陳 琳,邱淵銘,趙 洋,陽晶晶,曹思慧,何灝龍,楊宗保,常小榮,劉 瓊*,劉 密*
1.湖南中醫(yī)藥大學(xué)針灸推拿與康復(fù)學(xué)院,湖南 長沙 410208;2.廈門大學(xué)醫(yī)學(xué)院,福建 廈門 361102
應(yīng)激性潰瘍是臨床常見胃腸疾病之一,其主要臨床特征以胃和十二指腸黏膜的潰瘍、糜爛為主,且病程后期病變部位多集中于十二指腸部[1]。 隨著社會的快速發(fā)展,人們的壓力日益增大,加上環(huán)境污染、飲食作息不規(guī)律等社會問題,使人們長期處于有害的應(yīng)激狀態(tài)之中,致使胃腸潰瘍的患病率逐年攀升[2]。 目前,臨床上多選用克拉霉素、甲硝唑、奧美拉唑、西咪替丁及鹽酸度洛西汀等藥物聯(lián)合應(yīng)用為主[3],但藥物的長期使用容易引發(fā)多種不良反應(yīng)[4-5]。
針灸作為我國傳統(tǒng)的外治療法之一,被廣泛應(yīng)用于胃腸病的治療中,與藥物治療相比具有綠色、便捷及毒副作用小等優(yōu)勢[6-9]。 既往研究表明,針刺可有效調(diào)節(jié)消化性潰瘍大鼠胃腸組織的炎癥因子水平,減輕腸道炎癥,改善胃腸黏膜損傷,實現(xiàn)對胃腸疾病的治療作用[10-13]。 有關(guān)研究證實,電針能顯著提高機體免疫功能水平,通過提高免疫應(yīng)答能力從而增強胃腸功能[14-15]。 但目前較少有關(guān)于針灸通過改善腸道炎癥反應(yīng),調(diào)節(jié)腸道免疫功能,促進十二指腸黏膜損傷修復(fù),從而治療應(yīng)激性潰瘍的研究。 因此,本實驗以此為切入點,建立應(yīng)激性潰瘍模型小鼠,并分別對“手三里”“足三里”進行電針干預(yù),觀察各組小鼠十二指腸黏膜組織形態(tài)學(xué)改變,以及炎性細胞因子白細胞介素-1β(interlenkin-1β, IL-1β)、腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α, TNF-α)、免疫功能相關(guān)分化抗原4(cluster of differentiation 4, CD4)、分化抗原8(cluster of differentiation 8, CD8)及分泌型免疫球蛋白(secretory immunoglobulin A, SIgA)的表達水平,探討電針對十二指腸黏膜損傷修復(fù)的作用機制。
SPF 級雄性KM 小鼠40 只,體質(zhì)量38~45 g,由廈門大學(xué)實驗動物中心提供,實驗動物使用許可證號:SYXK(閩)2018-0009。 小鼠分籠飼養(yǎng)于廈門大學(xué)實驗動物中心實驗室,晝夜交替周期為12 h,飼養(yǎng)溫度24~26 ℃,相對濕度60%~70%。 適應(yīng)性飼養(yǎng)1 周后,將40 只KM 小鼠完全隨機分為空白組12只和造模組28 只,造模組建立應(yīng)激性潰瘍模型。 造模結(jié)束后在空白組和造模組中分別隨機抽取4 只小鼠進行模型評價,確認模型制備成功后,將造模組剩余24 只小鼠二次隨機分為3 組:模型組、手三里組及足三里組,每組8 只。 實驗過程遵循國家科技部發(fā)布的《關(guān)于善待實驗動物的指導(dǎo)意見》,動物實驗倫理號:XMULAC20190142。
