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1、http:/ - 1 - 应用细胞信号转导理论研究针灸效应机理的现状与 展望应用细胞信号转导理论研究针灸效应机理的现状与 展望1 杨宗保1，严洁2*,姚雯2，易受乡2，张英进2，田浩梅2，常小荣2，林亚平2 1 江西中医学院，南昌（330006） 2 湖南中医药大学针灸推拿学院，长沙（410007) E-mail： 摘摘 要：要： 对多年来针灸效应产生的机制加以述评，提出针灸效应的实现最终是通过细胞信 号转导所介导的， 针灸对机体功能的调节是针灸刺激引起机体某些活性物质的释放， 继而激 活靶细胞的信号转导通路，最终导致一系列的生物效应。 关键词：关键词：细胞信号转导；针灸效应；述评 细胞信号转
2、导是指细胞间的信号分子作用于细胞表面受体后， 跨膜引起细胞内第二信使和其后的信号分子级联传递、诱导细胞核基因表达并最终引起生理反应的过程1。细胞信号转导理论是目前生命科学的前沿热点课题， 是揭示生命活动规律， 解决生命现象诸多问题的基本理论。 针灸效应是机体的一种生命活动现象， 是建立在蛋白质信号分子及其相互作用基础上的信息传导过程，这一过程是基因表达、蛋白质功能表现、蛋白质蛋白质相互作用的信息反应序列2。 大量研究表明针灸对处于生理或病理状态下的机体能产生多种良性调节作用， 而目前对于针灸效应产生的机理大多局限于整体和系统水平上的综合分析， 缺乏对针灸效应的微观、精确的阐述3-5。假济细胞信
3、号转导理论对于揭示针灸的效应机理和作用机制具有极其重要的意义6。 1. 细胞信号转导细胞信号转导 细胞信号转导是研究细胞感受、 转导环境刺激的分子途径及其在生物个体发育过程中如何调节基因表达和代谢反应。 生物体在纷繁芜杂的自然和社会环境中时时刻刻都在接受各种各样的信号， 细胞作为生物体的基本组成单位是信号刺激的最终反应者和效应器。 信号从细胞外经细胞膜受体到细胞核的转导通路是复杂的资助。 多样的，通过多条网络化的信号转导通路将信号传递到细胞核，这些信号通路主要包括：直接通路，信号分子直接移位到细胞核，与细胞因子诱导性基因的启动子区结合，直接调控基因转录；需要经过较为曲折的途径方能到达细胞核这中
4、间需经过锚定蛋白，磷脂激酶和磷脂酶、小GTP酶及MAPK激酶家族。除以上叙述的直线式信号传递途径外，细胞信号网络中的不同信号通路之间存在相互作用， 可把外界纷繁复杂的， 甚至相互矛盾的信号进行归纳整理，使细胞产生有条不紊的生物学反应7。 由于生物体生理病理效应的多样性， 细胞信号转导通路亦呈现蜘蛛网式错综复杂的联系通路， 而目前与细胞分化、 增殖、 代谢、 组织损伤修复等效应密切相关的主要转导通路包括： cAMP-蛋白激酶途径(cAMP-PKA)途径：过程是激素与受体结合后，通过G蛋白激活腺苷酸环化酶，增加cAMP的生成，后者激活蛋白激酶A，由蛋白激酶A催化细胞内蛋白质的磷酸化，最终引起基因表
5、达； IP3、Ca2+-钙调蛋白途径：当激素(如儿茶酚胺、血管紧张素、抗利尿激素等)、神经递质(如乙酰胆碱、5-经色胺等)与相应的受体结合后，通过G蛋白介导，1本课题得到高等学校博士学科点专项科研基金（NO:20050541003）和国家自然科学基金（NO.30672724）的资助。 http:/ - 2 - 激活磷脂酶C，生成第二信使IP3，IP3进入细胞内后，引起细胞内的Ca2+浓度升高，以激活Ca2+-钙调蛋白依赖性蛋白激酶(CaM激酶)， 后者可以磷酸化许多的蛋白质， 从而引发产生细胞内一系列生物效应。 DG-蛋白激酶C途径：当激素等与受体结合，激活磷脂酶C后，磷脂酰肌醇-4,5-双磷
