骨骼肌影响神经元活性
中医认为，脾主肌肉，而脾运化水谷精微，化生气血，对髓的充养亦具有重要作用。因此，探讨肌肉和髓的关联，可能会为中医“脾充髓”生物学基础研究认识提供新的思考和线索。目前，骨骼肌被认为是系统调节衰老的重要组织。泛素-蛋白酶体系统是降解错误折叠蛋白和致病蛋白的基本途径，这条信号通路有助于帮助抵抗神经退行性疾病，例如与年龄有关的痴呆和阿尔茨海默病。在压力条件下，肌肉释放的Amyrel淀粉酶分解产生的麦芽糖能够作用于大脑，防止大脑中错误折叠的蛋白聚集物积累。有研究表明，骨骼肌可以影响大脑和视网膜的神经退化和衰老，这是骨骼肌中蛋白酶体应激通过淀粉酶/麦芽糖引起的适应性反应。肌肉中Amyrel是一种关键的应激诱导的肌动因子，可改善衰老过程中的蛋白失衡，对致病蛋白诱导的神经退化产生保护作用。有研究者在果蝇中发现，骨骼肌中蛋白酶体可诱导中枢神经系统蛋白平衡在衰老过程中的代偿性，Amyrel水解多糖和寡糖产生的二糖麦芽糖也可在衰老过程中发挥同样的作用。麦芽糖本身是一种化学伴侣物质，能够稳定膜结构和蛋白折叠，麦芽糖转运体SLC45则在该路径中起关键作用，SLC45的RNAi可减少Amyrel诱导的分子伴侣蛋白表达，并在衰老过程中破坏大脑的蛋白稳定。此外，麦芽糖还可以平衡蛋白稳态、保护神经元活性。
附
贯穿泛髓系统的信号通路——以Notch通路为例
泛髓关系是根据中医独特的“髓”认知模式，将西医看来分属不同系统、不同层面的组织器官和（或）因子，归属于同一髓系统。而诸髓之间共有信号通路等的研究，或许可为中医泛髓互作生物学基础的研究提供重要线索，亦可为中医治髓方药作用靶点的探寻提供有益参考。其中，Notch信号通路就因其广泛分布于诸髓之间，值得高度重视。
Notch信号通路是一类较保守的跨膜蛋白质，由Notch配体、受体、CSL（CBF-1，Suppressor of hairless，Lag的合称） DNA 结合蛋白以及其他的效应物和Notch的调节因子组成。Notch 家族主要有 4种受体（Notch1、Notch2、Notch3、Notch4），5 种配体（Delta1、Delta3、Delta4、Jagged1、Jagged2），均属于单次跨膜蛋白，又称为DSL蛋白；CSL 蛋白是一种 DNA 结合蛋白；Notch 信号效应分子主要为DNA结合蛋白（hairy enhancer of split，HES），是进化保守的基本螺旋-环-螺旋（ bHLH） 转录因子，HES 家族中有 6 个成员，其中 HES1、HES5、HES7 在 Notch 信号通路中发挥重要作用，是 Notch信号通路的下游靶基因。目前的研究现状表明Notch1、Notch2、Notch3在中枢神经系统，毛发、肾脏、牙齿等器官以及组织中都有表达。Notch信号可影响细胞正常形态发生的多个过程，包括多能祖细胞的分化、细胞凋亡、细胞增殖及细胞边界的形成，与泛髓系统中的脑髓、脊髓、骨髓以及牙髓等关系密切，在其损伤后的修复过程中发挥重要调控作用。
一、Notch信号通路在中枢神经系统中的作用
（一）生理功能
1. 参与神经干细胞再生
神经干细胞能够体外分化及增殖，Notch信号通路对神经干细胞有正向调控亦有负向调控作用，研究表明Notch信号通路可以促进其bHLH家族基因进一步分化，使其分化为神经元或者胶质细胞，从而调控神经干细胞的分化和增殖。在Notch通路中Notch-Hes1基因可以维持未成熟细胞的未分化状态，维持神经干细胞的增殖数量，而Hesl/5属于bHLH基因家族的负调控因子，在细胞分化过程中，它们在早期决定祖细胞的分类，在晚期参与细胞分化。
2.抑制神经的修复
