肖夢露，王瑩，張虹

成都中醫(yī)藥大學針灸推拿學院，四川 成都 610075

腦缺血再灌注損傷(cerebral ischemia-reperfusion injury，CIRI)是心搏驟停后常見的一種病理性損害，即休克與急性腦梗死后血管閉塞再通，繼發(fā)嚴重的腦損傷[1]。全球每年約500萬人死于中風，其中約80%的中風病例為缺血性中風，是全球致殘與致死的主要原因之一[2]。據相關調查顯示，近30年來，我國腦卒中疾病負擔不斷加重，其年齡標化患病率為 1 114.8/10萬，年平均發(fā)病率及病死率分別246.8/10萬、114.8/10萬[3]。CIRI的西藥治療易發(fā)生藥物依賴性，嚴重影響患者生活質量，而運用傳統(tǒng)針灸療法治療卒中具有療效顯著、安全性高、經濟效益高等優(yōu)點，缺血性腦血管病已被列入針灸臨床病譜[4]。目前，針刺干預CIRI及其相關信號通路的研究已取得一定進展，本研究將綜述近5年針刺對CIRI相關信號通路的調控作用，以期為臨床應用提供新思路。

1 核因子κB(nuclear factor of kappa B，NF-κB)信號通路

1.1 NF-κB信號通路與CIRI的關系NF-κB信號通路廣泛參與細胞凋亡、炎癥、免疫應答等生理病理過程，其典型復合物是p65/p50二聚體，一般與NF-κB抑制蛋白(inhibitor of nuclear factor kappa-B，IκB)結合并存在于細胞質內，各種刺激因素活化NF-κB，IκB激酶(IκB kinase，IKK)誘導IκBα在絲氨酸(Serine，Ser) 32/Ser36處被特異性磷酸化，磷酸化IκB(phospho-IκB，p-IκB)被蛋白酶體降解，導致NF-κB異源二聚體快速易位到細胞核內，進而促進下游目的基因的表達[5]。腦缺血再灌注后，NF-κB通路被激活，并誘導多種凋亡基因與炎癥介質表達，觸發(fā)炎癥級聯反應和神經元凋亡等病理過程[6]。近幾年，NF-κB信號通路已被視為防治缺血性腦血管疾病的關鍵靶點[7]。

1.2 針刺治療CIRI與NF-κB信號通路的關系盧文豪等[8]研究發(fā)現，Cezanne蛋白抗炎能力較強，而電針能夠升高大腦皮質區(qū)Cezanne表達，抑制 NF-κB 信號通路，從而緩解CIRI。曲良等[9]應用線栓法制備腦缺血再灌注模型大鼠，結果發(fā)現針刺百會、四神聰穴能明顯下調缺血半暗帶腦區(qū)NF-κB表達，上調IκB表達，說明針刺可通過抑制NF-κB通路發(fā)揮神經保護效應。劉霜月等[10]研究發(fā)現，腦缺血早期，降低白細胞介素-1受體相關激酶(interleukin-1receptor-associated kinase，IRAK)水平能減輕神經炎癥反應與凋亡，修復神經損害，提升肢體功能，提示電針可通過減少大腦中動脈栓塞(middle cerebral artery occlusion，MCAO)大鼠Toll樣受體2(Toll-likereceptor2，TLR2)和NF-κB表達，抑制TLR2/NF-κB信號轉導通路，延遲IRAK高峰期表達，進一步改善CIRI大鼠神經功能受損癥狀。姚建寧等[11]研究證實，電針可通過激活miR-9，調控NF-κB信號轉導通路，抑制促炎因子腫瘤壞死因子-α (tumor necrosis factor，TNF-α)表達，對腦組織起到保護作用。牟傳琳等[12]研究稱，電針預處理緩解CIRI的作用機理與下調海馬IκBα/NF-κB/細胞間黏附分子-1(intercellular adhesion molecule-1，ICAM-1)信號通路有關。Zhan等[13]研究顯示，電針可通過上調鋅指蛋白A20(zinc finger protein A20)表達，抑制NF-kB通路，發(fā)揮抗炎作用以減輕MCAO大鼠腦損傷。馬宏梅等[14]研究發(fā)現，電針發(fā)揮拮抗CIRI的作用機制可能是升高大腦皮質中Tax1結合蛋白1(Tax1-binding protein1，TAX1BP1)表達，使其招募并結合A20，從而下調NF-κB通路，促進腦神經功能恢復，降低腦區(qū)炎性損傷。

