电针治疗脊髓损伤后神经源性膀胱信号通路研究进展.pdf

中医康复2024年1月 第1卷 第1期Traditional Chinese Medicine Rehabilitation,Jan.2024,Vol.1,No.1电针治疗脊髓损伤后神经源性膀胱信号通路研究进展电针治疗脊髓损伤后神经源性膀胱信号通路研究进展*庞永强1，徐彦龙2，徐秀梅2，董春璇2（1.甘肃中医药大学，甘肃 兰州，730000；2.甘肃省中医院，甘肃 兰州，730050）摘摘要要 神经源性膀胱是脊髓损伤患者最常见的并发症之一,其所引起的泌尿系统不同程度的功能障碍,给患者及其家庭带来了巨大的痛苦。电针可通过调节体内多个信号通路来改善脊髓损伤后神经源性膀胱症状,垂体腺苷酸环化酶激活肽/环磷酸腺苷/蛋白激酶A（PACAP/cAMP/PKA）信号通路、Wnt/-catenin信号通路、磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B/哺乳动物雷帕霉素靶点（PI3K/AKT/mTOR）信号通路已成为当前研究热点,但仍需关注以下几个方面：实验研究多集中在单一信号通路上,各信号通路之间的相互作用有待进一步验证；电针可激活体内信号通路,但对于相关通路上下游信号分子及其他相关转录蛋白的表达检测仍缺乏；电针不同穴位对各信号通路和信号分子的影响有待进一步研究；电针通过激活JAK-STAT信号通路改善脊髓损伤后神经源性膀胱功能的具体机制有待进一步探讨揭示。关键词关键词 电针；脊髓损伤后神经源性膀胱；信号通路 中图分类号中图分类号 R R651651.2 2；R R246246.2 2 文献标识码文献标识码 A A 文章编号文章编号 20972097-31283128(20242024)0101-00470047-0404DOIDOI：1010.1978719787/j/j.issnissn.20972097-31283128.20242024.0101.010010Research Progress on Neurogenic Bladder Signaling Pathways after ElectroacupunctureResearch Progress on Neurogenic Bladder Signaling Pathways after Electroacupuncturein the Treatment of Spinal Cord Injuryin the Treatment of Spinal Cord InjuryPANG Yong-qiang1,XU Yan-long2,XU Xiu-mei2,DONG Chun-xuan2(1.Gansu University of Traditional Chinese Medicine,Lanzhou,Gansu 730000,China;2.Gansu Provincial Hospital of Traditional Chinese Medicine,Lanzhou,Gansu 730050,China)AbstractAbstractNeurogenic bladder is one of the most common complications in patients with spinal cord injury,and the urinary system caused by itcauses varying degrees of dysfunction,which brings great pain to patients and their families.Electroacupuncture can improve neurogenic bladdersymptoms after spinal cord injury by regulating multiple signaling pathways in vivo,and the pituitary adenylate cyclase activates peptide/cyclic adenosine monophosphate/protein kinase A(PACAP/cAMP/PKA)signaling pathway,Wnt/-catenin signaling pathway,phosphatidylinositol-3-kinase/protein kinase B/mammalian rapamycin