針刺調(diào)節(jié)突觸可塑性相關(guān)蛋白的研究進展*

黃愛玲，宋 凱，熊凡捷，張 虹

(成都中醫(yī)藥大學針灸推拿學院,成都 610075)

近年來相關(guān)研究表明，電針對阿爾茨海默病(alzheimer's disease，AD)患者及AD動物模型的學習記憶能力與神經(jīng)病理損傷均有一定的改善效果[1-3]。而早期突觸可塑性損傷目前被認為是AD認知功能受損和記憶力喪失的主要原因之一[4-5]。研究提示，針刺改善AD模型小鼠學習記憶障礙的神經(jīng)生物學機制與減少神經(jīng)元損傷、促進突觸再生、從而調(diào)節(jié)突觸可塑性密切關(guān)聯(lián)[6-7]。眾多證據(jù)表明，針刺對突觸可塑性的調(diào)節(jié)可能主要依賴于調(diào)控其相關(guān)蛋白。突觸可塑性相關(guān)蛋白主要包括突觸相關(guān)蛋白、谷氨酸能受體等調(diào)節(jié)突觸結(jié)構(gòu)與功能的蛋白質(zhì)，它們通過參與神經(jīng)發(fā)育和分化、突觸結(jié)構(gòu)發(fā)生及再塑影響突觸形態(tài)結(jié)構(gòu)，同時也通過參與神經(jīng)遞質(zhì)和長時程增強的調(diào)節(jié)影響突觸傳遞效能，從而調(diào)節(jié)突觸可塑性。目前已存在大量關(guān)于針刺調(diào)節(jié)突觸可塑性相關(guān)蛋白的實驗研究，但針刺對蛋白起何種調(diào)節(jié)作用？與其相關(guān)的疾病和選穴是否有規(guī)律？仍值得深入探討。筆者回顧近10年來Pubmed、中國知網(wǎng)(china national knowledge internet，CNKI)、維普、萬方數(shù)據(jù)庫中相關(guān)文獻并進行整理，并對針刺調(diào)節(jié)突觸可塑性所涉及的主要相關(guān)蛋白、疾病、選穴及規(guī)律作一探討，以期為臨床治療提供依據(jù)。

1 突觸可塑性主要相關(guān)蛋白

近10年相關(guān)文獻中，針刺治療所涉及的突觸可塑性相關(guān)蛋白有近40種，出現(xiàn)相關(guān)蛋白總頻次近180次。表1可見，針刺調(diào)節(jié)突觸可塑性相關(guān)蛋白中，研究較多的蛋白為突觸素(synaptophysin, SYN)、環(huán)磷腺苷反應元件結(jié)合蛋白(cAMP-response element binding protein，CREB)、Tau蛋白、突觸后致密蛋白-95(postsynaptic density protein-95，PSD-95)和生長相關(guān)蛋白-43(growth associated protein43，GAP-43)等。

表1 針刺調(diào)節(jié)的突觸可塑性主要相關(guān)蛋白頻次

1.1 突觸素

突觸素(synaptophysin, SYN)與突觸結(jié)構(gòu)和功能密切相關(guān)，是廣泛分布于突觸前囊泡膜上的鈣結(jié)合酸性糖蛋白。其直接參與突觸形成，調(diào)節(jié)其他突觸相關(guān)蛋白的表達與調(diào)控突觸傳遞效能的過程，因此突觸素的分布、密度可以間接反映突觸的數(shù)量與其傳遞效能[8]。李斐斐[9]和楊敏光等[10]通過實驗發(fā)現(xiàn)，電針治療有利于提高SYN在相關(guān)模型動物海馬CA1區(qū)的表達，改善其突觸可塑性，增強學習記憶能力。

1.2 突觸后致密蛋白-95

突觸后致密蛋白-95(postsynaptic density protein-95，PSD-95)是膜相關(guān)鳥苷酸激酶(membrane-associated guanylate kinase，MAGUK)家族的一員，位于突觸后致密區(qū)中，是突觸后致密物質(zhì)中含量最豐富的蛋白質(zhì)之一[11]。研究表明，PSD-95可能通過影響谷氨酸受體動力學，進而在突觸功能和可塑性中發(fā)揮生理和病理功能[12]。向杜煉等[13]通過實驗發(fā)現(xiàn)，電針干預明顯增加AD模型小鼠海馬PSD-95的表達。張亢亢等[14]通過實驗發(fā)現(xiàn)，電針能有效提高AD大鼠海馬神經(jīng)元SYN和PSD-95的表達，且電針頻率與SYN、PSD-95表達的提高程度成正比，提示電針可通過調(diào)節(jié)PSD-95的表達，以促進海馬區(qū)突觸可塑性從而治療AD。

