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关键词：基因芯片技术；针灸；综述
中图分类号：R245 文献标识码：A 文章编号：1005-5304（2014）04-0122-05
基因芯片技术是融生物学、化学、物理学、数学、计算机学、生物信息学及微电子学等多种学科技术为一体的基因序列及功能研究手段，以其高通量、大规模、平行化、集约化的技术特点，成为基因组学研究的一种重要工具。该技术能从细胞超微结构及分子相互作用来阐述生命的物质基础，从基因水平体现整体特性，进而在基因层面能很好地与针灸作用的整体性、综合性进行融合。因此，近年来，越来越多的研究者采用该技术探索针灸机理，且已取得了一定的成果。现综述如下。
1 衰老
衰老是一种自然现象，其表现呈多方位。针灸作用具有整体性，有良好的抗衰老作用，对其机理的研究也是多方位、多层次的。由于衰老病因病机的复杂性，其研究模型呈多样化，并发现针灸对衰老相关基因具有良性调整作用。以D-半乳糖致衰老模型为载体研究显示，针刺涌泉对衰老大鼠的基因表达的影响主要涉及免疫、生长发育、基础代谢、细胞骨架运动及蛋白质合成[1-2]。对快速老化小鼠P10的研究表明，针灸良性调节涉及转录调节因子、应激反应蛋白、细胞信号传导、细胞骨架蛋白等老化相关基因[3]。而采用自然衰老模型大鼠研究揭示，经过针灸治疗后，血液中的炎性反应基因、蛋白质合成基因、脑老化相关基因良性表达[4]，影响抗氧化基因Sod2、Txnip、Gpx3、Ppif、Pdliml、Clu、Cst3、Atox1明显[5]；同样，脑内海马干细胞相关基因Fgf、Tgf、Wnt和Sox也呈良性表达，并且与针灸改善衰老学习记忆能力密切相关[6]。
2 关节炎
目前研究者主要以骨关节炎与类风湿关节炎（RA）为载体进行研究。针对骨关节炎常与肾阳虚和虚寒证密切相关的特点，研究者选择针灸治疗效果好的患者进行基因芯片检测分析。与正常人比较，肾阳虚者温针灸治疗后，作用最明显的是与免疫相关的退火素A1基因、乳铁传递蛋白基因，与基础代谢相关的Ⅱ型cAMP依赖性调节性蛋白激酶β链基因、热休克90 kD β链蛋白1基因，以及其他与肌肉运动、生长发育、信息等相关基因[7-8]。挑选效果最好的患者进行分析显示，变化最明显的是唾液酸黏附素基因、人类Toll样受体5基因[9]。也有研究者发现，针灸治疗该病疗效好与能量代谢通路（氧化磷酸化，ATP合成）、细胞信号转导通路（胰岛素信号途径、Toll样受体信号途径、JAK-STAT信号途径及MAPK信号途径）及细胞凋亡通路等密切相关[10]。在以RA模型为载体的艾灸作用研究中，研究者分别从丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号通路和JAK-STAT信号通路进行，结果显示，与正常组比较，模型组MAPK通路与JAK-STAT信号通路都异常激活；与模型组比较，艾灸组MAPK通路中异常激活的Cyclin A1、p38 MAPK、ERK1、JNK1、N-ras等相关信号分子的表达明显下调，JAK-STAT通路JAK3、STAT3、C/EBP beta、INDO等相关信号分子表达下调，IL-22R等信号分子表达上调[11-12]。
3 缺血性疾病
