针刺抑制脑卒中后神经血管单元损伤机制的研究进展

张冬雪，邹伟

（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一医院，黑龙江 哈尔滨 150040）

脑卒中（stroke）又称中风，是全球公共健康的高危疾病之一，也是患者死亡和丧失独立能力的一个主要有害来源，具有高发病率、高病死率、高致残率等特点。据统计，全球每年新增脑卒中患者约1 500 万，其中约1/3 患者死亡，严重危害居民健康，给家庭和社会带来极大负担［1］。目前对于脑卒中的治疗，及时的血液再灌注，仍然是最直接有效的方法，包括使用组织型纤溶酶原激活剂（tPA）超早期静脉溶栓或手术机械取栓［2］。但相关研究表明，tPA 的溶栓作用在血管内是有益的，但在脑实质内是有害的，且tPA 溶栓治疗时间窗窄，仅有4.5 h，禁忌证较多，治疗后有发生脑出血的风险，多数患者因错过最佳治疗时机，导致不同程度后遗症［3］。因此，找到高效又安全的疗法成为脑卒中研究亟待解决的问题。

针刺用于中风患者的治疗与康复已有几千年的历史，被认为是一种很有前途的中风防治疗法。相关研究表明，针刺预处理或治疗可增加脑卒中患者脑血流量，减轻谷氨酸兴奋性毒性，维持血脑屏障完整性，诱导脑缺血耐受性，促进脑卒中后神经再生作用，有效降低患者的病死率和致残率［4］。如今针刺疗法已被广泛用于脑卒中后的临床治疗与康复阶段［5］。同时世界卫生组织（WHO）也建议将针刺作为脑卒中治疗和后期护理的替代和补充策略［6］。

神经血管单元（NVU）是一个囊括神经、胶质细胞和血管的多细胞单元。脑卒中发生后，大脑的稳态平衡遭到破坏，可诱发NVU 协调反应，释放大量生物活性物质，以保持和重建血供系统，减少神经元损伤［7］。因此，本文从针刺抑制脑卒中后神经血管单元损伤的相关作用机制进行综述，以期为针刺治疗脑卒中研究提供新思路。

1 NVU概述

中枢神经系统（CNS）是一系列高度复杂的神经组织，它包含一种特殊的血管系统，具有控制脑实质内稳态和代谢物运输的功能，并在一定程度上具有免疫特权［8］。生理条件下，分子跨越血-组织屏障的双向运动受到严格控制，以维持中枢神经系统的健康和大脑功能。在过去的几十年，这种调节功能主要聚焦在血脑屏障（BBB），尤其是内皮细胞（EC）上。随着脑血流动力学的生理学研究不断深入发现，在血管系统的细胞和毗邻血管系统的神经元和胶质细胞之间存在着实质性的细胞间通讯，这些发现表明，血脑屏障不是独立起作用的，而是作为多细胞NVU 中的一个模块发挥作用［9］。

NVU 是一个复杂的多细胞结构，主要包括神经元、胶质细胞（少突胶质细胞、小胶质细胞、星型胶质细胞）、细胞外基质和脑血管细胞（内皮细胞、平滑肌细胞、周细胞）。其中内皮细胞、基底膜、星形胶质细胞的足突和周细胞共同组成BBB 结构，是NVU 的核心组成，可保护中枢神经系统免受血液源性、内源性和外源性有害物质的伤害，确保神经元的正常功能，维持大脑在微环境中的稳态平衡［10］。NVU 各组分相互协调、紧密联系，构成一个结构和功能单位，共同调节脑血流量和新陈代谢，实现营养物质与代谢废物的受控交换［11］。当人进行体力或精神活动时，神经元活动增强，为了满足中枢神经系统的高代谢需求，脑血流量会随之增加或变快（功能性充血），这一过程被称为神经血管耦联，是NVU 的关键功能。然而，NVU 由多种细胞类型组成，其神经血管耦联不仅是简单的供能过程，还有细胞间信号交流、维持新陈代谢和内环境稳态等功能。细胞间的相互作用要求每个细胞成分以复杂和协调的方式运作，以确保脑内屏障［如BBB、血视网膜屏障（BRB）］的动态平衡，因此，每个组件对NVU 功能的整体维护都具有至关重要的作用［12］。

