针灸对脑瘫大鼠神经系统作用机制研究进展*

河北中医学院

薛健一 黄 茂△ 徐锦炎 闫斯旸 于文涛 闫远杰 闫一慧 彭婉莹△ 殷振瑾(石家庄 050091)

提要 脑性瘫痪(CP)简称脑瘫，发病率较高，严重影响小儿的生长生活，对家庭和社会造成极大负担。针灸作为传统的中医疗法治疗CP患儿取得一定效果，以治疗简单有效等优点被广泛接受。经分析发现，针灸可以从多层面干预CP的治疗，但是，针灸对CP的神经系统作用机制并未有明确结论。本研究就针灸治疗CP的可能作用机制予以总结，期望对临床治疗提供更好的方法。

小儿脑性瘫痪(CP)简称小儿脑瘫，是发育中胎儿或婴幼儿脑部非进行性损伤 引起的以姿势异常和运动障碍为主的综合征。CP的运动障碍常伴有感觉、知觉、 认知、交流及行为异常，伴有癫痫及继发性肌肉骨骼问题[1]。我国发病率为 1.4‰～1.8‰[2]。CP疾病的发生和多种病因有关，产前因素包括孕期宫内感染、遗传因素、多胎妊娠、胎儿宫内发育迟缓、胎儿先天畸形等；产时因素包括窒息、早产等；产后因素包括新生儿高胆红素血症、颅脑损伤等；其他危险因素如母亲身体状况、社会及环境因素、辅助生殖技术等[3]。CP严重影响小儿的生长发育、社会生存及整个家庭状况。CP的治疗尚无有效的治疗方法，一般的治疗也仅是促进各系统功能的恢复，手术治疗有选择性脊神经后根切断术(SPR)及各种矫形手术，但目前只对很少一部分患者有价值。

近年来，中医疗法从多种途径干预CP取得了一定了疗效。针灸做为传统中医特色疗法，疏经通络、调和气血，在改善CP症状面取得了良好的效果。但是针灸治疗CP并没有明确的作用机制，现将针灸对于CP大鼠神经系统可能的作用机制做一阐述。

1 对神经系统特异性蛋白的影响

1.1 GAP-43(轴突膜蛋白)和突触素(SYP) GAP-43(Growth associated protein-43)，是一个轴突膜蛋白，是一种神经特异性的蛋白质，参与神经细胞外生长及突触发育形成和神经细胞再生。在神经元发育和再生过程中以高水平表达。对轴突的发育至关重要，能调解轴突延伸作用，改变细胞形态[4]。SYP是脑突触小泡和内分泌细胞的一种膜内在蛋白。突触结构和功能的完整性关系到神经元信息的传递、处理和存储[5]。研究证明，SYP是突触可塑性相关的重要分子标志物，可以调节突触状态和维持突触结构[6]。于氏等[7]发现针刺治疗后，脑组织中轴突膜蛋白 GAP-43 和特征性蛋白质 SYP的活性表达明显增加，脑瘫乳鼠运动功能的改变可能与该机制有关。于氏等[8]还应用功能核磁共振成像技术(fMRI)进行分析，再次证明了针刺和康复运动疗法联合治疗可以促进GAP-43、SYP的表达，恢复脑细胞的功能，提高运动功能。李氏等[9]发现针刺可以升高血清中超氧化物歧化酶(SOD)的含量，降低血清丙二醛(MDA)的活性，提高脑组织中GAP-43、SYP的表达，促进运动功能的恢复。

1.2 脑源性神经营养因子(BDNF)和神经生长因子(NGF) BDNF是在脑内合成的一种蛋白质，在中枢神经系统内高度表达，对于神经元的存活、分化、生长发育起重要作用[10]。大量的研究证明，BDNF参与了许多神经生理过程，在防止神经元受损、改善神经元病理状态、促进受损神经元再生和分化有重要作用[11]。NGF可以调节周围和中枢神经元的生长发育，维持神经元的存活。NGF是目前最早被发现，研究最为广泛的神经营养因子之一，具有神经元营养和促突起生长双重生物学功能的一种神经细胞生长调节因子，它对中枢及周围神经元的发育、分化、生长、再生和功能特性的表达均具有重要的调控作用[12]。周氏等[13]发现头针结合艾灸疗法可以提高 NGF和 BDNF的阳性表达，由此改善CP幼鼠的学习记忆能力。陈氏等[14]发现电针百会穴可以增加大脑皮质中BDNF和基因的表达，从而改善APP/PS1 小鼠的学习记忆功能。刘氏等[15]发现通过通督醒神针刺法能提高缺血缺氧CP幼鼠NGF的表达，起到对脑损伤的保护作用。