target(PI3K/AKT/mTOR)signaling pathway has become a research hotspot,but the following aspects stillneed to be paid attention to:Experimental studies mostly focus on a single signal pathway,and the interaction between each signal pathway needs tobe further verified.Electroacupuncture can activate signaling pathways in vivo,but the expression detection of signaling molecules and other relatedtranscriptional proteins in the downstream and downstream of related pathways is still lacking.The effects of different acupuncture points on varioussignaling pathways and signaling molecules need to be further studied.The specific mechanism of electroacupuncture in improving neurogenic bladder function after spinal cord injury by activating the JAK-STAT signaling pathway needs to be further explored.KeywordsKeywordselectroacupuncture;Neurogenic bladder after spinal cord injury;Signal path脊髓损伤是一类具有高致残性的疾病，其发生多与外伤、车祸、自然灾害等有关。有流行病学调查显示，在发达国家脊髓损伤的年发病率为15-40人次/100 万。脊髓损伤患者初期住院费用平均为95203美元，终身医疗费用约 50万美元到 200万美元不等1。对于我国而言，目前关于脊髓损伤流行病学的统计较少，仅有为数不多的调查指出2我国脊髓损伤患病率每年可达到50.484人次/100万人，其中男性多于女性，主要致病原因为高处坠落伤和交通伤。脊髓损伤后神经源性膀胱隶属于中医“癃闭”的范畴,类经通会类 指出“督脉为病,癃痔遗溺。”素问 标本病传论 曰“膀胱病,小便闭。”素问 五常政大论 言“其病癃闭,邪伤肾也。”脊髓位于人体背部后正中线与督脉走行基本一致，十四经发挥提到：“督脉者，起于下极之俞属阳脉之海也。”故督脉统领人体全身阳气，若脊髓受损则会引起督脉功能失调，进一步导致肾阳失于蒸化，膀胱失约从而发生“癃闭”。西医学认为脊髓损伤后可出现感觉运动功能障碍、肠功能障碍、膀胱功能障碍等多种并发症,其中神经源性膀胱（neurogenic bladder,NB）是指膀胱逼尿肌功能受损，脊髓排尿中枢对机体排尿感觉无应答，出现尿失禁、尿潴留等症状3。有学者报道4脊髓损伤后约有 80%的患者可出现膀胱症状。近年来，多项实验研究及Meta分析指出5,6,7电针能够有效调节膀胱逼尿肌收缩力，对脊髓损伤后神经源性膀胱患者的康复有着良好疗效，但其微观机制仍然不够明确。电针能够通过调控体腺苷酸环化 酶 激 活 肽/环 磷 酸 腺 苷/蛋 白 激 酶 A（PACAP/cAMP/PKA）信号通路、Wnt/-连环蛋白（Wnt/-*基金项目基金项目：甘肃省自然科学基金（编号：22JR5RA618）；甘肃省青年科技基金（编号：21JR7RA592）作者简介作者简介：庞永强（1996-），男，在读硕士，研究方向：针灸治疗脑血管疾病临床研究。通讯作者通讯作者：徐秀梅（1982-），女，硕士，副主任医师，主要研究方向：脊髓损伤中西医康复。47中医康复2024年第1卷catenin）信号通路、磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B/哺乳动物雷帕霉素靶点（PI3K/AKT/mTOR）等信号通路来改善NB,现综述如下。