中醫(yī)對(duì)不同疾病模型內(nèi)源性神經(jīng)干細(xì)胞活化的影響

齊兆雙，樊小農(nóng) ，趙海英，張智杰，麻聰聰，樊同濤

(1.天津中醫(yī)藥大學(xué)研究生，天津 300193； 2.天津市針灸研究所 天津市針灸學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300193；3.天津中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院，天津 300193)

神經(jīng)系統(tǒng)的某些疾病很大程度都在寄希望于內(nèi)源性神經(jīng)干細(xì)胞的活化，但并非神經(jīng)干細(xì)胞活化就是有益無(wú)害，比如癲癇。中藥、針刺等中醫(yī)手段既可促進(jìn)又可抑制神經(jīng)干細(xì)胞的活化，顯示了中藥、針刺干預(yù)的優(yōu)勢(shì)。神經(jīng)干細(xì)胞從增殖到分化為神經(jīng)元是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程，有其最佳增殖時(shí)間及最大增殖時(shí)限，整個(gè)過程需要約2個(gè)月。因此,在其增殖的時(shí)限內(nèi)給予中醫(yī)干預(yù)手段，可維持增殖時(shí)限、數(shù)量最大化并誘導(dǎo)其增殖、遷移、分化，促進(jìn)疾病的康復(fù)。

1 腦缺血模型及針刺、中藥干預(yù)可活化內(nèi)源性神經(jīng)干細(xì)胞

研究表明，腦缺血能促進(jìn)成年動(dòng)物腦內(nèi)神經(jīng)干細(xì)胞的增殖、遷移和分化，分化的新生神經(jīng)元可以部分地去替代和修復(fù)受損傷的神經(jīng)元，從而在一定程度上改善神經(jīng)功能缺損[1]，而且有一定的時(shí)限性。劉俊華等[2]觀察MCAO大鼠腦缺血后3、7、14、21、28 d SGZ區(qū)和SVZ區(qū)BrdU陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)量， 發(fā)現(xiàn)SVZ區(qū)在7 d時(shí)達(dá)到高峰，而SGZ區(qū)是在14 d時(shí)達(dá)到高峰， 但28 d時(shí)2個(gè)腦區(qū)均高于正常水平；另外觀察BrdU/NeuN(0.98%)或BrdU/GFAP(12.56%)雙標(biāo)陽(yáng)性的細(xì)胞，只有SVZ區(qū)在14 d后出現(xiàn)，SGZ區(qū)始終未見雙標(biāo)細(xì)胞，研究提示局灶性腦缺血可激活并促進(jìn)老年大鼠室管膜下區(qū)和顆粒下層的神經(jīng)干細(xì)胞增殖，同時(shí)室管膜下區(qū)部分增殖的細(xì)胞可分化為神經(jīng)元或神經(jīng)膠質(zhì)。中藥、針刺為重要治療手段促進(jìn)腦損傷康復(fù)方面具有可靠的臨床療效。針刺對(duì)海馬齒狀回神經(jīng)發(fā)生的促進(jìn)作用已經(jīng)在腦缺血沙鼠以及抑郁癥大鼠等病理模型上得到證實(shí)[ 3-4]。劉柏炎等[5]將補(bǔ)陽(yáng)還五湯作用于腦缺血模型大鼠，模型組、補(bǔ)陽(yáng)還五湯組均在腦缺血后12 h NSCs增殖以皮質(zhì)、缺血周圍區(qū)為主，5 d達(dá)到高峰；補(bǔ)陽(yáng)還五湯組高峰期則出現(xiàn)在第7天。李紅艷等[6]探討甾體皂苷TSA可促進(jìn)腦缺血損傷大鼠神經(jīng)發(fā)生，結(jié)果顯示：模型組SVZ區(qū)Brdu陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)和梗死周圍區(qū)Nestin的表達(dá)于術(shù)后第3天開始增加，7 d時(shí)達(dá)到高峰，14 d有所下降; TSA組在7、14 d時(shí)表達(dá)明顯增多。王少杰等[7]選用健腦方作用于腦缺血大鼠模型，模型組和治療組于缺血后第7天海馬齒狀回BrdU陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)達(dá)到最高峰；而治療組在缺血后7、14、20、28 d BrdU陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)明顯多于模型組。