4%多聚甲醛(上海滬試實驗器材股份有限公司,批號:342004);RNA 提取試劑盒(北京艾德萊生物技術(shù)有限公司,批號:RN03);逆轉(zhuǎn)錄試劑盒(日本TOYOBO 公司,批號:FSQ-101);Agarose(德國Biofrox公司,批號:1110GR100);50×TAE(北京索萊寶科技有限公司,批號:T1060-500);4SGreen Plus 無毒核酸染料(上海生物工程股份有限公司,批號:EA26BA0029);2×HieffTMPCR(上海翊勝生物科技有限公司,批號:10102ES08);Trans2K Maker(北京全式金生物技術(shù)有限公司,批號:BM101);IL-1β Elisa 試劑盒、CD4 Elisa 試劑盒、CD8 Elisa 試劑盒、SIgA Elisa 試劑盒、TNF-α Elisa 試劑盒(南京建成生物工程研究所,批號:H002、H156、H157、H108-2、H052)。
低溫高速離心機、低速離心機(美國SCILOGBX公司,型號:D3024R、S1010E);GloMax 酶標(biāo)儀(美國Promega 公司,型號:GM3030);振蕩儀、搖床(海門市其林貝爾儀器制造有限公司,型號:10RTEX-5、TSB-108);電泳儀(美國BIO-RAD 公司,型號:041BR126545);超微量分光光度計(美國NanoVue 公司,型號:NanoVue Plus);熒光顯微鏡、組織包埋機、組織切片機(德國Leica 公司,型號:DM4B、EG1150、RM2235);一次性無菌針灸針(北京漢醫(yī)醫(yī)療器械有限公司,規(guī)格:0.17 mm×7 mm);電針治療儀(蘇州醫(yī)療用品廠有限公司,型號:SDZ-Ⅱ);小鼠束縛器(哈爾濱市香坊區(qū)昕楚實驗室用品有限公司,規(guī)格:110 mm×40 mm×30 mm)。
本研究使用束縛-冷浸法制備應(yīng)激性潰瘍模型[16]。 造模前,將小鼠禁食不禁水24 h,然后用束縛器(110 mm×40 mm×30 mm)固定,將小鼠連同束縛器垂直立浸于41 ℃水箱中,水平面齊平胸骨劍突,1 h后取出小鼠,暖風(fēng)吹干,之后恢復(fù)常規(guī)飼料喂養(yǎng)、飲水。造模結(jié)束后,在空白組和造模組中分別隨機抽取4只小鼠進行模型評價:空白組小鼠鏡下十二直腸黏膜固有層細胞排列規(guī)整,腺體排列整齊,未見炎性細胞浸潤;造模組小鼠鏡下可見十二指腸黏膜組織固有層變薄,組織深染,腺體排列不規(guī)整,組織內(nèi)有廣泛的炎性細胞浸潤等反應(yīng),提示模型制備成功[17]。
穴位定位參考實驗針灸學(xué)動物穴位定位法[18]。足三里:膝關(guān)節(jié)下方,腓骨小頭下約0.3 cm 處的肌溝中;手三里:前臂背外側(cè)上1/4 分點處的肌溝中。模型制備成功后,手三里組小鼠每日用束縛器固定并電針手三里穴1 次;足三里組小鼠每日用束縛器固定并電針足三里穴1 次;空白組及模型組僅用束縛器固定。所有干預(yù)每次30 min,每日1 次,連續(xù)7 d。
電針方法:使用漢醫(yī)牌一次性無菌針灸針(0.17 mm×7 mm)分別在足三里、手三里直刺1 針,穴位旁開1 mm處,再直刺1 針輔助針,深度約5 mm,兩針連接一對電針治療儀電極。 采用疏密波(疏波時間5 s,密波時間10 s,疏波4 Hz,密波50 Hz,負載電壓2~4 V;輸出脈沖寬度0.5 ms),強度以毫針針體出現(xiàn)輕微顫動為度。
1.5.1 HE 染色 將各組小鼠十二指腸組織置于4%多聚甲醛中固定,修塊后放進包埋盒中;用流水將多聚甲醛完全沖洗后,乙醇脫水,過夜;石蠟包埋,切片展片(片厚5 μm)。 片子置于60 ℃烘箱2 h 后進行梯度脫蠟,并用PBS 清洗3 次;蘇木精染色后沖洗片子,使用1%氨水返藍;再使用1%伊紅染色15 s 后沖洗,再次梯度脫水后使用中性樹膠封片。分別在100、400 倍率下觀察十二指腸黏膜結(jié)構(gòu)以及腺體,并使用圖像采集系統(tǒng)將病理圖片進行采集。