Notch信号通路通过与生长因子的结合来维持神经干细胞的未分化状态和自我更新生长。该信号通路的激活，可以促进神经胶质细胞发生并抑制经干细胞神经发生；同时干扰CNTF、LIF和BMPs的信号通路，从而促进神经胶质形成。若降低该信号通路的活性，则促进神经干细胞的神经发生。
（二）病理保护
1.Notch信号通路与脑外伤
脑外伤时，大量的神经元变性坏死，激活脑内内源性神经干细胞，进而增殖分化为成熟的神经细胞，实现神经的再生和修复。闭合性脑外伤模型小鼠脑外伤后海马区Notch mRNA在外伤后早期就开始升高，这说明脑外伤能够激活Notch信号通路。
2.Notch信号通路与脑缺血
（1） 参与神经干细胞功能的恢复调节：有研究在体外脑缺血损伤模型（PC12细胞转化神经元OGD）的基础上，动态观测脑缺血损伤不同时间点其mRNA及蛋白表达动态变化，结果表明，脑缺血损伤可上调Notch1受体表达，且Notch1受体随缺血时间呈动态变化，提示Notch信号通路可能参与到脑缺血损伤过程中。
脑缺血后，Notch信号通路可参与神经干细胞的增殖分化及神经元功能的恢复。脑组织损伤后，Notch信号通路早期可以调节神经干细胞周期及其增殖、迁移能力，晚期维持神经干细胞向神经细胞的分化水平的稳定。当Notch信号通路被激活时，能够促进神经干细胞向神经前体细胞（介于干细胞与成体细胞的一种细胞状态）分化，前体细胞继而分化为多种细胞（神经元、胶质细胞等），参与人体不同生理过程；而抑制Notch信号通路，抑制神经干细胞的分化作用，导致神经前体细胞增殖不够，分化为神经元的时间提前，神经元的数量减少。一般情况下Notch信号通路低表达，而脑缺血后促进其通路组分表达，Notch的下行分子Hes1、Hes5可以调节神经干细胞的增殖和分化。上调Hes1表达可促进神经干细胞增殖，抑制其分化为神经元；Hes1基因缺失，可见神经元的分化明显增加，甚至在敲除Hes1、Hes5可明显观察到中枢神经系统内几乎所有的神经干细胞都过早地分化为神经元。而在一定条件下Notch信号通路会增加神经干细胞的易损性，加速神经干细胞的凋亡，此时抑制Notch信号通路的激活，能够降低中枢神经系统的功能缺失和神经干细胞的损伤。综上所述，Notch信号通路对神经干细胞的形态及功能具有双重调控作用。
（2）参与炎症反应：NF-κB是促进缺血性卒中后脑损伤的较关键因素，脑缺血后，通过Jagged-1和NF-κB控制器，Notch信号通路可以激活小胶质细胞，调控NF-κB。NF-κB信号通路被活化，移到细胞核中与靶基因联合，增加促炎细胞因子的表达，促进白细胞的黏附和迁移，进而扩大炎症反应。与此同时在缺血半暗带，Notch信号通路加重炎症细胞的侵袭，与NF-κB串接，进而参与星形胶质细胞的增殖，星形胶质细胞能够通过分泌IL-β1激活NF-κB，从而加重炎症反应。
Notch信号通路参与炎症反应还表现在信号调节蛋白α可以促进巨噬细胞M2极化，而Notch激活通过Hes家族共抑制因子抑制信号调节蛋白α的表达促进巨噬细胞M1极化，M1型具有促炎作用，能够释放促炎因子，参与炎症的发生。
（3）参与血管生成：中枢神经系统损伤后，血管生成对神经的修复也起到至关重要的作用。对小鼠脑缺血模型的研究发现，Notch配体DLL4在发芽的毛细血管最前端表达增强；而降低DLL4的表达，可造成毛细血管网低灌注及紊乱，减慢血流的恢复，加重组织的缺血、变性与缺氧。DLL4-Notch信号可通过干预血管分支形态来调节侧支血管的形成，还可通过干预动脉功能和结构来影响血管灌注，其信号激活在再灌注期间血管分支的重组中非常重要。对大脑中动脉闭塞模型（MCAO）大鼠的研究发现，缺血皮质Notch1和Hes1的蛋白水平在第3天和第7天显著增加，缺血性脑组织在脑梗死后可观察到中度代偿性血管生成，血管面积和长度随着时间推移明显增多；而Notch1基因敲除后则可抑制血管内皮细胞增殖，脑血管的面积和长度减少。对人脑梗死样本的研究发现，梗死组织内皮细胞Notch1表达明显增加，Hes1蛋白在内皮细胞核中表达增加，人缺血性脑梗死周围区的脑血管长度、体积、面积、血管终末部分、血管节段和血管分支部分均明显升高。研究发现，Notch3可通过调节血管平滑肌功能参与脑梗死的发生发展，综合以上研究表明，Notch信号在脑缺血诱导的血管生成中起关键作用。
