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1 既往针灸作用机制研究的特点
针灸治病的机制研究有两大特点，一是微观机制研究日趋深化，特别是分子生物学通路的研究；另一个是研究角度广泛。
为了探明刺激穴位治疗IBS的机制，近年来学术界从生理学、形态学、细胞学、分子生物学、神经生物学等多个角度进行了研究。内脏痛敏是IBS两大病理特征之一，针灸调控IBS内脏痛敏的机制探索便涉及到外周神经、脊髓和脑等众多层面的研究。
1.1 外周机制
针灸调控IBS内脏痛敏的外周神经机制涉及到针刺信号传入神经纤维的类别研究，如脊髓背根神经节（DRG）在这一过程中的作用。在DRG的作用方面又涉及到在中、小直径的外周初级感觉神经传入DRG时嘌呤受体P2X3的表达问题，还涉及到DRG功能调节与去甲肾上腺素（NE）的关系、与降钙素基因相关肽（CGRP）的关系以及与P物质（SP）、5-羟色胺（5-HT）等神经递质及其相关受体含量之间的关系。
1.2 脊髓机制
针灸调控IBS内脏痛敏在脊髓的机制研究，涉及到在脊髓水平内脏痛敏信号与针灸信号的相互作用，包括内脏刺激引发脊髓的背角神经元持续活化而使脊髓致敏的机制以及针灸调控脊髓致敏的机制。电生理学的研究已证实，内脏痛敏信号与针灸信号在脊髓的背角汇聚，而电针能抑制脊髓背角神经元因中枢敏化所引发的脊髓背角突触传递长时程增强（LTP）在突触部位的异常传递，并能阻断已持续发生的LTP传递。这个机制则涉及到在脊髓水平中的N-甲基-D-天门冬氨酸（NMDA）受体亚单位（NR2B）调控，还涉及脑源性神经营养因子（BDNF）的调控、神经生长因子（NGF）和TLR4/MyD88/NF-κB信号通路的活性，以及在IBS大鼠模型中在第6腰椎至第2骶椎脊髓节段的浅层（Ⅰ层、Ⅱ层）、固有核（Ⅲ层、Ⅳ层）、背角颈（Ⅴ层、Ⅳ层），以及第3胸椎至第2腰椎脊髓节段的背角Ⅴ层中c-fos的表达和分布等。
1.3 脑机制
针灸调控大鼠IBS内脏痛敏的脑机制涉及多个脑区。研究表明，脑功能紊乱在IBS的发生发展过程中具有重要作用，已知与IBS内脏疼痛相关的脑区有多个，这些脑区包括前额叶的皮质、岛叶以及前扣带回等。临床研究证实，IBS患者针灸治疗后，随着临床症状的改善，其多个脑区的激活信号也明显增强，这些脑区包括右侧岛叶、丘脑内侧核、丘脑枕等。进一步研究表明，针灸对便秘型IBS（IBS-D）患者内脏敏感性的调节可能是通过以下两条途径实现的：一条是岛叶的5-HT通路；另一条是丘脑枕-丘脑内侧核的上行性传导通路。另外，电针还能改变IBS患者多个脑区的葡萄糖代谢，这些脑区包括左侧扣带回、右侧脑岛及右侧海马旁回、楔前叶、尾状核等，在内脏感觉中心区域内，针灸能够更明显降低葡萄糖代谢。这些研究表明，针刺缓解IBS-D内脏痛的主要神经生物学机制之一可能是针灸对内脏感觉中心区域产生了抑制。
1.4 脑-肠轴机制
针灸治疗IBS的机制还涉及到脑-肠轴环节。脑和肠道是结构与功能彼此独立的两个系统，但在功能调节方面存在着密切联系和共同的调节机制。研究发现，被称为脑肠肽的一类小分子信息物质在脑部和胃肠道均有分布，包括神经肽类P物质（SP）、血管活性肠肽（VIP）、一氧化氮（NO）、降钙素基因相关肽（CGRP）、5-HT、胆囊收缩素（CCK）等。这类小分子活性物质既在中枢内通过对相关核团的影响参与胃肠道功能的调节，也在外周神经水平中参与胃肠道的功能调节，具有激素和神经递质的特性，在脑-肠轴中起到信息双向传递的作用，这类小分子活性物质的异常在IBS的病理过程发挥重要作用，而中枢神经系统、肠神经系统的功能紊乱均会影响到脑肠肽的水平。针灸疗法治疗IBS的另一个重要机制就是对脑肠肽的调整。
