基于信号转导通路探讨针灸治疗血管性痴呆的作用机制

颜丽巧，易伊人，陈 茂，张 夏，金小钰，刘运珠

（1.广西中医药大学研究生院，广西 南宁 530200；2.广西中医药大学第一附属医院，广西 南宁 530200）

血管性痴呆（vascular dementia,VD）是以认知和记忆功能障碍为主要临床表现的痴呆[1]，是继阿尔茨海默病（AD）之后第二常见的痴呆类型。由于脑组织缺血、缺氧及低灌注损伤，大脑局部神经元坏死，导致认知障碍逐渐加重，大脑功能逐步下降，临床上以梗死性痴呆最为常见。VD在祖国医学中归于“痴呆”“呆病”等范畴，病位在脑，与五脏密切相关，证属本虚标实，病因病机主要为髓海不足、脾肾两虚、痰浊蒙窍、瘀血内阻[2]。针灸治疗VD临床疗效肯定，但其具体作用机制尚未完全明确。近年来，大量研究表明[3-6]，针灸可调控相关信号通路，通过抑制细胞凋亡、促进血管再生、减轻炎症反应、抑制细胞自噬等方式，减少大脑皮层神经细胞的死亡，促进损伤脑组织的修复与再生，改善大脑缺血区血供，促进学习记忆行为的恢复。本文旨在通过总结针灸干预相关信号通路分析针灸治疗VD的机制，为未来针灸治疗该病的研究方向提供理论和实践参考。

1 MAPK级联信号转导通路

丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）通路是所有真核细胞共有的信号通路，MAPK家族主要包括p38丝裂原活化蛋白激酶（p38MAPK）、c-Jun氨基末端激酶（JNK）和细胞外调节蛋白激酶（ERK），分别介导3条并行的MAPK信号通路，这些信号通路主要参与介导脑缺血损伤中神经细胞周期控制、细胞凋亡和细胞凋亡分化[5]。

1.1 p38MAPK信号转导通路VD的发生与脑缺血密切相关，脑缺血可导致自由基的产生、内皮功能障碍等病理损伤，p38MAPK通路被激活，进而参与调控细胞凋亡、炎症反应、细胞应激等生理病理过程[6]。研究[7]发现，向VD模型大鼠侧脑室注射SB202190抑制p38MAPK信号通路后，SB202190组大鼠海马区凋亡细胞较模型组减少，同时细胞凋亡调控因子Bcl-2表达升高，Caspase-3表达降低，证明了p38MAPK通路可通过调控Bcl-2、Caspase-3的表达，减少细胞凋亡的发生，从而改善大鼠的学习记忆能力。贾睿帼[8]发现，分别采用2 Hz、100 Hz、2/100 Hz 3种频率电针刺激VD模型大鼠，3组大鼠海马区p38MAPK及Caspase-3蛋白表达降低，Bcl-2蛋白表达明显升高，与模型组比较，差异均有统计学意义（P＜0.05），其中2 Hz组降低Bcl-2蛋白表达作用更显著，而2/100 Hz组降低Caspase-3蛋白表达更显著。脑缺血刺激后，脑组织损伤区域产生的大量炎症因子过度表达会加重脑损伤[9]。研究[10-11]发现脑缺血再灌注中p38MAPK蛋白的磷酸化水平明显升高，上调促炎细胞因子的表达，诱导炎性级联反应，并增加神经元损伤。刘飞来[12]采用电针治疗脑缺血再灌注认知障碍大鼠，结果显示，与模型组比较，电针组大鼠水迷宫逃避潜伏期减短，脑梗死体积明显减小，海马组织p38MAPK mRNA、TNF-α mRNA、IL-1β mRNA表达明显降低，表明电针改善大鼠认知功能障碍的作用机制可能与抑制p38 MAPK信号通路的活性、下调炎症因子有关。袁爱红等[13]的研究同样证明了这一观点。

1.2 JNK信号转导通路 脑缺血可激活JNK信号通路中的MAPKK激酶，引起JNK的磷酸化，被激活的pJNK既可上调促凋亡相关蛋白的表达，进而激活死亡受体凋亡通路，又可调节Bcl-2家族成员的活性，参与由线粒体介导的细胞凋亡通路，激活Caspase凋亡蛋白酶，诱导脑神经元凋亡[14]。郭菲等[15]发现电针可显著下调VD模型大鼠海马组织JNK、p-JNK、Caspase-8、Caspase-3蛋白表达，刘雅儒[16]则发现电针可使脑缺血再灌注损伤（CIRI）模型小鼠海马、皮层组织细胞JNK的活化被抑制，Bax、Caspase-3的表达降低，Bcl-2表达升高，Caspase-9表达与模型组比较，差异无统计学意义（P＞0.05），实验中未进一步研究及阐述。

