外泌體是針灸信息傳遞的重要新途徑

 

作為對體表的物理刺激，針灸信息從穴位通過經絡傳遞到靶器官的過程是復雜的，而網絡調節是針灸最基本的模式。外泌體是各類細胞形成的膜泡，通過一系列調控分泌到細胞外基質。

 

我們推測外泌體及其載體作為神經元、內分泌細胞和免疫細胞之間通訊的重要載體，可能在針灸信息傳遞過程中發揮重要作用。穴位區外泌體是物理信息向化學信息轉化的重要交互形式。循環外泌體是針灸的重要遞送手段，在網絡調節中發揮重要作用。外泌體的結構和信息分子是針灸效應的重要物質基礎。通過實驗研究發現，針灸可以調節外泌體的釋放，可能與針灸效果有一定的關系。因此，外泌體可能在針灸信息傳遞過程中發揮重要作用，是針灸信息傳遞的重要新途徑。

 

天津中醫藥大學針灸推拿學院、國家中醫針灸臨床研究中心的研究人員Ning-Cen Li、Ming-Yue Li等2020年8月在《世界中醫藥雜志》（英文版）發表了題為Exosome is an important novel way of acupuncture information transmission的文章，揭示了外泌體是針灸信息傳遞的重要新途徑。

 

 

針灸的啟動過程可分為“感覺”、“傳遞”和“效果”三個部分。以往的研究主要集中在針灸感覺與療效之間的相關性，即“氣致”和“有效”之間。然而，從“感覺”到“效果”的“傳遞”過程是復雜的。

根據中醫的理論，它主要是通過經絡和經絡進行的。基于神經生物學的觀點，現代研究取得了一些成果，但其他的傳導通路尚未得到進一步研究。針灸物理信息是如何轉化為生物信息的，目前還沒有解釋清楚。

中國郭毅（音譯）教授團隊專注于針灸信息傳遞的復雜過程，該過程被認為與神經-內分泌-免疫（NEI）網絡密切相關。團隊最新研究發現，外泌體載體中含有神經遞質、激素、細胞因子等多種信號分子。它們是連接NEI網絡之間關系的載體，在針灸信息傳遞中發揮著重要作用。

外泌體是由多泡體釋放的一種直徑約30-200 nm的膜狀囊泡。2013年，因其在細胞間運輸中的重要作用而獲得諾貝爾生理學或醫學獎。它可以參與許多神經、內分泌和免疫過程，例如器官和生殖發育、抗原呈遞、免疫反應、神經元通訊、衰老控制和細胞增殖。

外泌體是磷脂雙層結構，含有來自源細胞的分子，包括蛋白質、核酸和脂質。外泌體的形成及其對靶細胞的作用如下：（1）外泌體上的配體與受體細胞膜上的受體結合；(2) 外泌體將配體轉移到受體細胞；(3) 外泌體本身與細胞質膜融合，將“貨物”釋放到靶細胞中；(4)內吞作用。

外泌體在細胞間轉運過程中具有諸多優勢：

（1）來自不同細胞的外泌體功能不同，攜帶多種物質。它們可以攜帶和傳遞多種生物分子（蛋白質、核酸、脂質等），實現信息交換（多樣性）。

(2)體外外泌體具有包裹細胞膜的磷脂雙層結構，使外泌體在長距離運輸過程中轉運的物質不像激素那樣容易降解，半衰期更長(穩定)。

（3）外泌體是納米級囊泡，能有效穿過血腦屏障，不會引起免疫和炎癥反應（穿透性和安全性）。

(4) 由于膜表面的特異性整合素，外泌體具有器官特異性分布（靶向性）的特點。

結合外泌體的特點，研究人員推測外泌體也可能在針灸信息的傳遞中發揮關鍵作用，是針灸信息傳遞的重要載體。針灸后，相關細胞激活并釋放外泌體。穴位中的外泌體將針灸的物理信息轉化為化學信息，激活最初的穴位小網絡，將信息上傳到大腦中樞進行整合，進一步激活NEI網絡。然后，循環外泌體靶點通過體液和神經調節將信息傳遞到病變區域，從而發揮針灸作用。

