针刺对脑卒中突触可塑性影响的研究现状及评述*

王东岩，杨海永，董 旭，路思宇，麻聪聪

(1.黑龙江中医药大学，黑龙江 哈尔滨 150040； 2.黑龙江中医药大学附属第二医院，黑龙江 哈尔滨 150001;3.陕西中医药大学，陕西 咸阳 711301)

脑卒中具有极高的发病率与致残率，全球每年新增脑卒中大约有3 300万例[1]，严重危害人类健康。脑卒中后绝大部分患者遗留不同程度的神经功能障碍，给患者生活及家庭带来了沉重的负担，因此脑卒中后神经功能障碍的康复是目前临床的重点问题。既往研究者认为，神经元细胞是高度分化的细胞，成熟的神经元细胞受损后不具有再生的功能。随着神经科学相关研究的不断创新与发展，中枢神经系统在神经元损伤后的修复及代偿机制也越来越多的被脑血管病专家所发现。因此脑功能的重组及突触结构与功能的重塑等观点也应运而生[2]。突触作为神经元的基本单位，是神经系统信息之间进行传递的结构基础。突触的结构与功能能够随着外界环境刺激而发生变化的特征被称为突触的可塑性[3]。突触可塑性的研究是目前神经科学领域发展最快、成果最多的研究方向。

针刺疗法是临床中对中枢神经系统疾病具有确切疗效的物理治疗方法，针刺在神经系统康复治疗中具有明确的疗效及独特的优势，针刺能够促进个体适应新环境，在中枢神经系统损伤后康复的各个时期都具有积极的促进作用。目前证实针刺能够促进突触可塑性，然而其具体作用机制目前仍不明确[4]。研究表明针刺可能通过促进中枢神经干细胞分化发育成神经元细胞，起到增加神经元数的目的，促进突触的可塑性，从而促进神经功能的自身修复[5-6]。

1 突触可塑性概述

突触(synapse)是神经元与效应器细胞之间产生相互接触且存在特定的化学结构及信息传递的功能区域。神经元胞体与胞体之间、树突与树突之间、轴突与轴突之间均有突触形成。目前研究发现突触一般分为两种，突触前膜细胞通过神经递质将信息传递至突触后膜细胞者为化学突触；突触信息通过电信号传递的突触被称为电突触。大部分哺乳动物的突触传递基本都是化学突触。

突触是神经细胞间相互联系的结构基础与功能单位，神经系统中常见的是某一神经元的轴突与另一神经元的树突间所形成的树突突触或与胞体形成的胞体突触[7]。突触对缺血损伤十分敏感，研究发现脑缺血能够导致神经突触数量减少、突触传递信息的功能障碍。因此针对突触的重构机制主要是突触数量的改变、新生突触的出现、突触密度的改变及突触传递功能增强，突触可塑性是脑可塑性的结构基础,决定脑功能的可塑性[8]。

近几年对脑卒中康复研究的重点之一是脑的可塑性，脑可塑性理论是脑卒中临床治疗的重要理论基础之一[9]。针刺疗法作为治疗脑卒中的有效手段，已经在临床中得到了广泛的推广。研究表明针刺可以促进脑卒中后中枢神经系统结构和功能的自身修复与重建,主要机制可能是突触的可塑性[10-12]。针刺治疗能够促进突触结构和功能的恢复或重塑，进而促进脑功能的重建[13]。

2 针刺对突触结构可塑性的影响

针刺治疗作用于腧穴可以激发人体的经气，调动机体固有的调节能力，协调阴阳。通过多靶点、多个作用环节对机体产生保护与治疗作用。针刺对脑卒中后中枢神经系统中突触的超微结构能够产生显著的影响，突触结构的可塑性主要为突触形态的改变、突触之间建立新的联系。以单个突触为观察对象，其可塑性表现为突触结构参数的改变，其中评价突触可塑性改变客观的指标有突触数密度、面密度、单个突触平均面积、突触间隙宽度、突触后致密物质及突触界面曲率；从突触整体效应角度研究主要有突触数量的增加、新突触的形成、兴奋性突触的突触前后膜界面扩大和树突棘密度增加[14-15]。

研究发现针刺治疗对脑卒中后突触结构可塑性有显著的调节作用。杜亦旭等[16]采用电针治疗缺血再灌注模型大鼠，观察不同时间段突触结构改变，研究结果显示电针治疗可以增加大鼠突触的数密度及面密度，促进突触重建。宋长明等[17]采用电针作用缺血再灌注模型大鼠“百会”“神庭”观察突触超微结构的改变，研究结果显示针刺治疗能够增加突触数量及突触囊泡，提高突触可塑性。Yi Wei等[18]观察电针对脑缺血大鼠突触可塑性的影响，研究结果表明电针治疗可以增加脑缺血大鼠缺血皮层的突触数密度(Nv)、表面密度(Sv)、体积密度(Vv)和突触后密度(PSD)，促进突触的可塑性。

