基于Rho信号通路的针灸效应研究进展
2021-03-27郑海珍江西中医药大学附属医院南昌330006
★ 郑海珍(江西中医药大学附属医院 南昌 330006)
针灸作为中医学的重要组成部分,因其简、便、效、廉的特性逐渐被国内外认可。为更好地继承与发扬针灸事业,针灸效应机制的研究是其中的重要环节。近年来,围绕信号通路研究针灸效应已是研究热点,可以更靶向地反应针灸作用机制。Rho信号通路是经典的分子信号轴,围绕该信号通路对针灸效应的研究较多。因此,本文综合概述近10年PubMed和CNKI数据库的相关文献,以期为临床和科研工作提供参考。
1 Rho信号通路
在Ras相关单体GTP酶中,小G蛋白Rho GTP酶是目前研究最多的。Rho相关卷曲螺旋形成蛋白激酶(ROCK)是迄今功能最明确的Rho效应物。ROCK活化后可调节细胞的多种行为与功能,包括收缩、游走粘附以及生长分裂等。Rho/ROCK信号通路分子包括Rho GTP酶、ROCK和肌球蛋白磷酸酶(MYPT)。Rho被外界信号激活后,发生膜转位,将信号传递给ROCK使其分子中的854位丝氨酸和697位苏氨酸磷酸化而激活,再依次将其底物MYPT磷酸化而使之失活。失活的MYPT不能将肌球蛋白轻链(MLC)脱磷酸,使胞质MLC磷酸化水平上升,肌球肌动蛋白交联增加,进而促进肌动蛋白微丝骨架聚合、平滑肌收缩[1]。
2 针灸对不同疾病下Rho信号通路的作用
2.1 脑缺血再灌注损伤 林秀华[2]发现脑缺血再灌注模型(CIRI)大鼠ROCK活性增强,针刺能明显抑制其ROCK的表达。谭峰等[3]发现电针可能是通过下调脑梗死大鼠中枢神经生长抑制因子RhoA的表达来发挥脑保护作用。陈浩[4]发现电针能明显上调CIRI模型大鼠缺血脑组织内PRG5蛋白表达水平、PRG5阳性细胞数,下调RhoA蛋白表达,进而改善神经缺损和运动功能。陈素辉[5]发现电针百会、足三里能显著下调CIRI大鼠RhoA/ROCK通路及其下游靶分子MLC1、MYPT1的表达,减轻轴突损伤,且作用与ROCK激酶抑制剂法舒地尔相当。此外,研究发现,电针可下调急性脑梗死大鼠纹状体、桥脑Nogo-A/RhoA中枢神经再生抑制信号通路RhoA和ROCK2等蛋白及其mRNA的表达,抑制神经轴突损伤[6-7]。针刺联合康复治疗能显著改善局灶性脑缺血后大鼠神经功能,或与下调大鼠缺血区皮层和海马中Nogo信号通路RhoA、ROCK2表达有关[8-9]。
2.2 脊髓及神经损伤 董传菲[10]发现夹脊电针(EA)结合神经松动术可下调新西兰家兔坐骨神经损伤后NogoA和RhoA的表达,加快坐骨神经损伤恢复。XiaoW P等[11]发现,与脊髓损伤(SCI)组比较,EA、ROCK阻断剂Y27632和EA+Y27632处理组脊髓中Nogo-A、NgR、RhoA、ROCK2 mRNA和蛋白表达均显著降低,MLCP mRNA和蛋白表达升高,p-MYPT1蛋白表达降低,p-MYPT1/MYPT1比值和caspase3表达降低,改善了下肢运动功能,EA+Y27632处理优于EA或Y27632单独处理。迟蕾[12]也发现夹脊EA可降低急性SCI大鼠微环境内RhoA、Nogo-A、ROCK2、MLC等抑制因子表达,促进轴突再生,效果与ROCK2抑制剂Fasudil类似。