王月琪 徐家淳 李蕾 焦召華 李巖
針灸療法為我國傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)的重要組成部分,目前針灸防病治病的機理也越來越受重視。研究發(fā)現(xiàn),針刺可使機體產(chǎn)生適度應(yīng)激,并誘生一定量的熱休克蛋白(heat shock protein,HSP)。HSP又稱應(yīng)激蛋白,是生物體(或離體培養(yǎng)的細(xì)胞)在高溫、缺氧、感染、創(chuàng)傷等應(yīng)急源的誘導(dǎo)下產(chǎn)生的具有高度保守性的應(yīng)激蛋白,普遍存在于整個生物界。根據(jù)分子量大小,主要分為小分子HSP、HSP60、HSP70、HSP90、大分子HSP及泛素等幾個家族[1,2]。HSP具有分子伴侶、自穩(wěn)、協(xié)同免疫等作用,并且參與胚胎發(fā)育、抑制細(xì)胞凋亡,因此具有重要的生理、病理意義。目前已有研究證實,針刺可以通過熱休克蛋白發(fā)揮治療神經(jīng)系統(tǒng)、心腦血管、消化系統(tǒng)及免疫系統(tǒng)等的疾病的作用。本文通過總結(jié)熱休克蛋白的生物性質(zhì)、功能以及針刺對于熱休克蛋白的影響,對針刺調(diào)控?zé)嵝菘说鞍字委焹?nèi)科諸證做以概述,為闡釋針灸療法的作用機制提供一定依據(jù)。
針刺在治療中樞性神經(jīng)系統(tǒng)缺血性疾病中有明確療效,可通過改善腦微循環(huán)、抑制細(xì)胞凋亡、調(diào)節(jié)能量機制等預(yù)防或治療缺血缺氧損傷,并能在細(xì)胞凋亡過程中直接調(diào)節(jié)蛋白或基因而達(dá)到治療效果[3,4]。同時針刺能促進各種神經(jīng)營養(yǎng)素、生長因子的表達(dá),進而促進腦神經(jīng)細(xì)胞的發(fā)育、修復(fù)和再生[5]。HSP70、HSP60等都具有神經(jīng)保護作用,與神經(jīng)系統(tǒng)及相關(guān)疾病的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)[6,7]。已有研究證實,針刺可通過介導(dǎo)熱休克蛋白表達(dá)而發(fā)揮治療作用
缺血性腦卒中又稱腦梗死,是指由于腦的供血動脈(頸動脈和椎動脈)狹窄或閉塞、腦供血不足導(dǎo)致的腦組織壞死的總稱。針刺具有醒腦開竅、活血通絡(luò)之效,結(jié)合相應(yīng)穴位可發(fā)揮改善神經(jīng)功能的作用。而HSP70是一種內(nèi)源性保護蛋白,具有增強抗氧化能力、減輕氧化反應(yīng)、抑制細(xì)胞凋亡等作用,因而在抗損傷方面更有效[8]。趙軍等[9]電針家兔“頭四關(guān)穴”治療缺血性腦卒中時,發(fā)現(xiàn)針刺組HSP70高表達(dá),腦組織缺血性損傷有一定改善,認(rèn)為通過增加缺血后HSP70在腦組織中的表達(dá),可抑制神經(jīng)細(xì)胞凋亡,從而發(fā)揮神經(jīng)保護作用。HSP70可通過多種機制阻止細(xì)胞凋亡,主要是阻止激活細(xì)胞凋亡的主要效應(yīng)器——信號級聯(lián)反應(yīng)的上、下游通路。而針刺對于熱休克蛋白具有調(diào)控和誘導(dǎo)作用,因此針刺可通過影響熱休克蛋白,利用其生物學(xué)功能來治療缺血性腦卒中。