围绕缺血的研究主要为心肌缺血和脑缺血。对心肌缺血的研究，主要着重于针灸后心脏靶器官和脑中枢基因表达谱的变化。结果表明，针灸对心脏组织及相应脑区组织基因表达有良性调节作用，且不同针灸选穴间存在差异[13-15]。在对心脏组织研究中，与模型组比较，肺经组差异表达基因主要是免疫和炎性反应相关基因，细胞信号和传递蛋白相关基因等；心经组中主要是离子通道和运输蛋白相关基因，细胞凋亡和应激反应蛋白相关基因等[13-14]。研究显示，电针通过影响凋亡加强结构域蛋白9（CARD9）、半胱氨酸蛋白酶（Caspase）8和11共3个基因序列来抗心肌细胞凋亡[16]，能通过促进血管生长功能性基因表达而改善缺血心肌[17]。对中枢下丘脑脑区研究发现，与模型组比较，电针心经组涉及细胞代谢、脂质代谢、免疫反应、G蛋白偶联受体、离子转运、信号转导等[15]。对脑缺血的研究主要分为缺血前和缺血后针灸干预。针刺预处理0.5 h后脑缺血再灌注损伤模型大鼠脑组织基因表达发生变化，主要涉及神经元信号传递类（离子通道、递质、受体、第二信使）基因l1个，涉及转录调控类、代谢酶类、热休克反应类、细胞骨架类基因[18]。而发生脑缺血后，针灸也能对变化的基因起调整作用，这些基因主要涉及信号转导、细胞周期、代谢、应激反应、DNA修复等方面[19]。
4 疼痛
镇痛是针灸作用的经典效应，对其机理的研究也取得一定的成果，同时也发现针灸镇痛存在明显的个体差异。为探究该现象的基因物质基础，研究者通过分析镇痛高反应组和低反应组之间的差异，发现在高反应组中，分别有353、22个基因表达上调、下调，其中最突出的是与信号通路相关基因PPYR1、CBLB、GABRG1和PTPRF；与低发应组相比，高反应组基因变化明显的主要为CSP3和KLF5[20]；进一步分析电针镇痛有效果与无效果大鼠的下丘脑基因表达，发现差异表达基因可归入9个功能组，分别是离子转运、感知觉、突触发生与传递、信号转导、炎症反应、凋亡、转录、蛋白氨基酸磷酸化和G蛋白信号传导[21]。但也有研究表明，针灸镇痛与阿片受体、MAP激酶、锌指蛋白和酪氨酸磷酸化相关基因密切相关，其中存在的个体差异可能与下丘脑的离子转运功能的相关基因、谷氨酸受体和神经生长素1基因的表达差异有关[22]。
5 免疫相关疾病
这类研究主要针对具体疾病和免疫细胞进行。以过敏性鼻炎患者为载体的研究表明，针灸治疗后2 h、24 h、4周后白细胞介素（IL）-1受体α（IL-1Rα）明显减少，且数据分析表明，针刺对该治疗可能主要是Th1和Th2细胞源性炎症与抗炎细胞因子平衡的结果[23]。另外，选取过敏性鼻炎患者[Ph（+），Ph（-）]并结合同鼻结膜炎生活质量问卷（RQLQ）评价进行研究，结果显示，Ph（+）组和Ph（-）组经针刺治疗后，RQLQ和基因表达都存在差异，其中变化基因主要涉及激活免疫反应、T细胞分化及细胞凋亡，且这种变化在Ph（+）与Ph（-）组中存在差异[24]。以自然杀伤细胞（NK）和免疫应答为对象的研究表明，电针足三里能增强大鼠脾脏中CD94、酪氨酸蛋白激酶、血管细胞黏附分子-1表达，减少蛋白酪氨酸磷酸酶和Src同源区2蛋白酪氨酸磷酸酶-1表达，进而改善NK活性[25]。而以二硝基苯基共轭钥孔戚血蓝蛋白（DNP-KLH）免疫小鼠为对象，发现电针能使Th1（基因Il12rb1、Tnfaip6、nfrsf9等）、Th17（基因Il17d、Il17rc、Il23a）、阿片肽、抗凋亡相关基因上调，使Th2（基因Iltifb）、MAPK信号通路（基因Trp53、Nfatc4、Rac1、Fgf13、Pak1、Mapk8ip2、Fgf9、Cacna2d2、Prkcc、Rasgrf1、Nfatc2）、凋亡相关基因下调，从而影响免疫功能[26]。 6 帕金森病