6、酸(IPI2)被水解，生成DG，从而激活蛋白激酶C，后者磷酸化特定的蛋白，引起相应的生物效应； 受体-酪氨酸蛋白激酶途径：胰岛素受体及生长因子受体的一定部位的酪氨酸残基磷酸化后，就构成了结合位点，可以结合细胞内特定的蛋白质，并依赖受体的酪氨酸蛋白激酶活性磷酸化该蛋白质，从而将信息向胞液内传递。 Ras/Raf/ERK通路:是由Ras连接的酪氨酸激酶受体和胞浆PK所构成的级联反应。 Ras是最早发现的小G蛋白， 为癌基因ras的产物， Ras本身具有内源性GTP酶活性，可催化GTP分解为GDP，从而将胞外信号传递至胞内。Raf为一种MAPK 激酶激酶，其作用是磷酸化并激活下游底物MAPK 激酶(
7、MAPKK)。 MAPKK具有磷酸化酪氨酸/苏氨酸残基的双特异功能， MEK 为其中重要的一员，其作用是磷酸化并激活下游底物(ERK1/ERK2)。 ERK活化后可能有三种去向： 保留在胞浆中，激活一系列其他PK，如鱼精蛋白、磷脂酶A2、微管相关蛋白等；在胞质中使细胞骨架成分磷酸化；进入细胞核，磷酸化转录因子如Elk-1、核因子白介素-6、c-un、c-fos、Stat，调控基因表达； 核因子KB途径：类固醇激素的受体位于胞内，细胞外信号物质进入细胞内，通常与抑制性蛋白结合使其磷酸化激活，释放KB与DNA结合，影响转录8,9。 2. 针灸效应与细胞间信号分子针灸效应与细胞间信号分子 细胞间通讯
8、是细胞之间通过一定介质作用于靶细胞膜受体， 继而引起细胞内信息传导通路的活化， 导致细胞效应的产生。 介质作为细胞间信号分子是不直接穿过靶细胞膜而进入到细胞内的。目前细胞间信号分子主要包括内分泌激素、神经递质与神经肽、局部化学介导因子如神经生长因子以及气体信号分子等，是经体腔、组织间隙、化学突触前后膜间隙和细胞之间形成的并置膜间隙进行信号传递。 针灸生物体的不同腧穴可引起许多具有相对特异性的细胞间信号分子的释放。申国明10观察了电针足三里穴对胃黏膜损伤大鼠血管活性肠肽(VIP)免疫反应性的影响，结果显示针刺后胃壁和迷走背核复合体 VIP 神经免疫反应性明显增强， 提示 VIP 可能作为神经-内
9、分泌-免疫调节网络的信号分子参与了针刺对胃黏膜的防御性保护作用。余曙光11探讨了 NO-cGMP 信号传导通路在电针治疗老年痴呆中的可能作用。结果显示电针治疗后大鼠海马 nNOS 阳性神经元数目增多，表达增强，海马 cGMP 含量有一定的升高趋势。说明电针能够提高穹隆-海马伞损伤老年痴呆大鼠学习记忆能力，其机制与对 NO-cGMP 信号传导通路的影响有一定关系。 阳仁达12探讨了针刺胃经穴对胃黏膜损伤细胞保护作用的可能机制。 结果表明针刺足阳明经穴组能显著升高胃黏膜 EGF、 PGE2含量，降低实验兔胃黏膜 SS 含量、减弱 SSmRNA 在胃黏膜的表达水平，说明针刺足阳明经穴对家兔胃黏膜损伤
10、的细胞保护作用是通过促进细胞间 EGF、PGE2等相关因子的合成与释放，抑制 SS 分泌、减低 SSmRNA 在胃黏膜局部的表达而实现的。包永欣13等以 AlCl3 造成慢性铝中毒 AD 模型，发现针刺风府能明显改善拟 AD 小白鼠的记忆障碍，且能显著提高其脑组织中的 5-HT、 NE 和 DA 的含量。 王少锦14等发现以 AlCl3 腹腔注射造模的 AD 模型大鼠脑皮质中 NO 含量明显高于正常组，而电针可使大脑皮质 NO 含量比模型组显著降低。周国平15观察了电针足三里对家兔胃黏膜损伤的细胞保护作用与 EGF、一氧化氮(N0)的关系，结果表明电针足三里后，胃黏膜 EGF 和 N0 含量明
11、显皆明显升高，与模型组、非穴组比较，均有显著性差异(P0.05)。说明足阳明经穴针刺血清使离体胃窦平滑肌细胞内 Ca2浓度升高，且具有经脉的相对特异性。李瑞午23观察了针剌大白鼠经穴后的血清对体外培养的大脑皮层细胞内钙离子浓度的影响， 结果表明加入正常血清后， 细胞内的钙离子浓度会有一定的升高，经过一段时间后升高的钙离子浓度会趋向平稳；而再加入针刺血清后，在一定程度上可以降低神经细胞内钙离子的浓度。说明针刺腧穴后，除了神经的调节机制外，针刺血清中存在着某种活性物质可以明显地使大脑皮层细胞内钙离子浓度降低， 此为针灸体液因素的存在提供了直接的证据。郭登军24观察了针刺对缺血性脑损伤大鼠的治疗作用
