★ 郭德華 吳成林 許洋 張國福 張鎂琴 林睿 王劍清 （.江西中醫(yī)藥大學(xué) 南昌 330004；.江西中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院 南昌 330006）

21 世紀(jì)以來，脊髓損傷（spinal cord injury,SCI）的發(fā)病率在我國乃至全世界呈明顯上升趨勢［1］，但臨床上對于SCI 尚無有效的治療措施［2］。SCI 不僅嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量，甚至對患者家庭和社會(huì)環(huán)境均造成嚴(yán)重的影響［3］。另外，脊髓損傷的病理機(jī)制極其復(fù)雜，其微環(huán)境改變不是單因素作用，而是多因子、多系統(tǒng)、多因素協(xié)同作用的生物共濟(jì)環(huán)，任何單一的治療方式都無法在整體上修復(fù)脊髓損傷，其治療及康復(fù)是醫(yī)學(xué)界的一大難點(diǎn)。而Janus 激酶信號(hào)傳導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子（janusactivated kinase singal transducers and activators of transcriprion，JAK/STAT）信號(hào)通路是近年來重點(diǎn)研究的細(xì)胞內(nèi)重要的信號(hào)傳遞途徑，具有調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡和神經(jīng)再生等多方面作用［4］。與中醫(yī)藥治療SCI 體現(xiàn)的多層次和多系統(tǒng)的作用機(jī)制非常相似，他們的作用機(jī)理往往是多因子、多靶點(diǎn)聯(lián)合促進(jìn)神經(jīng)功能恢復(fù)，可能會(huì)提供更有利于神經(jīng)功能恢復(fù)的環(huán)境。本文對JAK/STAT 通路及中醫(yī)藥治療SCI 的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，為中醫(yī)藥治療SCI 的理論研究及作用機(jī)理提供新的方向。

1 JAK/STAT 信號(hào)通路與SCI 后微環(huán)境

JAK/STAT 信號(hào)通路的發(fā)現(xiàn)至今已有近30 年，作為介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞之間信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的信號(hào)通路，對于發(fā)育、細(xì)胞分化和體內(nèi)穩(wěn)態(tài)至關(guān)重要［5］。參與細(xì)胞的生長、分化、凋亡以及免疫調(diào)節(jié)等許多重要的生物學(xué)過程。

