針灸治療非遺忘型輕度認知功能障礙的治療機制研究進展

胡晨芳 許 瓊 吳煥淦, 李 璟 王照欽 祁 琴 鐘 蕊 劉慧榮, 李昆珊, 吳璐一,

(1 上海中醫(yī)藥大學附屬岳陽中西醫(yī)結合醫(yī)院，上海，200437； 2 上海市針灸經(jīng)絡研究所，上海，200030； 3 上海中醫(yī)藥大學，上海，201203)

輕度認知功能障礙(Mild Cognitive Impairment，MCI)是一種介于無癥狀期與癡呆期之間的中間臨床狀態(tài)。非遺忘型輕度認知功能障礙(Non-Amnestic Mild Cognitive Impairment，na-MCI)以記憶力相對保留，單個或多個非記憶域損害為主要癥狀，屬于廣義的MCI，涵蓋多種認知損害，是多種非阿爾茨海默病癡呆的前期表現(xiàn)[1]。帕金森病、腦血管病、內(nèi)分泌性疾病以及抑郁等多種疾病均可導致na-MCI的發(fā)生[2]。

na-MCI轉變?yōu)榘V呆的發(fā)病率為8.5/100人年，絕對風險為36.2%[3]。當患者罹患癡呆將失去最佳的治療時機，不僅危及認知功能障礙的患者的身心健康，還會對家庭和社會造成沉重的經(jīng)濟負擔。na-MCI的治療以膽堿酯酶抑制劑、鈣離子拮抗劑及抗氧化劑等藥物治療為主，但目前尚且缺少治療na-MCI或防止na-MCI向癡呆轉化的高質量的藥理學證據(jù)支持。針灸在治療帕金森病、腦血管病、內(nèi)分泌性疾病所致認知功能障礙方面具有較好的療效，且具有安全性好，不良反應較少等優(yōu)勢[4]。本文通過對針灸治療帕金森病、糖尿病、腦卒中等疾病所致MCI的實驗研究進行總結，希望更好地為針灸治療na-MCI提供理論依據(jù)，指導臨床應用。

1 帕金森病所致MCI

認知功能障礙是帕金森病常見的非運動癥狀，主要表現(xiàn)為執(zhí)行功能、注意力以及視空間能力等下降，并隨疾病進展加重。帕金森病所致MCI(Parkinson Disease with Mild Cognitive Impairment，PD-MCI)發(fā)病機制尚不明確，已有的研究顯示，PD-MCI與黑質紋狀體多巴胺能不足、膽堿能神經(jīng)元變性、神經(jīng)炎癥反應、神經(jīng)遞質改變、中腦和海馬等部位的乙酰膽堿受體減少以及α-突觸核蛋白(α-synuclein，α-syn)沉積等多種因素相關[5-7]，各環(huán)節(jié)相互作用又進一步加劇了神經(jīng)破壞，導致認知功能障礙的發(fā)生。

1.1 針灸對多巴胺能的保護作用 多巴胺能神經(jīng)不僅調(diào)控錐體外系，具有運動作用，還參與調(diào)控低級、高級認知功能的調(diào)控[8]。臨床研究表明在帕金森病早期階段，多巴胺能神經(jīng)元的活動與執(zhí)行功能有密切關系。黑質-紋狀體多巴胺神經(jīng)通路是多巴胺神經(jīng)系統(tǒng)中的上行通路之一，其多巴胺神經(jīng)胞體主要分布在黑質致密區(qū)，由神經(jīng)末梢支配紋狀體[5]。當黑質多巴胺能神經(jīng)選擇性死亡，支配的紋狀體多巴胺合成相對減少，從而導致該條通路的神經(jīng)功能下降，執(zhí)行功能受損。