Min Y等[13]发现EA可抑制SCI后RhoA和ROCK2的mRNA和蛋白表达,促进运动功能恢复;单唾液酸神经节苷脂促进了SCI后运动功能的恢复,但不影响RhoA和ROCK2的表达;二者联合并没有进一步改善运动功能,也没有抑制RhoA和ROCK2的表达。Wu M F等[14]采用EA刺激急性SCI大鼠模型,结果发现BBB运动量表和斜面测试评分明显升高,脊髓组织中凋亡细胞数量明显减少,电针组大鼠的RhoA、Nogo-A mRNA和蛋白表达水平均较未予电针组降低,提示电针治疗可减少SCI神经元凋亡,降低RhoA、Nogo-A mRNA和蛋白的表达,从而促进神经功能修复。
2.3 阿尔茨海默病史 史宝光等[15]用电针刺激快速老化SAMP8小鼠的百会、肾俞、太溪穴8周后发现,电针组小鼠老化行为学变化得到显著改善,可能与脑神经树突长度及分支数目明显增多、海马突触后脑源性神经营养因子(BDNF)等蛋白表达水平上升、RhoA和ROCK2表达降低有关。聂坤等[16]发现,与非穴组比较,“益气调血,扶本培元”针法可以明显改善SAMP8小鼠水迷宫行为学结果,明显增加痴呆鼠皮层脂筏蛋白数量,包括微管组装相关蛋白、微丝动力蛋白家族为主的细胞骨架蛋白及Rho家族和Ras家族成员为主的小G蛋白分子,这表明依赖细胞骨架的小G蛋白分子物质运输环节是针刺治疗阿尔茨海默病的效应靶点。
2.4 糖尿病胃轻瘫 陈小丽等[17]在观察按部位选穴针刺对糖尿病胃轻瘫(DGP)大鼠的干预效果时发现,与模型组比较,针刺组的小肠推进率和胃窦平滑肌组织RhoA、ROCK、MYPT1、p-MYPT1蛋白的表达量明显升高;与配伍远端穴及非经非穴组比较,配伍局部穴组的大鼠的胃窦平滑肌组织以上蛋白指标的表达量明显增高,胃窦平滑肌组织RhoA灰度值表达下降;配伍局部穴组大鼠的饮食量较模型组减少,DGP症状显著改善,这表明配伍局部穴组治疗DGP的针刺效果优于远端取穴和非经非穴组。崔晶晶[18]在观察针刺和益气健脾中药复方对DGP的效果和机制后发现,与模型组比较,各干预组大鼠症状积分降低、体重升高;中医各组血糖显著降低,西药组血糖有一定的降低趋势;针刺结合中药组(针药组)胃排空率升高显著,优于其他治疗组;各干预组胃窦组织RhoA、ROCK2、p-MYPT1、p-MLC蛋白表达水平均升高,其中针药组p-MYPT1、p-MLC蛋白升高显著,优于其他治疗组。综上表明,针刺可能是通过上调DGP大鼠胃窦RhoA/ROCK信号通路,促进胃平滑肌收缩,增强胃肠动力,从而减轻症状。
2.5 自发性高血压 张宏如等[19-20]发现麦粒灸能显著降低自发性高血压大鼠(SHRs)血压,抑制主动脉内膜增生,增加血清NO含量,显著下调RhoA、ROCK1、VEGF、VEGFR2、MLC基因和蛋白表达。李克嵩[21]也发现针刺可提高SHRs的NO含量以及NOS活性,降低ET-1、AngⅡ、TNF-α表达水平,降低RhoA、Rock1、Rac1、Cdc42蛋白含量及其基因表达水平,提高eNOS蛋白含量及其基因表达水平。Lai X等[22]探讨了SHRs太冲穴位干预后神经系统蛋白质组学的反应,结果发现,与非穴干预比较,太冲针刺干预收缩压明显降低,太冲组热休克蛋白90等蛋白表达下调,Rho GDP解离抑制剂1和超氧化物歧化酶等蛋白表达上调,提示针刺可增加SHRs髓质中抗氧化酶含量,可能是针刺发挥降压作用的部分原因。综上表明,抑制Rho/ROCK通路可能是针灸降压的机理。