2 絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)信號通路

2.1 MAPK信號通路與CIRI的關系MAPK屬于絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶家族，廣泛分布于胞漿內，可將刺激信號從胞質轉至胞核，誘導靶基因轉錄，從而參與一系列細胞生物學反應。當前，MAPK家族發(fā)現有4種亞家族，分別為p38MAPK、c-Jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase，JNK)、細胞外信號調節(jié)激酶(extracelluar signal regulated protein，ERK)與ERK5/大絲裂原活化蛋白激酶1(big mitogen-activated protein kinase1，BMK1)。p38MAPK和JNK同屬應激激活的蛋白酶，為研究細胞凋亡熱點機制之一。有研究采用MCAO法建立局灶性腦缺血再灌注模型小鼠，24 h后發(fā)現腦組織p38MAPK活性提高，出現神經元細胞凋亡，表明p38MAPK參與了CIRI細胞凋亡病理過程[15]。

2.2 針刺治療CIRI與MAPK信號通路的關系賴涵等[16]研究表明，電針能夠激活MCAO大鼠p-ERK表達，抑制p-p38MAPK、p-JNK表達，有效改善神經功能缺損癥狀，認為電針可能參與調控多個MAPK信號通路，對CIRI發(fā)揮腦保護功效。林亞平等[17]研究發(fā)現，針刺、亞低溫療法或兩者聯合應用均可上調B細胞淋巴瘤因子-2(B cell lymphoma2，Bcl-2)表達，下調Bax表達、梗死面積比及p-MEK2、p-ERK1/2水平，緩解神經功能缺損癥狀，說明其抗CIRI的作用機理可能是通過調控MAPK/ERK信號通路、降低凋亡實現的。張威等[18]研究證實，眼針干預MCAO大鼠后，可明顯減少腦組織P38MAPK、p-JNK、p-ERK1/2水平，表明其可通過下調p38MAPK信號通路治療CIRI。Lan等[19]發(fā)現，電針可通過介導p38 MAPK通路降低CIRI大鼠缺血區(qū)凋亡指數，抑制p-p38MAPK表達，顯著改善神經功能障礙。Liu等[20]研究顯示，電針神庭、百會穴治療MCAO大鼠，既可抑制JNK、p38MAPK通路，又可激活ERK1/2通路，導致Bcl-2/Bax比值上調，共同發(fā)揮抗細胞凋亡作用。Zhang等[21]研究發(fā)現，電針預處理可通過抑制GluN2B/m-calpain/p38MAPK信號通路，減少腦梗死體積，抑制海馬CA1區(qū)神經元凋亡，改善MCAO大鼠神經功能損傷。

3 磷脂酰肌醇3-激酶(phosphoinositide 3-kinase，PI3K) /絲氨酸-蘇氨酸蛋白激酶 (serine /threonine kinase，Akt)信號通路

3.1 PI3K/Akt信號通路與CIRI的關系PI3K/Akt信號轉導通路參與神經元增殖、凋亡、分化、新陳代謝等多種生物學過程，被認為是神經保護的關鍵信號傳導介質[22]，如保護大腦海馬、皮質區(qū)神經元，修復損傷外周神經，抑制小膠質細胞激活[23]。PI3K/Akt通路的激活可以減少神經細胞凋亡，發(fā)揮CIRI神經保護效應[24]，也能通過抑制炎性細胞因子釋放、改善組織缺氧，發(fā)揮腦損傷保護作用[25]。