3.Notch信号通路与脊髓损伤
脊髓损伤的预后取决于神经细胞内在生存环境和外在组织微环境。在脊髓损伤中巨噬细胞活性与炎症程度密切相关，巨噬细胞根据激活状态有破坏性和修复性两种潜能，并在炎症反应中起主导作用。对脊髓损伤的一般小鼠和特异性Notch阻滞小鼠应用γ分泌酶抑制剂，发现后肢运动恶化和炎症加剧，而骨髓系中重组信号结合蛋白Jk（RBP-J）敲除的小鼠在脊髓损伤后表现出促进功能恢复、减弱胶质瘢痕形成、改善神经元存活和轴突再生以及减轻炎症反应的作用。另有证据表明，在成年斑马鱼受损脊髓中药理阻断Notch信号可以增强成年脊椎动物的脊髓运动神经元再生。体外模拟SCI微环境中证实脊髓提取物可以通过Notch1和Hes1促进内源性神经干细胞大量增殖。
二、Notch信号通路在骨髓相关疾病中的作用
（一）生理功能
1.影响造血干细胞
造血干细胞和原始细胞的表达及其相互作用共同维持着机体的造血功能，它们主要存在于骨髓微环境的基质细胞中，Notch分子在它们中的表达较强；诱导Notch信号通路后，可以减少造血干细胞的分化，亦能抑制造血干细胞未分化状态的维持；相反，在抑制Notch信号通路后，可以提高骨髓造血干细胞的分化率。
2.参与T细胞分化
Notch信号通路与免疫反应密切相关。其中Notch信号通路参与T细胞分化。当Notch1受体与相邻细胞的同源配体结合时，产生具有信号传导能力的活性成分Notch细胞内结构域，可移位至细胞核参与调节基因的转录，进而调节T细胞分化、发育及功能。
（二）病理保护
有研究表明在再生障碍模型小鼠中Notch1和Th1细胞特异性转录因子T-bet表达增加，抑制Notch1信号后Th1细胞极化被抑制，其转录因子T-bet表达降低，模型小鼠肾衰竭程度减轻，表明Notch1信号可通过调控T-bet的表达来调节Th1细胞分化。CD4+CD25+CD127dim/-调节性T细胞（regulatory T cells，Treg）是重要的负性免疫调节细胞，研究发现Notch信号通路参与Treg的分化和功能调控。有临床试验观察急性B淋巴细胞白血病（B-ALL）患者及对照者血浆及外周血的Notch信号通路分子表达和CD4+CD25+CD127dim/-Treg比例，发现B-ALL患者周围血中Notch受体表达相对升高可诱导CD4+CD25+CD127dim/-Treg数量增加和免疫抑制活性增强。
三、Notch信号通路在骨相关疾病中的作用
（一）生理功能
Notch信号通路与骨代谢关系密切。对成骨细胞、破骨细胞的功能调节均有重要作用。当该通路中相关因子表达异常时会导致骨发育失调、骨质疏松、骨软化等疾病。骨髓间充质干细胞可诱导分化为软骨细胞，而Notch信号通路可促进骨髓间充质干细胞的分化，故Notch信号通路能够促进软骨细胞发育。骨髓间充质干细胞也可以诱导分化为成骨细胞，而Notch信号通路可以抑制骨髓间充质干细胞向成骨细胞转化，致使骨量降低，该作用与Hes蛋白在成骨细胞领域的作用极为相似。此外，Notch信号通路中Notch1-2因子的失活也可以引起Notch通路抑制成骨细胞的作用。
（二）病理保护
1.Notch与骨代谢性疾病
