温针灸对神经痛大鼠脊髓白细胞介素—6及细胞信号转导抑制因子3的影响

来源 :中国中医药信息杂志 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cangxialong
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  摘要:目的 观察温针灸对神经痛大鼠脊髓白细胞介素-6(IL-6)、细胞信号转导抑制因子3(SOCS3)的影响,探讨其治疗神经痛的作用机制。方法 实验大鼠随机分为正常组、模型组、温针组、IL-6组,每组6只。模型组建立坐骨神经慢性限制性损伤神经痛模型,不干预;温针组造模成功第5日后,选取“脾俞”“肾俞”温针灸治疗,共10次;IL-6组造模成功第5日起,脊髓鞘内注射重组IL-6,共3次。电子触觉测量机械痛行为学,ELISA和RT-PCR检测脊髓IL-6、SOCS3 mRNA及小胶质细胞活化标记物Iba-1的表达。结果 与模型组比较,温针组机械痛阈值明显升高(P<0.01),Iba-1含量明显降低(P<0.01),脊髓背角IL-6 mRNA表达明显降低(P<0.01),SOCS3 mRNA表达明显升高(P<0.01)。结论 温针灸能减轻神经痛大鼠痛敏反应,其机制可能与抑制脊髓小胶质细胞活化、下调IL-6表达和上调SOCS3表达有关。
  关键词:神经病理性疼痛;温针灸;脊髓;白细胞介素-6;细胞信号转导抑制因子3;神经炎症;大鼠
  DOI:10.3969/j.issn.1005-5304.2018.03.014
  中图分类号:R245 文献标识码:A 文章编号:1005-5304(2018)03-0064-04
  Abstract: Objective To observe effects of warming acupuncture therapy on expressions of IL-6 and SOCS3 in spinal cord in rats with neuropathic pain; To discuss its mechanism for treating neuropathic pain. Methods Experimental rats were randomly divided into: normal group, model group, warming acupuncture and IL-6 group, with 6 rats in each group. Sciatic nerve chronic constriction injury neuralgia model was established in the model group, without intervention. After modeling for 5 days in the warming acupuncture group, “Pishu” and “Shenshu” acupoints were chosen for warming acupuncture therapy for 10 times. After modeling for 5 days in the IL-6 group, IL-6 group was successfully intrathecally injected 3 times with recombinant IL-6. After finishing all experiments, the mechanical pain behavior was measured with electronic Frye fibers. The mRNA levels of IL-6 and SOCS3 and protein concentration of spinal Iba-1were detected with ELISA and RT-PCR analysis. Results Compared with model group, mechanical withdrawal thresholdsin the warm acupuncture group significantly increased, and the content of Iba-1 decreased significantly (P<0.01); The mRNA level of IL-6 decreased significantly (P<0.01), and the mRNA level of SOCS3 significantly increased (P<0.01). Conclusion Warming acupuncture therapy can reduce the pain response in rats with neuropathic pain through inhibiting spinal cord microglial activation, down-regulating the gene expression of lL-6 and up-regulating the gene expression of SOCS3.