3.2 針刺治療CIRI與PI3K/Akt信號通路的關系全愛君等[26]研究發(fā)現，電針預處理能夠激活PI3K/Akt信號通路，下調Caspase-3、丙二醛(malondialdehyde，MDA)表達，上調超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)與谷胱甘肽(glutathione，GSH)活性，抑制細胞凋亡及氧化損傷，從而有效改善CIRI。雷鵬飛等[27]研究證實，電針、經顱磁刺激或兩者聯合干預均可減少CIRI大鼠腦組織磷酸酶和張力蛋白同源物(phosphatase and tensin homolog，PTEN)、Akt表達，升高p-Akt表達，推測其可能通過下調缺血組織PTEN表達量，激活PI3K/Akt信號通路，抑制神經元凋亡，起到治療CIRI的作用，且電針和經顱磁刺激聯合使用效果更甚。Wang等[28]研究發(fā)現，電針百會和神庭穴可能通過激活PI3K/Akt通路，有效改善MCAO大鼠空間學習記憶力障礙。高邈等[29]采用電針百會、四神聰穴治療CIRI大鼠，發(fā)現大鼠學習記憶力明顯提高，Bax水平降低，PI3K、p-AKT及Bcl-2水平升高，得出電針可以通過介導PI3K/Akt通路，抑制神經元凋亡，改善CIRI后大鼠認知功能。江一靜等[30]研究發(fā)現，采用巨刺法干預MCAO大鼠可以明顯提高其運動功能，作用機制可能與激活PI3K/Akt通路，降低Caspase-3含量，升高PI3K、p-AKT含量，從而有效抑制腦細胞凋亡、改善腦缺血與腦組織腫脹等有關。韓林等[31]研究證實，應用醒腦開竅法電針主穴三陰交、內關和人中穴治療CIRI大鼠后，p-Akt、Bcl-2表達以及Bcl-2/Bax比值均顯著升高，Bax表達顯著降低，表明醒腦開竅法可能通過激活PI3K/Akt通路緩解神經凋亡的發(fā)生。宓丹等[32]研究發(fā)現，采用眼針對CIRI大鼠眼部肝、腎、上焦區(qū)和下焦區(qū)進行刺激，能夠激活PI3k/Akt信號通路，促進Akt磷酸化，減少CIRI引起的細胞凋亡，達到抗CIRI的目的。

4 Notch信號通路

4.1 Notch信號通路與CIRI的關系Notch通路主要在中樞神經系統(tǒng)大腦皮層和海馬神經元中表達，具有高度保守性，在調控微血管形成中發(fā)揮著重要作用[33]。研究表明，在嚙齒動物腦缺血損傷后，Notch信號通路被激活[34]，參與細胞凋亡、增殖、分化等生物學過程[35]。最近的一項研究發(fā)現，鳶尾素可以改善小鼠CIRI后形態(tài)學與神經功能異常，其作用機制可能是通過激活經典Notch通路，抑制CIRI后神經元炎癥和凋亡，從而發(fā)揮腦保護效應[36]。

4.2 針刺治療CIRI與Notch信號通路的關系Chen等[37]實驗研究發(fā)現，電針百會、大椎穴干預CIRI大鼠可一定程度上激活Notch信號通路，促進神經干細胞(neural stem cells，NSC)增殖。利鑄均等[38]實驗表明，電針能緩解CIRI大鼠的神經缺損癥狀，且隨著治療時間的延長而持續(xù)存在，其作用機制可能是通過對Notch信號通路的調整維持高水平的NSCs數量，為其分化為成熟神經元細胞提供足夠的細胞來源。Sha等[39]研究發(fā)現，電針外關、足三里治療CIRI大鼠，可以激活Notch通路，促進 miR-223 表達，增加NSC數量，降低PTEN表達，發(fā)揮缺血后神經元保護作用。

