基于针刺介导的内脏运动神经抗炎机制研究

黎乔楠，郭永明，车文文

(天津中医药大学，天津 300193)

炎症反应是机体生理性防御系统的重要组成部分，其基本病理变化主要包括局部组织的变质渗出及增生。只有适度的炎症反应才能对机体起到有益的作用。炎症反应不足易引起机体感染；而炎症反应过度或持续时间过长，易引发炎症相关疾病，包括类风湿关节炎、克罗恩病、败血症等。以往普遍认为，机体内产生抗炎反应主要通过体液调节实现，其特点为持续时间长、作用缓慢，直至Borovikova等[1]首次提出迷走神经介导的胆碱能抗炎通路(cholinergic anti-inflammatory pathway，CAP)的概念，为神经系统对炎症调节作用机制的研究提供了新思路和理论基础。自此，越来越多的专家学者将研究焦点从体液调节逐渐转移至副交感神经的抗炎通路(即CAP)上。针刺作为我国传统医学的重要组成部分，在临床运用中所具有的抗炎作用得到人们的一致认可。近半个世纪以来，围绕针刺抗炎进行的大量临床试验和动物实验均表明，针刺对自身免疫系统紊乱导致的炎症反应有良好的治疗作用[2]。现就基于针刺介导的内脏运动神经抗炎机制的研究进展予以综述。

1 针刺介导的副交感神经通路

1.1副交感神经的抗炎作用与机制 内脏运动神经能传出神经冲动产生运动，因而又叫自主神经，包括交感神经和副交感神经。1977年，Besedovsky和Sorkin[3]基于对生物体内环境的认识首次提出了“免疫-神经-内分泌”这一系统网络的概念。在此基础上，Borovikova等[1]通过动物实验及人体外周血培养证实了Besedovsky和Sorkin[3]的想法，并首次正式提出了CAP的概念，CAP被认为是调节靶组织炎症的重要机制。迷走神经是一种起源于延髓的脑神经，免疫系统受迷走神经的影响，以不同的器官为靶点控制炎症反应。研究表明，脾脏迷走神经释放的乙酰胆碱(acetylcholine，ACh)能激活烟碱型ACh受体，使免疫反应加剧,导致组织损伤最小化[4]。其作用机制为：当机体外周发生炎症反应时，炎症刺激因子刺激迷走神经感觉纤维，促使迷走神经将炎症相关信息传入大脑的中枢神经系统，大脑接收并整合处理了传入的炎症相关信息后，反过来激活迷走神经释放ACh，ACh与巨噬细胞、淋巴细胞等非神经元细胞上的α7烟碱型ACh受体(α7 nicotinic acetylcholine receptors，α7nAchR)相结合，通过其介导的Janus激酶2(Janus kinase 2，JAK2)/信号转导及转录激活因子(signal transduction and activator of transcription，STAT)3、核因子κB(nuclear factor-kappa B，NF-κB)、促分裂原活化的蛋白激酶以及磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B/核因子E2相关因子2等信号通路，抑制白细胞介素(interleukin，IL)-1、IL-6、IL-8及高迁移率族蛋白B1(high mobility group box 1 protein，HMGB1)等炎症细胞因子释放，从而达到抗炎的目的[5-8]。