2 新生鼠缺血缺氧(HIE)模型本身可激發(fā)內(nèi)源性神經(jīng)干細(xì)胞

駱健明等[8]發(fā)現(xiàn)HIE后3 d時(shí)皮層及海馬的Brdu陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)已達(dá)相當(dāng)水平，7～14 d達(dá)到高峰，28 d后明顯減少，與對(duì)照組比較，差別有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。莊明華等[9]針刺 HIE模型任脈、督脈及膀胱經(jīng)，3、7、14、28 d進(jìn)行BrdU陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)對(duì)比，結(jié)果顯示：針刺治療第14天及第28天時(shí)針刺組動(dòng)物皮層及海馬的BrdU陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)目明顯比對(duì)照組多。周秀麗等[10]則報(bào)道電針刺激HIE“百會(huì)”和“大椎”2穴，24 d后發(fā)現(xiàn)電針組海馬CA1區(qū)Nestin免疫陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)高于正常組及腦缺氧缺血組。

3 癲癇模型本身可促進(jìn)內(nèi)源性神經(jīng)干細(xì)胞的活化

研究[11-13]顯示，成年海馬齒狀回的神經(jīng)發(fā)生在癲癇發(fā)作的病理機(jī)制中起著重要的作用，癲癇發(fā)作可顯著增強(qiáng)齒狀回顆粒細(xì)胞的神經(jīng)發(fā)生已在各種邊緣系統(tǒng)性癲癇模型中得到廣泛的證實(shí)，癲癇后神經(jīng)再生是機(jī)體的代償作用，從而替換海馬已變性、壞死、缺失的神經(jīng)元，以補(bǔ)充并維持其正常的生理功能。石秀玉等[14]制作癲癇模型，發(fā)現(xiàn)癲癇發(fā)作后 14 d和 45 d海馬齒狀回BrdU陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)高于相應(yīng)日齡對(duì)照組 ，而發(fā)作后 14 d差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

基于所查閱的文獻(xiàn)來看病理模型本身以及干預(yù)手段對(duì)神經(jīng)干細(xì)胞的激發(fā)作用顯而易見，但還是有很多疾病模型沒有筆者需要的中醫(yī)干預(yù)手段；或有干預(yù)手段而沒有單純疾病模型對(duì)內(nèi)源性神經(jīng)干細(xì)胞活化的報(bào)道，但其追蹤神經(jīng)干細(xì)胞均在增殖時(shí)限內(nèi)，這為進(jìn)一步研究提供了空間，也是現(xiàn)階段研究不足之處。如陳靜等[15]研究證明， BrdU注射后1 d，重度癲癇組大鼠海馬BrdU陽(yáng)性細(xì)胞增加數(shù)目?jī)?yōu)于輕度癲癇組；BrdU注射后28 d，與正常對(duì)照組和輕度癲癇組相比，重度癲癇組新生細(xì)胞分化為神經(jīng)元的比率明顯下降，且明顯的增加了變性神經(jīng)元的數(shù)量。在癲癇狀態(tài)下神經(jīng)干細(xì)胞增殖的時(shí)限內(nèi)，針刺干預(yù)手段可下調(diào)神經(jīng)干細(xì)胞的增殖，劉健華等[16]電針治療癲癇模型大鼠百會(huì)、人中穴，電針組治療第3周，BrdU免疫陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)目較對(duì)照組明顯減少，且有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，第4周細(xì)胞數(shù)目與模型組、空白組相當(dāng)?？梢姡槾讨委熂膊∮衅洫?dú)特的優(yōu)勢(shì)。

4 帕金森模型(PD)及針刺干預(yù)手段活化內(nèi)源性神經(jīng)干細(xì)胞

王磊等[17]發(fā)現(xiàn)PD大鼠模型成功后的第3、 5、7天，PD大鼠損傷側(cè)腦區(qū)Brdu +細(xì)胞、 Nestin +細(xì)胞和Brdu +/ Nestin +細(xì)胞數(shù)明顯增加 ，14 d后逐漸減少 ，28 d后恢復(fù)到正常水平，同對(duì)照組比較有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。尹海燕等[18]電針帕金森小鼠模型“合谷”“太沖”穴，在模型成功后7 d，模型組黑質(zhì)致密部Nestin陽(yáng)性細(xì)胞計(jì)數(shù)和積分光密度較空白組、NS組多；3個(gè)療程(21 d)后電針組較模型組明顯增多。

