針灸調(diào)節(jié)自噬的研究進(jìn)展

丁 霞，霍新慧，昂沙爾·畢哈孜

(新疆醫(yī)科大學(xué)中醫(yī)學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830011)

針灸是傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)的重要組成部分，臨床上廣泛應(yīng)用于治療各種適應(yīng)性疾病，具有雙向調(diào)節(jié)的作用。針灸起效的機(jī)制是調(diào)動人體自身的正氣，從而達(dá)到“平衡”的狀態(tài)。自噬是廣泛存在于真核細(xì)胞生物中的生命現(xiàn)象，作為一把“雙刃劍”，既能調(diào)控細(xì)胞的程序性死亡，也能促進(jìn)細(xì)胞的存活，維持細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)。針灸追求“平衡”的思想與自噬調(diào)控細(xì)胞內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的作用不謀而合[1]。有研究發(fā)現(xiàn)針灸治療醫(yī)學(xué)疾病的機(jī)制與細(xì)胞自噬高度重疊，這可能為臨床應(yīng)用和基礎(chǔ)研究提供新的方向[2]?，F(xiàn)綜述近年來關(guān)于針灸調(diào)節(jié)自噬在各類疾病中的研究進(jìn)展，為針灸治病的臨床應(yīng)用與基礎(chǔ)研究提供新的方向。

1 自噬概況

自噬是一種主要維持細(xì)胞穩(wěn)態(tài)的過程，涉及不必要和功能障礙的蛋白質(zhì)、細(xì)胞器和其他細(xì)胞成分的降解和再循環(huán)[3]。自噬具有保護(hù)細(xì)胞的功能，但過度的自我降解是有害的，所以，自噬具有雙重作用[45]。自噬調(diào)節(jié)功能失調(diào)與人類各種疾病有關(guān)，包括癌癥、自身免疫性疾病、神經(jīng)退行性疾病、代謝紊亂和微生物感染等[6]。

自噬啟動的主要信號線索集中在磷酸肌醇3激酶(phosphoinositide 3-kinase，PI3K)調(diào)節(jié)上。自噬的早期啟動步驟由不同的信號感應(yīng)蛋白調(diào)節(jié)，包括四種蛋白激酶：哺乳動物雷帕霉素靶復(fù)合物1、unc-51樣自噬激活激酶1(unc-51 like autophagy activating kinase 1，ULK1)、腺苷酸活化蛋白激酶(amp-activated protein kinase，AMPK)和蛋白激酶B(protein kinase B，Aat/PKB)。哺乳動物Beclin蛋白復(fù)合物1(Beclin-1)是自噬機(jī)制的核心成分，在自噬體形成中發(fā)揮重要作用；微管相關(guān)蛋白L輕鏈3(microtubule-associated protein light chain-3，LC3)是酵母自噬蛋白Atg8的同源物，參與自噬體的生物發(fā)生和運(yùn)輸[78]。

2 針灸調(diào)節(jié)自噬在疾病中的研究進(jìn)展

2.1 調(diào)節(jié)心血管系統(tǒng)相關(guān)疾病

心血管疾病被認(rèn)為是全世界發(fā)病率和死亡率的主要原因之一，已有實(shí)驗(yàn)研究表明針灸治療心血管系統(tǒng)疾病在細(xì)胞凋亡方面有效，調(diào)節(jié)自噬可能是其發(fā)揮作用的途徑之一[9]。

2.1.1 調(diào)節(jié)慢性心力衰竭自噬相關(guān)蛋白表達(dá) 心力衰竭是繼發(fā)于許多病因的心臟功能損害的一個(gè)共享慢性階段，會嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量。溫和灸雙側(cè)“肺俞”“心俞”可以改善充血性心力衰竭(congestive heart failure，CHF)大鼠心肌損傷，其作用可能與降低心肌細(xì)胞LC3-Ⅰ/Ⅱ蛋白表達(dá)，上調(diào)CHF大鼠mTOR、P62表達(dá)水平有關(guān)[11]。

2.1.2 調(diào)節(jié)心肌缺血再灌注損傷自噬相關(guān)蛋白表達(dá)/信號通路 心肌缺血是全世界死亡最普遍的原因之一，及時(shí)再灌注是限制梗死面積的最有效方法，然而，再灌注本身可導(dǎo)致進(jìn)一步的心肌損傷，這種現(xiàn)象通常稱為心肌缺血再灌注損傷。電針“內(nèi)關(guān)”穴預(yù)處理可以改善心肌細(xì)胞凋亡、壞死，促進(jìn)受損心肌細(xì)胞生存，其機(jī)制可能與抑制大鼠p38絲裂原活化蛋白激酶的磷酸化[12]、適度調(diào)節(jié)LC3-Ⅱ、Beclin-1蛋白表達(dá)水平[13]，加強(qiáng)LKB1/AMPK/PFK2信號通路激活自噬有關(guān)[14]。

