邵卓益,刘喆
针刺对脑缺血再灌注损伤相关免疫细胞活动的调节作用①
邵卓益,刘喆
缺血性脑血管病是临床的常见病和多发病,且病残率、病死率和复发率高。近年来研究表明,脑缺血再灌注后的炎症反应是导致继发性损伤的关键,免疫细胞作为脑缺血再灌注后炎症因子的靶细胞,向缺血区域浸润、聚集后,导致继发性神经元损伤和梗死面积的扩大,引起脑组织损伤。针刺调节脑缺血再灌注损伤相关免疫细胞活动的研究正逐步深入。
针刺;脑缺血再灌注;炎症反应;免疫细胞;综述
[本文著录格式]邵卓益,刘喆.针刺对脑缺血再灌注损伤相关免疫细胞活动的调节作用[J].中国康复理论与实践,2012,18(5): 414-416.
缺血性脑血管病约占脑卒中发病总数的50%~70%。众多研究表明,急性炎症反应是导致缺血性脑血管病继发性损伤的关键原因,炎症反应中相关免疫细胞及细胞因子直接导致继发性损害。作为治疗缺血性脑血管病重要手段之一的针刺疗法,对缺血性脑血管病急性炎症反应中相关细胞活动的影响引起了众多学者的关注。现将近年来针刺调节脑缺血再灌注(ischem ia/ reperfusion,I/R)损伤相关细胞活动的研究总结如下。
炎症反应介导了脑I/R损伤,白细胞,尤其是中性粒细胞的聚集、浸润是炎症反应的关键步骤。白细胞加重缺血后神经元损伤的主要机制有以下几种:①白细胞机械性阻塞微循环,减少局部脑血流量;②活化的白细胞释放氧自由基和蛋白水解酶,导致脑血管损伤,通透性增大,引起脑组织水肿和神经元损伤;③通过损伤所黏附的血管内皮细胞,破坏血脑屏障,引起水肿、出血,形成缺血与炎症反应之间的恶性循环[1]。
1.1 中性粒细胞 针灸不仅可以降低炎症反应时外周血白细胞(以中性粒细胞为主)数量,减少炎症细胞的表达,提高巨噬细胞吞噬能力,而且可以改善白细胞的黏附性,减缓白细胞-内皮细胞的黏附过程,使进入缺血区脑组织的白细胞数减少[2]。用“醒脑开窍”针法治疗局灶性脑缺血大鼠,可明显减轻炎性细胞(以中性粒细胞为主)的黏附和浸润[3],改善脑缺血周围区超微结构损伤,减少中性粒细胞浸润[4];在造模后3 h给予针刺效果最理想。
1.2 单核-巨噬细胞 单核-巨噬细胞是体内最大的吞噬细胞,具有广泛的免疫呈递和免疫效应功能。脑缺血后,单核-巨噬细胞在脑组织内的病理作用包括:①阻塞血流或释放血管收缩物质降低脑血流量;②释放蛋白水解酶、脂质介质及氧自由基,加重血脑屏障和脑实质的损伤;③促进血栓形成。
大鼠脑缺血12 h、24 h、72 h时特异性巨噬细胞单抗ED2阳性巨噬细胞与正常对照组有非常显著性差异,且巨噬细胞主要分布于坏死、损伤区周围[5]。脑I/R后12~48 h,视前区、杏仁皮质核浅层及其脑膜有阳性巨噬细胞;3~48 h,I/R各组室管膜及室管膜下层有增殖细胞核抗原(proliferating cell nuclear antigen,PCNA)强阳性细胞,杏仁核、杏仁皮质核、视前区及其软脑膜有PCNA强阳性细胞,表明脑I/R后,不同区域的巨噬细胞的数量有不同程度的变化[6]。脑缺血后,动物免疫器官重量减轻,外周T淋巴细胞数目及腹腔巨噬细胞的吞噬能力下降[7],提示动物免疫功能降低。
采用“醒法”针刺能促进神经突触连接重建,促进神经细胞再生,减少单核-巨噬细胞在脑缺血区的浸润,抑制神经细胞迟发性损伤[8]。但采用四动脉结扎法复制大鼠脑I/R模型,模型组外周血白细胞数显著高于针刺组和正常组,模型组吞噬指数显著低于针刺组及正常组,表明电针可明显降低大鼠全脑I/ R后外周血白细胞数,并提高巨噬细胞吞噬能力,从而改善免疫功能[9]。头穴针刺治疗局灶性脑缺血能有效激活巨噬细胞、内皮细胞、胶质细胞,使其分泌细胞因子,从而促进脑内皮微血管新生[10]。由于单核-巨噬细胞作用的双重性,其在I/R中的变化及意义还有待研究。
1.3 T淋巴细胞及其亚群 根据表面标志和分化抗原的不同,T细胞主要分为CD4+和CD8+2个亚群。CD4+主要包括T辅助细胞(Th)和诱导性T细胞(Ti),而CD8+则包括抑制性T细胞(Ts)和杀伤性T细胞(Tc)。在缺血性脑损伤中,CD4+和CD8+T细胞均参与其中。免疫组化染色显示,在局灶性I/R 24 h后,脑内可见浸润的T细胞,72 h后浸润的T细胞数量进一步增多,7 d时达高峰;T细胞主要集中在梗死边缘区,尤其是血管附近[11]。在脑I/R后,大鼠脾T细胞数量减少,增殖、分化受到抑制[12]。