1.2针刺介导的副交感神经抗炎机制 Ach、α7nAChR是CAP的关键组成部分，而CAP的效应基础为迷走神经。刺激迷走神经可显著减弱内毒素引起的全身炎症反应，这种作用由ACh刺激脾脏巨噬细胞的烟碱受体介导[1]。α7nAChR是抑制巨噬细胞和树突状细胞释放促炎细胞因子的关键靶点[9]。针刺可以通过上调Ach、α7nAChR的表达水平，促进两者结合，通过激活胆碱能通路可能存在的信号转导通路(如NF-κB信号通路、JAK/STAT信号通路)，从而激活CAP，达到抗炎的目的。如张泓等[10]研究发现，电针消化系统的内腑下合穴可以调节α7nAChR，减轻急性胃黏膜损伤大鼠模型的炎症反应及黏膜损伤。秦彦强等[11]研究发现，对脑梗死大鼠进行针刺预处理可显著改善其神经功能，降低炎症因子水平，上调α7nAChR信使RNA的表达。方晨晨等[12]研究发现，电针可降低血清肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)水平，升高IL-4蛋白水平，减轻脑缺血再灌注时的炎症反应，发挥神经保护作用。苏杭等[13]的研究表明，针刺肺经与大肠经的俞募穴可以降低TNF-α水平、升高IL-10水平，以平衡促炎、抗炎反应，治疗急性胰腺炎，改善肺损伤。同时，针刺也可以直接调节迷走神经的兴奋性，激活CAP，发挥抗炎作用，这种抗炎作用依赖于CAP的完整性。刘小云等[14]研究表明，电针肺俞穴可以增强慢性阻塞性肺疾病大鼠迷走神经放电，促进肺组织释放ACh。Torres-Rosas等[15]研究发现，电针刺激足三里穴对腹膜炎模型大鼠具有显著的抗炎作用，切断迷走神经后，IL-6、TNF-α、γ干扰素及单核细胞趋化蛋白1的表达水平均显著升高，电针的抗炎作用显著降低。索小燕等[16]发现，电针足三里穴可改善失血性休克犬的血流动力学、血浆TNF-α水平和血乳酸值，并改善组织灌注和氧供，维持机体内环境的稳定，而切断双侧迷走神经后，上述作用消失。张娟[17]证实，电针介导的心肌保护作用与迷走神经有关，在此过程中α7nAChR起重要作用。Zhang等[18]的研究表明，电针内关穴可抑制心肌缺血后心肌HMGB1的上调，减轻再灌注时的炎症反应和心肌损伤，单侧迷走神经切断或给予烟碱受体拮抗剂可显著降低电针对HMGB1释放的抑制作用；离体心肌细胞培养实验发现，Ach通过α7nAchR依赖途径抑制缺氧诱导的HMGB1释放。上述研究表明，针刺介导的副交感神经抗炎通路主要通过介导迷走神经实现，其中CAP是主要的效应通道。针刺通过调控ACh、α7nAChR的表达激活NF-κB、JAK/STAT等信号通道，从而激活CAP，降低TNF-α、γ干扰素等炎症因子水平，达到抗炎的目的，这种抗炎作用要求迷走神经的完整性。

2 针刺介导的交感神经通路

2.1交感神经的抗炎作用与机制 当机体发生炎症时，炎症细胞因子通常与炎症细胞共同介导炎症反应。炎症细胞因子包括趋化因子、细胞因子、血浆酶介质和脂类炎症介质等[19]。炎症细胞因子的产生会刺激交感神经使其产生促炎因子或抗炎因子。Gao等[20]认为，Toll样受体(Toll-like receptor，TLR)的过度激活致使促炎细胞因子和趋化因子持续产生，破坏了免疫稳态，导致许多炎症和自身免疫性疾病的发生，包括系统性红斑狼疮、感染相关性脓毒症、动脉粥样硬化和哮喘等。TLR拮抗剂/抑制剂可以通过交感神经起到预防和治疗炎症的作用。而Lorton和Bellinger[21]认为，免疫细胞主要表达β2肾上腺素能受体(adrenergic receptor，AR)，而β2-AR的激动通常发挥抗炎作用。Pongratz和Straub[22]研究发现，炎症反应局部的交感神经支配程度与神经递质的浓度呈正相关，早期由于炎症因子刺激了交感神经，促使其释放大量的去甲肾上腺素 (norepinephrine，NE)，NE激活β2-AR/环腺苷酸(cyclic adenosine monophosphate，cAMP)/蛋白激酶A通路，从而抑制促炎因子的释放；随后，由于炎症局部所支配的神经重新分配，交感神经的支配程度显著降低，而免疫细胞表面的α受体浓度增加，与NE形成较β受体更高的亲和力，使NE与α受体结合，产生促炎作用。另外，心肌细胞坏死能够激活炎症反应，有助于清除坏死细胞，促进心肌细胞的修复。Frangogiannis[23]认为，坏死心肌细胞释放的IL-1α和成纤维细胞中促炎表型的激活，能够延迟肌成纤维细胞的分化，在炎症反应的负反馈调节中起关键作用。另有研究发现，除儿茶酚胺类神经递质外，交感神经还会释放其他递质(如神经肽)参与炎症反应[24]。由此推断，交感神经对于炎症反应的调节主要受神经递质浓度和免疫细胞表面受体亚型的影响，不同神经递质浓度和免疫细胞表面受体亚型产生的作用也不同，表现为一种促炎和抗炎的双向调节作用。