JAK 分子與相對應(yīng)的受體結(jié)合后，產(chǎn)生二聚體化效應(yīng)，并轉(zhuǎn)到信號(hào)和（或）產(chǎn)生自動(dòng)磷酸化而最后被激活，該活化模式的應(yīng)用宜接受瘦素受體。相應(yīng)物質(zhì)一旦被活化后，JAKs 使其磷酸化并調(diào)控下游的受體因子，同時(shí)使STAT 發(fā)生磷酸化反應(yīng)，進(jìn)一步STATs 將被激活。激活后的 STAT 與受體分開，同時(shí)產(chǎn)生不同性質(zhì)的二聚體物質(zhì)，進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi)，與特定的DNA 序列結(jié)合并發(fā)生相應(yīng)的變化，最終激活或抑制靶基因的轉(zhuǎn)錄［6］。JAK/STAT信號(hào)通路具有一個(gè)特征性的雙面結(jié)構(gòu)，前面有一個(gè)氨基末端激酶結(jié)構(gòu)域，后面有一個(gè)調(diào)節(jié)性假激酶結(jié)構(gòu)域，因此，提供了將細(xì)胞外信號(hào)轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)錄反應(yīng)的直接機(jī)制。細(xì)胞因子及其受體是JAK/STAT 通路的主要激活因子，這些受體主要有白介素、垂體催乳素、集落刺激因子等。JAK/STAT 途徑除了效應(yīng)子外，還有三大類負(fù)調(diào)節(jié)：SOCS、PIAS 和PTPs。JAK/STAT 信號(hào)通路是一個(gè)非常簡單的通路，整體結(jié)構(gòu)一目了然。主要分為主干通路和旁支通路。主干通路就是這個(gè)JAK/STAT 通路名稱的由來，主要涉及JAK 和STAT 2 個(gè)蛋白的磷酸化激活以及激活下游通路。旁支通路說明JAK 也可以通過磷酸化SHP2 和PI3K，來激活MAPK 和PI3K-AKT 2個(gè)通路。JAK 和STAT 涉及IL-6（gp130）受體家族，能調(diào)控B 淋巴細(xì)胞的增殖分化，效應(yīng)B 細(xì)胞生成。STAT 在未被激活的情況下一直在細(xì)胞質(zhì)中待命，一旦有危險(xiǎn)信號(hào)刺激，則立刻磷酸化并集合到細(xì)胞核發(fā)揮轉(zhuǎn)錄功能，響應(yīng)速度快。JAK 蛋白家族是一類非跨膜型的酪氨酸激酶，包括4 個(gè)成員：JAK1-3 和TYK2，前三者廣泛分布于各組織細(xì)胞，JAK3 僅存在于骨髓及淋巴系統(tǒng)，它們分別承擔(dān)不同的生物學(xué)功能。JAK1 蛋白主要參與細(xì)胞內(nèi)相關(guān)物質(zhì)的結(jié)合，JAK2 負(fù)責(zé)介導(dǎo)細(xì)胞外的信號(hào)傳導(dǎo)，JAK3 僅在造血細(xì)胞源性細(xì)胞及部分內(nèi)皮組織中表達(dá)；TYK2 參與了淋巴細(xì)胞中炎癥因子的調(diào)節(jié)。JAK 家族蛋白的N 端JAK 同源區(qū)又稱JH 結(jié)構(gòu)域，根據(jù)其激酶結(jié)構(gòu)的差異分為JH1 和JH2；JH1 存在激酶結(jié)構(gòu)域，其中保守的雙重Tyr 磷酸化是關(guān)鍵組分；JH2 代表一個(gè)假激酶結(jié)構(gòu)域，似乎能夠調(diào)節(jié)激酶結(jié)構(gòu)域；JAKs C 端有2 個(gè)酪氨酸激酶活性結(jié)構(gòu)域，C 端末端是JAK 激酶的催化活性區(qū)，位于近N 端另一個(gè)激酶樣結(jié)構(gòu)域沒有激活活性。STAT 蛋白家族在進(jìn)化上非常保守，包括7 個(gè)成員：STAT 1～6，其中STAT5 又分為STAT5a 和STAT5b。雖然STAT1～6 之間結(jié)構(gòu)相似，但他們之間都擁有其獨(dú)立的基因代碼。STATs 的N 端結(jié)構(gòu)域空間口袋底部存在一個(gè)絕對保守的Arg（如STAT1-Arg602、STAT3-Arg609），具有識(shí)別結(jié)合特定受體磷酸化酪氨酸基序、與激活的JAK 結(jié)合、STAT 同源或異源二聚化的功能。

脊髓微環(huán)境是脊髓細(xì)胞的正常增殖、代謝、分化和功能活動(dòng)的組織環(huán)境，主要由神經(jīng)細(xì)胞、基質(zhì)細(xì)胞、小膠質(zhì)細(xì)胞、免疫細(xì)胞、各種生長因子、細(xì)胞因子以及局部的血液供應(yīng)、離子濃度指數(shù)等組成。SCI 后脊髓組織內(nèi)細(xì)胞微環(huán)境失衡，是導(dǎo)致神經(jīng)功能恢復(fù)受限的主要原因。因此，調(diào)控SCI 后紊亂的細(xì)胞微環(huán)境是神經(jīng)元再生與修復(fù)的關(guān)鍵因素。

