中医药治疗脑性瘫痪动物实验研究进展

米晓阳，单海军，介小素，廖伟伟，曹彩红，张英英，侯玉晋

(1.河南中医药大学，河南 郑州 450002；2.河南中医药大学第二附属医院，河南 郑州 450002)

0 引言

脑性瘫痪(Cerebral palsy，CP)简称脑瘫，是由于发育中的胎儿或婴幼儿脑部非进行性损伤所引起的中枢性运动和姿势发育障碍、活动受限症候群[1]。中医学并无“脑瘫”这一病名，该病属中医学“五迟”“五软”“胎怯”“胎弱”等范畴。中医药治疗CP疗效确定，广大同行对中医药治疗脑性瘫痪的相关机制进行了大量研究和报道，本文通过查阅中国知网、万方医学网近5年有关中药、针刺治疗CP模型动物的相关文献，旨在总结中药、针刺治疗CP的作用机制，为相关深入研究提供参考。

1 对运动功能和学习记忆能力的影响

幼鼠因宫内感染、缺氧缺血造成脑损伤后，其反应迟钝、动作和姿势明显异常、自主活动减少、学习记忆能力下降[2-6]。中药、针刺能够改善CP鼠的运动功能、学习记忆能力。李博文[2]、高长玉等[3]研究发现，六味地黄丸可使CP鼠斜坡试验耗时明显缩短，悬吊试验时间明显延长，认为六味地黄丸可能通过提高CP鼠肢体肌肉力量和调节机体平衡能力，从而改善其运动功能。介小素等[4]研究发现，针刺涌泉、内关等四肢穴位、头部穴位可提高CP鼠运动功能评分。赫梓煊[5]研究发现，八卦形头穴透刺针法能够改善CP鼠运动功能，其机制可能是八卦形头穴透刺针法对CP鼠健侧M1区、病灶侧椎体区、病灶侧岛叶、双侧海马区神经元活动产生一定促进作用，且在改善CP鼠平衡性方面，八卦形头穴透刺针法的治疗效果明显优于头皮针穴名标准化国际方案顶颞前斜线针刺。潘友灿等[6]研究发现，电针针刺CP鼠大椎、百会穴可使其在定位航行实验中逃避潜伏期缩短，逃避距离减少，空间探索实验中在原平台象限时间增加，穿越平台次数增加，表明电针能改善CP鼠由缺氧缺血造成的学习记忆障碍。

2 对脑组织病理学形态的影响

幼鼠缺氧缺血后，脑组织细胞皮层变薄，部分神经元体积变小，细胞核固缩，胞核与胞浆界限模糊，胶质细胞增生，血管闭塞，间质水肿，脑软化灶逐渐形成，最终患侧脑半球呈现不同程度的萎缩[2,7-9]。中药、针刺能够促使神经细胞修复和再生，改善大脑皮层结构。李博文[2]研究发现，六味地黄丸可抑制CP鼠脑组织神经细胞变性，使其坏死、凋亡的趋势减轻，脑部形态结构逐渐恢复。史华等[7]研究发现，火针针刺CP鼠内关、涌泉、曲池、百会穴，可使其损伤细胞量减少，逐渐纠正由脑缺血引起的海马区脑细胞结构异常。刘毅华等[8]、介小素等[9]研究发现，针刺联合神经干细胞治疗相对于单纯治疗，更能维持CP鼠神经细胞的功能和结构稳定。

