从微血管周细胞解析络脉功能的研究思路探讨*

苑晓晨综述 武清斌 修瑞娟审校

中医药以其在哲学思想指导下的“天人相应”及各脏腑之整体观念、辨证论治，为中华民族繁衍生息和世界文明的发展做出了巨大贡献。络脉是重要理论基础之一，经过历代医家的反复临床实践，其理论体系日渐完善。现代医学越来越重视其机制研究，取得了丰硕的成果，如王永炎院士和吴以岭院士[1-3]。探索络脉理论的生物学基础及其在疾病的作用，不仅可以揭示以“通络”为指导思想的治疗方法发挥疗效的途径，为治疗络脉相关疾病提供思路，更重要的是可以在中医理论指导下，使用科学技术手段，加强对络脉相关疾病的现代机制认识和研究。

1 中医络脉理论的特征

络脉最早见于《黄帝内经》。《灵枢·脉度》言：“经脉为里，支而横者为络，络之别者为孙”。络脉由经脉分出后发出分支，逐级变细，内散于脏腑，外布于肌表。络脉有广义、狭义之分。广义之络包含“经络”之络与“脉络”之络。经络之络是对经脉分支部分的统称；脉络之络系指血脉的分支部分，脉络在《灵枢》亦称血络。狭义之络仅指经络的络脉部分。络脉有气络、血络之分，在运行气血上，气络与血络相伴而行，共同构成气血运行的载体[4]。

络脉缠绊互牵，犹如网络，沟通机体内外，保障脏腑气血灌注，成为协调机体内外环境和维持机体内稳态的重要结构。其发挥着调和机体脏腑阴阳的功能。修瑞娟[5]在世界微循环大会上的题为“微循环与中医药”的主报告中指出，微循环与中医理论中的“经络”、“血脉”有着相似之处。当代学者进一步认为，络脉的网络层次主要涵盖了现代医学的血管和神经。血络与微循环非常相似，气络与神经内分泌免疫网络具有高度相关性[2，6]。

络脉理论体现了古人对体内物质运输、脏器之间沟通联系方式的理解和探索，符合人类“格物致知”探求事物本质的发展规律，与现代医学的微循环、微环境、精准医学的理论相契合。络脉理论为以中医整体观念为指导，结合现代医学的微循环学、心理学、神经生物学、内分泌学、免疫学和分子生物学等方法对疾病进行研究提供了基础。

免疫系统是覆盖全身的防卫网络。免疫细胞和物质通过循环系统被运输，清除入侵的抗原和异体细胞，并监视和清理机体变异细胞。免疫系统在神经系统的调节下和循环系统的协助下工作，同时也反作用于神经系统，影响神经系统的功能和发育[9]。内分泌系统是由内分泌腺和组织器官中的内分泌细胞组成的信息传递系统，它与神经系统密切联系，相互配合，共同调节机体的功能活动，维持内环境的稳定。随着内分泌和免疫学的发展，发现机体内越来越多的组织和细胞具有内分泌和免疫功能[10]。将内分泌和免疫引入络脉理论，进一步完善了络脉的现代内涵，正如古人对络脉所认知的那样“沟通内外表里，渗灌气血，濡养周身”，亦与古人对孙络的功能认知“溢奇邪，通营卫”相似。通过络脉对身体的整体调节，达到“阴平阳秘，精神乃治”的健康状态。

在情志因素的影响下，神经-内分泌-免疫-循环，四个系统各司其职，相互调节、相互制约，构成了一个复杂的网络，成为机体自我稳态的整合调控系统。如果将机体看成一个不断进行信息交换的开放系统，神经和血管对于信息的收集、处理和传递发挥着主要作用。神经-内分泌-免疫网络(Neuro-Endocrine-Immunity Network, NEI)通过神经肽、激素、细胞因子和共有的受体相互作用，在中枢神经系统的控制下，形成一个完整的调节环路[11]。而负责运输传递这些信息物质则主要是循环系统。此外循环系统也为其它三个系统提供物质交换、新陈代谢的平台即微循环。而且微循环的主要组成细胞，也具有内分泌和免疫功能，参与NEI的功能活动[12]。