1.5.2 ELISA 檢測 將各組小鼠十二指腸組織勻漿,置于4 ℃、12 000 r/min、半徑8 cm 離心20 min,取上清液備用;配制不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)品,并取100 μL加入標(biāo)準(zhǔn)孔;取100 μL 待測樣品加入其他孔,混勻后封板溫育;棄去液體甩干后加生物素化抗體工作液,混勻封板溫育;洗板,去液體,用洗滌液浸泡后吸去液體;甩干,洗板5 次;接著每孔加90 μL 底物溶液,封板溫育,最后加終止液50 μL,終止反應(yīng);15 min 以內(nèi)于450 nm 波長處測量各孔的吸光度(OD)值。 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線,計算每個組織指標(biāo)含量。
1.5.3 RT-PCR 檢測 將各組小鼠十二指腸組織用兩步法進行RT-PCR 檢測。 首先設(shè)計引物(表1);提取mRNA,組織液氮研磨后Trizol 裂解、離心(4 ℃,12 000 r/min,半徑8 cm,10 min);取上清液,加入0.2 mL 氯仿(每毫升裂解液),震蕩、孵育、離心(4 ℃,12 000 r/min,半徑8 cm,10 min);取上清液,加上清水相體積一半的乙醇,混勻離心后轉(zhuǎn)移到吸附柱;加去蛋白液后再離心(室溫,12 000 r/min,半徑8 cm,45 s),然后加漂洗液漂洗兩次,離心(室溫,12 000 r/min,半徑8 cm,45 s);加水洗脫RNA,酶標(biāo)儀測RNA濃度;加Primer mix、RT Enzyme mix、5×RT buffer混勻孵育cDNA;接著cDNA 與Primer F、Primer R、2×HieffTMPCR、DEPC 水混勻;經(jīng)qPCR 程序后瓊脂糖凝膠電泳,成像計算各指標(biāo)含量,RT-PCR圖片采用ImageJ 軟件進行灰度分析,數(shù)據(jù)結(jié)果與相應(yīng)的內(nèi)參進行對比,通過均一化處理進行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化。
表1 RT-PCR 引物信息
采用SPSS 25.0 軟件進行統(tǒng)計學(xué)分析,計量資料用“±s”表示。 數(shù)據(jù)符合正態(tài)分布和方差齊性,則使用單因素方差分析,兩兩比較采用LSD 檢驗;若不符合方差齊性,則用Dunnet T3 分析;若數(shù)據(jù)不符合正態(tài)分布,采用秩和檢驗。 以P<0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
空白組小鼠精神狀態(tài)良好,反應(yīng)靈敏,進食量、飲水量及二便正常,毛發(fā)光澤柔順,體質(zhì)量增加。 造模后,模型組、手三里組及足三里組小鼠精神狀態(tài)欠佳,活動量減少,進食飲水量減少,大便稀軟,毛發(fā)枯槁易脫落,體質(zhì)量下降。 隨著治療進行,足三里組小鼠精神狀態(tài)逐漸改善,進食飲水量、體質(zhì)量穩(wěn)定增加,毛發(fā)逐漸恢復(fù)光澤,大便成形;手三里組小鼠一般情況較模型組小鼠有所改善,但改變不及足三里組小鼠明顯。
