基于MAPK信号转导通路的电针治疗相关疾病研究进展*

杜伟斌 胡华辉 鲍关爱 张江松 陈荣良 全仁夫

（1.浙江中医药大学附属江南医院，浙江省杭州市萧山区中医院，浙江 杭州 311201；2.浙江省肿瘤医院，浙江 杭州 310022；3.浙江中医药大学，浙江 杭州 310053）

丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）属于丝蛋白/苏氨酸激酶家族。其位于胞浆，一旦被活化便可进入核内，激活对应靶器官。MAPK相关信号通路已被证实在细胞的增殖分化、诱导凋亡过程中发挥着重要作用［1-2］。在MAPK家族诸多亚族组成的通路中，p38丝裂原活化蛋白激酶（p38MAPK）、细胞外信号调节激酶（ERK-1/2）和 c-Jun 末端激酶（JNK）3 个途径被研究最广泛［3-4］。其中p38MAPK和JNK信号通路主要在应激条件下被激活，起到生长抑制、炎症反应及前凋亡信号作用，而ERK信号通路主要发挥细胞增殖、发育、诱导分化等优势［5-6］。电针是中医学中针刺结合电刺激的新兴疗法。广大学者选用不同电针波型、频率、刺激时间等，将治疗机制不断深入到细胞、分子、蛋白、基因水平。近年来，从MAPK相关信号转导通路调控角度探讨电针的作用机制研究越来越多。目前电针调控作用与MAPK相关信号通路的相关性主要集中在抗炎镇痛作用、损伤保护作用、胃肠道功能调节、心脑血管疾病、皮肤疾病、膝关节疾病等防治领域。因此笔者通过检索近10年的相关文献，对MAPK信号转导通路下的电针治疗相关疾病作用及机制进行归纳总结。

1 抗炎镇痛作用

1.1 抗炎性痛 伤害性感受器不断接受刺激所产生的疼痛主要是炎性痛。以往的研究发现，电针治疗炎性痛可从外周（内源性阿片肽、COX-2、5-羟色胺、神经生长因子、缓激肽）、中枢（脊髓相关通路、中枢下行抑制系统）两套作用机制阐明。目前，从MAPK信号研究电针抗炎镇痛作用机制主要集中在p38MAPK通路。绝大部分以经典的完全福氏佐剂（CFA）所致炎性痛大鼠为模型进行研究论证。杜俊英等论述了p38MAPK通路参与炎性痛及电针干预的可能性，认为p38MAPK信号的启动对炎症痛敏的产生和维持发挥着重要作用，可丰富电针干预机制［7］。该课题组进一步探索，发现电针可以下调p-p38MAPK和p-ATF-2的蛋白表达，减少CFA大鼠脊髓背角细胞中p-p38 MAPK-IR和p-ATF-2-IR数量，抑制VR-1蛋白和基因表达［8］。表明抑制脊髓p38 MAPK/ATF-2/VR-1通路的激活可能是CFA大鼠抗炎镇痛过程中中枢信号转导通路的主要机制之一。华中农业大学研究小组深入揭示电针抗炎镇痛机理，阐述电针能够抑制中枢神经下行通路PAG-RVM-SCDH p38MAPK水平及中脑边缘回路PAG-ACB-AMY-Hb p-p38MAPK水平降低炎性痛大鼠触痛敏反应［9-10］。

1.2 抗神经病理性痛 神经可塑性的一种表达方式便是神经病理性疼痛。神经损伤产生的持续伤害性刺激传入导致中枢敏化，此敏化反应是活动-依赖性的功能可塑性变化。MAPK级联相关信号通路被认为是痛觉中枢敏化过程中细胞内多条信号通路调节的总阀门。杨欢等利用电针刺激干预糖尿病神经病理性疼痛大鼠的痛阈，发现电针不仅能提高DNP大鼠的痛阈，降低血糖，更阐明其机制可能与抑制脊髓p38MAPK的表达有关［11］。这一结论机制与蔡振华课题组［12］相似，也是选用足三里这一穴位，经过电针刺激抑制了大鼠背根神经节中p38MAPK的表达，达到了减轻神经病理性疼痛大鼠的热痛和机械痛，改善受累后肢的运动功能评分的目的。而慢性神经性疼痛中，多次电针可以上调Ras/Raf/ERK信号通路的活性及p38MAPK的表达，说明电针的累积效应可能是通过Ras/Raf/ERK信号通路及p38MAPK的表达变化来达到镇痛效应［13］。

