北京中醫(yī)藥大學(xué)(100029)宋萌 王遠(yuǎn)征 時(shí)素華 李志剛
脊髓損傷(spinal cord injury,SCI)是指由于外界直接或間接因素導(dǎo)致脊髓在損害的相應(yīng)節(jié)段出現(xiàn)各種運(yùn)動(dòng)、感覺(jué)和括約肌功能障礙。近年來(lái),SCI的治療取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步,且電針治療SCI已得到醫(yī)學(xué)界廣泛的認(rèn)可,但其具體作用機(jī)制尚不完全清楚。督脈電針是電針中最常用的一種,治癱首取督脈[1]。本研究通過(guò)觀察急性SCI后Nestin的表達(dá),探討針刺治療急性SCI的作用機(jī)制,以期為臨床針灸治療急性脊髓損傷后提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及分組 雄性SD大鼠32只,體重240±20g,由北京維通利華動(dòng)物中心提供。隨機(jī)分為空白組、模型組、電針組和藥物組,每組8只。
1.2 針具 針灸針用華佗牌無(wú)菌針灸針,規(guī)格:0.30×13mm。電針用韓氏(HANS)電針儀,型號(hào)LH-202H。
1.3 模型制作 用10%的水合氯醛3.5mL/kg行大鼠腹腔麻醉,固定于弓形手術(shù)臺(tái)上。按大鼠背部最下端肋骨緣橫對(duì)T13為標(biāo)志,向上依次定位T9~T11。背部脫毛后分離肌肉;用刀片自棘突向兩側(cè)剝離椎旁軟組織,暴露T9~T11段棘突和椎板;彎眼科剪剪除T10椎板及其上關(guān)節(jié)突和下關(guān)節(jié)突,暴露脊髓;參照經(jīng)典Allen’s打擊法,打擊T10段脊髓5cm×10g。模型成功的標(biāo)準(zhǔn):鼠尾持續(xù)劇烈擺動(dòng)數(shù)秒,雙下肢及背部肌肉收縮,硬脊膜下出血,大鼠麻醉醒后雙下肢不完全癱瘓。
1.4 治療 電針組于造模后即大鼠蘇醒后先CBS評(píng)分,再選取“大椎”、“命門(mén)”進(jìn)行針刺治療,進(jìn)針約0.5~0.7cm。使用韓氏LH-202H電針儀,大椎接陰極,命門(mén)接陽(yáng)極,持續(xù)脈沖電流,2Hz,治療20min。藥物組于造模后以30mg/kg體重的甲基強(qiáng)的松龍尾靜脈注射??瞻捉M和病理組不做任何治療,但要在同一時(shí)間均抓取一次。
1.5 取材 造模后6h大鼠麻醉,行心臟灌注術(shù):開(kāi)胸暴露心臟,行左心室、主動(dòng)脈插管,剪開(kāi)右心耳,灌注生理鹽水200mL,灌注8%多聚甲醛的磷酸緩沖液300mL固定至動(dòng)物肢體僵硬后,以撞擊點(diǎn)為中心,取出損傷部位(節(jié)段T9~T11)及其近、遠(yuǎn)端各2個(gè)節(jié)段,約1cm長(zhǎng)脊髓浸入固定液。
1.6 檢測(cè) 將組織經(jīng)固定液固定、沖洗、梯度脫水、浸蠟、制石蠟切片(厚度6μm)進(jìn)行Nestin表達(dá)檢測(cè):下行脫水,雙蒸水洗滌;加入0.3%的過(guò)氧化氫甲醇溶液30min,雙蒸水清洗5min×2 ;枸櫞酸鈉緩沖液PBS洗10min×3;加入羊血清1~2滴,37℃溫箱存放30min;吸干羊血清,加入稀釋的一抗,保濕盒中4℃,36h;將保濕盒移入溫箱(37℃)1h,PBS洗5min×3;加入二抗,室溫孵育2h,PBS洗10min×3;加入三抗,室溫孵育2h,PBS洗10min×3;DAB顯色:加入顯色液,不超過(guò)30min,待細(xì)胞著色而背底顏色較淡時(shí)吸去顯色液,PBS洗10min×3;梯度酒精脫水之后,中性樹(shù)膠封片。
1.7 統(tǒng)計(jì)分析 統(tǒng)計(jì)分析采用軟件進(jìn)行。所得數(shù)據(jù)以均值±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示。組間比較采用方差分析。以P<0.05作為統(tǒng)計(jì)學(xué)差異顯著性的標(biāo)準(zhǔn),P<0.01為差異極顯著標(biāo)準(zhǔn)。
Nestin在細(xì)胞胞漿中表達(dá)為棕褐色顆粒,主要集中于脊髓中央管室管膜、脊髓背側(cè)出血壞死區(qū)??瞻捉M僅見(jiàn)少量巢蛋白陽(yáng)性細(xì)胞(見(jiàn)附圖1);模型組、電針組與藥物組在脊髓損傷后6h巢蛋白陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)增加(見(jiàn)附圖2、3、4和附表)。