1 1PACAP/cAMP/PKAPACAP/cAMP/PKA信号通路信号通路膀胱功能信号的传入需要多种神经活性物质的参与才能完成，这些神经活性物质主要包括降钙素基因相关肽（CGRP）、P物质（sub-P）、血管活性肠多肽（VIP）、垂体腺苷酸环化酶激活肽（PACAP）、胆囊收缩素（CCK）和脑啡肽等。PACAP是血管活性肠多肽/分泌素/胰高血糖素激素家族成员，常在外周自主神经和感觉神经元中表达，能够维持体内多个生理系统的稳态。PACAP 与 G 蛋白偶联受体（PAC1、VPAC1和 VPAC2）结合后刺激腺苷酸环化酶引起cAMP的产生。cAMP是细胞内的第二信使,在维持细胞稳态方面发挥着巨大的作用。蛋白激酶A（PKA）是cAMP的下游效应子,PKA被cAMP激活后可调节下游 MLCK、MLC 等收缩元件的磷酸化,降低其对钙离子的敏感性或下调肌细胞内钙离子浓度,诱导平滑肌舒张，改善膀胱功能。刘继生8等报道电针可提高逼尿肌内MLCK、MLCP的磷酸化,使MLC去磷酸化，促进膀胱逼尿肌舒张从而缓解膀胱症状。艾坤等9认为电针可上调膀胱逼尿肌中PACAP38、cAMP、PKA的表达，改善脊髓损伤后神经源性膀胱大鼠的膀胱功能。脊髓损伤后会产生如神经突生长抑制剂-A（Nogo-A）、髓鞘相关蛋白（MAG）和少突胶质细胞髓鞘糖蛋白（OMgp）等抑制分子，这些抑制分子会激活Rho-ROCK通路来抑制轴突的再生。cAMP能够激活PKA，抑制Rho-ROCK途径促进轴突生长,并且由于细胞中PKA的激活和cAMP反应元件结合蛋白（CREB）的磷酸化，又会进一步促进神经突起生长相关的基因转录，从而调控脊髓损伤后受损轴突的恢复再生。因此，通过上调 cAMP、PKA 的表达、抑制 Rho-ROCK通路，促进受损轴突再生来改善脊髓损伤后神经源性膀胱症状是电针发挥干预作用的可能机制。但这一机制在动物实验中的相关研究较少，有待进一步探索。2 2Wnt/Wnt/-catenin-catenin信号通路信号通路Wnt信号通路是一个复杂蛋白的调控网络,根据Wnt配体的不同可分为经典Wnt信号传导途径和非经典Wnt信号传导途径两大类。经典Wnt信号传导途径指的是Wnt/-catenin通路，细胞外Wnt信号与细胞表面的卷曲蛋白（Fzd）和低密度脂蛋白受体相关蛋白5/6（LRP5/6）相结合,在细胞质尾部区域形成 FzdLRP复合物作用于蓬乱蛋白 1（Dvl），Dv1通过抑制由轴蛋白（Axin）、肠腺肿样息肉病基因产物（APC）、糖原合成激酶-3（GSK-3）和酪蛋白激酶-1（CK1）形成的-catenin破坏复合物进而阻断了-catenin的磷酸化和降解,导致胞质中-catenin的浓度升高后转移到细胞核,与核转录因子-淋巴增强因子/T细胞因子（LEF/TCF）结合发生相互作用,激活Wnt靶基因的转录,促进细胞分化。非经典Wnt途径包括Wnt/PCP和Wnt/Ca2+两条途径10。Wnt/PCP通路主要调节细胞运动和细胞极性而 Wnt/Ca2+通路调节细胞命运和细胞迁移。研究指出11,12脊髓损伤后Wnt/-catenin信号通路被激活，促进受损脊髓中细胞的相关分子信号转录，引起受损脊髓的再生和恢复，改善部分神经功能。因此,通过影响Wnt/-catenin信号通路中上下游分子如 Wnt-1、-catenin、Wnt3a的表达水平可能是电针改善脊髓损伤后神经源性膀胱功能障碍的主要机制。Wang X13等通过电针刺激脊髓损伤大鼠的“大椎”穴和“命门”穴后观察到电针组大鼠脊髓组织中Wnt1、Wnt3a和-catenin蛋白的表达水平明显升高,得出电针可通过上调 Wnt1、Wnt3a、-catenin的表达从而起到对脊髓损伤后神经的保护作用。邓悦宁14等人将T10脊髓横断后神经源性膀胱模型大鼠作为研究对象，以电针“大椎”穴和“次髎”穴为干预手段，得出电针组大鼠脊髓组织中Wnt-1 和-catenin mRNA 及蛋白表达水平明显升高。显著改善T10脊髓横断后神经源性膀胱大鼠的泌尿功能。3 3PIPI3 3K/AKT/mTORK/AKT/mTOR信号通路信号通路PI3K 属于磷酸化肌醇磷脂 3位羟基的激酶家族，是重要的胞内信号转导激酶。根据其结构、功能的不同可分为、型。AKT,又称蛋白激酶B（PKB）是一种细胞内丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，是PI3K通路下游的主要分子。mTOR是雷帕霉素在哺 乳 动 物 细 胞 中 的 靶 点，是 与 PI3K 相 关 激 酶（PIKK）家族有关的一种蛋白激酶。