1.3 抗分娩痛 分娩痛包括内脏痛（内脏神经系统传至脊髓神经）和躯体痛（压迫盆腔局部神经纤维），疼痛指数仅次于烧伤灼痛。目前还没有任何报道表明电针在分娩镇痛中会产生副作用。虽然有研究发现β-内啡肽分泌可能是电针抗分娩痛的因素，但是现阶段的作用机制尚不清晰［14］。 国内王美丽［15］和覃莹莹［16］分别从MAPK/ERK、MAPK/p38两条信号通路阐述了电针可调控其下游信号分子在脊髓中的表达而发挥镇痛作用。因此，电针缓解分娩痛的作用机制尚需进一步深入研究，为临床运用打下坚实基础。

2 电针对损伤保护作用

MAPK级联相关信号通路下的电针组织保护作用上的研究尚浅，国内外较少篇幅涉及了急性肺损伤及创伤后免疫抑制的保护机制。内毒素休克是极易受累肺脏，可在短时间演变为急性呼吸窘迫综合征，甚至多器官功能衰竭综合征，最终导致死亡。天津医科大学［17-18］分别发现了PKCa和p38MAPK通路参与电针介导的兔内毒素休克急性肺损伤时HO-1表达的上调。Keap 1-Nrf2/ARE通路在电针刺减轻兔内毒素休克诱导肺损伤中的保护作用与p38MAPK使Nrf2蛋白磷酸化进而促进其核转位有关系。意味着p38MAPK信号在肺损伤保护作用中有着至关重要的作用。我国学者［19］进一步建立大鼠肺损伤模型，研究电针在体外循环引起的急性肺损伤中的保护机制，深入发现了电针可逆转肺部炎症、氧化损伤和细胞凋亡；这一机制可能与Caspase-3活性，降低p38磷酸化有直接关系。而李静通过电针足三里穴创造性提出了通过抑制大脑皮层磷酸化ERKS和ERK1/2信号通路改善创伤应激引起的免疫抑制，填补了国内外电针损伤保护方向的空白［20］。

3 电针促进胃肠道功能

虽然已有大量研究总结，神经-免疫-内分泌网络，神经核团、神经递质、体液和胃肠激素等都参与了针刺调节胃肠功能的效益。但是涉及MAPK信号转导调控的角度探讨电针调节胃肠功能作用机制并不多见。杨琦等通过电针大鼠“足三里”穴发现胃电频率、波幅增高，最后提示电针促进胃运动的机制可能是通过ICCs信号转导MAPK途径下的ERK通路实现，在之后的研究中似乎没有再做进一步机制的探索［21］。近年来，Yang Q等丰富了这一作用机制，认为电针大鼠足三里基于不同频率强度可产生双重效应［22］。胃运动提升可能与MAPK6（ERK3）上调及 IL1R2下调相关，胃运动抑制可能与上调 FOS，CXCL9（MIG），NOS2A（iNOS）及下调MMP9相关。总的来讲，PKC、MAPK通路可能是参与电针调控胃肠功能的两个相关信号通路。

4 电针对心脑血管疾病影响

近年来国内外利用电针治疗多种心脑血管疾病及作用机制的研究已越来深入和多元化。在脑血管疾病中主要涉及对脑缺血再灌注损伤、阿尔茨海默病、心肌病、帕金森、血管性痴呆等探讨，在心血管疾病中主要研究心肌缺血再灌注和心肌肥厚的作用机理。