馮琬迪等[9]通過針刺聯(lián)合美多芭的治療方法，觀察帕金森病模型小鼠腦內(nèi)的黑質酪氨酸羥化酶陽性神經(jīng)元(即多巴胺神經(jīng)元)數(shù)量與磷脂酰肌醇-3-激酶-蛋白激酶B途徑(Phosphatidylinositol-3-Kinase-Protein Kinase B，PI3K/PKB)信號通路中的下游靶基因PKB的表達水平，發(fā)現(xiàn)與單用美多芭相比，針藥結合可使多巴胺神經(jīng)元表達數(shù)量明顯升高，且在小鼠腦黑質、海馬區(qū)域均觀察到較強的PKB表達，提示針刺可提高美多芭敏感度，具有協(xié)同作用，其機制可能與促進啟動PI3K/PKB信號通路改善了神經(jīng)功能缺損有關。此外，有學者通過腹腔注射1-甲基-4苯基-1,2,3,6-四氫吡啶(1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine，MPTP)和單側黑質區(qū)注射1-甲基-4-苯基吡啶(1-methyl-4-phenylpyridinium，MPP+)2種方式制作帕金森病動物模型，并調(diào)整電針在造模前后的介入時間，結果顯示預處理和在疾病發(fā)生之后，電針干預都能使多巴胺含量增加，減輕多巴胺能神經(jīng)元變性，其機制可能通過激活PKB磷酸化，上調(diào)黑質中腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(Brain-Derived Neurotrophin Factor,BDNF)和B淋巴細胞瘤-2基因(B-cell lymphoma-2，Bcl-2)表達，從而起到減少細胞凋亡，使更多的多巴胺能神經(jīng)元存活[10]。

BDNF原肌球蛋白受體激酶B(Tyrosine Receptor Kinase B，TRKB)介導發(fā)揮神經(jīng)營養(yǎng)功能，可通過影響鈣離子流、抗自由基損傷、調(diào)節(jié)神經(jīng)元內(nèi)基因表達等途徑促進神經(jīng)再生[11]。有研究顯示，通過針刺可上調(diào)BDNF水平。王媛媛等[12]發(fā)現(xiàn)單獨針刺舞蹈震顫區(qū)或合用美多芭干預明顯增加了黑質內(nèi)BDNF的TRKB受體與其下游信號通路分子突觸后致密區(qū)95(Postsynaptic Density-95，PSD-95)的表達水平，而單獨應用美多芭不能在BDNF-TRKB信號通路和突觸信號整合發(fā)揮方面發(fā)揮神經(jīng)保護作用，提示針刺對上調(diào)TRKB受體從而影響B(tài)DNF保護腦損傷神經(jīng)具有重要的作用。有研究表明，電針可逆轉MPTP造模后導致的全長型TRKB受體和TRKB異構體(TRKB T1)的比例失調(diào)，上調(diào)下游信號磷酸化PKB、磷酸化絲裂原活化蛋白激酶1/2抗體，而在注射TRKB抑制劑后，多巴胺神經(jīng)元數(shù)量減少，BDNF表達水平下降并損害下游信號通路的激活，說明電針對神經(jīng)的保護作用可能是通過BDNF-TRKB信號通路實現(xiàn)的[13]。

1.2 針灸對中樞膽堿能系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用 中樞膽堿能系統(tǒng)在生物大腦的學習記憶中具有關鍵作用，由膽堿乙酰轉移酶(Choline Acetyl Transferase，CHAT)催化后合成的乙酰膽堿(Acetylcholine，ACh)是其神經(jīng)遞質，膽堿能神經(jīng)功能障礙可導致額葉損害。韓露等[14]對帕金森病模型大鼠進行電針干預，結果顯示相較于模型組，電針治療明顯改善大鼠學習能力，膽堿乙酰轉移酶(Choline Acetyltransferase，CHAT)活性提高和紋狀體海馬區(qū)CHAT纖維陽性表達數(shù)量增加。

1.3 針灸對神經(jīng)炎癥的抑制作用 神經(jīng)炎癥介質的釋放及免疫反應的產(chǎn)生參與調(diào)節(jié)神經(jīng)發(fā)生、突觸可塑性、神經(jīng)元的存活等過程從而影響認知功能[15]。高遷移率族蛋白1(High Mobility Group Protein Box 1，HMGB1)作為一種在廣泛分布于腦內(nèi)的核蛋白，其作用是激活靶細胞上的晚期糖基化終末產(chǎn)物受體和Toll樣受體4，啟動神經(jīng)炎癥反應，與認知功能障礙的發(fā)生密切有關[15]。電針可改善小鼠空間記憶能力，下調(diào)黑質區(qū)HMGB1表達，抑制腦組織神經(jīng)免疫炎癥反應[16]。白細胞介素-1β(Interleukin-1β，IL-1β)在中樞神經(jīng)和免疫系統(tǒng)相互作用的環(huán)節(jié)發(fā)揮關鍵信史的作用，高濃度IL-1β可以抑制神經(jīng)元的興奮性和突觸功能從而導致認知損害[17]。針刺可通過良性調(diào)節(jié)絲裂原激活蛋白激酶(Mitogen-Activation Protein Kinase，MAPK)/c-Jun氨基端激酶(c-Jun N-terminal Kinase,JNK)信號通路，使其活性底物磷酸化c-Jun在黑質區(qū)的表達降低，進而減少炎癥介質IL-1β表達[18]。

