基于α7nAChR介导的NF-κB信号通路的针刺干预干眼眼表炎症的作用机制研究

来源 :南京中医药大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yaraksuper
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背景干眼为多因素引起的慢性眼表疾病,是由泪液的质、量及动力学异常导致的泪膜不稳定或眼表微环境失衡,可伴有眼表炎性反应、组织损伤及神经异常,造成眼部多种不适症状和(或)视功能障碍[1]。炎症作为干眼生理病理发病的核心机制已得到证实,因此,抑制干眼眼表炎症是治疗本病的关键。临床研究发现,选取眼周穴位针刺可以明显改善患者症状,这可能与改善眼周组织微循环有关。实验研究发现,针刺可有效修复泪腺细胞,促进泪液分泌,抑制泪腺组织细胞凋亡、抑制炎症因子促炎活性反应、调节性激素水平、促进乙酰胆碱(Ach)神经递质兴奋的作用。因此,我们推断针灸治疗可以作为干眼常规治疗方法。干眼与中枢神经系统密切相关,大脑中枢将炎症信号传递给传出迷走神经,刺激迷走神经释放出的ACh与乙酰胆碱受体7(α7nAChR)结合,将信号传入细胞内,调控产生细胞因子进一步发挥抗炎作用,而细胞内的抑炎作用机制主要与调节NF-κB信号通路有关。因此,我们可以假设针刺可以激活“胆碱能抗炎通路”,并据此在干眼干眼兔模型中分析针刺对干眼的作用机制。目的基于对针刺治疗干眼的临床和实验研究,以及对“胆碱能抗炎通路”的理论认识,通过特异性生物学指标从微观及表面观察眼表组织的炎症改变,探讨针刺治疗干眼眼表炎症的疗效机制;结合分子蛋白水平观察干眼眼表炎症的发病机制,阐述针刺对胆碱能抗炎信号通路及相关因子的影响,从而对治疗干眼眼表炎症提供科学依据。方法实验一:健康新西兰白兔随机分为空白组、模型组、假针刺组、针刺组、氟米龙组。空白组:每日4次皮下注射生理盐水2ml/次,连续35天;模型组:每日4次皮下注射氢溴酸东莨菪碱2.0mg/kg/次,连续35天;假针刺组:按模型组造模成功后,第22天用钝头针点刺治疗睛明、丝竹空、攒竹、瞳子髎、太阳穴5个穴位,分别进行点刺,但不刺入皮下,同时予皮下注射氢溴酸东莨菪碱,连续14天;针刺组:按模型组造模成功后,于第22天电针治疗,穴位同假针刺组,双侧取穴,每日1次,留针时间为15min,同时予皮下注射氢溴酸东莨菪碱,连续14天;氟米龙组:按模型组造模成功后,第22天予双眼滴氟米龙滴眼液每天3次,每次1滴,连续14天,同时予皮下注射氢溴酸东莨菪碱,连续14天。检测各组泪液分泌量、泪膜破裂时间、角膜荧光染色、角膜共焦显微镜、光镜、电镜,采用酶联免疫法检测角膜和泪腺中ACh以及α7nAChR含量的变化,应用Western blot法检测角膜和泪腺组织内NF-κB蛋白的表达情况,蛋白芯片技术检测角膜和泪腺中炎症因子的含量变化。实验二:健康新西兰白兔随机分为模型组、针刺组、α7nAChR拮抗组、α7nAChR拮抗加西药组、α7nAChR拮抗加针刺组。模型组、针刺组的造模及干预方法同实验一;α7nAChR拮抗组:动物造模成功后,第22天予耳缘静脉注射α银环蛇毒素(α-BGT)4.0ug/kg每天,同时皮下注射氢溴酸东莨菪碱,连续14天。α7nAChR拮抗加西药组:动物造模成功后,第22天予耳缘静脉注射α-BGT4.0ug/kg每天,同时双眼滴氟米龙滴眼液,方法同上,皮下注射氢溴酸东莨菪碱,连续14天。