楊妤, 郭晉言, 楊春△, 杜以寬

1廣東醫(yī)科大學(xué)干細(xì)胞與再生組織工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(廣東東莞 523000)； 2東莞市人民醫(yī)院中心實(shí)驗(yàn)室(廣東東莞 523059)

隨著年齡的增長(zhǎng)，慢性疾病的發(fā)病率越來(lái)越高[1]。近年來(lái)，老齡化現(xiàn)象越來(lái)越嚴(yán)重，神經(jīng)退行性疾病的發(fā)病率也隨之升高，其中最常見(jiàn)的疾病是阿爾茨海默病(Alzheimer′s disease，AD)[2-3]，調(diào)查顯示，AD占總神經(jīng)退行性疾病數(shù)量的50%～70%[4]。目前臨床用藥主要是以多奈哌齊為代表的乙酰膽堿酯酶抑制劑[5]和以美金剛[6]為代表的N-甲基-D-天門(mén)冬氨酸受體拮抗劑，但是，現(xiàn)有的AD發(fā)病機(jī)制研究長(zhǎng)期沒(méi)有得到突破，藥物臨床研究長(zhǎng)期受困于β-樣淀粉蛋白(amyloid β-protein，Aβ)和tau蛋白為主要研究方向的AD發(fā)病機(jī)制，臨床難以研發(fā)出針對(duì)其特定機(jī)制的藥物，導(dǎo)致藥物治療效果并不理想[7]。隨著針刺療法在AD的應(yīng)用與發(fā)展，AD患者的預(yù)后有了很大的改善[8]且治療過(guò)程具有安全性和有效性[9]。AD在中醫(yī)上屬于“呆病”范疇，其病機(jī)主要為痰瘀互結(jié)，痹阻腦絡(luò)，所以祛痰化瘀成為重中之首。而現(xiàn)代醫(yī)學(xué)認(rèn)為AD的病機(jī)是機(jī)體代謝產(chǎn)物如Aβ的異常聚集，即病理性的代謝產(chǎn)物，是中醫(yī)“痰瘀”理論的微觀體現(xiàn)。近年來(lái)，研究發(fā)現(xiàn)針刺通過(guò)調(diào)節(jié)自噬對(duì)AD的發(fā)生與形成有著重要的影響，自噬能夠降解和清除病理性代謝產(chǎn)物，其過(guò)程恰恰是中醫(yī)“精化氣”的微觀表現(xiàn)，與中醫(yī)祛痰化瘀的治病理念不謀而合[10]。本文就針刺對(duì)自噬蛋白與自噬通路的調(diào)控，自噬在AD的作用，針刺調(diào)控自噬治療AD 3個(gè)方面綜述如下。

1 針刺對(duì)自噬蛋白與自噬通路的調(diào)控

隨著針刺研究的發(fā)展，針刺參與自噬蛋白與自噬通路的作用機(jī)制越來(lái)越明晰。針刺會(huì)對(duì)一些自噬相關(guān)蛋白的表達(dá)產(chǎn)生促進(jìn)或抑制效果，其中微管相關(guān)蛋白1輕鏈3(LC3)[11]、Beclin-1[12]、p62[13]、UIK1[14]可直接受針刺調(diào)控進(jìn)而調(diào)節(jié)自噬過(guò)程。高靜等[15]研究顯示針刺“金三針”頭穴能夠上調(diào)Beclin-1、LC3表達(dá)，促進(jìn)海馬神經(jīng)元自噬，可提高胎兒宮內(nèi)缺氧所致HIBD大鼠的運(yùn)動(dòng)能力和學(xué)習(xí)記憶能力。Wei等[16]研究發(fā)現(xiàn)針刺足三里(ST36)、神門(mén)(ST21)和三陰交(SP6)上調(diào)LC3 Ⅱ/LC3 Ⅰ和P62的表達(dá)，可以減輕自噬的抑制作用，從而改善胃動(dòng)力。Dong等[17]研究發(fā)現(xiàn)電針雄性SD大鼠雙側(cè)足三里可上調(diào)p-ULK1/ULK1和LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ，促進(jìn)線(xiàn)粒體自噬，從而可以調(diào)節(jié)脾胃和治療脾虛。