該微環(huán)境可分為由各種神經(jīng)細(xì)胞、基質(zhì)細(xì)胞、小膠質(zhì)細(xì)胞、免疫細(xì)胞等組成的免疫微環(huán)境；非免疫細(xì)胞、血液供應(yīng)、氧濃度指數(shù)、離子平衡、pH 值平衡等構(gòu)成的非免疫微環(huán)境兩大類。繼發(fā)性SCI免疫微環(huán)境的失衡主要包括免疫細(xì)胞、炎癥因子、趨化因子的持續(xù)存在，SCI 后免疫炎癥反應(yīng)并不會(huì)逐漸減弱或消失；持續(xù)激活的免疫微環(huán)境是導(dǎo)致SCI 療效不佳及愈合困難的主要原因之一。繼發(fā)性的SCI 非免疫微環(huán)境失衡，主要包含星形膠質(zhì)細(xì)胞功能異常、脊髓組織局部缺血缺氧、α-氨基戊二酸蓄積與細(xì)胞酸堿失衡及缺血再灌注損傷等。

郭德華等［7］研究表明，SCI 早期的病理變化可能與脊髓損傷局部神經(jīng)細(xì)胞的炎癥因子含量的變化、細(xì)胞生物學(xué)改變及JAK/STAT 信號(hào)通路的調(diào)控密切相關(guān)。SCI 后其損傷區(qū)域組織中p-JAK2 和p-STAT3 的含量增加，在SCI 發(fā)生12 h 后p-JAK2和p-STAT3 的水平達(dá)到峰值，隨后逐漸減少［8］；在SCI 大鼠體內(nèi)去除JAK/STAT 相關(guān)的基因后，神經(jīng)恢復(fù)的轉(zhuǎn)錄基因表達(dá)水平明顯減弱［9］；通過病毒載體將敲除的特定基因重新植入大鼠體內(nèi)后，神經(jīng)再生基因表達(dá)又顯著恢復(fù)，表明JAK/STAT 與神經(jīng)再生密切相關(guān)［10］。由于SCI 后神經(jīng)細(xì)胞的再生能力差及復(fù)雜的脊髓微環(huán)境，導(dǎo)致神經(jīng)的損傷修復(fù)存在巨大挑戰(zhàn)。JAK/STAT 信號(hào)通路在脊髓損傷病理的各階段發(fā)揮的作用的研究大多處于動(dòng)物實(shí)驗(yàn)階段，仍需要大量的研究進(jìn)行完善。

2 中醫(yī)藥與SCI

SCI 屬于中醫(yī)理論“體惰”“痿證”的范疇，中醫(yī)藥治療SCI 體現(xiàn)了中醫(yī)整體觀念、辨證論治的特點(diǎn)，能通過多路徑、多層次和多靶位的作用機(jī)制，改善中樞神經(jīng)系統(tǒng)的微環(huán)境，促進(jìn)SCI 組織的修復(fù)，與現(xiàn)代醫(yī)學(xué)近年來降低炎性反應(yīng)，抑制神經(jīng)細(xì)胞的凋亡和神經(jīng)元丟失，減少相關(guān)蛋白及mRNA 的表達(dá)，改善神經(jīng)生長的微環(huán)境的機(jī)理類似［11］。中醫(yī)認(rèn)為SCI 是因外傷致使督脈氣血逆亂，經(jīng)絡(luò)瘀而不通，氣血不能正常溫煦、濡養(yǎng)肢體所形成。其病因病機(jī)為“瘀血阻絡(luò)致使督脈樞機(jī)不利”［12］?！峨y經(jīng)·二十八難》敘述：“督脈者，起于命門，并行脊髓，上至風(fēng)府之位，入屬于腦?！爆F(xiàn)代醫(yī)學(xué)中脊髓的解剖位置與中醫(yī)學(xué)理論中督脈的循行路徑十分相似，現(xiàn)代中醫(yī)認(rèn)為SCI 與督脈損傷密切相關(guān)。脊髓為督脈運(yùn)行之路，而督脈統(tǒng)帥一身之陽經(jīng)；督脈致傷，氣血逆亂，陰陽失衡無法溫煦、濡養(yǎng)肢體，故雙下肢萎廢不用。經(jīng)脈閉阻、督陽不樞，足太陽膀胱經(jīng)及大腸功能失調(diào)，則二便潴留［13］。

