针灸促进血管新生作用机制研究进展∗

魏庆双 梁 吉 祁美慧 姜 凡 孙忠人 吴建丽△

（1.黑龙江中医药大学，黑龙江 哈尔滨 150001；2.北京中医药大学，北京 100029）

血管新生是一个动态的复杂生物学过程，是多种细胞因子对血管内皮细胞和周细胞综合调控的结果，在生长发育、创伤愈合、冠心病、脑卒中、脊髓损伤等生理和病理修复过程中发挥着重要作用［1］。血管属于中医学“血脉”“血络”“经络”范畴，是人体气血运行的载体，其中络脉中的血络与微血管具有相似的结构和功能。针灸具有活血通经、消瘀散结的功效，是治疗缺血性疾病的重要外治法。现代研究表明［2］，针灸能调整毛细血管袢排列、血流速度、血液黏度等改善微循环，还能促进毛细血管新生，建立有效侧支循环维持营养物质和氧气供应，降低缺血区细胞损伤程度。本文将近年来针刺促进血管新生的相关机制进行归纳和总结，现综述如下。

1 血管新生概述

血管新生是指新生的毛细血管从已存在的血管中出芽与再塑的过程，包括出芽和套叠两种方式。出芽方式是指新生的毛细血管在原有血管基础上发芽，呈线性向缺氧源方向生长，直至与其他血管相连、融合成新的微血管网［3］；套叠方式是指原有微血管内皮细胞向管腔内延伸、连接形成双分子层，继而基底膜和细胞外基质在双分子层中心穿孔，诱导周细胞迁入形成微柱，最终把原血管纵向分为两条新的毛细血管［4］。血管重建时，两种新生方式常常同时存在。有研究指出［5］，皮肤修复早期血管新生以芽生为主，中期以后出现套叠式新生，脑血管新生模式以芽生为主，而肺血管以非芽生为主。

血管新生的过程可分为初期、增生期和成熟期3个阶段。初期，在组织损伤或炎症介质的刺激下，血管诱导因子分泌增多，启动血管新生现象。增生期，微血管细胞外基质降解，管腔壁上细胞粘附性下降，内皮细胞开始向周围组织增迁移和侵入。成熟期，内皮细胞分化、延伸形成新的血管腔，微血管网密度增大，经过修饰后发育为有功能的成熟微血管。缺血缺氧后，局部组织发生血管新生抑制现象，导致代谢产物堆积和氧分供应不足，引起细胞肿胀甚至坏死。

2 针灸促进血管新生的相关机制

2.1 针灸对血管新生相关细胞的调控

毛细血管由内皮细胞、周细胞和基底膜构成。血管新生时，内皮细胞间连接形成的毛细血管结构并不稳定，而周细胞募集、迁移到内皮细胞管腔外保证了新生血管床的稳定性，促进了新生血管的成熟，两种细胞相互联系共同新生血管的形态和功能。

2.1.1 针灸调控内皮细胞促进血管新生 血管内皮细胞主要来源于两部分，一为骨髓内皮祖细胞（EPCs）的分化，二是原有内皮细胞的有丝分裂。组织受损发出的信号会促使骨髓EPCs动员、迁移至外周循环参与血管新生。有研究认为循环中EPCs数量可作为缺血性疾病临床预后独立预测因子。蔡绍皙等［6］观察电针对脑缺血大鼠外周血EPCs的影响，发现造模48 h后针刺组EPCs数量升高，说明针刺可以通过动员EPCs的诱导缺血部位血管新生。谢宸宸等［7］采用流式细胞术检测CD34+标记的EPCs数量，结果发现电针可激活和募集骨髓EPCs数量并动员EPCs释放到外周血中，促进脑缺血功能恢复。金哲峰等［8］采用vWF和Ki67双标记内皮细胞，发现电针组在脑梗死12 h后即出现血管内皮有丝分裂，增殖时间明显早于模型组，提示电针可能促进内皮细胞增殖，建立侧支循环恢复脑血流，减轻神经损伤。姜桂宁［9］采用植块法培养急性心肌缺血大鼠微血管内皮细胞，结果发现电针内关穴后内皮细胞活力增强，而凋亡率明显降低。可见，针灸既能调控内源性EPCs增殖、迁移、分化为内皮细胞，又可直接促进内皮细胞有丝分裂，构建新的毛细血管网，改善缺血缺氧状态。

