沈真如,金純純,席瑾,劉靜玉,潘妍,李茜,程潔,沈潔,夏有兵,2,穆艷云
1.南京中醫(yī)藥大學,江蘇 南京 210023;2.徐州醫(yī)科大學,江蘇 徐州 221004
薄型子宮內(nèi)膜目前尚無明確定義,一般將排卵后期經(jīng)陰道超聲檢查子宮內(nèi)膜厚度不足7 mm 作為標準[1-2]。而子宮內(nèi)膜厚度不足可導致子宮內(nèi)膜容受性降低,子宮內(nèi)膜容受性是胚胎著床過程中的重要因素[3]。Momeni 等[4]研究發(fā)現(xiàn),當子宮內(nèi)膜厚度≤7 mm時,胚胎植入率降低。內(nèi)分泌失調(diào)、人工流產(chǎn)導致子宮內(nèi)膜損傷增多,薄型子宮內(nèi)膜也越發(fā)常見,臨床可表現(xiàn)為月經(jīng)減少、閉經(jīng)、不孕或反復流產(chǎn)等[5]。目前,臨床多采用雌激素、低劑量阿司匹林等治療方法,但效果欠理想,且有一定不良反應[6]。麥粒灸作為一種傳統(tǒng)中醫(yī)艾灸療法,具有促進組織修復、整體調(diào)節(jié)的優(yōu)點,還能進一步激活機體防御系統(tǒng),產(chǎn)生持久及多方面的調(diào)節(jié)作用,可彌補西藥治療的不足,減輕其不良反應[7]。血管生成受損和子宮血流量減少被認為是薄型子宮內(nèi)膜形成的原因[8]。血管生成是女性生殖系統(tǒng)周期性變化的關(guān)鍵因素,除子宮內(nèi)膜生長外,還包括黃體形成和卵泡發(fā)育[9]。Hahajan 等[10]報道,薄型子宮內(nèi)膜病理生理特征可能與子宮動脈血流阻抗增加、血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)水平降低有關(guān)。VEGF、血管生成素-2(Ang-2)與子宮內(nèi)膜厚度密切相關(guān)[11]。Notch 信號通路在胚胎發(fā)生、器官發(fā)育、血管生成中發(fā)揮重要作用,DLL4 是眾多Notch 配體中具有血管內(nèi)皮細胞特異性的配體,是Notch 信號通路中調(diào)節(jié)血管生成的關(guān)鍵分子[12-13]。艾灸溫熱刺激可舒張血管,增加遠端血管的血流量[14]。本實驗基于DLL4/Notch1信號通路觀察麥粒灸對薄型子宮內(nèi)膜大鼠子宮內(nèi)膜組織VEGF、Ang-2 表達及血管生成的影響,探討其可能的作用機制。
SPF 級雌性SD 大鼠30 只,體質(zhì)量(180±20)g,8~12 周齡,南京中醫(yī)藥大學實驗動物中心提供,動物許可證號SCXK(滬)2018-0006。飼養(yǎng)于溫度(22±2)℃、相對濕度40%~60%環(huán)境,光照12 h,正常攝食飲水,適應性飼養(yǎng)1 周。每日上午固定時間進行大鼠陰道脫落細胞涂片,觀察其動情周期,待出現(xiàn)一個完整、正常動情周期后開始實驗。按隨機數(shù)字表法將大鼠分為對照組、模型組、麥粒灸組,每組10 只。實驗操作遵循《關(guān)于善待實驗動物的指導性意見》,經(jīng)南京中醫(yī)藥大學倫理委員會審查批準(202004A017)。
VEGF 抗體(貨號19003-1-AP)、Ang-2 抗體(貨號24613-1-AP),美國Proteintech 公司;Notch1 抗體(貨號3608S),美國CST 公司;DLL4 抗體(貨號ab183532),英國Abcam 公司;β-tubulin 抗體(貨號AB0039)、HRP 標記山羊抗兔IgG(貨號AB0101),中國Abways 公司;HRP 標記兔抗山羊IgG(貨號A21030),亞科因(武漢)生物技術(shù)有限公司;RIPA裂解液(貨號P0013B),上海碧云天生物技術(shù)有限公司;HieffTMqPCR SYBR?Green Master Mix(貨號11201ES03),上海翊圣生物科技有限公司;HE 染色試劑盒(貨號C0105),上海碧云天生物技術(shù)有限公司。吸入式氣體麻醉機(R550),深圳瑞沃德生命科技有限公司;石蠟組織包埋機(Tissue-Tek),日本Sakura公司;石蠟切片機(RM2235),德國Leica 公司;電泳儀(1645050),美國Bio-Rad 公司;實時熒光定量PCR 儀(Agilent Mx3000P),美國StrataGene 公司。