以外泌體為突破口，通過外泌體及其載體物質的人工干預方法，研究針灸信息傳遞機制，進一步調控針灸效果，促進臨床療效最大化，提高針灸應用水平和艾灸，實現疾病的靶向治療，為中醫藥轉化醫學提供新的思路和途徑，具有廣闊的應用前景。

穴位區外泌體是針灸物理信息轉化為化學信息的重要交互形式

梳理和分析目前國內外有關穴位啟動的研究，發現相關因素可能與外泌體有關。團隊進一步開展實驗研究，發現穴位區外泌體可能參與了穴位啟動，調節穴位區外泌體可顯著影響針刺效果。初步證實，阻斷穴位局部外泌體后，針刺鎮痛效果明顯下降。

針灸會導致組織的纏繞、牽拉，甚至使穴位發生斷裂，從而導致局部炎癥反應。損傷相關分子模式激活局部細胞功能，外泌體釋放可能是針灸將物理信息轉化為化學信息的關鍵環節。

穴位是臟腑與體表信息交互的重要通道。天津中醫藥大學郭毅教授團隊提出，它是針灸信息的傳感器和放大器。針灸作用于穴位，首先激活穴位的小網絡。針灸信息通過級聯放大，激活NEI網絡，進一步通過多層次、多系統向靶器官輸出效果信息，最終作用于疾病網絡，產生針灸效果。實現穴位網絡、NEI網絡、靶器官病理網絡的“三網聯動”，穴位是針灸網絡過程中的“信號源”。

針灸是一種微創物理刺激。在針刺過程中，亞穴結締組織網絡支架的牽拉和擠壓是由于針體和結締組織的纏繞而引起的。例如，當在穴位區域組織中觀察到以針為中心的螺旋圖案時，可以釋放損傷相關分子圖案（DAMPs），并且針刺后穴位內的肌肉組織有肌纖維纏繞、牽拉、DAMPs可激活穴位局部細胞功能，釋放外泌體。

化學物質直接或通過外泌體作用于與神經末梢相關的受體或離子通道刺激神經，針灸的物理刺激可轉化為化學信息。研究發現，在沒有致病性疾病的情況下，局部組織損傷可導致外泌體相關DAMPs的上調，這些分子在通過外泌體循環進一步到達身體各個組織方面發揮著重要作用。例如，來自皮膚角質形成細胞的外泌體含有熱休克蛋白，這是一種損傷因子，當神經元受損時具有保護作用。

早期以電針治療佐劑性關節炎大鼠為效果平臺。通過將外泌體拮抗劑——GW4869注射入穴位，發現調節穴位中的外泌體可以影響針刺效果。初步證實，阻斷穴位局部外泌體后，針刺鎮痛作用明顯減弱，表明穴位局部外泌體可能參與了針刺穴位作用的啟動過程。

針灸可以激活穴位肥大細胞脫顆粒，通過外泌體轉運多種化學物質，進而作用于其他細胞和組織

在針灸治療中，穴位特異性被認為是潛在的取穴原則。根據中醫理論，刺激穴位可以引起功能反應，從而達到治療疾病的目的。外泌體的形狀和大小沒有特異性。它們是在透射電子顯微鏡下測量 40-200 nm 的杯形結構。

外泌體由內體系統形成，具有細胞膜結構。不同細胞分泌外泌體的功能是由于外泌體所攜帶的物質不同，包括DNA、RNA、蛋白質、脂質等，這也為外泌體參與穴位特異性提供了理論依據。

就肥大細胞而言，肥大細胞是存在于人體內的細胞，其化合物比其他類似的功能細胞更多。肥大細胞是研究細胞功能、經絡反應和針灸作用最深刻的功能細胞之一。一些研究人員利用組織形態學、細胞生物學、分子生物學等技術，研究了穴位區肥大細胞的脫顆粒和穴位特異性。結果表明，與非穴位區域相比，穴位組織中肥大細胞密度較高，具有明顯的穴位特異性分布。肥大細胞的脫顆粒是穴位的信號之一。