中醫(yī)學(xué)認(rèn)為脊髓損傷后所產(chǎn)生的各種癥狀,乃因瘀阻督脈,樞機(jī)統(tǒng)帥失職,三陽(yáng)經(jīng)氣血逆亂而致。其病因?yàn)椤梆鲅?,病機(jī)為“督脈樞機(jī)不利”。因此,在治療上應(yīng)以疏通督脈以壯一身之陽(yáng)氣,使氣血調(diào)達(dá)、氣機(jī)調(diào)暢。而督脈電針能夠疏通督脈,溫腎壯陽(yáng),活血化瘀,使陽(yáng)氣通達(dá)全身,使精血養(yǎng)四肢而恢復(fù)機(jī)體的各項(xiàng)功能。實(shí)驗(yàn)中也證實(shí)督脈電針可以起到對(duì)脊髓神經(jīng)的保護(hù)作用和促進(jìn)脊髓神經(jīng)的再生作用[2]。
附表 陽(yáng)性細(xì)胞表達(dá)陽(yáng)性區(qū)域面積(±s,μm2)
附表 陽(yáng)性細(xì)胞表達(dá)陽(yáng)性區(qū)域面積(±s,μm2)
注:與空白組比*P<0.05,**P<0.01;與模型組比▲P<0.05,▲▲P<0.01。
動(dòng)物分組 數(shù)量(n) SCI后6h Nestin的表達(dá)空白組 8 31.280±20.678模型組 7 248.815±83.982**藥物組 7 596.030±153.854**▲▲電針組 8 605.322±167.541**▲▲
附圖2 6h模型組(50μm)
附圖3 6h電針組(50μm)
附圖4 6h藥物組(50μm)
本實(shí)驗(yàn)觀察到電針能促進(jìn)急性脊髓損傷后Nestin大量表達(dá)。而Nestin是神經(jīng)干細(xì)胞的標(biāo)記蛋白[3],往往與細(xì)胞的分化狀態(tài)有關(guān),這就表明電針對(duì)神經(jīng)干細(xì)胞有很強(qiáng)的增殖作用。本次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),與模型組比較,6h電針組和藥物組的傷段脊髓組織Nestin含量都升高,有顯著性差異(P<0.05),電針組和藥物組之間Nestin含量無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。模型組Nestin陽(yáng)性細(xì)胞少,這可能是神經(jīng)干細(xì)胞在SCI病理情況下的反應(yīng)性增殖,以彌補(bǔ)神經(jīng)系統(tǒng)組織學(xué)缺失。因此,成年哺乳動(dòng)物體內(nèi)存在的神經(jīng)干細(xì)胞可能參與損傷過(guò)程的神經(jīng)元再生和組織修復(fù)。
本實(shí)驗(yàn)Nestin的數(shù)據(jù)結(jié)果提示電針對(duì)大鼠SCI后神經(jīng)功能有保護(hù)作用,電針提高了Nestin含量即促進(jìn)了神經(jīng)干細(xì)胞增多來(lái)起到促進(jìn)SCI再生修復(fù)和功能恢復(fù)的作用。其參與機(jī)制可能有以下幾點(diǎn):①電針促進(jìn)神經(jīng)細(xì)胞的代償性修復(fù),減輕神經(jīng)功能缺損以及病理?yè)p害程度;②電針治療早期SCI,即急性期SCI,可顯著改善損傷局部的血流量,提高神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子的表達(dá)[4],促進(jìn)神經(jīng)干細(xì)胞增殖[5],清除氧自由基。這提示電針既能激發(fā)內(nèi)源性神經(jīng)干細(xì)胞的增殖,使其與神經(jīng)系統(tǒng)生長(zhǎng)發(fā)育有關(guān)的巢蛋白的表達(dá)保持在較高水平,又能改善損傷局部微環(huán)境,促進(jìn)神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子的分泌;③督脈電針可能通過(guò)促進(jìn)受損傷脊髓組織細(xì)胞的代謝過(guò)程,引起細(xì)胞膜的腺苷酸環(huán)化酶活性升高,使ATP生成cAMP增加,從而激活了神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞內(nèi)蛋白激酶A的級(jí)聯(lián)反應(yīng),啟動(dòng)細(xì)胞生長(zhǎng)因子和神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子等蛋白質(zhì)的合成和分泌過(guò)程,從而促進(jìn)脊髓內(nèi)移植的神經(jīng)干細(xì)胞存活和分化,以及促進(jìn)受損傷神經(jīng)元的存活及其軸突再生,重建神經(jīng)通路,恢復(fù)脊髓的功能[6]。
SCI損傷后的再生修復(fù)是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程,電針在誘異脊髓損傷后神經(jīng)干細(xì)胞增殖和分化上顯示出巨大的潛力,標(biāo)記神經(jīng)干細(xì)胞增殖和分化的Nestin也不容忽視。隨著對(duì)神經(jīng)干細(xì)胞作用研究的不斷深入,督脈電針對(duì)急性脊髓損傷后的治療方面必將顯示出更為廣闊的前景。