中醫(yī)藥治療腦性癱瘓動物實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)展

米曉陽，單海軍，介小素，廖偉偉，曹彩紅，張英英，侯玉晉

(1.河南中醫(yī)藥大學(xué)，河南 鄭州 450002；2.河南中醫(yī)藥大學(xué)第二附屬醫(yī)院，河南 鄭州 450002)

0 引言

腦性癱瘓(Cerebral palsy，CP)簡稱腦癱，是由于發(fā)育中的胎兒或嬰幼兒腦部非進(jìn)行性損傷所引起的中樞性運(yùn)動和姿勢發(fā)育障礙、活動受限癥候群[1]。中醫(yī)學(xué)并無“腦癱”這一病名，該病屬中醫(yī)學(xué)“五遲”“五軟”“胎怯”“胎弱”等范疇。中醫(yī)藥治療CP療效確定，廣大同行對中醫(yī)藥治療腦性癱瘓的相關(guān)機(jī)制進(jìn)行了大量研究和報道，本文通過查閱中國知網(wǎng)、萬方醫(yī)學(xué)網(wǎng)近5年有關(guān)中藥、針刺治療CP模型動物的相關(guān)文獻(xiàn)，旨在總結(jié)中藥、針刺治療CP的作用機(jī)制，為相關(guān)深入研究提供參考。

1 對運(yùn)動功能和學(xué)習(xí)記憶能力的影響

幼鼠因?qū)m內(nèi)感染、缺氧缺血造成腦損傷后，其反應(yīng)遲鈍、動作和姿勢明顯異常、自主活動減少、學(xué)習(xí)記憶能力下降[2-6]。中藥、針刺能夠改善CP鼠的運(yùn)動功能、學(xué)習(xí)記憶能力。李博文[2]、高長玉等[3]研究發(fā)現(xiàn)，六味地黃丸可使CP鼠斜坡試驗(yàn)耗時明顯縮短，懸吊試驗(yàn)時間明顯延長，認(rèn)為六味地黃丸可能通過提高CP鼠肢體肌肉力量和調(diào)節(jié)機(jī)體平衡能力，從而改善其運(yùn)動功能。介小素等[4]研究發(fā)現(xiàn)，針刺涌泉、內(nèi)關(guān)等四肢穴位、頭部穴位可提高CP鼠運(yùn)動功能評分。赫梓煊[5]研究發(fā)現(xiàn)，八卦形頭穴透刺針法能夠改善CP鼠運(yùn)動功能，其機(jī)制可能是八卦形頭穴透刺針法對CP鼠健側(cè)M1區(qū)、病灶側(cè)椎體區(qū)、病灶側(cè)島葉、雙側(cè)海馬區(qū)神經(jīng)元活動產(chǎn)生一定促進(jìn)作用，且在改善CP鼠平衡性方面，八卦形頭穴透刺針法的治療效果明顯優(yōu)于頭皮針穴名標(biāo)準(zhǔn)化國際方案頂顳前斜線針刺。潘友燦等[6]研究發(fā)現(xiàn)，電針針刺CP鼠大椎、百會穴可使其在定位航行實(shí)驗(yàn)中逃避潛伏期縮短，逃避距離減少，空間探索實(shí)驗(yàn)中在原平臺象限時間增加，穿越平臺次數(shù)增加，表明電針能改善CP鼠由缺氧缺血造成的學(xué)習(xí)記憶障礙。