2.1.2 针灸调控周细胞促进血管新生 血管新生早期，周细胞募集到血管壁周围以缝隙连接、紧密连接、钉-槽复合体和黏着斑的方式紧贴在内皮细胞基底面，对管壁给予物理支持，保证新生血管床的稳定性，还能旁分泌血管诱导因子与内皮细胞进行对话，促进内皮细胞增殖和定向迁移，影响新生血管出芽的速度和方向，而血管新生后期周细胞会抑制内皮细胞分化，促进新生微血管逐渐成熟。研究表明［10］，缺血性疾病血管功能低下的主要原因为形成的管腔缺乏周细胞的包绕和固定，稳定性差，容易发生碎裂和降解。张虹等［11］探讨电针瞳子髎、胰俞和三阴交穴治疗糖尿病视网膜血管病变机制，结果显示造模后视网膜血管壁周细胞肿胀明显，有影细胞样改变，数量较少，而针刺组周细胞扁平，核椭圆，突起较多，数量明显增多，提示针刺能促进周细胞增殖提高微血管稳定性而改善视网膜血管病变。张洪侠等［12］在兔动脉粥样硬化斑块模型实验中发现，模型组新生血管以单层内皮细胞为主，而电针组新生血管壁上周细胞显著增多，推测电针可能加快周细胞向内皮细胞的募集，催化血管成熟从而发挥稳定斑块的效应。

2.2 针灸对血管新生相关因子的影响

血管新生过程受到多种血管诱导因子和抑制因子的调控［13］。正常生理状态下，两种功能相反因子的动态平衡使微血管数量保持在一个稳定的范围，不会发生过度增生；在缺血缺氧或炎症刺激下，血管诱导因子大量分泌，平衡状态被打破就会刺激新血管的形成。常见的血管新生诱导因子包括血管内皮生长因子（VEGF）、促血管生成素、血小板源性生长因子、成纤维细胞生长因子、转化生长因子、胰岛素生长因子等；血管新生抑制因子则包括内皮抑素、基质金属蛋白酶、血管抑素等。

2.2.1 针灸对血管新生诱导因子的调控 VEGF是一类调控血管和淋巴管生成的小分子蛋白肽，常以二聚体形式存在于血管内皮细胞中，能催化合成蛋白水解酶，降解基底膜为血管新生做准备，还能结合细胞膜上VEGF受体CVEGFR促进内皮细胞增殖、迁移，诱导血管新生［14］。昝兴淳等［15］观察针康法对大脑中动脉脑缺血大鼠血管新生相关因子的影响，结果发现针刺联合康复训练后脑内VEGF、VEGFR表达量和CD34+阳性细胞数明显高于模型组，表明针刺能促进VEGF分泌加快缺血区微血管重建，改善局部脑血流，从而缩小脑梗死体积。黄馨仪等［16］制备急性脑出血模型观察针刺内关和水沟穴对血管新生的作用，结果发现针刺促血管新生与VEGF在血脑屏障的高表达有关。徐文博等［17］发现针刺内关和心俞穴可以升高急性心肌梗死患者的血浆中VEGF的含量，促进心肌血管新生，减少心肌纤维凋亡。马重兵等［18］治疗噪音性耳聋大鼠的实验表明，针刺三焦经穴能改善噪声导致的听力损害，其机制可能与针刺促进VEGF表达，增加耳蜗新生血管改善供氧有关。

促血管生成素（Ang）是一组特异性作用于血管内皮细胞的生长因子，家族成员中对管状分化和修复起关键作用的为Ang-1，其受体是带有免疫球蛋白和表皮生长因子同源结构域的Tie受体，二者结合后可促进内皮细胞转化成具有迁移能力的顶细胞，向周围延伸形成伪足围成管腔，并募集周细胞支撑管壁，保证新生血管的成熟性和稳定性［19］。此外，Ang还能抑制内皮细胞凋亡，增加细胞连接的紧密性，减少血管萎缩和退化，维持新生血管的稳定性。邵妍等［20］观察眼针对脑缺血模型大鼠缺血半暗袋内新生血管的影响，发现眼针组Ang-1和Tie-2蛋白表达与mRNA水平明显高于模型组，说明眼针可能通过启动Ang/Tie-2信号轴，促进血管新生建立侧支循环改善脑血流。石学慧等［21］采用巨刺法干预脑缺血模型，结果表明针刺人中、百会穴可有效改善脑缺血区神经元的损伤程度，其机制可能与增加大脑皮质内Ang-1表达，促进血管新生有关。李超然等［22］对皮肤压疮模型进行研究，发现电针傍刺可调节Ang-1、Ang-2的释放，促进血管内皮细胞增殖，缩短创面愈合时间。

