文摘
针灸是一种有效、安全、方便的治疗,已经申请了2500年。针灸研究取得显著改善的技术支持生命科学和研究针灸的反过来加速生物医学科学的发展。针灸的效果影响重要physiopathologic和生物活动,包括基因表达、蛋白质相互作用,和其他生物过程。脑脊髓液、血清、器官和组织生物分子的报道是运营商针灸的效果。本文总结了针灸有效的生物分子研究的进展,发现生物分子扮演重要角色在针灸的机理。组学技术的发展和转化医学,针灸研究将满足机遇与挑战并存。
1。介绍
针灸是中国传统医学的关键组件之一涉及固体丝状针头插入皮肤在特定点身体来达到治疗效果,针灸是中国古代艺术治疗的1,2]。使用古老的科学原理,针灸治疗疾病通过把一个人的身体和谐、调节阴阳的平衡。自战国时期(公元前475年-公元前221年),针灸在中国一直利用2500多年(3]。这种技术遍布远东和欧洲,然后到美国在19世纪(4]。
有两波发展的针灸研究1950年代以来5),当针灸作为一种技术来产生镇痛效应的地方在手术麻醉。第一波是始于1950年代末6]。中国政府开始投资于研究针灸,和这种非传统实践提高了不仅是医务人员的利益,但也基本研究人员想探讨可能的机制。真正启动了针灸在西方,然而,在1971年在《纽约时报》的一份报告(7]。报告鼓舞的美国医生对中国调查针灸镇痛。有显著增加针灸研究在1990年代。的SCI-Expanded期刊论文的数量增加,针灸文献可以分为两个阶段。第一阶段日期从1973年到1997年,在这些年中,文章的数量波动的高原,平均每年85篇论文。文章的数量显示在1998年大幅增长40%,继续增加(5]。这种增长可能鼓励两个事件。第一个是“NIH共识发展针灸”会议上1997年的贝塞斯达举行。第二个事件是美国国家补充和替代医学中心(它)于1998年在美国国立卫生研究院(5]。
近年来,中药的研究,特别是针灸,显示显著改善与生命科学的技术支持。同时研究针灸医学反过来加速发展以及生物医学科学的理解。例如,五十年的成就针刺麻醉的闸门控制理论研究和应用丰富了疼痛和澄清的底层机制释放内啡肽。在过去的半个世纪的科学研究针灸,加上疼痛控制机制知识的进步,产生了事实足以发展针灸镇痛(8]。原则的研究已经发展了近半个世纪,在针刺麻醉发挥了重要作用,做出了杰出贡献的研究假设和方法。针灸不仅是一种方法的研究还源概念的发展,认知,和方法论。系统回顾概述了50年的针灸在中国的主要研究和总结针灸的基本规定和特点发挥指导作用这门学科的未来发展。
信息的生物系统是由两个因素:基因和监管网络交互。这个信息在本质上是分层:DNA→mRNA→蛋白质→→信息的交互途径→信息网络→细胞→组织或网络有机体的细胞→→→生态人口(9]。其他大分子和小分子也参与这些信息层次结构(9]。针灸的效果是通过影响生理和病理过程后对穴位的刺激。研究生物分子的针灸很好地解释了生物过程从基因表达和蛋白质功能的表情以及反应序列和蛋白质相互作用规则的信息。
针灸有效生物分子是生物分子有类似针灸效应和生物反应产生的针灸,包括大分子和小分子,如蛋白质、多糖、脂类、核酸、初级和次级代谢产物。据报道,脑脊髓液、血清、器官和组织的穴位针灸效应的载体的生物分子,含有各种针灸有效的生物分子和acupuncture-like效果添加到实验系统在活的有机体内或在体外。本文旨在总结针灸有效的生物分子研究的进展,它提供了线索和指导针灸发展。
2。脑脊液针灸有效的生物分子