小膠質細胞是一類重要的神經(jīng)免疫細胞，參與先天免疫反應，但當小膠質細胞過度激活后，小膠質細胞會誘發(fā)炎癥反應,并釋放大量的神經(jīng)炎癥介質[19]。電針可以通過抑制膠質細胞活化，從而減少IL-1β與腫瘤壞死因子-α(Tumor Necrosis Factor-α，TNF-α)等炎癥介質的表達[20]。

1.4 針灸對α-syn的自噬調(diào)節(jié)作用 α-syn是PD-MCI的致病蛋白之一，其單體在病理因素刺激下錯誤折疊形成具有神經(jīng)毒性的寡聚體，擾亂細胞內(nèi)鈣離子穩(wěn)態(tài)，從而影響突觸可塑性[21]。而帕金森病癡呆患者具有更多樣的α-syn寡聚體形式[22]。在一項長達8年的隨訪研究中顯示α-syn可能與帕金森病所致的運動癥狀無明顯關聯(lián)，但與PD-MCI具有相關性，并且總α-syn濃度越高，患者的認知功能下降越快[23]。電針可有效清除中腦黑質中過多聚集的未折疊或者是錯誤折疊的α-syn，通過調(diào)控未折疊蛋白反應(Unfolded Protein Response，UPR)信號通路相關因子，減少內(nèi)質網(wǎng)應激反應[24]。

自噬是指在自噬相關基因的調(diào)控下，溶酶體對自身受損的細胞器和蛋白質的降解過程[25]。當自噬功能下降時，無法有效清除毒性蛋白，非正常構型的蛋白和多余的細胞器在受損神經(jīng)元積聚，影響軸突的運輸導致其功能障礙。大鼠經(jīng)注射魚藤酮后，黑質致密區(qū)磷酸化雷帕霉素靶蛋白(Mammalian Target of Rapamycin，p-mTOR)、磷酸化p70S6K(phosphorylated p70S6K，p-p70S6K)表達水平增加，過度激活了mTOR/p70S6K通路，自噬功能受到抑制，用灸法干預后可逆轉這些變化，增強自噬活性，促進清除α-syn[26]。針刺“陽陵泉”穴可上調(diào)帕金森病模型小鼠自噬水平，修復自噬-溶酶體通路，抑制α-syn在腦組織內(nèi)的累積，從而改善多巴胺能神經(jīng)損傷情況，并且這種調(diào)節(jié)不依賴于常規(guī)的mTOR通路，針刺可能相較雷帕霉素具有不良反應少、安全性高的優(yōu)點[27]。

1.5 針灸對神經(jīng)遞質的調(diào)節(jié)作用 多巴胺(Dopamine，DA)通過與多巴胺受體(Dopamine Receptor，DR)的結合實現(xiàn)其認知、情感、學習和記憶等多種生理功能，DR的減少與PD-MCI的認知損害嚴重程度相關，DR分為興奮性D1受體和抑制性D2受體[28]。多巴胺轉運蛋白(Dopamine Transporter，DAT)作為DA的轉運體，轉運突觸間隙中多余的DA，DA重攝取回多巴胺能神經(jīng)元內(nèi)，從而使胞外的多巴胺保持在較低的濃度水平上，以限制多巴胺受體的激活，起到調(diào)控神經(jīng)細胞間信息傳遞的作用。100 Hz高頻電針刺激明顯改善用6-羥多巴胺單側注射誘導的帕金森病動物模型腦內(nèi)D1受體和DAT的表達水平，提示電針可能同時作用于突觸前后，改善紋狀體中DA的不足[29]。

