针刺改善阿尔茨海默病模型动物记忆障碍的机制研究*

张 博 李 炎 张雨薇 刘学伟 孙忠人 黄树明*

针刺改善阿尔茨海默病模型动物记忆障碍的机制研究*

张 博①李 炎①张雨薇②刘学伟③孙忠人②黄树明①*

阿尔茨海默病(AD)即老年性痴呆已成为威胁人类健康的第三大疾病。记忆障碍是本病明显的临床表现。近来已有大量研究显示，针刺治疗记忆障碍具有独特的优势，并对针刺改善AD动物记忆障碍进行了报道。结合此项目研究进展，对针刺改善记忆障碍的机制进行概述，并从针刺降低Aβ含量、降低tau蛋白表达、增强突触传递、提高胆碱能神经元活性、增加单胺类神经递质含量、抗氧化、保护神经元、促进脑内神经营养因子表达等方面，阐述针刺改善痴呆模型动物记忆障碍的有效性。

针刺；老年性痴呆；记忆障碍；阿尔茨海默病

张博,女,(1984- ),博士后，助理研究员。黑龙江中医药大学中医药研究院，研究方向：中医药防治老年性痴呆。

阿尔茨海默病(Alzheimer′s disease，AD)是非血管性痴呆中常见的疾病。据估计至2050年，全球AD患者数量较2012年将增加2倍，且在任何国家其患病率、发病率和病死率均呈快速增长，给社会和家庭带来巨大的负担，已成为生命科学领域的难题之一[1]。

记忆障碍是老年性痴呆患者明显的临床表现。临床研究显示，针刺能够改善老年性痴呆患者的认知能力和脑功能[2-4]。有研究认为，其作用机制可能与降低患者脑内脂质过氧化状态相关，但详细机制并不清楚[4]。大量实验亦表明，针刺能改善老年性痴呆模型动物的记忆功能，由此国内外学者为明确针刺改善记忆障碍的机制进行了大量的研究，以期为针刺治疗老年性痴呆的机制探讨和临床治疗药物的研发提供思路和研究依据[5-7]。

1 针刺与降低Aβ含量

β-淀粉样蛋白(amyloid β-protein，Aβ)沉积形成老年斑是老年性痴呆的重要病理表现之一。小分子可溶性Aβ由β和γ分泌酶切割Aβ前体蛋白(β-amyloid precursor protein，APP)产生，具有极强的神经毒性，严重损害记忆能力。早老蛋白1(presenilian 1，PS1)是γ分泌酶的激动剂，与β分泌酶产生协同作用，促进APP异常切割，加速Aβ产生。中性内啡肽(neprilysin，NEP)和内皮素转换酶(endothelin converting enzyme，ECE)是降解Aβ的关键酶类，同时低密度脂蛋白受体相关蛋白-1(low density lipoprotein receptor-related protein-1，LRP1)在Aβ跨血脑屏障外向转运过程中起到重要作用[5-8]。

大量报道指出针刺百会、涌泉及足三里等穴可降低多种痴呆动物模型脑组织中Aβ含量，其机制可能与APP、PS1含量减少以及LRP1，NEP，ECE等代谢酶活性改变有关[9-15]。研究显示，针刺快速老化模型小鼠(SAMP8)足三里穴，以及APP 695 V 717 I转基因鼠百会、涌泉穴均可减少脑内APP含量，同时针刺老年性痴呆模型动物百会、印堂等穴使APP mRNA表达量降低[17]，且针刺治疗后SAMP8小鼠海马区PS1蛋白的表达减少[16-18]。此外，针刺百会，涌泉穴升高了LRP1的表达，针刺百会、血海及肾俞等穴可上调NEP的表达[14，19]。有研究证实，针刺SAMP8小鼠百会和印堂，起针后点刺人中穴能增加ECEl和NEP在海马区的表达，进而促进Aβ降解，改善记忆能力。

2 针刺与降低tau蛋白表达

作为AD的重要病理表现之一，tau蛋白高度磷酸化导致的神经纤维缠结，与痴呆程度成正相关[20]。研究表明，针刺AD模型动物百会，肾俞等穴明显降低了海马区tau蛋白过度磷酸化[6，21-24]。

