杨妤, 郭晋言, 杨春△, 杜以宽

1广东医科大学干细胞与再生组织工程重点实验室(广东东莞 523000)； 2东莞市人民医院中心实验室(广东东莞 523059)

随着年龄的增长，慢性疾病的发病率越来越高[1]。近年来，老龄化现象越来越严重，神经退行性疾病的发病率也随之升高，其中最常见的疾病是阿尔茨海默病(Alzheimer′s disease，AD)[2-3]，调查显示，AD占总神经退行性疾病数量的50%～70%[4]。目前临床用药主要是以多奈哌齐为代表的乙酰胆碱酯酶抑制剂[5]和以美金刚[6]为代表的N-甲基-D-天门冬氨酸受体拮抗剂，但是，现有的AD发病机制研究长期没有得到突破，药物临床研究长期受困于β-样淀粉蛋白(amyloid β-protein，Aβ)和tau蛋白为主要研究方向的AD发病机制，临床难以研发出针对其特定机制的药物，导致药物治疗效果并不理想[7]。随着针刺疗法在AD的应用与发展，AD患者的预后有了很大的改善[8]且治疗过程具有安全性和有效性[9]。AD在中医上属于“呆病”范畴，其病机主要为痰瘀互结，痹阻脑络，所以祛痰化瘀成为重中之首。而现代医学认为AD的病机是机体代谢产物如Aβ的异常聚集，即病理性的代谢产物，是中医“痰瘀”理论的微观体现。近年来，研究发现针刺通过调节自噬对AD的发生与形成有着重要的影响，自噬能够降解和清除病理性代谢产物，其过程恰恰是中医“精化气”的微观表现，与中医祛痰化瘀的治病理念不谋而合[10]。本文就针刺对自噬蛋白与自噬通路的调控，自噬在AD的作用，针刺调控自噬治疗AD 3个方面综述如下。

1 针刺对自噬蛋白与自噬通路的调控

随着针刺研究的发展，针刺参与自噬蛋白与自噬通路的作用机制越来越明晰。针刺会对一些自噬相关蛋白的表达产生促进或抑制效果，其中微管相关蛋白1轻链3(LC3)[11]、Beclin-1[12]、p62[13]、UIK1[14]可直接受针刺调控进而调节自噬过程。高静等[15]研究显示针刺“金三针”头穴能够上调Beclin-1、LC3表达，促进海马神经元自噬，可提高胎儿宫内缺氧所致HIBD大鼠的运动能力和学习记忆能力。Wei等[16]研究发现针刺足三里(ST36)、神门(ST21)和三阴交(SP6)上调LC3 Ⅱ/LC3 Ⅰ和P62的表达，可以减轻自噬的抑制作用，从而改善胃动力。Dong等[17]研究发现电针雄性SD大鼠双侧足三里可上调p-ULK1/ULK1和LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ，促进线粒体自噬，从而可以调节脾胃和治疗脾虚。

然而针灸在调节自噬中起着双重作用，针刺不仅可以促进自噬去除病理产物，而且还可以抑制自噬抵抗不同疾病时期的细胞死亡。Huang等[18]的研究表明针刺干预可抑制自噬溶酶体数量的增加，减轻线粒体结构损伤，下调缺血脑区LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ的表达，调节Beclin 1的表达，促进P62的表达。谷婷等[19]研究表明电针“内关”“足三里”联合针刺“水沟”“百会”，可上调腺苷酸激活蛋白激酶(AMP-activated protein kinase，AMPK)、下调哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)和UIK1的表达来抑制创伤区皮质神经元自噬的过度活化，进而发挥脑保护作用。刘通等[20]研究表明电针可通过上调Beclin-1表达，改善细胞的过度自噬，从而改善肌卫星细胞的营养不良环境，促进其增殖。