阿爾茨海默病(AD)是一種起病隱匿的進行性發(fā)展的神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病,針刺在治療AD時,注重標(biāo)本兼治,而熱休克蛋白具有分子伴侶、保護神經(jīng)元等作用,所以在治療AD時,針刺可以通過調(diào)控?zé)嵝菘说鞍?,誘導(dǎo)其表達(dá),從而發(fā)揮生物學(xué)作用。杜艷軍等[10]在觀察針灸預(yù)刺激對HSP70、HSP90表達(dá)的影響以探討針灸預(yù)刺激防治AD的內(nèi)在機制時,發(fā)現(xiàn)經(jīng)針灸預(yù)刺激后AD模型大鼠海馬CA1區(qū)HSP70、HSP90的表達(dá)均明顯增加,提示針灸預(yù)刺激不僅可誘導(dǎo)一定量的熱休克蛋白表達(dá),提高機體的自身抗病防御能力,還可能通過增加腦內(nèi)HSP70、HSP90的表達(dá),啟動針刺機制以抑制Aβ神經(jīng)細(xì)胞毒性作用,從而起到保護神經(jīng)元的作用。
針刺可通過影響機體多種調(diào)節(jié)機制從整體上調(diào)節(jié)心血管活動,主要通過神經(jīng)通路來實現(xiàn)其信號的傳入與輸出,并經(jīng)腦內(nèi)神經(jīng)遞質(zhì)的多維整合以及體液、內(nèi)分泌乃至心臟局部的多重調(diào)節(jié)而緩解心律失常或其它心臟疾病。心肌缺血是心血管系統(tǒng)疾病最為基礎(chǔ)的病理過程,大量研究表明,運用不同方法誘導(dǎo)產(chǎn)生的熱休克蛋白能夠在缺血時對心肌細(xì)胞及間質(zhì)細(xì)胞發(fā)揮保護作用。
相關(guān)研究表明,誘導(dǎo)HSP70高表達(dá)可以防止脂多糖誘導(dǎo)的功能障礙,減少心肌梗死面積,還可促進缺血再灌注損傷的恢復(fù)[11]。HSP70是一種內(nèi)源性保護因子,用其對心肌進行預(yù)處理,能減少心肌梗死的面積和心肌超微結(jié)構(gòu)的損傷,同時有利于心肌細(xì)胞的恢復(fù)[12]。謝文娟[13]通過比較針灸預(yù)處理對不同時間兔心肌缺血再灌注損傷(MIRI)的保護效應(yīng)時發(fā)現(xiàn),上調(diào)PKC蛋白活性并誘導(dǎo)HSP70大量表達(dá)可發(fā)揮心肌保護作用。HSP90在心肌的表達(dá)較高,側(cè)重反映心肌細(xì)胞損傷時伴有的防御性和耐受性變化。陽晶晶[14]通過實驗觀察針灸預(yù)刺激“內(nèi)關(guān)”穴對家兔MIRI的影響,發(fā)現(xiàn)與模型組相比較,電針預(yù)處理組HSP90含量增加,說明除了應(yīng)激因素外,其表達(dá)增加或與針刺穴位也有關(guān)。而HSP90過度表達(dá),激發(fā)內(nèi)源性一氧化氮途徑,可以明顯減少心肌缺血再灌注損傷,提示針刺可通過調(diào)控缺血心肌熱休克蛋白表達(dá)的增加以改善心肌缺血。
胃黏膜經(jīng)常受到食物、乙醇、病原體等因素的刺激,細(xì)胞應(yīng)激誘發(fā)凋亡;同時,根據(jù)細(xì)胞適應(yīng)性保護原則,胃黏膜上皮細(xì)胞能及時調(diào)動和調(diào)整保護機制,如促進熱休克蛋白合成,減輕應(yīng)激損傷[15]。在正常大鼠胃組織中,均可檢測到HSP70、HSP60、HSP47及HSP32的少量表達(dá),而在應(yīng)激條件下,胃腺體有多種、大量熱休克蛋白表達(dá),并且核中可見[16]。HSP70作為分子伴侶對胃粘膜具有重要的保護作用,其表達(dá)的增加可以明顯緩解應(yīng)激性血流動力學(xué)障礙,減輕應(yīng)激后胃粘膜的損傷程度,發(fā)揮調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)、抑制細(xì)胞凋亡等重要作用[17]。HSP90與人類胃腸腫瘤發(fā)生有較密切關(guān)系,胃癌組織中HSP90表達(dá)明顯高于非癌變組織[18]。HSP27在多種腸道疾病中都呈現(xiàn)高表達(dá),主要以磷酸化形式發(fā)揮效應(yīng)[19]。