3 对细胞凋亡、自噬的影响

研究认为[10-13]，B淋巴细胞瘤-2基因(B-cell lymphoma-2，Bcl-2)对于细胞凋亡的调控有十分重要的作用，Bcl-2家族中抑制凋亡基因Bcl-2和促进凋亡基因Bax的比例决定着细胞在接收到凋亡信号时，对细胞凋亡是产生抑制还是促进作用，天冬氨酸蛋白水解酶(Cysteinyl aspartate specific proteinase，Caspase)中caspase-3是细胞凋亡的重要执行者，CP鼠脑组织缺氧缺血后，Bcl-2表达明显减少，Bax表达明显增多，Bcl-2/Bax 比例降低，caspase-3蛋白表达水平明显升高，脑组织细胞凋亡加速。中药、针刺能够调控凋亡相关基因，抑制细胞凋亡，进而减轻缺氧缺血造成的脑损伤。单海军等[14]研究发现，补肾开窍祛痰方可使中药高、中、低各剂量组Bcl-2表达明显增多，Bax表达明显降低，Bcl-2/Bax比例升高，其中以高、中剂量组比例升高最为明显，同时其细胞凋亡数目明显减少。涂娟娟等[15]、赵鹏举等[16]研究发现，针刺联合神经生长因子治疗可抑制促凋亡基因caspase-3、Bax mRNA的相关表达，促进抗凋亡基因Bcl-2mRNA的相关表达，从而抑制细胞凋亡，减轻CP鼠神经元受损程度，进而提升CP鼠的智力水平，其效果优于单纯神经生长因子治疗。高晶等[17]研究发现，细胞凋亡较多存在于CP鼠脑组织内的海马区，脑部缺血可降低磷酸化抗蛋白激酶B(anti-phosphorylation protein kinase B，p-Akt)、蛋白激酶B(protein kinase B，Akt)表达水平，电针刺激CP鼠头部运动区，可以激活磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol 3-kinase and protein kinase B，P13K/AKt)信号传导通路，提升脑瘫诱导的脑组织p-Akt、Akt蛋白表达水平，抑制由缺氧缺血引起的海马区神经细胞凋亡，继而改善CP鼠神经运动功能。刘波等[18]研究发现，头穴丛刺针法联合康复疗法能够下调细胞凋亡相关因子—AIFm RNA的表达水平，继而减少了细胞凋亡的发生，并修复受损的神经细胞。

幼鼠缺氧缺血后，细胞自噬可作为一种保护机制在氧化应激条件下抑制神经细胞凋亡，但若与凋亡、焦亡等发生相互作用，便会造成神经元进一步受损[19]。张誉耀[20]研究发现，针刺“靳三针头穴”可提高缺氧缺血幼鼠脑组织内自噬相关蛋白NIX(BNIPSL)的表达，降低Bcl-2表达，并可配合激活剂雷帕霉素有效促进线粒体细胞自噬适度表达，修复受损的神经和脑细胞。晁延如[21]研究发现，针刺“靳三针头穴”可增加神经细胞内自噬小体的数量，并提高缺氧缺血幼鼠脑组织内自噬相关蛋白BNIP3(线粒体自噬的受体分子)、LC-3(微管相关蛋白轻链3)的表达水平，减少细胞凋亡，其机制可能是针刺促进肿瘤坏死因子α(TNF-α)表达后促使下游蛋白BNIP3表达，并在LC-3作用下，BNIP3介导的线粒体通路发挥促进自噬作用而减轻细胞毒性，减少细胞凋亡，并通过自噬修复受损的细胞器，继而改善脑缺氧缺血状态。张辉[22]研究发现，电针针刺百会、大椎、曲池穴可使缺氧缺血后的幼鼠脑组织内哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin，mTOR)呈现出高表达水平，抑制细胞过度自噬，减轻细胞凋亡、坏死，其机制可能是电针激活了靶蛋白mTOR。朱波等[23]研究发现，丹参酮ⅡA注射液腹部注射治疗能够使缺氧缺血幼鼠脑组织中p-Akt、p-mTOR、p-S6蛋白表达水平明显升高，脑梗死面积呈剂量依赖性明显减小，其机制可能是丹参酮ⅡA注射液通过激活AKt-mTOR信号转导通路，抑制神经元细胞过度自噬，进而产生脑保护作用。

4 对神经系统特异性蛋白的影响

突触小泡蛋白(synaptophysin，SYP)主要参与神经元的发育和突触的形成、重塑，增加神经突触数量，促进神经轴突突触连接的形成，诱导突触重新恢复功能[24]。侯玉晋等[25]、李素慧等[24]研究发现，CP鼠在缺氧缺血后第2周，其脑组织SYP表达水平最低，之后开始升高，在第4周时，针刺后的CP鼠脑组织内SYP表达水平显著升高且高于模型组，且随着SYP表达水平的上升，CP鼠的平衡和运动功能得到相应改善。

