艾灸效应的HSP70机制研究进展

摘  要：艾灸是一种以温热作为主要刺激形式的独特治疗方法，热休克蛋白70（HSP70）的表达与机体遭受热应激刺激密切相关。本文从艾灸的主要刺激形式、HSP70的主要生物学效应、艾灸效应与HSP70的关系等角度对艾灸效应的HSP70机制研究进展进行综述分析，并提出进一步深化艾灸作用机制研究的思路和途径。四川省八一康复中心神经内科马腾

关键词：艾灸；HSP70；机制研究

    艾灸是中医临床运用中方式独特、疗效独特的治疗方法。有关研究表明，艾灸是以温热作为主要刺激形式的治疗方法，具有多种生物学效应的HSP70的主要产生方式为机体遭受热应激刺激。因此，近年来有关艾灸效应的HSP70机制研究引起了研究人员的高度重视，开展了一系列研究并取得一定成果，现将有关研究进展综述如下。

一、艾灸是一种以温热作为主要刺激形式的独特治疗方法

艾灸具有独特的临床疗效。《灵枢.官能》：“针所不为，灸之所宜，”《医学入门》有“药之不及，针之不到，必须灸之，”《扁鹊心书》有“真气虚则人病，真气脱则人死，保命之法，灼艾第一”等重要论述。

研究表明，艾灸效应主要由艾燃烧的温热作用引起，而与艾的药性关系不大[1-3]，艾灸时施灸局部皮下和肌肉层的温度变化与表皮不同[4]， 证实艾灸刺激可涉及机体不同深度，可能是其激发经气发挥治疗作用的重要途径。艾在燃烧过程中辐射出的近红外线，可以激发人体穴位内生物大分子的氢键，从而产生受激相干谐振吸收效应，通过神经-体液系统传递人体细胞所需的能量[5]。日本学者在对施灸局部组织的研究中发现艾柱直接灸刺激能直接诱导局部肌肉产生热休克蛋白(hsp)[6,7],锅岛氏[8]证明施灸可增加对PPD(含有hsp的纯蛋白衍生物)有特异反应的淋巴细胞,并且认为在施灸部位产生的hsp作为免疫原而激活了免疫系统。由此可见，灸法具有有别于针刺和药物的独特效果和运用领域。

二、HSP70具有多种生物学效应

注：本研究受2009年度教育部博士点基金博导类课题资助。

热休克蛋白(heat shock proteins,HSPs)也称应激蛋白, 当机体遭受热应激或其他应激时表达明显增多。他是一组分子量不等的高度保守的酸性蛋白(PI 5.0~6.5),在不同物种之间有显著同源性。目前按相对分子量以及同源程度可分为HSP90、HSP70、小分子HSP和泛素4个家族。HSP70是HSPs家族中在应激条件下合成最为迅速、表达丰度最高的蛋白，是最受关注、研究最为深入的一种。

目前认为HSP70的主要生物学功能为：1：作为分子伴侣。 HSP70是主要的伴侣蛋白(chaperonin)之一[9-11]。其作用是加速正确的肽链折叠；维持某些肽链的伸展状态，促进某些变性蛋白的降解和清除；维持或重新激活某些酶的作用，保护细胞功能。2：抗细胞凋亡作用。细胞表面的Fas/Apo-1受体和它们的配体相结合是诱导凋亡的重要原因，HSP-70的表达可能提供一种能够包裹自身和外来抗原的新的免疫物质，从而使细胞避免凋亡[12,13]。3：一种应激保护质。HSP70结合在应激中损伤的蛋白质，预防它们发生聚集；还可以用一种部分折迭构象把损伤蛋白质稳定住可以为这些损伤蛋白质的重新折迭起来或降解提供机会。4：使生物获得耐热性。生物获得的耐热性是指细胞或生物体在预先受到亚致死温度时，对后来的热胁迫产生抗性的能力(Moseley，1997)。在热耐受的形成中，HSP70起主要作用[14]：(1) 维护细胞内环境的稳定。(2) 提高细胞对应激原的耐受性。(3) 防止细胞凋亡。(4) 加速修复。5：免疫作用。HSP70是免疫系统识别的主要抗原，在抗原的加工、处理和呈递以及效应T细胞的激活过程中扮演着重要角色上[15]。HSP70可以诱导免疫细胞产生细胞因子来参与免疫应答[16]。6：抗炎作用。HSP-70可抑制IL-1、肿瘤坏死因子(TNF)-α等炎症介质的表达[17,18]来发挥抗炎作用。