针刺镇痛的效果做手术是基于化学中介。的转移下兔子的脑脊液(CSF)针灸镇痛的第三脑室天真的接受者动物产生镇痛效应在第二只兔子。结果表明,发射机的CSF负责镇痛效应(10]。李等人表明,经典神经递质5 -羟色胺是一个重要的中介针灸镇痛(11]。汉et al。12,13)使用抗体注射技术表明,肽和大脑中β-内啡肽是针灸镇痛介质。Dynorphins有效的脊髓中但不是在大脑中14]。内啡肽在针刺镇痛假说的重要相关性被发现的报告Sjolund et al。15),这表明,内啡肽是增加后的CSF电针刺激刺激。
不同频率的刺激可以影响不同神经肽的释放。汉et al。16与串行显示脑脊液样品从不同类型的人类志愿者神经肽释放在中枢神经系统通过简单地改变的频率电刺激不动针的位置。低频(2 Hz)电针刺激增加β-内啡肽和met-enkephalin CSF的内容,而高频加速释放dynorphin(100赫兹)。这frequency-specific影响的科学证据是整个中枢神经系统的广泛不同的特定穴位针刺激symptom-specific形而上学的理论。然而,代表不同的neurotomes也可以产生不同的刺激行动neurotomes支配那些身体结构。
上述工作是针灸研究的里程碑。1997年美国国立卫生研究院的共识会议承认针灸(通过扩展传统中药)作为一个合法的医学科学的分支。针灸已收到一个巨大的提高在过去的几年里,似乎注定要接受并融入西方医学。对针刺镇痛的研究表明大量针灸和促进了神经生理学的发展的基础。
3所示。针灸血清中有效的生物分子
血清包括所有的蛋白质中未使用凝血(凝固)和电解质,抗体,抗原,激素,和任何外源物质(如药物和微生物)。动物的血清用于提供免疫接种的病原体或毒素或诊断代理(17]。与生物活性、血清作为针灸有效成分的载体,已经收到了大量的关注在中国在过去的二十年。
在常规实验中,血清被认为是一个普通的样品。然而,血清现在公认为针灸有效的生物分子的载体。不管人类或动物的来源,血清,针灸治疗之前或之后添加到一个在体外反应体系产生影响的物质。通过与目标联系目标生物分子的针灸效应,可以观察血清影响评价针灸的功能(18]。针灸的效果与诱导特定蛋白密切相关针灸。这将成为一个划时代的发现当“针刺或艾灸可以诱导特定蛋白质”,可以证明是一个普遍现象18]。
针灸后血清(SA)显示生物活性类似于针灸在活的有机体内和在体外。在在活的有机体内实验系统中,SA注入实验动物。SA的静脉注射后,公司可以降低外周血中嗜酸性粒细胞计数(19]。观察SA对细胞的影响在体外、细胞培养在培养基含有SA。不同的研究工作表明,SA能减少破骨细胞的数量在体外(20.),减少Ca2 +水平培养心肌细胞(21),减少Ca2 +在培养细胞的大脑皮层(22,23),促进的增长tumor-infiltration淋巴细胞增殖方面的和表型(24]。
研究SA在活的有机体内和在体外提供生物分子在SA的直接证据。针灸血清样本被凝胶过滤分离成三段根据分子量(25),每段可以降低外周血中嗜酸性粒细胞计数。针灸血清的有效成分为嗜酸性粒细胞针灸治疗哮喘大鼠没有单独的组件,和针灸的刺激可能会产生许多类型的组件antiasthma [19]。在进一步的研究中,采用二维蛋白质电泳分析血清中的差异蛋白质与antiasthma针灸、活动和微分蛋白质如还有和锌指蛋白91与质谱分析鉴定。有多目标影响调节整个身体在针灸治疗哮喘与免疫调节、基因表达和蛋白质synthesization。蛋白质的针灸对响应的影响值得进一步的研究(26,27]。
4所示。针灸有效生物分子在器官
针灸临床观察和研究主要集中在调整脏腑器官和表明,针灸的调整很大程度上依赖neuroendocrine-immune网络也提供新证据针灸有效成分在不同的器官。