α7nAChR拮抗加针刺组:动物造模成功后,第22天予耳缘静脉注射α-BGT4.0ug/kg每天,同时针刺治疗,针刺方法同上,皮下注射氢溴酸东莨菪碱,连续14天。检测方法同实验一。结果(1)泪流量检测结果:实验一在实验21天时,各组与实验前相比,泪液流量均有明显下降,存在显著差异,并且模型组在第27天,35天检测泪液流量持续下降,且与同组21天泪流量相比存在显著差异。第35天泪流量检测结果显示,针刺组和西药组泪液流量均高于模型组,存在显著差异。实验二中使用α7nAChR拮抗剂α-BGT后,第35天泪液流量检测结果显示,模型组和拮抗组泪液流量相比无明显统计学差异;针刺组泪液流量高于模型组、拮抗组和拮抗针刺组,存在显著差异;拮抗西药组泪液流量明显高于模型组,存在显著差异。(2)角膜荧光染色检测结果:实验一在实验第21天开始,各组角膜荧光染色评分均高于实验前,存在显著差异,且模型组在第27天、35天时角膜荧光染色评分较实验前显著差异更明显。在第35天角膜荧光染色评分结果显示,模型组和假针刺组相比无显著差异,针刺组和西药组角膜荧光染色评分均低于模型组,存在显著差异。实验二实验结果发现,使用α7nAChR拮抗剂α-BGT后,第35天模型组和拮抗组角膜荧光染色评分无明显统计学差异;针刺组角膜荧光染色评分低于模型组、拮抗组和拮抗针刺组;拮抗西药组角膜荧光染色评分低于模型组,以上结果均存在显著差异。(3)泪膜破裂时间较检测结果:实验一与实验前相比在第7天时即出现泪膜破裂时间显著下降,存在显著差异,且各组在造模至第21天时与实验前相比差异的显著性更为明显。模型组在第27天、35天较实验前相比持续下降,在第35天时模型组和假针刺组相比无显著差异;针刺组和西药组泪膜破裂时间高于模型组,存在显著差异。实验二使用α7nAChR拮抗剂α-BGT后,第35天模型组和拮抗组泪膜破裂时间无明显统计学差异;针刺组和拮抗西药组泪膜破裂时间高于模型组、拮抗组;同时针刺组泪膜破裂时间高于拮抗针刺组,以上结果均存在显著差异。(4)角膜基质层共焦显微镜下结果:空白组基质层细胞呈安静状态,神经纤维分支反射均匀连贯,未见神经纤维数量、走形异常;模型组和假针刺组可见大量球状免疫细胞和边界不清大小不规律的活化基质层细胞,可见具有不规则细胞间间隙的区域,神经宽度改变,神经分支反射率降低呈现分支断续,以上均提示炎症存在;针刺组基质层细胞形态得到改善,细胞呈轻微激活状态,神经反射偶见断续,神经粗细不均;西药组基质层细胞形状和大小的规律性增加,细胞呈轻微激活状态,神经反射偶见断续,神经反射未见明显异常。(5)角膜和泪腺光镜检查结果:角膜光镜结果显示:空白组角膜上皮可见角膜组织示4~6层上皮细胞,细胞层次清楚,基质均匀,极向正常,未见血管和淋巴细胞浸润;模型组和假针刺组角膜组织表面可见角化过度的扁平上皮细胞,淋巴细胞浸润,局灶上皮细胞层数增多,表面上皮细胞脱落,极向紊乱。针刺组和西药组可见角膜上皮层数稍微增多,可见少量淋巴细胞浸润,角膜上皮细胞轻微脱落。评估角膜上皮细胞个数:与空白组相比,模型组和假针刺组角膜上皮细胞个数异常增加,具有显著性差异;与模型组相比,针刺组和西药组角膜上皮细胞个数减少,具有显著性差异。实验二使用α7nAChR拮抗剂后,拮抗针刺组角膜组织可见过度角化上皮细胞,淋巴细胞浸润,局灶上皮细胞层数增多,表面上皮细胞脱落,极向紊乱。