除此之外，还涉及到针灸对肠道菌群的调节等问题。
2 针灸作用机制研究的困惑与突破
2.1 既往研究方法的不足
既往的研究虽然从不同层次、不同角度对针灸治疗IBS的机制进行了广泛探讨，但获得的结果多是碎片化的，对众多环节间的相互作用和相互协调缺乏深刻的认识。
针灸疗法在整体上呈现出双向性、饱和性和多靶点性的特征，但还原论的研究方法无法获得有效解释这些作用特征的认识。针灸治疗IBS机制的研究还有如下问题：纵向细化探索日益深入，横向综合研究明显不足。比如NO、SP、CGRP、VIP、5-HT、CCK等多种脑肠肽都与针灸调控IBS内脏痛敏密切相关，这些生物活性物质中有些在中枢神经水平发挥作用，有些则参与外周神经水平的调节，还有些则在中枢与外周神经同时发挥作用，它们之间的协调模式是一个未曾探索的问题。另外，大脑的扣带回、脑岛、海马旁回、楔前叶、尾状核等环节都与针灸治疗IBS的机制相关联，但是这些环节之间的协调关系也不清楚，而解答这些问题必然需要系统科学的介入。
关于针灸调节IBS胃肠动力机制的研究也存在类似的问题，虽然已有研究表明针灸疗法对于IBS大鼠受损的胃肠道神经（ENS）-Cajal间质细胞（ICC）-平滑肌细胞（SMC）网络具有修复作用，但在针灸调节过程中，ENS、ICC和SMC三者之间以及ENS-ICC-SMC网络与高位交感神经、迷走神经之间的协调关系也是一个未解的问题。对这些问题的探索同样需要从系统科学角度进行深入研究。
2.2 针灸作用机制研究有待突破
2.2.1 系统科学研究方法弥补了还原论方法的不足 从系统科学角度研究针灸作用机制是一种突破性的尝试，这种突破不仅是研究方法的创新，更能引领研究范式的创新。在20世纪中叶，系统论的创始人贝塔朗菲提出“机体生物学”，并以其中的“机体”来表达“整体”或“系统”的概念，主张将生物体视为一个开放系统，并应用数学模型与计算机方法来研究。在此基础上诞生的系统生物学恰可弥补以还原论为本体而发展的生物技术所衍生的不足。
不可否认，以还原论为主体的研究方法发展了许多先进的技术，让我们在微观水平下了解了基础生物分子的结构与功能。但是在孤立或静息状态下所看到的微观结构是无法表征其时空变化层面的生命律动过程，更无法表征其所构成的更高层次的生命系统。生命运动规律、动态过程，都是一个若干构成部分相互作用、交互反馈下的动态流。“相互作用”所体现的根本是“关联关系”以及更复杂的“关联关系网”。还原论需要割裂“关联关系网”，以求从中截取某个孤立的环节。很明显，运用这样的研究方法将在生命过程所依附的“关联关系网”破坏掉了，所以获取的结果无法表征生命的过程，这是还原论方法自身无法克服的缺陷。而系统生物学是以系统论为特征，侧重于研究生物系统组成成分的相互关系、动态过程。系统生物学不同于以往仅仅关心个别的基因和蛋白质为导向的分子生物学，而是研究生物体各个子系统之间的相互作用及其功能涌现。