5 阿爾茨海默病(AD)模型及中藥干預(yù)活化內(nèi)源性神經(jīng)干細(xì)胞

AD臨床表現(xiàn)為不可逆進(jìn)行性發(fā)展的記憶減退、 認(rèn)知下降、語(yǔ)言與人格障礙等。其特征性病理學(xué)改變?yōu)榇竽X皮層和海馬細(xì)胞內(nèi)神經(jīng)元纖維纏結(jié)(NFT)、 細(xì)胞外大量老年斑(SP)形成及神經(jīng)元缺失[19]。AD重要的病理特征之一是神經(jīng)元的丟失，因此促進(jìn)內(nèi)源性神經(jīng)發(fā)生來替代治療AD是重要的臨床策略之一。阿爾茨海默病本身能夠一定程度誘導(dǎo)內(nèi)源性NSCs的活化，以實(shí)現(xiàn)機(jī)體功能的代償恢復(fù)，而中藥具有整體調(diào)節(jié)和多環(huán)節(jié)綜合治療的優(yōu)勢(shì)，利用中藥的這種優(yōu)勢(shì)已有研究證實(shí)補(bǔ)腎中藥治療AD與內(nèi)源性神經(jīng)干細(xì)胞活化有關(guān)[20-21]；又有學(xué)者[22]研究遠(yuǎn)志對(duì)AD模型小鼠神經(jīng)發(fā)生的影響，給予遠(yuǎn)志灌胃連續(xù)6周，結(jié)果顯示：海馬齒狀回(DG)內(nèi)的BrdU陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)顯著多于AD模型組(P<0.01)。

6 快速老化小鼠(SAMP8)模型及針灸干預(yù)活化內(nèi)源性神經(jīng)干細(xì)胞

喬秀蘭等[23]選用針刺、艾灸快速老化小鼠“百會(huì)”進(jìn)行治療，治療21 d后檢測(cè)皮層存在神經(jīng)干細(xì)胞(NSC)增殖、分化，揭示無(wú)論是正常老年生理狀況還是病理(快速老化)均存在NSC增殖，但SAMP8小鼠NSC陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)少于SAMR1，提示病理狀態(tài)下皮層NSC的增殖能力下降。研究還揭示針刺和艾灸在促進(jìn)NSC分化方向上存在差異，即針刺可促進(jìn)向神經(jīng)元(成熟神經(jīng)元、未成熟神經(jīng)元)分化，抑制向膠質(zhì)細(xì)胞(星形膠質(zhì)細(xì)胞、少突膠質(zhì)細(xì)胞)分化;艾灸主要是促進(jìn)向未成熟神經(jīng)元分化、抑制向成熟膠質(zhì)細(xì)胞和少突膠質(zhì)細(xì)胞分化。郭新賓等[24]自制大鼠液壓打擊腦創(chuàng)傷模型,在腦損傷后第3、7、14天齒狀回BrdU+細(xì)胞較假手術(shù)組明顯增加,且以損傷側(cè)齒狀回變化最顯著。劉鄉(xiāng)等[25]用靳三針(針刺百會(huì)、顳頜針、曲池、內(nèi)關(guān)、足三里、涌泉)治療腦癱大鼠,14 d后取海馬部位并將細(xì)胞進(jìn)行體外培養(yǎng)，體外培養(yǎng)的細(xì)胞球 Nestin 與 Brdu均呈陽(yáng)性，細(xì)胞培養(yǎng)1、3、5 d后NF、GFAP染色均呈陽(yáng)性，表明海馬區(qū)NSCs已分化為神經(jīng)元細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞。郝文宇等[26]報(bào)道梔子的抗抑郁作用與促進(jìn)海馬區(qū)神經(jīng)元發(fā)生有關(guān)，其實(shí)驗(yàn)對(duì)慢性輕度應(yīng)激模型小鼠口服給予梔子粗提物，治療 8 周后 ，NeuN陽(yáng)性表達(dá)升高的面數(shù)密度亦顯著增加。也有學(xué)者[27]報(bào)道腦卒中后抑郁與海馬體積縮小有關(guān),闡述了神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子、單胺遞質(zhì)以及信號(hào)傳導(dǎo)3個(gè)干預(yù)海馬神經(jīng)發(fā)生的途徑對(duì)腦卒中后抑郁的治療，以期對(duì)腦卒中后抑郁的治療提供新的思路。吳巧鳳[28]報(bào)道艾灸老年學(xué)習(xí)記憶減退大鼠百會(huì)和命門2穴2個(gè)月，在海馬部位檢測(cè)到BrdU陽(yáng)性和BrdU與Nestin雙陽(yáng)性的細(xì)胞，艾灸能增加老年學(xué)習(xí)記憶減退大鼠海馬BrdU陽(yáng)性細(xì)胞的數(shù)量，提高BrdU和Nestin雙陽(yáng)性細(xì)胞的表達(dá)，與對(duì)照組比較有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

