马秋富团队报道针刺激活不同自主神经通路调节全身性炎症

临床研究表明,针刺对全身性炎症具有一定的调节作用。本世纪初,Kevin Tracey等研究发现,电刺激颈部迷走神经能抑制脂多糖(LPS)诱导的炎症反应,初次揭示自主神经—免疫调节的机制。随后复旦大学曹小定教授、中国中医科学研究院朱兵研究员、上海交通大学王祥瑞教授、美国罗格斯大学Luis Ulloa等分别采用不同穴位针刺方法【1-4】,替代迷走神经的有创直接刺激,同样获得良好的抗炎效应。然而,针刺体表不同穴位能否激活其他自主神经反射,并在机体不同状态和刺激参数下如何发挥对炎症-免疫的调节,有待于具体阐明。此外,自主神经系统本身具有细胞类型及功能的多样性,但目前缺乏科研工具去特异性地操纵各种亚型的自主神经细胞,从而阻碍了针刺调控自主神经的深入性研究。

2020年8月12日,哈佛大学医学院马秋富教授研究团队(第一作者为柳申滨博士后)Neuron杂志上发表文章“Somatotopic Organization and Intensity Dependence in Driving Distinct NPY-Expressing Sympathetic Pathways by Electroacupuncture”

 

研究人员运用现代遗传学技术【5】,特异性地标记和操纵小鼠外周交感神经系统中表达神经肽Y(NPY)的一类亚型交感细胞。他们发现在支配腹腔脏器的椎前交感神经节(如Suparenal ganglia)和肾上腺髓质中,这类细胞能标记上大部分的交感神经细胞。此外,这类交感神经广泛地投射到免疫相关的器官中(如脾脏)


该课题组的研究人员通过特异性的敲除、沉默和激活外周交感神经节或肾上腺髓质中的这类交感细胞,以及运用LPS诱导的全身性炎症反应模型,他们发现针刺调节的如下3个规律:

(1)存在针刺穴位部位特异性研究发现低强度(0.5 mA)针刺后肢部位穴位足三里(ST36)可通过激活“迷走神经—肾上腺NPY+髓质细胞”通路,抑制LPS所诱导的全身性炎症反应,而这一抗炎通路不能被腹部穴位天枢(ST25)所激活。

(2) 存在针刺强度特异性即不同刺激强度可以激活不同自主神经环路。腹部穴位天枢(ST25)高强度(3.0 mA)针刺刺激能够激活投射到脾脏等免疫器官的NPY+外周交感神经元,进而抑制LPS诱导的炎症,而ST25低强度(0.5 mA)刺激则不能激活此途径;后肢足三里穴位(ST36)低强度针刺刺激足以激活 “迷走神经—肾上腺NPY+髓质细胞”通路,而ST36高强度针刺刺激则可以同时激活“脊髓—交感”反射发挥其联合抗炎作用。

(3) 针刺调节效应存在双向性如果在LPS诱导全身性炎症发生前,给予腹部穴位(天枢,ST25)高强度的电针刺激,可通过激活外周NPY+交感神经元,而发挥β2-去甲肾上腺素受体介导抗炎效应;而在LPS诱导炎症后,应用相同腹部穴位和刺激强度,却表现为明显的促炎作用,其主要是由于LPS能诱导促进炎症的α2-肾上腺素受体表达增加所致。相反,无论LPS诱导炎症前后,足三里穴位(ST36)低强度针刺均可通过激活“迷走神经—肾上腺NPY+髓质细胞”通路抑制炎症反应。

以上研究结果揭示了针刺体表穴位可以诱导多种躯体感觉-自主神经-靶器官反射通路,发挥对机体免疫-炎症的调节作用。这一调节效应和穴位部位、刺激强度和机体状态相关。该研究充实了针灸等体表疗法的现代科学内涵,为临床优化针刺参数、提升治疗有效性和安全性提供了重要的科学依据。

据悉,该研究获得了复旦大学王彦青教授、中国中医科学院针灸研究所景向红研究员的支持帮助。福建中医药大学王志福副教授和中国中医科学院针灸研究所宿杨帅博士参与了本研究的工作。

原文链接:https://doi.org/10.1016/j.neuron.2020.07.015

1. Huang, Y.S., Jiang, J.W., Wu, G.C. & Cao, X.D. Effect of melatonin and electroacupuncture (EA) on NK cell activity, interleukin-2 production and POMC-derived peptides in traumatic rats. Acupunct Electrother Res 27, 95-105 (2002).

2. Zhao, Y.X., et al. Transcutaneous auricular vagus nerve stimulation protects endotoxemic rat from lipopolysaccharide-induced inflammation. Evid Based Complement Alternat Med 2012, 627023 (2012).

3. Song, J.G., et al. Electroacupuncture improves survival in rats with lethal endotoxemia via the autonomic nervous system. Anesthesiology 116, 406-414 (2012).

4. Torres-Rosas, R., et al. Dopamine mediates vagal modulation of the immune system by electroacupuncture. Nat Med 20, 291-295 (2014).

5.  Duan, B., et al. Identification of spinal circuits transmitting and gating mechanical pain. Cell 159, 1417-1432 (2014).

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