如果以神经和循环系统为经线，内分泌和免疫系统为纬线，则可以编织一张经纬交汇融合的网络。中医的络脉与这个经纬系统相似。这个经纬系统体现了精神与物质的相互影响，组织细胞之间通过互递信息，相互协调，实现“灌渗血气、交通营卫”的生理功能。经纬系统中发挥推动、温煦、防御、固摄和变化作用的物质结构，主要属于气络；而发挥营养和滋润作用的物质结构，主要属于血络。经纬系统作为一个功能单元，强调了细胞之间、细胞与基质之间的相互作用和动态平衡，也就是中医理论中“阴平阳秘”、“阴阳平衡”的机体健康状态。经纬相关物质结构构成了细胞生存的微环境，对细胞的存活和功能的发挥具有重要影响。由此可以看出，“神经-内分泌-免疫-微循环网络(Neuro-Endocrine-Immunity-Microcirculation, NEIM)”紊乱，会引起组织细胞微环境的改变，从而导致细胞功能的缺失和疾病的产生，这亦或等同于中医理论中“阴阳失调”甚至“阴阳离绝”的病理状态。

2 周细胞的中医理论特色

微循环是循环系统最末梢的部分。血液循环最根本的功能，即血液与组织之间的物质交换。19世纪，法国研究人员查尔斯·玛丽·本杰明·鲁杰(Charles. Marie. Benjamin. Rouget)发现了一组与微血管相关的收缩细胞，最初以他的名字命名为鲁杰细胞(Rouget Cells)。20世纪，德国科学家卡尔·威廉·齐默尔曼(Karl. Wilhelm. Zimmermann)将这些细胞称为“周细胞”(Pericytes, PC)，因为它们的解剖位置位于血管周围。PC覆盖在微血管上，如前毛细血管小动脉、后毛细血管小静脉和毛细血管网[13]。PC嵌入基底膜(Basement Membrane, BM)并与内皮细胞相互作用调节BM的生成，通过旁分泌信号和物理接触与内皮细胞沟通[14]。以前认为PC仅仅是支持内皮细胞，维持血管稳定性。在过去的10年里，人们发现了PC的多种新功能，对其在疾病中发挥作用的认识更加深入[15]。笔者基于对PC的研究结果，在中医哲学思想的指导下，取相比类，发现PC具有一些中医理论“阴阳”、“化”、“调和”特色的表型。PC作为微血管的枢机，其功能和形态的变化体现着阴阳的平衡制约与转化。PC亦可能是使经络系统产生双相调节作用物质基础之一。

2.1 “阴阳”

分布在微血管网的PC表型变化具有阴阳特色。以脑组织为例，前毛细血管小动脉的PC有两种类型，靠近小动脉的PC如环状，靠近毛细血管的PC形态如网状。毛细血管床中的PC通常表现出以螺旋状扭曲的单股或成对的突起跨越微血管的形态。随着毛细血管变成毛细血管后小静脉，网状PC再次普遍出现，但是分布密度比小动脉要低，最终过度到星状平滑肌细胞[16]。如果将动脉比作“阳”，静脉比作“阴”，微血管网便是“阴阳交汇”之处。PC在微血管系统上的分布状态具有连续性和变化性，体现着中医理论中“阴阳”之互根互用，互相转化的特点。

2月25日，江西省教育厅制定了江西省学校（幼儿园）食堂经营管理“十必须”和食品采购管理“十不准”，以规范学校（含幼儿园）食品经营行为，把好食品入口关，防控群体性食源性疾患。其中“十必须”规定，食堂管理必须实行校长（园长）负责制；农村义务教育学校食堂必须自办，严禁外包；学校必须建立食物中毒或其他食源性疾患等突发事件应急处理方案等。“十不准”规定，不准向无许可资质的食品生产经营者采购食品原料、半成品和成品，不准向企业以外的食品生产经营者订购食品；不准向中小学生、幼儿制售生食类、冷食类（不含水果）食品和裱花蛋糕等。