5 環(huán)磷腺苷效應元件結合蛋白(cAMP-response element binding protein，CREB)相關信號通路

5.1 CREB相關信號通路與CIRI的關系CREB可調控神經元生長、生存，參與細胞內多種信號轉導和長期記憶形成過程[40]。CREB被激活后調控轉錄，促進即刻早期基因表達，通過抑制細胞凋亡與增強修復，實現神經元保護功效。

5.2 針刺治療CIRI與CREB相關信號通路的關系王梅平等[41]發(fā)現，電針足三里穴能改善腦缺血，其機理可能與激活CREB通路、促進下游血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)表達以增強神經血管再生有關。Jiang等[42]表明，ON能保護大腦免受短暫性腦缺血損傷，其作用機制可能是由激活γ-氨基丁酸B型(GABAB)/cAMP/PKA/CREB 信號通路所介導的。Zhang等[43]研究顯示，電針可以介導CaM-CaMKIV-CREB信號通路，對CIRI后認知功能進行修復。

6 Wnt/β-catenin信號通路

6.1 Wnt/β-catenin信號通路與CIRI的關系Wnt信號通路是一條具有多環(huán)節(jié)、多作用的信號轉導途徑，涉及細胞增殖、代謝、生長、分化、凋亡等過程。研究表明，腦缺血后，激活Wnt/β-catenin信號通路能夠促進NSC的增殖與分化，從而促進神經再生，減少腦梗死體積，修復神經功能[44-45]。該通路激活后也能通過介導少突膠質細胞前體細胞，保護腦缺血急性期的血腦屏障[46]。

6.2 針刺治療CIRI與Wnt/β-catenin信號通路的關系李廣大等[47]研究發(fā)現，“醒腦開竅”電針法能升高β-catenin、VEGF、膠質纖維酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein，GFAP)及神經元核抗原(neuronal nuclear antigen，NeuN)表達，降低支架蛋白表達，通過激活Wnt/β-catenin信號通路改善腦缺血性損傷。張吉芳等[48]研究顯示，電針干預CIRI大鼠后，可以顯著下調Bax表達，上調β-catenin、Bcl-2 表達，抑制凋亡，升高腦血流量與血流速度，改善神經功能受損癥狀。