中醫(yī)學(xué)治療SCI 以整體觀念入手，著重從氣血辨證。氣行則血行，氣血互相化生，氣虛則血液運(yùn)化失司，進(jìn)而導(dǎo)致氣滯血瘀之象，故活血化瘀的同時(shí)，應(yīng)注重補(bǔ)氣行氣，從而達(dá)到活血化瘀行氣，疏通督脈之功效。中醫(yī)學(xué)認(rèn)為督脈瘀阻，氣血運(yùn)化失司是SCI 的基本病機(jī)。這與現(xiàn)代理論對SCI 的認(rèn)識(shí)十分相似，其現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中對SCI 后微循環(huán)障礙的見解與中醫(yī)理論對血瘀證的描述是宏觀與微觀的有機(jī)統(tǒng)一［14］。SCI 后微循環(huán)障礙與督脈瘀阻，氣血運(yùn)化失司緊密相關(guān)。多項(xiàng)研究結(jié)果表明，中藥及中藥提取物、中藥配方及中醫(yī)傳統(tǒng)治療方式等均可緩解神經(jīng)水腫，調(diào)控神經(jīng)細(xì)胞的生物學(xué)特性，促進(jìn)神經(jīng)功能恢復(fù)相關(guān)蛋白及信使核糖核酸的表達(dá)，修復(fù)SCI 組織的微循環(huán)障礙，進(jìn)而產(chǎn)生修復(fù)SCI 后神經(jīng)功能的作用［15-19］。

3 基于JAK/STAT 信號(hào)通路中醫(yī)藥治療SCI 及改善微循環(huán)障礙研究

3.1 中藥有效成分及提取物

馬斌祥等［20］研究發(fā)現(xiàn)，相對于SCI 組采用腹腔注射1%生理鹽水，行相同途徑等體積的雷公藤內(nèi)酯醇的雷公藤內(nèi)酯醇組的行為學(xué)評分、超氧化物歧化酶和CAT 的mRNA 表達(dá)水平均顯著升高（P<0.05）；且脊髓組織中TNF-α、p-STAT3 和p-JAK2 的 mRNA 表達(dá)顯著降低（P<0.05）；證明雷公藤內(nèi)酯醇通過產(chǎn)生抗炎作用，激活SOD-1,2,3和CAT 的mRNA 表達(dá)，降低小膠質(zhì)細(xì)胞活化標(biāo)志物Iba-1 蛋白表達(dá)，抑制JAK2 及STAT3 的磷酸化，并發(fā)揮了保護(hù)SCI 的作用。賀世集等［21］對受損脊髓患者應(yīng)用姜黃素治療后出現(xiàn)了嗜中性粒細(xì)胞聚集現(xiàn)象，并且姜黃素降低了脊髓受損患者中的p-STAT、p-JAK 蛋白的表達(dá)，進(jìn)而對SCI 具有保護(hù)作用。許大勇等［22］研究發(fā)現(xiàn)，黃芩苷通過促進(jìn)RAW264. 7 細(xì)胞中Arg1 和MRC1 蛋白表達(dá)及SCI損傷組織中p-JAK1 和p-STAT6 蛋白表達(dá)，調(diào)控巨噬細(xì)胞M2 化，進(jìn)而改善SCI 的炎癥反應(yīng)，進(jìn)而促進(jìn)SCI 的修復(fù)。GEORGE 等［23］研究發(fā)現(xiàn)，高良姜水醇提取物下調(diào)促炎介質(zhì)IL-6、TNF-α、NO 和放射性同位素等趨化因子的釋放，激活 JAK/STAT信號(hào)通路及靶向炎癥級聯(lián)的上游元件，抑制下游激酶的磷酸化，發(fā)揮抗炎作用。王敏等［24］發(fā)現(xiàn)復(fù)方甘草酸苷干預(yù)EAE 小鼠后其神經(jīng)功能缺損評分顯著降低（P<0.05），證明復(fù)方甘草酸苷基于JAK2/STAT3 信號(hào)軸上調(diào)SOCS3 影響了Th17/Treg 細(xì)胞平衡以抑制EAE 小鼠的炎癥級聯(lián)反應(yīng)。張明亮等［25］研究發(fā)現(xiàn)，苦參素減少脊髓組織中炎癥反應(yīng)和免疫應(yīng)答，降低大鼠脊髓組織中JAK2-mRNA 含量，證明苦參素抑制JAK2/STAT3 信號(hào)通路的異常激活。