3 针刺对突触功能可塑性的影响

突触功能的可塑性是指被破坏的突触传递功能被激发作用，包括长时程增强(Long-term potentiation,LTP)和长时程抑制(Long-term depression, LTD)。LTP是指对单突触重复刺激或两组突触以协同方式对突触联系于重建的影响，在神经损伤后突触功能的恢复中具有重要意义[19]。LTD与LTP的情况相反，LTD是指突触功效的长时间降低[20]。脑血管病能够导致突触LTP和LTD发生变化，LTP的改变可以诱发突触数目的增加，单个突触的突触界面曲率、树突棘和突触后致密区发生改变，并能诱导突触前后膜发生改变，从而对递质的释放及神经功能产生影响；LTD可以抑制突触后膜的过度兴奋，增加相邻突触LTP诱导功能的敏感性、提高神经系统网络重建的精细度与灵活性，对神经网络重建具有促进作用。

研究表明针刺可以显著地促进脑卒中后突触功能的重塑。孙倩倩等[21]采用电针刺激百会、神庭穴，结果显示电针治疗能够增强LTP诱导能力。徐振华等[22]采用电针治疗MCAO模型大鼠百会、大椎穴，结果显示针刺可以促进海马DG区由缺血导致损伤的修复。谢冕等[23]观察针刺百会穴对老年大鼠认知功能障碍的影响，通过针刺观察海马神经元兴奋性突触后电位的变化，评价电针对海马突触LTP的影响，结果显示针刺百会穴能够显著改善痴呆大鼠学习记忆障碍。针刺可能促进脑卒中后中枢神经元突触的传递效率从而促进突触可塑性的形成，促进脑缺血后神经功能的修复。

4 针刺对突触可塑性相关因子的影响

突触本身不是静止的，而是一个动态的连接，突触的可塑性与影响突触可塑性的相关蛋白因子密切相关，针刺可能通过调控突触可塑性相关因子的表达调节突触的可塑性。

4.1 突触素

突触素(Synaptophysin,SYP)又称突触囊泡蛋白、P38，在神经元胞体中合成，特异性分布在轴突终末的突触前囊泡膜上,位于小突触囊泡,是一种含量比较丰富的钙结合膜蛋白，具有缝隙连结样通道性质，对神经递质可产生修饰、储存、调节及释放作用[24]。SYP与肌动蛋白在突触囊泡处相结合后发挥调节神经末梢释放突触囊泡的作用，主要对神经突触的发育及突触可塑性产生影响，SYP参与调控神经出芽，是突触重建的标志因子[25-26]。邹童[27]研究头穴丛刺法对脑缺血大鼠P38的影响，结果显示针刺可以促进脑缺血大鼠脑组织中SYP的表达,促进脑功能的恢复。Liu Jiao等[28]采用电针MCAO模型大鼠百会、神庭穴观察P38的表达与细胞凋亡之间的关系，研究结果表明电针治疗能抑制大鼠体内P38的活化，对细胞凋亡产生影响。

4.2 神经生长因子

神经生长因子(Nerve growth factor,NGF)是神经营养因子中最早被发现的，具有营养神经元和促突触生长生物学作用的神经调节因子，对神经元的发育、分化、生长、再生和功能特性的表达均具有重要的调控作用，促进神经元损伤后的再生，尤其在轴突的生长及轴突细胞存活等方面作用尤为重要。脑缺血导致脑组织损伤后，NGF主要通过抑制细胞内钙离子的含量来拮抗氨基酸的兴奋毒性，NGF表达的增加能够显著保护神经细胞及提高神经元存活率。刘立等[29]采用电针治疗脑缺血再灌注损伤模型大鼠“百会”“印堂”和双侧“足三里”观察NGF表达水平，研究结果显示电针治疗能够促进大鼠脑内NGF的表达，起到脑保护作用。Chen Juan等[30]研究发现电针治疗能促进小鼠NGF含量的表达，促进突触的生长。

4.3 脑源性神经营养因子

脑源性神经营养因子(Brain derived neurotrophic factor，BDNF)是一种脑内合成、广泛的分布于中枢神经系统的神经调节蛋白。在脑卒中损伤后，BDNF具有保护缺血半暗带神经元、抑制迟发性神经元坏死的作用，从而减少缺血导致的脑组织损伤，促进损伤脑组织修复。BDNF可以调控活动依赖性的突触修饰、联系及效能[31]。王东岩等[32]采用电针治疗MCAO模型大鼠“前三里”“外关”观察缺血区BDNF表达，研究结果显示造模后大鼠脑组织中BDNF表达明显减少，电针治疗14 d后，BDNF含量显著增加，表明电针治疗能够促进脑梗死大鼠脑组织中BDNF的表达。Zhang Yong等[33]研究发现针刺治疗能够明显促进小鼠脑组织中BDNF的表达，抑制细胞凋亡。电针治疗能够促进BDNF在缺血后的表达，有效地防止半影区缺血神经元坏死，修复损伤神经元，促进梗死灶周围新突触的形成。