參照文獻[15-16]方法造模。取動情期SD 大鼠,采用吸入式氣體麻醉機麻醉,仰臥位固定,腹部手術(shù)區(qū)備皮,常規(guī)消毒后,下腹部正中縱行切口(距恥骨聯(lián)合上約2 cm),長約2.5~3 cm,打開腹腔,無齒鑷輕輕將大鼠左側(cè)子宮拉直,用0 號縫合線活結(jié)結(jié)扎子宮近卵巢及近陰道端。無菌紗布墊于子宮周圍,于子宮頸上方0.5 cm 處用1 mL 注射器緩慢注入95%乙醇,使子宮保持充盈狀,針頭停留2 min,緩慢吸出95%乙醇,輕輕擠壓殘留液體,生理鹽水沖洗1~2次,無菌紗布將沖洗液擦干,回納子宮,為防止粘連,再用生理鹽水沖洗腹腔1~2 次,逐層縫合后碘伏消毒。術(shù)后連續(xù)3 d 肌內(nèi)注射青霉素(8 萬U/只)預防感染。手術(shù)后密切觀察大鼠精神狀態(tài)、食納情況。
參照《實驗針灸學》[17]定位,選取“關(guān)元”“子宮”(雙側(cè))。麥粒灸組自造模次日起予麥粒灸治療,大鼠麻醉后腹部備皮,于施灸處涂抹適量凡士林,將麥粒型艾炷(約5 mg/壯)置于穴位處,用線香將其點燃,待大鼠施灸部位出現(xiàn)短暫收縮動作時移去剩余艾絨,每穴7 壯,1 次/d。對照組及模型組只麻醉固定15 min。嚴格規(guī)范執(zhí)行各項操作,連續(xù)干預3 個動情周期(約15 d)。
實驗結(jié)束后,頸椎脫臼處死大鼠,開腹取子宮,觀察子宮形態(tài)。取部分子宮組織,4%多聚甲醛固定,剩余子宮組織置于凍存管內(nèi),-80 ℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>
1.6.1 HE 染色
4%多聚甲醛固定大鼠子宮組織,石蠟包埋,切片(4 μm),行HE 染色,鏡下觀察大鼠子宮內(nèi)膜形態(tài)。每個子宮組織隨機選取1 張切片,Image J 圖像處理軟件測定大鼠子宮內(nèi)膜厚度(子宮內(nèi)膜肌層交接處至宮腔的垂直距離),隨機選取4 個視野,以平均值作為該子宮組織內(nèi)膜厚度。統(tǒng)計每張切片血管及腺體數(shù)目。
1.6.2 免疫組化染色
取大鼠子宮組織切片烘干,二甲苯脫蠟,梯度乙醇脫水,3%過氧化氫溶液浸泡10 min,滅活內(nèi)源性過氧化物酶;PBS 浸洗后,抗原修復,自然冷卻至室溫;1%BSA 封閉1 h,滴加VEGF、Ang-2 一抗(1∶50),4 ℃孵育12 h;次日復溫并用PBS 浸洗,滴加二抗,孵育30 min;PBS 浸洗,DAB 顯色,蘇木素復染,梯度乙醇脫水,二甲苯透明后中性樹膠封片。顯微鏡下觀察并拍照,每張切片隨機選取4 個視野,Image Pro Plus 圖像處理軟件測定VEGF、Ang-2 的平均光密度(MOD)。
1.6.3 Western blot 檢測
取大鼠子宮組織,冰上刮取子宮內(nèi)膜,加入適量預冷的RIPA 裂解液,裂解30 min,4 ℃、12 000 r/min離心15 min,取上清液測定蛋白濃度;蛋白樣品經(jīng)8% SDS-PAGE 進行電泳,轉(zhuǎn)膜,5%BSA 封閉1 h;加入Notch1(1∶1 000)、DLL4(1∶1 000)、β-tubulin 一抗(1∶1 000),4 ℃孵育12 h;TBST 洗膜后加入二抗,室溫孵育1 h;TBST 洗膜3 次,暗室中曝光顯影,以β-tubulin 為內(nèi)參,采用Image J 圖像處理軟件測定Notch1、DLL4 蛋白相對表達量。
1.6.4 RT-qPCR 檢測
