王雄將,梁英業(yè),盧棟明,唐宏亮,夏 天*
(1.廣西中醫(yī)藥大學(xué),廣西 南寧 530200;2.廣西中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院,廣西 南寧 530023;3.防城港市中醫(yī)醫(yī)院,廣西 防城港 538000)
神經(jīng)病理性疼痛(neuropathic pain,NPP)是由于軀體感覺神經(jīng)系統(tǒng)的損傷或疾病而直接造成的疼痛[1],因其常引起自發(fā)性疼痛、痛覺過敏和痛覺異常等[2],傳統(tǒng)藥物難以徹底消除疼痛,且長期口服藥物容易產(chǎn)生各種不良反應(yīng)[3-4]。推拿產(chǎn)生的刺激由神經(jīng)傳導(dǎo)[5],本課題組前期研究證實推拿具有較好的鎮(zhèn)痛效果,推拿組大鼠經(jīng)10 d 推拿干預(yù)后,細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(extracellular regulated protein kinases,ERK)水平明顯低于L5 脊神經(jīng)結(jié)扎(SNL)造模組,表明推拿可以下調(diào)ERK的水平[6-7]。另有研究發(fā)現(xiàn),疼痛的發(fā)生和傳遞可由脊髓背角的ERK通路調(diào)控,一旦ERK信號通路被抑制,脊髓背角神經(jīng)元內(nèi)囊泡谷氨酸轉(zhuǎn)運體(vesicular glutamate transporters,VGLUTs)的表達水平也明顯下降[8-9]。谷氨酸(Glu)作為一種興奮性神經(jīng)遞質(zhì),可以感知、傳導(dǎo)和調(diào)控外周疼痛信息,與神經(jīng)病理性疼痛密切相關(guān),VGLUTs 作為Glu 轉(zhuǎn)運體參與Glu 能神經(jīng)傳遞過程,與疼痛密切相關(guān)[10];目前已知VGLUTs2型囊泡膜谷氨酸轉(zhuǎn)運體(VGLUT2)表達更為活躍,可通過介導(dǎo)谷氨酸的釋放來參與疼痛傳導(dǎo)[11-13]。本實驗研究樞經(jīng)推拿對SNL大鼠脊髓背角VGLUT2的影響,為探討推拿的鎮(zhèn)痛機制提供實驗依據(jù)。
1.1 動物 SPF 級SD 大鼠72 只,雄性,體質(zhì)量250~300 g,由湖南斯萊克景達實驗動物有限公司提供,生產(chǎn)許可證號:SCXK(湘)2019-0004;使用許可證:SYXK(桂)2019-0001。飼養(yǎng)環(huán)境:單籠喂養(yǎng),溫度為20~25 ℃,光照時間:8:00~20:00;空氣濕度:35%~45%。予自由飲用自來水,飼用普通清潔鼠飼料,保持環(huán)境清潔。適應(yīng)性飼養(yǎng)7 d后進行實驗。
1.2 試劑 兔抗鼠VGLUT2(批號:ab217943,英國Abcam);兔抗p-actin(批號:ab209857,1∶1 000,英國Abcam);慢病毒HBLV-r-Slc17a6 shRNA1-GFP-PURO[漢恒生物科技(上海)有限公司]。
1.3 儀器 熱板痛覺測試儀(型號:Hot Plate Analgesia test;美國IITC Life Science);von Frey 纖維絲(美國Stoelting);二氧化碳恒溫孵育箱(型號:Form311;美國Forma);組織包埋機(型號:HistoStar;美國Thermo);石蠟切片機(型號:RM2135;德國Leica);酶標(biāo)儀(型號:1691130A;美國Bio-Rad);ImageQuant LAS 4000mini凝膠成像系統(tǒng)(型號:ImageQuant LAS 4000mini,美國GE);電泳儀(型號:powerpad系列;美國Bio-Rad)。