HE 染色結(jié)果顯示,空白組小鼠十二指腸黏膜組織固有層細胞排列整齊,腺體排列規(guī)則,未見明顯炎性細胞浸潤。 模型組小鼠十二指腸黏膜組織固有層明顯變薄,排列不規(guī)則,組織深染,十二指腸腺體排列不規(guī)整,有廣泛的炎性細胞浸潤。手三里組與足三里組小鼠十二指腸黏膜組織固有層厚度增加,固有層細胞增加,排列整齊。 詳見圖1。
圖1 各組小鼠十二指腸組織HE 染色觀察結(jié)果
與空白組相比,模型組十二指腸黏膜組織內(nèi)IL-1β、TNF-α、SIgA 蛋白含量明顯升高(P<0.01),CD4、CD8 蛋白含量明顯下降(P<0.01)。 與模型組相比,足三里組IL-1β、TNF-α、SIgA 蛋白含量下降(P<0.05 或P<0.01),CD4、CD8 蛋白含量升高(P<0.05 或P<0.01);手三里組IL-1β、TNF-α 蛋白含量下降(P<0.05),CD4、CD8、SIgA 蛋白含量差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。 與手三里組相比,足三里組CD8 蛋白含量上升(P<0.05),IL-1β、TNF-α、CD4 及SIgA 蛋白含量差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。 詳見圖2。
圖2 各組小鼠十二指腸黏膜CD4、CD8、SIgA、IL-1β、TNF-α 蛋白表達水平比較(±s,n=8)
與空白組相比,模型組IL-1β、TNF-α、SIgA 的mRNA 表達量顯著升高(P<0.01),CD4、CD8 的mRNA 表達量顯著下降(P<0.01)。 與模型組相比,足三里組IL-1β、TNF-α、SIgA 的mRNA 表達量下降(P<0.05),CD4、CD8 的mRNA 表達量升高(P<0.05);手三里組IL-1β、TNF-α 的mRNA 表達量下降(P<0.05),CD4、CD8、SIgA 的mRNA 差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。與手三里相比,足三里組CD8 mRNA 表達量上升(P<0.05),SIgA mRNA 表達量下降(P<0.05),IL-1β、TNF-α、CD4 的mRNA 差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。詳見圖3。
圖3 各組小鼠十二指腸黏膜IL-1β、TNF-α、CD4、CD8、SIgA 基因表達水平比較(±s,n=8)
應(yīng)激性潰瘍是指機體在應(yīng)激狀態(tài)下發(fā)生的以炎癥糜爛、淺表性潰瘍及胃腸道出血為特征的急性胃腸黏膜病變,屬于中醫(yī)學(xué)“痞滿”“胃痛”“嘈雜”等范疇,病位在脾胃[19]。脾胃居中焦,為后天之本,氣血生化之源,乃氣機升降之樞紐。 若脾胃素虛,或久病年老,脾胃衰敗,運化失職,氣機不暢,易致脘腹不通則痛;脾胃氣血化生不足,易致脘腹不榮則痛。 《靈樞·本輸》曰:“大腸屬上,小腸屬下,足陽明胃脈也,大腸小腸,皆屬于胃,是足陽明也。 ”足三里為足陽明胃經(jīng)的合穴,可健脾和胃、調(diào)和氣血?,F(xiàn)代研究表明,刺激足三里可增強迷走神經(jīng)緊張性,進而提高膽堿能抗炎通路的活力,實現(xiàn)改善胃腸道炎癥的作用[20]。手三里屬手陽明大腸經(jīng),《針灸大全·席弘賦》中記載其主“肩上痛連臍不休,食癖氣塊”,更有十四經(jīng)主治歌訣中提到“三里消脹穴在手,腹脹不仁癱難走”,可見手三里為古代治療腹痛、腹脹常用穴位。現(xiàn)代臨床應(yīng)用中發(fā)現(xiàn),手三里具有鎮(zhèn)痛、抗炎的作用[21-24]。 故本研究選用手三里穴作為對照組,以探究足三里穴治療應(yīng)激性潰瘍是否具有特異性。