提取大鼠子宮內(nèi)膜組織總RNA,根據(jù)反轉(zhuǎn)錄試劑盒合成cDNA。按試劑盒說明書進行熒光定量PCR檢測。以GAPDH 為內(nèi)參,采用2-ΔΔCt法計算mRNA相對表達量。引物序列由上海捷瑞生物工程有限公司設計與合成,見表1。
表1 各基因PCR 引物序列
采用SPSS21.0 統(tǒng)計軟件進行分析。實驗數(shù)據(jù)以表示,多組間比較采用方差分析,Levene 檢驗方差齊性,方差齊用LSD法,方差不齊用Dunnet’s T3法;不服從正態(tài)分布用非參數(shù)統(tǒng)計的秩和檢驗。P<0.05 表示差異有統(tǒng)計學意義。
對照組大鼠動情期子宮組織結(jié)構(gòu)完整,子宮內(nèi)膜腺上皮及腔上皮細胞形態(tài)正常,呈單層立方狀,腺體密集、血管豐富;模型組大鼠動情期子宮組織結(jié)構(gòu)不完整,子宮壁全層變薄,腺上皮及腔上皮細胞多呈扁平、低柱狀,內(nèi)膜組織血管稀疏、腺體減少;麥粒灸組大鼠動情期子宮組織結(jié)構(gòu)基本完整,子宮內(nèi)膜表面呈波浪形,腺上皮及腔上皮細胞形態(tài)較為正常,腺體較少,部分區(qū)域新生毛細血管增多。見圖1。與對照組比較,模型組大鼠子宮內(nèi)膜厚度明顯變薄,腺體數(shù)及血管數(shù)目明顯減少(P<0.01);與模型組比較,麥粒灸組大鼠子宮內(nèi)膜厚度增加,腺體數(shù)及血管數(shù)目明顯增多(P<0.05,P<0.01)。見圖2。
圖1 各組大鼠子宮內(nèi)膜形態(tài)(HE 染色)
圖2 各組大鼠子宮內(nèi)膜厚度、腺體數(shù)及血管數(shù)目比較(,每組5只)
與對照組比較,模型組大鼠子宮內(nèi)膜組織VEGF、Ang-2蛋白表達明顯降低,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01);與模型組比較,麥粒灸組大鼠子宮內(nèi)膜組織VEGF、Ang-2蛋白表達明顯升高,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01,P<0.05)。見圖3~圖5。
圖4 各組大鼠子宮內(nèi)膜組織Ang-2 陽性表達(免疫組化染色)
圖5 各組大鼠子宮內(nèi)膜組織VEGF、Ang-2蛋白表達比較(,每組5只)
與對照組比較,模型組大鼠子宮內(nèi)膜組織Notch1、DLL4蛋白表達明顯降低,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01);與模型組比較,麥粒灸組大鼠子宮內(nèi)膜組織Notch1、DLL4蛋白表達顯著升高,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。見圖6、圖7。
圖6 各組大鼠子宮內(nèi)膜組織Notch1、DLL4蛋白免疫印跡圖
圖7 各組大鼠子宮內(nèi)膜組織Notch1、DLL4 蛋白表達比較(,每組5只)
與對照組比較,模型組大鼠子宮內(nèi)膜組織VEGF、Ang-2、Notch1、DLL4mRNA 表達明顯降低(P<0.01);與模型組比較,麥粒灸組大鼠子宮內(nèi)膜組織VEGF、Ang-2、Notch1、DLL4mRNA表達明顯升高(P<0.05,P<0.01)。見圖8、圖9。
圖8 各組大鼠子宮內(nèi)膜組織VEGF、Ang-2mRNA 表達比較(,每組5只)
圖9 各組大鼠子宮內(nèi)膜組織Notch1、DLL4 mRNA 表達比較(,每組5只)
子宮內(nèi)膜是一個復雜的動態(tài)組織,包括基底層和功能層,排卵后螺旋動脈血管收縮,流向功能層血液減少,減少氧張力有助于胚胎植入[18]。當子宮內(nèi)膜變薄時,胚胎植入更靠近基底層,具有更多的血流和較高的氧張力,從而導致活性氧產(chǎn)生,不利于胚胎的發(fā)育和植入[19]。研究顯示,子宮內(nèi)膜過薄會影響子宮內(nèi)膜容受性并顯著降低胚胎著床率[20-21]。