1.3 其他蛋白 章氏[16]发现脑组织缺血缺氧后，针刺可以使胶质源性神经营养因子(GDNF)表达增加，一定程度上缓解脑损伤。胡氏[17]发现用输合配穴法针刺可以降低缺血缺氧型幼鼠血清星形胶质源性蛋白(S100B)和神经元特异性烯醇化酶(NSE)的含量，降低脑损伤的程度。赵氏等[18]用针刺结合NGF联合治疗可以提高单羧酸转运蛋白-1(MCT1)的表达水平，说明针刺疗法促进神经组织生长修复功能与提高能量代谢水平，改善脑血流量有关。黄氏[19]等指出胶质纤维酸性蛋白(GAFP)作为对神经元具有重要保护的蛋白，脑损伤时GAFP表达活跃，针刺干预后可以降低其含量，提高学习记忆能力。神经生长相关蛋白已被大量的研究者证明，针刺后可以提高或降低其活跃度，在一定程度上缓解脑损伤，改善脑瘫运动和认知障碍。

2 对免疫系统的影响

研究证明，免疫炎症反应参与众多神经系统疾病，且与脑瘫的形成密切相关[20]。免疫器官、免疫细胞和免疫分子共同构成了免疫系统，是肌体执行免疫应答及免疫功能的重要系统，T细胞亚群是细胞免疫的主要免疫应答形式，正常情况下处于动态平衡状态，当肌体受到侵犯时则会失衡。IgA主要存在于黏膜组织中，有重要的免疫屏障作用。IgG在抗感染免疫尤其是再次免疫应答中发挥重要作用。IgM在肌体感染后最早出现，可以作为早期诊断指标。李氏[21]用俞募穴快速针刺法对脑瘫患儿进行治疗，结果显示，治疗后患儿的T细胞亚群(CD3+、CD4+、CD4+/CD8+)和免疫球蛋白(IgA、IgG、IgM)含量高于治疗前，免疫功能提高。杨氏[22]发现针刺和黑逍遥散联合治疗后，对肝郁气滞、脾肾亏虚型患者有较好疗效，血清免疫指标(IgA、IgG、IgM)含量明显升高，说明针刺治疗CP的机制可能与调节肌体免疫有关。唐氏等[23]发现艾灸关元、肾俞、足三里可以提高CP患儿的免疫功能，减少感染发生率，改善CP症状。

免疫细胞和细胞因子在炎症反应发生和消退过程中发挥重要作用：炎症局部会有大量免疫细胞(如巨噬细胞、中性粒细胞等)的浸润，免疫细胞被激活释放炎性因子，其中肿瘤坏死因子α和白细胞介素6是重要的免疫炎性因子，调控其他免疫因子。娄氏等[24]用醒脑开窍针刺法(主穴内关、人中、三阴交，配穴极泉、尺泽、委中)对CP幼鼠进行干预，观测到CP幼鼠的体质量，水迷宫中平台潜伏期和游泳距离均与模型组有显著差异，同时血清肿瘤坏死因子α和白介素6炎症细胞因子含量明显降低，说明针刺治疗改善CP症状，提高认知能力可能与该机制有关。

CP发生时，免疫系统也会出现相应的变化，针刺、艾灸等疗法通过调节肌体免疫细胞和炎性因子促进免疫功能的恢复，但目前研究的相关文献较少，需要进一步的探究。

3 对神经递质与氨基酸的影响

神经递质在突触传递中担当信使的特定化学物质，在神经体统中发挥重要作用。在脑缺血损伤时，脑组织中单胺类递质的含量会有明显的变化，大量的多巴胺(DA)、5-羟色胺(5-HT)及去甲肾上腺素(NE)会释放细胞间隙[25]。中枢单胺类神经递质具有强烈的血管活性作用，通过Ca2+通道，使神经元内钙超载，加速神经元的坏死等加剧脑缺血损伤[26]。杜杨氏[27]针灸结合治疗后，CP幼鼠脑内DA、5-HT及NE含量显著降低，运动功能和智力均有提高。