然而針灸在調(diào)節(jié)自噬中起著雙重作用，針刺不僅可以促進(jìn)自噬去除病理產(chǎn)物，而且還可以抑制自噬抵抗不同疾病時(shí)期的細(xì)胞死亡。Huang等[18]的研究表明針刺干預(yù)可抑制自噬溶酶體數(shù)量的增加，減輕線(xiàn)粒體結(jié)構(gòu)損傷，下調(diào)缺血腦區(qū)LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ的表達(dá)，調(diào)節(jié)Beclin 1的表達(dá)，促進(jìn)P62的表達(dá)。谷婷等[19]研究表明電針“內(nèi)關(guān)”“足三里”聯(lián)合針刺“水溝”“百會(huì)”，可上調(diào)腺苷酸激活蛋白激酶(AMP-activated protein kinase，AMPK)、下調(diào)哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)和UIK1的表達(dá)來(lái)抑制創(chuàng)傷區(qū)皮質(zhì)神經(jīng)元自噬的過(guò)度活化，進(jìn)而發(fā)揮腦保護(hù)作用。劉通等[20]研究表明電針可通過(guò)上調(diào)Beclin-1表達(dá)，改善細(xì)胞的過(guò)度自噬，從而改善肌衛(wèi)星細(xì)胞的營(yíng)養(yǎng)不良環(huán)境，促進(jìn)其增殖。

另有研究發(fā)現(xiàn)，針刺除可調(diào)節(jié)自噬相關(guān)蛋白的調(diào)節(jié)外，由于自噬發(fā)生過(guò)程涉及到了多個(gè)信號(hào)通路[21]，mTOR相關(guān)信號(hào)通路PI3K/AKT/mTOR[22]、AMPK/mTOR[23]等信號(hào)通路也是其中研究明確的可用針刺調(diào)控自噬的信號(hào)通路。張毅敏等[24]研究表明針刺刺激不同的腧穴能夠上調(diào)PI3K/Akt/mTOR信號(hào)通路相關(guān)基因和蛋白表達(dá)水平，對(duì)治療卵巢早衰具有一定的優(yōu)勢(shì)。Huang等[18]的研究還表明，針灸可以在不同時(shí)間(早期下調(diào)和后期上調(diào))調(diào)節(jié)PI3K-AKT-mTOR信號(hào)和激活A(yù)MPK-mTOR-UNC51-like kinase-1信號(hào)，以減輕腦缺血性損傷。李茜等[25]研究表明針刺能夠激活A(yù)MPK，介導(dǎo)mTOR發(fā)揮其調(diào)節(jié)作用，進(jìn)一步影響細(xì)胞自噬的發(fā)生，進(jìn)而參與調(diào)控瘦素抵抗。此外，Tian等[26]的研究發(fā)現(xiàn)，機(jī)械刺激陽(yáng)陵泉(GB34)促進(jìn)了自噬清除α-突觸核蛋白(α-syn)，在不依賴(lài)mTOR的基礎(chǔ)上激活自噬溶酶體通路(ALP)，從而改善了PD小鼠行為水平上運(yùn)動(dòng)功能。針刺與化學(xué)mTOR抑制劑雷帕霉素具有相似的α-syn清除和治療效果，不同的是，雷帕霉素采用明顯不同的mTOR依賴(lài)的自噬誘導(dǎo)過(guò)程，因此針刺可以規(guī)避雷帕霉素治療的不良反應(yīng)?？偠灾?，針刺可通過(guò)直接上調(diào)或者下調(diào)自噬相關(guān)蛋白的表達(dá)和自噬相關(guān)信號(hào)通路進(jìn)而促進(jìn)或抑制自噬過(guò)程(圖1)，提示針刺與自噬可能存在著潛在的相互聯(lián)系。

圖1 針刺對(duì)自噬蛋白和自噬通路的調(diào)控圖

2 自噬在AD的作用

自噬可以分為3種不同方式：巨自噬、微自噬和伴侶依賴(lài)性自噬。而在AD中起主要作用的是巨自噬(即自噬)，包括自噬前體包裹吞噬物形成自噬體、自噬體與溶酶體融合成自噬溶酶體、自噬體內(nèi)容物被溶酶體降解3個(gè)過(guò)程[27]。研究表明AD的發(fā)病機(jī)制可能涉及多種因素，主要包括Aβ的過(guò)度積累，tau蛋白過(guò)度磷酸化形成神經(jīng)原纖維纏結(jié)(neurofibrillary tangles，NFTs)等。