帕金森的病位主要在纹状体部位。采用全基因组芯片的研究结果显示，与针灸效应密切相关的基因主要有30个，其中已知功能的有16个：Gfral、Gja4、Igf2bp1、Lin9、Olfr1306、Olfr857、Tex22、Tuba8、Avpr1a、Dnajb6、Glplr、Ndc80、Ngb、Ntf3、Olfr1497、Rarres2[27]。采用转录组基因芯片对纹状体基因表达分析表明，针刺治疗后12个上调基因都表现为下调，其中有11个只有针刺穴位时才下调，与对照组相比，针刺组有28个基因在针刺穴位时下调，19个基因在针刺穴位时才上调，其中与针刺效应最相关基因为Grm5、Itpr1、Itpr2、Pde1c、Pde1c、Plcb4、Atp2b3和Gpr156[28]。此外，对针刺后帕金森模型鼠脊髓和丘脑组织中的基因表达变化情况的研究发现，电针能使上调的基因下调，下调的基因上调，其中主要脊髓组织主要涉用细胞因子-细胞因子受体相互作用的信号通路[29]，而丘脑组织主要涉及MAPK信号通路[30]。
7 脊髓损伤
用改良Allen’s打击法制成脊髓损伤模型进行的研究显示，电针组有181条差异表达基因，在电针组差异表达而在模型组不出现差异表达的基因共51个，影响最明显的有钙蛋白酶8、鞘氨醇激酶和趋化因子CC家族配体基因，主要涉及创伤愈合、细胞代谢、离子通道稳态、免疫和防御功能、细胞骨架蛋白和细胞外基质、细胞生长发育等[31]。另有研究者在不同时间点对脊髓损伤大鼠进行针刺，发现治疗第1日主要为睫状神经营养因子（CNTF），第7日为成纤维细胞生长因子（FGF）-1、胰岛素样生长因子的1受体、神经肽Y和FGF-13，第10日则主要表现为CNTF和降钙素基因相关多肽α[32]。
8 溃疡性结肠炎
溃疡性结肠炎是艾灸治疗的有效病种。应用基因芯片进行结肠组织差异表达基因检测，筛选出在溃疡性结肠炎模型大鼠结肠中异常表达基因、隔药灸治疗后得到调节的差异表达基因l74条。其中，28条在溃疡性结肠炎大鼠中表达下调的基因经隔药灸治疗后表达升高；146条上调基因经隔药灸治疗后表达降低，主要涉及细胞骨架运动相关基因，如波形蛋白、前纤维蛋白Ⅱ等；免疫相关基因，如IL-1β、胰岛素样生长因子-1、DORA蛋白等；基础代谢相关基因，如精氨酸酶1、7-谷氨酰氨转肽酶、淀粉酶等；蛋白水解酶相关基因，如明胶酶A、基质金属蛋白酶抑制因子-1、组织蛋白酶L等；炎症、感染相关基因，如结合珠蛋白、负急性期蛋白α1抑制因子3等；肿瘤相关基因，如膜相关蛋白MAP17、赖氨酰氧化酶、S100钙结合蛋白A9[33]。
9 高胆固醇血症
针对胆固醇血症的治疗，研究选取丰隆进行针刺，并用基因芯片进行机制探索。研究发现，针刺穴位治疗诱导上调的基因涉及信号转导（Ier3、Tnfr6、Egr1、Gdf15）、应激（Scyb2、cys-x-cys10）、细胞周期、免疫等相关基因，引起下调的基因与信号转导（Nras）、转录调节（Staf）、免疫（Slpi）、细胞黏附等相关。针刺非穴位则主要引起以下基因变化：上调有代谢（Adam11、Hadhsc、Uox、Slc21a6、Alas1）、应激反应（Sod1、Cfh）、信号传导（Bdkrb1）、转录调控、免疫等，下调有代谢（Elovl3、Asns、Naglu、Fpgs）、细胞凋亡（Gadd45g、Bak1）、细胞黏附、信号传导、免疫等。此外，针刺穴位变化基因还与阳性药物进行比较，显示其降脂机制可能主要与LXRα、CYP7A1、FXR基因有关[34]。
10 抑郁症
研究者通过观察电针合并氟西汀对抑郁症模型大鼠海马组织基因表达的影响，从基因水平探讨针药结合治疗抑郁证机制。结果显示，电针组纠偏的基因226条，针药组纠偏的基因221条，增偏的基因9条。2组纠偏的基因均以下调基因为主，涉及凝血、炎症和凋亡相关基因等，其中电针组125条，针药组157条；而上调的基因包括蛋白质生物合成基因、嗅觉感受器和微管系统基因等。提示针药结合的优势体现在强有效地下调凝血因子V和5-羟色胺2C受体的表达[35]。