針灸治療胃腸疾病有較好的療效,目前對其治療機制的研究集中在胃黏膜的保護因子和損傷因子上。趙翔等[20]通過研究發(fā)現(xiàn)電針腧穴“胃病方”可誘導(dǎo)HSP70表達(dá)上調(diào),減輕胃黏膜損傷,發(fā)揮胃黏膜保護作用。朱小香等[21]研究發(fā)現(xiàn)電針組大鼠胃組織病理變化較模型組有所改善,胃黏膜損傷指數(shù)顯著降低,HSP60、HSP70 mRNA表達(dá)均顯著升高。提示HSP60、HSP70 mRNA的表達(dá)增強可能作為針刺促進應(yīng)激性胃潰瘍愈合的作用機制之一,通過誘導(dǎo)胃組織中的HSP60和HSP70可促進受損、變性的蛋白質(zhì)修復(fù),抑制細(xì)胞凋亡,保護線粒體的結(jié)構(gòu)和功能。這為針灸從分子生物學(xué)的方面調(diào)節(jié)胃腸功能提供了可靠的實驗依據(jù)。
HSP在免疫系統(tǒng)中是一類具有多種免疫功能的重要物質(zhì),其作用包括參與抗原經(jīng)典呈遞與交叉呈遞途徑、巨噬細(xì)胞與淋巴細(xì)胞的活化以及樹突狀細(xì)胞的活化成熟等[22]。由于HSP具有免疫原性,所以在許多感染性和自身免疫病中不僅誘導(dǎo)體液免疫,而且能刺激機體產(chǎn)生細(xì)胞免疫應(yīng)答。研究證明,HSP70作為熱休克蛋白中效果較好的佐劑和保護性抗原之一[23],不僅可作為免疫佐劑、抗原載體,而且可顯著提高DNA疫苗的免疫原性。HSP60有促炎和抗炎的雙重作用,而當(dāng)HSP60過度表達(dá)或異位表達(dá)于質(zhì)膜等時,可被免疫系統(tǒng)識別,并作為一種自身抗原被呈遞到細(xì)胞表面,激活特異性免疫應(yīng)答[6]。
痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎是由尿酸鹽沉積在關(guān)節(jié)囊、滑囊、軟骨、骨質(zhì)和其他組織中引起的病損及炎性反應(yīng)。熱休克蛋白具有細(xì)胞保護和抗炎作用,在炎癥性疾病發(fā)生時,細(xì)胞內(nèi)的熱休克蛋白表達(dá)增加,通過抑制炎癥信號通路成分發(fā)揮細(xì)胞保護作用。針灸具有促防衛(wèi)免疫作用,對炎癥灶的變質(zhì)、滲出、增生過程均具有調(diào)整作用。電針和艾灸都可以使正常大鼠誘發(fā)HSPs,且電針還可顯著提高小鼠腹腔巨噬細(xì)胞中HSP70的表達(dá)[24-25]。金弘[26]通過實驗研究發(fā)現(xiàn),電針可誘導(dǎo)急性痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎大鼠局部組織中HSP70大量合成,成為其抑制滑膜組織炎癥發(fā)生的途徑之一。
