針刺調(diào)節(jié)脂肪細(xì)胞穩(wěn)態(tài)的減肥作用機制研究*

莫燦婷，蔣琰瑜，唐 霽，謝漢興，唐紅珍

（廣西中醫(yī)藥大學(xué)針灸推拿學(xué)院，廣西 南寧 530001）

肥胖是指由于機體儲存的能量大于消耗的能量，致使體內(nèi)脂肪積蓄過度，脂肪細(xì)胞穩(wěn)態(tài)失調(diào)，體質(zhì)量指數(shù)（BMI）≥25.0 kg/m2的慢性代謝性疾病[1]。改革開放以來，我國的經(jīng)濟增長迅速，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，人們的工作、生活環(huán)境改善，多以靜坐方式為主，運動減少，飲食方面以高蛋白、高脂肪、高能量的食物為主。目前眾多研究[2-5]表明，肥胖發(fā)病率與靜坐時間及高脂肪、高能量飲食等因素成正比。根據(jù)世界衛(wèi)生組織研究預(yù)測，到2030年全球超重人口或?qū)⑼黄?1.6億[6]。肥胖不僅損害人體形態(tài)的外在美，還影響消化、心血管、內(nèi)分泌等各大系統(tǒng)功能的正常運行，危害機體的健康。目前臨床上相關(guān)的研究結(jié)果指出，肥胖參與腫瘤、哮喘、不孕不育、心血管等疾病的發(fā)展過程[7-11]。

近年來，隨著分子生物學(xué)等研究技術(shù)的飛速發(fā)展，國內(nèi)外關(guān)于針灸治療肥胖的作用機制研究已經(jīng)進入了表觀遺傳學(xué)、神經(jīng)-內(nèi)分泌、免疫-炎癥反應(yīng)等分子機制的研究階段[12]。以往眾多的實驗研究發(fā)現(xiàn)，針刺在調(diào)節(jié)脂肪細(xì)胞的形態(tài)大小、數(shù)目及分泌各種細(xì)胞因子的功能等方面，發(fā)揮著維持脂肪細(xì)胞穩(wěn)態(tài)的良性調(diào)節(jié)作用，能有效地降低肥胖患者的體質(zhì)量，但關(guān)于這方面的作用機制的報道尚少，故通過檢索針刺治療飲食誘導(dǎo)的肥胖（diet-induced obsisity，DIO）的相關(guān)文獻，從針刺對脂肪細(xì)胞的分化與凋亡、脂肪細(xì)胞形態(tài)、脂肪細(xì)胞分泌功能的調(diào)節(jié)作用等方面，闡述針刺通過調(diào)節(jié)脂肪細(xì)胞穩(wěn)態(tài)以達(dá)到減肥目的的內(nèi)在作用機制。

1 脂肪細(xì)胞穩(wěn)態(tài)失衡與肥胖

脂肪細(xì)胞是構(gòu)成人體的基本單位，其大小、數(shù)目及分泌等生理功能的動態(tài)平衡，即脂肪細(xì)胞穩(wěn)態(tài)[13-14]，是維持人體各項生理機能正常發(fā)揮所必需的。WANG G Y[15]通過ODE模型及大量數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)體質(zhì)量的穩(wěn)定性可通過脂肪細(xì)胞的自我調(diào)節(jié)實現(xiàn)。

脂肪細(xì)胞數(shù)量的增多或者細(xì)胞體積的增大，是導(dǎo)致肥胖發(fā)生的直接因素。以往的研究結(jié)果指出，青春期前的兒童、青少年肥胖以脂肪細(xì)胞數(shù)量增多為主，而成年后的肥胖以脂肪細(xì)胞體積增大為主，數(shù)量維持衡定[16]。在脂質(zhì)代謝平穩(wěn)的正常條件下，脂肪細(xì)胞的分化凋亡及分泌活動處于動態(tài)平衡的狀態(tài)。隨著人們高脂高熱量的飲食結(jié)構(gòu)、靜坐為主的工作生活方式的出現(xiàn)，機體的能量常處于供過于求的局面，導(dǎo)致甘油三酯等脂質(zhì)積累增多并貯存于脂肪細(xì)胞內(nèi)，使細(xì)胞體積普遍增大，自噬體功能異常，脂肪細(xì)胞分化、凋亡失衡，脂質(zhì)代謝紊亂，脂肪組織處于缺氧狀態(tài)，脂肪細(xì)胞的微環(huán)境發(fā)生改變，促炎因子分泌增多，抗炎因子分泌減少，脂肪細(xì)胞穩(wěn)態(tài)失衡，脂肪組織處于慢性炎癥狀態(tài)，并引發(fā)瘦素、胰島素抵抗，最終導(dǎo)致肥胖，形成惡性循環(huán)[17]。（見圖1）

