针灸调节自噬的研究进展

丁 霞，霍新慧，昂沙尔·毕哈孜

(新疆医科大学中医学院，新疆 乌鲁木齐 830011)

针灸是传统医学的重要组成部分，临床上广泛应用于治疗各种适应性疾病，具有双向调节的作用。针灸起效的机制是调动人体自身的正气，从而达到“平衡”的状态。自噬是广泛存在于真核细胞生物中的生命现象，作为一把“双刃剑”，既能调控细胞的程序性死亡，也能促进细胞的存活，维持细胞内稳态。针灸追求“平衡”的思想与自噬调控细胞内环境稳态的作用不谋而合[1]。有研究发现针灸治疗医学疾病的机制与细胞自噬高度重叠，这可能为临床应用和基础研究提供新的方向[2]。现综述近年来关于针灸调节自噬在各类疾病中的研究进展，为针灸治病的临床应用与基础研究提供新的方向。

1 自噬概况

自噬是一种主要维持细胞稳态的过程，涉及不必要和功能障碍的蛋白质、细胞器和其他细胞成分的降解和再循环[3]。自噬具有保护细胞的功能，但过度的自我降解是有害的，所以，自噬具有双重作用[45]。自噬调节功能失调与人类各种疾病有关，包括癌症、自身免疫性疾病、神经退行性疾病、代谢紊乱和微生物感染等[6]。

自噬启动的主要信号线索集中在磷酸肌醇3激酶(phosphoinositide 3-kinase，PI3K)调节上。自噬的早期启动步骤由不同的信号感应蛋白调节，包括四种蛋白激酶：哺乳动物雷帕霉素靶复合物1、unc-51样自噬激活激酶1(unc-51 like autophagy activating kinase 1，ULK1)、腺苷酸活化蛋白激酶(amp-activated protein kinase，AMPK)和蛋白激酶B(protein kinase B，Aat/PKB)。哺乳动物Beclin蛋白复合物1(Beclin-1)是自噬机制的核心成分，在自噬体形成中发挥重要作用；微管相关蛋白L轻链3(microtubule-associated protein light chain-3，LC3)是酵母自噬蛋白Atg8的同源物，参与自噬体的生物发生和运输[78]。

2 针灸调节自噬在疾病中的研究进展

2.1 调节心血管系统相关疾病

心血管疾病被认为是全世界发病率和死亡率的主要原因之一，已有实验研究表明针灸治疗心血管系统疾病在细胞凋亡方面有效，调节自噬可能是其发挥作用的途径之一[9]。

2.1.1 调节慢性心力衰竭自噬相关蛋白表达 心力衰竭是继发于许多病因的心脏功能损害的一个共享慢性阶段，会严重影响患者的生活质量。温和灸双侧“肺俞”“心俞”可以改善充血性心力衰竭(congestive heart failure，CHF)大鼠心肌损伤，其作用可能与降低心肌细胞LC3-Ⅰ/Ⅱ蛋白表达，上调CHF大鼠mTOR、P62表达水平有关[11]。

2.1.2 调节心肌缺血再灌注损伤自噬相关蛋白表达/信号通路 心肌缺血是全世界死亡最普遍的原因之一，及时再灌注是限制梗死面积的最有效方法，然而，再灌注本身可导致进一步的心肌损伤，这种现象通常称为心肌缺血再灌注损伤。电针“内关”穴预处理可以改善心肌细胞凋亡、坏死，促进受损心肌细胞生存，其机制可能与抑制大鼠p38丝裂原活化蛋白激酶的磷酸化[12]、适度调节LC3-Ⅱ、Beclin-1蛋白表达水平[13]，加强LKB1/AMPK/PFK2信号通路激活自噬有关[14]。

2.2 调节神经系统相关疾病

神经系统疾病是继心血管疾病和恶性肿瘤之后的第三大影响人类健康的疾病。自噬与神经退行性疾病之间存在广泛的联系，自噬的破坏在某些情况下会导致病理反应[9]。

2.2.1 调节帕金森病(Parkinson disease，PD)自噬相关蛋白表达 PD是第二大最常见的神经退行性疾病，在过去的30年里，该病患病率明显增加，已经严重影响人们的生活[1516]。针灸双侧“阳陵泉”可以促进PD小鼠溶酶体膜的修复和synuclein毒性蛋白的降解,提示针灸有可能改善小鼠的自噬水平[17]。艾灸PD模型大鼠的双侧“风府”“关元”“足三里”，导致大鼠脑黑质Parkin介导的线粒体自噬水平升高，从而降解清除过度表达的USP30[18]。

2.2.2 调节阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease，AD)自噬相关蛋白表达/信号通路 AD是一种神经退行性疾病，典型特征是两个标志性病理：β淀粉样蛋白斑块沉积和高磷酸化tau蛋白的神经原纤维缠结[19]。电针疗法在“肾脑相济”理论指导下可以下调大鼠LC3-Ⅱ、Bnip3蛋白含量的表达，降低细胞自噬及线粒体自噬的发生[20]。针刺AD模型小鼠能使LC3-Ⅱ表达减弱，P62表达增强，说明电针通过抑制自噬水平，改善小鼠脑部学习记忆能力[21]。针刺“四关”穴[22]或者“百会”穴[23]可能改善AD模型大鼠的学习记忆能力，发挥保护神经的作用，激活自噬途径，使LC3-Ⅱ蛋白的表达增多。预电针“百会”“肾俞”可以下调AD样病变模型大鼠海马区自噬相关蛋白PI3K、Akt、p-Akt、mTOR的表达水平，诱导自噬的发生机制，可能是通过调控PI3K/Akt/mTOR信号通路，诱导自噬，促进NFTs清除[24]。通过电针刺激双侧“迎香”“印堂”穴治疗AD模型大鼠，能将大鼠记忆能力提高，其机制可能是通过调节神经元的自噬水平、降低神经元凋亡比例、调节突触的可塑性来实现[25]。艾灸督脉能改善AD转基因小鼠学习记忆能力/认知功能，加速Aβ1-42清除，其机制可能与上调LC3-Ⅱ蛋白表达，抑制PI3K/Akt/mTOR信号通路异常激活有关[26]。