2.2.2 系统科学与细胞行为组学研究 几十年来，针灸学的现代化主要借助现代生物医学，也就是以还原论为主体的研究方法。这一方法的应用虽然获得了许多研究成果，但受限于以还原论为主体的研究方法的局限性，对于针灸调节规律的本质、作用特点的认识都难以推进到更高的层次。既然无法以当前的常规范式满足我们在知识高度上的需求，就需要建立起新的研究范式：系统科学的研究方法。运用系统科学的方法来研究针灸调节的机制和原理，就是要把针灸作用在不同层面的各种靶点以及它们之间的相互作用联系起来。建立这样一个新的研究范式，将为我们认识生命运动的时相规律打开广阔的空间，系统科学主要从以下两个方面进行研究。①在分子生物学水平上的系统科学研究：在基因和蛋白层面各靶点间如何以相互作用表征细胞运动的时相规律；②在细胞水平上的系统科学研究：在细胞层面各类细胞如何以相互作用、反馈来表征器官系统及整体运动的时相规律。
从系统科学的角度来分析，厘清各种细胞间的相互作用和反馈，对于从整体上表征生命运动的规律更有意义。研究相关细胞行为的互动规律也就是细胞行为组学，从这一角度探索针灸的作用机制之所以是一种极有前景的方法，正是由生命运动规律的复杂性和有机协调特征决定的。
3 针灸调控IBS肠功能机制的细胞行为组学研究
从细胞行为组学角度研究针灸调控IBS肠功能的机制主要包括两个方面的内容，一是基于“中枢神经系统-自主神经系统-胃肠道神经-Cajal间质细胞-平滑肌细胞（CNS-ANS-ENS-ICC-SMC）网络”细胞行为组学的研究，二是基于肠道类器官多种细胞行为组学的研究。
3.1 基于“CNS-ANS-ENS-ICC-SMC网络”细胞行为组学的研究
对于针灸调控机制在细胞生物学层面的研究，因为不考虑复杂的蛋白相互作用，仅考虑细胞之间的相互作用及信息交流，所以相对简单，实施的可行性高。就目前针灸调节IBS胃肠动力的机制研究而言，细胞行为组学角度的研究应聚焦于“CNS-ANS-ENS-ICC-SMC网络”之间的联动过程，或者先研究“ENS-ICC-SMC网络”。在这个网络结构中，ICC介导了ENS对SMC调节，也就是说ICC与ENS之间的关系，较ENS与SMC之间的关系更为接近。研究认为，ICC的生理功能包括如下几个方面：①负责肠道电活动的起搏并对慢波传播进行调节；②介导ENS信号到SMC；③感知胃肠道的机械刺激；④负责胃肠道运动的起搏，并对胃肠运动进行调控。
ICC的增殖与调控对于维持胃肠道的生理功能具有决定性影响。广泛分布于胃肠道内的ICC能够特异性的表达c-Kit，而SMC所表达的干细胞因子（SCF）是c-Kit的特异性配体，c-Kit与SCF专一性结合后，形成二聚体并对酪氨酸激酶进行活化，一系列酸化过程得以启动，从而对ICC细胞的增殖、分化和表型维持进行调节。如果这一通路受损，就会引发ICC的凋亡，或者造成ICC数量明显减少、表型改变，从而使其功能受到影响；另外，胰岛素受体及胰岛素生长因子1（IGF-1）受体、血红素加氧酶-1（HO-1）等也对ICC的调控产生影响。但从“ENS-ICC-SMC网络”在细胞行为组学角度上研究针灸调节IBS肠功能的机制，只需要先搞清楚ENS和ICC的活动对于SMC功能的影响，便可从细胞层面上整体把握“ENS-ICC-SMC网络”在针灸调节IBS肠功能过程中所扮演的角色。