2 针刺抑制脑卒中后NVU损伤机制

2.1 保护神经元

神经元是NVU 中的核心部分，也是神经系统结构和功能的基本单位，主要由神经元胞体、树突、轴突三个部分组成，生理状态下，是维持中枢系统神经功能和冲动信号传导的关键［13］。脑卒中后，由于血供不足或中断，导致脑组织缺血、缺氧，ATP供能中断，细胞代谢紊乱，引起凋亡、坏死等一系列病理级联反应和神经元细胞不可逆性损伤，诱发神经功能缺失，且其预后很大程度上取决于受损脑区神经元死亡的数量［14］。

现代研究表明，针刺具有抑制神经细胞凋亡和铁死亡的作用。细胞凋亡是脑卒中后造成神经细胞损伤的一种程序性细胞死亡，其发生与Caspase 家族和B 淋巴细胞瘤－2（Bcl－2）家族密切相关。在实验性观察大鼠脑卒中过程中，大鼠缺血区脑组织抑凋亡蛋白Bcl－2 的表达水平降低，促凋亡蛋白Caspase－3 表达水平升高［15］，而头针百会、曲鬓等穴位，能显著抑制Caspase－3、Caspase－9 表达，增加Bcl－2 的表达，阻断凋亡信号，减少缺血区神经元细胞的死亡［16］。铁死亡是一种受调控的、非凋亡的细胞死亡，其特征是铁依赖性的脂质过氧化引起的新型程序性细胞死亡［17］。铁死亡不需要Caspase 介导（凋亡和焦亡的介质）、ATP耗竭或线粒体ROS 生成（坏死的介质），也无需Bax/Bak（线粒体外膜通透性的基本介质）或细胞内Ca2+的升高［18］，是由erastin、RSL3、谷氨酸、谷氨酰胺和转铁蛋白触发的，由脂质修复谷胱甘肽过氧化物酶4（GPx4）进行调节［18－19］。KONG 等研究发现，针刺百会透曲鬓穴可促进大鼠血红素加氧酶－1（HO－1）和GPx4表达增加，降低活性氧（ROS）积累，减轻脑出血大鼠神经元细胞死亡和铁死亡，抑制神经元损伤，进而促进脑卒中大鼠神经功能恢复［20］。

此外，针刺还可促进神经修复与再生。突触素（SYN）、突触后致密物－95（PSD－95）和生长相关蛋白－43（GAP－43）是决定突触结构和可塑性的相关活性物质，可介导轴突出芽和突触重塑。研究证实，电针“百会”“肾俞”可提高AD大鼠海马区神经元SYN、PSD－95 的表达，同时提高脑缺血再灌注大鼠海马区GAP－43表达，促进神经元轴突末端生长锥形成，有助于脑损伤后内源性保护机制的启动，进而诱导轴突再生与神经元突触重塑［21－22］。

2.2 维持血脑屏障完整性

血脑屏障（BBB）是脑实质和脑血管之间的复杂而动态的生理界面。它由紧密连接且相互作用的血管内皮细胞、基底膜、星形胶质细胞足突、周细胞及基质金属蛋白酶（MMPs）、紧密连接蛋白等细胞和信号分子组成，生理情况下，这些分子和细胞调节溶质、离子、营养素、大分子和免疫细胞进入大脑的活动，并清除正常和异常的脑细胞代谢产物，维持中枢神经系统稳态，保护神经组织免受毒素和病原体的伤害。脑卒中后BBB通透性变化导致血清蛋白泄漏，免疫细胞大量涌入，血管周围炎症，以及外排转运蛋白系统的损害和易聚集性分子的积累，这些分子参与了脑卒中后继发性神经损伤的病理过程。此外，脑卒中后脑血流量减少和神经血管耦联的改变导致神经元变性和突触功能障碍，可进一步加剧BBB 损伤［23］。该部分主要从以下四个方面论述针刺对BBB的保护作用。