圖1 脂肪細(xì)胞穩(wěn)態(tài)失衡與肥胖的關(guān)系圖

2 針刺調(diào)節(jié)脂肪細(xì)胞的分化與凋亡

在細(xì)胞水平上，脂肪細(xì)胞的形成需經(jīng)歷5個階段，從骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞（bone marrow mesenchymal stem cells，BMSCs）開始分化到具有分裂增殖能力的前脂肪細(xì)胞是前3個階段，隨后形成成熟的脂肪細(xì)胞還需經(jīng)歷2個階段，這整個分化過程對脂肪細(xì)胞數(shù)量的穩(wěn)態(tài)極為重要。雖然脂肪細(xì)胞數(shù)目在成年后基本保持在一個比較穩(wěn)定的范圍，但有新的研究發(fā)現(xiàn)，在極度肥胖的成年患者中[18-21]，其體內(nèi)的脂肪細(xì)胞數(shù)量存在適應(yīng)性的增加。國內(nèi)的研究學(xué)者在觀察實驗DIO大鼠體質(zhì)量增長的過程當(dāng)中，也檢測到前脂肪細(xì)胞的分化增殖活動增強，脂肪細(xì)胞數(shù)量增多，且平均直徑明顯增大，這可能是機體為適應(yīng)體內(nèi)貯存脂肪需求的代償性機制。而在對肥胖模型大鼠進行跑臺訓(xùn)練或針刺治療后，其脂肪細(xì)胞分化增多，但細(xì)胞平均體積明顯縮小，這說明運動或針刺都可促進脂肪細(xì)胞的更新代謝，是維持脂肪細(xì)胞更新與代謝動態(tài)平衡的適應(yīng)機制[22-23]。另一個有趣的發(fā)現(xiàn)，針刺可以誘導(dǎo)BMSCs向骨細(xì)胞、肝細(xì)胞、神經(jīng)元樣細(xì)胞等非脂肪細(xì)胞分化。涂江義等[24]研究發(fā)現(xiàn)，電針治療腦缺血大鼠后，促進了BMSCs向神經(jīng)絲蛋白-200分化。彭銳等[25]對膝骨關(guān)節(jié)炎大鼠予以針刺治療后，發(fā)現(xiàn)針刺修復(fù)了由炎癥造成的軟骨細(xì)胞損傷。張瑋等[26]通過針刺治療肝纖維化大鼠后，取腹主動脈血并制備血清，培養(yǎng)經(jīng)傳代所得的骨髓干細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)針刺可定向誘導(dǎo)其向肝細(xì)胞分化。