当细胞受到刺激时，型PI3K接受酪氨酸激酶（RTK）和G蛋白偶联受体（GPCR）的信号，催化磷脂酰肌醇二磷酸（PIP2）生成磷脂酰肌醇三磷酸（PIP3），AKT与PIP2和PIP3相互作用后从胞质转移到胞膜并被激活,活化的AKT通过上调鸟苷三磷酸（GTP）结合蛋白和Ras同源物（Rheb）的表达水平进一步激活其下游分子 mTOR。mTOR 通 过 与 mTORC 复 合 物 1 和mTORC复合物2的关键组分如雷帕霉素靶向蛋白 48第1期庞永强 等电针治疗脊髓损伤后神经源性膀胱信号通路研究进展调节相关蛋白（Raptor）、雷帕霉素不敏感伴随物（Rictor）、哺乳动物致死性 SEC13 蛋白 8（SEC13,mLST8）和哺乳动物应激激活的蛋白激酶反应蛋白1（SIN1）作用,催化S6激酶（S6K1）、真核细胞起始因子4E结合蛋白1（4E-BP1）和p70核糖体蛋白S6激酶（p70S6K）等多个靶标的磷酸化,从而发挥调节细胞自噬、影响细胞生长和促进蛋白合成等作用15。脊髓损伤后膀胱功能的缺失是由于相应神经元细胞死亡所致，细胞凋亡及细胞自噬是神经元死亡的两种主要形式。电针可激活 PI3K/Akt/mTOR信号通路，对神经元细胞存活/凋亡、自噬起着促进或抑制作用16。李可17指出电针可激活PI3K/AKT/mTOR信号通路干预脊髓损伤大鼠受损脊髓组织细胞凋亡、自噬改善大鼠运动功能。Wei等人18报道电针夹脊穴能提高脊髓损伤后 mTOR 磷酸化和AKT蛋白磷酸化的表达水平，进而发挥神经保护作用。研究证明19PI3K/AKT/mTOR信号通路可以促进损伤后中枢神经系统内轴突的再生,脊髓损伤后神经源性膀胱属于慢性神经系统疾病,电针通过调节 PI3K、AKT、mTOR的分子活性和磷酸化水平影响神经细胞存活,改善临床预后。4 4JAK-STATJAK-STAT信号通路信号通路内源性酪氨酸激酶（JAK）/信号传导子和转录启动子（STAT）通路与体内细胞的增殖、分化、凋亡和免疫调节等多种生物学过程密切相关。JAK/STAT 信号通路由酪氨酸激酶相关受体、JAK 和STAT三个成分组成。当细胞因子与膜外受体相结合时会激活相应受体；然后将信息传递给JAK激酶并将其磷酸化,激活后的JAK磷酸化受体进一步激活并磷酸化主要下游主要底物STAT-s；最后磷酸化的STAT-s被转运到细胞核中通过与特定的DNA元件结合来调节细胞因子应答基因的表达,影响细胞生物学功能。JAK/STAT信号通路的活化过程相对简单。但是由于其能与多个信号通路相互串扰，故该通路激活后所造成的生物学后果是十分复杂的。值得指出的是JAK激酶是PI3K/AKT信号通路的激活剂，磷酸化的JAK激活可PI3K，进而激活其下游分子mTOR促进受损轴突再生20。文献报道21上调 JAK/STAT 通路的活性，可对脊髓损伤后神经元起到保护作用，并可有效增强轴突再生。李小娟22提出对急性期面神经损伤新西兰兔予以电针轻刺激可显著调节面神经组织 JAK-STAT 信号通路中 JAK1、STAT3、SOCS1、SOCS3 等因子的表达,表明电针轻刺激促进急性面神经损伤修复的机制与JAK-STAT信号通路细胞因子的表达密切相关。借此，电针可能是通过调节JAK-STAT信号通路细胞因子的表达来促进脊髓损伤后神经元的再生恢复进而改善膀胱症状,但其具体效应过程需要进一步验证。5 5小结与展望小结与展望综上所述，与脊髓损伤后神经源性膀胱相关的信号通路众多。电针属于中医学与现代医学相结合的产物，对神经系统疾病具有确切疗效。电针可通 过 调 控 PACAP/cAMP/PKA 信 号 通 路、Wnt/-catenin 信号通路、PI3K/AKT/mTOR 信号通路等多条信号通路来改善膀胱逼尿肌功能、抑制细胞自噬以及促进受损轴突再生，缓解膀胱症状，改善患者的生活质量。此外，也有学者研究电针不同穴位对脑源性神经 营 养 因 子（brain-derived neurotrophic factor,BDNF）/酪氨酸受体激酶 B（tyrosine kinase receptorB,TrkB）信号通路和“起搏细胞”（ICC）的影响。BDNF是一种调节神经细胞发育、再生和存活的蛋白质，通过与高亲和力受体TrkB结合在促进神经恢复中发挥作用。研究指出23电针脊髓损伤后尿潴留大鼠的“水道”穴和“关元”穴均可上调其受损脊髓中BDNF及TrkB的表达,使膀胱逼尿肌功能得到改善但“关元”穴的作用效果优于“水道”穴。Cajal间质细胞（ICCs）被称为神经调控膀胱平滑肌的“信号中转站”，可调节逼尿肌的自发性收缩，其表面受体P2X5参与膀胱感觉及运动功能调节24。