2.1 動物分組與造模 將72 只SD 大鼠隨機分為空白組、假手術(shù)對照組、SNL 模型組各16 只及慢病毒干擾組、假推拿組、樞經(jīng)推拿組各8只。參照課題組前期研究的結(jié)扎L5 脊神經(jīng)致神經(jīng)病理性痛的造模方法[14],分別對SNL模型組、慢病毒干擾組、假推拿組和樞經(jīng)推拿組大鼠進行造模處理。按4 ml/kg 體質(zhì)量給予10%的水合氯醛腹腔注射麻醉大鼠,將第6 腰椎脊椎左側(cè)橫突分離暴露出來,使用咬骨鉗將橫突和錐體切斷,分離筋膜軟組織即可見到兩根平行走向的脊神經(jīng),將內(nèi)側(cè)支分離出來并用5-0的縫合線(廣州博達醫(yī)療用品有限公司)雙層結(jié)扎,最后縫合皮膚。造模后的大鼠出現(xiàn)術(shù)側(cè)后肢外翻狀及不敢著地,在無任何刺激的情況下,可以觀察到大鼠出現(xiàn)自發(fā)性的抬足、跛行、趾間距變窄等現(xiàn)象[15],再結(jié)合大鼠機械痛域及熱痛域檢測,可以判斷SNL 模型是否成功。假手術(shù)對照組大鼠參照SNL 造模方法僅找到兩根平行走向的脊神經(jīng)后暴露創(chuàng)面數(shù)分鐘,并不予分離和結(jié)扎脊神經(jīng),最后同造模組操作縫合皮膚。
2.2 干預(yù)方法 樞經(jīng)推拿組、假推拿組及慢病毒干預(yù)組在造模7 d 后開始干預(yù),空白組、假手術(shù)對照組和SNL模型組不進行干預(yù),正常喂養(yǎng)及觀察10 d。
2.2.1 樞經(jīng)推拿組 選用布袋束縛大鼠,暴露大鼠的雙后肢。操作儀器為推拿手法模擬儀(專利號:ZL 200710187403.1),選用直徑10 mm 的圓形按摩頭,手法選用點、撥、揉法;刺激力量為4 N,作用于大鼠雙側(cè)環(huán)跳、風(fēng)市、陽陵泉;每種手法每個穴位干預(yù)時長為1 min,每只大鼠總計干預(yù)18 min,連續(xù)干預(yù)10 d。
2.2.2 假推拿組 采用大鼠固定器固定假推拿組大鼠,操作人員用手指輕撫大鼠后背,每鼠每日干預(yù)18 min,連續(xù)10 d。
2.2.3 慢病毒干擾組 參照課題組前期研究[16],將大鼠麻醉后,定位大鼠兩側(cè)髂前上棘,在兩點連線的中點作一縱行切口,長約2 cm,充分暴露椎間隙,然后使用22G 針頭緩慢插入椎間隙,同時觀察該大鼠尾巴是否有搖尾現(xiàn)象,若有,則立即拔出針頭,然后將PE-10 導(dǎo)管從椎間隙插入約3 cm,若出現(xiàn)腦脊液從導(dǎo)管流出,即確認(rèn)注射位置。用微量注射吸取0.5 μl 的慢病毒試劑,從PE-10 導(dǎo)管緩慢注射慢病毒。慢病毒試劑僅注射1次。
2.3 觀察指標(biāo)及檢測方法
2.3.1 行為學(xué)檢測 行為學(xué)檢測包括熱痛覺閾值測定、機械痛覺閾值測定和運動功能測定。在造模7 d后分別對空白組、假手術(shù)對照組和SNL 模型組進行第一次行為學(xué)檢測,干預(yù)10 d 后對全部組劑進行第二次行為學(xué)檢測。使用熱板痛覺測試儀記錄大鼠熱痛縮足反應(yīng)潛伏期(TWL)[17];使用不同粗細(xì)的von-Frey纖維絲刺激大鼠左后足的中央部足底,觀察大鼠是否出現(xiàn)縮足反應(yīng),以此來記錄大鼠的機械性刺激痛閾值[18];采用斜板實驗[7]觀測各組大鼠的運動功能情況。行為學(xué)檢測后均參照課題組前期研究的方法[16],予過量的10%水合氯醛腹腔注射麻醉對大鼠實施安樂死,腹主動脈采血,收集其脊髓腰膨大段以備用。
2.3.2 免疫組化法檢測VGLUT2 表達水平 將大鼠脊髓背角組織使用酒精逐級脫水,透明,浸蠟包埋,切片處理。然后將切片浸入環(huán)保型透明液Ⅰ、Ⅱ各30 min進行脫蠟,再用酒精進行水化。先后用3%過氧化氫、EDTA 修復(fù)液修復(fù)抗原,5%BSA 封閉液在室溫下封閉孵育,滴加兔抗鼠VGLUT2(一抗,1∶500)4 ℃過夜。加入二抗37 ℃孵育30 min,依次使用SABC試劑、DAB顯色液滴加到組織上顯色,蘇木素染液復(fù)染。最后切片酒精逐級脫水、透明、封片處理。