2019年的一項新研究表明，肥大細胞衍生的外泌體（Mc-exo）含有多達1988個蛋白質、397個lncRNA和272個microRNA，其攜帶的信息的多樣性為闡明Mc-exo的功能奠定了生物學基礎。[14]結合肥大細胞的結構和功能，我們首次提出了Mc-exo在針灸穴位啟動和傳導中的重要作用——針灸可以引起肥大細胞富集，促進局部穴位脫顆粒。

許多化學物質以微泡或外泌體的形式釋放，在其他細胞和組織中發揮相應的作用。肥大細胞和神經末梢之間存在“突觸連接”，為外泌體相互作用提供了解剖學基礎。發現MC-exo可以介導B淋巴細胞和T淋巴細胞的活化并激活免疫調節。它還可以激活感覺神經末梢的TRPV受體，啟動神經調節，使針灸效果在穴位上不斷放大。

針灸通過穴位感受器激活局部神經纖維，啟動神經調節。外泌體是細胞與感覺神經末梢之間重要的交流方式

確切地說，外泌體的作用途徑與膜電位沒有直接關系，也就是說，外泌體的釋放不會直接引起神經動作電位。外泌體作為一種新的細胞間信息傳遞方式，是細胞與感覺神經末梢進行通訊的重要方式。具有突觸前神經遞質的外泌體的釋放可以增強突觸后動作電位和突觸連接強度。

 

針灸后，局部神經纖維被感受器激活，然后，更多的神經纖維被局部軸突反射激活。神經元突觸激發可以釋放外泌體，外泌體被其他指定的神經元接收，實現神經細胞之間的信息交流和傳遞，啟動神經調節。

 

周圍神經纖維還可表達P物質和降鈣素基因相關肽，作用于局部血管，進一步增加血流量，滲出血漿，使肥大細胞聚集和脫粒，釋放含有類胰蛋白酶等致痛和致敏物質的外泌體、5-HT、HA等，共同完成穴位局部組織化學反應過程。

 

綜上所述，針灸可以引起穴位局部微環境的改變，包括細胞功能的激活、化學物質的釋放、傳入神經的興奮等。這些因素之間的相互作用可能通過外泌體來實現，它們共同構成了穴位局部針刺效應信息啟動的重要生物學基礎。

 

循環外泌體是針灸發揮網絡調節作用的重要轉運方式

 

神經-內分泌-免疫網絡是人體維持體內平衡的生物學基礎，是針灸網絡調控的重要環節

現代研究表明，有機體是由眾多網絡相互作用形成的復雜系統。神經、內分泌、免疫三個系統之間有一個網絡“通用語言”，緊密相連。三者之間的聯系是兩者之間的雙向調節，而一個系統的任何變化都會直接或間接地影響其他系統，從而形成人體穩定的調節系統“NEI網絡”。

 

世界最具影響力的醫療機構之一、代表世界最強醫療標準的梅奧診所的一項研究指出，針灸的復雜機制不能用單一機制來解釋。針灸治療疾病是通過刺激身體的整體網絡調節來實現的。

 

從穴位刺激到身體效應，不是簡單的直接線性連接，而是由體內復雜的網絡調節系統，即NEI網絡介導。大量的實驗研究表明，針灸效果與三個系統密切相關；

 

郭毅教授團隊前期以肥大細胞為研究突破口，發現不僅肥大細胞與針灸效果的產生有關，而且肥大細胞脫顆粒可進一步激活神經、內分泌、免疫網絡，從而至于級聯放大發揮針灸效果。

 

進一步研究發現，針刺足三里（ST36）不僅能提高大鼠的免疫和體液功能，還能增加P物質和血管活性腸肽等神經遞質。NEI網絡的一些常見介質，如白細胞介素6（IL-6）、IL-6R、內啡肽、皮質類固醇釋放激素、腎上腺皮質激素和皮質酮，被發現參與電針治療中的調節。衰老大鼠模型。然而，這些研究大多僅以“通用語言”中的一些指標作為觀察對象，缺乏對NEI網絡的整體把握和系統研究，還存在一些不足。