居诗如25等人运用电针干预脊髓损伤神经源性膀胱大鼠的“次髎”穴和“关元”穴，结果显示，“起搏细胞”（ICC）及其表面受体P2X5的表达上调，并且“次髎”穴作用效应优于“关元”穴。目前，仍缺乏基于多种信号通路及其信号分子探讨电针不同穴位对脊髓损伤后神经源性膀胱的机制研究。目前，电针改善脊髓损伤后神经源性膀胱的多种调控机制尚未完全明确。其研究还存在以下问题：关于多种信号通路之间的相互作用；相关信号通路上、下游成分及其受体的蛋白质和基因表达的影响；以及电针通过激活JAK-STAT信号通路改善脊髓损伤后神经源性膀胱功能的具体分子机制仍有待进一步研究。参考文献参考文献1 Sekhon LH,Fehlings MG.Epidemiology,demographics,and pathophysiology of acute spinal cord injuryJ.Spine(Phila Pa 1976),2001,26(24 Suppl):S2-S12.2 郝定均,贺宝荣,闫亮,等.2018年中国创伤性脊髓损伤流行病学 49中医康复2024年第1卷特点J.中华创伤杂志,2021,37(7):618-627.3 张海涛,农秋萍,韦林,等.雷火灸结合电针对脊髓损伤后神经源性膀胱患者尿流动力学的影响J.针刺研究,2021,46(11):958-962.4程洁,陈霞,朱毅.基于数据挖掘探讨针灸治疗脊髓损伤尿潴留的临床选穴规律J.南京中医药大学学报,2018,34(1):96-100.5 冯小军,魏新春,吴建贤,等.电针治疗不完全性脊髓损伤神经源性膀胱23例J.安徽中医药大学学报,2014,33(1):43-46.6 童钟,周世超,朱彬彬,等.电针对穴治疗脊髓损伤后神经源性膀胱尿潴留疗效观察J.山西中医,2016,32(3):27-29.7 傅林辉,安军明,张鼎,等.电针治疗脊髓损伤后神经源性膀胱的Meta分析J.云南中医学院学报,2019,42(3):61-68.8刘继生.基于PACAP-cAMP-PKA信号通路探讨电针治疗骶上脊髓损伤后神经源性膀胱模型大鼠的效应机制D.湖南中医药大学,2017.9 艾坤,刘琼,许明,等.电针对骶上脊髓损伤后神经源性膀胱尿流动力学及逼尿肌垂体腺苷酸环化酶激活肽/环磷酸腺苷/蛋白激酶A信号通路的影响J.针刺研究,2021,46(09):728-734+741.10 Gordon MD,Nusse R.Wnt signaling:multiple pathways,multiplereceptors,and multiple transcription factorsJ.J Biol Chem,281,(32):22429-33.11 Briona LK,Poulain FE,Mosimann C,et al.Wnt/-catenin signaling is required for radial glial neurogenesis following spinal cordinjuryJ.Dev Biol,2015,403(1):15-21.12 Wehner D,Tsarouchas TM,Michael A,et al.Wnt signaling controls pro-regenerative Collagen XII in functional spinal cord regeneration in zebrafishJ.Nat Commun,2017,8(1):126.13 Wang X,Shi SH,Yao HJ,et al.Electroacupuncture at Dazhui(GV14)and Mingmen(GV4)protects against spinal cord injury:the role of the Wnt/-catenin signaling pathwayJ.Neural RegenRes,2016,11(12):2004-2011.14 邓悦宁,周达岸,马贤德,等.电针对T10脊髓横断后神经源性膀胱大鼠尿流动力学及Wnt/-catenin信号通路的影响J.吉林大学学报(医学版),2020,46(02):221-227+431.15 孙瑞欣,赵帅帅,申宇哲,等.PI3K/AKT/mTOR信号通路参与脊髓损伤后神经元自噬的研究进展J.天津医药,2022,50(04):439-443.16 施诚龙,陈冲,高永军,等.PI3K/AKT/mTOR信号通路在细胞自噬中作用及机制的研究进展J.山东医药,2021,61(27):102-105.17 李可.