2.3.3 Western blot 法檢測VGLUT2 的表達水平 提取大鼠脊髓背角組織的總蛋白,測定蛋白濃度。電泳分離蛋白質(zhì)樣品(25 μg)后轉(zhuǎn)移至0.45 μm PVDF 膜。將PVDF 膜與一抗在4 ℃下孵育過夜:兔抗鼠VGLUT2(1∶1 000),兔抗p-actin(1∶1 000);再加入相應(yīng)的二抗(1∶1 000)孵育1 h。使用BeyoEcl plus發(fā)光液進行顯影。
2.3.4 ELISA法檢測IL-6及TNF-α水平 按照ELISA試劑盒說明書檢測各組大鼠血清中IL-6及TNF-α的水平。
2.3.5 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 22.0 軟件進行統(tǒng)計分析。計量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示,組間比較采用方差分析,均數(shù)間多重比較采用LSD-t檢驗,以P<0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
3.1 各組大鼠干預(yù)前后行為學(xué)比較
3.1.1 各組大鼠熱痛覺閾值比較 見表1。造模7 d 后,與空白組比較,SNL 模型組大鼠熱痛覺閾值明顯降低(P<0.05),而假手術(shù)對照組無顯著差異(P>0.05)。干預(yù)10 d 后,SNL 模型組大鼠熱痛覺閾值較空白組明顯降低(P>0.05);與SNL 模型組比較,假手術(shù)對照組、樞經(jīng)推拿組、慢病毒干擾組大鼠熱痛覺閾值顯著升高(P<0.05)。
表1 各組大鼠熱痛覺閾值比較 (s,±s)
表1 各組大鼠熱痛覺閾值比較 (s,±s)
注:與空白組比較,①P<0.05;與SNL模型組比較,②P<0.05
組 別空白組SNL模型組假手術(shù)對照組假推拿組樞經(jīng)推拿組慢病毒干擾組n 8 8 8 8 8 8熱痛覺閾值造模7 d后5.13±0.79 4.18±0.41①5.56±0.78—____干預(yù)10 d后5.56±0.72 3.51±0.40①5.54±0.51②3.72±0.20 5.04±0.62②4.91±0.25②
3.1.2 各組大鼠機械刺激痛閾值比較 見表2。造模7 d 后,與空白組比較,SNL 模型組大鼠機械刺激痛閾值明顯降低(P<0.05),而假手術(shù)對照組無顯著差異(P>0.05)。干預(yù)10 d 后,SNL 模型組大鼠機械刺激痛閾值較空白組明顯降低(P<0.05);與SNL 模型組比較,假手術(shù)對照組、樞經(jīng)推拿組、慢病毒干擾組大鼠機械刺激痛閾值顯著升高(P<0.05)。
表2 各組大鼠機械刺激痛閾值比較 (g,±s)
表2 各組大鼠機械刺激痛閾值比較 (g,±s)
注:與空白組比較,①P<0.05;與SNL模型組比較,②P<0.05
組 別空白組SNL模型組假手術(shù)對照組假推拿組樞經(jīng)推拿組慢病毒干擾組n 8 8 8 8 8 8機械刺激痛閾值造模7 d后51.41±11.65 21.90±4.90①51.79±14.20—— —— ——干預(yù)10 d后48.75±12.32 23.25±3.79①52.58±14.97②24.67±5.24 45.54±16.05②51.38±8.32②
3.1.3 各組大鼠運動功能結(jié)果 見表3。造模7 d后,與空白組比較,SNL 模型組和假手術(shù)對照組大鼠斜板角度顯著降低(P<0.05)。干預(yù)10 d 后,各組斜板角度比較無顯著性差異(P>0.05)。
表3 各組大鼠運動功能結(jié)果 (度,±s)
表3 各組大鼠運動功能結(jié)果 (度,±s)
注:與空白組比較,①P<0.05
組 別空白組SNL模型組假手術(shù)對照組假推拿組樞經(jīng)推拿組慢病毒干擾組n 8 8 8 8 8 8斜板角度造模7 d后45.67±1.13 34.31±3.65①35.31±2.32①————干預(yù)10 d后45.54±2.43 44.00±3.23 45.86±1.88 43.13±3.29 46.67±2.22 44.88±2.51
3.2 各組大鼠干預(yù)前后VGLUT2的表達水平比較
