針刺治療阿爾茨海默病作用機(jī)制的動物實驗研究進(jìn)展

施麗俊，詹逸珺，裴建

(上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬龍華醫(yī)院，上海 200032)

阿爾茨海默病(Alzheimer’s disease， AD)是一種逐漸進(jìn)展的以認(rèn)知功能缺陷伴隨行為改變?yōu)橹饕R床表現(xiàn)的神經(jīng)功能退變的疾病，又稱老年癡呆。AD是癡呆中最常見的一種類型，影響著全球 5000多萬人，是導(dǎo)致死亡的第五大原因[1]。

目前認(rèn)為 AD的主要病理特征是腦內(nèi)β-淀粉樣蛋白(amyloid β-protein， Aβ)積聚和 Tau 蛋白纏繞[2]。Aβ可以通過不同的細(xì)胞表面受體誘導(dǎo)神經(jīng)元突觸功能障礙，tau蛋白也可以導(dǎo)致突觸毒性[3]。新的研究證據(jù)表明，AD的發(fā)病不僅與突觸功能障礙相關(guān)，與神經(jīng)炎癥[4-5]、氧化應(yīng)激[6-7]、線粒體功能障礙[8-9]、神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞激活[10]密切相關(guān)。早在20年前，我國就已經(jīng)開展了針刺治療AD的實驗研究，已有研究提示針刺治療可使海馬內(nèi)降低的膽堿酯酶(ChE)活性恢復(fù)至正常水平[11]，降低腦內(nèi)異常升高的谷氨酸等興奮性氨基酸水平[12]，提高AD模型海馬內(nèi)降低的突觸蛋白水平[13]。已有系統(tǒng)評價和Meta分析認(rèn)為針刺在改善AD患者認(rèn)知功能與生活質(zhì)量方面具有一定的優(yōu)勢[14-15]，為臨床提供了循證醫(yī)學(xué)的證據(jù)。針刺治療AD的動物實驗研究是研究針刺治療AD作用機(jī)制的重要手段。筆者擬通過近5年針刺治療AD的動物實驗研究的相關(guān)文獻(xiàn)，以期對針刺治療AD的作用機(jī)制做個總結(jié)，為針刺治療AD提供有力的理論依據(jù)，為針刺治療AD提供選穴等方面的臨床指導(dǎo)，同時對未來進(jìn)一步研究針刺治療AD的作用機(jī)制進(jìn)行展望。

1 文獻(xiàn)資料和方法

1.1 檢索策略

根據(jù)研究目的確定中文檢索詞為“阿爾茨海默病”“老年癡呆”“呆病”“針刺”“針刺療法”“動物模型”“實驗研究”，英文檢索詞為“Alzheimer disease”“senile dementia”“acupuncture”“acupuncture therapy”“animal model”“Experimental study”。采用計算機(jī)檢索為主，輔以文獻(xiàn)追溯和手工檢索的方法檢索近5年中國知網(wǎng)(CNKI)、維普數(shù)據(jù)庫(CQVIP)、萬方數(shù)據(jù)庫(Wangfang)、中國生物醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(CBMdisc)以及 PubMed、Medline、Springer Link、Cochrane Library、EMbase等數(shù)據(jù)庫中有關(guān)單純針刺、電針或者針刺加艾灸治療阿爾茨海默病動物模型方面的實驗研究文獻(xiàn)。

1.2 文獻(xiàn)納入標(biāo)準(zhǔn)

①文獻(xiàn)發(fā)表年限為2015年6月1日至2019年5月 31日;②研究類型為動物實驗研究文獻(xiàn)，文種限中文、英文;③干預(yù)措施為普通針刺或電針為主的中醫(yī)學(xué)療法。

1.3 文獻(xiàn)剔除標(biāo)準(zhǔn)

①重復(fù)檢出或重復(fù)發(fā)表的文獻(xiàn);②無法獲得全文的文獻(xiàn);③臨床試驗研究文獻(xiàn);④沒有采用針刺治療或3種以上干預(yù)措施，無法確定干預(yù)效應(yīng)的文獻(xiàn);⑤不包括采用功能性核磁共振、正電子發(fā)射計算機(jī)斷層顯像(PET)的方法觀察針刺治療阿爾茨海默病動物模型效應(yīng)的文獻(xiàn);⑥綜述文獻(xiàn);⑦碩博士學(xué)位論文及會議論文。