作為神經、內分泌和免疫細胞之間細胞間通訊的重要載體，循環外泌體是針灸發揮網絡調節作用的重要轉運方式

循環外泌體及其載體是NEI等細胞間通訊的重要載體。它們可以參與神經系統發育和功能的各個方面，并通過細胞間物質的運輸和交換進一步調節內分泌和免疫反應。如電針曲池（LI11）和足三里（ST36）穴可促進大鼠缺血側運動皮層M2小膠質細胞分泌外泌體，起到神經保護作用，改善運動功能。

 

電針可改變2型糖尿病小鼠血漿外泌體circRNA表達譜，并通過代謝、細胞生長、發育等功能發揮干預作用。電針可上調血清外泌體miR-181的表達，增加腎血流量。有學者認為外泌體可能與經絡活動有關，中醫臟腑學說或可預測外泌體的行進路線。

 

我們發現電針可以促進正常大鼠血清外泌體的釋放。在一定范圍內，外泌體的表達會隨著針刺次數的增加而增加。對于佐劑性關節炎大鼠，電針可以在早期抑制促炎循環外泌體，在后期釋放抗炎外泌體，從而起到鎮痛和抗炎作用。

 

此外，通過腹腔注射正常大鼠循環外泌體、針刺正常/模型大鼠循環外泌體和外泌體拮抗劑GW4869，發現在注射針刺正常大鼠后第1天，大鼠的痛閾明顯增加，作為鎮痛劑。模擬針灸效果。

 

針灸模型大鼠循環外泌體注射后第 3 天出現類似效果。但未針刺正常大鼠循環外泌體注射對鎮痛作用無影響，注射拮抗劑后針刺鎮痛作用明顯減弱。NEI系統是一個相互聯系的整體，針灸的整體調節作用就是通過這個網絡來實現的。外泌體是針灸網絡調控的重要轉運方式。

 

外泌體結構和攜帶信息分子是針灸靶向作用的重要物質基礎

針刺經絡腧穴具有將藥物引導至病灶部位的特點

 

“氣至病處”又稱“行氣”。是指醫者得氣后，采用一定的手法，使針感沿經絡傳遞到患處的現象。氣至針底為起點，氣至病處為終點。所謂“氣”，是指針刺后的酸、麻、重、脹的感覺，即針刺感，“針感”。針灸的治療效果與感覺神經傳遞的程度密切相關。古代醫家將刺激感音、行氣作為提高針灸治療效果的積極手段。

 

現代研究發現，針灸可以引導腫瘤化療藥物向病灶聚集。例如，電針包圍乳腺癌小鼠后，腫瘤體內的紫杉醇濃度顯著升高并誘導腫瘤細胞凋亡，這可能是通過調節腫瘤微血管和微環境，促進腫瘤局部藥物濃度來實現的。

 

針刺“肺舒”（BL13）和“靈臺”（DU10）可影響肺癌小鼠組織中紫杉醇的分布和代謝，靶向肺的藥物含量增加，而脾腎藥物含量降低，提示“針藥合用”可以延長藥物在組織中的停留時間，發揮協同作用。針刺經絡及與臟腑有關的腧穴，可引起感覺經絡傳導至病灶，進一步提高療效。

外泌體的結構和表面特異性蛋白是其靶向的重要物質基礎

 

外泌體作為一種新的細胞間通訊方式，已被用作遞送介質，將各種有效的生物活性物質遞送至受體細胞。根據 Vesiclepedia 數據庫（http://www.microvesicles.org）的最新統計，外泌體中已鑒定出 349,988 種蛋白質、27,646 種 mRNA、10,520 種 microRNA、639 種脂質，為外泌體鑒定提供了依據。

 

