曹祖懋，時素華，胡 煜，葉 青，李志剛＊＊

（1.北京中醫(yī)藥大學針灸推拿學院 北京102488；2.北京中醫(yī)藥大學第三附屬醫(yī)院 北京100029）

＊＊通訊作者：李志剛，教授，博士生導師，主要研究方向：針刺干預中樞神經系統(tǒng)損傷的臨床和機理研究；時素華，副主任醫(yī)師，主要研究方向：針刺干預中樞神經系統(tǒng)損傷的臨床和機理研究

脊髓損傷（spinal cord injury，SCI）一般是指患者受到外傷作用，而導致的損傷節(jié)段平面以下功能和感覺功能喪失的一種中樞神經系統(tǒng)疾病。根據流行病學統(tǒng)計我國每100萬人中有37人患有SCI，而亞洲的患病率為12.06-61.6/100萬[1-2]。通常，按照其損傷性質不同可分為原發(fā)性損傷和繼發(fā)性損傷。原發(fā)性損傷是指脊髓在瞬間受到的不可逆的機械性損傷，造成大量的神經元死亡；而繼發(fā)性損傷是一種繼發(fā)的延遲性、進行性組織損傷。造成損傷的部位由原發(fā)性組織損傷的區(qū)域向四周神經組織擴散，由分子和細胞等發(fā)生的一系列復雜級聯(lián)反應，包括炎癥、氧化應激和神經膠質瘢痕形成，進一步導致神經元凋亡以及脫髓鞘等。致使患者受損節(jié)段以下神經功能嚴重損壞。雖然許多特定的分子機制和潛在的治療靶標尚不清楚，但在炎癥、氧化應激和神經膠質瘢痕等許多的繼發(fā)性損傷機制中都有發(fā)現有星形膠質細胞的參與，隨著科學技術與學科的不斷發(fā)展，膠質細胞對中樞神經的作用越來越受到廣泛科研人員的重視。星形膠質細胞是中樞神經系統(tǒng)中數量最多的細胞。在正常情況下，星形膠質細胞參與維持正常的生理活動。而在SCI后，損傷區(qū)域附近的星形膠質細胞迅速被激活，發(fā)生肥大、反應性增生等反應，最后形成膠質瘢痕，同時也參與多種繼發(fā)性損傷機制，進一步損傷神經元。目前，越來越多治療手段將目光聚焦于星形膠質細胞上，研究人員發(fā)現SCI后星形膠質細胞不僅可起到隔離炎癥的作用，還能分泌各種因子保護和促進神經元生長[3-4]。因此進一步探究損傷后的星形膠質細胞所發(fā)生的一系列生理病理變化對以后尋找確切治療切入點是十分有必要的，針刺作為中醫(yī)治療手段中不可或缺的一項也在治療SCI中發(fā)揮了重要作用，且其治療作用與星形膠質細胞有很大的關聯(lián)，因此本文總結了繼發(fā)性脊髓損傷中星形膠質細胞的作用及針刺對其的影響，作此綜述，并為后續(xù)的研究和指導治療提供思路。

1 星形膠質細胞在SCI后的作用

1.1 星形膠質細胞在SCI后的正面作用

1.1.1 限制炎癥

炎癥是SCI后十分常見的繼發(fā)性損傷，SCI后損傷的細胞會釋放其胞內的蛋白質以及細胞碎片，從而激活小膠質細胞釋放細胞因子和其他炎癥介質以及募集中性粒細胞和巨噬細胞，加劇組織損傷。而在病變周圍的星形膠質細胞也迅速被激活，形成一圈致密結構緊緊將病變部位包裹，以限制炎癥反應的擴散，起到繼而保護周圍未受損神經組織的作用，Gu等人[5]使用慢病毒介導的單純皰疹胸苷激酶/更昔洛韋（HSVtk/GCV）系統(tǒng)選擇性殺死形成疤痕的反應性星形膠質細胞，阻礙神經膠質瘢痕生成，導致了炎癥的廣泛浸潤、組織變性以及神經元損傷加重，不利于功能的恢復。有研究顯示星型膠質細胞需要在STAT3信號的引導下才能發(fā)揮出限制炎癥擴散的作用，Julia等人有條件地刪除了STAT3信號后發(fā)現雖然在未受損狀態(tài)下STAT3的缺失星形膠質細胞的細胞大小和細胞密度均沒有顯著差異，但SCI后出現較低的GFAP上調，導致星形膠質細胞形成瘢痕失敗，從而致使炎癥范圍的擴大和運動恢復減弱[6]。而根據Ana等人[7]的最新研究表明：星形膠質細胞對損傷的反應類似于非神經組織中的傷口愈合反應，涉及上皮-間質轉化（EMT）和ZEB轉錄因子上調，他們在挫傷性SCI的小鼠模型中有條件地刪除星形細胞中的Zeb2后，減輕了星形膠質細胞的增生，產生更大的病變并減緩了運動功能的恢復。以上研究都表明在SCI后星形膠質細胞在限制炎癥和病灶的擴大中起到了重要作用。