3.2.1 免疫組化結(jié)果 見圖1、圖2 和表4。檢測結(jié)果顯示,VGLUT2 的表達位置為脊髓組織中間帶神經(jīng)元細(xì)胞質(zhì)(漿),表現(xiàn)為棕黃色顆粒,顯色的深淺代表的是VGLUT2 表達量的高低。按照免疫組化試劑盒說明書,采用半定量分析法,通過顯色深淺將VGLUT2 的蛋白水平分為弱陽性(±)、陽性(+)、較強陽性(++)、強陽性(+++)四個等級。
圖1 各組造模7 d后脊髓神經(jīng)元內(nèi)VGLUT2免疫組化圖
圖2 各組干預(yù)10 d后脊髓神經(jīng)元內(nèi)VGLUT2免疫組化圖
表4 各組干預(yù)前后脊髓神經(jīng)元內(nèi)VGLUT2的表達情況(只)
3.2.2 Western blot檢測結(jié)果 見圖3、圖4和表5。
圖3 各組造模7 d后脊髓神經(jīng)元內(nèi)的VGLUT2表達
圖4 各組干預(yù)10 d后脊髓神經(jīng)元內(nèi)的VGLUT2表達
表5 各組大鼠VGLUT2的蛋白表達量 (±s)
表5 各組大鼠VGLUT2的蛋白表達量 (±s)
注:與空白組比較,①P<0.05;與SNL 模型組比較,②P<0.05
組 別空白組SNL模型組假手術(shù)對照組假推拿組樞經(jīng)推拿組慢病毒干擾組n 8 8 8 8 8 8灰度比值(VGLUT2/β-actin)造模7 d后0.45±0.12 1.23±0.18①0.82±0.23①②————干預(yù)10 d后0.43±0.02 1.18±0.17①0.44±0.14②1.09±0.18 0.45±0.04②0.26±0.11②
表4結(jié)果顯示,與空白組造模7 d及干預(yù)10 d后比較,SNL 模型組大鼠VGLUT2 的蛋白表達量明顯升高(P<0.05);干預(yù)10 d 后,與SNL 模型組比較,假手術(shù)對照組、樞經(jīng)推拿組及慢病毒干擾組的VGLUT2 的蛋白表達量均明顯降低(P<0.05)。
3.3 各組大鼠血清IL-6及TNF-α水平比較 見表6。與空白組造模7 d 后及干預(yù)10 d 后比較,SNL 模型組大鼠血清IL-6及TNF-α水平均顯著升高(P<0.05);干預(yù)10 d 后,與SNL 模型組比較,假手術(shù)對照組、樞經(jīng)推拿組和慢病毒干擾組IL-6 及TNF-α 水平均顯著降低(P<0.05);樞經(jīng)推拿組和慢病毒干擾組IL-6及TNF-α的水平差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。
表6 各組大鼠血清中IL-6、TNF-α的水平比較 (pg/mg,±s)
表6 各組大鼠血清中IL-6、TNF-α的水平比較 (pg/mg,±s)
注:與空白組比較,①P<0.05;與SNL模型組比較,②P<0.05;與慢病毒干擾組比較,③P>0.05
組 別空白組SNL模型組假手術(shù)對照組假推拿組樞經(jīng)推拿組慢病毒干擾組n 8 8 8 8 8 8 IL-6水平造模7 d后30.91±0.57 86.73±5.06①53.46±2.30①②————干預(yù)10 d后31.25±0.43 90.59±4.68①46.31±1.96②83.51±1.20 59.06±4.88②③62.14±3.58②TNF-α水平造模7 d后130.75±2.02 206.04±4.27①155.37±8.28①②————干預(yù)10 d后129.74±2.18 225.77±5.80①137.55±6.32②202.67±6.56 162.85±4.89②③168.49±4.34②