11 其他
除了针对疾病外，有研究者还以芯片技术评价针刺小鼠骨骼肌后其基因的差异表达，并用反转录-聚合酶链反应进行相应的生物学验证。通过其转录调控区的生物信息学分析，发现电针作用与细胞分化、细胞增殖、肌肉修复和增生密切相关。提示电针治疗可诱导骨骼肌细胞增殖[36]。此外，还有研究者采用芯片技术从基因层面来研究比较针刺经穴、非经非穴、非针刺之间的作用差异及经穴特异性的物质基础，结果表明针刺穴位可引起某些基因表达的增强，非穴则没有明显的变化，同时还发现针刺非穴可以引起一定的应激反应[37]。而针刺足三里后，观测到胃动过速较胃动过缓明显差异表达的标志基因Hoxal、Lep、Bcl-2上调，胃动过速较胃动过缓明显差异表达的标志基因Ptgs2下调[38]。
12 讨论
基因表达是自然界生命过程的最基本步骤，生命将其特征信息储存在基因内，通过转录翻译等一系列生物化学过程产生种类极其丰富的蛋白质，最终实现各种生物功能。因此，从基因水平入手探讨针灸作用机制，或许能从本质上探索针灸作用相应生物事件的核心规律。基因芯片技术的高通量、敏感性的优势，使其能同时观测到某种干预后整个物质中发生变化情况，因而在针灸机理研究中具有良好的应用范围与前景。
上述研究说明，研究者在研究针灸作用对疾病的影响机制同时，还期待对针灸经典理论及针灸效应的影响因素进行揭示。相关研究也初步显示，不同经脉对靶器官的影响差异、不同经脉激活同一脑区的差异、穴位与非穴位的差异、不同的疾病及疾病模型的针灸治疗效应、针灸效果的个体差异性都具有相应基因变化，说明针灸作用存在对应的物质基础。当然，目前的研究中还存在一些问题，如大多数文献对基因芯片结果没有进行相应的生物学重复、使用的基因芯片种类存在差异、基因芯片的样本量偏小、模型制作不统一、分析方法存在差异及对基因芯片数据挖掘不够等，这些问题的解决将有助于更好地推动针灸机理研究。 应用基因芯片技术进行研究，可以筛选出海量数据，如针灸作用后可以看到许多基因发生变化，虽然这在某一角度体现出针灸作用的整体性、多靶点性，但无法体现针灸作用的多层次性。同时，对于变化的基因如何进行有效利用，哪些是针灸作用的特异性易感基因和特异性作用基因，这些基因的变化能否最终体现机体功能的变化，均是需要解决的问题。因此，如何使高通量技术为针灸研究所用，还需对这些差异基因背后的生物信息学进行更深入的分析和挖掘，如变化基因在针灸作用中的具体意义、变化基因间的相互关系等，都需要采用更进一步的方法确证，如基因敲除或基因干扰技术。此外，通过确证针灸优势效应相关基因的变化，开发筛选适合针灸治疗的优势人群将具有积极意义。
当然，单靠一种方法、一种技术是不可能把复杂的针灸理论与针灸作用机理阐述清楚的，而且，针灸作用还存在不影响基因序列表达但能通过影响机体内部环境，使基因甲基化、去乙酰化及组蛋白修饰，从而达到改善机体功能的效用。总之，在进行针灸相应的研究中，应将针灸作用的整体性、综合性与机体功能的整体性进行有机整合。其研究模式或许可为：从基因、蛋白水平层面筛选出针灸后全部变化物质→变化基因之间和变化蛋白之间及各层次间网络分析→找出核心基因和蛋白→验证核心基因和蛋白在针灸作用中的意义→明确其在机体中的意义及针灸作用靶标→揭示针灸作用的核心物质基础。因此，以体现“整体性”为特征的“组学”技术无疑将更有利于针灸研究，如蛋白组、代谢组等，而作为以整体性研究为特征的一种大学科——系统生物学，也将对目前所认识的针灸机理研究产生深远的影响。
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（收稿日期：2013-04-20，编辑：梅智胜）