  Keywords: neuropathic pain; warming acupuncture therapy; spinal cord; IL-6; SOCS3; nerve inflammation; rats
  神經病理性疼痛(简称“神经痛”),是由躯体感觉神经系统的损伤或相关疾病而造成的疼痛。按国际上神经痛发病率约8%推算,中国约有0.9亿神经痛患者。有研究显示,温针灸脾俞、肾俞有健脾益肾、活血化瘀的功效,对各种神经痛具有明显的镇痛作用[1-3]。本课题组前期研究表明,神经痛发生时,脊髓中枢出现明显的神经炎症现象,且与脊髓白细胞介素(IL)-6、细胞信号转导抑制因子3(SOCS3)表达存在密切联系[4-5]。本实验观察温针灸对神经痛大鼠机械痛敏反应及IL-6、SOCS3表达的影响,探讨其治疗神经痛的作用机制。
  1 材料与方法   1.1 动物
  SPF级雄性SD大鼠24只,5~6周龄,体质量200~220 g,上海斯莱克实验动物责任有限公司,动物许可证号SCXK(沪)2012-0002。饲养于福建中医药大学SPF级实验动物中心,分笼适应性喂养1周,将大鼠称重并编号。所有实验均遵照国际动物保护和使用指南的规定实施。
  1.2 主要试剂与仪器
  4-0铬制羊肠线,上海浦东金环医疗用品股份有限公司;华佗牌一次性针灸针(0.28 mm×15 mm)、清艾条,苏州医疗用品厂有限公司;Recombinant Rat IL-6(货号400-06),美国PeproTech(派普泰克)公司;IL-6、SOCS3、GAPDH引物,生工生物工程(上海)股份有限公司合成。IQ5多重实时荧光定量PCR仪器,美国Bio-Rad公司;38450-电子触觉测量仪(电子Von Frey),意大利Ugo Basile公司。
  1.3 分组及造模
  采用随机数字表法将大鼠分为正常组、模型组、温针组和IL-6组,每组6只。模型组建立坐骨神经慢性限制性损伤(CCI)神经痛模型,不干预;温针组造模成功第5日起,选取“脾俞”“肾俞”温针灸治疗,每日1次,共10次;IL-6组造模成功第5日起,脊髓鞘内注射重组IL-6,共3次。参考文献[4-5]方法制作CCI神经痛模型。大鼠腹腔注射10%水合氯醛(4 mL/kg)麻醉,右侧后肢皮肤切开,肌肉钝性分离,暴露坐骨神经,在坐骨神经中段用4-0铬制羊肠线松扎四道,致CCI神经痛大鼠模型,术后用青霉素粉末预防感染。模型建立后,术后第5、14日观察实验大鼠机械痛行为学变化。
  1.4 温针灸干预
  针灸穴位参照大鼠穴位图谱[6],取双侧“脾俞”(大鼠第12胸椎旁开7 mm)、双侧“肾俞”(大鼠第2腰椎旁开7 mm)温针灸治疗。安静环境、室温(20±2)℃,将大鼠躯干固定于木架上,头部与四肢可自由活动,静置20 min,将一次性针灸针刺入穴位,针刺后在针尾上搓捏少许艾绒点燃施灸,只待燃尽,除去灰烬,留针30 min后取针。正常组自由饮食活动,不进行任何干预。
  1.5 鞘内注射白细胞介素-6
  大鼠取俯卧位,实验者食指定位于大鼠脊柱L5-6间隙,右手持微量注射器从间隙垂直缓慢进针,以大鼠尾巴出现颤动或突然的侧向甩动作为穿刺成功的标志,注入相应药物。在第5、10、14日,鞘内注射20 ng/μL重组IL-6溶液,10 μL/次。
  1.6 观察指标
  1.6.1 机械痛行为测试
  测试环境为10 cm×20 cm×20 cm有机玻璃笼,将大鼠放入笼内静置10 min,采用电子Von Frey法进行检测,即利用不同強度的纤毛刺激大鼠足掌中心部位,引起大鼠缩爪反应。最小能引起缩爪反应的纤毛压力即为大鼠的缩爪反应阈值(g),以此反应大致的机械痛敏情况。
  1.6.2 脊髓小胶质细胞标记物Iba-1、白细胞介素-6、细胞信号转导抑制因子3检测
  第14日全部实验结束后,迅速新鲜取材脊髓(L4-5节段)背角置于液氮中,-80 ℃冰箱保存待测。
  ELISA检测脊髓小胶质细胞标记物Iba-1表达。①取脊髓背角组织匀浆离心,提取上清液;②96孔酶标板上加样,每孔加入标准品或待测样品100 μL,将反应板混匀后置37 ℃ 40 min;③用洗涤液将反应板洗涤4~6次,滤纸上印干;④每孔加入蒸馏水和第一抗体工作液各50 μL(空白除外)。将反应板混匀后置37 ℃ 20 min;⑤按步骤③再次洗板;⑥每孔加酶标抗体工作液100 μL。将反应板置37 ℃ 10 min,如前步骤再次洗板;⑦每孔加入底物工作液100 μL,置37 ℃暗处反应15 min;⑧每孔加入100 μL终止液混匀,30 min内于酶标仪450 nm处测吸光度,画出标准曲线,根据样品OD值计算出相应Iba-1含量。