另有研究发现，针刺除可调节自噬相关蛋白的调节外，由于自噬发生过程涉及到了多个信号通路[21]，mTOR相关信号通路PI3K/AKT/mTOR[22]、AMPK/mTOR[23]等信号通路也是其中研究明确的可用针刺调控自噬的信号通路。张毅敏等[24]研究表明针刺刺激不同的腧穴能够上调PI3K/Akt/mTOR信号通路相关基因和蛋白表达水平，对治疗卵巢早衰具有一定的优势。Huang等[18]的研究还表明，针灸可以在不同时间(早期下调和后期上调)调节PI3K-AKT-mTOR信号和激活AMPK-mTOR-UNC51-like kinase-1信号，以减轻脑缺血性损伤。李茜等[25]研究表明针刺能够激活AMPK，介导mTOR发挥其调节作用，进一步影响细胞自噬的发生，进而参与调控瘦素抵抗。此外，Tian等[26]的研究发现，机械刺激阳陵泉(GB34)促进了自噬清除α-突触核蛋白(α-syn)，在不依赖mTOR的基础上激活自噬溶酶体通路(ALP)，从而改善了PD小鼠行为水平上运动功能。针刺与化学mTOR抑制剂雷帕霉素具有相似的α-syn清除和治疗效果，不同的是，雷帕霉素采用明显不同的mTOR依赖的自噬诱导过程，因此针刺可以规避雷帕霉素治疗的不良反应。总而言之，针刺可通过直接上调或者下调自噬相关蛋白的表达和自噬相关信号通路进而促进或抑制自噬过程(图1)，提示针刺与自噬可能存在着潜在的相互联系。

图1 针刺对自噬蛋白和自噬通路的调控图

2 自噬在AD的作用

自噬可以分为3种不同方式：巨自噬、微自噬和伴侣依赖性自噬。而在AD中起主要作用的是巨自噬(即自噬)，包括自噬前体包裹吞噬物形成自噬体、自噬体与溶酶体融合成自噬溶酶体、自噬体内容物被溶酶体降解3个过程[27]。研究表明AD的发病机制可能涉及多种因素，主要包括Aβ的过度积累，tau蛋白过度磷酸化形成神经原纤维缠结(neurofibrillary tangles，NFTs)等。

基于自噬的研究发现，自噬是重要的调节因子，有提呈抗原[28]、清除错误折叠的蛋白质[29]等功能。在AD中，自噬在Aβ和tau聚集体的处理中发挥着关键作用。另外自噬可以通过mTOR相关信号通路来清除Aβ蛋白的异常沉积从而改善AD。赵娜等[30]研究发现运动可以激活PI3K/Akt/mTOR信号通路诱导细胞自噬的启动，使脑细胞能够快速的通过自噬系统来清除Aβ和过度磷酸化tau蛋白，进而起到预防和缓解AD的作用。张利达等[31]研究表明艾灸督脉可抑制PI3K/Akt/mTOR信号通路的异常激活，从而加速自噬清除APP/PSI双转基因AD小鼠脑内的Aβ1-42蛋白异常沉积。也就是说，自噬可以通过PI3K/Akt/mTOR信号通路激活自噬系统来清除Aβ的异常沉积。

自噬相关蛋白的调节也是自噬清除Aβ改善AD的一种方式。Wei等[32]研究表明，雌激素受体β(ERβ)通过哺乳动物自噬相关蛋白7(autophagy-related protein 1，Atg7)诱导的自噬在细胞外降解Aβ，可能对人类神经母细胞瘤SH-SY5Y系细胞具有神经保护作用，并为未来治疗AD产生了新的机制。Wani等[33]研究证明阿尔博辛毒素通过上调原代神经元细胞中BECN1/Beclin 1、ATG5和ATG7的水平诱导自噬，可以帮助不同类型的脑细胞清除Aβ，从而改善AD。Luo等[34]研究发现PPARA激动剂通过上调自噬相关蛋白Beclin 1和LC3B-Ⅱ：LC3B-Ⅰ，下调SQSTM1的水平诱导自噬，使APP/PSEN1转基因小鼠的海马和皮质组织中可溶性Aβ的量显著降低从而改善AD。

Aβ和过度磷酸化的tau蛋白(p-tau)诱导的缺陷自噬和线粒体自噬是AD发病机制中的突出事件[35]。Esteves等[36]发现alpha-synuclein低聚体(ASYN)的积累会使线粒体动力学失衡，从而进一步损害自噬。由于在所有中枢神经系统(CNS)细胞中都存在致病突变，非神经元细胞很可能导致了疾病的发生和进展。Strohm等[37]的研究表明神经胶质细胞通过自噬机制改善患者认知功能和疾病。Schmukler等[38]研究进一步表明自噬介导神经毒性物质和受损细胞器的降解，而受损的自噬可能导致蛋白质聚集物的积累。大脑中错误折叠的蛋白质积累和异常的炎症介质水平可以触发AD，Bostanciklioglu[39]发现炎症介质可以破坏对错误折叠蛋白的清除，治疗炎症和恢复自噬介质可以改善AD。Shin等[40]研究表明TMED10(跨膜p24转运蛋白10)通过抑制ATG4B(自噬相关基因4B半胱氨酸肽酶)负性调控自噬。Kuang等[41]研究显示AD病理与自噬之间似乎存在双向关系，Aβ和Tau可引起自噬功能障碍，正常自噬促进Aβ和Tau的清除。通过自噬调节TFEB、miRNAs、Beclin-1、早衰蛋白和Nrf2AD等相关基因和蛋白治疗AD，为临床治疗AD提供理论依据。