2.2 “化”

2.2.1 调整血流量变化:以往认为微循环的血流量是在小动脉水平上调节的，PC是否具有改变血管直径的能力一直是争论的焦点。但是PC收缩性得到了多种证据的支持，发现其能够在血管活性介质和生理刺激下收缩或扩张。PC在血管中的比例可能随组织、物种和发育阶段以及动静脉轴而变化[17]。

2.2.2 调整微血管屏障:单层内皮细胞是血液与组织之间的一道屏障，影响着物质的运输和免疫细胞的迁移。PC通过控制紧密连接蛋白和粘附蛋白的表达和排列，以及分子在内皮中的转运，在调节血管通透性方面发挥着重要作用[18]。PC的缺失会导致屏障破坏和血管通透性增强[19]。

2.2.3 位置的变化:PC具有迁移能力。当感染、损伤和肿瘤发生时，往往伴随着血管新生。在这个过程中，PC首先会与内皮细胞分离，内皮发芽生成新的血管，之后PC又会回到新生血管内皮周围，发挥稳固内皮细胞的作用[20]。当局部存在应激反应时，PC也会从毛细管脱离，到达损伤部位参与纤维化的形成，而丢失PC的微血管会处于失稳态，发生功能障碍[21]。

2.2.4 表型的变化：PC和间充质干细胞(Mesenchymal Stem Cells, MSCs)在表型和基因表达方面存在相似性，表明PC可能是MSC的来源[22]。未离开血管的PC是静止的多能干细胞。在被激活、迁移和增殖后，它们会进行功能和表型的调整和适应，产生不同的多能干祖细胞。随着分化的继续，祖细胞失去多能性，变成单能干细胞[23，24]。其上述特征与中医中的“化”，即时间、空间、量与质的变化与转化的含义有相似之处。

2.3 “调和”

平衡是机体免疫力的最佳状态，而PC具有免疫调节功能，可以对微环境的免疫状态进行调节。PC能对一系列促炎刺激作出反应，并能表达功能性模式识别受体，感应不同类型的危险，导致先天性免疫反应的发生。PC不仅分泌多种趋化因子，而且可以表达粘附分子，参与免疫细胞跨内皮屏障转运的调控。除了在先天免疫中起作用外，还参与适应性免疫。PC可以激活或抑制淋巴细胞，作为肿瘤微环境的组成部分，调节抗肿瘤免疫应答。此外PC自身也具有吞噬清理的功能[25]。

PC由于所在位置和结构的特殊性，其功能也较复杂。微循环的一侧是血液中的各种物质，包括营养物质、代谢废物、细胞因子、免疫细胞和微生物等，另一侧是组织细胞和分泌的物质。在组织信息和血液信息之间，PC通过改变自身的表型和位置，发挥着重要的调和的作用。PC是否属于中医理论中的调和营卫阴阳，值得深入探讨。

3 PC在络脉相关疾病中的作用

科学研究的进展为揭示PC在络脉中的内涵提供了依据。如前所述，络脉如同一个“神经-内分泌-免疫-微循环”经纬交织而成的网络。PC是微血管调控核心细胞，既能接受神经递质的调节，同时也具备内分泌和免疫调节作用，是研究络脉现代内涵的一个很好的切入点,并且在多种疾病中发挥着重要作用。

3.1 癌症

癌症是严重威胁人类健康的疾病。癌症发生是多因素、多基因共同参与的结果。应激通过激活下丘脑-垂体-肾上腺轴促进免疫耐受，降低免疫细胞对肿瘤的免疫监视。同时，交感神经系统的激活通过支配肿瘤发生器官的交感神经末梢和间接通过肝脏和脂肪组织引起肿瘤细胞和肿瘤微环境(Tumor Microenvironment, TME)的变化[26]。从络脉学说的角度去阐释，肿瘤的发生是由于正气亏虚，气滞血停，痰湿凝聚，精微不布，积成“癌毒”，随着络脉循行，遍及全身[27]。