2.2 調(diào)節(jié)神經(jīng)系統(tǒng)相關(guān)疾病

神經(jīng)系統(tǒng)疾病是繼心血管疾病和惡性腫瘤之后的第三大影響人類健康的疾病。自噬與神經(jīng)退行性疾病之間存在廣泛的聯(lián)系，自噬的破壞在某些情況下會導(dǎo)致病理反應(yīng)[9]。

2.2.1 調(diào)節(jié)帕金森病(Parkinson disease，PD)自噬相關(guān)蛋白表達(dá) PD是第二大最常見的神經(jīng)退行性疾病，在過去的30年里，該病患病率明顯增加，已經(jīng)嚴(yán)重影響人們的生活[1516]。針灸雙側(cè)“陽陵泉”可以促進(jìn)PD小鼠溶酶體膜的修復(fù)和synuclein毒性蛋白的降解,提示針灸有可能改善小鼠的自噬水平[17]。艾灸PD模型大鼠的雙側(cè)“風(fēng)府”“關(guān)元”“足三里”，導(dǎo)致大鼠腦黑質(zhì)Parkin介導(dǎo)的線粒體自噬水平升高，從而降解清除過度表達(dá)的USP30[18]。

2.2.2 調(diào)節(jié)阿爾茨海默病(Alzheimer’s disease，AD)自噬相關(guān)蛋白表達(dá)/信號通路 AD是一種神經(jīng)退行性疾病，典型特征是兩個(gè)標(biāo)志性病理：β淀粉樣蛋白斑塊沉積和高磷酸化tau蛋白的神經(jīng)原纖維纏結(jié)[19]。電針療法在“腎腦相濟(jì)”理論指導(dǎo)下可以下調(diào)大鼠LC3-Ⅱ、Bnip3蛋白含量的表達(dá)，降低細(xì)胞自噬及線粒體自噬的發(fā)生[20]。針刺AD模型小鼠能使LC3-Ⅱ表達(dá)減弱，P62表達(dá)增強(qiáng)，說明電針通過抑制自噬水平，改善小鼠腦部學(xué)習(xí)記憶能力[21]。針刺“四關(guān)”穴[22]或者“百會”穴[23]可能改善AD模型大鼠的學(xué)習(xí)記憶能力，發(fā)揮保護(hù)神經(jīng)的作用，激活自噬途徑，使LC3-Ⅱ蛋白的表達(dá)增多。預(yù)電針“百會”“腎俞”可以下調(diào)AD樣病變模型大鼠海馬區(qū)自噬相關(guān)蛋白PI3K、Akt、p-Akt、mTOR的表達(dá)水平，誘導(dǎo)自噬的發(fā)生機(jī)制，可能是通過調(diào)控PI3K/Akt/mTOR信號通路，誘導(dǎo)自噬，促進(jìn)NFTs清除[24]。通過電針刺激雙側(cè)“迎香”“印堂”穴治療AD模型大鼠，能將大鼠記憶能力提高，其機(jī)制可能是通過調(diào)節(jié)神經(jīng)元的自噬水平、降低神經(jīng)元凋亡比例、調(diào)節(jié)突觸的可塑性來實(shí)現(xiàn)[25]。艾灸督脈能改善AD轉(zhuǎn)基因小鼠學(xué)習(xí)記憶能力/認(rèn)知功能，加速Aβ1-42清除，其機(jī)制可能與上調(diào)LC3-Ⅱ蛋白表達(dá)，抑制PI3K/Akt/mTOR信號通路異常激活有關(guān)[26]。

2.2.3 調(diào)節(jié)腦缺血再灌注損傷(cerebral ischemia reperfusion injury，CIRI)自噬相關(guān)蛋白表達(dá) CIRI是導(dǎo)致缺血性中風(fēng)患者預(yù)后不良的關(guān)鍵因素，可導(dǎo)致嚴(yán)重腦功能障礙，目前還沒有確切的治療方法[27]。自噬可能參與CIRI的病理過程，但確切作用仍存在爭議[28]。電針在不同時(shí)間段能明顯降低Beclin-1、LC3-Ⅰ/Ⅱ蛋白表達(dá)[29]。針刺不僅能直接調(diào)控自噬體的數(shù)量，調(diào)控LC3、B淋巴細(xì)胞瘤基因2同源結(jié)構(gòu)域蛋白和自噬底物蛋白P62的表達(dá)，還可以通過調(diào)控Ⅲ型磷脂酰肌醇3激酶蛋白激酶BmTOR及腺苷酸活化蛋白激酶mTORUNC51樣激酶1相關(guān)信號通路來抑制或激活自噬，從而改善CIRI[30]。