1.3 ERK信号转导通路 脑缺血损伤后ERK与JNK、p38 3条通路的动态平衡决定了细胞的存亡，ERK通路的激活可以抑制神经元的凋亡[17]。ERK1/2通过转录非依赖机制调控生存蛋白，继而磷酸化促凋亡蛋白Bad，使抑制Bcl-2或Bcl-xl的抗凋亡作用丧失，从而抑制细胞的凋亡[18]，ERK1/2的活化还能诱导活化Bcl-2等抗凋亡蛋白[19]，抑制细胞色素C的释放，维持线粒体的功能，从而抑制细胞凋亡的发生。程红亮等[20]研究发现，与模型组比较，电针组VD大鼠跳白实验逃避潜伏期延长、错误次数减少，海马CA1区ERK阳性神经元表达增加。林亚平等[21]发现经针刺治疗后的CIRI大鼠，神经功能缺损评分、脑梗死面积、Bax表达以及凋亡细胞和ERK1/2蛋白的磷酸化水平均明显低于模型组，Bcl-2表达明显高于模型组，提示针灸可能是通过ERK通路，降低ERK1/2蛋白的磷酸化水平及调节凋亡相关因子Bcl-2、Bax表达来实现的对脑组织的保护作用。

1.4 多条通路共同参与MAPK联级转导通路是一条复杂的通路，研究[22]发现，细胞存亡依赖于几条通路之间相互抑制或协作，JNK和p38MAPK激活的同时ERK1/2的活化被抑制才能促进细胞凋亡。马莉等[23]实验发现，经电针治疗后的VD大鼠与模型组相比，Bax、p-p38 MAPK蛋白相对表达量明显降低，Bcl-2、p-ERK1/2蛋白相对表达量明显升高。其他研究[24-25]发现，电针治疗敲除JNK基因的CIRI大鼠后，大鼠海马组织p-ERK1/2蛋白相对表达量升高而p-p-38MAPK蛋白相对表达量降低，证明了针灸能动态调节两条信号通路，通过降低神经元的坏死来发挥脑保护功能。

2 Notch信号转导通路

Notch通路主要由Notch受体、配体及靶基因三部分组成，配体与受体结合促使Notch分子活化，释放受体胞内段活性结构域（NICD）。NICD的形成是Notch通路激活的标志，进而启动Notch下游靶基因Hes家族等的转录而发挥调控作用[26]，不同的Hes作用不同，如Hes1表达可促进神经前体细胞进行自我更替与增殖，Hes3在维持神经元的未分化状态、促进其增殖等方面发挥重要作用，Hes5可维持细胞骨架、抑制分化信号迁移及传递。脑缺血损伤后Notch信号通路被激活，活化的Notch信号通路起到调节神经干细胞增殖、促进血管新生等作用[27]。

2.1 调节神经干细胞增殖 王莹等[28]研究发现，与西药组比较，经艾灸治疗的VD大鼠海马组织中神经生长因子（NGF）、脑源性神经营养因子（BDNF）、Hes3、Notch1的mRNA及蛋白相对表达量均明显升高，由此推测艾灸改善痴呆大鼠记忆和认知能力，可能与调节Notch信号通路有关。陶静等[29]发现电针治疗CIRI大鼠3 d和7 d均能改善Catwalk步态系统部分行为学功能，使其运动速度增加，持续时间减少，大鼠脑缺血周围区皮质、缺血侧室管膜下区（SVZ）NICD蛋白、Hes1和Hes5的表达上调，神经干细胞数量上调，采用γ分泌酶抑制剂阻断其通路时，电针促进神经干细胞增殖现象被抑制。

2.2 促进血管新生 张双双[30]采用眼针干预CIRI大鼠后，发现眼针组大鼠缺血半暗带区脑组织Notch1、Hes1、NICD水平显著上调，同时血管内皮生长因子（VEGF）的表达亦明显升高，马菡[31]同样发现电针干预脑梗死模型大鼠后，与模型组比较，电针组大鼠脑组织Notch1、Notch4、Hes1的mRNA及蛋白相对表达量均明显升高，同时，VEGF及其受体VEGFR-1、VEGFR-2的mRNA和蛋白相对表达量也明显升高，由此推测针灸可通过激活VEGF-Dll4/Notch信号通路，介导血管新生，进而促进脑缺血后的血管新生与重塑，发挥对缺血区损伤组织的保护作用。