VEGF和Ang-2是促進血管生成的重要因子。血管生成是行經(jīng)后子宮內(nèi)膜再生的必需過程,對子宮內(nèi)膜容受性也起著至關(guān)重要的作用[22]。許多血管生成因子已被證實與子宮內(nèi)膜血管的發(fā)育和分化有關(guān)。VEGF 是包括子宮內(nèi)膜在內(nèi)的多種組織中血管生長和重塑的關(guān)鍵介質(zhì),可直接作用于血管內(nèi)皮細胞,促進新生血管形成[23-24]。Takasaki 等[25]推測,薄型子宮內(nèi)膜血管發(fā)育不良可能由于子宮內(nèi)膜VEGF水平較低,影響子宮內(nèi)膜容受性。Ang-2作為促進血管形成的重要因子之一,能與血管內(nèi)皮細胞特異性酪氨酸激酶受體結(jié)合,進而影響血管的穩(wěn)定性,且與VEGF密切相關(guān)[26]。萬秋園等[27]研究表明,益母草總生物堿可增加薄型子宮內(nèi)膜大鼠VEGF、Ang-2的表達,促進子宮內(nèi)膜血管生成,改善子宮內(nèi)膜厚度。
DLL4/Notch1信號通路在子宮內(nèi)膜細胞、胚胎、胎盤組織中均有調(diào)控血管發(fā)育的作用[12]。Notch 通路參與調(diào)節(jié)多種細胞的分化和發(fā)育,在胚胎發(fā)育、細胞增殖分化、腫瘤轉(zhuǎn)移、干細胞分化調(diào)節(jié)等方面扮演重要角色[13]。DLL4是一種跨膜蛋白,作為Notch配體DLL4基因缺失會導致胚胎和產(chǎn)后血管發(fā)育嚴重異常[28]。研究發(fā)現(xiàn),在反復著床失敗患者的子宮內(nèi)膜中Notch1表達降低可能抑制VEGF受體(VEGFA)活性,使VEGFA 和DLL4/Notch1的平衡狀態(tài)被打破,最終導致胚胎反復種植失敗[29]。
麥粒灸屬直接灸,其灼熱、灼痛感穿透性明顯。灸法可通過激發(fā)經(jīng)氣起到整體調(diào)節(jié)作用,具有溫經(jīng)通絡、活血散瘀等功效,還能調(diào)節(jié)機體免疫功能[30]。關(guān)元為任脈穴,又為足三陰經(jīng)交會穴,還與胞宮、沖脈、督脈聯(lián)系密切,具有補腎固本、通調(diào)陰陽、和血理沖任之效。研究表明,艾灸關(guān)元等穴可有效促進子宮動脈血流,改善子宮內(nèi)膜發(fā)育情況,提高妊娠率[31]。子宮屬經(jīng)外奇穴,為子宮在腹部的體表投影,艾灸該穴可起到溫煦子宮、改善子宮血流的作用[32]。本課題組前期研究發(fā)現(xiàn),麥粒灸可提高薄型子宮內(nèi)膜大鼠子宮內(nèi)膜容受性相關(guān)因子同源框轉(zhuǎn)錄因子HOXA10、白血病抑制因子、波形蛋白、角蛋白和VEGF 表達,改善大鼠子宮內(nèi)膜形態(tài),誘導血管再生,調(diào)節(jié)大鼠子宮內(nèi)膜微環(huán)境[33]。
本實驗結(jié)果顯示,95%乙醇宮腔注射后,大鼠子宮結(jié)構(gòu)不完整,腺體稀疏萎縮,血管數(shù)量減少,子宮內(nèi)膜顯著變薄,子宮內(nèi)膜組織VEGF、Ang-2蛋白和mRNA 表達顯著降低,與血管生成相關(guān)的Notch信號通路Notch1、DLL4蛋白和mRNA 水平顯著下調(diào),提示造模后血管生成嚴重受損。麥粒灸“關(guān)元”“子宮”可改善薄型子宮內(nèi)膜大鼠宮腔形態(tài),促進上皮細胞與間質(zhì)細胞生長,增加子宮內(nèi)膜厚度及腺體和血管數(shù)目,顯著提高大鼠子宮內(nèi)膜組織VEGF、Ang-2蛋白和mRNA 表達,促進血管生成。進一步探討其機制發(fā)現(xiàn),麥粒灸可上調(diào)Notch信號通路相關(guān)分子Notch1、DLL4蛋白和mRNA 水平。本實驗初步探討麥粒灸對薄型子宮內(nèi)膜大鼠血管生成的影響,從DLL4/Notch1信號通路分析其可能的作用機制,而VEGF與Notch信號通路在血管生成過程中的相互作用及機制還需今后進一步研究。