血小板源性生长因子（PDGF）是由血小板脱颗粒或组织细胞释放的一种分泌蛋白，其中PDGF-B是生理性和病理血管新生中起关键性作用，常以二聚体的形式作用于周细胞表面的PDGFR-β受体，促进周细胞有丝分裂、募集至毛细血管外壁，维持血管结构稳定性［23］，还能刺激周细胞分泌VEGF促使内皮细胞分裂诱导管腔形成，增殖的内皮细胞又能释放PDGF-B提高周细胞存活率。贾蓝羽等［24］观察电针水沟穴对脑梗死大鼠不同时间点血管新生的效应，结果发现电针干预后3、6 h，PDGF-B mRNA和蛋白表达均高于模型组，提示电针能促使PDGF-B表达时相前移加快血管新生。桑鹏等［25］研究证实针刺可以提高脑梗死大鼠脑干内PDGF-B和PDGFR-β的表达，且针刺阳经的作用最强，推测促进PDGF-B释放，加快血运重建可能是针刺改善偏瘫痉挛状态的重要机制。

2.2.2 针灸对血管新生抑制因子的调控 内皮抑素（ES）是胶原蛋白碳末端的降解片段，是已知最强的内源性血管生成抑制因子。ES能与膜表面的整合蛋白结合，降低局部黏着斑激酶活性，下调MAPK信号通路抑制内皮细胞迁移，使细胞周期停止，影响内皮细胞存活。ES还能干扰血管诱导因子对酪氨酸激酶的信号转导，抑制抗凋亡基因表达从而促使内皮细胞凋亡。李斯亮等［26］以脑缺血大鼠模型为研究对象，发现电针可明显促进脑缺血大鼠的神经功能恢复，缩小梗死面积，其机制可能与电针抑制ES对血管新生的负反馈调节，增加血管新生的数量，改善脑部微循环有关。王欢等［27］采用眼针干预脑缺血再灌注模型大鼠，发现眼针可明显抑制缺血区ES的表达，说明眼针可能通过抑制ES促进内皮细胞增殖、迁移，诱导血管生成减轻脑损伤。

血管抑素（AS）是纤维蛋白溶解酶原溶解后的片段，可与内皮细胞表面的ATP酶相结合，降低细胞内的pH值，触发细胞凋亡。研究表明［28］，AS能够促进内皮细胞凋亡，抑制迁移形成管腔，但对内皮细胞有丝分裂没有影响。唐强等［29］采用头穴丛刺联合康复训练治疗永久脑缺血大鼠，结果显示针康法能降低造模3、7、14 d后AS蛋白的表达，提高大鼠的神经功能评分。基质金属蛋白酶（MMPs）能降解细胞外基质胶原链和纤溶酶原，产生内源性血管抑制因子，发挥抗血管新生作用。黄馨仪等［16］采用免疫组化检测MMPs在脑缺血大鼠组织中的表达，结果发现针刺内关、水沟穴后血脑屏障MMP-2和MMP-9阳性细胞表达明显减少，针刺能促进血管新生减轻脑细胞损伤。

2.3 针灸对细胞内信号转导的调控

血管新生诱导因子与内皮细胞或周细胞膜上的酪氨酸激酶受体结合后，将引起受体构象改变，在近膜段发生磷酸化，进而激活下游信号通路，调节细胞有丝分裂和存活，促进伪足形成，增强细胞外基质粘附性，引导相邻伪足粘接形成环状血管结构。