2 糖尿病所致MCI

糖尿病除了可以并發(fā)心血管、周圍神經(jīng)、腎臟、眼底等多臟器慢性損傷之外，由于血糖控制不良、胰島素水平、血管病變等因素互相作用還可通過晚期糖基化終產(chǎn)物、氧化應激、自噬以及炎癥反應等途徑誘發(fā)或加重認知功能障礙[31-33]。

2.1 針灸對血糖的調(diào)節(jié)作用 高血糖與糖尿病認知功能障礙的發(fā)生具有密切相關性，其毒性作用可使腦微血管數(shù)目減少，造成缺血缺氧性腦損害，或直接作用于血管壁，引起內(nèi)皮細胞功能紊亂，形成斑塊或血栓；此外由于線粒體功能紊亂，引起神經(jīng)細胞凋亡，均可損害認知功能[34]。電針“百會”“腎俞”“足三里”穴位可改善1型糖尿病模型大鼠的高血糖和低胰島素狀態(tài)，增加海馬CA1區(qū)樹突棘密度[35]。

在高血糖刺激下可產(chǎn)生IL-1β、TNF-α以及C反應蛋白等多種炎癥介質，其分泌異?？墒箍寡仔盘栟D導通路出現(xiàn)不同程度的功能紊亂，通過調(diào)節(jié)神經(jīng)可塑性、增加血腦屏障通透性等機制[36-37]，進一步導致認知功能障礙。袁愛紅等[38]通過高糖高脂飲食小劑量鏈脲佐菌素(Streptozotocin,STZ)誘導并通過Morris水迷宮實驗篩選建立2型糖尿病合并認知功能障礙模型小鼠，經(jīng)過電針“足三里”“內(nèi)庭”“胰俞”穴的4周干預，與模型組相比，電針干預使大鼠海馬及前額葉皮質IL-6、IL-1β、TNF-α表達明顯降低，其作用機制可能與降低p38 MARK和STAT3信號轉導通路的活性相關。

2.2 針灸對海馬突觸可塑性的影響作用 海馬體是與學習和記憶相關的重要腦區(qū)，海馬神經(jīng)元間的突觸聯(lián)系以及可塑性是學習記憶的基礎[39]。囊泡谷氨酸轉運體-1主要在海馬中表達，決定了腦中谷氨酸裝載進入突觸囊泡內(nèi)的數(shù)量，從而影響神經(jīng)突觸可塑性。長時程增強(Long-Term Potential，LTP)是指突觸傳遞的效力在腦組織在受到適宜電刺激后一定程度上的增加，是突觸可塑性變化的重要方面，也是學習和記憶的重要神經(jīng)機制。而電針可調(diào)節(jié)海馬齒狀回LTP、神經(jīng)生長營養(yǎng)因子前體(Pro Nerve Growth Factor，pro-NGF)水平，減少細胞凋亡，改善認知功能，其作用機制可能與上調(diào)海馬中囊泡谷氨酸轉運體-1、膽堿能神經(jīng)M1受體表達水平相關[40]。

3 腦卒中所致MCI

從行為學層面分析，針刺后腦卒中大鼠跨越平臺次數(shù)較多，進入隱藏區(qū)的潛伏期縮短，增加記憶持續(xù)時間，針刺具有改善大鼠空間學習記憶的作用。經(jīng)電鏡觀察，電針可減輕神經(jīng)細胞腫脹、線粒體嵴斷裂，使胞漿內(nèi)細胞器保持結構完整性[41]。在細胞電生理水平，在腦組織損傷后海馬神經(jīng)元腺苷三磷酸敏感性鉀通道(ATP-Sensitive Potassium Channel,KATP)開放活動水平升高，而針灸可使其水平降低并趨向于正常水平，減少神經(jīng)元損傷和退變[42]。

