艾灸不同腧穴对KOA大鼠不同组织TNF-α、MMP-13表达的影响.pdf
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1、2023 第二十五卷 第四期 Vol.25 No.4 Modernization of Traditional Chinese Medicine and Materia Medica-World Science and Technology 艾灸不同腧穴对KOA大鼠不同组织TNF-、MMP-13表达的影响李明静,张健强,郭靖,王成,袁君,周海燕,余曙光(成都中医药大学针灸推拿学院 成都 610075)摘要:目的观察艾灸不同腧穴对膝骨性关节炎(KOA)大鼠血清及关节软骨与滑膜TNF-、MMP-13表达的影响,探讨艾灸不同腧穴对KOA大鼠的特异性调节作用。方法将大鼠随机分为空白组(Con)、模型组
2、(KOA)、模型+足三里艾灸组(ST36)、模型+阳陵泉艾灸组(GB34)、模型+犊鼻艾灸组(ST35),每组8只。选择关节腔注射MIA溶液的方法制备KOA模型。ST36、GB34、ST35组每日艾灸30 min,7天为个疗程,共3个疗程。分析各组大鼠的机械刺激痛阈值(MWT),番红固绿染色及OARSI评分,血清、关节软骨与滑膜的TNF-、MMP-13的表达情况。结果与Con组比,KOA组足底机械痛阈值下降,OARSI评分、血清与关节软骨和滑膜TNF-以及血清、关节滑膜MMP-13的表达均明显升高(P0.001,P0.05)。与KOA组比,3个治疗组足底机械痛阈值上升,OARSI评分、血清TN
3、F-和MMP-13、软骨TNF-均降低(P0.001,P0.05);ST36组滑膜TNF-和MMP-13低表达(P0.05);ST35组滑膜MMP-13表达降低(P0.05);GB34组滑膜TNF-降低(P0.01)。与GB34组比,ST36组OARSI评分更低(P0.05),ST35组血清MMP-13下降显著(P0.01)。与ST36组比,ST35组的血清TNF-下降更明显(P0.01)。结论艾灸不同腧穴治疗KOA表现出腧穴的特异性功效。足三里的作用范围最大,可以从整体和局部都发挥抗炎以及缓解关节损伤的作用;犊鼻侧重从整体抗炎;阳陵泉侧重从局部滑膜抗炎。关键词:膝骨性关节炎 艾灸 足三里 阳
4、陵泉 犊鼻 特异性作用doi:10.11842/wst.20220315005 中图分类号:R245.3 文献标识码:A针灸学是祖国医学的瑰宝,它作为一种体表干预疗法在医学的发展过程中始终独具特色,越来越多的高质量研究已经提供了关于针灸作用的生物学证据,证明了针灸对中风后失语、颈肩痛、血管性痴呆、妇女产后泌乳、过敏性鼻炎等疾病的治疗效应1。经络腧穴理论是针灸学的基础及核心,近年来,腧穴成为了继经络研究之后针灸发展中备受关注的焦点,其中腧穴功效作为实现针灸临床疗效的基础,由于在目前的研究中没有得到全面、透彻且深入的理解2,受到了部分学者的质疑。膝骨性关节炎(Knee osteoarthritis
5、,KOA)3是一种人体膝骨关节慢性退行性疾病,主要表现为膝关节疼痛、僵硬、活动受限,甚至畸形4。该病临床发病率高,且伴随着人口老龄化进程的加快已成为危害人民健康的重大问题。在我国,60岁以上人群中已有近一半的人患有此病,75 岁以上人群患病率不低于 80%5。在世界范围内,估计有2.5亿人患有此病6。如此之高的发病率与致残率不仅降低了家庭生活水平,还带来了沉重的物质负担,同时处于长久病痛的状态下也严重影响心理健康状况。收稿日期:2022-03-15 修回日期:2022-05-17 国家科学技术部国家重点研发计划(2019YFC1709001):腧穴“特效”、“共效”的功能特点研究,负责人:余曙