1.3 生長相關(guān)蛋白-43

生長相關(guān)蛋白-43(growth associated protein43，GAP-43)是廣泛分布于大小腦、脊髓及自主神經(jīng)系統(tǒng)神經(jīng)元內(nèi)的神經(jīng)元特異性磷蛋白，GAP-43的mRNA和蛋白在神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育與損傷后再生等事件中表達上調(diào)，這對神經(jīng)元生長發(fā)育及軸突再生起促進作用[15]。丁義俠、陳亮亮等[16]發(fā)現(xiàn)，通督調(diào)神電針法可提高7 d、14 d 2個時間點腦梗死大鼠腦組織梗死灶周圍GAP-43陽性細胞的表達。鄧莉等[17]通過實驗發(fā)現(xiàn)，電針聯(lián)合骨髓基質(zhì)干細胞(bone marrow stromal cells，BMSCs)移植治療可上調(diào)出血灶周圍SYN和GAP-43的表達，提示BMSCs移植聯(lián)合電針治療可促進腦出血周圍區(qū)神經(jīng)再生。

1.4 鈣調(diào)蛋白依賴性蛋白激酶Ⅱ與環(huán)磷腺苷反應元件結(jié)合蛋白

鈣調(diào)蛋白依賴性蛋白激酶Ⅱ(calmodulin-de-pendent protein kinaseⅡ，CaMKⅡ)在腦組織中表達豐富，海馬腦區(qū)中其含量達神經(jīng)元總蛋白的2%[18]。被認為是一個“記憶分子”，與突觸可塑性和學習記憶密切相關(guān)。核轉(zhuǎn)錄因子環(huán)磷腺苷反應元件結(jié)合蛋白(cAMP-response element binding protein,CREB)是CaMK-Ⅱ的下游底物之一，且CREB的表達是神經(jīng)元興奮性長時程變化的第一步，在突觸可塑性變化中起重要作用[19]。王東巖等[20]發(fā)現(xiàn)，電針“前三里穴”與“外關(guān)穴”可顯著降低腦梗死大鼠神經(jīng)功能缺損程度，改善運動功能障礙，具有神經(jīng)保護作用。其機制可能與其上調(diào)CREB與p-CREB的陽性表達水平有關(guān)。武文鵬等[21]發(fā)現(xiàn)，電針可以下調(diào)嗎啡戒斷大鼠腦腹側(cè)被蓋區(qū)(ventral tegmental area，VTA)和伏隔核(nucleus accumbens，NAc)神經(jīng)元CREB核轉(zhuǎn)錄因子蛋白表達，并抑制CREB磷酸化，這可能是電針緩解嗎啡戒斷反應的分子機制之一。徐秋玲等[22-23]通過實驗證明，重復電針產(chǎn)生的累積鎮(zhèn)痛效應與下丘腦CAMKⅡ表達上調(diào)密切相關(guān)，且電針改善大鼠學習記憶能力與其上調(diào)海馬CA1區(qū)CAMKⅡ的表達相關(guān)。

1.5 Tau蛋白

Tau蛋白是一種多功能的細胞骨架蛋白，又被稱為微管相關(guān)蛋白(microtubule-associated proteins，MAPs)。Tau蛋白在神經(jīng)突起的形成、維持細胞骨架完整性和軸突運輸中發(fā)揮重要作用。AD患者自噬功能異常導致Tau蛋白清除障礙，或軸突遠端自噬體聚集、突觸丟失、神經(jīng)元凋亡及認知功能障礙[24]。楊文丹[25]發(fā)現(xiàn)，早期電針介入AD治療能有效減輕P8品系快速老化小鼠(senescence accelerated Mouse P8，SAMP8)Tau蛋白的異常表達。張敏[26]通過實驗發(fā)現(xiàn)，電針能顯著改善AD大鼠海馬內(nèi)病理改變，減少β-淀粉樣蛋白(amyloid β-protein，Aβ)聚集和tau蛋白過度磷酸化，改善認知功能。