1.1.2 促進神經再生

SCI后神經失敗很關鍵的一個原因在于損傷部位促進損傷部位神經再生的神經營養(yǎng)因子的缺乏，Jinger等人研究發(fā)現SCI后損傷附近的星形膠質細胞可分泌S100β和FGF-2，從而觸發(fā)創(chuàng)傷邊界處的傷口修復事件，并在鄰近區(qū)域介導神經營養(yǎng)和神經元可塑性[8]，而2016年Anderson等人的實驗表明消融星形膠質瘢痕并未能顯示出促進軸突再生的功效，反而顯示出減弱的神經再生的結果[9]。Li[10]等人的研究結果也支持前人的實驗結論：SCI后兩周的瘢痕組織可分泌更高的營養(yǎng)因子，對神經再生起到支持作用。Wang等人的試驗還表明活化的星形膠質細胞還通過分泌的IL-6參與了神經干細胞的增值和分化，從而介導神經元的再生[11]。

1.2 星形膠質細胞在SCI后的負面作用

1.2.1 抑制神經再生

SCI后星形膠質細胞形成的膠質瘢痕不僅限制了炎癥的擴散，同時也形成了軸突再生的物障礙：由于傷后的星形膠質細胞過度增生，互相交織形成了致密的瘢痕，再生的軸突很難穿過這層障礙，從而阻止神經再生。不僅如此，瘢痕星形膠質細胞還會分泌包括硫酸軟骨素蛋白聚糖（CSPG）、肌腱蛋白等在內的蛋白多糖，阻止新的生長錐連接到靶標，導致生長錐塌陷，限制了軸突的出芽再生[12]，因此抑制星形膠質細胞分泌CSPG成為治療SCI的重要手段。Elizabeth等人在SCI后的大鼠內注射ChABC后發(fā)現可抑制CSPG的活性，促進軸突的再生和運動功能及感覺功能的恢復[13]。而Huang等人[14]在轉基因小鼠中過表達轉錄因子OCT4和KLF4后發(fā)現，星形膠質細胞中的GFAP表達以時間依賴性的方式被顯著抑制。另外，在細胞刮擦實驗中，星形膠質細胞的遷移能力被抑制，并且在轉基因小鼠損傷部位發(fā)現了髓鞘再生，促進了運動能力的恢復。

1.2.2 破壞神經元

激活的星形膠質細胞除了分泌抗炎因子、神經營養(yǎng)因子外，還會釋放TNF-α、IL-1β、IL-6等炎癥因子促進炎癥反應、釋放神經毒性水平的一氧化氮以及潛在的興奮性谷氨酸，從而破壞神經元，造成級聯(lián)性的繼發(fā)性損傷[15-17]。不僅如此，2017年shane等人發(fā)表文章表明星形膠質細胞與小膠質細胞一樣，可分為破壞型和營養(yǎng)型：SCI后，激活的小膠質細胞可分泌IL-1α、TNF、C1q等細胞因子，這三種因子可誘導星形膠質細胞向具有破壞性的A1型轉化，它們非但不能促進神經再生，反而有助于神經元和少突膠質細胞的死亡，而A2型可分泌營養(yǎng)因子促進再生[18]。Qian[19]等人在此研究的基礎上進一步發(fā)現Notch-Stat3軸是是星形膠質細胞表型的轉變的關鍵，使用γ-分泌酶阻斷劑（DAPT）阻斷Notch通路抑制了A1星形膠質細胞的分化。因此如何促進星形膠質細胞向A2型轉變以及通過控制Notch通路抑制其向A1表型轉化成為了新的治療方向。