3 NF-κB信号转导通路

核因子-κB（NF-κB）信号通路可调控炎症反应、细胞增殖与神经元凋亡、自噬等过程，是导致认知障碍发生与发展的关键环节[32]。脑缺血后细胞受到氧化应激、细胞因子、内毒素等信号刺激，NF-κB得以活化，诱导细胞因子（如TNF-α、IL-1β、IL-6等）、趋化因子（如IL-8）等不同炎症靶基因的过度或持续表达，进而趋化大量中性粒细胞等炎症细胞浸润、聚积于炎症部位，最终造成炎症反应。同时，活化的NF-κB信号通路在细胞进程中可发挥抗凋亡或者抑凋亡的双向调节作用，如在线粒体凋亡通路中NF-κB可以通过对细胞凋亡抑制蛋白IAP家族成员的激活而抑制凋亡，也能够使促凋亡基因Bcl-X、Bax等表达上调而促进凋亡[33]。目前针灸在NF-κB信号通路调控自噬过程的相关研究相对缺乏。

3.1 调节炎症反应 马莉等[34]发现经电针干预的VD大鼠海马组织中的蛋白去乙酰化酶SIRT1表达水平降低，抑制其下游因子NF-κB p65去乙酰化，从而减少促炎因子的合成和释放。庄丽华等[35]认为电针能通过抑制小胶质细胞的活化，下调Toll样受体TLR4 mRNA和蛋白的表达，使其介导的MyD88/NF-κB信号转导通路被抑制，减少血清炎症因子TNF-α、IL-1β的释放，起到减轻脑缺血炎症反应的作用。以上实验表明电针通过调节NF-κB信号通路，抑制炎症反应，进而有效改善模型大鼠认知功能障碍，陶一鸣等[36]实验结果证明了这一观点。阮静茹等[37]对VD大鼠行艾灸治疗后，同样发现大鼠海马组织中NF-κB p65蛋白及TNF-α、IL-6、IL-1β等促炎因子表达量显著减少，证明艾灸亦可调控NF-κB通路的活化状态，抑制促炎因子释放，减轻脑缺血引发的炎性损伤。

3.2 调节细胞增殖与神经元凋亡 豁银成等[38]发现预电针组、预艾灸组及预针灸组阿尔茨海默病（AD）大鼠海马组织NF-κB表达明显降低，Bcl-2的表达均明显升高，可推测针灸预刺激可抑制NF-κB表达，增加Bcl-2的表达，发挥抗凋亡作用，以保护神经细胞，延缓AD进程。许潇莹[39]则认为电针通过调控小胶质细胞的活化，抑制TLR2介导的NF-κB信号通路，促进胶质细胞源性神经营养因子（GDNF）的表达发挥脑神经保护作用。

4 PI3K/Akt信号转导通路

磷酸肌醇3-激酶(PI3K)/蛋白激酶B(PKB/Akt)信号通路广泛存在于各种细胞中，参与并调节细胞生长、增殖、分化与迁移过程，是经典的抗凋亡、促存活的信号转导通路，与VD的发生、发展密切相关[4]。

4.1 抑制细胞凋亡 脑缺血缺氧后多数受损脑细胞最终会死亡或凋亡，PI3K/Akt信号通路可通过调节mTOR、Bcl-2、Bax等的表达，进而控制凋亡和促凋亡蛋白的合成[40]。石菊荣[41]研究发现电针在缩短VD大鼠逃避潜伏期、增加跨越平台次数、降低神经行为学评分方面均有很好的疗效，且大鼠海马CA1区PI3K、Akt、mTOR的表达明显高于模型组、西药组。李令建等[42]发现采用电针干预MCAO模型大鼠，电针组大鼠海马组织PI3K、Akt、Bcl-2 mRNA及蛋白表达明显高于模型组，Bax蛋白表达明显低于模型组。陈晶等[43]则认为电针可激活PI3K/Akt信号通路，活化的Akt与磷酸化糖原合成酶激酶-3β（p-GSK-3β）结合后，向细胞膜转位，抑制GSK-3β的活性，阻止细胞凋亡发生，从而发挥脑保护作用。李龙春等[44]则认为针刺通过激活PI3K/Akt/mTOR信号转导通路，改善氧化应激诱导的线粒体功能损伤和线粒体膜电位下降现象，减少受损线粒体的积累，缓解细胞损伤，从而改善VD大鼠的认知功能。