宁泽晖等观察50例脑梗死患者均存在不同程度T淋巴细胞亚群下调,B细胞、自然杀伤(NK)细胞偏高;经针灸治疗后,T细胞亚群比值上调,B细胞、NK细胞有下降趋势,提示针灸可双向调节脑梗死患者的T淋巴细胞、B细胞和NK细胞活性,从而平衡细胞免疫和体液免疫[17]。
肥大细胞是一种多效应细胞,激活后脱颗粒释放多种炎性介质、细胞因子及蛋白酶,参与炎性反应及IgE依赖组织胺介导的高敏反应。组织缺氧和多种炎症介质、神经营养因子的释放是导致脑内肥大细胞脱颗粒的原因[1],而脱颗粒释放的炎症介质又可以进一步加重组织的炎症反应,形成恶性循环。
大鼠脑I/R损伤后,脑内肥大细胞出现明显的脱颗粒[18]。大鼠皮肤切割伤模型创缘肥大细胞先降低后升高,而针刺治疗组并无明显下降,且在治疗10 d后明显高于模型组[19]。表明针剌可通过减少创伤初期肥大细胞由创缘向创面转移,从而减轻炎症反应;创伤修复过程中,肥大细胞增多,有利于成纤维细胞合成胶原及新生毛细血管的形成。在大鼠一侧足背皮下制备炎性病灶,电针阳陵泉及环跳穴,穴下肥大细胞数明显高于炎症组,而病灶肥大细胞数量显著低于炎症组[20],提示针刺可减少炎症病灶局部肥大细胞聚集和炎症介质的过度释放。
全脑I/R损伤后引起脑内多种炎症介质,如白细胞介素-1 (IL-1)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)等大量释放,可导致脑内肥大细胞脱颗粒。针刺大鼠大脑中动脉闭阻(MACO)I/R模型,可通过缺血侧皮层及纹状体IL-1βm RNA、TNF-αmRNA表达及两者之间的相互调控来防治脑I/R炎性反应损伤[21]。头针能在一定范围内减低IL-1β的表达,减缓其介导的炎症反应减轻损伤[22-23]。电针可降低脑I/R大鼠海马组织TNF-α的水平,减轻炎症反应引发的继发性脑神经元损伤[24]。
尽管未见针刺调节脑I/R损伤中肥大细胞活动的相关报道,但推测针刺可通过对IL-1β、TNF-α等细胞因子的调节,调控肥大细胞的脱颗粒进程,从而减轻I/R对脑组织的损伤。
3.1 小胶质细胞 小胶质细胞(m icroglia,MG)在中枢神经系统(CNS)分布广泛,约占胶质细胞的10%~20%。作为CNS对损伤反应和免疫保护的标志物,MG在CNS损伤后迅速活化,形态和功能出现可塑性变化,参与了多种神经系统疾病的病理过程以及疾病和损伤的修复。MG通过两条途径发挥细胞毒性效应:①与神经细胞直接接触:在损伤早期,神经细胞膜上的磷脂酰丝氨酸残基外在化,诱导MG吞噬作用,从而造成神经细胞损伤;②释放和分泌一系列细胞因子、化学活性物质、基质金属蛋白酶(MMP)和神经毒性物质,这些物质在中枢神经系统免疫级联反应中起重要作用[25]。
大鼠大脑中动脉I/R模型缺血灶边缘有大量MG活化,数量增加;经电针水沟、百会穴后,各治疗组MG活化数量较模型组减低[26-27],提示脑I/R后脑内MG活化对神经元产生毒性作用,电针治疗可减少MG活化,从而对神经元产生保护作用。
3.2 星形胶质细胞 星形胶质细胞是CNS中数量最多的细胞,在脑缺血时异常活跃,它能合成分泌神经营养因子,并具有传递脑内抗原、参与神经递质代谢和储存钾离子等多种功能,在维持神经元生存、功能活动及损伤后修复过程中均起到重要作用。星形胶质细胞具有双重性:一方面,其对神经元有营养支持和清除变性坏死组织的作用;另一方面,过度增殖的胶质细胞以及胶质疤痕的形成不仅影响正常的局部神经回路,而且可能是继发癫痫以及认知功能损害的重要因素[28]。
电针任脉腧穴可调节脑缺血后大脑海马增殖的星形胶质细胞,抑制其过度繁殖,促进其多潜能化[29],有利于脑缺血后的神经修复。针刺能抑制星形胶质细胞增生,从而有可能为神经再生和功能重建提供更有利的生存环境[30]。电针可以提高大鼠脑缺血灶周围区星形胶质细胞谷氨酸转运体EAAT1、EAAT2的表达,从而增强星形胶质细胞灭活谷氨酸的能力[31]。电针还可减轻缺血引起的星形胶质细胞结构性损伤,下调星形胶质细胞胶质纤维酸性蛋白(GFAP)过度表达[32]。