2.2.4 調(diào)節(jié)新生兒缺氧缺血性腦病自噬相關(guān)蛋白表達(dá) 缺氧缺血性腦損傷是新生兒中常見的一種嚴(yán)重的神經(jīng)系統(tǒng)疾病[31]。針刺可能通過上調(diào)Beclin-1和LC3-Ⅰ/Ⅱ蛋白表達(dá)，促進(jìn)海馬神經(jīng)元自噬，改善缺氧缺血性腦損傷新生大鼠的自主活動能力和空間學(xué)習(xí)記憶能力[32]。

2.3 調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)相關(guān)疾病

自噬在免疫系統(tǒng)的發(fā)育和功能中起著至關(guān)重要的作用，自噬通過清除細(xì)胞內(nèi)病原體和傳遞抗原進(jìn)行呈遞和免疫識別來參與宿主保護(hù)[33]。

2.3.1 調(diào)節(jié)肌萎縮側(cè)索硬化癥(amyotrophic lateral sclerosis,ALS)自噬相關(guān)蛋白表達(dá) ALS是一種致命的衰弱性神經(jīng)肌肉疾病[34]。夾脊電針治療轉(zhuǎn)ALS-SOD1G93A基因小鼠,通過上調(diào)自噬相關(guān)蛋白LC3-Ⅱ、Beclin-l的表達(dá),加強(qiáng)自噬功能,促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)異常蛋白清除,起到保護(hù)運(yùn)動神經(jīng)元的作用[35]。

2.3.2 調(diào)節(jié)類風(fēng)濕性(rheumatoid arthritis，RA)關(guān)節(jié)炎自噬相蛋白表達(dá)/信號通路 RA是一種慢性、對稱的炎性自身免疫性疾病。自噬在包括RA在內(nèi)的各種自身免疫性疾病中失調(diào)，有證據(jù)表明自噬可能與RA成纖維樣滑膜細(xì)胞的凋亡抗性、破骨細(xì)胞形成以及最終嚴(yán)重的骨和軟骨破壞有關(guān)。艾灸能調(diào)節(jié)RA炎性反應(yīng)，發(fā)揮治療效應(yīng)，其機(jī)制可能與上調(diào)RA大鼠滑膜ULK1、Atg3、Atg5、Atg12mRNA和LC3-Ⅱ、Beclin-1蛋白表達(dá)，抑制PI3K/Akt/mTOR信號通路活性有關(guān)，提示艾灸能增強(qiáng)RA大鼠滑膜細(xì)胞的自噬水平。

2.4 其他

針灸還能在其他很多疾病中調(diào)節(jié)自噬，發(fā)揮其相關(guān)作用。溫和灸通過多條信號傳導(dǎo)途徑激活小鼠巨噬細(xì)胞的自噬反應(yīng)，這可能是艾灸能快速發(fā)揮抗感染同時(shí)又能抗炎的作用機(jī)制之一[40]。針刺可通過調(diào)控自噬的關(guān)鍵因子mTOR信號通路影響多囊卵巢綜合征患者的胰島素抵抗。

3 結(jié)語

針灸調(diào)控自噬相關(guān)蛋白表達(dá)及信號通路，對疾病的改善有重要的作用，包括癌癥、自身免疫性疾病、神經(jīng)退行性疾病、代謝紊亂和微生物感染等。通過總結(jié)發(fā)現(xiàn)針灸調(diào)節(jié)自噬在神經(jīng)系統(tǒng)研究最多，心血管系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)等方面也有涉及。在心血管系統(tǒng)，針刺可能通過調(diào)控LC3-Ⅱ、Beclin-1蛋白表達(dá)，p38信號通路，LKB1/AMPK、PFK2信號通路來調(diào)節(jié)自噬從而產(chǎn)生治療效果；艾灸主要通過調(diào)節(jié)相關(guān)蛋白表達(dá)來刺激自噬發(fā)揮作用，LC3-Ⅰ/Ⅱ、P62蛋白、mTOR為保護(hù)心肌細(xì)胞的主要蛋白。在神經(jīng)系統(tǒng)其研究主要集中在預(yù)處理方面，針刺主要通過調(diào)控相關(guān)蛋白Beclin-1、LC3-Ⅱ、P62、PI3K、Akt、p-Akt、mTOR，腺苷酸活化蛋白激酶mTORUNC51樣激酶1相關(guān)信號通路來誘導(dǎo)自噬發(fā)生。艾灸則調(diào)節(jié)LC3-Ⅱ蛋白表達(dá)、PI3K/Akt/mTOR信號通路等來調(diào)控自噬起到治療效果。在免疫系統(tǒng)中，不管是針刺還是艾灸都集中在調(diào)節(jié)自噬相關(guān)蛋白LC3-Ⅱ、Beclin-l表達(dá)，針刺在調(diào)節(jié)PI3K/Akt/mTOR信號通路方面也有報(bào)道。針灸可能作為一種良性的刺激來啟動自噬從而保護(hù)細(xì)胞，從而清除功能障礙的其他細(xì)胞成分，維持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定，以自噬為靶點(diǎn)的研究將為針灸防治疾病研究提供新思路。