理组细胞凋亡降低，HSP70mRNA表达增加，且与艾灸预处理的次数有相关性。艾灸预处理每日1次与缺血预处理预防心肌缺血再灌注损伤的效应无显著性差异，艾灸预处理每日2次组优于缺血预处理组。表明艾灸预处理对心肌细胞缺血再灌注具有保护作用，其效应与每日艾灸次数有关。

2.3 针灸抗胃黏膜损伤与HSP70常小荣等［33］艾灸大鼠足三里、梁门等穴位，预处理7d后采用水浸-束缚应激法制备大鼠应激性溃疡模型，发现艾灸足三里等穴可使大鼠胃黏膜损伤指数（UI）明显下降，经艾灸预处理的大鼠胃黏膜PGE2含量均有不同程度升高，ET含量下降显著，HSP70蛋白和mRNA表达显著增强，说明艾灸足三里、梁门能通过增强HSP70的蛋白和基因表达，达到胃黏膜保护作用，并有一定的穴位特异性。杜燕等［34］采用无水乙醇灌胃制备急性胃黏膜损伤模型，通过艾灸足三里、中脘后，按Guth法计算UI，HE染色观察胃黏膜组织形态学变化，免疫组织化学法检测胃黏膜细胞中HSP70的表达，放免法测定血清中炎性细胞因子的含量。结果与对照组比较，模型组UI、血清中炎性细胞因子含量明显升高，胃黏膜组织炎性浸润明显。与模型组相比，艾灸组UI、血清中炎性细胞因子含量明显降低，胃黏膜组织形态较为完好，HSP70大量表达。表明艾灸足三里、中脘穴对大鼠急性胃黏膜损伤具有一定的保护作用，其机制可能与诱导机体产生大量HSP70抑制炎性细胞因子的释放有关。易受乡等［35］通过艾灸“足三里-梁门”穴组及非穴位对照点，束缚水浸应激法制备胃溃疡模型，结果束缚水浸应激法造模后可致胃黏膜损伤指数升高，胃黏膜TGF-α含量下降，PCNA下降，细胞凋亡指数、HSP70 mRNA增加。艾灸足三里、梁门可降低胃黏膜损伤指数，增加胃黏膜TGF-α含量，促进HSP70 mRNA和PCNA的表达，降低胃黏膜细胞凋亡指数，与模型组和对照组比较有显著性差异。表明艾灸足三里、梁门对应激性胃溃疡的胃黏膜具有保护作用，其机制可能是促进了TGF-α合成，刺激胃黏膜细胞增殖，抑制细胞凋亡，而这一过程可能与艾灸诱导HSP70表达有关。

3 讨 论

HSP70对正常和非正常状态下生物体的生存作用是非常复杂和重要的，具有广泛的应用前景。针灸作为一种良性的应激原，通过针刺的机械刺激、艾灸的温热刺激，或借助药物、电光等理化方法刺激相关腧穴，激发人体经络之气，从而达到协调阴阳、调整虚实、抵御病邪的目的，具有诱导HSP70和HSP70mRNA的大量表达作用，这种表达作用还与腧穴的特异性以及针灸刺激量效相关。针灸诱导产生HSP70是针灸发挥治疗及保健作用的重要机理之一，同时针灸预处理对HSP70的影响也丰富了针灸“治未病”理论，为这一理论在临床上的应用提供了实验依据［36-37］。

综上所述，针刺和艾灸通常各自应用于诱导某些特定脏器HSP70表达的研究，例如针刺主要运用在心、脑缺血再灌注，艾灸则更多地运用在修复胃黏膜损伤的方面，缺乏针刺与艾灸诱导同一脏器HSP70表达情况对照以及针灸的量效因素对HSP70量的表达影响的相关研究。而且对HSP70的研究目前还是以动物实验为主，涉及的疾病范围相对狭隘，临床研究较少。因此，还应进一步扩大研究范围，并在研究条件允许的前提下采取阻断HSP70的研究方法，以提供更丰富、更扎实、更直接的研究证据。

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