2 對腦組織病理學(xué)形態(tài)的影響

幼鼠缺氧缺血后，腦組織細(xì)胞皮層變薄，部分神經(jīng)元體積變小，細(xì)胞核固縮，胞核與胞漿界限模糊，膠質(zhì)細(xì)胞增生，血管閉塞，間質(zhì)水腫，腦軟化灶逐漸形成，最終患側(cè)腦半球呈現(xiàn)不同程度的萎縮[2,7-9]。中藥、針刺能夠促使神經(jīng)細(xì)胞修復(fù)和再生，改善大腦皮層結(jié)構(gòu)。李博文[2]研究發(fā)現(xiàn)，六味地黃丸可抑制CP鼠腦組織神經(jīng)細(xì)胞變性，使其壞死、凋亡的趨勢減輕，腦部形態(tài)結(jié)構(gòu)逐漸恢復(fù)。史華等[7]研究發(fā)現(xiàn)，火針針刺CP鼠內(nèi)關(guān)、涌泉、曲池、百會穴，可使其損傷細(xì)胞量減少，逐漸糾正由腦缺血引起的海馬區(qū)腦細(xì)胞結(jié)構(gòu)異常。劉毅華等[8]、介小素等[9]研究發(fā)現(xiàn)，針刺聯(lián)合神經(jīng)干細(xì)胞治療相對于單純治療，更能維持CP鼠神經(jīng)細(xì)胞的功能和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

3 對細(xì)胞凋亡、自噬的影響

研究認(rèn)為[10-13]，B淋巴細(xì)胞瘤-2基因(B-cell lymphoma-2，Bcl-2)對于細(xì)胞凋亡的調(diào)控有十分重要的作用，Bcl-2家族中抑制凋亡基因Bcl-2和促進(jìn)凋亡基因Bax的比例決定著細(xì)胞在接收到凋亡信號時，對細(xì)胞凋亡是產(chǎn)生抑制還是促進(jìn)作用，天冬氨酸蛋白水解酶(Cysteinyl aspartate specific proteinase，Caspase)中caspase-3是細(xì)胞凋亡的重要執(zhí)行者，CP鼠腦組織缺氧缺血后，Bcl-2表達(dá)明顯減少，Bax表達(dá)明顯增多，Bcl-2/Bax 比例降低，caspase-3蛋白表達(dá)水平明顯升高，腦組織細(xì)胞凋亡加速。中藥、針刺能夠調(diào)控凋亡相關(guān)基因，抑制細(xì)胞凋亡，進(jìn)而減輕缺氧缺血造成的腦損傷。單海軍等[14]研究發(fā)現(xiàn)，補(bǔ)腎開竅祛痰方可使中藥高、中、低各劑量組Bcl-2表達(dá)明顯增多，Bax表達(dá)明顯降低，Bcl-2/Bax比例升高，其中以高、中劑量組比例升高最為明顯，同時其細(xì)胞凋亡數(shù)目明顯減少。涂娟娟等[15]、趙鵬舉等[16]研究發(fā)現(xiàn)，針刺聯(lián)合神經(jīng)生長因子治療可抑制促凋亡基因caspase-3、Bax mRNA的相關(guān)表達(dá)，促進(jìn)抗凋亡基因Bcl-2mRNA的相關(guān)表達(dá)，從而抑制細(xì)胞凋亡，減輕CP鼠神經(jīng)元受損程度，進(jìn)而提升CP鼠的智力水平，其效果優(yōu)于單純神經(jīng)生長因子治療。高晶等[17]研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞凋亡較多存在于CP鼠腦組織內(nèi)的海馬區(qū)，腦部缺血可降低磷酸化抗蛋白激酶B(anti-phosphorylation protein kinase B，p-Akt)、蛋白激酶B(protein kinase B，Akt)表達(dá)水平，電針刺激CP鼠頭部運(yùn)動區(qū)，可以激活磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol 3-kinase and protein kinase B，P13K/AKt)信號傳導(dǎo)通路，提升腦癱誘導(dǎo)的腦組織p-Akt、Akt蛋白表達(dá)水平，抑制由缺氧缺血引起的海馬區(qū)神經(jīng)細(xì)胞凋亡，繼而改善CP鼠神經(jīng)運(yùn)動功能。劉波等[18]研究發(fā)現(xiàn)，頭穴叢刺針法聯(lián)合康復(fù)療法能夠下調(diào)細(xì)胞凋亡相關(guān)因子—AIFm RNA的表達(dá)水平，繼而減少了細(xì)胞凋亡的發(fā)生，并修復(fù)受損的神經(jīng)細(xì)胞。