目前以單味中藥及其提取物治療SCI 的研究仍存在如下問題：（1）探討藥物作用機(jī)理及藥物構(gòu)效關(guān)系的研究內(nèi)容較為單一，對通路/靶點(diǎn)相互關(guān)聯(lián)及調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)識(shí)不夠全面立體，未來仍需進(jìn)行高質(zhì)量研究；（2）研究多處于動(dòng)物實(shí)驗(yàn)階段，缺乏一定數(shù)量的臨床研究支持及循證醫(yī)學(xué)證據(jù)，實(shí)驗(yàn)結(jié)論說服力小，其研究結(jié)果對臨床治療SCI 的指導(dǎo)意義不強(qiáng)；（3）對于藥物在宏觀上對機(jī)體作用機(jī)制、藥物代謝動(dòng)力學(xué)及周期等研究較少。因此，隨著現(xiàn)代生物學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，明確通路與靶點(diǎn)之間的相互關(guān)聯(lián)，進(jìn)一步構(gòu)建系統(tǒng)科學(xué)的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，加大藥物代謝動(dòng)力學(xué)的定向研究，分析單味中藥及其提取物的構(gòu)效關(guān)系；并且在遵照循證醫(yī)學(xué)要求的前提下，開展多中心、大樣本量的臨床隨機(jī)對照研究，將研究主體由實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型轉(zhuǎn)向人體，那么單味中藥及其提取物在SCI 修復(fù)中的臨床應(yīng)用將會(huì)產(chǎn)生更大的實(shí)際價(jià)值，為臨床治療SCI 帶來更多的選擇性和可能性。

3.2 中藥復(fù)方

韓文文等［26］發(fā)現(xiàn)益腎化濁方降低神經(jīng)膠質(zhì)纖維酸性蛋白（glial fibrillary acidic protein，GFAP）基因mRNA 水平及STAT3、Smad1 及p-STAT3 的蛋白的表達(dá)，提高神經(jīng)元1（neurogenin1，ngn1）基因含量，證明益腎化濁方可通過JAK/STAT 信號(hào)通路調(diào)控神經(jīng)干細(xì)胞的生物學(xué)特性，進(jìn)而維持神經(jīng)元細(xì)胞的微環(huán)境穩(wěn)態(tài)，保護(hù)神經(jīng)元細(xì)胞。王凱華等［27］研究發(fā)現(xiàn)補(bǔ)陽還五湯降低大鼠神經(jīng)功能缺損功能評分及梗死區(qū)p-STAT3、p-JAK2 陽性細(xì)胞的表達(dá)，證明補(bǔ)陽還五湯改善了腦損傷的神經(jīng)功能恢復(fù)。關(guān)東升等［28］通過實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)益腎達(dá)絡(luò)飲降低了EAE 小鼠神經(jīng)功能臨床癥狀評分、脊髓炎性細(xì)胞脫髓鞘的密度及脊髓組織中p-STAT1、p-STAT3 蛋白的表達(dá)，證明益腎達(dá)絡(luò)飲提高抑制JAK/STAT 信號(hào)通路改善EAE 小鼠脊髓損傷后神經(jīng)功能缺損。郭德華等［29］通過實(shí)驗(yàn)研究證明補(bǔ)陽還五湯通過JAK2/STAT3 信號(hào)軸促進(jìn)脊髓間質(zhì)干細(xì)胞遷移，減低脊髓損傷區(qū)域的炎癥反應(yīng)，進(jìn)而恢復(fù)SCI 大鼠的脊髓功能。

