刺激「穴位」為什麼能治病?哈佛研究團隊找到了背後的神經基礎

2021年10月14日10:32:05 科學 1076

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細菌感染誘發的膿毒血症(sepsis)是一種劇烈的全身炎症反應,有致命危險。

在頂尖學術期刊《自然》今日發表的一篇論文中,哈佛大學神經生物學教授馬秋富領銜的研究團隊展示了一種刺激「穴位」治療膿毒血症的實驗方法:研究人員在患有膿毒血症的小鼠身上,找到其後肢的「足三里穴位」——換到人體的話大致位於膝蓋下方2厘米處,然後用微弱的電流對此進行針灸,最終起到了有效的抗炎作用,降低了小鼠的死亡率

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針對這項研究,《自然》雜誌同時發表了一篇評論文章,杜克大學麻醉學科的Luis Ulloa教授在文章中指出,電針灸(electroacupuncture)刺激特定部位,從而調節某些身體機能並治療疾病,屬於近年來被稱為「生物電子醫學」(bioelectronic medicine)的一類新興醫學領域。

人們很容易由此聯想到傳統的針灸。在這項研究以及先前的一些相關實驗中,科學家們也發現,在傳統意義上的「穴位」位置進行電針灸刺激為什麼有效、如何才能起效、是否特異等,還存在很多爭議。比如,以不同的強度刺激「足三里」,或者以同樣的強度刺激另一個位於腹部的「天樞穴」,都無法起到同樣的抑制炎症效果。

研究人員指出,如果要把電針灸發展為一種可靠、有效、靈敏的治療方法,明確電針灸刺激「穴位」背後的神經元網路是非常關鍵的一步。

馬秋富教授的研究團隊從2017年以來,致力於挖掘電針灸激活神經通路進而調節炎症的機制。在這篇新發表的論文中,研究團隊通過小鼠實驗首次找到了一組特定的神經元,並發現這組神經元可以調節迷走神經-腎上腺反射,從而為電針灸刺激「足三里」起到全身抗炎效果找到了現代神經解剖學的基礎

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▲馬秋富教授(圖片來源:哈佛大學官網)

具體來說,研究人員發現在電刺激「足三里」位置時,會激活一組表達Prokr2蛋白的感覺神經元。這些感覺神經元的細胞體部分位於脊髓,延伸出去的突起部分屬於支配後肢的坐骨神經,由此它們可以將後肢的感覺信息通過脊髓傳向大腦的特定區域。

有趣的是,表達Prokr2的神經元受到不同強度的刺激,會激活不同的神經通路。受到較低強度的刺激,它們會進而激活神經系統中的迷走神經-腎上腺,驅動腎上腺釋放兒茶酚胺類抗炎物質。但如果電針灸刺激的強度過大,則會進而激活另一組交感神經反射,反而未能驅動迷走神經-腎上腺這條副交感神經通路。

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▲適度刺激小鼠的「足三里」(ST36)引起全身抗炎反應的神經網路:激活Prokr2感覺神經元,驅動迷走神經-腎上腺軸(圖片來源:參考資料[2])


這類Prokr神經元的神經纖維有特定的分布區域,也就為電針灸抗炎需要在特定「穴位」刺激提供了解釋。在包裹腹部器官的組織中,研究人員就沒有找到這類表達Prokr的神經元,所以刺激小鼠的腹部「穴位」(比如「天樞穴」)很難引起相同的全身抗炎反應。

為了驗證Prokr2神經元的角色,研究人員光遺傳學等多種實驗手段人為激活表達Prokr2的神經元,發現可以模擬電針灸的抗炎效果;相反,如果特異性地破壞這組神經元,則會讓電針灸起不到抑制全身炎症的作用。

《自然》雜誌的評論文章總結說,這些結果首次提供了一種分子標記,靶向具有這種分子標記的神經元可以設計特定的刺激方法,用來遠端調節身體機能。

研究人員指出,他們希望此次的這些發現可以為優化生物電刺激參數鋪平道路,未來可以精確地驅動不同的神經通路來治療特定疾病,最終造福患者。

參考資料:

[1] Shenbin Liu et al., (2021) A neuroanatomical basis for electroacupuncture to drive the vagal– adrenal axis. Nature. Doi: https://doi.org/10.1038/s41586-021-04001-4

[2] Neurons that switch off inflammation. Nature. Doi: https://doi.org/10.1038/d41586-021-02714-0

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