谷氨酸(Glu)中枢神经系统中的兴奋性氨基酸，γ-氨基丁酸(GABA)为重要的抑制性氨基酸，两者对神经系统疾病中的认知及学习记忆能力有密切关系[28]。杜杨氏[27]在研究中认为针灸治疗CP通过调节Glu和GABA的含量，维持兴奋性神经递质和抑制性神经递质的动态平衡来达到治疗目的。史氏等[29]用火针法在内关穴、曲池穴、涌泉穴和百会穴干预后，CP幼鼠脑组织中5-HT，NE及GABA水平增加，Glu水平减少，证明火针疗法利用其温热的性质温经通络，纠正CP所引起的神经递质紊乱。以上证明了神经递质与氨基酸的共同协调作用维持大脑功能的正常运行。

4 促进神经干细胞增殖分化

神经干细胞(NSC)是指存在于神经系统中，具有分化为神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞的潜能，从而产生大量脑细胞组织，并能进行自我更新，足以提供大量脑组织细胞的细胞群[30]。脑缺血缺氧损伤后，神经干细胞会高度聚集在损伤部位，同时发挥诱导作用，促进神经营养因子再生在缺血区介导血管生成，加强突触之间的联系，恢复神经系统功能[31-32]。娄氏[33]经颈静脉移植神经干细胞治疗脑瘫，取得了一定效果，发现移植组大鼠的趾距、步长、双侧大脑半球面积比较与模型组有明显差异，运动神经行为学功能有所恢复。史氏等[34]发现利用针刺联合胎盘间充质干细胞治疗后水迷宫觅水时间缩短，大脑组织和海马区脑组织病理状态接近正常大脑组织。两者联合作用效果更加显著，说明针刺可以促进神经干细胞增殖分化，更好的发挥干细胞的作用，改善CP大鼠的神经功能。此外还有研究发现，神经系统疾病中，应用电针予以干预，能通过增加神经源性神经营养因子的表达而促进神经干细胞增殖增多，减轻脑损伤程度[35]。

神经干细胞对脑瘫中血管的生成和神经的再生有重要作用，但是大量的研究多为针刺和神经干细胞联合治疗，单纯的针刺对神经干细胞的作用研究有待于更深层次的探讨。

5 对神经细胞凋亡与自噬的影响

细胞的死亡分为3种形式：凋亡、自噬和坏死[36]。

5.1 对细胞凋亡的影响 细胞凋亡为维持内环境稳定，由基因控制的细胞自主的有序的死亡，涉及一系列基因的激活、表达和调控作用。凋亡是多基因严格控制的过程，包括B淋巴细胞瘤-2基因(Bcl-2)家族和caspase家族等[37-38]。刘氏等[15]发现用醒神益脑，补气通络针刺法可以抑制缺血缺氧CP幼鼠神经细胞的凋亡，且针刺应该尽早干预，说明针刺疗法可以通过抑制凋亡基因的激活，促进抗凋亡基因的生成，从而发挥脑保护的作用。涂氏等[39]发现针刺后凋亡基因胱天蛋白酶3(Casp3)、BAX(Bcl-2相关X蛋白)表达降低，抗凋亡基因Bcl-2表达增高，进一步证明了上述观点。章氏[16]发现针刺阴阳经不同穴位均可使Casp3活性降低，保护和修复神经细胞。介氏等[40]发现CP大鼠脑内神经细胞数量减少，部分变性坏死，结构边界不清晰，凋亡数目增多，而针刺组的情况要明显好于模型组，神经细胞凋亡数目低于模型组。由此可见，针刺可以降低神经细胞的凋亡。

5.2 对细胞自噬的影响 细胞自噬指在自噬相关基因调控下，利用溶酶体降解自身受损的细胞器及大部分分子的过程，维持细胞自身的需要及细胞器的更新,与多种神经性损伤疾病有关[36]。适度的细胞自噬可以保护脑缺血损伤，自噬激活和自噬抑制在不同基因调控下发挥了作用[41]。孙氏等[42]总结了与自噬相关的调控分子，Beclin-1、LC3和P62在电针干预后表达后均显著降低。高氏等[43]发现在头部运动区电针刺激后，电针组与模型组比较神经细胞自噬减弱，对神经细胞自噬有调控作用，为针刺治疗CP又提供了一项新的机制研究。

神经细胞凋亡作为针刺治疗CP的机制研究较早，且有大量研究证明了针刺可以抑制凋亡基因和促进抗凋亡基因的表达。神经细胞自噬调控作用最近才被提出，为研究针刺对CP的机制研究提供了一种新的方向。