三、HSP70在艾灸效应中发挥重要作用

HSP70的主要产生方式是热应激刺激，而艾灸是以温热作为主要刺激形式的治疗方法，这已引起了国内学者的高度重视。已开展的一系列研究已初步证明HSP70在艾灸效应中发挥了重要作用。

1．艾灸治疗类风湿性关节炎与HSP70的研究

刘旭光等在以往研究的基础上,以HSP70的表达为指标，应用麦粒灸灸实验性RA大鼠“足三里”和“肾俞”穴，发现治疗后明显改善关节炎症的同时，显著提高炎症关节局部组织HSP70面积总和，积分光密度总和和平均黑度值[19]。因此认为艾灸作为一种生理性适宜刺激(瞬间高温)诱导体内具有细胞保护作用的HSP70大量合成，可能是其治疗实验性RA的重要作用途径之一。而在炎症反应中，促炎因子（IL-1、IL-2、TNF-α、iNOS等）的转录依赖于核转录因子-κB(nu-clear factor ofκB,NF-κB)的激活。HSP70能抑制NF-κB活化[20],进而阻断促炎因子表达。从一方面也证实了艾灸可能通过HSP70途径在类风湿性关节炎的治疗中发挥抗炎效应。

李晓泓等的研究认为艾灸预处理对随后佐剂性关节炎（AA）大鼠的保护作用可能与其适度提高正常大鼠的下丘脑HSP70的阳性表达，以及明显减弱随后AA大鼠下丘脑的HSP70的异常高表达有关。艾灸预处理的灸热刺激对机体而言可能正是其产生适度应激的手段,这种刺激的强度已经引起应激中枢下丘脑产生一定量的HSP70。此时HSP70可能充当了内在的免疫佐剂,引起机体潜在的级联反应,在这种状态下再接受疾病应激刺激时,即可产生减轻随后疾病带来的组织损伤的保护作用。下丘脑中HSP70可能是艾灸预处理产生防病减病、保健强壮的重要分子之一[21]。

2．艾灸治疗胃溃疡与HSP70的研究

易受乡、常小荣等为阐明艾灸预处理对应激性胃溃疡大鼠胃黏膜

的保护制与HSP70的表达进行了一系列的研究。

观察艾灸足三里和粱门穴预处理对应激性溃疡大鼠胃黏膜热休克蛋白70(HSP70)及其基因表达、胃粘膜细胞增殖及凋亡、抗胃黏膜氧化损伤的影响，分析热休克蛋白70基因表达(HSP70 mRNA)与上述效应的关系[22-24] 。结果认为艾灸足三里、梁门穴能达到对胃黏膜的保护作用，其机制可能是促进了TGF—a合成，刺激胃粘膜细胞增殖，抑制细胞凋亡，降低MDA含量抗氧化损伤，而这一过程可能与艾灸诱导增强HSP70的蛋白和基因表达表达有关，并有一定的穴位特异性，为临床运用针灸针灸治疗消化系统疾患提供了实验依据。

在艾灸促进胃黏膜HSP70表达上调对急性胃黏膜损伤细胞凋亡线粒体信号转导途径的相关作用靶点及其有关物质进行研究[25]后认为艾灸足三里、梁门穴预处理可以通过上调大鼠胃黏膜细胞HSP70表达,抑制了细胞凋亡线粒体信号转导途径中相关因子Cyt-c、Apaf-1、Caspase-9、Caspase-3的表达,使细胞免于进入细胞凋亡的不可逆程序,从而抑制损伤胃黏膜细胞凋亡。艾灸可能正是通过上调胃黏膜HSP70表达,干预了细胞凋亡线粒体信号转导途径不同靶点,达到抑制胃黏