1.4 文獻(xiàn)篩選結(jié)果

根據(jù)檢索詞檢索到相關(guān)文獻(xiàn) 381篇，剔除不相關(guān)及重復(fù)的文獻(xiàn)余99篇，通過閱讀文獻(xiàn)內(nèi)容排除不符合納入標(biāo)準(zhǔn)的文獻(xiàn)后納入23篇，其中中文文獻(xiàn)14篇，英文文獻(xiàn)9篇。

2 針灸治療阿爾茨海默病的作用機(jī)制

2.1 減少Aβ沉積

Aβ在大腦積聚被認(rèn)為是阿爾茨海默病的特點(diǎn)之一[16]。Aβ蛋白在大腦皮質(zhì)和海馬神經(jīng)元大量聚集，可導(dǎo)致此區(qū)域神經(jīng)元凋亡，膽堿、多巴胺神經(jīng)遞質(zhì)逐漸減少，最終導(dǎo)致學(xué)習(xí)記憶及認(rèn)知功能障礙形成AD。因此，抑制Aβ的產(chǎn)生或促進(jìn)其清除是治療AD的重要靶點(diǎn)。AD的發(fā)生與發(fā)展可能與血漿和腦脊液的Aβ42蛋白水平異常有關(guān)[17]。有研究發(fā)現(xiàn)，針刺百會和腎俞可以降低AD模型動物血清 Aβ1-42含量[18]，降低AD模型海馬淀粉樣前體蛋白(APP)[19-20]、Aβ蛋白的表達(dá)[19]，降低海馬區(qū)β分泌酶 1(BACE1)的表達(dá)[20]，提高胰島素降解酶(IDE)的表達(dá)[20-21]。針刺百會促進(jìn)Aβ1-42的降解[21-22]，針刺百會及涌泉降低腦間質(zhì)液Aβ水平[23]。

2.2 針刺可以抑制Tau蛋白磷酸化，下調(diào)Tau蛋白過度磷酸化

異常高磷酸化Tau蛋白在AD的發(fā)病機(jī)制中起著重要作用[24]。在AD中，異常高磷酸化的Tau蛋白聚集成成對的螺旋絲，并以神經(jīng)原纖維纏結(jié)的形式積聚在神經(jīng)元中。蛋白激酶和蛋白磷酸酶調(diào)控失衡是Tau蛋白過度磷酸化的直接原因[25]。電針百會穴可以降低海馬組織中Ser-396位點(diǎn)上Tau蛋白磷酸化水平，抑制Tau蛋白磷酸化[26]，電針百會和腎俞能夠抑制海馬 P38蛋白激酶(P38MAPK)信號通路，下調(diào) Tau蛋白過度磷酸化[27]。

2.3 針刺可以提高神經(jīng)突觸的可塑性

在高頻刺激下誘導(dǎo)突觸傳遞功能發(fā)生長時程改變[28]，即長時程增強(qiáng)(long-term potentiation， LTP)和長時程壓抑(long-term depression， LTD)，是突觸功能可塑性的重要表現(xiàn)形式[29]，也是研究學(xué)習(xí)與記憶的重要的電生理學(xué)基礎(chǔ)[30]。突觸缺失退變被認(rèn)為是AD早期但進(jìn)展性的病理事件[31]。目前廣泛認(rèn)為AD是突觸功能障礙后引發(fā)的，在對人類和動物模型的研究中發(fā)現(xiàn)，與AD有關(guān)的認(rèn)知功能衰退與突觸可塑性改變的聯(lián)系較神經(jīng)元減少和腦白質(zhì)變化更為密切[32]。電針百會和腎俞可以下調(diào) GSK-3β的表達(dá)[33-34]，GSK-3是一種絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，參與機(jī)體細(xì)胞內(nèi)多種信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的調(diào)節(jié)，對基因表達(dá)、細(xì)胞凋亡和神經(jīng)元可塑性等發(fā)揮著重要的作用[35]。GSK-3具有α和β兩種異構(gòu)體形式，二者在催化區(qū)域具有 98%的同源性，僅在 N端和 C端略有不同。GSK-3β的活性受磷酸化水平調(diào)控，GSK-3β的活化能夠抑制一些促神經(jīng)元存活的轉(zhuǎn)錄因子，相反，它的失活則能夠促進(jìn)神經(jīng)元的存活，提高細(xì)胞結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性[35-36]。電針百會和腎俞可以增強(qiáng)海馬突觸傳遞[37]，促進(jìn)突觸損傷康復(fù)，電針百會、大椎及腎俞可以改善突觸的超微結(jié)構(gòu)[38]，針刺氣海、中脘、膻中、足三里及血海改善樹狀突結(jié)構(gòu)[39]。