1.2.3 引起水腫

水通道蛋白是質膜通道，它可促進水雙向跨膜的流動，在SCI后的水腫中起到了不可或缺的作用，oklinski等人[20]發(fā)現星形膠質細胞中有大量的水通道蛋白4的表達。Pan等人[21]實驗證明與假手術組相比，SCI后大鼠脊髓水腫程度明顯高于對照組，且水通道蛋白4的含量也明顯上升，其含量在損傷后第三天達到高峰，證明水通道蛋白4的高表達與SCI后的水腫一切相關。近日Philip等人通過研究表明在急性缺氧導致星形膠質細胞中AQP4的亞細胞再定位，并伴隨著膜透水性的增加，他們進一步制作了SCI的大鼠模型，用藥物三氟派嗪可抑制水通道蛋白4定位于血脊髓屏障，與未用藥物的對照組相比，可明顯減輕水腫并促進功能恢復[22]。

2 針刺對星形膠質細胞的影響

2.1 抑制星形細胞形成瘢痕

星形膠質細胞形成的瘢痕在損傷后早期雖然會分泌神經營養(yǎng)因子，但后期卻嚴重限制軸突再生[10]，楊成等人[23]對SCI后的大鼠模型施以電針“大椎”和“命門”穴治療，發(fā)現電針組GFAP的含量顯著低于損傷組，而何娟等人[24]對SCI后的大鼠進行夾脊穴電針治療后發(fā)現，損傷后第7天開始，電針組GFAP的表達明顯降低，且BBB評分顯著高于對照組，表明了針刺參與調節(jié)損傷后星形膠質細胞形成膠質瘢痕的過程。衛(wèi)哲[25]也通過實驗證明不論電針組還是手針組均在SCI后7天內促進GFAP的表達，而在28天時又起到抑制作用，這與Li等人研究相似，在早期，電針可促進星形膠質細胞表達，以分泌更多的營養(yǎng)因子，促進恢復，而后期由于星形膠質細胞分泌更多的是抑制神經再生的因子，阻礙了SCI后的恢復，在施加針刺干預后則抑制其活化，這充分體現了針刺的雙向調節(jié)作用。

2.2 促進再生

針刺除了抑制瘢痕外，還可促進星形膠質細胞分泌神經營養(yǎng)因子：楊成等人[26]的研究表明：電針“大椎”和“命門”穴后，電針組星形膠質細胞分泌的內源性神經營養(yǎng)因子顯著高于對照組，且在第14天達到高峰，促進了神經再生。而何娟等人還證實電針可明顯促進星形膠質細胞中白細胞分化群15的表達，白細胞分化群15可作為神經干細胞的標志物[24],表明電針還參與促進星形膠質細胞中干細胞的增生。不僅如此，陸利[27]等人通過離體細胞培養(yǎng)實驗也表明經電針血清可激活星形膠質細胞，從而促使其分泌腦源性神經營養(yǎng)因子，以發(fā)揮保護神經元的作用。

2.3 抑制炎癥

炎癥在SCI后的損傷中發(fā)揮了雙刃劍的作用，早期雖可促進壞死細胞及碎片的清除，但也導致了神經元的凋亡，針刺可通過調節(jié)星形膠質細胞表達炎癥因子，介導神經元保護作用，蘇標瑞[28]等人在SCI后大鼠雙側“肝俞”以及“脾俞”電針治療后表明電針抑制了星形膠質細胞的活化，從而減少了血清內TNF-α、IL-1β的含量，減輕炎癥反應。而潘偉斌[29]等人也證明經電針治療后的SCI大鼠不僅體內星形膠質細胞和小膠質細胞標志物表達減少，還抑制了IL-1β、IL-6和IL-18的表達，進而有利于改善SCI后神經元形態(tài)和修復。