2 突觸可塑性相關(guān)蛋白所涉及的主要疾病

近年來，在針刺調(diào)節(jié)突觸可塑性相關(guān)蛋白的研究中涉及疾病20余種，出現(xiàn)疾病總頻次近120次(表2)。其中AD是出現(xiàn)頻次最高的相關(guān)疾病，針刺改善AD患者學習記憶障礙的關(guān)鍵機制與調(diào)控海馬區(qū)突觸可塑性密切相關(guān)，針刺治療AD有利于保持突觸結(jié)構(gòu)完整，增加突觸小泡密度，調(diào)節(jié)突觸可塑性相關(guān)蛋白的表達(減輕Aβ、Tau蛋白的異常表達，上調(diào)PSD-95、GAP-43、SYN的表達)，從而減少神經(jīng)元損傷，促進突觸功能及突觸再生，改善學習記憶能力，且早期針刺治療AD更有利于疾病康復[6-7,9,25,27]。

表2 針刺調(diào)節(jié)突觸可塑性蛋白所涉及的主要疾病頻次

腦梗死是由于腦動脈粥樣硬化促使局部血栓形成，加重動脈狹窄或完全閉塞，導致腦組織缺血、缺氧、壞死及神經(jīng)功能障礙的一種腦血管疾病。研究表明，針刺能夠增強腦梗死大鼠腦組織中SYN、GAP-43、微管相關(guān)蛋白2(microtubule-associated protein 2，MAP-2)的表達，改善突觸超微結(jié)構(gòu)及促進突觸可塑性，進而改善學習記憶能力，在調(diào)控腦可塑性方面發(fā)揮著重要作用[10,16,28-30]。

神經(jīng)病理性疼痛和慢性疼痛是近年來疼痛研究領(lǐng)域的熱門課題。神經(jīng)病理性疼痛是由中樞、外周神經(jīng)損傷或疾病引起的一種慢性疼痛，包括痛覺超敏、痛覺過敏及自發(fā)性疼痛等綜合癥狀。動物實驗表明，電針可以下調(diào)突觸結(jié)合蛋白-Ⅰ(synaptotagmin I，Syt-Ⅰ)和CaMK Ⅱ的表達及CaMK Ⅱ-CREB通路的功能，繼而抑制其后效應，緩解神經(jīng)病理性疼痛[31-33]。另有研究顯示，電針改善神經(jīng)病理性慢性痛負性情緒大鼠痛感覺成分的效應，可能與上調(diào)大鼠杏仁核PSD-95基因及代謝型Glu受體亞型1(metabotropic glutamate receptor subunit 1，mGluR1)蛋白表達有關(guān)，其改善痛情緒成分的效應可能與其上調(diào)mGluR1、γ-氨基丁酸受體亞型B2(gamma-aminobutyric acid receptor subunit B2，GABAB2)、SYN蛋白的表達有關(guān)，且電針可以改善慢性痛引發(fā)的杏仁核神經(jīng)細胞突觸可塑性變化[34-36]。

抑郁癥是以情緒低落、思維遲緩、意識活動減退為主要特征的一種精神疾病，常伴相應行為與思維改變。研究表明，電針可通過下調(diào)海馬內(nèi)過高表達的神經(jīng)元型一氧化氮合酶(neuronal nitric oxide synthase，nNOS)、改善海馬CA1區(qū)突觸可塑性，從而實現(xiàn)抗抑郁效應[37]。另外，針刺可顯著上調(diào)抑郁模型大鼠海馬星形膠質(zhì)細胞(astrocytes，AST)中膠質(zhì)纖維酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein，GFAP)的表達，也可顯著下調(diào)抑郁模型大鼠前額葉皮層中GFAP的表達[38]。也有研究表明，針刺能促進突觸重塑和神經(jīng)細胞再生，從而發(fā)揮抗抑郁作用，且針刺改善抑郁大鼠核心癥狀與其調(diào)節(jié)海馬GluR1、p-CaMK Ⅱ、PSD-95、CREB、腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(brain-derived neurotrophic factor，BDNF)的表達有關(guān)[39-41]。

脆性X綜合征是常見的遺傳性智力低下疾病。實驗表明，電針長強穴能提高脆性X智力低下1號基因(fragile X mental retardation gene 1，F(xiàn)MR1)敲除小鼠的學習記憶能力，且能相應提高皮質(zhì)區(qū)及小腦區(qū)CREB及細胞外信號調(diào)節(jié)激酶(extracellular signal-regulated kinase，ERK)的表達[42-45]。電針刺激長強穴在多個腦區(qū)的聯(lián)合效應中能相對強化皮質(zhì)及小腦區(qū)的聯(lián)動效應，相對弱化海馬區(qū)CREB相關(guān)蛋白的表達，其機制也可能與電針調(diào)控海馬CA1區(qū)突觸可塑性相關(guān)蛋白的表達有關(guān)。