膜细胞凋亡、保护胃黏膜损伤的作用,而且这种作用的发挥与艾灸及经络腧穴的“综合作用”是分不开的。

选取足阳明胃经足三里、梁门穴，观察艾灸这2个穴位对健康大鼠多组织器官（心肌、脑组织、胃黏膜）HSP70表达以及胃黏膜HSP70mRNA表达的影响[26]。结果显示艾灸穴位组大鼠心肌、脑组织、胃黏膜HSP70表达和胃黏膜HSP70mRNA表达均明显高于空白组、捆绑组及艾灸非穴组。实验表明，在生理条件下，艾灸足三里等穴可以诱导健康大鼠多组织器官HSP70及胃黏膜HSP70 mRNA表达明显升高，艾灸发挥防病保健作用分子生物学机制是诱导机体多组织器官HSPs表达上调，从而揭示了“艾灸预处理”→HSP70→“防病保健”的内在联系。

3．艾灸心肌保护与HSP70的研究

孙忠人等[27,28]对逆灸（艾灸预处理）有效性和对心肌的保护机制进行研究。观察逆灸“内关”、“膻中”对心肌缺血再灌注损伤大鼠HSP70表达的影响，并与缺血预处理的效果进行比较。结果说明逆灸具有缺血预处理的效果，逆灸“内关”、“膻中”与缺血预处理均可增加HSP70的表达，减轻心肌缺血再灌注对心肌造成的损伤。在此基础上艾灸预处理组(分为艾灸每日1次组和艾灸每日2次组)、观察大鼠细胞凋亡及热休克蛋白70(heat shock protein70,HSP70)mRNA表达的情况。 结

果认为艾灸预处理对大鼠缺血再灌注心肌细胞具有保护作用，可通过刺激缺血再灌注大鼠产生更多抗凋亡基因HSP70 mRNA而减少其细胞凋亡，且其效应与每日艾灸次数有关 ，丰富了“治未病”理论。

四、对进一步深化艾灸效应HSP70机制研究的思考

综合分析相关研究结果发现，在艾灸发挥治疗及预防作用的过程中，中枢器官、病变组织或健康器官都有HSP70、HSP70mRNA的大量表达，并且与经络腧穴和艾灸的刺激量有关。艾灸效应中HSP70的表达贯穿中枢与外周，从某种意义上体现了艾灸调整作用的整体性特征。艾灸的抗细胞凋亡作用与HSP70的表达密切相关，研究的层次紧跟分子生物学步伐，已涉及到对细胞信号传导通路的影响。HSP70在艾灸作用中扮演重要的角色，因此艾灸诱发机体HSP70的大量表达是艾灸发挥治疗及保健作用的重要机理之一。但是，目前对艾灸效应的HSP70机制研究还大多集中在预防疾病方面，涉及的病种也较少，因此还应进一步扩大研究范围，并在研究条件允许的情况下采取阻断HSP70的研究方法，以提供更丰富、更扎实、更直接的研究证据。

经脉与脏腑相关是指经脉与脏腑在生理上相互联系，在病理上相互影响，这是中医针灸理论体系的核心[29]。易受乡、常小荣等的研究已证实艾灸足阳明胃经足三里、梁门穴能显著提高大鼠心肌、脑组织、胃黏膜HSP70表达和胃黏膜HSP70mRNA的表达，但并未对艾灸引起HSP70表达的经穴特异性及在经络相关脏腑与经络非相关脏腑的表达进行更深入的研究和探讨。因此，建议在今后的研究中高度重视从HSP70表达差异的角度探索经穴效应的特异性，为经脉—脏腑相关理论提供更丰富的科学依据。

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