基于自噬的研究發(fā)現(xiàn)，自噬是重要的調(diào)節(jié)因子，有提呈抗原[28]、清除錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)[29]等功能。在AD中，自噬在Aβ和tau聚集體的處理中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。另外自噬可以通過(guò)mTOR相關(guān)信號(hào)通路來(lái)清除Aβ蛋白的異常沉積從而改善AD。趙娜等[30]研究發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)可以激活PI3K/Akt/mTOR信號(hào)通路誘導(dǎo)細(xì)胞自噬的啟動(dòng)，使腦細(xì)胞能夠快速的通過(guò)自噬系統(tǒng)來(lái)清除Aβ和過(guò)度磷酸化tau蛋白，進(jìn)而起到預(yù)防和緩解AD的作用。張利達(dá)等[31]研究表明艾灸督脈可抑制PI3K/Akt/mTOR信號(hào)通路的異常激活，從而加速自噬清除APP/PSI雙轉(zhuǎn)基因AD小鼠腦內(nèi)的Aβ1-42蛋白異常沉積。也就是說(shuō)，自噬可以通過(guò)PI3K/Akt/mTOR信號(hào)通路激活自噬系統(tǒng)來(lái)清除Aβ的異常沉積。

自噬相關(guān)蛋白的調(diào)節(jié)也是自噬清除Aβ改善AD的一種方式。Wei等[32]研究表明，雌激素受體β(ERβ)通過(guò)哺乳動(dòng)物自噬相關(guān)蛋白7(autophagy-related protein 1，Atg7)誘導(dǎo)的自噬在細(xì)胞外降解Aβ，可能對(duì)人類(lèi)神經(jīng)母細(xì)胞瘤SH-SY5Y系細(xì)胞具有神經(jīng)保護(hù)作用，并為未來(lái)治療AD產(chǎn)生了新的機(jī)制。Wani等[33]研究證明阿爾博辛毒素通過(guò)上調(diào)原代神經(jīng)元細(xì)胞中BECN1/Beclin 1、ATG5和ATG7的水平誘導(dǎo)自噬，可以幫助不同類(lèi)型的腦細(xì)胞清除Aβ，從而改善AD。Luo等[34]研究發(fā)現(xiàn)PPARA激動(dòng)劑通過(guò)上調(diào)自噬相關(guān)蛋白Beclin 1和LC3B-Ⅱ：LC3B-Ⅰ，下調(diào)SQSTM1的水平誘導(dǎo)自噬，使APP/PSEN1轉(zhuǎn)基因小鼠的海馬和皮質(zhì)組織中可溶性Aβ的量顯著降低從而改善AD。

Aβ和過(guò)度磷酸化的tau蛋白(p-tau)誘導(dǎo)的缺陷自噬和線(xiàn)粒體自噬是AD發(fā)病機(jī)制中的突出事件[35]。Esteves等[36]發(fā)現(xiàn)alpha-synuclein低聚體(ASYN)的積累會(huì)使線(xiàn)粒體動(dòng)力學(xué)失衡，從而進(jìn)一步損害自噬。由于在所有中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS)細(xì)胞中都存在致病突變，非神經(jīng)元細(xì)胞很可能導(dǎo)致了疾病的發(fā)生和進(jìn)展。Strohm等[37]的研究表明神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞通過(guò)自噬機(jī)制改善患者認(rèn)知功能和疾病。Schmukler等[38]研究進(jìn)一步表明自噬介導(dǎo)神經(jīng)毒性物質(zhì)和受損細(xì)胞器的降解，而受損的自噬可能導(dǎo)致蛋白質(zhì)聚集物的積累。大腦中錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)積累和異常的炎癥介質(zhì)水平可以觸發(fā)AD，Bostanciklioglu[39]發(fā)現(xiàn)炎癥介質(zhì)可以破壞對(duì)錯(cuò)誤折疊蛋白的清除，治療炎癥和恢復(fù)自噬介質(zhì)可以改善AD。Shin等[40]研究表明TMED10(跨膜p24轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白10)通過(guò)抑制ATG4B(自噬相關(guān)基因4B半胱氨酸肽酶)負(fù)性調(diào)控自噬。Kuang等[41]研究顯示AD病理與自噬之間似乎存在雙向關(guān)系，Aβ和Tau可引起自噬功能障礙，正常自噬促進(jìn)Aβ和Tau的清除。通過(guò)自噬調(diào)節(jié)TFEB、miRNAs、Beclin-1、早衰蛋白和Nrf2AD等相關(guān)基因和蛋白治療AD，為臨床治療AD提供理論依據(jù)。

以上研究表明，由Aβ沉積和P-tau為代表的病因引起的AD的發(fā)病過(guò)程中，可能受自噬相關(guān)信號(hào)通路的影響參與負(fù)性調(diào)控(圖2)。