2.4 針刺可以抑制神經(jīng)炎癥反應(yīng)，抑制氧化應(yīng)激

越來越多的來自大腦成像的證據(jù)支持神經(jīng)炎癥在癡呆進(jìn)展中的作用，AD進(jìn)展過程中神經(jīng)炎癥增加，神經(jīng)炎癥程度在AD中較高且較分散[4]，炎癥反應(yīng)參與AD的進(jìn)展[5]。氧化應(yīng)激在AD的發(fā)病機(jī)制中起著重要的作用[6-7]，氧化應(yīng)激參與AD的發(fā)展，促進(jìn)Aβ沉積，Tau蛋白的高磷酸化，引起神經(jīng)元的凋亡。電針百會、水溝及印堂可以降低白介素 1β(IL-1β)和核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域樣受體蛋白 3(NLRP3)炎癥小體的表達(dá)[40]，調(diào)節(jié)海馬內(nèi)NLRP3/Caspase-1通路[41]，調(diào)節(jié)TLR4/MyD88炎癥信號通路[42]。針刺雙側(cè)合谷和太沖可以降低海馬區(qū)IL-1含量，升高IL-2含量[43]。電針百會和涌泉顯著恢復(fù)了 AD大鼠海馬區(qū)總抗氧化能力(T-AOC)，減輕了活性氧(ROS)、丙二醛(MDA)和 8-羥基-2-脫氧鳥苷(8-OH-dG)的異常活性[44]。電針百會和腎俞可下調(diào) AD大鼠血清及海馬區(qū)促炎因子 TNF-α、IFN-γ、IL-1β表達(dá)，還可上調(diào) AD大鼠血清及海馬區(qū)抑炎因子 IL-4、IL-10、TGF-β1表達(dá)，調(diào)節(jié)抗炎、促炎因子的失衡狀態(tài)，改善AD持續(xù)性炎癥反應(yīng)[45]。

2.5 針刺改善線粒體功能障礙，改善線粒體超微結(jié)構(gòu)

線粒體是細(xì)胞內(nèi)氧化磷酸化和形成ATP的主要場所。隨著年齡的增長，線粒體基因組氧自由基損傷、自發(fā)突變逐漸累積等變化致使線粒體氧化磷酸化功能下降，ATP產(chǎn)生減少，最終引起細(xì)胞代謝紊亂，出現(xiàn)衰老死亡。線粒體功能障礙在 AD的發(fā)展中起著關(guān)鍵作用，AD患者血小板線粒體呼吸率顯著降低，尤其是基礎(chǔ)呼吸率、最大呼吸容量和呼吸儲備[46]。針刺百會和腎俞可以提高海馬線粒體融合蛋白 1(OPA1)表達(dá)，降低線粒體分裂蛋白 1(Fis1)的表達(dá)[47]。針刺腎俞、百會、血海及膈俞可以改善海馬線粒體超微結(jié)構(gòu)[48]，調(diào)節(jié)海馬神經(jīng)元線粒體的功能蛋白[49]。

2.6 針刺可以改善星形膠質(zhì)細(xì)胞的超微病理變化

小膠質(zhì)細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞不僅可作為抗原呈遞細(xì)胞，而且作為效應(yīng)細(xì)胞釋放促炎因子，促進(jìn)興奮性毒性和神經(jīng)退行性變，越來越多的證據(jù)表明小膠質(zhì)細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞在 AD中發(fā)揮致病作用和激活炎癥通路，這些膠質(zhì)細(xì)胞被激活時，釋放出來的神經(jīng)毒性因子破壞中樞神經(jīng)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)，加劇了AD的發(fā)展[4-10]。針灸百會和腎俞有助于改善Aβ1-42誘導(dǎo)AD大鼠海馬齒狀回神經(jīng)元和星形膠質(zhì)細(xì)胞的超微病理變化[50]。

