针刺治疗阿尔茨海默病的机制

江泰君 朱凤亚 汤莉洁 刘正康

(1成都中医药大学，四川 成都 610075；2自贡市第一人民医院)

阿尔茨海默病(AD)是一种以进行性记忆障碍、认知障碍为主要临床特征的神经退行性疾病〔1〕。据《2018年世界阿尔茨海默病报告》统计，全球患病人数超过5 000万，到2050年，全球患病人数将增加至1.52亿〔2〕。AD病因与发病机制仍不明确，目前在β淀粉样蛋白(Aβ)沉积、Tau蛋白过度磷酸化、炎症反应、胰岛素抵抗、氧化应激方面取得一些进展。研究表明，AD的发病与肠道菌群失调有着紧密联系〔3〕。目前临床用于治疗AD的药物主要有：胆碱酯酶抑制剂(AChEIs)和N-甲基-D-天门冬氨酸受体激动剂(NMDA)，但只能暂时延缓AD的进程〔4〕；其他的临床用药或预防、减缓衰退的药物尚在研制且收效甚微。近年来，对于针刺治疗AD的临床及实验研究表明：针刺治疗AD有良好的临床疗效〔3～7〕，对AD患者的认知、语言、运动功能及情绪障碍具有一定改善作用，同时针刺治疗具有安全性高、不良反应小、患者依从性较好的优势。故笔者通过搜集近十年来针刺治疗AD研究文献，对针刺在Aβ、Tau蛋白、神经炎症、中枢神经递质、肠道菌群、胰岛素抵抗(IR)、氧化应激(OS)等方面的调节作用及其机制进行归纳总结。

1 针刺对Aβ和Tau蛋白的调节

1.1针刺减少Aβ沉积 Aβ是由跨膜淀粉样前体蛋白(APP)裂解形成，其长度为40或42个氨基(分别为Aβ40或Aβ42)，从膜内释放到膜外〔8〕。Aβ42与Aβ40相比，Aβ42具有两个额外的疏水氨基酸，能促进纤维原〔9〕、低聚物形成〔10〕。低聚物被认为是导致AD的主要毒性物质，其在神经元内和神经元周围聚集，损伤神经元，造成AD患者记忆、认知损害〔11〕。姜美驰等〔12〕、张玉杰〔13〕研究表明，针刺AD大鼠“四关穴”可改善脑组织的微循环，加速血管周围组织结构对Aβ42等毒性物质的清除、减轻Aβ的毒性，从而减少神经元受损，改善AD大鼠的记忆功能。Yu等〔14〕使用高频电针对AD大鼠治疗两周后发现，AD大鼠海马中的Aβ1-40表达降低，认为电针通过抑制糖原合成酶激酶(GSK)-3β活性，从而抑制下游APP和Aβ表达，维护海马区的超微结构，从而改善其空间学习和记忆能力。其他研究也表明〔15，16〕，针刺减少Aβ沉积是其改善AD的重要机制之一。

1.2针刺抑制Tau蛋白过度磷酸化 Tau蛋白主要表达于神经元微管中，对维持神经骨架稳定起着至关重要的作用〔17〕。Tau蛋白正常状态下有2～3个磷酸基，而AD患者的Tau蛋白磷酸基值比健康人群高3～4倍〔18〕。据报道〔19〕，Tau蛋白被过度磷酸化并以双螺旋细直丝及缠结的骨架等形式在细胞内聚集，形成神经纤维缠结(NFTS)，导致神经元的病理性损伤，而这种标志性损伤与痴呆程度直接相关。Zhang等〔20〕研究发现，电针后AD模型大鼠p38-丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)表达下调，Tau蛋白浓度降低，明显改善AD模型大鼠海马CA1区的认知缺陷；唐银杉〔21〕采用音乐电针和脉冲电针对AD大鼠进行为期15 d的治疗发现：小鼠海马区p-Tau表达减少，学习记忆能力显著改善。其机制可能是针刺激活磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)/蛋白激酶B(AKT)信号转导通路，增加AKT活性，促进GSK-3p (ser9)磷酸化，从而抑制GSK-3β活性，进而降低Aβ蛋白沉积和抑制Tau蛋白过度磷酸化。