幼鼠缺氧缺血后，細(xì)胞自噬可作為一種保護(hù)機(jī)制在氧化應(yīng)激條件下抑制神經(jīng)細(xì)胞凋亡，但若與凋亡、焦亡等發(fā)生相互作用，便會造成神經(jīng)元進(jìn)一步受損[19]。張譽(yù)耀[20]研究發(fā)現(xiàn)，針刺“靳三針頭穴”可提高缺氧缺血幼鼠腦組織內(nèi)自噬相關(guān)蛋白NIX(BNIPSL)的表達(dá)，降低Bcl-2表達(dá)，并可配合激活劑雷帕霉素有效促進(jìn)線粒體細(xì)胞自噬適度表達(dá)，修復(fù)受損的神經(jīng)和腦細(xì)胞。晁延如[21]研究發(fā)現(xiàn)，針刺“靳三針頭穴”可增加神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)自噬小體的數(shù)量，并提高缺氧缺血幼鼠腦組織內(nèi)自噬相關(guān)蛋白BNIP3(線粒體自噬的受體分子)、LC-3(微管相關(guān)蛋白輕鏈3)的表達(dá)水平，減少細(xì)胞凋亡，其機(jī)制可能是針刺促進(jìn)腫瘤壞死因子α(TNF-α)表達(dá)后促使下游蛋白BNIP3表達(dá)，并在LC-3作用下，BNIP3介導(dǎo)的線粒體通路發(fā)揮促進(jìn)自噬作用而減輕細(xì)胞毒性，減少細(xì)胞凋亡，并通過自噬修復(fù)受損的細(xì)胞器，繼而改善腦缺氧缺血狀態(tài)。張輝[22]研究發(fā)現(xiàn)，電針針刺百會、大椎、曲池穴可使缺氧缺血后的幼鼠腦組織內(nèi)哺乳動物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin，mTOR)呈現(xiàn)出高表達(dá)水平，抑制細(xì)胞過度自噬，減輕細(xì)胞凋亡、壞死，其機(jī)制可能是電針激活了靶蛋白mTOR。朱波等[23]研究發(fā)現(xiàn)，丹參酮ⅡA注射液腹部注射治療能夠使缺氧缺血幼鼠腦組織中p-Akt、p-mTOR、p-S6蛋白表達(dá)水平明顯升高，腦梗死面積呈劑量依賴性明顯減小，其機(jī)制可能是丹參酮ⅡA注射液通過激活A(yù)Kt-mTOR信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，抑制神經(jīng)元細(xì)胞過度自噬，進(jìn)而產(chǎn)生腦保護(hù)作用。

4 對神經(jīng)系統(tǒng)特異性蛋白的影響

突觸小泡蛋白(synaptophysin，SYP)主要參與神經(jīng)元的發(fā)育和突觸的形成、重塑，增加神經(jīng)突觸數(shù)量，促進(jìn)神經(jīng)軸突突觸連接的形成，誘導(dǎo)突觸重新恢復(fù)功能[24]。侯玉晉等[25]、李素慧等[24]研究發(fā)現(xiàn)，CP鼠在缺氧缺血后第2周，其腦組織SYP表達(dá)水平最低，之后開始升高，在第4周時，針刺后的CP鼠腦組織內(nèi)SYP表達(dá)水平顯著升高且高于模型組，且隨著SYP表達(dá)水平的上升，CP鼠的平衡和運(yùn)動功能得到相應(yīng)改善。

腦組織生長相關(guān)蛋白-43(growth associated protein-43，GAP-43)能夠促進(jìn)神經(jīng)軸突生長，加強(qiáng)突觸可塑性，促使神經(jīng)細(xì)胞再生。研究發(fā)現(xiàn)[26]，腦組織缺氧缺血后，會激發(fā)GAP-43的表達(dá)，誘導(dǎo)突觸重塑，而突觸重塑完成后，GAP-43表達(dá)水平明顯下降，繼而對學(xué)習(xí)記憶能力產(chǎn)生影響。李素慧等[27]研究發(fā)現(xiàn)，針刺CP鼠百會、合谷、曲池、前三里、后三里、涌泉穴28天時，其腦組織GAP-3表達(dá)水平明顯升高，并隨著高表達(dá)時程的延長，CP鼠的運(yùn)動功能評分亦隨之升高。