2.2.1 内皮细胞

内皮细胞（EC）是血液与血管壁组织间的单层细胞，是构成血脑屏障的第一道屏障。脑卒中后，EC 损伤主要包括细胞骨架的改变和重塑、紧密连接（TJ）蛋白的降解、转运蛋白的改变和细胞吞噬。其中细胞间的TJ 极为复杂，是由Occludin、Claudin 等TJ 蛋白与细胞骨架蛋白等共同构成，是BBB的结构基础［24］。

研究表明，脑卒中发生早期，Rho相关蛋白激酶/肌球蛋白轻链信号通路被激活，诱导肌动蛋白聚合，破坏EC 细胞骨架，而后基质金属蛋白酶（MMP）介导EC 紧密连接和细胞外基质（ECM）中的各种蛋白成分及基底层降解，BBB 通透性增加，加重脑卒中后脑水肿的发生［25］。电镜观察显示，脑缺血后3 h，内皮细胞囊泡增多，胞吞增强［26］。KIM 等［27］通过体内实验发现，缺血后脑内皮细胞自噬的激活（LC3－Ⅱ蛋白水平升高）和Occludin 的直接靶向介导其降解，导致血脑屏障通透性增加。此外，脑卒中引起的炎症也会刺激内皮细胞释放大量MMP－2和MMP－9，导致TJ蛋白降解。

研究证实［28］，针刺促进脑卒中后血管性痴呆患者脑源性神经生长因子（BDNF）、血管内皮生长因子（VEGF）升高，降低MMP－9 表达，继而促进脑血液循环，改善缺血缺氧和低灌注状态，促进神经功能和认知障碍恢复。张慧敏等［29］发现，针刺具有蓄积效应，采用头针针刺大脑中动脉闭塞（MCAO）大鼠病灶侧单侧“百会”透“曲鬓”，可显著降低大鼠海马CA3区微血管内皮细胞MMP－9 表达，随着针刺次数的递增，MMP－9降低趋势更加明显，进而促进血管内皮新生，改善神经功能。此外，针刺早期介入，可更加有效的降低脑卒中后脑损伤程度、延长溶栓时间窗并减轻溶栓后的并发症等［30］。针刺预处理有助于缺氧缺血性脑病大鼠Occludin、Claudin、ZO－1 蛋白表达上调，发挥BBB 保护作用，改善脑损伤［31］。

2.2.2 星型胶质细胞

星形胶质细胞作为BBB 的重要成员之一，参与支持、调节神经元，是神经系统的特殊胶质细胞，同时介导NVU各组成部分的相互联系，为维持NVU的功能发挥重要作用。此外，星形胶质细胞具有神经保护、促血管生成、免疫调节、神经源性和抗氧化特性，调节突触功能和细胞外谷氨酸含量。其特征作用是离子缓冲与调控神经递质的摄取和合成，这使得它们在受缺血/再灌注影响的组织中成为神经保护和神经恢复的理想来源［32］。但在兴奋毒性和/或机械损伤缺血、缺氧环境下，星形胶质细胞通常通过其高反应性和胶质瘢痕形成参与负反应。例如脑卒中时，大脑供血的中断会导致缺氧和葡萄糖的缺乏，能量供应减少。这一过程导致谷氨酸、iNOS 等离子的过度积累和MAPK 等相关信号通路的失调，使星形胶质细胞的缓冲作用超负荷，从而倾向于激活蛋白酶、脂肪酶和核酸酶介导的分解代谢过程，从而破坏神经元功能，导致细胞死亡［33］。因此，调控星形胶质细胞触发细胞毒性或保持其神经保护活性，有助于控制脑实质平衡失调，防止脑神经进行性损伤。

谷氨酸是中枢神经系统最重要的兴奋性氨基酸，是潜在的神经毒素，广泛分布于哺乳动物的大脑皮质、海马和纹状体上，几乎所有神经元都有谷氨酸受体存在，当脑卒中发生后，神经细胞外谷氨酸过量累积，导致兴奋毒性，神经元过度兴奋，加重脑损伤。研究证明［34］，针刺可降低缺血脑组织谷氨酸堆积，抑制谷氨酸受体的过度表达，加强兴奋性氨基酸转运蛋白（EAAT）和胶质纤维酸性蛋白（GFAP）表达，进而促进星形胶质细胞清除谷氨酸作用，抑制神经兴奋性毒性，保护神经元。张黎恒［35］研究发现，针刺百会、内关、三阴交穴可增加模型鼠脑组织中谷氨酸转运体1（GLT1）和GS 蛋白含量，促进谷氨酸和氨基丁酸的兴奋抑制平衡作用，同时也增强星形胶质细胞对过量谷氨酸的清除能力，介导脑卒中后神经功能损伤的修复。