中图分类号：R245 文献标识码：A 文章编号：1005-5304（2014）04-0122-05
基因芯片技术是融生物学、化学、物理学、数学、计算机学、生物信息学及微电子学等多种学科技术为一体的基因序列及功能研究手段，以其高通量、大规模、平行化、集约化的技术特点，成为基因组学研究的一种重要工具。该技术能从细胞超微结构及分子相互作用来阐述生命的物质基础，从基因水平体现整体特性，进而在基因层面能很好地与针灸作用的整体性、综合性进行融合。因此，近年来，越来越多的研究者采用该技术探索针灸机理，且已取得了一定的成果。现综述如下。
1 衰老
衰老是一种自然现象，其表现呈多方位。针灸作用具有整体性，有良好的抗衰老作用，对其机理的研究也是多方位、多层次的。由于衰老病因病机的复杂性，其研究模型呈多样化，并发现针灸对衰老相关基因具有良性调整作用。以D-半乳糖致衰老模型为载体研究显示，针刺涌泉对衰老大鼠的基因表达的影响主要涉及免疫、生长发育、基础代谢、细胞骨架运动及蛋白质合成[1-2]。对快速老化小鼠P10的研究表明，针灸良性调节涉及转录调节因子、应激反应蛋白、细胞信号传导、细胞骨架蛋白等老化相关基因[3]。而采用自然衰老模型大鼠研究揭示，经过针灸治疗后，血液中的炎性反应基因、蛋白质合成基因、脑老化相关基因良性表达[4]，影响抗氧化基因Sod2、Txnip、Gpx3、Ppif、Pdliml、Clu、Cst3、Atox1明显[5]；同样，脑内海马干细胞相关基因Fgf、Tgf、Wnt和Sox也呈良性表达，并且与针灸改善衰老学习记忆能力密切相关[6]。
2 关节炎
目前研究者主要以骨关节炎与类风湿关节炎（RA）为载体进行研究。针对骨关节炎常与肾阳虚和虚寒证密切相关的特点，研究者选择针灸治疗效果好的患者进行基因芯片检测分析。与正常人比较，肾阳虚者温针灸治疗后，作用最明显的是与免疫相关的退火素A1基因、乳铁传递蛋白基因，与基础代谢相关的Ⅱ型cAMP依赖性调节性蛋白激酶β链基因、热休克90 kD β链蛋白1基因，以及其他与肌肉运动、生长发育、信息等相关基因[7-8]。挑选效果最好的患者进行分析显示，变化最明显的是唾液酸黏附素基因、人类Toll样受体5基因[9]。也有研究者发现，针灸治疗该病疗效好与能量代谢通路（氧化磷酸化，ATP合成）、细胞信号转导通路（胰岛素信号途径、Toll样受体信号途径、JAK-STAT信号途径及MAPK信号途径）及细胞凋亡通路等密切相关[10]。在以RA模型为载体的艾灸作用研究中，研究者分别从丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号通路和JAK-STAT信号通路进行，结果显示，与正常组比较，模型组MAPK通路与JAK-STAT信号通路都异常激活；与模型组比较，艾灸组MAPK通路中异常激活的Cyclin A1、p38 MAPK、ERK1、JNK1、N-ras等相关信号分子的表达明显下调，JAK-STAT通路JAK3、STAT3、C/EBP beta、INDO等相关信号分子表达下调，IL-22R等信号分子表达上调[11-12]。
3 缺血性疾病