3 针刺与增强突触传递

突触传递可塑性是学习和记忆的神经生理学基础，海马长时程增强(long-term potentiation，LTP)是学习记忆的关键环节。研究显示，针刺AD模型动物百会、涌泉等穴可增强海马LTP，其机制可能是通过增加海马谷氨酸受体2(Glutamate receptor 2，GluR2)表达，促进突触蛋白synapsin-1和突触素synaptophysin表达[25-29]。

神经细胞黏附分子(neural cell adhesion molecule，NCAM)在神经元轴突生长、神经纤维成束、学习记忆的形成与巩固等过程中起重要作用[30]。NCAM的唾液酸化(PSA-NCAM)由两种多聚唾液酸转移酶ST8SIAII和ST8SIAIV所催化，其能降低细胞的黏附性，促进轴突发生。研究表明，针刺SAMP8小鼠百会、涌泉，能提高海马区NCAM及其mRNA表达水平，亦能提高SAMP8海马区多聚唾液酸转移ST8SIAII/IVmRNA表达水平，这可能与记忆的改善有关[31]。

4 针刺与提高胆碱能神经元活性

乙酰胆碱是由胆碱能神经元合成并在神经元兴奋时释放的一类记忆形成所必需的神经递质。针刺能够提高胆碱能神经元活性，主要表现为抑制乙酰胆碱酯酶活性和提高乙酰胆碱转移酶活性这两方面。研究证实针刺AD模型动物百会、大椎及足三里等穴降低脑内乙酰胆碱酯酶(acetylcholine esterase，AChE)的含量[32-35]。针刺百会、涌泉、足三里及迎香等穴，可提高AD模型动物脑内胆碱乙酰转移酶(choline acetyltransterase，ChAT)含量，进而增加脑内乙酰胆碱含量，从而改善胆碱能神经系统的作用[15，35-38]。此外，耳针亦可增加海马和皮质ChAT含量，从而改善记忆能力[39]。

5 针刺与增加单胺类神经递质含量

进入衰老阶段，与学习记忆能力密切相关的中枢神经活动兴奋性会降低，单胺类神经递质含量明显下降，记忆力减退。针刺风府、百会等穴，能显著提高AD模型动物脑组织中单胺类神经递质含量，包括5-羟色胺(5-HT)、去甲肾上腺素(NA/NE)、多巴胺(DA)，减缓老年动物脑内NE、DA及5-HT水平的下降[40-42]。

6 针刺与抗氧化

在衰老阶段，超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)，过氧化氢酶(catalase，CAT)，丙二醛(malondialdehyde，MDA)等失调在大脑衰老过程中扮演重要角色。针刺可改善多种因素引发的氧化反应，起到抗衰老，改善记忆力的作用。有研究显示，针刺老年性痴呆动物的百会、大椎穴等穴，可明显提高其脑组织内SOD的含量，以及血浆SOD活性[7，16-32，34，43-44]。而针刺AD模型动物百会、风府、悬钟、涌泉以及肾俞穴可促使CAT活性增加[8]。同时，针刺百会、大椎、肾俞以及心俞可使氯化铝所致痴呆动物谷胱甘肽过氧化物酶(Glutathione peroxidase，GSH-Px)活性明显升高[43]。在SAMP8小鼠，针刺百会、血海、肾俞以及膈俞，可提高具有抗氧化作用的脑红蛋白(neuroglobin，NGB)含量[45]。除此之外，针刺百会、大椎、合谷以及太冲等穴可引起老年性痴呆动物脑内MDA含量显著降低，并且降低血浆MDA含量[7，43-44]。

7 针刺与保护神经元

神经元丢失是老年性痴呆的重要病理表现之一，而针刺可通过抗凋亡而起到防治神经元丢失，改善记忆力的作用。研究显示，针刺老年性痴呆动物百会、风府及肾俞等穴可减少皮质和海马神经元凋亡数量[12-13，29，46-47]。此外，针刺膻中、中脘及足三里等穴亦可减少神经元丢失[48-49]。Bax和Bcl-2是调控细胞凋亡的重要基因。试验证实针刺老年性痴呆动物百会、风府及肾俞等穴，提高脑内Bcl-2的含量的同时，下调Bax表达[29-50]。同样的结果也可见于针刺SAMP8小鼠膻中、中脘、气海、足三里及血海穴，或采用嗅三针针刺AD模型大鼠迎香和印堂穴[51]。Caspase-3是凋亡过程的执行者，针刺百会、涌泉及肾俞等穴可抑制脑内活化的Caspase-3表达[50-52]。P53为一种肿瘤抑制基因，可被Aβ激活而诱导AD进程中的细胞凋亡。针刺AD模型动物百会等穴位可下调P53蛋白表达进而减少细胞凋亡[7-53]。同时，自噬障碍可能影响Aβ的清除和增加神经细胞死亡，研究表明针刺百会和涌泉明显升高海马组织自噬蛋白Beclin-1表达[53-54]。此外，P38MAPK信号转导通路参与氧化应激、细胞凋亡等多种生物反应，针刺Aβ1-40注射所致AD大鼠百会和肾俞穴，p-p38MAPK表达减少[6]。针刺正是通过以上方面发挥神经元保护作用。

