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基于“肾脑相关”理论探讨miRNA与缺血性中风的相关性

2021-01-03刘倩菁向昱臻陈秀榕周卉乐祝美珍

中西医结合心脑血管病杂志 2021年20期
关键词:肾精中风缺血性

刘倩菁,向昱臻,俞 睿,陈秀榕,周卉乐,祝美珍

随着全球人口老龄化进程加快,在遗传因素与环境因素相互影响下,缺血性中风发病率呈逐年上升趋势。一项研究显示,基因变异性是导致缺血性中风中大脑动脉狭窄或闭塞危险因素之一[1]。非蛋白编码小分子RNA(miRNA)是参与调控基因表达、细胞周期等生命活动的非编码微小RNA,与缺血性中风的发生发展关系密切。有研究发现,miRNA广泛存在于肾脏等组织中,与“肾精”的物质基础高度类似[1]。现基于“肾脑相关”理论探讨miRNA与缺血性中风的相关性,从miRNA生物遗传学角度丰富中医对“肾精”认识,进一步拓宽缺血性中风相关中医证候和中医药防治的视野。

1 “肾脑相关”的理论渊源

在体内肾与脑通过经络联系上下相济,而肾精化生气血的物质功能与脑的精神情志活动有直接关系。从结构来看,《内经》记载:“督脉者,贯脊属肾,上入络脑”且肾经所络的膀胱经“上额交巅入络脑……入循膂络肾”,将肾与脑的联系以升降循行阐明;从物质来说,《内经》记载:“肾主骨生髓”,肾精化髓而上汇于脑,脑主元神掌脏腑活动,二者相需相用。

1.1 肾藏精生髓,奉滋脑神 《内经》记载:“肾主骨生髓”,肾藏精,精可生髓,髓藏于骨中,上充聚汇为脑,又称脑髓,故《医学入门》曰:“脑者,髓之海,诸髓皆属于脑……髓者肾主之”,由此可知,肾精中的先天之精是脑髓生成的物质基础。脑髓有依赖于后天水谷精微的补给,《灵枢·五癃津液论》曰:“五谷之精液和合而为膏者,内渗于骨空,补益脑髓”。《中国医药汇海》言:“人之才力均出于脑,而脑髓实由肾主之。人只知脑力足则才智精力从生,而不知所以生者在肾”,可见脑的“神明”是在肾精生髓、髓聚为脑的条件下形成的。脑髓内寓的元神,为生命活动的主宰,五脏六腑平衡的调节皆依赖于脑神;神、魂、意、魄、志之五志皆为脑神统领,五脏六腑产生的后天之精皆上奉滋养脑神,而生精神、感觉、意识、思维、记忆、运动及言语等生理功能。《素问·灵兰秘典论》曰:“肾者,作强之官,伎巧出焉”,精简阐述了肾精充足可髓海得充,使脑神得以奉滋,而生谋略智慧。

1.2 肾精化气血,畅通脑脉 《灵枢·经脉》云:“人始生,先成精”。肾精是构成人体基本的精微物质,也是维持生命活动的基本物质,肾精化血化气的物质功能是脑脉流畅与脑神清明的重要保证。《素问·阴阳应象大论》云:“精化为气”。肾精以化元气为根本,才能推动脏腑正常运行,实现大脑的统筹兼备;“血脉和利,精神乃居”,气血流利充盈决定着精神情志的舒畅充沛。《张氏医通·诸血门》言:“归精与肝而化清血。”肾精是血液生成的来源之一;《景岳全书》云:“血必由气,气行则血行”,血液在脉管内畅通运行需靠气的推动和固摄;《读医随笔》记载:“宗气者,动气也”,宗气充盛可推动血液正常运行,故“血气者,人之神,不可不谨养”。当肾精充沛有度,气血转化有序,脑脉畅通无阻,则神志清晰,感觉灵敏,思维快捷。