2.2针刺介导的交感神经抗炎机制 针刺作用于人体穴位可有效调节机体的功能状态，在此过程中交感神经起至关重要的作用。研究发现，针刺可通过影响儿茶酚胺类物质的释放，进而影响交感神经的兴奋性[25]。唐晨等[26]通过细银质针针刺治疗类风湿关节炎发现，治疗后患者自主神经活性升高，交感神经功能降低，副交感神经功能升高，针刺部位温度升高。卢圣锋等[27]通过针刺研究大鼠缺血心肌组织发现，针刺可能通过交感神经重构减少大鼠心肌细胞梗死的面积，从而减轻炎症反应。刘霜月等[28]实验发现，创伤应激使大鼠外周的TLR2、NF-κB表达增加，同时炎症细胞因子合成与分泌也相应增加，而电针能够抑制大鼠体内创伤后所形成的炎症反应，这种抑制作用与交感神经活动有关，可能通过调节TLR2/NF-κB信号通路活性起作用。孙丹红[29]通过针刺和艾灸对气虚症患者的心率等相关指标发现，针刺可引起平均心率、心率变异性总功率降低，推测可能是针刺通过对交感神经与副交感神经进行不同的调控而产生的效应。石力等[30]研究发现，电针可以抑制β1-AR信号通路，降低其正性肌力作用，增加心肌血管血流，从而达到减轻心肌损伤的目的。卢圣锋等[27]发现，心肌损伤后，β3-AR表达水平上升以对抗过度活化的交感神经，而当电针抑制交感神经的活性后，β3-AR的表达水平相应降低，表明电针对心肌的保护作用可能是通过调控交感神经重构来实现的。同时，不同的针刺手法及剂量可对交感神经产生不同的兴奋作用，交感神经系统在针刺效应的多途径、多靶点中也起到重要的介导作用，针刺可以通过刺激交感神经而促进炎症产物的吸收[31]。由此认为，当针刺作用于机体外周时，可以抑制β1-AR、β3-AR信号通路，促使交感神经释放NE，并特异性地与β2-AR结合，激活β2-AR/cAMP/蛋白激酶A通路，从而达到抗炎的目的。

3 交感与副交感神经的抗炎作用分配

中枢延髓的孤束核及迷走神经背运动核(dorsal motor nucleus of the vagus，DMV)与胃运动有密切关系。王柳[32]通过研究消化不良模型大鼠的胃运动证实，电针胃经穴位时，中枢核团DMV和孤束核的神经递质谷氨酸数量较非胃经穴及非经非穴多，DMV核团神经递质与一些刺激调节物质(一氧化氮等)共同调节胃运动。顾云和庄重[33]认为，电刺激迷走神经可抑制脂多糖引起的外周促炎细胞因子的生成，但不会改变抗炎细胞因子IL-10的水平；而交感神经却能在抑制促炎因子生成的同时促进抗炎细胞因子IL-10的生成[34]。因此推测，当机体处于正常状态时，迷走神经(副交感神经)主要对炎症反应起到紧张性抑制作用，以监控机体免疫水平。当机体发生损伤或炎症反应时，交感神经兴奋，迷走神经紧张度降低，促炎因子生成减少，免疫系统与肾上腺素、NE、糖皮质激素等共同调控机体炎症反应[35]。结合针刺对机体的双向性调节功能，推测在炎症反应发生的早期阶段，内脏运动神经发挥的抗炎作用主要由副交感神经中的CAP实现。当机体外周受到针刺刺激时，孤束核及DMV中c-fos阳性细胞的表达增强，进而兴奋迷走中枢，上调ACh和α7nAChR的表达，促进ACh与α7nAChR的结合，从而激活CAP通路，发挥抗炎效应[36-37]。同时，由于交感神经对炎症的调节作用主要通过NE与免疫细胞表面的β2-AR结合实现，因此针刺信号转导可能激活了β2-AR/cAMP/蛋白激酶A通路，抑制了免疫细胞表面β1-AR、β3-AR的表达，而β2-AR表达增加，且特异性介导NE与之结合，从而发挥抗炎作用[27，38]。

4 小 结

针刺介导内脏运动神经发挥抗炎效应主要通过交感神经和迷走神经(副交感神经)实现。关于针刺介导内脏运动神经抗炎的机制，虽然进行了部分总结与推论，但仍存在很多局限性。一方面，虽然针对副交感神经抗炎的相关研究众多，但关于针刺与副交感神经抗炎之间联系的研究较少，与交感神经抗炎联系的更少，难以形成系统的理论体系。另一方面，交感神经与副交感神经发挥抗炎作用的分配形式是通过协同还是拮抗实现双向良性调节，目前仍未统一。这将为今后探索针刺抗炎的机制、分析炎症相关疾病病因提供新的思路和切入点。