2.3.1 针灸对细胞增殖和存活信号转导通路的调控血管新生诱导因子与酪氨酸激酶受体结合后，在近膜段发生磷酸化，激活下游的PI3K/Akt、RAS/RAF、PLCγ 1/PKC等信号通路，从而提高血管内皮细胞和周细胞的增殖和存活率。于杰等［30］用艾灸治疗压疮的实验表明，艾灸能促进CD31+PCNA+标记的内皮细胞新生血管数量的增多，提高创面RAS mRNA和蛋白表达，上调RAF和ERK磷酸化水平，说明艾灸可能激活RAS/RAF/ERK通路促进内皮细胞增殖，诱导血管新生。胥虹贝等［31］以脑缺血再灌注模型为研究对象，结果发现电针能增加骨髓p-Akt和eNOS含量及骨髓和外周血EPCs数量，抑制剂阻断PI3K后，缺血区微血管密度降低，提示电针能上调PI3K/Akt/eNOS通路，动员骨髓EPCs至外周血，促进脑血管再生。张江松等［32］也发现电针百会、水沟穴能提高脑缺血组织PKC磷酸化水平，提高内皮存活率和构象改变，诱导血脑屏障结构开放。

2.3.2 针灸对细胞伪足和血管网络形成信号转导通路的调控 血管内皮细胞有丝分裂后，Rho家族（如Rac和Cdc等蛋白）接收上游血管诱导因子信号后引导内皮细胞伸出特殊的丝状或板状伪足，并通过调控肌动蛋白活性影响其形态变化，促使丝状伪足在细胞外基质区相互连接、融合形成环状血管，建立新的血管网络。研究表明［33］，激活Rac/Cdc42信号通路能提高人脐静脉内皮细胞体外管腔形成能力且增强血管的稳定性。谭峰等［34］证实大脑中动脉闭塞后Rac-1 mRNA转录水平降低会引起远离梗死灶的颈髓发生继发性损伤，而电针百会和大椎穴能上调皮层和颈髓Rac-1的表达，促进缺血区内皮细胞伪足形成和再生，参与神经功能修复。张柳娟等［35］采用免疫印迹和组化技术检测脊髓损伤节段Cdc42的表达，结果发现夹脊电针能增加Rho家族下游因子Cdc42蛋白表达，促进伪足的生长和延伸，但是否特异性增强新生血管内皮细胞连接强度还需进一步证实。

3 结语

内皮细胞是血管新生过程中形成管壁的主要成分，而周细胞对成管后的内皮细胞有重要的支撑作用，两种细胞在血管新生诱导因子的作用下，激活胞质下游的信号转导级联反应，发生有丝分裂和迁移，形成结构完整且形态稳定的新生血管，实现血管由“少到多”的生物学过程。目前研究发现，针灸治疗心肌梗死、脑卒中及脊髓损伤等缺血性疾病能正向促进微血管新生，加快血运重建，改善局部缺血缺氧状态，其发挥效应的作用靶点主要是通过调节促进和抑制血管新生因子比例，作用于邻近微血管壁的内皮细胞和周细胞，进而激活细胞增殖、分化和连接通路，诱导血管生成。

近年来，通过针灸对缺血性模型的干预，其促血管新生的机制研究已取得一定进展，但仍有许多问题尚未解决：1）周细胞是支撑管腔、促进新生血管发育成熟的重要组分，但目前针刺对周细胞的研究较少，仅观察其在微血管壁的形态学改变，而未能明确其增殖状态与新生微血管密度的关系，后续研究可考虑应用荧光双标标记周细胞观察其增殖和存活率，并结合微血管密度检测，进一步揭示针刺调控周细胞对血管新生作用的规律；2）针灸刺激腧穴后是由何种物质或信号传递至病变部位诱导微血管新生的机制还尚未可知，是否与腧穴局部微环境物质变化的体液调节或电信号改变的神经传导有关需要进一步验证，建议借助质谱技术检测腧穴与病变部位的组织液成分差异，或通过电生理技术观察动作电位变化探索其效应机制；3）相同疾病下，选择不同腧穴、针刺手法、电针刺激频率、治疗次数对血管新生的时间点和发育成熟是否产生影响，仍需深入研究；4）血管新生过程涉及的因子和信号通路较多，机制较为复杂，但针灸促血管新生机制研究的深度还不够，建议采用高通量测序或基因芯片技术筛选出与针刺干预相关的差异分子，在功能验证后进一步阐释其作用机理。