脂肪細(xì)胞穩(wěn)態(tài)失衡與細(xì)胞自噬功能受損有關(guān)，當(dāng)機體營養(yǎng)缺乏時，自噬活動被激活，通過自噬體吞噬細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)及壞死的細(xì)胞器，并運送至溶酶體中，由此進行分解消化，以實現(xiàn)細(xì)胞的代謝與更新，維持機體的能量平衡[27]。研究[28]發(fā)現(xiàn)，脂肪細(xì)胞的自噬活動參與維持脂肪細(xì)胞穩(wěn)態(tài)平衡過程。機體發(fā)生肥胖后，自噬相關(guān)蛋白LC3的表達(dá)上調(diào)[29-30]，為維持機體更新代謝的動態(tài)平衡，自噬活動適應(yīng)性的被激活。但有新的研究[31]表明，自噬的代償功能是有限度的，長期的高脂飲食飼養(yǎng)導(dǎo)致DIO模型大鼠的脂質(zhì)積累，超越了自噬的正常代償功能，其肝臟部分細(xì)胞的自噬功能減弱，不能發(fā)揮自噬減少機體脂質(zhì)積累的作用。MIZUNOE Y等[32]在DIO小鼠的白色脂肪中也發(fā)現(xiàn)了，自噬溶酶體功能受損也阻礙了脂滴的降解，更重要的是隨著自噬活性的增強，抑制了脂肪細(xì)胞的凋亡。半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3（Caspase-3）是一種能使細(xì)胞迅速凋亡的蛋白酶，李翅翅等[33]研究發(fā)現(xiàn)，在機體缺乏營養(yǎng)時，被過度激活的自噬，會下調(diào)Caspase-3的蛋白表達(dá)，從而使脂肪細(xì)胞的凋亡率下降。因此，自噬溶酶體功能異常，脂質(zhì)代謝能力下降，脂肪細(xì)胞凋亡減少，細(xì)胞生成與凋亡動態(tài)平衡被打破，細(xì)胞代謝穩(wěn)態(tài)失衡，導(dǎo)致肥胖的發(fā)生。國內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn)，針刺能夠有效修復(fù)受損的自噬功能，逆轉(zhuǎn)上述的肥胖形成過程。胡新穎[34]予電針治療癡呆大鼠，發(fā)現(xiàn)可降低其海馬組織LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ的比值，下調(diào)自噬蛋白Beclin-1的表達(dá),恢復(fù)神經(jīng)元自噬的正常功能。有研究[35-37]發(fā)現(xiàn)，敲除自噬基因Atg5、Atg7后，明顯減少了小鼠體內(nèi)自噬體的生成，嚴(yán)重?fù)p壞了肝臟脂代謝的能力。而姚俊鵬等[38]針刺肥胖模型大鼠的中脘、足三里、天樞、三陰交4周后，上調(diào)了大鼠下丘腦Atg7蛋白的表達(dá)量，減輕了DIO大鼠的體質(zhì)量。高建芝等[39]通過針刺治療DIO大鼠，下調(diào)了抗細(xì)胞凋亡的基因Bcl-2（B-cell lymphoma-2）的蛋白表達(dá)，提高了其脂肪細(xì)胞的凋亡率。

綜上研究表明，針刺可通過促進脂肪細(xì)胞更新代謝，誘導(dǎo)BMSCs向非脂肪細(xì)胞分化，從源頭上減少脂肪細(xì)胞的生成，同時改善肥胖機體受損的細(xì)胞自噬功能，提高脂肪細(xì)胞的凋亡速率，抑制體內(nèi)脂質(zhì)的大量合成，維持脂肪細(xì)胞分化與凋亡的動態(tài)平衡。

3 針刺調(diào)控脂肪細(xì)胞的形態(tài)大小

白色脂肪組織占據(jù)成年人正常體質(zhì)量的15%～20%，是肥胖發(fā)生的最初級場所，由白色脂肪細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、少量的成纖維細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞及非脂肪類細(xì)胞物質(zhì)構(gòu)成，其中以白色脂肪細(xì)胞為主。白色脂肪細(xì)胞內(nèi)有90%是脂肪滴，其中脂滴內(nèi)含有95%以上的甘油三酯（TG）[40]。因此，TG在體內(nèi)的不斷積蓄使細(xì)胞的直徑普遍擴大，是加速機體肥胖的主要原因。眾多動物實驗及臨床試驗研究結(jié)果表明，針刺能有效減少機體TG的含量，縮小脂肪細(xì)胞的直徑。大量臨床研究[41-43]表明，針刺能有效降低DIO患者的體脂率及血清TG含量，總體治療有效率達(dá)90%以上。洪浩[44]在針刺治療DIO小鼠的實驗中發(fā)現(xiàn)，DIO小鼠的脂肪細(xì)胞體積隨著體內(nèi)TG含量的降低而減小。目前關(guān)于針刺降低肥胖機體TG含量、改善脂肪細(xì)胞形態(tài)體積過度增大的作用機制尚未明確，可能與促進TG合成的過氧化物酶體增殖物活化受體γ（PPAγ）、固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白（SREBPs）、糖反應(yīng)元件結(jié)合蛋白（ChREBP）等轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子有關(guān)。