TME由癌症相关成纤维细胞、神经内分泌细胞、脂肪细胞、免疫细胞、血管和淋巴管网络、细胞外基质(Extracellular Matrix, ECM)和其它物理化学因素组成。PC是TME的组成部分之一，对肿瘤的生长转移有积极和消极双重影响。肿瘤血管系统通常表现为扭曲、过度分支，血管结构受损和血管渗漏增加。一方面，PC更松散地附着在内皮细胞上，细胞质突起侵入肿瘤间质。它们作为免疫细胞外渗的物理屏障，分泌细胞因子和ECM分子，影响免疫炎症反应。另一方面，PC通过参与血管生成间接促进肿瘤生长，并通过附着在微血管周围调节血管的通透性，影响肿瘤细胞的转移。而脱离微血管的PC则可能分化成为其它细胞(脂肪细胞或癌相关成纤维细胞)促进肿瘤的发展和转移[28]。

3.2 糖尿病(Diabetes Mellitus, DM)

DM是以葡萄糖稳态受损为特征的代谢紊乱性疾病，绝大多数DM为T2DM。T2DM的特点是胰岛素抵抗(Insulin Resistance, IR)、高血糖和β细胞失代偿[29]。其中IR是T2DM病程进展的中心环节，与NEI网络异常有关[30]。T2DM会引起大血管和微血管损伤，导致心、脑、下肢等大血管并发症和肾脏、眼底等微血管并发症。中医学将DM归属于“消渴”的范畴论治，仝小林院士提出“糖络病”学说，提出DM常见的两大类型是“脾瘅”和“消瘅”，倡导应关注DM微血管和大血管的防治[31]。

NEI异常导致的慢性炎症反应对全身的微血管PC造成影响。PC与DM的发病机制和并发症的关系主要包括三方面，涉及胰腺、肌肉和其它脏器。中医“脾”的功能部分类似于现代医学的胰腺。胰腺PC在生理条件下对葡萄糖稳态和β细胞分泌胰岛素发挥了重要的调节作用。在DM中发现胰岛内PC的脱落和功能紊乱，其通过沉积胶原而导致胰腺纤维化，影响了胰岛的正常功能。“脾主四肢肌肉”，骨骼肌作为葡萄糖摄取的主要组织，在IR中发挥着主要作用。T2DM中骨骼肌的PC丰度降低，毛细血管BM增厚明显，残留的PC也出现超微结构异常，这些都可能加剧IR的发展。在视网膜、肾脏和外周神经系统中，DM造就的微环境影响着PC的表型：糖基化终产物会诱导PC的凋亡，刺激PC分泌纤维连接蛋白和Ⅳ型胶原造成微血管BM增厚；糖尿病视网膜PC丢失会造成微动脉瘤、微出血和神经组织梗死；肾脏的PC则参与了糖尿病肾病的纤维化；此外，PC作为干细胞的对组织损伤的修复能力也在DM造成的微环境中被损伤。

3.3 纤维化

纤维化是由ECM分子堆积而形成的过度瘢痕化。纤维化损害了正常的器官功能，是多种疾病发生和病人死亡的主要原因。成纤维反应与正常愈合反应机制基本相同，但是在瘢痕形成后，由于组织的继续损伤，引起了从支持性的良好的纤维化向不良微环境的转变。这种微环境使得产生ECM的细胞数量增加或变得过度活跃，形成过多的ECM，导致不良瘢痕形成。正常愈合反应限制了损伤的发展，其机制涉及局部血管、免疫、内分泌和神经介质的协调动员，是神经-内分泌-免疫-微循环共同参与的结果。当所有这些反应足以抵御损伤时，可溶性介质被降解，组织内稳态得以恢复[32]。在中医理论看来，这种现象属于阴阳气血调和，正气充足，驱邪外出的表现。而不良的瘢痕则可以看成气络血络失调，正气不足以驱邪，造成“久病入络”，正邪在络脉纠缠。