單羧酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白1(monocarboxylate transporter 1，MCT1)可以加強(qiáng)機(jī)體對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，促使細(xì)胞內(nèi)的代謝處于平衡狀態(tài)，從而避免底物在能量代謝過程中的反饋抑制，因此單羧酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白1的表達(dá)水平在一定程度上反映細(xì)胞代謝水平[28]。趙鵬舉等[16]研究發(fā)現(xiàn)，針刺聯(lián)合鼠神經(jīng)生長因子可使治療組CP鼠MCT1表達(dá)水平高于模型組，模型組又高于空白對照組，說明腦組織神經(jīng)受損后，機(jī)體開啟自我修復(fù)狀態(tài)，上調(diào)MCT1表達(dá)水平，而通過針刺聯(lián)合鼠神經(jīng)生長因子治療后，機(jī)體不僅開始自我修復(fù)，同時進(jìn)一步上調(diào)MCT1表達(dá)水平，通過改善血液循環(huán)狀態(tài)促進(jìn)部分相關(guān)代謝蛋白表達(dá)，增強(qiáng)能量代謝，達(dá)到促進(jìn)神經(jīng)組織修復(fù)和再生的目的。赫梓煊[5]研究發(fā)現(xiàn)，八卦形頭穴透刺針法，可以上調(diào)CP鼠病灶區(qū)MCT1蛋白表達(dá)，下調(diào)細(xì)胞色素C(Cytochrome C，Cyt-C)、caspase-3蛋白表達(dá)，抑制線粒體Cyt-C、caspase-3信號通路啟動，促進(jìn)病灶側(cè)M1區(qū)神經(jīng)元能量代謝，繼而改善CP鼠神經(jīng)功能和運(yùn)動障礙。

除以上外，于雪峰等[29]研究發(fā)現(xiàn)電針刺激CP鼠頭部運(yùn)動區(qū)協(xié)同臍帶衍生間充質(zhì)干細(xì)胞(UC-MSC)移植可使其腦組織內(nèi)神經(jīng)特異性烯醇化酶(NSE)表達(dá)顯著降低，微管結(jié)合蛋白(MAP-2)、髓磷脂堿性蛋白(MBP)表達(dá)顯著升高，與單純UC-MSC移植相比，更有助于減輕腦損傷程度，促進(jìn)神經(jīng)髓鞘再生修復(fù)，繼而重塑腦組織結(jié)構(gòu)。其機(jī)制可能是電針刺激CP鼠大腦頭部運(yùn)動區(qū)的刺激信號，釋放傳導(dǎo)沖動，發(fā)出良性誘導(dǎo)，促進(jìn)一系列神經(jīng)生長因子的釋放，改善相關(guān)蛋白，調(diào)節(jié)UC-MSC賴以生存的腦內(nèi)微環(huán)境，并促進(jìn)其增殖與定向分化。劉紅欣等[30]進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，電針刺激CP鼠頭部運(yùn)動區(qū)能夠促進(jìn)CP鼠神經(jīng)功能修復(fù)，其機(jī)制可能是通過刺激P13K/AKt信號通路，促使NSE表達(dá)明顯下降，MAP-2、MBP表達(dá)明顯增高，繼而減輕CP鼠腦損傷。