6、光;国家自然科学基金委员会面上项目(81973959):艾灸“扶正祛邪”治疗类风湿关节炎“正邪相争”的巨噬细胞M1/M2极化免疫机制研究,负责人:周海燕。通讯作者:周海燕,硕士研究生导师,主要研究方向:针灸调理神经-内分泌-免疫机制研究。1390 Modernization of Traditional Chinese Medicine and Materia Medica-World Science and Technology 世界科学技术-中医药现代化动物模型与动物实验研究传统中医疗法治疗膝骨性关节炎效果优良,其中,艾灸作为非药物疗法之一,不仅能够起到通经活络、行气活血、温经散寒的作用,
7、还可以改善组织器官微循环、调节免疫力、激活炎症反应并诱导血管变化;同时兼有操作简单、疗效好、成本低、绿色健康的优点,已在160多个国家的临床实践中得到应用,并已成为世界各地补充和替代医学的主流7。鹿秀云等8经Meta分析发现,艾灸比其他疗法更显著地减轻KOA患者疼痛、改善功能障碍、缓解僵硬程度、改善Lysholm膝关节功能评分、总有效率更高。国内外大量文献均证实艾灸治疗膝骨性关节炎疗效显著,关节炎也是世界卫生组织推荐针灸治疗的疾病之一,属于针灸疗法的优势病种,因而是研究腧穴功效的良好载体。故本研究选择KOA模型大鼠为研究对象,主要通过比较艾灸足三里、阳陵泉、犊鼻对血清及关节软骨与滑膜TNF-、
8、MMP-13表达的影响,发现这3个腧穴的特异性调节作用,以期为科学认识腧穴功效奠定基础。1 材料与方法 1.1实验动物与分组选用健康成年清洁级SD大鼠40只,雄性,体质量20020 g。动物由成都达硕实验动物有限公司提供,生产许可证号:SCXK(川)2020-030,购回饲养于成都中医药大学针灸推拿学院实验室。实验室室温 20-24,相对湿度 40%-55%,光暗周期:12 h/12 h,自由饮食饮水,适应性饲养1周。按照随机数字表法分为空白组(Con)、模型组(KOA)、模型+足三里艾灸组(ST36)、模型+阳陵泉艾灸组(GB34)、模型+犊鼻艾灸组(ST35),每组8只。本次动物实验遵循成
9、都中医药大学实验动物伦理委员对实验动物的伦理学要求(2019-04)。1.2主要试剂与仪器单碘乙酸钠(Monoiodoacetic acid,MIA,美国Sigma),大鼠肿瘤坏死因子(TNF-)ELISA 试剂盒(JM-01587R1,江苏晶美),大鼠基质金属蛋白酶13(MMP-13)ELISA 试剂盒(JM-01517R1,江苏晶美),4%多聚甲醛(30525-89-4,成都市科隆化学品有限公司),EDTA脱钙液(B0317-11,四川扬克斯特科技有公司),骨组织固绿染色(G1053-2,中国 Servicebio),骨组织番红染色(G1053-2,中国Servicebio),戊巴比妥钠(
10、上海上药新亚药业有限公司),TNF-一抗(AF7014,中国 AffinitY),MMP-13(AF5355,中国 AffinitY),组化二抗 试 剂 盒(SP9001,北 京 中 杉 金 桥 生 物 技 术 有 限公司)。Electric Von Frey痛觉测量仪(38450,意大利Ugo-Basile),酶 标 仪(Multiskan FC,美 国 THERMO FISHER),石蜡切片机(RM2235,德国 Leica),光学显微 镜(CX22,日 本 OLMPUS),徕 卡 显 微 成 像 系 统(DM1000,Leica德国),切片刀(819,Leica德国),微量注射器(50
11、L,上海高鸽公司)。1.3KOA模型制备本实验采用目前研究疼痛 OA 模型最合适的方法大鼠膝关节腔内注射MIA溶液进行KOA模型的制备9。先将各组大鼠的右膝关节脱毛,然后依次用2%的异氟烷轻度麻醉。确定大鼠麻醉好后将其放置在平台上,左手保持将大鼠右膝关节屈曲90的状态,以保证关节腔充分被打开,右手触摸确定关节各个解剖结构的位置,先用75%的乙醇消毒局部皮肤,然后持微量注射器针头紧靠髌韧带两侧髌骨下方对准股骨髁方向进针,当感到明显的落空感时即已进入关节腔内10。向 KOA、ST36、ST35、GB34 组大鼠右侧膝关节腔内注射MIA溶液(1 mg50 L-1);Con组大鼠右侧膝关节腔内注射生理