以上研究表明，由Aβ沉积和P-tau为代表的病因引起的AD的发病过程中，可能受自噬相关信号通路的影响参与负性调控(图2)。

图2 自噬在AD的作用

3 针刺调控自噬治疗AD

中医认为针刺穴位的选取与AD的治疗息息相关。针刺通过刺激特定的腧穴，可能产生不同程度的自噬来治疗AD。于臻等[42]运用网络技术探讨现代临床针灸治疗AD的选穴规律，关键穴位百会、四神聪、风池、印堂、神门、神庭、足三里、丰隆和太冲。Yu等[43]的研究脑成像技术如功能性磁共振成像和正电子发射断层成像，动态、可视化、客观地评估大脑对针灸的反应，通过针刺百会、神门、足三里、内关和太溪验证了针灸对AD反应的神经机制，并且提供了神经影像学证据。

越来越多的研究表明，针刺能够通过直接调控自噬相关蛋白从而改善AD。Gou等[44]研究表明针刺提高LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值和自噬相关蛋白Beclin-1的表达，能够促进Aβ降解从而改善学习记忆。孔莹等[45]对8周龄AD模型大鼠进行针刺“百会”穴治疗后发现Beclin-1、LC3-Ⅱ蛋白表达上调，说明针刺百会穴治疗AD的机制之一可能是提高自噬相关蛋白Beclin-1和LC3-Ⅱ的表达。裴亚妮等[46]选用4月龄APP/PS1双转基因小鼠进行电针“涌泉”、“百会”干预后发现LC3-Ⅱ/LC3比值增高，进而推断出电针对早期AD小鼠的自噬可能有激活作用。易显富等[47]对4月龄模型大鼠进行电针双侧的“肾俞”和“内关”，以及“大椎”发现，电针可上调Beclin-1蛋白表达，通过自噬在一定程度上改善了痴呆大鼠的记忆功能障碍。高杨等[48]通过研究电针涌泉、百会对7月龄APP/PS1转基因小鼠的调节作用发现通过电针调节可降低LC3-Ⅱ水平，增强P62表达，认为电针可抑制自噬水平进而改善中期AD小鼠学习和记忆能力。朱青春等[49]研究认为改善AD的机制可能是通过电针“百会”“涌泉”穴提高了Beclin 1蛋白的表达，增强了自噬活性以及对抗β淀粉样蛋白诱导的神经元凋亡。此外，针刺还能通过调控自噬相关通路进而改善AD。O′Neill等[50]调查发现，AD与PI3K/AKT/mTOR通路异常激活有关。AD个体神经元中PI3K/AKT/mTOR信号的异常持续激活是该疾病的早期特征。总而言之，自噬蛋白与自噬相关通路是针刺治疗AD中的潜在靶点，这为针刺治疗AD提供了一个全新的视野。

4 展望

近年来，针刺疗法在调控自噬蛋白和自噬通路方面的研究越来越多，自噬在治疗AD方面的相关机制研究也取得了一些进展。本文对针刺调控LC3Ⅱ、Beclin-1、p62等自噬蛋白和PI3K/AKT/mTOR、AMPK/mTOR等信号通路的作用进行综述，总结了自噬可清除Aβ蛋白、减少tau蛋白的过度磷酸化、也可抑制神经性炎性反应等改善AD，推论针刺可能通过自噬改善AD，但其在参与自噬改善AD机制方面仍缺少直接可靠的证明证据。该机制尚有待未来基于AD模型来探索针刺与自噬方面的研究工作和基于临床试验的前瞻性队列研究来进一步阐明。而明确针刺调控自噬的相关机制，对于临床合理推广针刺治疗AD具有重要的价值。