电针大椎穴、命门穴对脊髓损伤大鼠PI3K/AKT/mTOR信号通路的影响D.北京中医药大学,2020.18 Wei Z,Zhao W,Schachner M.Electroacupuncture Restores Locomotor Functions After Mouse Spinal Cord Injury in CorrelationWith Reduction of PTEN and p53 ExpressionJ.Front Mol Neurosci,2018,11:411.19 Yu B,Gu X.Combination of biomaterial transplantation and genetic enhancement of intrinsic growth capacities to promote CNSaxon regeneration after spinal cord injuryJ.Front Med,2019,13(2):131-137.20 Gao Q,Liang X,Shaikh AS,et al.JAK/STAT Signal Transduction:Promising Attractive Targets for Immune,Inflammatory andHematopoietic DiseasesJ.Curr Drug Targets,2018,19(5):487-500.21 Liu X,Williams PR,He Z.SOCS3:a common target for neuronalprotection and axon regeneration after spinal cord injuryJ.ExpNeurol,2015,263:364-367.22 李小娟.基于JAK-STAT信号通路的不同强度电针干预急性面神经损伤模型的比较研究D.甘肃中医药大学,2019.23 王俊华,陈邦国,尹晶,等.电针不同穴位对脊髓损伤后尿潴留大鼠脊髓中脑源性神经营养因子及其酪氨酸受体激酶B表达的影响J.针刺研究,2009,34(6):387-392.24 方强,杨景,潘进洪,等.P2X嘌呤受体在大鼠膀胱ICCs细胞中的表达J.第三军医大学学报,2008(7):564-566.25 居诗如,尹晶,胡飞,等.电针不同穴位对脊髓损伤后神经源性膀胱大鼠作用的机制研究J.湖北中医药大学学报,2020,22(4):10-13.（收稿日期收稿日期：2022-12-05）（上接第上接第4646页页）26 陈勇,尚国栋,付国兵,等.推拿对原发性痛经患者子宫动脉血流动力学参数及血清前列腺素的影响 J.中国中西医结合杂志,2011,31(10):1355-1358.27 王宗佼,任海涛,周丹妮,等.“解锁通脉”按导法治疗原发性痛经40例的临床研究 J.时珍国医国药,2022,33(04):916-918.28 王景梅,李兵.穴位按压为主配合腰椎定位扳法治疗气滞血瘀型原发性痛经40例 J.中国针灸,2018,38(11):1169-1170.29 朱云飞,刘玉玲,全小明.穴位按摩在产后缺乳产妇中的应用研究 J.中国针灸,2018,38(01):33-37.30 陆萍,丘瑾,姚斐,等.经穴推拿对产妇泌乳量的影响 J.中国针灸,2010,30(09):731-733.31 郑娟娟,赵毅,陆萍,等.乳房局部推拿对产后泌乳的影响 J.中国针灸,2012,32(02):159-161.32 李文,吴文华,姜之炎,等.调肺运脾小儿推拿法治疗痰湿蕴肺型儿童肺炎支原体感染后慢性咳嗽的疗效观察 J.中国中医基础医学杂志,2019,25(05):645-647+709.33 田福玲,李旗,崔建美,等.小儿推拿治疗小儿哮喘慢性持续期的临床观察 J.中华中医药杂志,2015,30(08):3021-3023.34 夏天,傅剑萍,唐宏亮,等.推拿防治小儿脾肺气虚型反复呼吸道感染的临床观察 J.南京中医药大学学报,2018,34(03):273-276.35 彭玉,冷丽,陈竹,等.推拿治疗婴幼儿急性腹泻病:多中心随机对照研究 J.中国针灸,2011,31(12):1116-1120.36 徐珊,汪受传,李江全,等.基于生存分析的推拿治疗小儿伤食泻临床研究 J.中华中医药杂志,2013,28(01):275-277.37 陈艳霞,郭凯,毛娜,等.推拿敷贴治疗小儿乳食积滞型便秘的疗效观察 J.中国中医基础医学杂志,2016,22(02):234-235+256.（收稿日期收稿日期：2022-12-19）50