5 對神經(jīng)遞質(zhì)和代謝的影響

腦缺氧缺血后，谷氨酸(GIu)神經(jīng)遞質(zhì)分泌增多，導(dǎo)致鈉離子和鈣離子內(nèi)流增加，繼而使神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞、神經(jīng)元損傷、凋亡或壞死[31]。γ-氨基丁酸(GABA)是谷氨酸后神經(jīng)元，可以通過抑制GIu的分泌，達(dá)到保護(hù)神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞和神經(jīng)元的目的。單胺類神經(jīng)遞質(zhì)中的去甲腎上腺素(NE)起中樞性興奮作用，5-羥色胺(5-HT)起抑制作用，兩者之間的相互協(xié)調(diào)能夠使大腦發(fā)揮正常功能。中藥、針刺能夠糾正CP鼠神經(jīng)遞質(zhì)的紊亂，調(diào)節(jié)機(jī)體代謝途徑，繼而影響CP鼠神經(jīng)系統(tǒng)病變和生長發(fā)育。史華等[7]研究發(fā)現(xiàn)，火針針刺內(nèi)關(guān)、涌泉、曲池、百會可使CP鼠NE、GABA、5-HT含量明顯上升，GIu濃度明顯降低，說明火針可通過糾正神經(jīng)遞質(zhì)的紊亂，從而改善由腦缺氧缺血引起的神經(jīng)元、腦組織結(jié)構(gòu)的改變，提高CP鼠行為能力。李博文[2]研究發(fā)現(xiàn)，六味地黃丸可使CP鼠腦組織內(nèi)乙酰膽堿酯酶(AchE)、多巴胺(DA)、NE、5-HT含量明顯增多，繼而抑制神經(jīng)細(xì)胞變性，修復(fù)已受損的神經(jīng)細(xì)胞。

代謝水平的高低能夠影響大鼠發(fā)育及其整體行為能力。李秋菊等[32]應(yīng)用代謝組學(xué)技術(shù)平臺發(fā)現(xiàn)，六味地黃丸可調(diào)節(jié)CP鼠體內(nèi)的糖類代謝、氨基酸類代謝、核苷酸代謝和甾體激素類生物合成等四大途徑，改善其缺氧缺血的病理狀態(tài)，從而明顯改善其行為能力及生長發(fā)育，具體表現(xiàn)為六味地黃丸能夠減少CP鼠體內(nèi)過量的N-乙酰神經(jīng)氨酸，增加CP鼠體內(nèi)MHPG-SO49(NE硫酸化的代謝物)的相對含量，降低CP鼠尿液中尿酸、黃嘌呤核苷酸、3-甲基尿酸和1,3-二甲基尿嘧啶的含量，提高CP鼠尿液中雄甾烯二酮含量。

6 對炎性因子的影響

腦組織受損后，TNF-α、白細(xì)胞介素6(IL-6)、白細(xì)胞介素1β(IL-1β)等炎性因子在腦組織中過度表達(dá)，通過產(chǎn)生一系列炎癥反應(yīng)，造成神經(jīng)細(xì)胞毒性作用，進(jìn)一步使腦組織內(nèi)皮細(xì)胞凋亡，參與腦性癱瘓的后續(xù)損傷[33-35]。中藥、針刺可通過降低炎性因子的高水平表達(dá)而減少炎癥的發(fā)生。婁元俊等[34]研究發(fā)現(xiàn)，醒腦開竅針刺法可使CP鼠血清中TNF-α、IL-6水平明顯下降，同時使其前肢功能障礙和認(rèn)知能力得到相應(yīng)改善。郭素真等[35]研究發(fā)現(xiàn)，俞募穴速刺心俞、脾俞、腎俞、關(guān)元、中脘、中極穴，亦可使受損傷大鼠腦組織TNF-α、IL-6表達(dá)水平下調(diào)，且早期、長療程應(yīng)用效果優(yōu)于晚期、短療程應(yīng)用。李海霞等[36]研究發(fā)現(xiàn)，健腦益智合劑可使CP鼠腦室周圍排列紊亂的細(xì)胞變得較為規(guī)整，并減少炎性細(xì)胞浸潤和軟化灶形成，其機(jī)制可能是通過調(diào)節(jié)炎性因子水平，抑制TNF-α高表達(dá)。黃偉等[37]研究發(fā)現(xiàn)，針刺能夠顯著調(diào)控缺血后海馬IL-1β的表達(dá)，阻斷惡性循環(huán)的炎性反應(yīng)，起到保護(hù)腦組織的作用。