7 展望

不同疾病狀態(tài)下機(jī)體自身可激活內(nèi)源性的神經(jīng)干細(xì)胞，并誘導(dǎo)其增殖、遷移、分化。由于神經(jīng)干細(xì)胞增殖有自身的時(shí)限性以及數(shù)量上的不足，因此有必要進(jìn)一步弄清神經(jīng)干細(xì)胞增殖、遷移和分化的機(jī)制及調(diào)控因素，利用一些手段如中藥、針灸擴(kuò)大內(nèi)源性神經(jīng)干細(xì)胞的作用，促進(jìn)其增殖并向神經(jīng)缺損灶遷移，誘導(dǎo)分化為神經(jīng)元，將使疾病狀態(tài)后神經(jīng)缺損的修復(fù)成為可能。

[1]Nakatomi H,Kuriu T,Okabe S,et al.Regeneration of hippocampal pyramidal neurons after ischemic brain injury by recruitment of endogenous neural progenitors[J].Cell,2002,110(4):429-441.

[2]劉俊華,晉光榮,李云濤,等.局灶性腦缺血后老年大鼠室管膜下區(qū)和顆粒下層細(xì)胞增殖與分化的實(shí)驗(yàn)研究[J].解剖學(xué)報(bào),2006(2):140-144.

[3]Kim EH,Kim YJ,Lee HJ,et al.Acupuncture increases cell proliferation in dentate gyrus after transient global is chemia in gerbils[J].Neurosci Lettv,2001,279:21-24.

[4]Park HJ,Lim S,Lee HS,et al.Acupuncture enhances cell proliferation in dentate gyrus of maternally-separated rats[J].Neurosci Lett,2002,319(3):153-156.

[5]劉柏炎,蔡光先,陳雪梅,等.補(bǔ)陽(yáng)還五湯對(duì)局灶性腦缺血大鼠神經(jīng)元再生的影響[J].中華神經(jīng)醫(yī)學(xué)雜志,2007(1):48-50.

[6]李紅艷,孫建寧,馬百平,等.甾體皂苷TSA對(duì)局灶性腦缺血大鼠神經(jīng)發(fā)生的影響[J].中醫(yī)研究,2009,22(3):15-18.

[7]王少杰,白文,王春玲,等.健腦方對(duì)SHRsp大鼠卒中后腦神細(xì)胞凋亡的防治作用[J].中醫(yī)雜志,2005(1):69-70.

[8]駱健明,莊明華,劉明發(fā),等.缺血缺氧可促進(jìn)新生鼠神經(jīng)干細(xì)胞的增殖[J].中國(guó)神經(jīng)精神疾病雜志,2005(5):379-413.

[9]莊明華,駱健明,劉明發(fā),等.針刺任脈、督脈及膀胱經(jīng)促進(jìn)新生兒缺血缺氧性腦病鼠模型腦內(nèi)神經(jīng)干細(xì)胞增殖[J].中華神經(jīng)醫(yī)學(xué)雜志,2006(7):686-688.

[10]周秀麗,范為民.電針對(duì)腦缺氧缺血新生大鼠海馬結(jié)構(gòu)Nestin與Brdu表達(dá)的影響[J].中國(guó)醫(yī)藥導(dǎo)報(bào),2008(27):9-11.