纤维增生性疾病涉及到皮肤、肌肉、肺脏、心血管系统、肝脏、胰腺、肾脏、脾脏、眼和中枢神经系统。肌成纤维细胞是调节组织纤维化的关键细胞。有多种证据表明PC是肌成纤维细胞的主要来源，在纤维化中发挥着重要的作用[33]。长期损伤形成炎症微环境，一方面使PC对局部血流调节失常，造成局部缺血缺氧；另一方面使PC向肌成纤维细胞转化，纤维化形成。从中医角度看，该机制与脏腑本虚标实、虚实错杂、血瘀脉阻、久病入络、癥瘕积聚形成的病因病机相似。PC在气络血络的关键位置上，具备调和阴阳的功能，在络病进展中发挥着重要作用。

3.4 神经血管单元(Neurovascular Unit, NVU)功能障碍

NVU包括神经元、星形胶质细胞、小胶质细胞、内皮细胞、PC、BM以及ECM。NVU的概念强调神经元、胶质细胞和血管之间相互联系及相互影响，将三者放在同一个微环境中进行研究。NVU的重要功能包括神经血管耦合调节血流量，并通过血脑/血脊髓屏障维持微中枢神经系统(Central Nervous System, CNS)中的免疫平衡及神经递质和激素水平，进而维持微环境稳态。NVU的正常是NEI协调统一的表现，而NEI的紊乱则会造成NVU的异常。NVU的异常参与多种神经系统疾病发生发展，包括阿尔茨海默病(Alzheimer Disease, AD)、中风、帕金森病和多发性硬化等疾病[34]。与其它组织相比，CNS中的PC密度在最高，其作用不容忽视。在NVU中，PC作为神经血管功能的整合者、协调者和效应者，在维持NVU的功能中起着重要作用。研究证实PC的功能与脑血流量、血脑屏障通透性、脑血管形成和维持以及神经炎症有关[35]。PC的功能异常与中枢神经系统疾病和脑血管疾病密切相关[36-38]。

PC在AD的发病过程中发挥关键作用。PC退行性改变导致神经血管解偶联和血脑屏障(Blood-Brain Barrier, BBB)的破坏，造成血液内有害物质在微环境中积累，引起继发性神经元损伤、退行性变和认知功能障碍。PC具有能够清除Aβ蛋白的能力，其丢失会使得Aβ蛋白在大脑中积聚。另外，Aβ蛋白会刺激周细胞收缩微血管，造成局部血供下降。

目前，对缺血性脑卒中的研究重心已经转移到了微血管[39]。PC在脑卒中里的作用有两个方面：一方面，PC对缺血损伤敏感，缺血后处于收缩状态。闭塞动脉再通后，PC仍然收缩，导致血流不能完全恢复，出现“无复流”现象；缺血后部分PC从微血管迁移离开，破坏了BBB的完整性，对卒中后组织存活产生不利影响。另一方面，在梗死周围组织中，PC与微血管分离，促进血管新生，而且其作为神经干细胞的来源，可能参与神经发生，从而对卒中预后产生积极影响[40]。

4 基于络脉理论，以PC为切入点挖掘疾病诊断和治疗方法

扶正祛邪是中医治疗疾病的主要原则，在这个原则的指导下，通过中医和西医的各种手段，以PC为切入点，对络脉形成的微环境进行调整，增强对其稳定有利的因素，消减对其干扰的不利诱因，恢复微环境自稳态，促进病体康复。