用于外泌體的多種生物活性。目前藥物轉運載體存在轉運時間短、穩定性差、易被人體清除、靶向性低等問題。但是，外泌體是從機體自身的細胞中釋放出來的，可以顯著降低免疫原性和毒性，提高生物相容性。表面的特異性整合素使外泌體優先與靶器官或組織中的細胞融合，從而實現疾病的靶向治療。一些研究人員將疏水性姜黃素附著在外泌體的外膜上，并在給藥前用姜黃素濃縮外泌體。發現姜黃素的藥物濃度和給藥效率可以大大提高。

 

研究發現，外泌體上的整合素、細胞外基質（ECM）蛋白、凝集素、蛋白聚糖和糖脂在靶向特定受體細胞的過程中發揮著重要作用。例如，表達ITGα6β4和α6β1的外泌體可能導致肺轉移，而表達ITGαVβ5的外泌體會導致肝轉移。

 

當外泌體被 αVβ5 導向肝臟時，它們也會引起損傷相關因子 S100 蛋白的合成，從而促進炎癥和細胞遷移。拮抗ITGα6β4和αVβ5后，靶細胞對外泌體的吸收減少，癌細胞轉移至肺和肝的概率也降低。進一步將肺癌外泌體注射到經過預處理的小鼠體內可能會導致骨轉移腫瘤細胞返回肺。

 

有研究人員進一步給小鼠靜脈注射 125I 熒光標記的 B16BL6 外泌體，發現它們廣泛集中在肝臟中并隨時間增加，在 30 min 時達到峰值。其他學者發現乳腺癌細胞 MDA -MB-231 衍生的外泌體 (231-exo) 優先位于肺中，這是由肺上皮細胞和 231-exo 表面整合素 ITGβ4 之間的高結合親和力介導的。

 

外泌體可能是針刺靶向作用的重要物質基礎

 

研究發現，不同細胞分泌的不同類型整合素可以靶向不同的器官，外泌體還可以通過影響特定器官的轉移前微環境來改變其選擇性。例如，腫瘤來源的外泌體可以攜帶轉化生長因子-β、caveolin-1、HIF1a、b-catenin等細胞因子，提高受體細胞的侵襲轉移能力，分化成纖維細胞和間充質細胞，重塑細胞外基質，誘導上皮間質轉化和血管生成，改變局部微環境加速腫瘤生長和轉移。腫瘤來源的外泌體上的整合素優先被器官附近的細胞吸收。

 

郭毅教授團隊以針灸治療佐劑性關節炎大鼠為研究平臺，利用小動物活體成像技術發現，針刺生物質不僅進入血液循環，還進入腦脊液循環，并通過血液到達大腦——腦筋急轉彎，但路不清晰。

 

據推測，這可能是通過攜帶通過血腦屏障的外泌體來實現的。我們采用無標記定量方法分析電針治療佐劑性關節炎大鼠血清外泌體中的蛋白質類型和含量。發現這些蛋白質在血漿、炎性細胞、滑液、腦脊液、腺體組織和肌肉中的表達增加。病變中表達的增加可能與外泌體的靶向特性有關，提示外泌體可以改變關節的局部微環境。針對局部病灶的需要，針灸的有效成分可以有針對性地移動，即“氣到病處”。

外泌體及其載體是重要的物質基礎，可能在針灸多通道網絡調控過程中發揮關鍵作用。針刺后，局部纖維組織受傷、斷裂、損傷；DAMPs被釋放，進一步激活相應的細胞，釋放外泌體，激活最初的小穴位網絡。化學物質直接或通過外泌體被運送到神經末梢突觸的相關受體或離子通道，從而使神經興奮。針灸信息上傳到中樞神經系統，通過脊髓整合，向下調節重要器官或組織，激活NEI網絡。外泌體通過調節體液和神經，進一步將信息靶向病變部位，從而發揮針灸作用。外泌體及其轉運蛋白作為神經細胞、內分泌細胞和免疫細胞之間通訊的重要載體，可能是針刺信號向病變部位的信號發起、傳導和靶向的復雜網絡過程的關鍵物質基礎。