8 针刺与促进脑内神经营养因子表达

脑内神经营养因子包括脑源性神经营养因子(brain derived neurotrophic factor，BDNF)和神经生长因子(nerve growth factor，NGF)等，其具有促进神经元存活、生长和分化进而改善记忆能力的作用。研究结果证实，针刺阿尔茨海默病APP/PS1双转基因小鼠百会穴，可促进脑内BDNF蛋白和基因的表达以及神经元新生，同时磷酸化的TrkB表达上调，而p75受体表达减少[10-11，55-56]。此外，针刺百会、涌泉、太溪、血海穴及肾俞等穴可增加NGF表达，有可能是针刺改善记忆的作用机制之一[38-57]。

9 展望

迄今为止，在临床中尚无治疗老年性痴呆的有效药物。针刺在治疗多种疾病方面具有独特的优势，这种优势体现在不仅节省治疗费用，而且副作用小，可以发挥其他治疗手段无法替代的治疗作用。临床试验研究证实，针刺可改善老年性痴呆患者的认知能力，但详细机制并不清楚。通过大量动物实验的结果发现，针刺可通过降低Aβ含量，降低tau蛋白表达，增强突触传递，提高胆碱能神经元活性，增加单胺类神经递质含量，抗氧化，保护神经元，促进脑内神经营养因子表达等途径改善AD模型动物记忆障碍。证实针刺具有多途径，多靶点的治疗作用。但是尽管如此，大多针刺效果关联途径间相互作用的机制不清楚，尚需今后的深入研究，这项研究将为进一步阐明针刺改善记忆障碍的机制提供帮助，同时为针刺治疗老年性痴呆的研究和AD有效治疗药物的研发提供思路和研究依据。

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The mechanism of acupuncture improving memory dysfunction in AD animal model/

ZHANG Bo, LI Yan, ZHANG Yu-wei, et al//
China Medical Equipment,2017,14(3):147-150.

Alzheimer’s disease (AD), also called senile dementia, has been the third main disease threatened human health. As major clinical manifestation in AD, memory dysfunction could be treated well by acupuncture which has distinctive advantage for this kind of disease. Recently, there are many studies reported that acupuncture improved memory in AD model. In combined with our researching progress, we reviewed mechanisms of acupuncture for improving memory dysfunction in AD models in terms of reducing Aβ and tau level, enhancing synaptic transmission, promoting cholinergic neurons activity, increasing monoamine neurotransmitter level, antioxidant, protecting neurons from injury and promoting brain neurotrophic factors expression. Based on above research results, acupuncture is effective for improving memory dysfunction in AD animal model.

Acupuncture; Senile dementia; Memory dysfunction; Alzheimer’s disease

1672-8270(2017)03-0147-04

R245

A

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2017.03.041

2016-10-03

国家自然科学基金青年科学基金(81603321)“基于突触后膜受体调控的开心散改善Aβ所致突触可塑性抑制的机制研究”；黑龙江省自然科学基金(H2016072)“开心散改善Aβ所致记忆障碍的突触机制研究”；黑龙江省博士后资助项目(LBH-Z13200)“针刺补肾改善性腺切除动物记忆障碍的机制研究”；黑龙江中医药大学科研基金(2015bs04)“开心散改善神经元信息传递可塑性的突触后膜机制研究”

①黑龙江中医药大学中医药研究院 黑龙江 哈尔滨 150040

②黑龙江中医药大学 黑龙江 哈尔滨 150040

③齐齐哈尔医学院 黑龙江 齐齐哈尔 161006

*通讯作者：huangsm1958@163.com

[First-author’s address] Institute of Traditional Chinese Medicine, Heilongjiang University of Chinese Medicine, Harbin 150040, China.