  RT-PCR检测脊髓SOCS3、IL-6 mRNA表达。组织总RNA提取:冰浴取出新鲜脊髓背角组织,每50~100 mg组织加1 mL Trizol试剂,冰浴超声匀浆15~20 s;每1 mL Trizol试剂加0.2 mL氯仿,快速震荡15 s,冰浴5 min,4 ℃、12 000×g离心15 min;加与水等体积预冷的异丙醇,缓慢混匀,冰浴15 min,4 ℃、12 000×g离心10 min,弃上清,吸干异丙醇;加75%乙醇,重悬沉淀,4 ℃、7500×g离心8 min,弃上清,消毒滤纸上吸干乙醇;重复以上步骤,倾去乙醇,空气干燥;干燥后将沉淀溶于DEPC水,置70 ℃贮存,沉淀加乙醇于20 ℃可长期贮存;取4 μL总RNA溶液稀释至1 mL,紫外分光光度计检测OD260和OD280值,测定其浓度和纯度。反转录合成cDNA第一链:PCR管中依次加入Total RNA、Oligo(dT)15 primer、DEPC H2O(Rnase-free),70 ℃变性5 min,冰浴5 min;随后加入5×M-MLV Reaction buffer、10 mmol/L dNTPs、RNase inhibitor、M-MLV Reverse Transcriptase、DEPC H2O,37 ℃水浴60 min,95 ℃水浴5 min, 冰浴5 min。PCR扩增:PCR管依次加入2×Taq PCR Master Mix、Sense primer、Antisense primer、反转录产物、dd H2O,混匀,瞬时离心。94 ℃ 5 min,94 ℃ 45 s,57 ℃ 1 min,72 ℃ 1 min,72 ℃ 10 min;实时荧光定量PCR仪进行样本分析。
  1.7 统计学方法
  采用SPSS20.0统计软件进行分析。实验数据以—x±s表示,符合正态分布用方差分析,不符合正态分布用秩和检验中独立样本比较。检验水准α=0.05。   2 结果
  2.1 温针灸对模型大鼠机械痛行为的影响
  与正常组比较,模型组大鼠造模后第5、14日,机械痛阈值明显降低(P<0.01);造模后第14日与模型组比较,温针组大鼠机械痛阈值明显升高(P<0.01),IL-6组大鼠机械痛阈值明显降低(P<0.01)。结果见图1。
  2.2 温针灸对模型大鼠脊髓小胶质细胞标记物Iba-1的影响
  术后第14日,与正常组比较,模型组大鼠脊髓Iba-1含量显著升高(P<0.01);与模型组比较,温针组大鼠脊髓Iba-1含量显著降低(P<0.01),IL-6组大鼠脊髓Iba-1含量显著升高(P<0.01)。结果见图2。
  2.3 温针灸对模型大鼠脊髓白细胞介素-6、细胞信号转导抑制因子3 mRNA表达的影响
  术后第14日,与正常组比较,模型组大鼠脊髓IL-6、SOCS3 mRNA表达显著升高(P<0.01);与模型组比较,温针组大鼠脊髓IL-6 mRNA表达显著降低,SOCS3 mRNA表达显著升高(P<0.01),IL-6组大鼠脊髓IL-6 mRNA表达显著升高(P<0.01),SOCS3 mRNA表达显著降低(P<0.01)。结果见图3。
  3 讨论
  神经痛可归属中医学“痹证”范畴。灸法是一种温热刺激,有温经散寒、扶阳固脱、活血化瘀的功效,正如《灵枢·官能》“针所不为,灸之所宜”。肾俞为肾的背俞穴,具有疏经益气、补肾益精作用;脾俞为脾之背俞穴,具有健脾益气通络作用。大鼠脾俞、肾俞解剖深层邻近肾上腺免疫器官,针灸肾上腺邻近背俞穴(脾俞、肾俞),刺激相应节段交感神经纤维,可影响神经递质或激素释放,调节机体免疫功能。
  在神经痛的发生及发展中,外周神经损伤刺激达一定阈值时,脊髓胶质细胞激活可释放炎性因子(IL-6、IL-1β等),参与维持脊髓中枢敏化状态,并出现“神经炎症”现象[7-8]。SOCS3作为SOCS家族蛋白中的重要一员,在周围神经损伤及神经炎症中发挥重要的作用;坐骨神经损伤SOCS3表达不断升高,抑制周围神经巨噬细胞的聚集;IL-6作为多功能细胞因子,参与炎症及神经痛的发生发展过程[9-10]。SOCS3作为IL-6信号通路的首要抑制剂,可通过结合IL-6受体亚基gp130或JAKs蛋白,从而抑制炎症反应[11-12]。有研究显示,神经痛发生时,CCI大鼠脊髓小胶质细胞显著激活,脊髓IL-6表达显著上调,应用小胶质细胞抑制剂米诺环素可显著抑制IL-6表达,减轻机械痛觉过敏[13]。此外,小胶质细胞高表达SOCS3蛋白可抑制JAK/STAT3信号通路,降低IL-6表达,减轻神经炎症反应[14]。
  前期研究表明,在CCI大鼠中,SOCS3存在于小胶质细胞中,电针可抑制脊髓胶质细胞活化,并进一步上调胶质细胞中SOCS3表达水平,并反馈性抑制IL-6细胞因子释放,发挥抗炎镇痛作用[5]。本实验结果也显示,神经痛发生时,脊髓小胶质细胞显著激活,脊髓IL-6表达显著上调,鞘内注射IL-6可降低SOCS3 mRNA表达,进一步加剧痛敏反应;温针灸效果类似电针,可显著抑制脊髓小胶质细胞的活化,上调脊髓SOCS3 mRNA表达,降低脊髓IL-6释放,从而减轻机械痛敏反应。
  综上所述,温针灸“脾俞”“肾俞”能减轻CCI大鼠机械痛敏化反应,可能与降低脊髓神经炎症、促进脊髓SOCS3表达有关,但其具体作用机制有待于今后深入研究。
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  (收稿日期:2017-09-22)
  (修回日期:2017-10-25;編辑:华强)
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