4.4 生长相关蛋白-43

生长相关蛋白-43(Growth Associated Protein,GAP-43 )是一种神经组织中特有的轴突膜蛋白，主要参与神经细胞外生长及突触发育形成和神经细胞再生，特别是在生长、分化及再生的轴突末端中含量极高。GAP-43具有调节轴突延伸的作用，改善锥基部胞浆膜的扩展情况从而促进轴突的生长及细胞形态的改变。作为细胞内信号，能够显著增强与G蛋白偶合受体的转运。GAP-43作为轴突生长的标志物，其表达量的多少与轴突的发芽呈正相关性。李影[34]采用不同频率电针作用于MCAO大鼠“前三里”“外关”,观察GAP-43的表达，结果显示不同频率电针均可促进MCAO大鼠脑组织中GAP-43含量的表达，改善脑梗死大鼠神经功能损伤。Xu Ming-Shu等[35]研究发现针刺能够显著促进GAP-43的表达，抑制缺血损伤，提高神经可塑性。

4.5 神经细胞黏附分子

神经细胞黏附分子(Neural cell adhesion molecule,NCAM)是位于轴突膜和突触前、后膜上的糖蛋白，具有促进神经再生、维持突触的结构、促进神经元出芽生长的作用。NCAM对神经生长的刺激作用具有一个阈值，当NCAM含量达到或超过阈值时，则会显著刺激神经生长。NCAM在生物体内参与突触重建与调控细胞间的黏附，使突触的结构和功能发生改变从而促进突触的可塑性[36]。马睿杰[37]采用电项针和项针治疗MCAO模型大鼠，观察NCAM等蛋白的表达，结果显示电项针和项针治疗能够促进NCAM等蛋白的表达，诱导神经干细胞增殖、分化，促进神经功能恢复，降低脑缺血再灌注引起的脑组织损伤；电项针和项针治疗能够促进NCAM mRNA的表达，促进神经干细胞增殖、迁移和分化，从而促进神经再生、修复及功能重建。

4.6 N-甲基-D-天门冬氨酸

N-甲基-D-天门冬氨酸(N-methy-D-aspartic-acid,NMDA)受体是哺乳动物中枢神经系统中重要的兴奋性神经递质之一，当NMDA受体过度激活，导致细胞膜内外离子平衡失调，引起神经毒性信号转导途径的激活，导致神经元损伤或死亡，造成中枢神经神经元功能的障碍。NMDA主要分布于大脑皮层、海马和纹状体等部位，对维持中枢神经系统功能正常具有重要作用。沈梅红等[38]采用电针“百会”“大椎”作用于缺血再灌注模型大鼠，观察NMDA等表达，探究电针对神经毒性的拮抗作用，研究结果显示电针治疗能够调节NMDA受体复合物的功能活性，抑制NMDA受体介导的兴奋性氨基酸毒性反应，减轻脑缺血再灌注导致的脑组织损伤，发挥神经保护作用。

4.7 星形胶质细胞

中枢神经组织中的细胞主要有神经元和神经胶质细胞两种。星形胶质细胞(Astroglia)能够支持和营养神经元，是脑组织的主要组成成分[39]。星形胶质细胞在特定的刺激下具有可塑性，神经突起形态学的改变是成熟的星形胶质细胞可塑性的主要表现形式，通过改变星形胶质细胞突起与神经元之间的空间位置、排列及覆盖情况，抑制或加强突触的形成，这种可塑性的变化主要是结合神经元突触活动[40]。星形胶质细胞也参与了突触结构组成，神经元兴奋后诱导周围星形胶质细胞内Ca2+含量的增加，释放化学递质，反馈至神经元，产生突触前抑制，影响神经元的兴奋性和调节突触之间信息传递。脑卒中后星形胶质细胞被激活，参与神经元损伤后的修复，星形胶质细胞还能够促进突触的形成，维持神经元突触功能，调节突触可塑性。罗燕[41]采用电针治疗MCAO模型大鼠“百会”“大椎”穴，观察星形胶质细胞等的表达及突触结构变化，研究结果显示电针治疗星形胶质细胞肿胀程度较模型组减轻，突触结构明显改善，电针治疗可能促进星形胶质细胞的活化，对星形胶质细胞与突触之间产生良性相互作用，促进突触的结构和功能重塑。毛君如等[42]采用电针治疗高血脂合并脑缺血模型大鼠“丰隆”“百会”穴，观察星形胶质细胞活化状态，研究结果显示电针治疗可以使星形胶质细胞活化，促进脑出血大鼠神经系统修复。

5 展望

针刺作为一种临床脑血管疾病治疗的常用外源性刺激，具有明确的疗效。在突触重塑过程中参与调节相关蛋白的表达及促进突触结构的修复。目前国内外科学家从突触相关蛋白进行研究取得了一系列的研究成果，然而针刺调节突触可塑性的机制目前仍未完全阐明，神经元的活动性导致突触效能改变的具体方式也不明确；针刺对突触可塑性影响的机制也存在很多疑问。因此要明确针刺对突触可塑性的作用机制仍需深入研究。目前关于针刺对突触可塑性影响的研究大多只是集中在针刺后靶分子表达的变化，而针刺的明确作用靶点需要通过靶分子基因沉默或过表达的研究方法才能得出。针刺是否通过非神经元修饰对突触可塑性产生影响的问题也需解决。针刺作用的不同信号通路之间是否存在联系仍需要进一步研究探讨。