應(yīng)激性潰瘍的發(fā)生與胃腸黏膜損傷的因素增加及屏障的保護機制減弱有關(guān)[25]。研究表明,機體處于應(yīng)激狀態(tài)下可能出現(xiàn)胃腸黏膜的炎癥和免疫反應(yīng)的改變,產(chǎn)生大量炎性細胞浸潤和各種細胞因子滲出,使促炎細胞因子與抗炎細胞因子失衡,導(dǎo)致胃腸黏膜損傷[26]。 TNF-α 作為細胞增殖和凋亡的主要促炎細胞因子,在炎性反應(yīng)性腸病的發(fā)病機制中具有重要的調(diào)節(jié)作用[27-29],可通過誘導(dǎo)內(nèi)皮細胞進一步合成釋放IL-1β 等[30]。 研究證明,IL-1β 的升高可對血管內(nèi)皮功能造成損害,并促使自由基的合成誘發(fā)高凝狀態(tài),導(dǎo)致微循環(huán)血栓,影響潰瘍的治療與預(yù)后[31-32]。 本實驗證實,應(yīng)激性潰瘍時,模型組小鼠十二指腸黏膜內(nèi)IL-1β 及TNF-α 的表達水平較空白組小鼠升高,說明應(yīng)激可誘發(fā)胃腸黏膜炎癥,進而激活腸道內(nèi)免疫反應(yīng)。 與模型組相比,經(jīng)電針干預(yù)后的足三里組及手三里組小鼠十二指腸黏膜組織中IL-1β、TNFα 促炎細胞因子表達水平下降,且兩組IL-1β、TNFα 差異無統(tǒng)計學(xué)意義, 提示電針足三里和手三里可能通過降低IL-1β、TNF-α 的表達水平,從而減輕十二指腸炎癥。
腸道內(nèi)的促炎因子分泌增多可影響補體、殺傷細胞及吞噬細胞的活性,調(diào)節(jié)腸黏膜免疫屏障功能進而介導(dǎo)組織損傷過程。 腸黏膜免疫屏障主要由體液免疫和細胞免疫構(gòu)成,二者共同誘導(dǎo)機體產(chǎn)生免疫應(yīng)答,發(fā)揮腸道免疫調(diào)節(jié)作用[33]。 T 淋巴細胞亞群是構(gòu)成細胞免疫的重要組成部分,CD4+T 細胞可以調(diào)控和輔助其他淋巴細胞發(fā)揮功能,CD8 蛋白是殺傷性T 細胞的主要表面標(biāo)志物,CD8+T 細胞通過表面的Ⅰ類主要組織相容性復(fù)合物分子與CD4+等其他免疫細胞的Ⅱ類主要組織相容性復(fù)合物分子結(jié)合,從而識別其他免疫細胞表面結(jié)合的抗原物質(zhì),產(chǎn)生殺傷作用,以此對抗致病原[34]。SIgA 是腸道內(nèi)體液免疫的重要參與者,是腸黏膜屏障的第一道屏障,其主要功能是阻斷病原微生物對黏膜的吸附,抑制病原體或細菌增殖、中和毒素,從而達到保護腸道黏膜的作用[35]。有研究表明,CD4 蛋白表達水平降低可刺激B 細胞分泌活躍,從而使體液免疫亢進[36]。與其結(jié)果相似,在本研究中,模型組小鼠CD4、CD8 蛋白及mRNA 表達水平較空白組小鼠降低,SIgA 蛋白及mRNA 表達水平升高,提示在應(yīng)激性潰瘍發(fā)生時,腸道內(nèi)免疫功能紊亂,使腸道黏膜更易受損。與模型組相比,足三里組小鼠CD4、CD8 蛋白及mRNA 表達升高,SIgA 蛋白及mRNA 表達水平顯著下降,而手三里組CD4、CD8、SIgA 蛋白及mRNA 表達差異無統(tǒng)計學(xué)意義,表明電針足三里可通過調(diào)整細胞和體液免疫,促進十二指腸黏膜損傷修復(fù)。
綜上所述,電針能夠改善應(yīng)激性潰瘍小鼠十二指腸黏膜病理改變,有效調(diào)節(jié)十二指腸炎性因子水平,調(diào)整腸道內(nèi)細胞和體液免疫,從而促進十二指腸黏膜損傷的修復(fù),且足三里穴較手三里穴調(diào)節(jié)十二指腸黏膜免疫功能效果更佳。