PPAγ在前脂肪細(xì)胞終末階段的分化過程中，參與調(diào)控與TG水解密切相關(guān)的脂肪甘油三酯脂肪酶（ATGL）、圍脂滴蛋白（PLIN）等標(biāo)志性靶基因的轉(zhuǎn)錄，進而影響脂質(zhì)代謝及脂肪沉積[45]。童國相等[46]在干預(yù)3T3-L1前體脂肪細(xì)胞的增殖、分化實驗過程中發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞內(nèi)PPAγ的表達(dá)下調(diào)時，脂肪細(xì)胞內(nèi)生成的脂滴明顯較前減小、TG含量也明顯減少。王麗華等[47]對DIO大鼠予電針治療后，發(fā)現(xiàn)其PPAγ共激活因子1α（PGC-1α）蛋白表達(dá)升高，Lee’s指數(shù)顯著降低，附睪脂肪出現(xiàn)“棕色化”，且細(xì)胞直徑縮小。王海英等[48]對DIO大鼠的雙側(cè)“帶脈”穴進行電針治療8周后，大鼠體質(zhì)量及TG的水平顯著下降，且下調(diào)了該組大鼠肝臟PPAγ的表達(dá)水平，減少了肝細(xì)胞內(nèi)的脂滴含量。

ChREBP及SREBPs在維持機體脂質(zhì)代謝穩(wěn)定的過程當(dāng)中，均可通過調(diào)控脂肪酸合成酶（FAS）的表達(dá)，參與調(diào)節(jié)TG的合成[49-50]。王輝等[51]在肥胖抵抗的實驗研究中發(fā)現(xiàn)，肥胖模型組大鼠肝組織中SREBP1c的mRNA表達(dá)水平明顯高于肥胖抵抗組，且DIO大鼠的肝臟組織切片可見肝細(xì)胞內(nèi)有大量脂肪滴。李知行等[52]通過電針胰島素抵抗大鼠的雙側(cè)“豐隆”“三陰交”穴，治療2周后，胰島素抵抗大鼠肝臟SREBP1c、FAS的表達(dá)量均顯著降低，血清中TG的含量也較模型組降低，這可能與電針降低肝組織SREBP1c的表達(dá)、下調(diào)FAS等脂肪酸合成酶的活性，使肝組織內(nèi)TG、TC的合成減少有關(guān)。由此可見，針刺可調(diào)控PPAγ、SREBP、ChREBP等參與脂肪合成的轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子的表達(dá)，促進脂類代謝，減少脂滴生成，縮小脂肪細(xì)胞的體積。

4 針刺調(diào)節(jié)脂肪細(xì)胞的分泌功能

脂肪細(xì)胞具有分泌各種細(xì)胞因子的功能，如促炎性因子瘦素（Leptin)、白細(xì)胞介素-6（IL-6）、腫瘤壞死因子-α（TNF-α）等，以及抗炎因子脂聯(lián)素、白細(xì)胞介素-10（IL-10）等。在身體處于正常狀態(tài)的條件下，各類因子的分泌處于一個相對平衡的動態(tài)。肥胖時，脂肪細(xì)胞內(nèi)TG的過度儲存，使細(xì)胞的體積增大，當(dāng)脂肪細(xì)胞的直徑≥120 μm時，經(jīng)血液運輸進入到脂肪組織的氧量供給小于其生長的需求量，造成脂肪組織局部含氧量缺乏，脂肪細(xì)胞分泌功能失衡，分泌出大量的促炎性因子，而抑制了部分抗炎性因子的生成，最終導(dǎo)致瘦素抵抗及慢性炎癥，加劇代謝綜合征的發(fā)生與發(fā)展[53-54]。