2.6 高脂血症 张瑞[23]发现艾灸能显著降低高脂血症模型鼠血清TC、TG、LDL-C等含量,升高HDL-C和ApoA1含量,显著减少主动脉Rho、ROCK2表达和阳性面积、蛋白表达、mRNA表达,增高TGF-β1和IL-10含量,下调IL-6和IL-17含量,作用与辛伐他汀类似。这表明艾灸可下调Rho/ROCK信号通路,双向调节炎症因子水平,以减缓动脉粥样硬化病理进程。陶欢等[24]采用“脂三针”干预高脂血症SD大鼠3周后发现,与模型组比较,针刺能明显改善大鼠一般状态,降低血脂TC等含量,增加HDL-C含量,增加血清NO含量,减少ET-1含量,改善主动脉病理损伤,显著降低RhoA、ROCK2、MLCP蛋白表达。这表明针刺可降低血脂,抑制血管内皮损伤,可能与下调Rho/ROCK通路活性有关。
2.7 心肌缺血-再灌注损伤 Han Y等[25]将大鼠随机分为心肌缺血-再灌注损伤模型组,内关、足三里电针预处理组,尾静脉注射抗miR-133a-5p组,电针+抗miR-133a-5p预处理组,结果发现电针预处理组可显著减少梗死面积和心肌细胞凋亡,增强心功能,降低细胞凋亡因子p38MAPK、Bax和Caspase-3的表达;用miR-133a-5p拮抗剂阻断电针预处理后,这种现象逆转。这表明电针预处理可通过miR-133a-5p下调RhoA/p38MAPK通路,以保护MIRI大鼠免受心肌细胞凋亡的影响。
2.8 创伤性脑损伤 林吉欢[26]研究针刺干预创伤性脑损伤(TBI)大鼠模型的效应机制,研究发现针刺能显著改善大鼠神经功能缺损,降低大鼠IL-1β、IL-6、TNF-α的表达,减少神经炎性指标CD86阳性面积率,降低RhoA、ROCK2蛋白和基因表达。这表明针刺能够抑制TBI后大鼠损伤区脑皮层RhoA/ROCK2信号通路,改善神经炎性变化,促进脑损伤恢复。
2.9 神经性耳鸣 邹春花等[27]采用针刺和聪耳通窍汤治疗神经性耳鸣患者,观察治疗前后患者血液中5-HT及Rho/ROCK信号通路的变化,结果发现针药合用组有效率显著优于单一组,患者血液中5-HT、ROCK蛋白明显下降。这表明针药合用治疗神经性耳鸣疗效显著,其治疗效果可能与抑制5-HT/Rho/ROCK信号通路有关。
3 小结
综上,Rho/ROCK通路介导了神经细胞的生长、迁移、小胶质细胞活化、平滑肌收缩、细胞凋亡等生理病理过程,介导了脑缺血再灌注损伤、脊髓及神经损伤、创伤性脑损伤、阿尔茨海默病、心肌缺血-再灌注损伤等疾病的病理过程。目前该通路研究最多的分子包括RhoA、ROCK2、p-MYPT1、p-MLC及Rho GTPase家族Cdc42和Rac1等,少数学者采用通路抑制剂,如Y27632,以进一步明确针灸效应的靶向作用。针灸干预措施主要以针刺为主,艾灸极少。目前研究主要是以单独通路为主,较少采用通路间交互作用影响的研究思路,未来研究可尝试增加对Rho/ROCK的上游和下游影响的分子机制探索,以丰富网络针灸学理念,也要增加安慰对照类研究,为穴位效应特异性的机理研究提供更多数据支持。