帶狀皰疹后遺神經(jīng)痛是一種復(fù)合性神經(jīng)病理性疼痛,指在帶狀皰疹皮疹愈合后持續(xù)一個月及以上的疼痛,是帶狀皰疹最常見的并發(fā)癥之一。中醫(yī)將本病稱為“蛇丹愈后痛”,病因大致可分為體虛失養(yǎng)所致“不榮則痛”和氣滯血瘀所致“不通則痛”[27]?;疳槸煼ㄊ轻樉寞煼ㄖ幸粋€獨特的治療體系,具有針刺和高溫雙重作用,在治療帶狀皰疹后遺神經(jīng)痛時可誘導(dǎo)HSP表達(dá)的升高,發(fā)揮其細(xì)胞保護作用,提高細(xì)胞對炎癥因子的耐受性,同時通過特異性介導(dǎo)局部免疫細(xì)胞T細(xì)胞等,抑制促炎因子,從而減輕病毒引起的神經(jīng)損傷[28]。
針刺療法從本質(zhì)上講應(yīng)屬于一種刺激的方法,主要通過刺激人體相關(guān)腧穴,達(dá)到激發(fā)經(jīng)氣,調(diào)和陰陽,扶正祛邪的目的[29]。針刺適時的介入和適宜的刺激啟動了人體內(nèi)源性保護機制,加強了機體對疾病損傷的防御和耐受力。HSP作為一種進化過程中高度保守的應(yīng)激蛋白,廣泛分布于原核及真核細(xì)胞中,是細(xì)胞發(fā)生應(yīng)激反應(yīng)的生物標(biāo)志。在下丘腦—垂體—腎上腺皮質(zhì)(hypothalamo-pituitary-adrenal,HPA)軸中,應(yīng)激會增加促腎上腺皮質(zhì)激素(adrenocortico-tropic hormone,ACTH)的分泌,導(dǎo)致機體表現(xiàn)異常,而針刺可以通過降低ACTH的水平,使機體恢復(fù)正常。同時,有研究顯示HPA軸與HSP之間存在相互作用,且ACTH可誘導(dǎo)應(yīng)激反應(yīng)時細(xì)胞內(nèi)HSP水平的升高[30-31]。因此推測針刺可以通過調(diào)節(jié)HPA軸中CRH、ACTH從而影響熱休克蛋白。
一氧化氮(nitric oxide,NO)和一氧化氮合酶(nitric oxide synthase,NOS)廣泛存在于神經(jīng)元、血管內(nèi)皮細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等多種細(xì)胞中,被證實在人體諸多生理和病理過程中發(fā)揮作用。而誘導(dǎo)型NOS因具有誘導(dǎo)表達(dá)及高效產(chǎn)生NO的特性使其成為機體免疫系統(tǒng)用來對抗入侵的微生物及清除自身腫瘤細(xì)胞的重要工具。目前研究發(fā)現(xiàn),熱休克蛋白對人體保護作用的產(chǎn)生與NO密切相關(guān)[32]。HSP70作為一種細(xì)胞保護性蛋白,與凋亡促進因子-1交聯(lián)并影響其寡聚體化,可抑制凋亡酶體的形成,從而發(fā)揮抗凋亡的作用。而NO可介導(dǎo)HSP70的表達(dá),從而抵抗TNF-α、氧離子和亞硝酸鹽離子等誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡[33]。針刺作為一種機械性刺激,在治療應(yīng)激性高血壓時,可以影響血管NO的分泌,通過影響交感神經(jīng)活性調(diào)節(jié)NO水平,由此推測針刺調(diào)節(jié)熱休克蛋白或與影響NO水平有關(guān)。
HSP對于闡明針刺作用靶點與機制尤為重要,但目前相關(guān)研究還有一些不足。目前針對針刺與熱休克蛋白的研究多局限于針刺局部HSP的變化,而對于身體其他部位及整體狀態(tài)下的HSP觀測較少,今后要加強針灸調(diào)控整體和局部兩方面熱休克反應(yīng)介導(dǎo)機制的研究。其次,目前針灸調(diào)控HSP的作用機制還不是很明確,仍需進一步的深入探討,為針刺發(fā)揮治療作用的機理提供理論依據(jù)。