Leptin與其相對應(yīng)的受體結(jié)合后，激活JAK/STAT信號通路，調(diào)節(jié)其靶基因在下丘腦的表達(dá)，從而對機體的攝食行為及能量代謝發(fā)揮調(diào)控作用[55]。丁忱歡等[56]針刺治療DIO大鼠的實驗研究結(jié)果為這一理論提供了有力依據(jù)。Leptin的表達(dá)水平與脂肪細(xì)胞脂質(zhì)含量及細(xì)胞大小密切相關(guān)。160例肥胖兒童的臨床研究[57]結(jié)果表明，肥胖組兒童血清Leptin水平高于正常組，并與TG、IL-6、IL-8、TNF-α呈正相關(guān)，體內(nèi)存在瘦素抵抗的現(xiàn)象。關(guān)于瘦素抵抗的分子機制十分復(fù)雜，目前眾多研究表明，瘦素-受體結(jié)合后的信號通路途徑存在轉(zhuǎn)導(dǎo)障礙。已有研究[58]指出，細(xì)胞因子信號轉(zhuǎn)導(dǎo)抑制因子3（SOCS3）可以阻斷瘦素-受體信號傳導(dǎo)，并對JAK/STAT通路的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)起負(fù)反饋的調(diào)節(jié)作用，導(dǎo)致瘦素抵抗。本團隊課題組前期研究發(fā)現(xiàn)針刺不僅能降低DIO大鼠的體質(zhì)量，還可降低其血清中SOCS3、瘦素的水平[59]。嚴(yán)志康等[60]發(fā)現(xiàn)針刺可以促進肝臟JAK2、STAT3蛋白的磷酸化水平，因此，推測針刺可能通過降低SOCS3的含量，逆轉(zhuǎn)其負(fù)反饋調(diào)節(jié)JAK/STAT通路的作用，進而提高瘦素控制食欲及促進能量消耗的效能。

臨床研究[61]表明，肥胖合并脂肪肝的患者血清中IL-6、TNF-α的含量比正常人顯著升高，且與胰島素抵抗指數(shù)成正相關(guān)。在肥胖兒童脂肪組織的Western blotting、RT-PCR檢測中，發(fā)現(xiàn)TNF-α可能通過抑制其組織中的DNA斷裂因子相似蛋白C（CIDEC）的磷酸化，阻礙胰島素與其受體底物（IRS）的結(jié)合，影響脂肪細(xì)胞的脂解活動，導(dǎo)致機體脂質(zhì)代謝紊亂[62]。同樣，有報道[63]證明，IL-6可通過抑制IRS的磷酸化、激活PI3K/AKT信號通路，胰島素的信號傳導(dǎo)受阻，使分泌胰島素的胰島β細(xì)胞對葡萄糖等物質(zhì)的刺激所產(chǎn)生的生物學(xué)效應(yīng)降低，即胰島素抵抗。TNF-α、IL-6不僅影響胰島素降低機體血糖的生理機能，還是引發(fā)慢性炎癥相關(guān)通路的激動劑。有國外研究[64]報道，TNF-α、IL-6可通過激活NF-κB、JNK等炎癥通路，進一步誘導(dǎo)更多促炎性因子的分泌，加劇慢性炎癥的進程。徐珊珊等[65]對肥胖小鼠雙側(cè)的“后三里”和“內(nèi)庭”穴進行電針治療，4周后，取小鼠的脂肪組織進行PCR檢測及HE染色的結(jié)果顯示，IL-6、TNF-α的mRNA在電針組的相對定量明顯低于肥胖對照組，且電針組脂肪細(xì)胞內(nèi)堆積的脂滴球較小，直徑明顯減小，細(xì)胞大小較為均勻。

