针刺治疗阿尔茨海默病效应机制研究进展※
2023-04-15胡静贤朱瑾怡姜晓涵
张 淼 胡静贤 逄 静△ 马 帅 朱瑾怡 姜晓涵
(1.黑龙江中医药大学附属第二医院针灸科,黑龙江 哈尔滨 150001;2.黑龙江中医药大学2021级硕士研究生,黑龙江 哈尔滨 150040;3.黑龙江中医药大学2019级博士研究生,黑龙江 哈尔滨 150040)
阿尔茨海默病(Alzheimer′s disease,AD)属于慢性神经退行性疾病,主要临床表现为渐进记忆缺损,逐渐出现认知功能障碍,最终可发展为患者死亡。由于该病与年龄的增长关系密切,因此老龄化问题加剧必然伴随发病率逐年上升,2020年一项研究显示,由AD导致痴呆的60岁以上患者共983万例,位居我国城乡居民死亡原因第5位[1],因此AD的治疗成为了当前临床的热点问题。西医治疗AD疗效有限,不能阻断病程,且不良反应明显[2],导致患者依从性低。针灸具有整体调节、补虚泻实、补肾益精、生髓充脑、不良反应少等优势,能有效改善AD患者症状[3]。现搜集整理近10年针灸治疗AD作用机制的相关文献综述如下。
1 针刺治疗AD的机制
目前针灸治疗AD的机制包括抑制淀粉样蛋白β(Aβ)沉积、抑制Tau蛋白过磷酸化、改善炎性反应、调节神经递质水平、改善突触传递效能、改善线粒体功能障碍、保护神经元及其他[4],能多途径、多靶点治疗AD。
1.1 针刺抑制Aβ沉积 AD患者脑内主要病理改变之一老年斑(SPs)是由过量Aβ聚集而成。Aβ由跨膜淀粉样前体蛋白(APP)经β-分泌酶和γ-分泌酶连续水解生成[5],由血脑屏障转运、淋巴清除和降解酶自身降解3种途径清除[6]。正常情况下人体能够维持二者平衡,稳定脑内Aβ水平,但AD患者该平衡被破坏,Aβ过量沉积,引发一系列级联反应。
邵淑君等[7]研究督脉电针(百会、印堂、水沟)对AD模型小鼠的影响,证实督脉电针治疗AD的作用机制是降低海马区Aβ水平。王渊等[8]研究嗅三针(印堂、双侧迎香)对AD模型小鼠的影响,证实嗅三针治疗AD的作用机制是在嗅觉通路正常的情况下有效降低海马区APP表达、抑制Aβ生成。黄盛等[9]研究电针百会、神庭对AD模型小鼠的影响,证实电针的作用机制是降低大脑皮质β位淀粉样前体蛋白裂解酶1(BACE1)的表达,抑制Aβ生成。夏青倩等[10]观察电针百会、肾俞治疗AD模型小鼠发现,电针治疗AD的机制为抑制大脑皮层及海马区BACE1表达、减少Aβ生成,同时加强胰岛素降解酶(IDE)表达、促进Aβ降解,恢复脑内Aβ平衡状态。
1.2 针刺抑制Tau蛋白过磷酸化 过磷酸化的Tau蛋白形成的神经原纤维缠结(NFTs)也是AD患者脑内主要的病理产物。微管相关蛋白之一Tau蛋白正常情况下主要分布于轴突,通过辅助微管蛋白解聚维持细胞骨架稳定、调节轴突运输,异常磷酸化后,形成成对螺旋丝(PHF),进一步形成NFTs,导致功能障碍,进而影响细胞骨架稳定和轴突运输[11],最终导致细胞凋亡。且异常的Tau蛋白具有诱导正常蛋白发生病变的特性[12],使病变在大脑进一步扩散。
张敏等[13]观察电针百会、肾俞对AD模型大鼠的影响发现,电针治疗AD的作用机制是抑制海马区催化磷酸化激酶MAPK通路之一的p38MAPK通路,进而抑制Tau蛋白Thr181位点过磷酸化。P35/P25-细胞周期蛋白依赖性激酶5(CDK5)信号通路中,P35被激活的钙蛋白酶裂解,产生的P25与CDK5形成P25/CDK5结合物,CDK5活化后导致Tau蛋白过磷酸化,王依滢等[14]研究电针百会、肾俞对AD模型大鼠的影响显示,电针治疗AD的作用机制是下调前额叶皮质P35/P25、CDK5表达,降低Tau蛋白过磷酸化,抑制该信号通路。磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)/蛋白激酶 B(Akt)/糖原合酶激酶(GSK3β)信号通路中,底物GSK3β通过不同位点既可以催化Tau蛋白磷酸化,也可以抑制其磷酸化。徐子绚等[15]研究电针百会、肾俞对AD模型大鼠的影响,证实电针治疗AD的作用机制是增强海马区PI3K和Akt活性,抑制GSK3β表达,但加强其在抑制磷酸化位点Ser9的表达,共同发挥抑制Tau蛋白异常磷酸化作用。
1.3 针刺改善炎性反应 主要由小胶质细胞(MG)介导的神经系统炎性反应近年来受到广泛关注,小胶质细胞是位于中枢神经系统的固有免疫细胞,是非特异性免疫的重要部分,生理情况下主要作用是清除细胞碎片、维持内环境稳态。当患者脑内出现Aβ和NFTs等病理性改变后,长期刺激非特异性免疫系统,导致MG被异常激活,释放多种炎症因子,加速神经细胞凋亡并诱发AD[16]。
黄重生等[17]研究预电针百会、足三里(即造模同时给予电针治疗)对AD模型大鼠影响显示,预电针治疗AD的作用机制是上调海马区胆碱能相关酶乙酰胆碱转移酶(ChAT)及MG表面受体α7烟碱型乙酰胆碱受体(α7nAChR)的表达,乙酰胆碱(Ach)和受体结合后激活胆碱能抗炎通路,抑制MG活化并减少促炎因子释放。何川等[18]研究电针百会、足三里对AD模型大鼠的影响发现,针灸治疗AD的作用机制是抑制海马区核苷酸结合寡聚化结构域样受体3(NLRP3)炎症通路,进而抑制MG活化,下调促炎因子半胱氨酸蛋白酶1(Caspase-1)、白细胞介素1β(IL-1β)水平。汪子栋等[19]研究“通督启神”电针法(水沟、百会、印堂)对AD模型小鼠的影响显示,电针治疗AD的作用机制是抑制额叶细胞间黏附因子(ICAM-1)、基质金属蛋白酶9(MMP-9)表达,减少MG活化,下调促炎因子IL-1β、IL-6并上调抗炎因子IL-10,改善神经炎症。王芸等[20]在前期研究基础上观察电针百会、肾俞对AD模型大鼠的影响显示,电针可以下调血清及海马区促炎因子肿瘤坏死因子α(TNF-α)、干扰素γ(IFN-γ)、IL-1β表达,同时上调抗炎因子IL-4、IL-10、转化生长因子β1(TGF-β1)表达,恢复炎症因子平衡状态,抑制Aβ导致的炎性级联反应。
1.4 针刺调节神经递质水平 神经递质是人类完成学习记忆活动的关键物质,其中Ach和谷氨酸(Glu)与大脑皮层高级思维活动关系最密切[21],二者水平异常被认为是AD的主要原因之一。调节Ach水平的关键酶是ChAT和乙酰胆碱酯酶(AchE),二者共同保持脑内Ach动态平衡[22]。而Glu与突触后膜N-甲基-D天冬氨酸受体(NMDAR)结合可发挥兴奋效应,但人体内缺乏水解酶,仅能依靠再摄取灭活,Glu过度释放或摄取障碍导致体内浓度过高,产生兴奋毒性[21]。
沈峰等[23]研究电针肾俞、内关、大椎对AD模型大鼠的影响证实,电针治疗AD的作用机制是提高海马区Glu摄取率,降低体内Glu水平,减轻兴奋毒性。蒋凌飞等[24]研究头穴透刺(百会透刺太阳、神庭透刺上星)对AD模型大鼠的影响,证实头穴透刺治疗AD的作用机制是调节海马区NMDAR亚单位N-甲基-D天冬氨酸受体2A(NR2A)、NR2B表达,提高NMDAR的活性,从而加强脑内Glu再摄取,减少Glu累积。孔海龙等[25]、李虹霖等[26]研究发现,头穴丛刺(神庭、百会、前顶及这3个穴位左、右侧各旁开5 mm)及电针百会、大椎、足三里均能上调海马区ChAT活性、下调AchE活性,恢复Ach生成与水解的平衡,提高脑内Ach含量。