脑组织生长相关蛋白-43(growth associated protein-43，GAP-43)能够促进神经轴突生长，加强突触可塑性，促使神经细胞再生。研究发现[26]，脑组织缺氧缺血后，会激发GAP-43的表达，诱导突触重塑，而突触重塑完成后，GAP-43表达水平明显下降，继而对学习记忆能力产生影响。李素慧等[27]研究发现，针刺CP鼠百会、合谷、曲池、前三里、后三里、涌泉穴28天时，其脑组织GAP-3表达水平明显升高，并随着高表达时程的延长，CP鼠的运动功能评分亦随之升高。

单羧酸转运蛋白1(monocarboxylate transporter 1，MCT1)可以加强机体对营养物质的吸收，促使细胞内的代谢处于平衡状态，从而避免底物在能量代谢过程中的反馈抑制，因此单羧酸转运蛋白1的表达水平在一定程度上反映细胞代谢水平[28]。赵鹏举等[16]研究发现，针刺联合鼠神经生长因子可使治疗组CP鼠MCT1表达水平高于模型组，模型组又高于空白对照组，说明脑组织神经受损后，机体开启自我修复状态，上调MCT1表达水平，而通过针刺联合鼠神经生长因子治疗后，机体不仅开始自我修复，同时进一步上调MCT1表达水平，通过改善血液循环状态促进部分相关代谢蛋白表达，增强能量代谢，达到促进神经组织修复和再生的目的。赫梓煊[5]研究发现，八卦形头穴透刺针法，可以上调CP鼠病灶区MCT1蛋白表达，下调细胞色素C(Cytochrome C，Cyt-C)、caspase-3蛋白表达，抑制线粒体Cyt-C、caspase-3信号通路启动，促进病灶侧M1区神经元能量代谢，继而改善CP鼠神经功能和运动障碍。

除以上外，于雪峰等[29]研究发现电针刺激CP鼠头部运动区协同脐带衍生间充质干细胞(UC-MSC)移植可使其脑组织内神经特异性烯醇化酶(NSE)表达显著降低，微管结合蛋白(MAP-2)、髓磷脂碱性蛋白(MBP)表达显著升高，与单纯UC-MSC移植相比，更有助于减轻脑损伤程度，促进神经髓鞘再生修复，继而重塑脑组织结构。其机制可能是电针刺激CP鼠大脑头部运动区的刺激信号，释放传导冲动，发出良性诱导，促进一系列神经生长因子的释放，改善相关蛋白，调节UC-MSC赖以生存的脑内微环境，并促进其增殖与定向分化。刘红欣等[30]进一步研究发现，电针刺激CP鼠头部运动区能够促进CP鼠神经功能修复，其机制可能是通过刺激P13K/AKt信号通路，促使NSE表达明显下降，MAP-2、MBP表达明显增高，继而减轻CP鼠脑损伤。

5 对神经递质和代谢的影响

脑缺氧缺血后，谷氨酸(GIu)神经递质分泌增多，导致钠离子和钙离子内流增加，继而使神经胶质细胞、神经元损伤、凋亡或坏死[31]。γ-氨基丁酸(GABA)是谷氨酸后神经元，可以通过抑制GIu的分泌，达到保护神经胶质细胞和神经元的目的。单胺类神经递质中的去甲肾上腺素(NE)起中枢性兴奋作用，5-羟色胺(5-HT)起抑制作用，两者之间的相互协调能够使大脑发挥正常功能。中药、针刺能够纠正CP鼠神经递质的紊乱，调节机体代谢途径，继而影响CP鼠神经系统病变和生长发育。史华等[7]研究发现，火针针刺内关、涌泉、曲池、百会可使CP鼠NE、GABA、5-HT含量明显上升，GIu浓度明显降低，说明火针可通过纠正神经递质的紊乱，从而改善由脑缺氧缺血引起的神经元、脑组织结构的改变，提高CP鼠行为能力。李博文[2]研究发现，六味地黄丸可使CP鼠脑组织内乙酰胆碱酯酶(AchE)、多巴胺(DA)、NE、5-HT含量明显增多，继而抑制神经细胞变性，修复已受损的神经细胞。

代谢水平的高低能够影响大鼠发育及其整体行为能力。李秋菊等[32]应用代谢组学技术平台发现，六味地黄丸可调节CP鼠体内的糖类代谢、氨基酸类代谢、核苷酸代谢和甾体激素类生物合成等四大途径，改善其缺氧缺血的病理状态，从而明显改善其行为能力及生长发育，具体表现为六味地黄丸能够减少CP鼠体内过量的N-乙酰神经氨酸，增加CP鼠体内MHPG-SO49(NE硫酸化的代谢物)的相对含量，降低CP鼠尿液中尿酸、黄嘌呤核苷酸、3-甲基尿酸和1,3-二甲基尿嘧啶的含量，提高CP鼠尿液中雄甾烯二酮含量。