围绕缺血的研究主要为心肌缺血和脑缺血。对心肌缺血的研究，主要着重于针灸后心脏靶器官和脑中枢基因表达谱的变化。结果表明，针灸对心脏组织及相应脑区组织基因表达有良性调节作用，且不同针灸选穴间存在差异[13-15]。在对心脏组织研究中，与模型组比较，肺经组差异表达基因主要是免疫和炎性反应相关基因，细胞信号和传递蛋白相关基因等；心经组中主要是离子通道和运输蛋白相关基因，细胞凋亡和应激反应蛋白相关基因等[13-14]。研究显示，电针通过影响凋亡加强结构域蛋白9（CARD9）、半胱氨酸蛋白酶（Caspase）8和11共3个基因序列来抗心肌细胞凋亡[16]，能通过促进血管生长功能性基因表达而改善缺血心肌[17]。对中枢下丘脑脑区研究发现，与模型组比较，电针心经组涉及细胞代谢、脂质代谢、免疫反应、G蛋白偶联受体、离子转运、信号转导等[15]。对脑缺血的研究主要分为缺血前和缺血后针灸干预。针刺预处理0.5 h后脑缺血再灌注损伤模型大鼠脑组织基因表达发生变化，主要涉及神经元信号传递类（离子通道、递质、受体、第二信使）基因l1个，涉及转录调控类、代谢酶类、热休克反应类、细胞骨架类基因[18]。而发生脑缺血后，针灸也能对变化的基因起调整作用，这些基因主要涉及信号转导、细胞周期、代谢、应激反应、DNA修复等方面[19]。
4 疼痛
镇痛是针灸作用的经典效应，对其机理的研究也取得一定的成果，同时也发现针灸镇痛存在明显的个体差异。为探究该现象的基因物质基础，研究者通过分析镇痛高反应组和低反应组之间的差异，发现在高反应组中，分别有353、22个基因表达上调、下调，其中最突出的是与信号通路相关基因PPYR1、CBLB、GABRG1和PTPRF；与低发应组相比，高反应组基因变化明显的主要为CSP3和KLF5[20]；进一步分析电针镇痛有效果与无效果大鼠的下丘脑基因表达，发现差异表达基因可归入9个功能组，分别是离子转运、感知觉、突触发生与传递、信号转导、炎症反应、凋亡、转录、蛋白氨基酸磷酸化和G蛋白信号传导[21]。但也有研究表明，针灸镇痛与阿片受体、MAP激酶、锌指蛋白和酪氨酸磷酸化相关基因密切相关，其中存在的个体差异可能与下丘脑的离子转运功能的相关基因、谷氨酸受体和神经生长素1基因的表达差异有关[22]。
5 免疫相关疾病
这类研究主要针对具体疾病和免疫细胞进行。以过敏性鼻炎患者为载体的研究表明，针灸治疗后2 h、24 h、4周后白细胞介素（IL）-1受体α（IL-1Rα）明显减少，且数据分析表明，针刺对该治疗可能主要是Th1和Th2细胞源性炎症与抗炎细胞因子平衡的结果[23]。另外，选取过敏性鼻炎患者[Ph（+），Ph（-）]并结合同鼻结膜炎生活质量问卷（RQLQ）评价进行研究，结果显示，Ph（+）组和Ph（-）组经针刺治疗后，RQLQ和基因表达都存在差异，其中变化基因主要涉及激活免疫反应、T细胞分化及细胞凋亡，且这种变化在Ph（+）与Ph（-）组中存在差异[24]。以自然杀伤细胞（NK）和免疫应答为对象的研究表明，电针足三里能增强大鼠脾脏中CD94、酪氨酸蛋白激酶、血管细胞黏附分子-1表达，减少蛋白酪氨酸磷酸酶和Src同源区2蛋白酪氨酸磷酸酶-1表达，进而改善NK活性[25]。而以二硝基苯基共轭钥孔戚血蓝蛋白（DNP-KLH）免疫小鼠为对象，发现电针能使Th1（基因Il12rb1、Tnfaip6、nfrsf9等）、Th17（基因Il17d、Il17rc、Il23a）、阿片肽、抗凋亡相关基因上调，使Th2（基因Iltifb）、MAPK信号通路（基因Trp53、Nfatc4、Rac1、Fgf13、Pak1、Mapk8ip2、Fgf9、Cacna2d2、Prkcc、Rasgrf1、Nfatc2）、凋亡相关基因下调，从而影响免疫功能[26]。 6 帕金森病