3 結(jié)果

上述研究顯示，針灸治療AD的動物實驗研究的取穴以百會配伍腎俞出現(xiàn)頻次最高，出現(xiàn)頻率最高的穴位是百會，腎俞次之。針刺干預(yù)AD的作用機(jī)制主要體現(xiàn)在減少Aβ沉積、抑制Tau蛋白過度磷酸化、提高神經(jīng)突觸的可塑性、抑制神經(jīng)炎癥反應(yīng)、抑制氧化應(yīng)激、減少神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的激活、改善線粒體功能障礙等方面。結(jié)果見表1。

4 討論

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活水平的提高，人口老齡化的加劇，AD發(fā)病率也越來越高，已經(jīng)成為嚴(yán)重的社會問題和經(jīng)濟(jì)問題[51]。目前臨床藥物治療主要分為以多奈哌齊為代表的乙酰膽堿酯酶抑制劑和以美金剛為代表的 N-甲基-D-天門冬氨酸受體拮抗劑，但上述藥物無法延緩AD進(jìn)程[52]。AD動物模型的建立方法主要包括衰老模型、轉(zhuǎn)基因模型、外源性有害物質(zhì)注入模型如采用海馬注射Aβ1-42造模等。建立理想的動物模型模擬人類疾病狀態(tài)有利于開展AD病因、發(fā)病機(jī)制及防治的深入研究[53]。

針灸療法作為中國傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)，已有兩千多年歷史。一項針灸治療AD療效及安全性的系統(tǒng)性評價[54]顯示，針灸治療可以改善AD患者M(jìn)SEE、阿爾茨海默病評定量表-認(rèn)知部分(Alzheimer disease assessment scale-cognition， ADAS-cog)評分及ADL評分，增強(qiáng)多奈哌齊對認(rèn)知的改善作用，對日常生活能力的改善可能優(yōu)于藥物治療，但目前缺乏足夠的大樣本的臨床證據(jù)。已經(jīng)有動物實驗研究了針刺不同穴位對AD動物模型的影響，評估了穴位治療的特異性作用和神經(jīng)病理機(jī)制，然而還沒有研究總結(jié)不同穴位之間的關(guān)系[55]。目前研究最多的穴位是百會和腎俞。腦為“髓?！?，又為“元神之府”。元神為腦髓所養(yǎng)，不斷補(bǔ)充，腎精不足，腦髓漸空，則元神失養(yǎng)。古今研究表明百會有醒腦、開竅、安神等功用，因此被廣泛用于腦部疾病的研究和中醫(yī)臨床治療中[56]。電針百會穴有開竅醒腦、健腦益智的作用[57]。中醫(yī)學(xué)認(rèn)為腎虛為代表的證候變化與 AD認(rèn)知結(jié)局具有相關(guān)性[58]。補(bǔ)腎是治療AD最基本的治療原則，應(yīng)貫穿于整個病程中[59]。腎俞是腎的背俞穴，也是補(bǔ)腎的重要穴位。兩穴合用可達(dá)到補(bǔ)腎填精、健腦益智的作用。未來需要更多的研究來確定特定穴位的確切效用以及穴位配伍引起的作用機(jī)制，才能更好地貼合臨床，為臨床選穴和治療提供證據(jù)。

另外，有學(xué)者[60]認(rèn)為當(dāng)胰島素信號通路出現(xiàn)障礙時，會出現(xiàn) Aβ的異常折疊及 Tau蛋白的異常磷酸化，而這兩點(diǎn)被認(rèn)為是AD發(fā)病的主要病理特征。未來可以考慮將針刺干預(yù)胰島素信號傳導(dǎo)通路等研究引入到動物實驗研究當(dāng)中，為針刺治療AD提供分子生物學(xué)上的理論依據(jù)。

表1 針灸治療AD的動物實驗研究匯總