圖2 自噬在AD的作用

3 針刺調(diào)控自噬治療AD

中醫(yī)認(rèn)為針刺穴位的選取與AD的治療息息相關(guān)。針刺通過(guò)刺激特定的腧穴，可能產(chǎn)生不同程度的自噬來(lái)治療AD。于臻等[42]運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)探討現(xiàn)代臨床針灸治療AD的選穴規(guī)律，關(guān)鍵穴位百會(huì)、四神聰、風(fēng)池、印堂、神門(mén)、神庭、足三里、豐隆和太沖。Yu等[43]的研究腦成像技術(shù)如功能性磁共振成像和正電子發(fā)射斷層成像，動(dòng)態(tài)、可視化、客觀地評(píng)估大腦對(duì)針灸的反應(yīng)，通過(guò)針刺百會(huì)、神門(mén)、足三里、內(nèi)關(guān)和太溪驗(yàn)證了針灸對(duì)AD反應(yīng)的神經(jīng)機(jī)制，并且提供了神經(jīng)影像學(xué)證據(jù)。

越來(lái)越多的研究表明，針刺能夠通過(guò)直接調(diào)控自噬相關(guān)蛋白從而改善AD。Gou等[44]研究表明針刺提高LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值和自噬相關(guān)蛋白Beclin-1的表達(dá)，能夠促進(jìn)Aβ降解從而改善學(xué)習(xí)記憶?？赚摰萚45]對(duì)8周齡AD模型大鼠進(jìn)行針刺“百會(huì)”穴治療后發(fā)現(xiàn)Beclin-1、LC3-Ⅱ蛋白表達(dá)上調(diào)，說(shuō)明針刺百會(huì)穴治療AD的機(jī)制之一可能是提高自噬相關(guān)蛋白Beclin-1和LC3-Ⅱ的表達(dá)。裴亞妮等[46]選用4月齡APP/PS1雙轉(zhuǎn)基因小鼠進(jìn)行電針“涌泉”、“百會(huì)”干預(yù)后發(fā)現(xiàn)LC3-Ⅱ/LC3比值增高，進(jìn)而推斷出電針對(duì)早期AD小鼠的自噬可能有激活作用。易顯富等[47]對(duì)4月齡模型大鼠進(jìn)行電針雙側(cè)的“腎俞”和“內(nèi)關(guān)”，以及“大椎”發(fā)現(xiàn)，電針可上調(diào)Beclin-1蛋白表達(dá)，通過(guò)自噬在一定程度上改善了癡呆大鼠的記憶功能障礙。高楊等[48]通過(guò)研究電針涌泉、百會(huì)對(duì)7月齡APP/PS1轉(zhuǎn)基因小鼠的調(diào)節(jié)作用發(fā)現(xiàn)通過(guò)電針調(diào)節(jié)可降低LC3-Ⅱ水平，增強(qiáng)P62表達(dá)，認(rèn)為電針可抑制自噬水平進(jìn)而改善中期AD小鼠學(xué)習(xí)和記憶能力。朱青春等[49]研究認(rèn)為改善AD的機(jī)制可能是通過(guò)電針“百會(huì)”“涌泉”穴提高了Beclin 1蛋白的表達(dá)，增強(qiáng)了自噬活性以及對(duì)抗β淀粉樣蛋白誘導(dǎo)的神經(jīng)元凋亡。此外，針刺還能通過(guò)調(diào)控自噬相關(guān)通路進(jìn)而改善AD。O′N(xiāo)eill等[50]調(diào)查發(fā)現(xiàn)，AD與PI3K/AKT/mTOR通路異常激活有關(guān)。AD個(gè)體神經(jīng)元中PI3K/AKT/mTOR信號(hào)的異常持續(xù)激活是該疾病的早期特征?？偠灾允傻鞍着c自噬相關(guān)通路是針刺治療AD中的潛在靶點(diǎn)，這為針刺治療AD提供了一個(gè)全新的視野。

4 展望

近年來(lái)，針刺療法在調(diào)控自噬蛋白和自噬通路方面的研究越來(lái)越多，自噬在治療AD方面的相關(guān)機(jī)制研究也取得了一些進(jìn)展。本文對(duì)針刺調(diào)控LC3Ⅱ、Beclin-1、p62等自噬蛋白和PI3K/AKT/mTOR、AMPK/mTOR等信號(hào)通路的作用進(jìn)行綜述，總結(jié)了自噬可清除Aβ蛋白、減少tau蛋白的過(guò)度磷酸化、也可抑制神經(jīng)性炎性反應(yīng)等改善AD，推論針刺可能通過(guò)自噬改善AD，但其在參與自噬改善AD機(jī)制方面仍缺少直接可靠的證明證據(jù)。該機(jī)制尚有待未來(lái)基于AD模型來(lái)探索針刺與自噬方面的研究工作和基于臨床試驗(yàn)的前瞻性隊(duì)列研究來(lái)進(jìn)一步闡明。而明確針刺調(diào)控自噬的相關(guān)機(jī)制，對(duì)于臨床合理推廣針刺治療AD具有重要的價(jià)值。