6 对信号通路的影响

6.1 PI3K/Akt信号通路 PI3K/Akt信号通路是一条与增值、分化和凋亡相关的信号通路，在神经干细胞分化过程中促进细胞的生长和增值[44],是参与脑缺血损伤的重要信号通路，早期干预可以降低Caspase-3活性，减少细胞凋亡[45]。研究发现，电针刺激头部运动区，能激活PI3K/Akt信号通路，提高诱导CP的p-Akt和p-PDK1的低表达，调控Akt的水平[46]。此外，还可以抑制海马区神经细胞凋亡，改善和修复神经功能[47]。刘氏等[48]发现电针刺激头部后NSE表达下降，微管相关蛋白-2(MAP-2)、髓鞘碱性蛋白(MBP)表达提升，说明针刺通过PI3K/Akt信号通路能调控神经生长相关蛋白，改善CP症状。

6.2 Notch信号通路 Notch信号通路是一条在调节干细胞增殖分化和细胞凋亡等领域起重要作 用的高度保守的细胞通路。它在胚胎生长发育期通过促进神经干细胞增殖或允许神经干细胞分化为神经元/胶质细胞，维持神经元和胶质细胞合适的数量和比例； 在成年中枢神经系统损伤后，调控神经干/祖细胞向神经元/胶质细胞分化，参与和调控神经系统的修复过程[49],对肌体神经再生的调节具有重要意义。惠氏、张氏等[50-51]发现Notch信号通路与脑缺血存在密切联系，用利枢针刺法后脑内 Notch1，Notch2和Jagged蛋白表达明显上调，对脑缺血症状有明显改善。还有研究证明，Notch信号通路在脑缺血后可以促进神经干细胞的增值分化[52]，为针刺治疗缺血缺氧CP提供了另一种可能的机制。

PI3K/Akt信号通路多通过调节神经生长相关蛋白和细胞凋亡来实现作用。Notch信号通路在脑缺血后被激活，针刺后可以促进相关蛋白表达和神经修复，但对Notch信号通路与CP的关系研究属于初始阶段，并没有完全阐释清楚其机制。

7 展望

通过查阅文献发现，对针灸干预CP大鼠神经系统的作用机制研究主要集中于：调节神经系统特异性蛋白，发挥特异性蛋白的作用，促进运动功能的恢复和认知功能的发育，达到脑保护作用；调节免疫细胞和炎症因子的含量，促进免疫功能的恢复；调节神经递质与氨基酸的含量，维持大脑功能的正常运行；促进神经干细胞的增殖分化，减轻脑损伤的程度；降低神经细胞的凋亡与自噬，保护神经细胞的数目和功能；调控PI3K/Akt及Notch信号通路中相关分子表达，发挥信号通路的生理功能。

目前研究内容多以神经功能修复和细胞凋亡为主，而对血管生成和运动认知障碍研究较少。对于针刺干预CP的信号通路、基因组学研究也并不全面，各系统之间的相关性研究也较少。干预方法则多为体针、电针或联合其他疗法，头针疗法较少，且选穴并没有规范。

中医学认为，小儿脑性瘫痪属“五软”“五迟”及“痴呆”等范畴，多因先天肝肾亏损、精血不足、禀赋不足，而后天失于调养所致，其病位在脑。脑位于颅腔之内，为髓聚之处。《灵枢·海论》曰：“脑为髓之海。”关于脑的功能，《内经》中认为，脑与头部的感官功能，肢体的某些运动功能有关。如《灵枢·海论》云：“髓海有余，则轻劲多力，自过其度；髓海不足，则脑转耳鸣，胫酸眩冒，目无所见，懈怠安卧。”此外，李时珍在《本草纲目》里提出“脑为元神之府”的观点。表明脑与人的神志活动有关。故先天肾精不足，精不生髓，可以出现髓海空虚，元神失养，可导致痴呆、智力低下；髓以养骨，骨髓不充，骨骼失养，则生长发育迟缓，出现五迟、五软。因此，头部腧穴与脑-元神有着密切的关系，在CP治疗中发挥重要作用。

综上所述，头针疗法的对于CP大鼠神经系统干预作用机制尚待开展，并应关注相关信号通路中下游靶基因的调控作用，以及信号通路与其他机制可能存在的联系，以期为临床治疗提供更全面的指导。