2 针刺抑制神经炎症反应

Aβ沉积激活胶质细胞是AD发病的重要病理机制〔22〕。活化的胶质细胞通常存在于神经元和Aβ沉积斑块附近，一方面胶质细胞被激活后产生炎症介质如白细胞介素(IL)-1β、IL-6、肿瘤坏死因子(TNF)、巨噬细胞、炎症蛋白等，而炎症介质会促进APP产生，其分解导致Aβ1-42肽的生成，抑制具有神经保护作用的可溶性APP的形成，促进Aβ的沉积；另一方面慢性激活的胶质细胞还可以释放高毒性产物，例如活性氧中间体、一氧化氮(NO)、蛋白水解酶、互补因子或兴奋性氨基酸，杀死邻近神经元〔23〕。研究发现，AD模型大鼠接受电针治疗后〔24〕，大鼠额叶与海马区的p38-MAPK、IL-1β mRNA表达降低，因p38-MAPK的信号途径通过控制多种转录因子的基因表达活性，影响多种细胞因子的产生，调节NO和细胞骨架蛋白的合成，参与应激条件下细胞的免疫调节、炎性反应和细胞凋亡等过程，提示电针可抑制AD大鼠炎症反应；另一项研究〔25〕采用低频电针对AD大鼠肾俞、大椎、内关针刺，发现针刺组大鼠外周血及海马区的IL-1β、TNF-α蛋白表达较模型组明显降低；徐耀〔26〕通过电针干预AD小鼠可改善其学习功能，海马区的IL-1β、IL-6、TNFα表达明显减少。以上研究均表明，电针可以通过下调促炎症因子的表达，减少胶质细胞的活化，从而抑制炎症反应，减少神经元的变性坏死。

3 针刺对中枢神经递质的调控作用

中枢神经递质分为5类：胆碱类、单胺类、氨基酸类、肽类、其他，神经递质对于记忆、认知、学习等具有重要作用。实验研究表明，不同神经递质的病理改变，会导致认知记忆障碍或AD患者病情恶化〔27〕。

3.1针刺对胆碱类神经递质的调节 胆碱能系统是对认知、学习起着重要作用的神经递质系统，胆碱能神经传递依赖乙酰胆碱(Ach)〔28〕，Ach由胆碱乙酰转移酶(ChAT)催化神经元胞质中的胆碱和乙酰辅酶A合成，随后被乙酰胆碱酯酶(AChE)迅速水解，释放出乙酸盐和胆碱，再被高亲和力胆碱转运蛋白(CHT)1重新摄取到突触前胆碱能神经元中〔29〕。Wilcock等〔30〕研究发现，ChAT活性的降低与AD中NFTS的数量相关，ChAT活性在海马区和大脑皮质层显著降低，Ach的含量在相应区域显著减少。王定雪等〔31〕针刺AD大鼠四关、百会穴后发现，AD大鼠脑组织GSK-3、AChE的活性明显降低，进而保护神经细胞，改善胆碱能神经系统。曾宪峰等〔32〕发现，针刺AD大鼠四关穴明显降低大鼠脑内AchE水平，提高Ach含量，从而改善受损的中枢胆碱能神经系统。

3.2针刺对单胺类神经递质的调节 单胺类神经递质，如5-羟色胺(5-TH)、去甲肾上腺素(NA)、多巴胺(DA)等单胺类神经递质的改变与AD关系密切。5-TH调节情绪、睡眠、记忆、学习，NA及DA对认知具有重要的调控作用。AD患者的尸检报告表明，5-TH及其受体表达〔33〕、NA、DA含量降低〔34〕。在对大鼠前额叶注射可溶性Aβ后发现，该区域的5-TH、DA表达降低〔35，36〕，同时5-TH与NA系统通过异源受体相互作用，NA可调节胶质细胞的激活，在神经炎症环境发挥保护作用。实验表明，通过电针刺AD模型大鼠双侧“足三里”“肾俞”“百会”结合灌胃吡拉西坦，发现大鼠空间记忆能力、觉醒状态明显改善，提高大脑额叶5-TH、NA表达水平〔37〕；单独使用电针对老化痴呆大鼠“涌泉”“百会”针刺，也可增强神经元细胞功能，促进脑内5-TH、DA、NA单胺类神经递质释放，从而改善大鼠空间记忆能力、觉醒能力〔38〕。

3.3针刺对氨基酸类神经递质的调节 γ-氨基丁酸(GABA)作为中枢神经系统主要的抑制性神经递质，可以调节网络振荡，使神经元活动与学习和记忆的节律同步，同时可以防止兴奋性神经细胞过度活跃而干扰正常神经编码〔39〕，故在学习、记忆、认知等方面具有重要作用。通过对AD患者尸检发现，AD患者大多数大脑区域中GABA水平降低，如额叶、颞叶、顶叶皮质、海马旁皮质等区域〔40〕，但在反应性星形胶质细胞中及周围区域GABA水平上升〔40〕。仲秀艳等〔41〕的研究表明，电针可以提升痴呆大鼠海马区GABA含量，改善大鼠学习记忆功能。

4 针刺调整肠道菌群

肠道菌群是指寄生于人体肠道内的微生物，数量庞大，是维持机体平衡重要组成部分，其参与调节免疫和炎症反应、外周和中枢神经传递。肠道菌群失调与多种疾病的发生密切相关，如：糖尿病、肥胖症、抑郁症、帕金森病等。