腦癱即腦性癱瘓，是自受孕開始至嬰兒期的非進行性腦損傷及發(fā)育缺陷所導致的綜合征。新生兒缺血缺氧性腦損傷(hypoxic-ischemic brain damage，HIBD)是腦癱的致病原因之一。研究表明，頭穴叢刺結(jié)合環(huán)境刺激法或康復訓練可提高HIBD大鼠學習記憶能力，促進海馬CA1區(qū)MAP-2與SYN的表達和缺血缺氧腦組織超微結(jié)構(gòu)恢復等，可能為頭穴叢刺與環(huán)境刺激對HIBD神經(jīng)可塑性的影響機制之一[46-47]。且電針可有效減少放射性腦損傷小鼠海馬區(qū)神經(jīng)元凋亡誘導因子及凋亡蛋白的表達，同時可促進海馬突觸可塑性，其機制可能與改善海馬區(qū)神經(jīng)元、突觸超微結(jié)構(gòu)并上調(diào)SYN1的表達有關(guān)[48]。

血管性癡呆(vascular dementia，VD)是由心腦血管疾病引起的缺血性、低灌注性和出血性腦損害，導致智力下降及認知功能障礙的臨床綜合征[49]。程紅亮等[50]和劉靜[51]均發(fā)現(xiàn)，針刺可通過調(diào)節(jié)相關(guān)突觸可塑性蛋白改善VD大鼠學習記憶能力。

自閉癥是在一定遺傳易感基礎(chǔ)上與環(huán)境因素相互作用所導致的兒童認知神經(jīng)機制障礙引發(fā)的綜合征[52-53]。張學君與吳強[54]通過實驗發(fā)現(xiàn)，電針長強穴或百會穴均可改善自閉癥模型大鼠學習和記憶能力，其作用機制可能與調(diào)控PSD-95的表達相關(guān)。研究表明，針刺后海穴可能通過調(diào)控海馬神經(jīng)黏附因子(neurexin-1，NRXN-1)和神經(jīng)連接蛋白-3(neuroligin-3，NLGN-3)的表達，改善自閉癥大鼠學習記憶能力[55-56]。

藥物依賴是一種以反復使用藥物后造成強迫性用藥為主要特征的慢性復發(fā)性腦疾病，其本質(zhì)是一種由藥物引起的神經(jīng)突觸可塑性和基因表達改變?yōu)榛A(chǔ)的病理性記憶[57-58]。研究表明，電針可下調(diào)嗎啡戒斷后大鼠VTA和NAc神經(jīng)元CREB核轉(zhuǎn)錄因子蛋白表達，抑制CREB磷酸化，并增加VTA腦區(qū)的CaMK II含量，提高CaMK II的蛋白活性，這可能是電針緩解嗎啡戒斷反應的重要分子機制[21,59]。

3 針刺調(diào)節(jié)突觸可塑性相關(guān)蛋白治療疾病的主要穴位

近10年相關(guān)文獻中，針刺調(diào)節(jié)突觸可塑性蛋白以治療疾病共使用穴位近50處，出現(xiàn)穴位總頻次共計274次。從表3可見，針刺調(diào)節(jié)蛋白治療疾病最常用的穴位為百會、腎俞、足三里、大椎、長強、神庭等穴位。所選經(jīng)脈集中在督脈、足太陽膀胱經(jīng)、足陽明胃經(jīng)和足少陽膽經(jīng)。經(jīng)穴和經(jīng)外奇穴使用廣泛，且以局部用穴居多，偶見使用自創(chuàng)穴。

表3 針刺調(diào)節(jié)突觸可塑性蛋白所涉及的主要穴位頻次

百會穴居于頭頂，是督脈要穴，通達于腦。百會有升陽益氣、醒神補腦之效，是髓?？仗撝V呆的效穴。大椎穴乃督脈與手足三陽經(jīng)之交會穴，有調(diào)神健腦、啟陽驅(qū)邪之功。百會及大椎皆屬督脈，同取兩穴可共調(diào)督脈之陽氣，司絡(luò)各臟腑，使元氣布、精血養(yǎng)、神氣安、陰陽得衡。腎俞乃腎之背俞穴，屬膀胱經(jīng)，有補益腎精、溫通元陽、填髓健腦之功。膀胱經(jīng)與督脈連通巔頂、入顱健腦養(yǎng)髓，啟神開竅。

足三里乃足陽明經(jīng)之合穴?！锻ㄐ敢x》載: “三里卻五勞之羸瘦”，刺激足三里穴能扶正培元，補臟腑之虛損，且《黃帝內(nèi)經(jīng)》中有大量取刺足陽明經(jīng)脈以治療神志疾病的記載。曲池穴別名“鬼臣”，為手陽明經(jīng)穴，鬼穴有平衡陰陽之功，曲池可理氣化痰而醒腦開竅，治療神志病功效甚優(yōu)，故二穴合用有調(diào)理臟腑，寧心安神之效。