2.4 鎮(zhèn)痛

SCI后的中樞性疼痛是常見的并發(fā)癥之一，表現為自發(fā)的多特征的廣泛部位的疼痛，疼痛可呈尖銳樣刺痛、刀割樣疼痛、緊縮性疼痛等等，發(fā)病機制尚不明確，很可能與中樞興奮性過高有關[30]。Lee等人[31]的研究證明了SCI后星形膠質細胞在中樞性疼痛中發(fā)揮了重要作用：SCI后，星形膠質細胞中JNK通路激活，持續(xù)分泌MIP-1、MIP-1β、MIP-3α，從而降低痛閾，產生疼痛，而針刺“水溝”與“陽陵泉”后，大鼠機械性痛閾和熱源性痛閾明顯提高，且炎性蛋白的含量也顯著降低，表明了針刺可能是參與了星形膠質細胞中JNK通路的活化，抑制其產生炎性蛋白，以起到鎮(zhèn)痛的作用。

3 小結與展望

本文首先從正反兩個方向綜述了SCI后星形膠質細胞的作用，表明其在SCI后的病理過程中發(fā)揮了雙向作用：通過限制炎癥、分泌營養(yǎng)因子發(fā)揮保護作用，同時又會分泌炎性因子、興奮性氨基酸等介導神經元的破壞，分泌水通道蛋白4引起水腫以及過度活化形成瘢痕阻礙再生。而針刺正是通過促進星形膠質細胞發(fā)揮保護作用，抑制星形膠質細胞參與破壞的途徑，達到抑制瘢痕、炎癥，促進再生的目的，將針刺的雙向調節(jié)特點體現的淋漓盡致。

雖然目前關于SCI后星形膠質細胞的作用以及針刺對其的干預已取得很大進展，但仍有以下方面問題需要改善：①目前大部分對于針刺干預星形膠質細胞的研究都集中于腦源性疾病，而星形膠質細胞在SCI后的一系列病理作用中發(fā)揮的雙向作用展現出治療SCI巨大的潛能，已有研究[32]證明針刺可降低SCI后水通道蛋白4的表達，減輕水腫，促進恢復，而星形膠質細胞可在SCI后表達大量的水通道蛋白4，針刺是否是通過調節(jié)星形膠質細胞而降低水通道蛋白4的表達可作為新的研究方向。并且以往的研究主要是針對針刺干預對單一因素的影響，例如炎癥、瘢痕、水腫等等，而星形膠質細胞參與了許多的繼發(fā)性損傷機制，可謂牽一發(fā)而動全身，為了豐富針刺治療作用的內涵，我們需要進一步探究針刺對SCI后星形膠質細胞干預的深度和廣度。②上述所提及星形膠質細胞在小膠質細胞所分泌的細胞因子中變成毒性表型，表明不同細胞之間是相互關聯(lián)、互相影響的，體現出中醫(yī)思想中的整體性，因此在以后的科研設計中應當多考慮細胞之間的相互作用，考慮如何通過針刺干預達到增強細胞之間的協(xié)同作用以及減弱拮抗作用。③前人的研究表明在SCI后早期星形膠質細胞可分泌大量神經營養(yǎng)因子，而后期則主要是以分泌一些細胞外基質如CSPGs而抑制神經再生，針刺干預后可促進星形膠質細胞分泌神經營養(yǎng)因子而抑制其形成膠質瘢痕，充分體現出針刺的雙向調節(jié)作用，但針刺如何針對星形膠質細胞而起到雙向調節(jié)作用的具體機制還尚不清晰，有待進一步的研究。④目前主要的針刺方法為手針以及電針，手針由于其手捻的方式以及角度、深度、研究人員手法操作不一致等問題不好控制，較難做到其參數的統(tǒng)一，故需要在以后制定更為詳細的標準，以保證實驗的嚴謹性。而電針由于其與電相結合，有學者質疑說是電發(fā)揮了治療作用，因此在日后設計實驗時是否應該添加通電組對照是個值得思考的問題。⑤目前的實驗研究雖證明了針刺可從各個方面促進SCI后的恢復，但卻未能很好闡明中醫(yī)的理論，筆者認為這也是針刺療效始終受到外界質疑的一個重要因素，因此在日后進行研究時也需要注重從現代醫(yī)學的角度闡釋針刺如何運用中醫(yī)理論來治療疾病。