在Notch信号通路过分表达的转基因大鼠中观察到硬化骨生成明显，成骨细胞较正常大鼠密集，表明Notch信号通路会增加成骨发生率。同时，在Notch通路关键酶缺乏的情况下，亦会造成成骨缓慢或者骨质疏松症；而抑制Notch信号通路表达，骨质疏松小鼠的破骨细胞增加。Notch信号通路还可参与软骨细胞的发育过程。Notch通路对整个软骨形成过程和维持软骨细胞中的细胞表型，调控软骨细胞的增殖、成熟、肥大等方面均发挥重要的作用。研究发现Notch信号通路的受体和配体都存在于小鼠的关节软骨中，在软骨开始发育时Notch1受体会有增加，Hes1作为Notch下游目的基因也会有一定程度的上升；而抑制软骨细胞中的Notch信号，将会引起软骨细胞的增殖和肥大。另有研究在关节软骨深层和骨骼生长板的肥大细胞中发现Notch3受体的特异性表达。Woodlbury等将人和成年大鼠的骨髓间充质干细胞分化为神经元细胞，同时表达为神经元特异性烯醇化酶，Notch信号通路可以抑制神经干细胞的分化，也可以抑制骨髓间充质干细胞的分化，增加骨髓间充质干细胞向神经干细胞分化。
2.Notch信号通路与骨折
骨折再生是一个复杂的再生过程，骨折后会产生结缔组织和新骨。在骨折愈合早期的骨膜中，Notch受体Notch1-4、配体Jag2和靶基因以及hes1、hey1的表达受到抑制，又有研究发现小鼠胫骨骨折恢复期间，Notch信号传导可以调节成骨细胞与骨血管生成，在骨生成过程中表达更高以增强骨修复。Notch通路还可抑制Wnt/β-catenin途径，进而抑制成骨分化。有人就miR-125a-3p表达对骨质疏松性骨折的恢复展开研究，发现miR-125a-3p可以促进Notch1表达增强，增强骨密度及骨生物力学强度，增强BMP-2阳性表达，进而促进骨质疏松性骨折大鼠愈合。在骨细胞中，Notch激活可提高骨质量，亦可抑制骨的再吸收，增加骨骼体积和质量，促进骨骼的发展成熟。
四、Notch信号通路在牙髓相关疾病中的作用
（一）生理功能
在牙齿发育过程中，Delta与Notch分子的表达均呈上升趋势，在成人健康牙髓细胞中Notch 2表达微弱，但受到外界刺激后的早期前成牙本质细胞中Notch 2表达上调，在间充质细胞和成牙本质细胞中表达均增加。随着修复的完成，Notch 2在各类细胞中表达信号逐渐减弱，表明Notch 2参与了牙体修复过程中的成牙本质细胞分化的信号传导。此外，在牙齿发育的过程中，Notch信号通路介导旁侧分化，在旁侧分化的基础上，牙髓细胞可以维持它的多样性。激活Notch信号通路也会延缓牙髓的老化过程。
（二）病理保护
中医学认为齿为骨之余，牙齿的生理和病理状态和肾密切相关，牙齿的健康与否与肾气直接相关，肾精充盛，髓化生有源，牙齿亦坚固；肾精不足，牙髓亏虚失养，会导致小儿五迟五软中的齿迟，Notch信号通路在牙齿的生理和病理状态下都发挥着作用。
Mitsiad等报道，病理状态下Notch受体在牙齿中的表达更高，而损伤部位不同，表达亦有所区别。牙髓损伤的Notch信号通路表达较牙冠的表达高，在损伤牙髓的修复过程中可以激活Notch信号通路，分布在将会分化成为成牙本质细胞或牙髓成纤维细胞的牙髓中；Mitsiad在进一步研究中指出，牙髓损伤后，Notch2在损伤区远处、前成牙本质细胞中有明显的表达，在牙髓血管组织中也有表达；而在反应牙本质形成的部位、成牙本质细胞中表达却不明显。
此外，Notch通路还可抑制MSCs成脂分化，Notch靶基因HES-1或Notch配体Jagged1在3T3-L1细胞中的过表达抑制了PPARy和C/EPBα的表达，阻碍成脂分化。HES-1或Jagged1阻断Notch信号后，通过PTENP13K/AKT/mTOR途径促进自噬介导的MSCs脂肪分化。而前已述及，正常情况下，液能养髓，液运化失常则可化为痰浊，髓失其养，以致髓亏与痰浊并见。nNotch通路能够同时对髓功能与成脂代谢发挥调控作用，高度提示，Notch通路可能还是中医“液-髓关系”的重要生物学基础。