7 針刺治療CIRI與其他信號通路的關系

何堅等[49]研究發(fā)現，電針可能通過下調TLR4/MyD88信號通路，抑制CIRI后p-JNK，進而產生神經元保護效應。肖飛等[50]研究顯示，電針能促進CIRI大鼠皮層缺血區(qū)需肌醇酶-1(inositol-requiring enzyme-1，IRE1)、X盒結合蛋白1(X-boxbindingprotein1，XBP1)表達，減輕細胞損傷，證明電針預處理可通過激活IRE1-XBP1通路，緩解內質網應激壓力，發(fā)揮神經保護作用。張勝行等[51]研究表明針刺曲池、足三里穴可改善缺血后腦損傷，其機理可能與介導神經調節(jié)素1(neuregulin 1，NRG1) /表皮生長因子受體4(epidermal growth factor receptor4，ErbB4)通路，提高NRG1及其特異性受體ErbB4表達，降低Bax/Bcl-2比值，從而抑制凋亡相關。葉偉等[52-53]應用改良longa法建立MCAO模型小鼠，電針患側百會、神庭穴，發(fā)現缺血灶半暗帶P-Janus激酶2(Janus kinase2，JAK2)、P-信號轉導和轉錄激活子3(signal transducer and activator of transcription3，STAT3)表達在CIRI后2 h顯著上調，證實電針可能通過促進腦內JAK/STAT通路迅速活化，提升Bcl-2/Bax比值，減少細胞凋亡，減少腦梗死體積，增強CIRI后神經功能修復。孫曉鵬等[54]實驗研究發(fā)現，電針預處理可通過激活海馬核因子E2相關因子2(nuclear factor erythroid2p45related factor2，Nrf2) /血紅素氧合酶1(heme oxygenase-1，HO-1)通路，從而促進抗氧化能力，減輕神經元損傷。Xing等[55]研究稱電針足三里、曲池穴可改善CIRI后神經功能缺損癥狀，減少腦梗死體積，其機制可能與介導PTEN通路、拮抗神經元凋亡有關。Sha等[56]研究證實，電針外關、足三里穴治療MCAO大鼠，能顯著升高miR-223水平，降低梗死周圍皮層Nod樣受體蛋白(nod-like recptor protein3，NLRP3)、Caspase-1、IL-1β及 IL-18 水平，減少腦梗死體積，證實電針可能通過調控miR-223/NLRP3信號通路減輕炎癥反應，發(fā)揮促進神經功能恢復的作用。Sun等[57]研究發(fā)現，針刺可通過下調MCAO大鼠ATF-6、蛋白激酶樣內質網激酶(protein kinase R-like endoplasmic reticulum kinase，PERK)與IRE1通路，抑制內質網應激，進一步抑制細胞凋亡和自噬，有效保護缺血后腦損傷。Wang等[58]研究表明，電針可通過上調PINK1/Parkin通路所介導的線粒體自噬，降解損傷線粒體，減輕硝基氧化應激誘導的線粒體功能障礙，改善受損線粒體積聚，達到抗CIRI目的。

8 結語

綜上所述，CIRI的發(fā)生過程與多因素、多細胞分子介導有關。通過回顧近5年針刺調控CIRI相關信號通路的研究發(fā)現，針刺可調控多條信號通路的分子機制，有效改善神經功能障礙，發(fā)揮腦保護作用。針刺調控CIRI的作用機制較為復雜，與CIRI炎癥反應相關的信號通路有NF-κB、miR-223/NLRP3等，針刺可通過調節(jié)Cezanne蛋白、鋅指蛋白A20、IRAK、TAX1BP1等的表達以發(fā)揮抗炎效應；與CIRI細胞凋亡相關的信號通路有MAPK、Wnt/β-catenin、JAK/STAT、PI3K/Akt等，針刺能夠通過介導Bax、Bcl-2、Caspase-3等凋亡相關基因或PTEN、Akt、p-MEK-2、p-ERK1/2等蛋白分子水平實現抗腦細胞凋亡的目的；與神經血管再生相關的信號通路有Notch、CREB、Wnt/β-catenin、NRG1/ErbB4等，針刺可通過調節(jié)VEGF表達、促進NSC增殖等促神經發(fā)生。此外，miRNA可通過介導炎癥信號通路或與細胞分化、增殖相關的Notch信號通路等參與調控CIRI，已成為生物學領域的熱點研究。然而，近年來相關研究發(fā)現針刺在調控Nrf2/HO-1信號通路介導的氧化應激，PINK1/Parkin信號通路介導的線粒體損傷，IRE1-XBP1、ATF-6與PERK信號通路介導的內質網應激方面較少涉及，有一定的欠缺，今后應重視這些通路的研究以探討針刺防治CIRI更深層、更全面的機制。同時，實驗研究發(fā)現，眼針可有效改善CIRI，但其與常規(guī)針刺之間所產生的作用效應是否有差異還需進一步探索。另外，研究顯示針刺與經顱磁刺激或亞低溫療法聯合應用比單純針刺效果更好，提示今后臨床上可將針刺與其他物理療法相結合使用，以追求更佳的治療療效。同時，對針刺操作手法、干預時間等的統(tǒng)一規(guī)范，也可有效優(yōu)化針刺治療方案。綜上，針刺調控CIRI相關信號通路的研究還于起步階段，有待進一步完善。