2.2.3 调节脑缺血再灌注损伤(cerebral ischemia reperfusion injury，CIRI)自噬相关蛋白表达 CIRI是导致缺血性中风患者预后不良的关键因素，可导致严重脑功能障碍，目前还没有确切的治疗方法[27]。自噬可能参与CIRI的病理过程，但确切作用仍存在争议[28]。电针在不同时间段能明显降低Beclin-1、LC3-Ⅰ/Ⅱ蛋白表达[29]。针刺不仅能直接调控自噬体的数量，调控LC3、B淋巴细胞瘤基因2同源结构域蛋白和自噬底物蛋白P62的表达，还可以通过调控Ⅲ型磷脂酰肌醇3激酶蛋白激酶BmTOR及腺苷酸活化蛋白激酶mTORUNC51样激酶1相关信号通路来抑制或激活自噬，从而改善CIRI[30]。

2.2.4 调节新生儿缺氧缺血性脑病自噬相关蛋白表达 缺氧缺血性脑损伤是新生儿中常见的一种严重的神经系统疾病[31]。针刺可能通过上调Beclin-1和LC3-Ⅰ/Ⅱ蛋白表达，促进海马神经元自噬，改善缺氧缺血性脑损伤新生大鼠的自主活动能力和空间学习记忆能力[32]。

2.3 调节免疫系统相关疾病

自噬在免疫系统的发育和功能中起着至关重要的作用，自噬通过清除细胞内病原体和传递抗原进行呈递和免疫识别来参与宿主保护[33]。

2.3.1 调节肌萎缩侧索硬化症(amyotrophic lateral sclerosis,ALS)自噬相关蛋白表达 ALS是一种致命的衰弱性神经肌肉疾病[34]。夹脊电针治疗转ALS-SOD1G93A基因小鼠,通过上调自噬相关蛋白LC3-Ⅱ、Beclin-l的表达,加强自噬功能,促进细胞内异常蛋白清除,起到保护运动神经元的作用[35]。

2.3.2 调节类风湿性(rheumatoid arthritis，RA)关节炎自噬相蛋白表达/信号通路 RA是一种慢性、对称的炎性自身免疫性疾病。自噬在包括RA在内的各种自身免疫性疾病中失调，有证据表明自噬可能与RA成纤维样滑膜细胞的凋亡抗性、破骨细胞形成以及最终严重的骨和软骨破坏有关。艾灸能调节RA炎性反应，发挥治疗效应，其机制可能与上调RA大鼠滑膜ULK1、Atg3、Atg5、Atg12mRNA和LC3-Ⅱ、Beclin-1蛋白表达，抑制PI3K/Akt/mTOR信号通路活性有关，提示艾灸能增强RA大鼠滑膜细胞的自噬水平。

2.4 其他

针灸还能在其他很多疾病中调节自噬，发挥其相关作用。温和灸通过多条信号传导途径激活小鼠巨噬细胞的自噬反应，这可能是艾灸能快速发挥抗感染同时又能抗炎的作用机制之一[40]。针刺可通过调控自噬的关键因子mTOR信号通路影响多囊卵巢综合征患者的胰岛素抵抗。

3 结语

针灸调控自噬相关蛋白表达及信号通路，对疾病的改善有重要的作用，包括癌症、自身免疫性疾病、神经退行性疾病、代谢紊乱和微生物感染等。通过总结发现针灸调节自噬在神经系统研究最多，心血管系统、免疫系统等方面也有涉及。在心血管系统，针刺可能通过调控LC3-Ⅱ、Beclin-1蛋白表达，p38信号通路，LKB1/AMPK、PFK2信号通路来调节自噬从而产生治疗效果；艾灸主要通过调节相关蛋白表达来刺激自噬发挥作用，LC3-Ⅰ/Ⅱ、P62蛋白、mTOR为保护心肌细胞的主要蛋白。在神经系统其研究主要集中在预处理方面，针刺主要通过调控相关蛋白Beclin-1、LC3-Ⅱ、P62、PI3K、Akt、p-Akt、mTOR，腺苷酸活化蛋白激酶mTORUNC51样激酶1相关信号通路来诱导自噬发生。艾灸则调节LC3-Ⅱ蛋白表达、PI3K/Akt/mTOR信号通路等来调控自噬起到治疗效果。在免疫系统中，不管是针刺还是艾灸都集中在调节自噬相关蛋白LC3-Ⅱ、Beclin-l表达，针刺在调节PI3K/Akt/mTOR信号通路方面也有报道。针灸可能作为一种良性的刺激来启动自噬从而保护细胞，从而清除功能障碍的其他细胞成分，维持细胞内环境的稳定，以自噬为靶点的研究将为针灸防治疾病研究提供新思路。