2 肾精与miRNA的相关性

2.1 miRNA的生物学基础 miRNA是一类非编码微小RNA,是一种广泛存在于真核生物中的小分子RNA,通过招募相关蛋白组分或与染色体重排相关的蛋白因子到特定区域,形成与靶基因转录体序列进行不同程度互补的特殊蛋白核酸复合体,发挥调控基因表达的作用[2]。miRNA在肾脏中高度集中,不仅数量众多,靶点多元,而且调节机制精细复杂,广泛参与细胞增殖、分化、凋亡等多个过程以维持生命活动平衡。Long等[3]研究显示,miRNA具有强大的多方位调控作用,其在机体点、线、面上精确调控空间和时间特异性表达,对多种生物学过程有重要的意义。Mehta等[4]研究表明,miRNA主要通过调控关键免疫发育基因表达从而促进免疫发育。miRNA与多种疾病发生、发展过程密切相关,某些miRNA异常表达导致自身免疫和组织器官病等各类病理疾病。如miRNA通过调控Toll样受体4参与神经系统缺血缺氧性损伤;miRNA通过靶向抑制相关基因表达调节机体脂代谢平衡[5],上述研究证实存在于肾脏中发挥调控功能的miRNA与缺血性中风的发生发展有关。

2.2 肾精与miRNA的相似性

2.2.1 肾精与miRNA均是先天性的基础物质 田进文等[6]研究认为,中医理论“肾藏”本质是“肾精转化”的一个生命动态过程,决定人体生长发育、生殖、衰亡的物质基础是肾精,先天之精禀自父母以滋养后天之精,后天之精源源不断补充先天之精,保证了在此动态过程中脏腑功能的正常发挥,维持和稳定机体的正常生理状态。肾脏中miRNA诞于生命初始,包括生命体全部遗传信息内容,通过复制、转录、翻译过程合成生理活动所需的大分子物质参与生物的生长发育,与中医肾精“先天之精”内涵不谋而合;摄取的食物在体内消化分解为氨基酸等物质符合“后天水谷精微”的概念,miRNA刻录的遗传信息可代代相传,负载遗传信息的核酸分子需要体内不断合成、更新各类氨基酸,以平衡生命正常的生理活动,参与调节各类疾病的发生发展过程,维持生物体内环境稳定。因此,根据肾精与miRNA均是与生俱来的前提及依赖“后天滋养”的必要条件,认为肾精与miRNA在基础物质上具有一定的相似性。

2.2.2 肾精气化与miRNA中心法则的相似原理 肾精发挥主生长发育的功能需要“化生肾气”这一步骤,分化肾阴与肾阳,为脏腑阳气与阴液之本,调控各脏腑形体官窍的机能。如此“气化”过程与现代miRNA生物学提到的“中心法则”相似[7],可从中心法则遗传信息传递中理解生物学潜在的“阴阳属性”。人体的运动需要能量,但能量不以明显的物质形式存在,在细胞线粒体中的高能分子ATP,提供维持人体生命活动所需的绝大部分能量。中医理论中,“气”是体内运行不息的极细微物质,维持与推动人体生命活动,《素问》关于气的解释:“非出入,则无以生长壮老已;非升降,则无以生长化收藏”,中医认为“气的运动”是对人体内物质代谢与能量平衡相符的阐述。miRNA表达的主要形成结构蛋白和催化体内各类反应的酶决定着各类组织器官的功能,这些蛋白质与酶通过相应技术进行提取的化学物质,具有“形”的定义,相当于中医理论“精微”的概念,存在于人体的各个角落,广泛分布于精、气、血、津、液当中。所谓“阳化气,阴成形”,中医认为气属阳而无形,运行于全身内外;精属阴而有形,藏寓于脏腑之中。肾藏中,“精化肾阳”类似于为miRNA提供能量的过程,“精化肾阴”类似于miRNA表达的过程,两者发挥功能的动态阶段具有一定的相似性。