4.1 干预脑缺血再灌注损伤 脑血管疾病的发病率呈现上升趋势，约占所有类别脑血管病的80%左右。目前研究报道显示，针灸治疗脑缺血再灌注损伤疗效确切，在改善微循环、改善脑电活动、抑制氧自由基等中发挥了重要作用，从而较大程度减轻了神经损伤［23-24］。MAPK家族信号通路作为细胞增殖、分化、凋亡等的细胞质和细胞核枢纽，在本病的研究探讨中有了一定的发展深度。杨忠华等发现电针可以调控MAPK/ERK信号通路，降低p-ERK脑缺血早期的表达，最终干预对神经元可能产生的毒性作用，对大脑起到保护功效［25］。 Lan X 课题小组［26］在前期研究的基础上，观察电针刺激“尺泽、合谷”和“足三里、三阴交”两组穴位对脑缺血再灌注大鼠的神经功能缺损评分、脑组织形态、细胞凋亡及磷酸化p38MAPK的影响。研究发现了“电针刺激-启动p38MAPK信号调控-拮抗细胞凋亡”是可能作用机制之一，而脑缺血再灌注第3天可能是促进脑缺血神经修复的较好治疗时间窗。显然，MAPK家族信号通路p38、ERK是近年来研究重点，在电针效应下可减少脑缺血再灌注后的神经损伤，可为脑血管疾病防治提供新的靶点。

4.2 干预阿尔茨海默病 阿尔茨海默病患者一般脑内存在强烈的局灶性炎性反应，在老年斑周围可产生大量被激活的神经胶质细胞及炎性反应物质。而p38MAPK信号通路在炎性反应中发挥着重要作用。方剑乔等取“百会”“太溪”“足三里”电针，每次治疗15 min，每天1次，6次，1个疗程，间隔1 d后再治疗1个疗程。研究发现电针对阿尔茨海默病模型大鼠p38MAPK磷酸化存在调节作用，从而阻断其介导的炎性反应。同时提出电针本身的调节作用尚有限，还需扩大样本、增加治疗疗程来进一步探讨［27］。张敏等取百会穴和双侧肾俞电针。Morris水迷宫下检测大鼠记忆能力、免疫组化、大鼠海马内p-p38MAPK和p-tau Thr181蛋白表达情况。研究表明电针可通过调控p38MAPK通路，降低阿尔茨海默病大鼠海马p-tau蛋白表达，改善学习记忆能力［28］。以上发现都是对电针防治阿尔茨海默病作用机制的不小贡献。

4.3 干预心肌相关疾病 中国每年死于急性心肌梗死的人数已经突破100万，且发病率和致死率仍在上升。而心肌缺血再灌注损伤发生机制涵盖氧化性应激、炎症反应、线粒体损伤、钙超载、能量失衡和细胞凋亡等多方面并相互影响［29-30］。p38MAPK采用三级酶促级联反应来进行信号传递，可被多种应激刺激（如高渗、缺血再灌注等）激活。而磷酸化p38MAPK能进一步活化下游底物，启动炎症细胞，释放肿瘤坏死因子和白介素等致炎因子，直至细胞凋亡。其在改善心肌缺血再灌注损伤时心肌细胞的活性中作用至关重要。陈松课题组［31］采用电针“内关”预处理，得到电针后能改善心肌细胞活性，降低心肌梗死面积，保护线粒体完整性。可明显抑制I/R中MKK3/6、p38MAPK蛋白的表达，抑制p38MAPK的磷酸化，提示这可能是电针干预I/R，发挥抗心肌缺血的作用机制之一。我国学者继续选用电针内关穴对心肌缺血再灌注损伤深入研究，从全基因表达特征出发，发现其725个基因上调，861个基因下调，并能逆转某些基因表达水平，并揭示电针能有效保护心肌细胞，其机制与调节受损心肌组织中MAPK信号通路密切相关［32］。而对内关穴采用连续波，频率2 Hz，强度1 mA，通电20 min处理14 d后，心肌肥厚症大鼠p38MAPK磷酸化被明显抑制，作用机制可能是通过抑制TNF-α、IL-1β等炎性因子的表达，最终实现对 p38MAPK 信号通路调节［33］。