7 對神經(jīng)生長因子的影響

新生大鼠腦缺氧缺血后能夠促進(jìn)星形膠質(zhì)細(xì)胞(astroglia，AS)產(chǎn)生神經(jīng)生長因子(NGF)、膠質(zhì)細(xì)胞源性神經(jīng)生長因子(GDNF)，從而修復(fù)已受損的神經(jīng)，對神經(jīng)功能恢復(fù)有重要的意義[38]。馬丙祥等[39]給予宮內(nèi)感染導(dǎo)致早產(chǎn)腦損傷仔鼠模型腹腔注射丹參注射液，發(fā)現(xiàn)丹參注射液高、中、低劑量組NGF、GDNF表達(dá)水平顯著上升，同時腦損傷仔鼠肌力及運(yùn)動靈活性明顯得到改善，提示活血化瘀藥物丹參注射液可使腦白質(zhì)活化的AS產(chǎn)生NGF、GDNF的水平增強(qiáng)，是治療CP機(jī)制之一。

8 其他

少突膠質(zhì)細(xì)胞(oligodendrocytes，OL)參與白質(zhì)軸突髓鞘發(fā)育，由少突膠質(zhì)前體細(xì)胞(oligodendrocyte precursor cells，OPC)經(jīng)過增殖、遷移、分化、存活等階段演變而成，主要防止感染和炎癥反應(yīng)的發(fā)生。謝克功[40]研究發(fā)現(xiàn)，仔鼠受感染后，其腦組織內(nèi)OL、OPC數(shù)目明顯減少，而給予早產(chǎn)腦損傷仔鼠蒲金口服液治療后，可抑制OL、OPC的凋亡，促使OPC增殖、分化、成熟，改善腦部病理形態(tài)，促進(jìn)受損神經(jīng)恢復(fù)。

勿動蛋白受體(nogo receptor，NgR)和神經(jīng)營養(yǎng)素受體(p75 neurotrophin receptor，p75NTR)為神經(jīng)細(xì)胞軸突再生的標(biāo)志。張晞等[41]研究發(fā)現(xiàn)，蒲金口服液可下調(diào)早產(chǎn)腦損傷仔鼠腦組織中已升高NgR、p75NTR的表達(dá)水平，降低NgR、p75NTR介導(dǎo)的信號通路活性，抑制下游信號傳導(dǎo)，發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用，且早期干預(yù)治療作用更明顯。

9 結(jié)語與展望

動物實(shí)驗(yàn)研究為臨床運(yùn)用中醫(yī)藥治療CP的臨床療效提供了大量實(shí)驗(yàn)室證據(jù)，中藥和針刺治療CP能夠取得令人滿意的療效，其機(jī)制可能是通過抑制細(xì)胞凋亡、調(diào)節(jié)細(xì)胞自噬、調(diào)節(jié)神經(jīng)特異性蛋白、上調(diào)神經(jīng)生長因子表達(dá)水平、調(diào)節(jié)炎性因子表達(dá)等，進(jìn)一步改善腦組織病理形態(tài)、提升CP鼠運(yùn)動功能和學(xué)習(xí)記憶能力。但目前的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)仍存在不足之處，如未建立與中醫(yī)病證特點(diǎn)相符合的CP模型，中藥配方治療CP模型動物研究相對較少，針刺選穴標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一。其次，中醫(yī)藥治療CP的機(jī)制仍未完全闡明。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展和創(chuàng)新，新的技術(shù)和研究成果將更多地被應(yīng)用到中醫(yī)藥治療CP的機(jī)制研究中，期待大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術(shù)能夠應(yīng)用到中醫(yī)藥治療CP的機(jī)制研究中，為進(jìn)一步闡明中醫(yī)藥治療本病的相關(guān)機(jī)制提供助力。