四个圣人库控制老鼠的肺(CK),哮喘大鼠(),哮喘大鼠接受针灸治疗(ASAC)和控制老鼠接受针灸治疗(CKAC)建立并进行了生物信息学分析。研究发现的基因表达谱,ASAC更类似于其他组的分层系统树图;21特定基因受针灸在哮喘模型,如S100钙结合蛋白A9 (S100A9) metallothionein-2 (MT-2)和双特异性蛋白磷酸酶1 (Dusp1)被发现的维恩图;三个关键基因类别,如“免疫反应,”“对类固醇激素的刺激做出反应,”和“自我平衡的过程中,通过大卫与针灸治疗哮喘密切相关的功能分析;DAG分析表明,针灸是一个生物过程调控endocorticosteroids的起源和抑制免疫反应在哮喘治疗;KEGG途径表明,《创世纪》和监管的激素和免疫反应参与了针灸治疗哮喘(28]。利用二维凝胶电泳(2 de)和质谱分析,肺蛋白质如S100A8 S100A11,和克拉拉细胞10-kDa蛋白(CC10)被发现,这可能是用来确定新药候选哮喘的预防和治疗29日]。
几个关键选择针灸分子有效的验证功能。作为S100家族的一员,S100A9蛋白、源自肺,抒发平喘药效果和可能存在剂量依赖的相关性提供进一步了解哮喘的治疗(30.]。nonciliated CC10蛋白质的分泌,nonmucous,秘书上皮肺气道的克拉拉细胞显示,它可以抑制气道平滑肌细胞的增殖和迁移引起的血小板源生长因子(PDGF),这种抑制作用可能与抑制细胞周期蛋白D1表达式(31日]。
肺功能变化密切相关的直肠静息压的老鼠模型哮喘、便秘、大肠和肺匀浆可以显著合同肌肉带(32]。这种关系可以通过针灸有效监管,这一现象表明肺匀浆有有效的生物分子。
5。针灸有效穴位组织的生物分子
研究人员调查了特定的穴位组织的结构,但取得了有限的进展没有令人信服的结果。在过去的20年里,研究当地的针灸逐渐进展的分子机制。初步研究表明,组胺和腺苷是有效的针灸穴位信息生成的本地生物分子。
在操作过程中,针正在抓住结缔组织的胶原蛋白和弹性纤维缠绕紧针,提供细胞信号通路的渠道进行(穴位),导致下游效应,激活某些细胞通路和促进愈合33]。胶原纤维acupuncture-induced镇痛中起着重要的作用,他们参与信号传输和变换过程(34]。刺激后的镇痛效果更明显的Zusanli (ST36)比刺激后附近的一个虚假的点真正的穴位。从Zusanli肥大细胞的密度(ST36)的老鼠高于从附近的一个虚假的点。此外,针灸导致显著增加的肥大细胞脱粒。色甘酸二钠(DSCG)是肥大细胞稳定剂,造成浓度抑制组胺释放(35,36]。预处理的穴位色甘酸二钠(DSCG)不仅中和脱粒的现象也减少了针灸的镇痛效果。实验抑制组织中肥大细胞脱粒的穴位证明肥大细胞的可能角色在针灸的效果37]。
肥大细胞密度更高比nonacupoints穴位。有效的神经传导信号手动生成(MA)针灸镇痛过程中肥大细胞脱粒后的穴位激活或针感,这是一代的神经信号的直接原因38]。有肥大细胞脱颗粒率之间的正相关和镇痛效果39]。激活后,肥大细胞表达组胺、白细胞三烯和前列腺素类,以及蛋白酶,许多细胞因子和趋化因子40,41]。这些介质的炎症反应(的起源42]。发射器释放的桅杆调用可以增加血管通透性和诱导局部水肿和轻微的自生炎症反应43]。一方面,这可能促进聚合肥大细胞的焦点和其他地方对穴位通过诱导粘附分子和趋化因子;另一方面,它可以激活免疫系统,和当地针灸效应扩大到整个身体44]。针灸有显著的镇痛和增强显然肥大细胞脱粒,由注入色甘酸二钠削弱(DSC)穴位区,显示肥大细胞的一个重要的角色在acupuncture-induced镇痛(45]。