4.4 干预其他脑部疾病 电针治疗帕金森、血管性痴呆的效果及作用机制已被一些学者探讨，但目前来看，MAPK家族信号通路相关的分子机制较少涉及，且不明确。研究显示电针可以通过调节帕金森病模型大鼠体内MAPK/ERK1/2、MAPK/JNK通路，降低p-ERK1/2、p-c-Jun在黑质区的表达，减少TNF-α、IL-1β等蛋白表达，而对帕金森病的发生发展起到一定的调节作用［34-35］。在血管性痴呆方面，p38MAPK通路的调控作用还是引起了学者们的兴趣。两位学者不同穴位电针，均从海马区神经细胞修复来说明血管性痴呆后的认知改善。2/100 Hz频率电针刺激“大椎”“百会”“后三里”“膈俞”可改善大鼠认知障碍。其机制可能是影响大鼠海马神经细 p38MAPK、Bcl-2、Bax、Caspase-3 介导的凋亡通路。而电针井穴能抑制p38MAPK的表达，提示可能是通过抑制p38MAPK信号通道。两者均减轻了继发性神经损伤，最后促进受损神经元修复达到干预目的［36-37］。

5 对其他疾病影响

国内外基于MAPK家族信号通路下的电针治疗皮肤、膝关节等疾病鲜有报道。仇立波等初步发现电针傍刺在促进压疮大鼠皮肤损伤的愈合的机制，可能与调节大鼠皮肤组织中p38MAPKmRNA和蛋白的表达水平有关［38］。Wang Z等首次提出电针足三里穴可以通过调节IL-10的生产和抑制p38 MAPK活化，来改善大鼠过敏性接触性皮炎相关的炎症，这为过敏性接触性皮炎的治疗提供了一种替代和有前景的疗法［39］。目前对膝关节软骨细胞的研究中，电针抑制凋亡基因p38、Fas mRNA，降低MAPK信号通路的表达；及降低软骨细胞中ASIC1蛋白和p38MAPK磷酸化水平，抑制凋亡因子p53表达，最终共同减少软骨细胞的凋亡是可能的两种分子机制［40-41］。

6 结语及展望

电针刺激疗法是在针刺的基础上外加电刺激，以增强疗效的治疗手段，具有针刺及电刺激的双重效益。过去电针对周身多系统的双向调节作用机制研究，多停留在神经-体液层面。当前，从分子生物学层面，信号通路基础上研究电针治疗对于全身生理和病理状态的调节已是热点。上述近10年的最新研究表明MAPK信号转导通路下的电针治疗相关疾病作用 （抗炎镇痛作用、损伤保护作用、胃肠道功能调节、干预心脑血管疾病、干预皮肤疾病、干预膝关节疾病）及作用机制得到了有效验证和可靠阐述，这将为电针治疗临床多发病、常见病提供坚实的理论依据。

但是目前的研究尚存在一些问题亟待解决：1）大多课题组深入的横向研究内容有待完善，多角度研究电针效应与MAPK家族信号转导通路调控的相关性有待进一步开发。2）虽然现阶段的报道涉及p38MAPK、ERK-1/2和c-JunJNK 3个途径，但集中表现在p38MAPK相关蛋白和基因的变化，缺乏对p38MAPK下游因子变化的系统研究。也多限于单一的MAPK信号通路的成员进行观察，而缺乏多靶点、深层次的交互作用探讨。3）上述几乎所有的研究成果都基于动物模型实验得出结论，缺乏临床回归及验证。也无系统性回顾分析及多中心、多组别、大样本、分层对照等临床研究方式进行进一步研究报道，其真正的中远期疗效对比还有待探究。（4）电针波形、频率、刺激强度，选穴组穴方面存在一定差异，缺乏同一性。

总的来说，电针对全身系统疾病中的防治研究做出了巨大贡献。相信随着医疗技术的改善，蛋白组学、代谢组学、细胞焦亡等研究方式的不断更新，MAPK信号转导通路介导的电针信号的传递途径，电针效应的产生机制会越来越深入和明确，对临床电针疗效的提高意义重大。