12、盐水(1 mg50 L-1)。造模结束后第 7 天,采用随机数字表法从各组随机抽取2只大鼠,综合运用足底机械痛阈和关节软骨电镜病理形态(观察关节软骨的轮廓形态、厚度、表面毛糙度等信号改变情况)以评价模型成功与否11,若机械痛阈值明显降低且关节软骨的轮廓形态遭到破坏,软骨表面变得晦暗粗糙即说明造模成功。1.4干预方法在造模7天后采用温和灸的干预方法治疗ST36、ST35、GB34组。根据 实验针灸学 分别选取患侧“足三里”、“犊鼻”、“阳陵泉”,在干预开始前用剃毛机将实验动物相应腧穴局部体毛去除,随后将大鼠抓取置于特制木棍上固定,用酒精棉球擦拭施灸部位,每次施灸前都用马克笔标记出相应腧穴位置,以
13、便施灸精确定位,并且在治疗过程中常揣穴确保施灸准确。选用季福堂艾条(规格为:直径4 mm长度120 mm),在距离大鼠右侧选定腧穴约1 cm处进行温和灸,每日艾灸 1 次,每次 30 min,7 天为个疗程,共 3 个疗程。Con组和KOA组采用相同的方法进行抓放、固定,不1391 Modernization of Traditional Chinese Medicine and Materia Medica-World Science and Technology 2023 第二十五卷 第四期 Vol.25 No.4 予其他特殊处理。1.5取材及指标检测1.5.1行为学检测在模型建立前1天、
14、造模后第7、14、21、28天,采用Electric Von Frey电子测痛仪测定大鼠患侧足底机械刺激痛阈值(MWT)。手持测痛仪将针头垂直置于大鼠右足底脚垫之间的部位,并缓慢施加压力,直到大鼠感到疼痛突然将右足撤回,此时仪器屏幕上的数据即是该大鼠的痛阈值,但需排除自主运动,此动作不被视为撤退反应。每只大鼠测量3次取平均数,每次测量需间隔2 min,测试只能在大鼠清醒、安静、不睡觉也不梳洗时进行12。1.5.2组织取材在治疗的第21天完成测痛后立即取材。各组大鼠称重,用1%的戊巴比妥钠溶液(0.6 mL100 g-1)腹腔注射麻醉。将大鼠仰卧固定在手术台上,腹部常规消毒后,用手术剪沿腹正中线
15、剪开腹腔,充分暴露腹主动脉,一次性抗凝采血管采集腹主动脉血5 mL,静置1 h后,4000 rmin-1离心20 min,微量移液器提取收集上清液,置于-80低温冰箱保存。大鼠处死后,剥离膝关节附近组织,将整个膝关节取下置于4%多聚甲醛固定液中,然后用EDTA脱钙液处理,脱钙完成后常规石蜡包埋切片(5 m)。1.5.3ELISA 法检测大鼠血清 TNF-、MMP-13 的表达使用大鼠 ELISA 试剂盒检测血清 TNF-、MMP-13浓度水平。首先设置空白孔、标准品孔和待测样品孔,依据说明书依次加入相应的液体,加样完成后用封板膜封板后置37温育60 min,取出后将液体倒出甩干,加入配置好的洗
16、涤液,如此重复5次。然后分别依次加入显色剂A和B,37避光显色15 min,最后加入终止液以终止反应,15 min内用酶标仪在450 nm处测吸光度(OD值),以Excel绘制标准曲线,按样品读数换算并计算样品含量11。1.5.4番红固绿染色法观察关节软骨组织病理形态情况并进行OARSI评分石蜡切片脱蜡至水,切片先入固绿染液5-10 min,自来水冲洗后放入番红染液15-30 s,无水乙醇快速脱水,二甲苯透明5 min,中性树胶封片,分别用低倍和高倍光学显微镜镜检,并采用国际骨关节炎研究协会OARSI软骨组织病理学评分标准进行评分13。1.5.5免疫组化法检测大鼠关节软骨和滑膜TNF-、MMP
17、-13的表达组织经梯度酒精脱水、二甲苯透明后包埋切片(4 m),染色观察目标阳性表达情况,并采用显微成像系统拍照记录,每个样品选择 3 个阳性区域进行拍 照,Image Pro Plus 6.0 软 件 对 照 片 进 行 光 密 度分析。1.6统计学处理采用SPSS 26.0软件对实验数据进行统计学分析,Graphpad Prism 8.0软件制作统计图。各组实验数据均进行正态与方差齐性检验,符合条件后,分析MWT数据采用重复测量方差分析,其余数据采用单因素方差分析,以均值标准差(x s)表示,两两比较采用LSD法,以P0.05),表明基线一致。在Day 7(造模7天后),与Con 组比较,