中醫(yī)學(xué)認(rèn)為,疼痛的病因不外乎“不通則痛”及“不榮則痛”。“不通則痛”是外感邪毒、氣滯、痰阻、血瘀等致經(jīng)脈閉阻不通,陰陽之氣相搏,氣血逆亂,攻沖經(jīng)脈而出現(xiàn)疼痛;“不榮則痛”是各種原因?qū)е碌臍?、血、陰、陽虛損,使臟腑、經(jīng)脈失于溫煦、滋潤、濡養(yǎng)而發(fā)生的疼痛。推拿可通過疏通瘀阻、補益氣血以達到氣血調(diào)和、止痛的目的?!饵S帝內(nèi)經(jīng)》中最早提出“開闔樞”理論,樞之本義為軸,為關(guān)鍵,重點之意。樞經(jīng)主開合一身氣血陰陽,使得氣機舒暢。對于氣血不通導(dǎo)致的疼痛,樞經(jīng)推拿通過干預(yù)足少陽膽經(jīng),可以樞轉(zhuǎn)氣機、行氣活血,以達通則不痛之功效[19]。其中,經(jīng)穴陽陵泉為八脈交會穴之筋會,為筋氣聚集之所,具有通經(jīng)活絡(luò)、舒筋壯骨的效果。環(huán)跳穴為膽經(jīng)腧穴,屬足少陽、太陽經(jīng)交會穴,可同時疏通太陽、少陽兩經(jīng)之氣,氣行則瘀血消散,通則不痛。風(fēng)市穴同為膽經(jīng)腧穴,其解剖位置在坐骨神經(jīng)干分布區(qū),神經(jīng)病理性疼痛多以神經(jīng)干分布區(qū)出現(xiàn)疼痛為主,刺激該穴能疏經(jīng)止痛。故樞經(jīng)推拿干預(yù)足少陽膽經(jīng),基于“樞統(tǒng)開闔”之理論,通過樞轉(zhuǎn)表里之氣,使氣暢血行,全身經(jīng)絡(luò)通暢,痛癥自除。
NPP 造成的疼痛往往難以有效緩解,有研究表明,NPP 的產(chǎn)生機制包括離子通道的改變、外周敏化、中樞敏化等[20],研究其疼痛的產(chǎn)生機制有助于指導(dǎo)臨床治療。谷氨酸是一種能感知、傳導(dǎo)和調(diào)控外周疼痛信息的興奮性神經(jīng)遞質(zhì),參與疼痛信息的傳遞[21]。當(dāng)機體受到傷害性刺激后,谷氨酸大量釋放并與受體結(jié)合,激活相關(guān)的離子通道、信號通路,將疼痛信號傳入中樞,使得脊髓背角神經(jīng)元內(nèi)發(fā)生中樞敏化,從而產(chǎn)生痛覺[22]。然而谷氨酸從神經(jīng)元轉(zhuǎn)運到囊泡膜釋放出去,必須要借助特定的轉(zhuǎn)運體[23],VGLUTs 正是此類轉(zhuǎn)運體蛋白[24]。VGLUTs 有VGLUTs1、VGLUTs2、VGLUTs3 三種,其中廣泛存在于神經(jīng)系統(tǒng)中的VGLUTs1、VGLUTs2 主要轉(zhuǎn)運谷氨酸能神經(jīng)元。在丘腦中VGLUT2 轉(zhuǎn)運絕大多數(shù)的興奮性突觸,在疼痛的產(chǎn)生和維持中起到關(guān)鍵的傳遞作用[25-26]。
在本項研究中,與空白組比較,假手術(shù)對照組大鼠的VGLUT2 表達水平在造模后出現(xiàn)一過性的增高,運動功能明顯降低,而IL-6、TNF-α 水平顯著升高,但隨著大鼠皮膚組織的愈合,其運動功能以及VGLUT2、IL-6、TNF-α 表達水平也基本恢復(fù)至正常水平,表明皮膚組織損傷造成的疼痛同樣可以使VGLUT2 表達增高,但其持續(xù)時間遠(yuǎn)遠(yuǎn)短于神經(jīng)病理性疼痛。造模成功后大鼠的機械刺激痛域、熱覺痛域值降低,并出現(xiàn)運動異常,分子生物學(xué)檢測顯示大鼠脊髓背角的VGLUT2 及血清中的IL-6、TNF-α 水平顯著上升;在經(jīng)過10 d 的推拿干預(yù)后,模型大鼠的運動功能逐漸恢復(fù),表明脊神經(jīng)結(jié)扎不影響大鼠運動功能,但機械刺激痛域、熱痛覺域值仍維持較低水平。慢病毒干擾組大鼠通過鞘內(nèi)注射慢病毒試劑后,VGLUT2 的表達水平受到靶向抑制,其血清中的IL-6、TNF-α 水平也隨之下調(diào),大鼠的疼痛行為學(xué)也得到恢復(fù)。假推拿組大鼠在經(jīng)過后背撫摸后,其脊髓背角的VGLUT2 水平表達無明顯變化,說明撫摸大鼠后背可能通過其他途徑發(fā)揮鎮(zhèn)痛作用。樞經(jīng)推拿組大鼠經(jīng)過推拿干預(yù)后,其脊髓背角的VGLUT2 和血清中的IL-6、TNF-α 水平均顯著下降,疼痛行為學(xué)表現(xiàn)也得到恢復(fù)。
本研究證明,樞經(jīng)推拿可能通過下調(diào)VGLUT2 的表達,減少釋放炎癥因子,從而發(fā)揮鎮(zhèn)痛作用。