12、及对GDNF 表达水平和 MAPKs 信号转导通路的调节， 结果显示缺血性脑损伤大鼠经针刺治疗后其梗塞面积缩小，同时 GDNF 的表达显著上调，pERK1/2 的表达显著下调，说明针刺可通过调节 MAPK 信号转导通路和促进 GDNF 的表达来发挥脑梗塞后的保护作用。 刘智斌25通过对 CD4T 细胞内信号转导分子 Jak1 激酶表达水平的影响来证实针刺的作用机制。 其结果显示在相对分子质量 120kd 附近， 针刺组呈现明显阳性条带， 表明补法针刺足三里穴可显著提高 SD 大鼠 T 细胞内 Jakl 激酶的表达水平，从而可能影响效应细胞的功能。李海燕26通过电针和氟西汀治疗抑郁症对血小板蛋白
13、激酶 C 影响的研究，结果发现抑郁症患者血小板膜和血小板质 PKC 的含量均有降低。氟西汀治疗后经典 PKC 含量有进一步减少的趋势，非经典 PKC 和新 PKC 的含量则出现升高的趋势。电针和针刺治疗后经典 PKC 的含量呈升高的趋势，新 PKC 和非经典 PKC 的含量呈下降趋势。说明抑郁症患者存在有磷脂酰肌醇信号传导通路的异常。电针和氟西汀对血小板膜和血小板质不同亚型的 PKC 含量变化的影响不同，提示电针治疗抑郁症的受体后机制不同于氟西汀。 5. 针灸效应与基因表达针灸效应与基因表达 针灸刺激从外周传入后，作用于以神经-内分泌-免疫系统为主的相应器官组织，通过生物活性物质(激素或细胞因
14、子等)作用于靶细胞后诱导细胞信息传导，从而引发相应的生物效应或基因表达，最终使针灸效应得以发挥。孙志27采用逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)技术及 Northern Blot 印迹两种方法均发现针刺可以上调肥胖大鼠的 OB-R 基因表达， 并且能使肥胖大鼠下丘脑NPYmRNA表达降低.说明针灸对中枢OB-R和NPY基因表达的调整可能是针灸减肥取效的中枢分子机制之一。陈泽斌28采用基因芯片技术，分析探讨针刺预处理抗脑缺血再灌注损伤作用的分子机制， 结果发现针刺“肾俞”“百会”预处理后 0.5 h， 大鼠脑组织表达变化大于 2 倍的基因共 265 个， 2O 个基因表达差异具有显著性意义(P0.
15、05)。说明补法针刺免疫调节作用有细胞因子及 JAKSTAT 信号转导途径参与。 6. 结语结语 细胞信号转导理论在揭示复杂的生命现象中发挥重要作用， 人们在针灸效应与细胞信号转导的相关性研究方面也做了较多的工作， 取得一定的成果。 但整个过程中存在的问题较为凸显，如研究焦点多集中在第一信使上，胞内信号通路鲜有探讨。当今科技也早已从分析时代转向系统时代32, 所以， 今后把目光投向胞内信号分子与其受体以及其后的信息传递通道上，也有必要将细胞膜离子通道、受体蛋白的基因表达等纳入研究领域。 参考文献参考文献 1 孙大业.细胞信号转导M.第 2 版.北京:科学出版社.2000.5 2 Alton G
16、, Cox AD, Toussmnt LG, et a1.Functional proteomics analysis of GTPase signaling networksJ.Methods Enzymol.2001;332:300 3 付平,贾建平,王敏.针刺神门对阿尔茨海默病患者脑功能磁共振成像的影响J.中国临床康 复.2005;9(1):120-121 4 唐纯志,赖新生,杨君军,等.电针对老年性痴呆大鼠脑内SOD、MDA、GSH-Px影响的实验研究J.陕西中 医.2005;26(2):180-181 5 赵志国,王少锦,葛建军.针刺效应对肥胖大鼠高瘦素和高胰岛素血症的影响.中华中医药杂 志.2005;20(9):559-560 6 李忠仁.实验针灸学M.北京:中国中医药出版社.2O03;1