18、KOA 组大鼠足底机械痛阈值明显降低(P0.05)。在 Day 21(治疗 14 天),与KOA组比较,ST36、ST35和GB34组大鼠足底机械痛阈值均上升(P0.001);与ST35组比,ST36和GB34组上升显著(P0.01)。在Day 28(治疗21天),与KOA组比较,ST36、ST35和GB34组大鼠足底机械痛阈值上升更明显(P0.001),但3个治疗组间互相比较无统计学差异。见图1。Day0Day7Day14Day21Day280510152025MWT(g)moxibustionST35GB34ConST36KOA*#*#图1各组大鼠干预前后足底机械痛阈值比较(x s,n=6
19、)注:与 Con组比较,*P0.001;与 KOA组比较,#P0.01,#P0.001;与ST35 组比较,P0.01,P0.001。ST36 为足三里,ST35 为犊鼻,GB34为阳陵泉。1392 Modernization of Traditional Chinese Medicine and Materia Medica-World Science and Technology 世界科学技术-中医药现代化动物模型与动物实验研究2.2各组大鼠番红固绿染色及OARSI评分比较与Con组比较,KOA组大鼠关节OARSI评分明显升高(P0.001),损伤严重。与 KOA 组比较,ST36、ST3
20、5和GB34组的OARSI评分均降低,有显著统计学差异(P0.001)。与GB34组比较,ST36组的评分更低(P0.05)。见图2。2.3各组大鼠血清TNF-、MMP-13表达的比较与Con组比较,KOA组大鼠的TNF-和MMP-13水平明显升高(P0.001)。与KOA组比较,ST36、ST35和 GB34 组 TNF-和 MMP-13 表达水平均降低(P0.001,P0.05);与ST36组比较,ST35组的TNF-下降更明显(P0.01);与GB34比,ST35组的MMP-13下降更显著(P0.01)。见图3。2.4各组大鼠关节软骨和滑膜TNF-、MMP-13表达的比较与Con组比较,
21、KOA组的关节软骨TNF-与滑膜TNF-、MMP-13表达都明显上升(P0.001,P0.05)。与KOA组比较,ST36 组的软骨 TNF-与滑膜 TNF-、MMP-13 下降(P0.001,P0.05);ST35 组 的 软 骨 TNF-与 滑 膜MMP-13下降(P0.001,P0.05);GB34 组软骨与滑膜 TNF-表达水平降低(P0.001,P0.05)。见图4。3 讨论 腧穴是结构与功能的统一体14,腧穴结构是针灸发挥生物学效应的载体,现代研究认为腧穴是由多元已知结构,如血管、神经纤维等,按一定规律进行空间布局和立体构筑所共同组建的一个综合体15;腧穴功能状态对腧穴功效的发挥具
22、有显著影响,因为在生理与病理状态下,腧穴的功能状态不一致,在生理情况下 Con KOA ST36 ST35 GB34 1000 m 250 m ConKOAST36ST35GB3405101520OARSI scoreConKOAST36ST35GB34#*#图2各组大鼠番红固绿染色及OARSI评分比较(x s,n=6)注:与Con组比较,*P0.001;与KOA组比较,#P0.001;与GB34组比较,P0.05。ST36为足三里,ST35为犊鼻,GB34为阳陵泉。1393 Modernization of Traditional Chinese Medicine and Materia M
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