虽然胃肠道接受CNS、ENS和ANS的共同支配，但ENS也具有自己的独立性。支配胃肠道的ANS包括了交感神经和副交感神经，ANS是实现胃肠道与CNS之间双向信息传递的关键通路。在既往的针灸调节机制研究中，我们曾以心率变异性为指标，证实了电针对IBS自主神经功能平衡性的调节作用。因为局部结肠的自主神经既包括ENS的成分，也包括ANS的成分，所以心率变异性仅反映了IBS患者自主神经功能的整体状态，无法反映结肠ENS的全部功能和自主神经的平衡性，所以这些机制仍然是碎片化的，无法从整体的角度来了解针灸调节IBS肠功能过程中的上述各个环节的作用和变化规律。
为了能够从整体的角度把握针灸调节IBS肠功能过程中的动态规律性，即便从细胞行为组学的角度来研究这一问题也需要恰当的分析方法配合。比如，研究“ENS-ICC-SMC网络”在针灸调节IBS中的作用，需要隔离CNS和ANS对“ENS-ICC-SMC网络”的影响；如要研究“ANS-ENS-ICC-SMC网络”在针灸调节IBS中的作用，也需要隔离CNS对于“ANS-ENS-ICC-SMC网络”的影响。只有如此才能最终厘清整个“CNS-ANS-ENS-ICC-SMC网络”在针灸调节IBS肠功能过程中的动态规律性，这种规律性的精确描述应当是一种数学形式。
3.2 基于肠道类器官细胞行为组学的研究
基于细胞行为组学对针灸调节肠道功能的机制研究，主要分为动物体内实验和体外模拟实验两种方式。动物体内实验直接采用活体动物作为研究载体，其研究结果更接近针刺效应在人体内的真实情况。然而，由于针灸机制的系统性、复杂性、检测分析技术的局限性，以及影响动物活体实验的众多因素的不确定性等，限制了针灸机制的在体探索。另一方面，体外模型实验具有稳定、简化和控制精准等特点，通常以稳定传代的模式细胞或者组织分离的原代细胞为研究对象，模拟与针刺效应关联的各种分子组合在体内的作用过程和调节机制，可以弥补动物体内实验的不足。
当前对小肠的认知已经达到了很高的水平。2021年《细胞》发表了一篇以单细胞RNA测序和空间转录组学研究小肠发育的文章。他们对肠道形态的发生过程进行时空解析，鉴别出九大类细胞：即肠上皮细胞、成纤维细胞、内皮细胞、周细胞、神经细胞、肌层细胞、间皮细胞、成肌纤维细胞和免疫细胞，并确定了这些细胞共有101种不同的状态。该研究描述了肠道隐窝-绒毛轴形成的原理、神经血管间充质的发生样态和肠管发育中的免疫细胞群体的分布，并鉴定了成纤维细胞的层级分化和成肌纤维细胞的亚型，确定了这些细胞及状态的多种角色。另外，体外肠道研究方法的共培养模型、肠道的动态模型等方法在肠道类器官研究中迅速发展。肠道类器官通常经由离体肠道干细胞定性分化，在3D基质胶培养模式下形成空心小球，内部具有完整的肠道上皮样结构模拟肠道结构。多种细胞群组的体外模型也被运用于中医药的研究中，但从肠道类器官细胞行为组学角度探索针刺调节的规律与机制仍然处于空白阶段。
4 小结
总之，在基于细胞行为组学研究针灸调节机制的过程中，因隔离的因素不同所得到的结果也会不同，而还原论的研究方法与系统科学的研究方法之间的相互配合运用，对针灸调节规律与针灸调节机制的准确把握具有重要意义。系统科学的研究方法并非是对以还原论为主体的研究加以否定，二者属于不同的研究范式，是一种互补关系，不应将这两种不同的研究方法对立起来。系统科学研究方法的运用能够让针灸作用机制研究走出碎片化认识的困境。
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