長強穴屬督脈，為本經(jīng)絡(luò)穴。孫思邈在《備急千金要方》中言：“頭者人之元首，人神之所注。”督脈入腦，故針刺長強穴可調(diào)節(jié)情志。如《針灸大成》言其主治“狂病……驚癇瘈疭……驚恐失精”等多種神志病。神庭為督脈、足太陽、陽明之會，位于腦海前庭，為神志所在，有寧神、開竅、止暈、定驚之功。百會、神庭皆屬督脈，是安神定志的常用穴組。

印堂屬督脈，有安神定驚、醒腦通竅之效，可用于治療神志疾病、呃逆、急性腰扭傷等病癥，且收效良好[60]。水溝屬督脈，為督脈與手足陽明之會。此穴主治廣泛，如《會元針灸學》中言: “人中者，天地之最可貴者人也，人稟仁而生存，德厚于土，培陰陽之交。[61]”水溝穴功可益氣回元、益髓醒腦。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，電針水溝與百會、印堂、大椎、神庭等穴位可改善AD大鼠的學習記憶功能[62]。

陽陵泉為足少陽膽經(jīng)穴，是宋代醫(yī)家徐秋夫的秋夫療鬼十三穴之一，功可理氣解郁、調(diào)達情志。內(nèi)關(guān)屬手厥陰心包經(jīng)穴，為心包經(jīng)聯(lián)絡(luò)三焦經(jīng)之絡(luò)穴，刺之可疏通兩經(jīng)經(jīng)氣，有寧心安神、寬胸理氣之功，其善治神志疾患。研究發(fā)現(xiàn)，當內(nèi)關(guān)穴的針刺頻率為3次/s，針刺時間為60 s時，可最顯著地改善腦梗死的腦血流量和神經(jīng)行為學評分[63-64]。涌泉穴是足少陰腎經(jīng)之井穴，為腎之根，針刺涌泉穴可治療腎之頑疾，使腎氣充、精氣足、腦竅??；百會屬督絡(luò)腦，交通神明，涌泉益腎生髓，故兩穴相配常用治療癡呆等癥。

4 結(jié)語

本文對近10年針刺調(diào)節(jié)突觸可塑性蛋白的文獻進行了梳理，并初步總結(jié)了針刺在突觸可塑性蛋白調(diào)控中的應用規(guī)律，即針刺對突觸可塑性蛋白具有多維調(diào)節(jié)作用。一是針對不同蛋白其調(diào)節(jié)方向不同；二是針對處于不同機體狀態(tài)下的相同蛋白，針刺的調(diào)節(jié)方向也不同，體現(xiàn)了針刺的雙向良性調(diào)節(jié)作用。在蛋白種類的研究中，以SYN、CREB、Tau、PSD-95、GAP-43等蛋白的相關(guān)研究較多，但隨著突觸可塑性蛋白種類的范圍不斷擴展，針刺調(diào)節(jié)Aβ、nNOS、GluR1、CaMK II等蛋白以治療疾病的機制也逐漸受到關(guān)注。近年相關(guān)研究涉及的病種也呈增多趨勢，其中AD、腦梗死、疼痛、抑郁癥、脆性X綜合征是熱度較高的研究領(lǐng)域，同時心理和精神疾患，如抑郁癥、自閉癥、創(chuàng)傷后應激障礙等疾患也日益受到研究者的關(guān)注，近年來相關(guān)研究層出不窮。在針刺方法方面，目前電針的使用率遠高于手針，偶有使用電針配合點刺出血的治療方法，用以治療AD的研究。在選穴方面，穴位多分布在督脈、足太陽膀胱經(jīng)、足陽明胃經(jīng)等經(jīng)脈上，經(jīng)穴和經(jīng)外奇穴使用廣泛且以局部用穴居多，偶見使用自創(chuàng)穴，所選穴位多具有調(diào)神健腦、扶正培元之功。綜上，本文對針刺調(diào)節(jié)突觸可塑性的相關(guān)蛋白、相關(guān)疾病和主要穴位進行了總結(jié)與探討。同時針刺調(diào)節(jié)突觸可塑性蛋白的研究還有很大的挖掘空間，如針刺調(diào)節(jié)突觸可塑性蛋白的確切機制、突觸可塑性蛋白與疾病及選穴之間更明確的規(guī)律，可能是未來需要進一步研究與探索的方向。