1.5 针刺改善突触传递效能 突触是广泛存在于神经元之间的基础结构,是保证生物信息顺利传递的关键存在,尤其与认知功能关系密切,其功能异常是导致AD发病的关键因素之一。它由突触间隙和前树突棘、后致密带三部分组成,具有一定可塑性,可以维持人体认知功能的稳定,主要通过相关调节蛋白介导突触重塑完成。相关调节蛋白主要包括突触素(SYN)、突触后致密蛋白95(PSD-95)、钙调蛋白依赖性蛋白激酶Ⅱ(CaMKⅡ)和生长相关蛋白-43(GAP-43),可反映突触数量及功能、调节突触可塑性,还具有增强突触长时程、促进神经元轴突再生的功能[27]。
何瑞阳等[28]研究低频电针(百会、肾俞)对AD模型小鼠的影响发现,低频电针可以改善突触结构完整性,可能与抑制海马区Tau蛋白过磷酸化及PHF1蛋白表达有关。洪苗苗等[29]、李斐斐等[30]研究不同时期电针百会、大椎、肾俞对AD模型小鼠的影响证实,电针可以提高皮质及海马区突触调节相关蛋白SYN、PSD-95的含量,加强突触可塑性,促进突触重塑,且早期介入疗效更佳。王颖等[31]通过研究不同频率电针百会、肾俞对AD模型大鼠的影响,证实电针治疗AD的机制是提高脑内GAP-43含量,且50Hz电针疗效最佳。骆雍阳等[32]研究电针百会、大椎、肾俞对AD模型小鼠的影响发现,电针通过调控海马区NMDAR功能亚基单位,抑制NR2A表达、促进NR2B表达,提高突触可塑性,增强小鼠学习记忆能力。
1.6 针刺改善线粒体功能障碍 线粒体是细胞必不可少的产能器官,主要通过内膜上的呼吸链氧化磷酸化合成腺嘌呤核苷三磷酸(ATP)为人体提供能量,通过不断裂解与融合维持自身稳态,这种机制被称为线粒体动力学。由于大脑神经元对能量高度依赖,若线粒体结构损伤或功能异常,导致合成的ATP减少,能量缺乏至一定程度时会发生神经细胞凋亡[33],诱发AD。
针对线粒体动力学异常,何勋等[34]、罗磊等[35]研究显示,“益肾调督”针灸法(百会、肾俞)通过上调海马区线粒体融合蛋白(Mfn)、视神经萎缩因子1(OPA1)水平,促进线粒体内、外膜的融合,下调线粒体分裂蛋白1(Fis1)水平,抑制分裂,改善线粒体结构。针对能量代谢异常,董卫国等[36]研究证实,电针百会、大椎、肾俞、太溪可以增强海马区呼吸链酶复合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表达,提高呼吸链功能,改善代谢异常。线粒体膜通透性转化孔(mPTP)是由位于内外膜之间的一组蛋白构成的非特异性通道,其异常开放会导致线粒体结构被破坏,王亮等[37]研究证实,位于线粒体外膜上的B细胞淋巴瘤-2基因(Bcl-2)可以调控mPTP的开闭,抑制细胞凋亡,与B细胞淋巴瘤-2相关X蛋白(Bax)结合后功能被抑制,“三焦针法”(针刺膻中、中脘、气海、外关、血海、足三里)通过下调皮质及海马区Bax并上调Bcl-2表达,阻止mPTP异常开放。针灸通过干预以上几条损伤途径,发挥线粒体保护作用,能有效减轻AD认知障碍。
1.7 针刺保护神经元 Aβ沉积、Tau蛋白磷酸化等多种病理改变均会对大脑神经元造成不可逆损伤,进一步导致细胞凋亡,这是AD患者出现各种症状的病理基础,因此减少神经元损伤、抑制细胞凋亡是防治AD的关键措施[38]。氧化应激损伤、Caspase信号通路激活、凋亡相关蛋白改变等多种改变均可导致细胞凋亡,而神经营养因子能营养神经、修复受损细胞,正向调节细胞凋亡[39],针灸通过干预以上变化,发挥神经保护作用。