6 对炎性因子的影响

脑组织受损后，TNF-α、白细胞介素6(IL-6)、白细胞介素1β(IL-1β)等炎性因子在脑组织中过度表达，通过产生一系列炎症反应，造成神经细胞毒性作用，进一步使脑组织内皮细胞凋亡，参与脑性瘫痪的后续损伤[33-35]。中药、针刺可通过降低炎性因子的高水平表达而减少炎症的发生。娄元俊等[34]研究发现，醒脑开窍针刺法可使CP鼠血清中TNF-α、IL-6水平明显下降，同时使其前肢功能障碍和认知能力得到相应改善。郭素真等[35]研究发现，俞募穴速刺心俞、脾俞、肾俞、关元、中脘、中极穴，亦可使受损伤大鼠脑组织TNF-α、IL-6表达水平下调，且早期、长疗程应用效果优于晚期、短疗程应用。李海霞等[36]研究发现，健脑益智合剂可使CP鼠脑室周围排列紊乱的细胞变得较为规整，并减少炎性细胞浸润和软化灶形成，其机制可能是通过调节炎性因子水平，抑制TNF-α高表达。黄伟等[37]研究发现，针刺能够显著调控缺血后海马IL-1β的表达，阻断恶性循环的炎性反应，起到保护脑组织的作用。

7 对神经生长因子的影响

新生大鼠脑缺氧缺血后能够促进星形胶质细胞(astroglia，AS)产生神经生长因子(NGF)、胶质细胞源性神经生长因子(GDNF)，从而修复已受损的神经，对神经功能恢复有重要的意义[38]。马丙祥等[39]给予宫内感染导致早产脑损伤仔鼠模型腹腔注射丹参注射液，发现丹参注射液高、中、低剂量组NGF、GDNF表达水平显著上升，同时脑损伤仔鼠肌力及运动灵活性明显得到改善，提示活血化瘀药物丹参注射液可使脑白质活化的AS产生NGF、GDNF的水平增强，是治疗CP机制之一。

8 其他

少突胶质细胞(oligodendrocytes，OL)参与白质轴突髓鞘发育，由少突胶质前体细胞(oligodendrocyte precursor cells，OPC)经过增殖、迁移、分化、存活等阶段演变而成，主要防止感染和炎症反应的发生。谢克功[40]研究发现，仔鼠受感染后，其脑组织内OL、OPC数目明显减少，而给予早产脑损伤仔鼠蒲金口服液治疗后，可抑制OL、OPC的凋亡，促使OPC增殖、分化、成熟，改善脑部病理形态，促进受损神经恢复。

勿动蛋白受体(nogo receptor，NgR)和神经营养素受体(p75 neurotrophin receptor，p75NTR)为神经细胞轴突再生的标志。张晞等[41]研究发现，蒲金口服液可下调早产脑损伤仔鼠脑组织中已升高NgR、p75NTR的表达水平，降低NgR、p75NTR介导的信号通路活性，抑制下游信号传导，发挥神经保护作用，且早期干预治疗作用更明显。

9 结语与展望

动物实验研究为临床运用中医药治疗CP的临床疗效提供了大量实验室证据，中药和针刺治疗CP能够取得令人满意的疗效，其机制可能是通过抑制细胞凋亡、调节细胞自噬、调节神经特异性蛋白、上调神经生长因子表达水平、调节炎性因子表达等，进一步改善脑组织病理形态、提升CP鼠运动功能和学习记忆能力。但目前的实验方案设计仍存在不足之处，如未建立与中医病证特点相符合的CP模型，中药配方治疗CP模型动物研究相对较少，针刺选穴标准不统一。其次，中医药治疗CP的机制仍未完全阐明。随着现代科学技术的快速发展和创新，新的技术和研究成果将更多地被应用到中医药治疗CP的机制研究中，期待大数据、人工智能等新技术能够应用到中医药治疗CP的机制研究中，为进一步阐明中医药治疗本病的相关机制提供助力。