大量研究证明，AD的发生与肠道菌群失调关系密切。肠道菌群通过“肠-脑轴”的双向相互作用，影响大脑的功能和行为。Vogt等〔42〕研究发现，AD患者肠道中拟杆菌门丰度增加，厚壁菌门丰度降低。拟杆菌是一种外膜成分为脂多糖(LPS)的阴性杆菌，LPS可以破坏肠道黏膜屏障，从肠内转移到肠外并激活核苷酸结合寡聚化结构域样受体(NLPR)3炎性小体〔43〕。相关研究表明〔44〕，NLPR3炎性小体是驱动Tau蛋白病理改变的重要因素；同时LPS自身可以合成Aβ，加速对Aβ的转运，使大脑内部Aβ沉积。除了LPS以外，许多细菌菌株，包括大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、鼠伤寒沙门菌等，可通过积累错误折叠的蛋白(Aβ寡聚物和原纤维)产生大量功能性淀粉样蛋白〔45〕，从而导致大脑内蛋白沉积。潘友灿〔46〕对高血糖大鼠海马CA1区注射LPS后发现大鼠出现认知障碍，电针治疗后，大鼠海马组织的促炎性细胞因子降低，同时大鼠认知障碍减轻。Zhang等〔47〕在比较野生型(WT)组和AD组大鼠肠道菌群组成发现，AD组大鼠疣微菌和变形杆菌含量显著增加，而瘤胃球菌和丁酸菌含量显著下降，其粪便和大脑中的短链脂肪酸(SCFAs)浓度均较低，主要表现为丁酸和异丁酸的浓度下降；且大脑中丁酸水平与粪便中的水平呈正相关。Ho等〔48〕研究发现，SCFAs尤其是丁酸和戊酸，可干扰Aβ形成蛋白质-蛋白质相互作用过程，抑制Aβ1～40和Aβ1～42肽形成具有神经毒性的Aβ聚集体；故推测肠道菌群中丁酸菌的降低将使丁酸产生减少，Aβ聚集体形成变多，导致AD病情进一步加重。

5 针刺降低IR

IR是指各种原因引起的机体内的胰岛素敏感性降低，导致胰岛素及胰岛素样生长因子(IGF)等相关信号传导通路发生障碍，使得机体各项靶器官(如肝脏、肌肉、颅脑等)对葡萄糖的利用发生障碍，出现一系列病理改变的代谢性临床综合征〔49〕。相关研究表明，胰岛素和IGF在大脑中表达量最多的区域正是AD患者神经最易产生病变的区域〔50〕，在早期和中期AD患者的脑脊液中，胰岛素水平下降〔51〕，de la Monte等〔52〕发现，脑胰岛素缺乏与认知功能与记忆能力的损害关系密切。陈睿〔53〕在对脑缺血大鼠进行电针治疗后发现，针刺可提高模型大鼠海马区IGF表达量，从而抑制细胞凋亡。张梁等〔54〕通过对健康组(LETO)、胰岛素抵抗组(OLETO)、AD-OLETO组模型大鼠检测发现，AD-OLETF模型大鼠血浆空腹血糖(FPG)、空腹胰岛素(FINS)、血清C肽(C-P)含量均显著升高，脑脊液胰岛素含量降低；海马组织和脑脊液中Aβ、Tau及APP、β位点APP内切酶(BACE)1、早老素(PS)1蛋白含量均显著升高。另一项研究发现〔55〕AD模型大鼠FPG、FINS、胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)、C-P及海马Aβ和Tau蛋白含量较正常组显著升高，针刺治疗后AD模型组大鼠各项指标均降低。上述研究表明针刺干预可降低AD大鼠IR，从而改善其认知行为功能及脑内AD样病理改变。

6 针刺抑制OS

OS是指机体氧化活性物质产生过多和(或)机体抗氧化能力减弱，活性氧(ROS)清除不足，导致ROS在体内增多，破坏机体氧化/还原的平衡，并引起细胞氧化损伤的病理过程〔56〕。研究表明，氧化应激与Aβ沉积、Tau过度磷酸化相互关联，氧化应激通过介导Aβ异常沉积和Tau过度磷酸化，产生大量神经毒性因子，进一步导致ROS过度产生，形成一个恶性循环，加重AD患者的病情。郭艳芹〔57〕对AD大鼠进行针刺治疗后，AD大鼠海马区丙二醛(MDA)和过氧化氢(H2O2)含量降低，过氧化氢酶(CAT)的含量增高，大鼠认知学习能力提高；易显富等〔58〕对AD模型大鼠双侧“肾俞”“内关”“大椎”进行为期2 w的电针治疗后发现，AD大鼠脑组织匀浆中MDA、AchE、MAO(单胺氧化酶)、LDH(乳酸脱氢酶)、NO的活性明显降低，超氧化物歧化酶(SOD)、CAT、谷胱肽过氧化物酶(GSH-Px)含量，AD模型大鼠学习记忆能力提升。结果表明电针可以改善脑内过氧化状态，增强脑组织的抗氧化能力，发挥对神经元的保护作用。

综上，现有药物如多奈哌齐、美金刚等均只能延缓其病程进展，不能治愈AD或阻断AD病情进展。目前在以抗淀粉样蛋白为靶点的药物研发均以失败告终，因此急需寻求新的治疗靶点及新的治疗手段〔59〕。随着中医不断发展，研究发现〔3～7〕针刺可通过调节AD相关蛋白、抑制炎性反应、调控中控神经递质等方式治疗AD，为临床治疗决策提供新思路。