黄锐等[40]研究电针百会、大椎、足三里对AD模型大鼠的影响,证实针灸治疗AD的作用机制是下调海马区促凋亡蛋白Bax表达、上调抗凋亡蛋白Bcl-2表达,抑制内源性细胞凋亡启动。关于针灸调控神经营养因子的效果,陈吉祥等[41]发现电针百会能提高大脑皮质脑源性神经营养因子(BDNF)表达。刘忠锦等[42]发现电针百会、肾俞、太溪、足三里能提高海马区胶质细胞源性神经营养因子(GDNF)的表达,且均能减少神经元凋亡。黄锐等[43]研究电针百会、大椎、足三里对AD模型大鼠的影响证实,电针治疗AD的作用机制是上调额叶皮质BDNF,进而加强沉默信息调节因子2同源蛋白1(SIRT1)表达,提高机体抗氧化应激能力。黄锐等[44]研究电针百会、大椎、足三里对AD模型大鼠的影响显示,电针的治疗机制是上调海马区SIRT1水平,进而提高下游底物过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活子1α(PGC-1α)水平,增强组织抗氧化应激能力。
1.8 针刺调节其他机制 除了以上的治疗机制外,近年来较为认可的还有通过改善肠道菌群[45]、血脑屏障[46]、糖脂代谢等治疗AD。脑-肠轴是人体内联系肠道与大脑的一个双向调节系统,肠道微生物参与多种神经系统疾病的发生及治疗,与AD关系也十分密切。肠道内的菌群十分丰富,既有菌群可以合成γ-氨基丁酸(GABA)等相关活性物质,直接影响人体的认知功能。也有促炎菌和抗炎菌等与肠道炎症相关的菌群,菌群失衡导致肠道出现炎症,释放炎症因子进入外周血液系统,进而影响血脑屏障的通透性,导致其透过性增加,引起中枢炎性反应,间接导致AD的发生。而血脑屏障除了选择透过性,还有清除脑内沉积Aβ的作用,因此也被认为与AD关系密切,其功能都依赖结构的完整性,若结构被破坏,不仅破坏大脑内环境稳态,也会导致Aβ沉积于脑内,引发一系列级联反应。而研究证实,针灸也可以通过干预这些途径治疗AD,改善患者症状。
2 小结
AD是一种常见神经退行性疾病,病理改变与临床症状二者并不同时出现,前者远早于后者,时间甚至可以达到十余年,由于患者多为老年人,即使出现症状也易被忽视,因此临床上患者普遍特点是脑内病理改变重于临床症状。该病发展过程中各种病理产物互相影响,导致病情复杂、症状多样,而目前使用较多的胆碱酯酶抑制剂和兴奋性谷氨酸受体拮抗剂主要针对单一病变,对于这样的患者疗效十分有限,因此寻找更加有效的治疗方法成为了目前的研究重点。
AD属于中医学健忘、呆病等范畴,早在《内经》中就有“八十岁……言善误”的描述[47],在陈士铎的《辨证录》中又将痴呆单独提出,系统记录其诊治方案。对于该病的病因病机,医家认为肾为先天之本,藏精而主骨生髓,脑为神明之府,又为髓海,主宰人体一切思维、意识、情感等活动。由于人年岁渐老,而渐见肾虚精亏,导致髓海空虚,又因脏腑功能下降,气血不足,津液代谢异常,酿生痰浊瘀血,结而成毒,上攻于脑[48],二者相互作用,导致人体神机失用,因此本病属本虚标实之证[49]。针刺可补肾益精,充盈髓海,运行气血,沟通脏腑,协调阴阳,补虚泻实,既可针对该病肾虚精亏之本发挥疗效,又可从整体出发,调理全身各脏腑功能,疗效显著。
总结以上文献,目前的基础研究依然存在一些不足:①目前文章焦点主要集中在穴位及生化指标、信号通路的创新,但是关于针灸操作方式、留针时长、电针频率对疗效的影响缺乏探索;②AD造模方式不一、判定造模成功的标准模糊,影响文章的可信度。随着技术手段和检测方法的进步,在未来的研究中,应该加强实验研究中对AD模型标准化的要求,增强实验的可信度,也应该注重针灸操作对AD疗效影响的探索,力争将结论应用于临床,为患者寻求更有效安全的治疗方案,加快中医药现代化的脚步。