4.2 促进血管新生 血管新生功能异常是VD发生的根本原因，脑血管病变过程中，血管新生不足会导致循环障碍和组织坏死，治疗性血管新生是治疗脑血管病变致脑损害后出现的认知功能障碍的新方式。袁丽君等[45]发现采用土家族麝针疗法治疗的MCAO大鼠海马组织中PI3K、Akt蛋白表达显著升高，mTOR蛋白表达显著降低，同时血浆中HIF-1α、VEGF的含量显著升高。李琼莉等[46]则认为电针可通过上调p-AKT和其下游的p-mTOR和p-P70S6K的表达，增加脑皮质缺血区CD34+微血管数目，上调VEGFR2蛋白的表达，促进大脑皮质缺血区血管再生。胥虹贝等[47]发现采用特异性抑制剂LY294002阻断PI3K/AKT通路后，电针处理不再增加大鼠大脑皮质缺血区CD34+微血管数目。

4.3 促进神经生长因子释放 大脑周围神经损伤后神经营养因子释放减少，神经生长因子与酪氨酸激酶结合后激活PI3K/Akt信号通路，抑制神经元的损伤，从而促使神经营养因子释放增加[48]。据报道，有学者[49]发现头穴丛刺可上调缺氧缺血性脑损伤大鼠海马CA1区BDNF、TrkB、p-ERK、p-Akt蛋白表达，胡冠宇[50]进一步证明头针可能通过上调BDNF与TrkB的表达，从而激活的下游PI3K/Akt/GSK-3β信号通路，起到了对大鼠脑组织细胞的修复和保护作用。

4.4 抑制细胞自噬 缺血损伤后可导致自噬过度活化，细胞损伤死亡，PI3K/Akt信号通路的激活可抑制过度活化的自噬水平，减轻细胞损伤[51]。王曼曼[52]采用电针刺激缺血性脑卒中大鼠曲池和足三里穴位，发现电针能激活PI3K/AKT/mTOR信号通路，并降低LC3等自噬相关蛋白的表达，从而抑制神经元的自噬与凋亡，发挥神经保护作用。

5 其他相关信号转导通路

已有学者研究[53]发现，Wnt/β-catenin信号通路与VD的发生、发展密切相关，激活Wnt/β-catenin信号通路能够改善大鼠脑缺血再灌注导致的神经元损伤。朱晓璐[54]研究也证明了Wnt/β-catenin蛋白表达下调可能与持续低灌注引起的VD后胶质细胞活化、PECAM-1免疫活性具有关联性。杨杨[55]研究发现，智三针可以通过上调β-Catenin、LRP5和LEF1等Wnt/βcatenin信号通路相关蛋白的表达，抑制GSK-3β活化，从而促进Wnt/β-Catenin信号通路传导，达到改善认知障碍大鼠学习记忆能力的作用。

JAK-STAT信号通路与脑缺血诱导的脑损伤密切相关，且该通路的炎症信号可介导小胶质细胞激活[4]，参与了VD的发病。曹燕[56]发现针刺能够上调α7烟碱样乙酰胆碱受体（α7nAChR）表达及下游JAK2/STAT3信号通路的活化，抑制VD大鼠海马区神经炎症因子的表达，抑制小胶质细胞的活化，从而提高VD大鼠学习记忆能力。

6 小 结

综上，针灸可能通过调控MAPK、Notch、NF-κB、PI3K/Akt、Wnt/β-catenin及JAK-STAT等相关信号转导通路，起到调控细胞增殖、抗神经元凋亡、抑制炎症反应、推进血管新生、抑制细胞自噬等作用，进而改善认知功能，提高学习记忆能力，从而防治血管性痴呆。

然而，目前针灸干预血管性痴呆相关信号通路的研究仍相对薄弱，且存在诸多不足，如：（1）针灸治疗血管性痴呆的穴位选取、针刺手法缺乏客观标准，如部分实验中均使用电针作为干预手段，但电针的波形、频率、留针时间长短不尽相同，今后可在实验中进一步规范量化；（2）目前实验研究多以针刺为主要干预手段，针刺中又以电针为主，艾灸或其他治疗方式相关研究则极少，干预手段相对单一，只有部分文章将现代医学分子机制与中医传统理论结合起来，今后可从这方面综合研究针灸干预血管性痴呆相关信号通路，为针灸治疗血管性痴呆提供更全面的理论支撑；（3）细胞中的信号转导通路网络十分复杂，一条通路可能受到多个信号蛋白或信号通路网络的调控，不同的上游和下游分子亦产生不同的激活效应，目前研究主要是以单独通路或通路的某一节段为主，较少采用多条通路间交互作用的研究思路，这方面有待进一步挖掘；（4）目前的研究主要以动物实验为主，鉴于人与动物之间的差异，实验研究的结论在指导临床实践过程中，需要有探索、修正、验证等临床过渡阶段进一步探索，以期更好的指导应用于临床。