3.1 針灸對自噬的調(diào)節(jié)作用 在自噬調(diào)節(jié)網(wǎng)絡中，微管相關蛋白輕鏈3(Light Chain 3，LC3)作為自噬的標志性蛋白，反映自噬過程的活躍程度，Beclin-1基因在自噬的啟動中起著至關重要的調(diào)節(jié)作用。在缺血再灌注的病理情況下，電針“神庭”“百會”穴可顯著改善神經(jīng)功能缺損評分，上調(diào)大鼠海馬及皮質區(qū)LC3和Beclin-1的表達水平[43]。在由組蛋白H4賴氨酸16乙酰化(Histone H4 Lysine 16 Acetylation，H4K16ac)介導的自噬中，電針通過平衡沉默信息調(diào)節(jié)因子1(Silence Information Regulator 1，SIRT-1)和hMOF對組蛋白的翻譯后修飾的調(diào)節(jié)作用，提高自噬水平[44]。

3.2 針灸對神經(jīng)元的保護作用 進一步的觀察發(fā)現(xiàn)，在腦卒中所致MCI的各個階段針灸均對神經(jīng)元保護作用。電針預處理可通過激活mTOR蛋白，減輕海馬CA1區(qū)神經(jīng)元變性，減少凋亡神經(jīng)元數(shù)量[45]。在卒中事件發(fā)生后，及早介入針灸治療可能更有利于學習記憶能力的恢復。有研究顯示，針刺“大椎”“百會”穴治療MACO模型大鼠，分別在腦缺血再灌注后24 h、72 h觀察海馬神經(jīng)珠蛋白(Neuroglobin，Ngb)的表達，發(fā)現(xiàn)針刺對上調(diào)Ngb表達的效應24 h強于72 h[46]。

4 其他

術后認知功能障礙(Postoperative Cognitive Dysfunction，POCD)是麻醉術后發(fā)生的一種常見認知功能障礙，多見于老年患者。徐青果等[47]發(fā)現(xiàn)，手術創(chuàng)傷后海馬組織中缺氧誘導因子-1α表達上升，電針“四關”穴能明顯下調(diào)該表達，抑制神經(jīng)細胞凋亡。電針預處理“百會”“大椎”穴通過降低氧化應激水平改善老齡POCD小鼠的術后認知功能[48]。

除術后認知功能障礙，針灸還可應用于慢性三叉神經(jīng)痛(Trigeminal Neuralgia，TN)所致認知損害。通過眼鏡蛇蛇毒左側眶下神經(jīng)注射建立TN模型，電針組和普瑞巴林組都具有良好的鎮(zhèn)痛作用，但電針組可明顯改善認知功能，其機制可能與提高海拔神經(jīng)元突觸傳遞效率和空泡化變性相關[49]。

一項臨床研究顯示，電針刺激三叉神經(jīng)加體針治療乳腺癌患者化療所致認知功能障礙可提高工作記憶能力和整體認知表現(xiàn)[50]。

5 小結

綜上所述，通過大量實驗研究，證實了對于帕金森病、糖尿病、腦卒中等疾病所致MCI，針灸可通過激活抗凋亡和細胞存活通路、提高自噬水平、減輕神經(jīng)炎癥反應與改變突觸結構功能等多種途徑，促進神經(jīng)功能重構、提高神經(jīng)可塑性、調(diào)控生物活性物質，在不同程度上明顯改善神經(jīng)功能缺損評分和行為學表現(xiàn)。針灸多靶點改善認知的作用體現(xiàn)了中醫(yī)的整體觀念，各個組成部分在功能上相互協(xié)調(diào)，在病理上相互影響。

6 討論

有學者提出MCI不應僅僅止步于一種正常與癡呆的中間狀態(tài)，更應把它視作是一種認知狀態(tài)的先兆。研究表明，MCI不僅僅是癡呆發(fā)生的潛在標志，MCI患者還具有更高患憂郁、焦慮障礙的風險[51]。改善學習、記憶、注意及表達等方面的認知功能對改善患者生命質量、延緩疾病進展、緩解經(jīng)濟壓力具有非常積極的意義[52]。

然而針刺治療MCI的確切機制尚不系統(tǒng)，潛在的分子作用機制還需要進一步深入研究；針灸在MCI相關疾病的應用范圍較為狹窄，針灸對路易體病、抑郁癥以及肝腎功能不全等疾病所致MCI可有更大的應用前景；未建立統(tǒng)一的不同疾病所致MCI動物模型標準，導致實驗可重復性差；神經(jīng)影像學、神經(jīng)電生理學等交叉學科在研究中的綜合應用較少等問題還需要更多的研究和探索。