脂聯(lián)素（adiponectin，ADP）是一種新型的抗炎性細(xì)胞因子，與IL-6、TNF-α等促炎性因子的負(fù)調(diào)節(jié)作用相反，ADP能減少糖異生，提高機體胰島素的生理功能。適當(dāng)提高ADP的含量，對防治肥胖及其他相關(guān)的代謝性疾病具有積極意義。脂聯(lián)素基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控，需要依賴于去乙?；赋聊畔⒄{(diào)節(jié)因子1（SIRT1）激活的叉頭狀轉(zhuǎn)錄因子1（FoxO1）的參與[66]，大量研究顯示，肥胖個體的血清ADP含量明顯偏小，并存在胰島素抵抗的現(xiàn)象[67]。楊亞南等[68]通過電針治療，激活DIO大鼠白色脂肪組織中的SIRT1/FoxO1信號通路，促進ADP的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，提高了胰島素調(diào)控糖脂合成的功能，可有效降低大鼠的體質(zhì)量。宋燕娟等[69]的實驗研究同樣證實了，針刺通過上調(diào)SIRT1和FoxO1的蛋白表達(dá)，促進DIO大鼠的糖脂代謝。

IL-10是體內(nèi)重要的免疫抗炎因子，可降低核因子κB（NF-κB）蛋白的表達(dá)水平，進而抑制機體的炎癥反應(yīng)[70]。李慶等[71]臨床研究發(fā)現(xiàn)，血清IL-10含量較低的妊娠期糖尿病患者大多伴隨有胰島素抵抗的現(xiàn)象。張思依等[72]通過針刺DIO大鼠的“關(guān)元”“足三里”等穴位，治療8周后，M2型巨噬細(xì)胞在其附睪脂肪中的數(shù)量有較顯著的增加，且該組附睪脂肪中IL-10的mRNA表達(dá)水平也較模型組高，而IL-6的mRNA在附睪脂肪中的表達(dá)明顯低于肥胖模型大鼠，可見針刺治療能有效減輕附睪白色脂肪組織的炎性反應(yīng)。

總結(jié)上述研究可見，針刺能有效逆轉(zhuǎn)機體肥胖后由促炎性因子占主導(dǎo)地位而危害生命健康的不利局面，通過針刺的雙向調(diào)控作用使抗炎性因子、促炎性因子的數(shù)量在體內(nèi)重新達(dá)到動態(tài)平衡，改善肥胖機體的慢性炎癥狀態(tài)。

5 結(jié) 語

針刺在調(diào)節(jié)肥胖機體脂肪細(xì)胞的數(shù)目、形態(tài)及功能的動態(tài)平衡，維持細(xì)胞穩(wěn)態(tài)，促進脂質(zhì)代謝等方面已取得了確切療效，但其中具體的分子作用機制尚未明確。筆者在整理國內(nèi)外關(guān)于針刺對肥胖機體脂肪細(xì)胞的影響等研究文獻的過程中發(fā)現(xiàn)，以下5個方面的問題仍需在今后進行更深入的研究探討：（1）抗凋亡蛋白和促凋亡蛋白，以及二者共有的Protein kinase結(jié)構(gòu)域上的蛋白質(zhì)激酶家族均參與調(diào)控脂肪細(xì)胞的分化、凋亡[73]，針刺可能通過調(diào)節(jié)這3類蛋白中的哪些蛋白表達(dá)以維持脂肪細(xì)胞數(shù)目的動態(tài)平衡；（2）針刺如何通過調(diào)節(jié)促進脂肪細(xì)胞脂滴合成與分解的蛋白質(zhì)及水解酶類分子物質(zhì)，以達(dá)到調(diào)控脂肪細(xì)胞形態(tài)大小的目的；（3）機體肥胖引起脂肪細(xì)胞微環(huán)境改變后如何影響細(xì)胞的生理機能，針刺如何逆轉(zhuǎn)細(xì)胞因子分泌紊亂的局面，以維持脂肪細(xì)胞的分泌穩(wěn)態(tài)；（4）前文談到針刺能誘導(dǎo)BMSCs向非脂肪細(xì)胞分化，是否能為有肥胖傾向的兒童、青少年的臨床防治策略提供借鑒意義，仍有待探討；（5）在維護人類健康的前提下，如何更好地利用現(xiàn)代分子生物學(xué)等研究技術(shù)為臨床治療服務(wù)，優(yōu)化肥胖的防治策略，是需要每個醫(yī)者及研究人員共同努力解決的關(guān)鍵問題。