2.2.3 周细胞

周细胞是大脑毛细血管周围的壁细胞，它位于内皮细胞、星形胶质细胞和神经元之间，是NVU 的中心细胞。在脑组织发育和修复过程中能维持、调节神经血管功能，稳定新生血管。当某种病理条件下，周细胞缺失或变性会刺激神经元并减少毛细血管脑血流量，导致神经血管解耦联［36］。此外，大脑供氧减少，脑灌注障碍，可诱导周细胞从微血管壁迁移，导致BBB 功能障碍和神经变性［37］。

研究显示［38］，脑卒中后，针刺可激活PDGF－p/PDGFR－B信号通路，诱导周细胞增殖和蓄积，促进血管新生；同时针刺还可促进周细胞下调促炎因子释放，促进抗炎因子的分泌，缓解脑卒中后神经免疫反应，抑制脑损伤。

2.2.4 基底膜

基底膜（BM）位于循环系统和中枢神经系统的交界面，是一种独特形式的细胞外基质（ECM），主要由Ⅳ型胶原蛋白、层连蛋白和蛋白多糖等ECM 蛋白组成，具有结构支持、细胞锚定和信号转导等功能。对于调节BBB的完整性意义重大。从生物学意义上看，构成BM的这些ECM 蛋白主要由血脑屏障的内皮细胞、周细胞和星形胶质细胞合成，在脑卒中发生时，共同参与BBB通透性改变的病理过程［39－40］。

研究证实［41］，针刺可增加MCAO 大鼠再灌注梗死灶周围区域Ⅳ型胶原蛋白表达。此结果与针刺降低脑水含量和MMP－9 的作用结果完全吻合，随着针刺治疗时间增加，其作用效果更加显著，进而证明了针刺可通过抑制脑卒中后内源性MMP－9 的表达，减弱其降解作用，保护Ⅳ型胶原蛋白，进而维持基底膜对毛细血管的支持作用，降低BBB损伤。

2.3 抑制小胶质细胞过度活化

免疫炎症反应是导致脑卒中后继发性脑损伤的重要原因之一。其中小胶质细胞是先天免疫系统的主要组成部分，中枢神经系统中重要的固有免疫细胞，被认为是对急性脑损伤（包括脑出血）做出反应的第一个非神经细胞［42］，正常情况下，小胶质细胞处于静息状态，不表现其抗原提呈及吞噬功能，维持脑内环境稳定。脑卒中后，以炎症细胞动员和激活为特征的炎症反应立即触发，小胶质细胞被过度活化，而活化的小胶质细胞有M1 和M2 两种类型，一般认为，M1 型的小胶质细胞常释放多种抑制脑神经恢复的促炎因子，而M2 型小胶质细胞则可通过产生白细胞介素－10（IL－10）和血管内皮生长因子（VEGF）等发挥抗炎和促血管生成作用［43］。越来越多的证据表明，小胶质细胞激活对神经发生、血管生成和突触重塑也至关重要，促进脑卒中后神经功能恢复［44］。因而调控小胶质细胞的过度激活和极化，激发其正向作用可作为脑卒中后脑损伤的治疗靶点。

实验研究表明，针刺可提高脑卒中大鼠空间学习记忆能力，降低脑梗死面积，抑制小胶质细胞过度激活和IL－6、IL－1β、TNF－α 等促炎因子的释放，发挥脑保护作用［45］。在MCAO大鼠实验中，针刺内关、曲池穴能显著降低模型大鼠的神经体征评分和脑海马神经元死亡率，同时抑制小胶质细胞的活化及相关炎症因子表达，降低脑缺血组织Iba－1 含量［46］。林淑军等［47］在观察创伤性脑卒中大鼠时发现，针刺“百会”“水沟”“风府”透“哑门”、双侧“合谷”穴，能明显降低大鼠脑损伤和小胶质细胞活化程度，抑制NSE、Nogo－A 表达，进而抑制神经元糖酵解，促进神经突触再生和神经功能恢复。