帕金森的病位主要在纹状体部位。采用全基因组芯片的研究结果显示，与针灸效应密切相关的基因主要有30个，其中已知功能的有16个：Gfral、Gja4、Igf2bp1、Lin9、Olfr1306、Olfr857、Tex22、Tuba8、Avpr1a、Dnajb6、Glplr、Ndc80、Ngb、Ntf3、Olfr1497、Rarres2[27]。采用转录组基因芯片对纹状体基因表达分析表明，针刺治疗后12个上调基因都表现为下调，其中有11个只有针刺穴位时才下调，与对照组相比，针刺组有28个基因在针刺穴位时下调，19个基因在针刺穴位时才上调，其中与针刺效应最相关基因为Grm5、Itpr1、Itpr2、Pde1c、Pde1c、Plcb4、Atp2b3和Gpr156[28]。此外，对针刺后帕金森模型鼠脊髓和丘脑组织中的基因表达变化情况的研究发现，电针能使上调的基因下调，下调的基因上调，其中主要脊髓组织主要涉用细胞因子-细胞因子受体相互作用的信号通路[29]，而丘脑组织主要涉及MAPK信号通路[30]。
7 脊髓损伤
用改良Allen’s打击法制成脊髓损伤模型进行的研究显示，电针组有181条差异表达基因，在电针组差异表达而在模型组不出现差异表达的基因共51个，影响最明显的有钙蛋白酶8、鞘氨醇激酶和趋化因子CC家族配体基因，主要涉及创伤愈合、细胞代谢、离子通道稳态、免疫和防御功能、细胞骨架蛋白和细胞外基质、细胞生长发育等[31]。另有研究者在不同时间点对脊髓损伤大鼠进行针刺，发现治疗第1日主要为睫状神经营养因子（CNTF），第7日为成纤维细胞生长因子（FGF）-1、胰岛素样生长因子的1受体、神经肽Y和FGF-13，第10日则主要表现为CNTF和降钙素基因相关多肽α[32]。
8 溃疡性结肠炎
溃疡性结肠炎是艾灸治疗的有效病种。应用基因芯片进行结肠组织差异表达基因检测，筛选出在溃疡性结肠炎模型大鼠结肠中异常表达基因、隔药灸治疗后得到调节的差异表达基因l74条。其中，28条在溃疡性结肠炎大鼠中表达下调的基因经隔药灸治疗后表达升高；146条上调基因经隔药灸治疗后表达降低，主要涉及细胞骨架运动相关基因，如波形蛋白、前纤维蛋白Ⅱ等；免疫相关基因，如IL-1β、胰岛素样生长因子-1、DORA蛋白等；基础代谢相关基因，如精氨酸酶1、7-谷氨酰氨转肽酶、淀粉酶等；蛋白水解酶相关基因，如明胶酶A、基质金属蛋白酶抑制因子-1、组织蛋白酶L等；炎症、感染相关基因，如结合珠蛋白、负急性期蛋白α1抑制因子3等；肿瘤相关基因，如膜相关蛋白MAP17、赖氨酰氧化酶、S100钙结合蛋白A9[33]。
9 高胆固醇血症
针对胆固醇血症的治疗，研究选取丰隆进行针刺，并用基因芯片进行机制探索。研究发现，针刺穴位治疗诱导上调的基因涉及信号转导（Ier3、Tnfr6、Egr1、Gdf15）、应激（Scyb2、cys-x-cys10）、细胞周期、免疫等相关基因，引起下调的基因与信号转导（Nras）、转录调节（Staf）、免疫（Slpi）、细胞黏附等相关。针刺非穴位则主要引起以下基因变化：上调有代谢（Adam11、Hadhsc、Uox、Slc21a6、Alas1）、应激反应（Sod1、Cfh）、信号传导（Bdkrb1）、转录调控、免疫等，下调有代谢（Elovl3、Asns、Naglu、Fpgs）、细胞凋亡（Gadd45g、Bak1）、细胞黏附、信号传导、免疫等。此外，针刺穴位变化基因还与阳性药物进行比较，显示其降脂机制可能主要与LXRα、CYP7A1、FXR基因有关[34]。
10 抑郁症
研究者通过观察电针合并氟西汀对抑郁症模型大鼠海马组织基因表达的影响，从基因水平探讨针药结合治疗抑郁证机制。结果显示，电针组纠偏的基因226条，针药组纠偏的基因221条，增偏的基因9条。2组纠偏的基因均以下调基因为主，涉及凝血、炎症和凋亡相关基因等，其中电针组125条，针药组157条；而上调的基因包括蛋白质生物合成基因、嗅觉感受器和微管系统基因等。提示针药结合的优势体现在强有效地下调凝血因子V和5-羟色胺2C受体的表达[35]。