腺苷是一个神经调质,antinociceptive属性(46]。ATP释放机械和电刺激或热量。一旦释放,ATP作为发射机purinergic受体结合(47,48],它不能被运送回一个细胞,但迅速退化腺苷由几个ectonucleotidases之前再摄取[48]。因此,腺苷是一种止痛剂,抑制疼痛通过Gi-coupled A1-adenosine受体(49,50]。研究员收集的样本调查组织液的微量透析可把时程延长植入/皮下组织的成年小鼠胫骨前肌在远处的0.4 - -0.6毫米Zusanli (ST36)点,和腺嘌呤核苷酸腺苷量化使用高效液相色谱法(HPLC)之前,期间和之后针灸。腺苷释放针灸和其antinociceptive行动要求腺苷A1受体表达。直接注射腺苷A1受体激动剂的复制,针灸的止痛效果。腺苷酸降解酶的抑制强acupuncture-elicited腺苷的增加,以及其antinociceptive效果。观察结果表明,腺苷介导针灸和干扰的影响腺苷代谢可能延长针灸的临床效益(51]。
进一步的研究是与人类受试者进行的。间质腺苷浓度显著增加在针灸,针灸后仍继续升高30分钟。Acupuncture-mediated腺苷释放中没有观察到如果针灸不是管理Zusanli (ST36)或者针灸针插入,但不旋转。acupuncture-mediated镇痛效应研究了腺苷的作用通过直接提供这样的证据在人类52]。腺苷的作用的研究提供了进一步的证据acupuncture-mediated镇痛效应证明当地腺苷浓度增加人类受试者接受传统的针灸穴位。
6。的角度来看
针灸是飞行员的话题增加全球接受中医。这种技术是科学界所接受,因为它是一种有效的疗法,针灸的生物效应是独特的,它具有生物学意义的人类生物学的研究。先前的研究在针刺麻醉原理研究发挥了重要作用通过建立针灸研究的基础和方法,已成为一个重要的科学贡献。这项研究调查针刺麻醉和针灸止痛促进了痛苦的生理知识。
自1998年以来,全球针灸研究发展迅速5]。在21世纪初,针灸研究也转嫁到后基因组时代(53]。针灸的效果构成一个复杂的生物过程,和许多生物分子。系统生物学技术,如功能基因组学和蛋白质组学,参与越来越多的应用在针灸领域的研究。随着生物技术的发展,如高通量组学技术(基因组学、转录组、蛋白质组学、代谢组学及以后)(54),针灸的基本生物过程可以通过应用研究的各种组学技术来揭示针灸的作用机制。
针灸的效果包括非特异性效应和特定效应和针灸有效的生物分子可以特异性的有效生物分子或具体有效的生物分子。内源性阿片肽(脑啡肽、dynorphin内啡肽和orphanin)和嘌呤(腺苷)是重要的但非特异性针刺麻醉和针灸镇痛的有效生物分子。这些非特异性有效生物分子是由针灸并不是基于一个特定的身体状态。生物分子来源于特定器官的疾病模型,如S100A9 CC10,代表了特定针灸的效果。额外的具体有效的生物分子可以通过更多的研究发现不同类型的疾病。
转化医学是一个相对年轻的生物医学领域,并且发展迅速,在过去的10年里变得更加跨学科(55],它变得更加跨学科。转化医学和针灸的有效性和目标药物发现基于针灸效应生物分子将促进针灸的应用。这些组合的过程也将促进生物医药的发展。
利益冲突
作者宣称没有利益冲突存在。
作者的贡献
于王和尹Lei-Miao同样这项工作。
确认
这项工作得到了国家自然科学基金(81001548号,81173341,81173332,和81202753)和浙江First-foremost开放研究基金支持的项目关键Subject-Acupuncture &艾灸(没有。ZTK2010A02)。