2.4 减轻血管平滑肌细胞损伤

在中枢神经系统中，血管壁的平滑肌细胞在脑血流控制中起着关键作用，脑卒中后，血管平滑肌细胞（VSMC）异常增殖和迁移，导致病理性血管内膜增厚，管腔狭窄，加重脑损伤［48］。Rho相关激酶（ROCK）属于丝氨酸/苏氨酸激酶家族，是RhoA 的下游效应子，是多种细胞的功能调节剂，能促进肌动蛋白聚合和细胞骨架收缩，在RhoA 活化和抑制血管生成中发挥作用［49］。目前，相关研究已证实，ROCK 通路可介导细胞内氧化应激，诱导VSMC 增殖，参与脑基底动脉VSMC 的迁移活动［50］。此外，在体内和体外实验表明，抑制Rho/ROCK 通路可减轻神经元轴突变性，减弱脑损伤后神经细胞凋亡，促进神经功能恢复［51］。

研究认为，高血压、高血脂是脑卒中的重要诱因和危险因素，Rho 通路与高血压、高血脂造成的脑损害密切相关，针刺对其作用显著［52－53］。故采用针刺干预高血压、高脂血症模型大鼠，结果高血压针刺组大鼠脑细胞排列有序，RhoA、ROCK－1含量降低，坏死细胞数及局部间质水肿程度均明显低于对照组；高血脂针刺组大鼠，血脂TC、TG、LDL－C 含量较对照组明显降低，HDL－C 含量升高，血清NO 含量升高、ET－1 含量降低，RhoA、ROCK2 与MLCP 蛋白表达低。证实针刺可降低高血压、高血脂后相关因子和蛋白的表达，抑制其损伤作用，保护血管内皮细胞，对内皮功能恢复和抑制血管病理损伤具有明显优势，效果显著，进而降低脑卒中的发生和卒中后脑损害的进展，发挥脑保护作用。

3 小结与展望

综上所述，神经血管单元各组分间相互协调，共同作用，维持中枢神经系统内环境稳态。脑卒中后，脑组织供能不足，神经细胞代谢紊乱，触发凋亡和铁死亡等机制，Caspase－3、谷氨酸等释放，介导神经元变性。在血脑屏障中，脑卒中后兴奋性毒性作用，Rho 相关信号通路激活和MMP 释放，可诱导肌动蛋白聚合，破坏血管内皮细胞的细胞骨架结构，降解基底膜，导致BBB损伤。另外小胶质细胞过度活化和平滑肌细胞异常增殖和迁移也在脑卒中后神经血管单元损伤中发挥作用。

脑卒中发病机制复杂，是多细胞、多因素共同参与的结果。所以在治疗过程中，应从神经－细胞－血管整体（即神经血管单元）出发，寻求一种整体、高效的治疗手段。针刺在治疗脑卒中后继发性神经损伤中已经取得了较好的效果，其具体机制包括降低免疫炎性反应、抑制神经细胞凋亡和氧化应激、促进神经重塑和血管再生、保护血脑屏障等。同时针刺还可以调控以上机制相互协同作用，体现了针刺的有效性和多靶点性［54］。然而针刺研究也有其不足之处：①在针刺治疗脑卒中的现有研究中，多以动物实验为主，而临床过程中，脑卒中患者病情轻重不一，且发展迅速，针刺治疗手法和选穴也要随之变化，这些过程在动物模型中难以复刻和检验。②中医理论强调整体观念和辨证论治，针刺治疗时，更强调辨病选经、辨病选穴，此外还有不同的针刺、行针手法，这些因素都可左右治疗效果。因此，在接下来的研究中，应在现有的理论和机制研究基础上，加强针刺动态变化的研究，同时注重不同针刺手法、行针手法以及不同经络、穴位的作用差异研究，是否介导了其他或多重脑保护机制，寻找其共同点与侧重点，总结规律，为临床治疗脑卒中提供更加优化高效的方案。