同时拮抗西药组角膜上皮细胞个数较模型组相比减少,具有显著性差异;拮抗针刺组角膜上皮细胞个数与针刺组相比增加,具有显著性差异。泪腺光镜结果显示:空白组泪腺组织柱状上皮细胞无明显异常,大小均匀,胞浆丰富;模型组和假针刺组泪腺组织上皮细胞可见明显萎缩,腺腔扩张,分泌减少,局灶可见淋巴细胞浸润;针刺组和氟米龙组泪腺组织部分上皮细胞萎缩,部分腺腔扩张,可见淋巴细胞浸润。评估泪腺萎缩面积:与空白组相比,模型组、假针刺组、针刺组和西药组泪腺萎缩面积增加,具有显著性差异;与模型组相比,针刺组和西药组泪腺萎缩面积减少,具有显著性差异。实验二使用α7nAChR拮抗剂α-BGT后,拮抗针刺组角膜组织可见过度角化上皮细胞,淋巴细胞浸润,局灶上皮细胞层数增多,表面上皮细胞脱落,极向紊乱。同时拮抗西药组角膜上皮细胞个数较模型组相比减少,具有显著性差异;拮抗针刺组角膜上皮细胞个数与针刺组相比增加,具有显著性差异。(6)角膜和泪腺组织中ACh、α7nAChR的含量:实验一角膜和泪腺组织中的模型组ACh和α7nAChR的含量明显减少,低于空白组,差异具有统计学意义;针刺和氟米龙治疗后,ACh和α7nAChR的含量明显高于模型组,差异具有统计学意义。实验二使用α7nAChR拮抗剂后,与针刺组相比,拮抗针刺组中α7nAChR的含量明显降低,差异具有统计学意义。(7)角膜和泪腺组织中NF-κB的蛋白表达水平:实验一表明与空白组相比,模型组的p-NF-κB/总NF-κB升高,表明NF-κB蛋白相对表达增加,差异具有统计学意义;与模型组相比,针刺组、西药组p-NF-κB/总NF-κB降低,表明NF-κB蛋白相对表达降低,异具有统计学意义;实验二使用α7nAChR拮抗剂后与针刺组相比,拮抗针刺组p-NF-κB/总NF-κB升高,NF-κB蛋白相对表达增加,差异具有统计学意义。(8)角膜和泪腺组织中炎症因子检测结果:干眼兔模型角膜组织中IL-1a、IL-1b、IL-8、TNF-α、IL-17A、MMP-9、IL-21、Leptin、MIP-1b、NCAM-1 的浓度较空白组升高;泪腺模型组IL-1b和TNF-a浓度较空白组升高,差异有统计学意义;与模型组相比,针刺改善干眼角膜上 IL-1b、IL-21、IL-17A、MIP-1b 的表达以及泪腺组织中 IL-1a、IL-1b、MIP-1b、TNF-a、IL-8的表达,差异有统计学意义。实验二使用α7nAChR拮抗剂后,角膜拮抗针刺组与针刺组相比IL-1b、IL-17A、MMP-9、TNF-a表达和泪腺拮抗针刺组中IL-1a、IL-1b、IL-8、TNF-a表达均均升高,差异有统计学意义。结论(1)针刺可以减少角膜荧光染色,增加泪液分泌和泪膜破裂时间,改善角膜和泪腺组织形态结构;增加Ach和α7nAChR受体的表达,下调NF-κB蛋白和相关促炎细胞因子的表达水平,这些有益作用与α7nAChR的上调以及NF-κB的下调有关。(2)使用α.7nAChR拮抗剂后,针刺的有益作用受到抑制,这表明针刺对干眼的治疗是通过α7nAChR介导的抗炎途径:即针刺可以通过调控α7nAChR抑制NF-κB信号通路的激活并且降低炎症因子的表达来起到抗炎作用,所以α7nAChR介导的NF-κB信号通路可能充当针刺治疗干眼的潜在治疗靶点。
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