4.1 肿瘤

中医的治疗原则为“扶助培本，活血化瘀，抗癌解毒，辨证施治”。改变肿瘤微环境，提升络脉功能。针对PC分泌的对免疫细胞起抑制作用的因子，开发相应的提升微环境免疫力的药物；促进PC稳定血管的能力，有利于抗肿瘤药物更好的发挥作用；避免PC脱离血管分化成为促进肿瘤转移的细胞也是一种思路。

4.2 DM

DM络病的治疗分气络血络。病初在气络，多属于功能障碍，PC对微环境的调整功能受损；病久不愈，渐成痼结，出现络脉结构改变，PC脱离微血管，诱导血管新生或者参与纤维化，属于血络。为了防止引起并发症的PC脱落和功能障碍，治疗上可以通过减少刺激PC的炎症反应，维持PC覆盖率和提升其对微血管功能的保护作用。

4.3 纤维化

逆转纤维化的一般原则包括：停止慢性组织损伤；炎症通路失活和抗炎微环境的形成；肌成纤维细胞失活和消除；ECM降解。PC是多种器官纤维化模型中肌成纤维细胞的主要来源之一，可以利用现代医学技术将PC及其相关信号通路蛋白作为抗纤维化疗法的靶点。中医在“正气存内，邪不可干”的指导下，从调整络脉功能入手，使用扶正祛邪、活血化瘀、软坚散结等中医传统用药方法，与据现代药理表明具有调节免疫力、抗炎、抗凋亡等作用的中药相配伍，或可取得更加显著的疗效。

4.4 神经系统

NVU的损伤多伴有微血管的改变和PC的异常。血小板来源的生长因子受体β(Platelet-Derived Growth Factor Receptor β, PDGFRβ)是相对较为特异性的周细胞标志物，可溶性PDGFRβ的升高意味着的PC受损，作为早期微血管损伤指标，为临床介入提供依据。利用生物信息学和分子虚拟对接技术，挖掘可以使周细胞松弛的药物，从而改善微循环血供。PC具有干细胞的特性，移植PC为组织修复和再生提供了可能。我们的研究发现PC的外泌体对脊髓损伤具有治疗效果[41]。传统中医认为丹参为“活血化瘀，通络止痛”之要药。《本草纲目》中记载，其具有“活血，通心包络”之效。我们发现[42]丹参中的有效成分丹酚酸A可以通过抑制PC凋亡，发挥对高血压导致的脑部疾病的保护作用。因此将现代科学与中医药结合，创造适合PC生存的微环境，可以提升PC的治疗潜力。

此外，中医临床积累了多种具有活血通络功效的药物。调节PC功能，参与整合络脉网络信息，改善微环境，可能是通络药物发挥保护作用的重要环节。利用细胞和动物实验，进一步分析在通络药物干预下PC的变化特征和内在机制，将有助于对络脉功能的科学内涵予以诠释。

5 小 结

神经-内分泌-免疫-微循环构成的经纬系统，与中医络脉相似。精神、情志通过该系统发挥作用，与其它物理、化学和生物因素相结合，通过络脉构成了一个影响疾病发生发展的微环境，既符合生物-心理-社会医学模式，也符合中医“天人相应”的整体观。PC作为微血管上的核心调控细胞，以其自身所具备的多种功能，适应并参与微环境的调整。PC现象具有中医理论“阴阳”、“化”、“调和”等哲学特色，是中西医结合的一个切入点。

中医理论为现代医学的研究提供思路和线索，现代医学为中医的哲学思辨提供素材。心理学、神经学、内分泌、免疫学和微循环学是现代人们认知世界的科学手段，但是较为割裂，需要宏观指导；中医则以哲学思辨见长，但是需要精准的数据和准确的现象描述。中医西医互补，可以各取所长。

以中医哲学智慧及长期积累的临床实践经验为指导，将络脉理论与现代生物医学技术相结合，从“微循环调控核心单元-周细胞”的角度解析络脉功能及在病理生理过程中的作用，将有望对中医“病络”、“络病”理论做出补充，也为“通络”治疗的环节和靶点提供依据和思路。

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