和中藥單體的研究進(jìn)展相類似，中藥復(fù)方治療SCI 的研究主體以動(dòng)物實(shí)驗(yàn)為主，臨床病例報(bào)道相對較少；隨著中西醫(yī)結(jié)合治療理念的不斷深化，以中藥復(fù)方結(jié)合生物學(xué)技術(shù)聯(lián)合治療SCI 的基礎(chǔ)研究及臨床應(yīng)用逐步加大；二者聯(lián)合治療在發(fā)揮現(xiàn)代醫(yī)學(xué)特點(diǎn)的同時(shí)也發(fā)揮了中醫(yī)藥辨證論治的優(yōu)勢，但其作用機(jī)制需要進(jìn)一步深入探究。

3.3 針灸

林元杰［30］研究發(fā)現(xiàn)，針刺大鼠腎俞、大腸俞、環(huán)跳、陽陵泉穴聯(lián)合電針儀降低脊髓損傷組織中p-JAK2、p-STAT3 蛋白含量，減輕神經(jīng)痛，緩解大鼠神經(jīng)癥狀。李琪等［31］研究發(fā)現(xiàn)，針刺小鼠大椎穴、腎俞穴、足三里，證明針刺小鼠大椎穴、腎俞穴、足三里能夠通過抑制JAK2/STAT3 信號(hào)通路，激活特異性免疫應(yīng)答， 改善炎癥反應(yīng)及髓鞘脫失程度，達(dá)到EAE 小鼠治療神經(jīng)功能作用。有研究通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)電針刺激CSR 大鼠雙側(cè)合谷、太沖，證明電針刺激CSR 大鼠雙側(cè)合谷、太沖通過抑制JAK1/STAT3 信號(hào)軸減輕脊髓損傷的炎癥反應(yīng)，最終對CSR 大鼠達(dá)到鎮(zhèn)痛作用［32-33］。粟勝勇等［34］研究發(fā)現(xiàn)麥粒灸刺激CSR 模型大鼠大椎穴可降低脊髓及神經(jīng)損傷組織中JAK1、STAT3 表達(dá)，證明麥粒灸可能激活JAK/STAT 信號(hào)通路。何可旺［35］研究發(fā)現(xiàn)，電針刺激頸型頸椎病模型兔L4-7 夾脊穴，可使頸椎間盤中的 JAK2、STAT3 升高，減少頸椎間盤軟骨細(xì)胞凋亡，良性調(diào)節(jié)頸椎病。

4 總結(jié)與展望

中醫(yī)治療脊髓損傷具有多因素、多靶點(diǎn)等整體優(yōu)勢，改善損傷組織局部微循環(huán)障礙，與現(xiàn)代醫(yī)學(xué)聯(lián)合應(yīng)用產(chǎn)生協(xié)同增效的作用。但是現(xiàn)有中醫(yī)藥治療脊髓損傷在實(shí)驗(yàn)研究中取得部分成果，臨床研究中報(bào)道極少，依舊存在很多局限性：怎樣發(fā)現(xiàn)中醫(yī)藥提高抑制JAK/STAT 信號(hào)通路改善脊髓損傷組織的微循環(huán)障礙的更進(jìn)一步的分子機(jī)制研究？怎樣在協(xié)同增效的基礎(chǔ)上提升激脊損傷并發(fā)癥的治愈率？隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)的不斷研究及各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的不斷深入，上述問題將進(jìn)一步得到解決。