11 其他
除了针对疾病外，有研究者还以芯片技术评价针刺小鼠骨骼肌后其基因的差异表达，并用反转录-聚合酶链反应进行相应的生物学验证。通过其转录调控区的生物信息学分析，发现电针作用与细胞分化、细胞增殖、肌肉修复和增生密切相关。提示电针治疗可诱导骨骼肌细胞增殖[36]。此外，还有研究者采用芯片技术从基因层面来研究比较针刺经穴、非经非穴、非针刺之间的作用差异及经穴特异性的物质基础，结果表明针刺穴位可引起某些基因表达的增强，非穴则没有明显的变化，同时还发现针刺非穴可以引起一定的应激反应[37]。而针刺足三里后，观测到胃动过速较胃动过缓明显差异表达的标志基因Hoxal、Lep、Bcl-2上调，胃动过速较胃动过缓明显差异表达的标志基因Ptgs2下调[38]。
12 讨论
基因表达是自然界生命过程的最基本步骤，生命将其特征信息储存在基因内，通过转录翻译等一系列生物化学过程产生种类极其丰富的蛋白质，最终实现各种生物功能。因此，从基因水平入手探讨针灸作用机制，或许能从本质上探索针灸作用相应生物事件的核心规律。基因芯片技术的高通量、敏感性的优势，使其能同时观测到某种干预后整个物质中发生变化情况，因而在针灸机理研究中具有良好的应用范围与前景。
上述研究说明，研究者在研究针灸作用对疾病的影响机制同时，还期待对针灸经典理论及针灸效应的影响因素进行揭示。相关研究也初步显示，不同经脉对靶器官的影响差异、不同经脉激活同一脑区的差异、穴位与非穴位的差异、不同的疾病及疾病模型的针灸治疗效应、针灸效果的个体差异性都具有相应基因变化，说明针灸作用存在对应的物质基础。当然，目前的研究中还存在一些问题，如大多数文献对基因芯片结果没有进行相应的生物学重复、使用的基因芯片种类存在差异、基因芯片的样本量偏小、模型制作不统一、分析方法存在差异及对基因芯片数据挖掘不够等，这些问题的解决将有助于更好地推动针灸机理研究。 应用基因芯片技术进行研究，可以筛选出海量数据，如针灸作用后可以看到许多基因发生变化，虽然这在某一角度体现出针灸作用的整体性、多靶点性，但无法体现针灸作用的多层次性。同时，对于变化的基因如何进行有效利用，哪些是针灸作用的特异性易感基因和特异性作用基因，这些基因的变化能否最终体现机体功能的变化，均是需要解决的问题。因此，如何使高通量技术为针灸研究所用，还需对这些差异基因背后的生物信息学进行更深入的分析和挖掘，如变化基因在针灸作用中的具体意义、变化基因间的相互关系等，都需要采用更进一步的方法确证，如基因敲除或基因干扰技术。此外，通过确证针灸优势效应相关基因的变化，开发筛选适合针灸治疗的优势人群将具有积极意义。
当然，单靠一种方法、一种技术是不可能把复杂的针灸理论与针灸作用机理阐述清楚的，而且，针灸作用还存在不影响基因序列表达但能通过影响机体内部环境，使基因甲基化、去乙酰化及组蛋白修饰，从而达到改善机体功能的效用。总之，在进行针灸相应的研究中，应将针灸作用的整体性、综合性与机体功能的整体性进行有机整合。其研究模式或许可为：从基因、蛋白水平层面筛选出针灸后全部变化物质→变化基因之间和变化蛋白之间及各层次间网络分析→找出核心基因和蛋白→验证核心基因和蛋白在针灸作用中的意义→明确其在机体中的意义及针灸作用靶标→揭示针灸作用的核心物质基础。因此，以体现“整体性”为特征的“组学”技术无疑将更有利于针灸研究，如蛋白组、代谢组等，而作为以整体性研究为特征的一种大学科——系统生物学，也将对目前所认识的针灸机理研究产生深远的影响。
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（收稿日期：2013-04-20，编辑：梅智胜）