NK细胞不需要抗原呈递细胞的介导,也不借助抗体的存在,就能直接杀伤某些病毒感染细胞和肿瘤细胞。NK细胞除了直接杀伤靶细胞外,还可分泌穿孔素、NK细胞毒因子、TNF等多种细胞因子。
赵恺等通过检测21例脑梗死死亡病例和大鼠脑缺血模型缺血侧半球和非缺血侧半球NK细胞浸润,发现缺血人脑组织中,随着缺血时间的延长,NK细胞浸润数量呈先增高后降低趋势,在2~5 d表达最多;而在SD大鼠脑组织内,NK细胞随着缺血时间延长,数量逐渐递增,缺血第6天达到最高值[33]。大鼠急性脑缺血后NK细胞活性降低[34],推测可能与免疫功能降低有关。
亮脑啡肽在10-8~10-6mg/m l对NK细胞有增强活性的作用;针刺可提高部分中枢、垂体、外周血的亮脑啡肽含量,提示针刺有增加NK细胞杀伤力,调整免疫监视的作用[35]。对甲亢虚症患者进行针刺后,NK细胞免疫活性增加9.5%,提示针刺对免疫功能有一定的调节功能[36]。
目前,尚未见针刺调节脑I/R损伤中NK细胞数量或活性的研究报告。
炎症反应在脑I/R后的脑组织损伤中发挥着极其重要的作用,众多免疫细胞参与炎症反应的进程。对针刺调节脑I/R损伤相关免疫细胞活动的作用,学者们给予了积极的关注。目前存在如下问题:①直接观察针刺调节脑I/R损伤后肥大细胞、NK细胞等活动的报道尚缺乏;②相关免疫细胞在脑I/R损伤中不同时期的作用并不一致,针刺调节脑I/R后不同时期相关免疫细胞的活动情况尚需深入;③众多学者的实验研究方法和检测方法存在差异,导致研究结果的可比性差;④如何将实验研究应用于临床实践尚需进一步探索。
针刺治疗缺血性脑血管病的临床疗效已得到肯定,从细胞或分子水平研究针刺调节脑I/R损伤是进一步阐明针刺对于缺血性脑血管病的作用机制的重要途径;选择针刺治疗更有价值的作用靶点,进行深入、系统的评价乃是今后研究工作的主要方向之一。
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Acupuncture for Inflamm atory CellsActivity Related with Cerebral Ischem ia/Reperfusion Injury(review)
SHAO Zhuo-yi,LIU Zhe. Zhejiang University ofChinese Medicine Third ClinicalMedical School,Hangzhou 310053,Zhejiang,China
Ischem ic cerebrovascular disease is a common and frequently emergency,and leads to disability and death.In recent years, inflammatory reaction is thought as the key to secondary injury after cerebral ischem ia/reperfusion.Inflammatory cells,as the target of inflammatory factors,infiltrate and gather in the ischem ic areas leading to secondary neurological injury and enlarge the infarctsize.Acupuncturemay adjust the activity of inflammatory cells.
acupuncture;cerebral ischem ia/reperfusion;inflammatory reaction;inflammatory cells;review
R743.3
A
1006-9771(2012)05-0414-03
2011-12-16)
1.浙江省自然科学基金项目(Y 2101356);2.2010年浙江省大学生科技创新活动计划(2010R410009)。
浙江中医药大学第三临床医学院,浙江杭州市310053。作者简介:邵卓益(1989-),男,浙江宁波市人,医学生。通讯作者:刘喆。
10.3969/j.issn.1006-9771.2012.05.005