3 miRNA与缺血性中风的相关性研究

3.1 miRNA参与缺血性中风的发病过程 中医学理论认为人体随着年龄的增长,体内肾精呈现“生而有之-后天滋溢-逐年消耗-藏精衰退”的动态过程。肾精不足而致阴精阳气化生无源是缺血性中风的根本原因,一则肾精不足脑髓失滋,二则元气亏虚血行滞涩,进而痰瘀内生脑脉痹阻而发为本病。有研究证实,肾虚精亏与缺血性中风密切相关的病因病机学说[8]。Sepramaniam等[9]采用Taq Man技术对中老年脑缺血性病人与健康人群进行miRNA组学测定,发现有32个特异性变化的miRNA,这些miRNA均与人体生长发育的机制有关。陈颖添等[10]研究显示,真核细胞内特异性调节因子miRNA通过调节多种信号通路,促进间充质干细胞的成骨分化和骨再生,完善骨骼功能,当骨质病变时,肾精“藏髓”无位,对缺血性中风的发生产生一定的影响。有研究显示,中医“肾精亏虚”致“血瘀痰浊”的病理机制,与现代医学中部分miRNA异常表达造成的高磷血症、血管狭窄萎缩、血栓形成、血液中毒素蓄积等病理状态一致[11]。蒋春波[12]研究显示,部分miRNA通过调控靶基因上调或下调相应的miRNA表达,通过体液和血液循环作用于靶器官,从而影响缺血性中风的发生发展。miRNA-21能抑制程序性细胞死亡因子4和Caspase3/Caspase8表达,从而缓解缺血性中风肾功能下降出现的血尿素氮和肌酐升高[13],但miRNA-204和miRNA-211下调引起人肾小球系膜细胞(Hmxl)表达增加和尿素氮升高[14],降低肾功能,加重缺血性中风病程的发展;miRNA-155作为诱导缺血性中风炎症反应的主要分子,在脂多糖或白细胞介素(IL)-1上诱导增加巨噬细胞表达,形成炎性因子反馈环路[15]。陈哲等[16]研究显示,多数疾病发展过程中,随着“肾虚”病机的演变,出现miRNA调控作用的变化,具有较强特异性的miRNA可能成为“肾精亏损”等相关疾病早期诊断的生物学标志物。上述研究表明,“肾精亏虚”与部分miRNA的特异性表达均调控缺血性中风的发生。

3.2 miRNA调控缺血性中风的神经细胞保护 《医学衷中参西录·论脑贫血的治法》记载:“人之脑髓空者……甚或猝然昏厥,知觉运动俱废,因脑髓之质原为神经之本原也”。提示“精髓”是大脑神经发挥正常功能的物质来源。罗刘军等[17]研究显示,现代神经细胞脑组织在功能上与中医理论中“精髓”有一定相似性。缺血性中风后大脑发生一系列瀑布式级联反应,加速神经细胞凋亡,导致大脑内环境紊乱,部分miRNA通过参与缺血性中风后细胞保护的作用机制以改善缺血性中风病程发展。Huang等[18]研究发现,miRNA-210约有25种直接靶标,通过平衡各类靶基因作用,有效抑制肿瘤坏死因子α(TNF-α)、IL-1β、IL-6及炎症细胞趋化因子2(CCL2)、炎症细胞趋化因子3(CCL3)表达。梁国安等[19]研究显示,miRNA-210通过结合大脑缺血侧区域内血管内皮细胞整合素αvβ3,促进缺血区miRNA-210含量增高,参与血管内皮生长因子表达及血管再生,发挥内源性脑保护的作用,从而改善中风症状。Pan等[20]研究显示,miRNA-126通过调控炎性因子TNF-α、IL-1β及蛋白激酶B和细胞外调解蛋白激酶信号通路在局灶性脑缺血模型(MCAO)大鼠外源性调节的神经炎症中发挥重要作用,miRNA-126含有miRNA-126-3p和miRNA-126-5p两条链,通过促进缺血脑血管生成及神经生长,进一步改善神经功能,促使内皮细胞及内皮祖细胞中miRNA-126表达增加,加速细胞增殖和迁移,保证血管完整性。miRNA-106a表达可升高IL-10并加速转化生长因子-β反应,减少内皮细胞被小分子物质黏附,提高血管重塑机能[21]。miRNA-124可下调神经干细胞中增强因子-1和细胞周期素D1表达,再影响Notch信号通路调控神经干细胞分化[22];miRNA-199a调控脑源性神经营养因子表达,促进脊髓神经干细胞分化[23];miRNA-125b调节性别决定区Y框蛋白-1神经前体细胞转化[23];miRNA-200可抑制靶基因人胚胎干细胞关键蛋白诱导神经突形成和神经元分化[24]。上述研究证实,部分miRNA通过不同的作用机制广泛参与缺血性中风细胞的保护过程。因此,通过检测相关特异性miRNA变化,探讨其对神经细胞及功能的影响,有助于明确miRNA在脑血管疾病中的调控机制。

4 小 结

综上所述,肾与脑关系密切,肾藏精生髓以奉滋脑神,“肾精”化气血以畅通脑脉,维持大脑精神机能;当肾虚髓亏,脑脉涩痹时,极易引发缺血性中风。“肾精”与miRNA具有相似的物质基础,两者发挥功能的动态过程相似;肾脏中miRNA表达水平与缺血性脑中风的发生发展密切相关。因此,“肾脑相关”理论是中医缺血性中风病因病机与miRNA对缺血性中风调节机制的基础,可为中医药调节miRNA防治缺血性脑中风提供理论依据,值得进一步深入研究。

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