[11]Parent JM,Yu TW,Leibowitz RT,et al.Dentate granule cell neurogenesis is increased by seizures and contributes to aberrant network reorganization in the adult rat hippocampus[J].J Neurosci,1997,17(10):3727-3738.

[12]Gray WP,Sundstrom LE.Kainic acid increases the proliferation of granule cell progenitors in the dentate gyrus of the adult rat[J].Brain Res,1998,790(1-2):52-59.

[13]Nakagawa E,Aimi Y,Yasuhara O,et al.Enhancement of progenitor cell division in the dentate gyrus triggered by initial limbic seizures in rat models of epilepsy[J].Epilepsia,2000,41(1):10-18.

[14]石秀玉,王紀(jì)文,李興霞,等.新生期大鼠反復(fù)癇性發(fā)作模型的建立[J].山東大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)版),2007(4):380-383,388.

[15]陳靜,權(quán)青云,張君毅,等.匹羅卡品誘導(dǎo)大鼠癲癇發(fā)作對(duì)海馬神經(jīng)發(fā)生的影響[J].科學(xué)技術(shù)與工程,2009,9(14):3983-3987.

[16]劉健華,符文彬,徐振華,等.電針對(duì)癲癇大鼠海馬神經(jīng)發(fā)生的作用研究[J].新中醫(yī),2010,42(8):117-119,183.

[17]王磊,曾水林,李濤,等.帕金森病大鼠模型激發(fā)自體腦內(nèi)神經(jīng)干細(xì)胞增殖的實(shí)驗(yàn)研究[J].現(xiàn)代醫(yī)學(xué),2004(6):356-359.

[18]尹海燕,唐勇,陳瑾,等.電針促進(jìn)MPTP帕金森模型小鼠黑質(zhì)致密部nestin表達(dá)的研究[J].成都中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào),2008(2):21-23,26.

[19]Selkoe DS,Annu Rev Genomics Hum[J].Gen et al,2002(10):6799.

[20]侯燕,郭家奎.補(bǔ)腎中藥激活內(nèi)源性神經(jīng)干細(xì)胞與阿爾茨海默病的治療[J].吉林中醫(yī)藥,2011,31(8):753-754.

[21]毛蕾,張玉蓮.補(bǔ)腎填精中藥治療老年性癡呆[J].吉林中醫(yī)藥,2010,30(5):394-396.

[22]溫靜,楊伯寧,薛昌強(qiáng),等.遠(yuǎn)志促進(jìn)AD模型小鼠神經(jīng)發(fā)生的研究[J].神經(jīng)解剖學(xué)雜志,2010,26(2):145-149.

[23]喬秀蘭,盧圣鋒,尹海燕,等.針灸對(duì)SAMP8小鼠皮層神經(jīng)干細(xì)胞增殖分化的影響[J].中國(guó)老年學(xué)雜志,2010,30(1):38-41.

[24]郭新賓,張建寧,崔維音員,等.創(chuàng)傷性腦損傷對(duì)大鼠齒狀回神經(jīng)細(xì)胞新生的影響[J].天津醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào),2009,15(1):4-6.

[25]劉鄉(xiāng),柴鐵劬,孫娟,等.靳三針療法對(duì)窒息腦癱幼鼠神經(jīng)干細(xì)胞增殖與分化的實(shí)驗(yàn)研究[J].廣州中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào),2010,27(3):231-235,315.

[26]郝文宇,楊楠,高云周,等.梔子粗提物對(duì)抑郁模型小鼠行為學(xué)及海馬神經(jīng)發(fā)生的影響[J].中國(guó)比較醫(yī)學(xué)雜志,2009,19(10):11-14,31,84.

[27]李小黎,侯秀娟,唐啟盛.腦卒中后抑郁與海馬神經(jīng)發(fā)生[J].中華中醫(yī)藥學(xué)刊,2009,27(7):1382-1384.

[28]吳巧鳳,尹海燕,曾芳,等.艾灸補(bǔ)髓促進(jìn)老年學(xué)習(xí)記憶減退大鼠海馬神經(jīng)發(fā)生[J].中國(guó)老年學(xué)雜志,2008(21):2081-2083.