王云涛,单世民△,刘晓智
实验研究
HO-1/CO信号通路对切口痛大鼠炎症因子的调控作用
王云涛1,单世民1△,刘晓智2
目的观察脊髓血红素氧合酶-1(HO-1)/CO信号通路对切口痛大鼠炎症因子的调节作用及可能机制。方法切口痛模型大鼠36只在实验即刻(0 h),术后1、4、8、12及24 h各处死6只,取患侧脊髓腰膨大处,Western blot法检测HO-1蛋白表达,酶联免疫吸附试验(ELISA)法检测炎症因子肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素(IL)-1β、IL-6和高迁移率族蛋白1(HMGB1)。另外,对照(C)组36只大鼠不做切口痛模型;切口痛模型大鼠144只按处理方式不同分为切口痛(IP)组,切口痛+HO-1诱导剂(IP+hemin)组,术前给予腹腔注射大鼠100 mg/kg血红素(hemin);切口痛+HO-1抑制剂(IP+Znpp-IX)组,术前给予腹腔注射大鼠45 μmoL/kg锌原卟啉(Znpp)-IX;切口痛+ CO释放剂(IP+CORM-2)组,于术前经腹腔注射给予10 mg/kg一氧化碳释放分子(CORM)-2。各组于实验即刻(0 h),术后1、4、8、12及24 h行机械缩足阈值(PWMT)和热缩足潜伏期(PWTL)的检测,应用ELISA法检测各组TNF-α、IL-1β、IL-6和HMGB1的表达情况。结果与0 h比较,术后1、4、8、12及24 h HO-1蛋白表达水平和TNF-α、IL-1β、IL-6和HMGB1均增高(P<0.05)。与C组比较,其余组大鼠各时间点PWMT值和PWTL值减少,TNF-α、IL-1β、IL-6和HMGB1表达增加(P<0.05);与IP组比较,IP+hemin组和IP+CORM-2组大鼠1、4、8、12及24 h时PWMT值和PWTL值均增高,而TNF-α、IL-1β、IL-6和HMGB1表达减少,IP+Znpp-IX组PWMT值和PWTL值降低,但TNF-α、IL-1β、IL-6和HMGB1表达增加(P<0.05)。结论切口痛可诱发大鼠HO-1表达增加,而HO-1/CO信号通路在调控切口痛大鼠炎症因子的释放方面发挥重要作用。
疼痛,手术后;炎症;疾病模型,动物;肿瘤坏死因子α;白细胞介素1β;高迁移率族蛋白1;血红素氧合酶-1;HO-1/CO信号通路
术后疼痛是手术后即刻发生的最常见的急性伤害性疼痛,直接影响患者术后的康复,但持续时间一般少于7 d,目前尚无有效治疗措施[1]。手术可对患者神经末梢产生机械性损伤,引起伤害性感受及周围和中枢神经系统敏感性改变,而受损的神经组织释放的炎性致痛物质,可引起炎症反应,炎症反应释放的细胞因子是联系神经-免疫反应的关键介质,可造成周围神经活化和敏感化,进而加重疼痛[2]。研究表明,炎性痛引起的脊髓血红素氧合酶-1(HO-1)的增多可能在痛的感觉和痛觉过敏产生中发挥了重要作用[3]。HO-1是催化血红素分解成一氧化碳(CO)、Fe2+和胆红素分解的限速酶,HO-1能发挥有力的镇痛作用,且HO-1或CO的上调对神经病理性疼痛炎症因子的释放发挥重要的调控作用[4]。因此,本实验通过大鼠切口痛模型复制人体术后急性疼痛,观察HO-1和相关炎症因子在切口痛大鼠中的表达变化,探讨HO-1/CO信号通路对切口痛炎症因子的可能作用机制。
1.1一般资料(1)实验动物。清洁级雄性SD大鼠216只,体质量180~250 g,8~10周龄,购自军事医学科学院。大鼠入室后分笼饲养,自由饮食水,适应环境7 d。(2)主要仪器与试剂。血红素(hemin)、锌原卟啉(Znpp)-IX、一氧化碳释放分子(CORM)-2、HO-1多克隆抗体和β-actin抗体购自美国Sigma公司,辣根过氧化物酶标记的二抗购自北京中杉金桥生物技术有限公司,肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素(IL)-1β、IL-6和高迁移率族蛋白1(HMGB1)试剂盒均购自美国R&D公司,Von Frey购自美国Stoelting公司,热辐射刺激仪购自意大利Ugo Basile公司。
1.2大鼠切口痛模型制作及分组参考文献[5]的方法,取180只大鼠做切口痛模型。腹腔注射水合氯醛麻醉大鼠后,将大鼠固定在手术台上,用10%的碘伏消毒左后肢皮肤,铺无菌洞巾,用手术刀片从足底近端0.5 cm处纵行做一长约1 cm的切口,切开皮肤和筋膜,用眼科镊挑起足底肌肉并纵向切割,保持肌肉的起止和附着完整,用纱布按压止血后,用5-0尼龙丝线褥式缝合皮肤。切口覆盖红霉素软膏抗感染。术后手术侧后足无运动障碍,且术后表现出手术侧后足不愿着地及舔咬等现象,表明模型复制成功。造模成功大鼠180只,不做模型的36只大鼠为对照(C)组。
1.3切口痛大鼠HO-1蛋白和炎症因子TNF-α、IL-1β、IL-6及HMGB1随时间变化情况
1.3.1分组取切口痛模型大鼠36只,在实验即刻(0 h),术后1、4、8、12及24 h各处死6只,取患侧脊髓腰膨大处,用于检测HO-1蛋白和炎症因子TNF-α、IL-1β、IL-6和HMGB1表达水平。
1.3.2Western blot法检测HO-1蛋白表达取患侧脊髓腰膨大处,用细胞裂解液提取蛋白,BCA法测定蛋白浓度。取50 μg蛋白样品,经10%十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)分离后,转移到NC膜上。室温封闭2 h;TBST漂洗3次×5 min,加入兔抗鼠HO-1多克隆抗体(稀释度为1∶1 000)和内参β-actin抗体(稀释度1∶5 000),4℃过夜。TBST漂洗3次×5 min,辣根过氧化物酶标记的二抗(稀释度1∶2 000),室温下摇荡孵育1 h。TBST漂洗3次×5 min,ECL发光试剂盒暗室发光、显影、定影。Bio-Rad凝胶成像系统采集图像,用Bio Imaging system(Gene Genius)对图像进行灰度扫描分析。以目的蛋白条带灰度值与β-actin条带灰度值的比值反映目的蛋白的表达水平。
1.3.3酶联免疫吸附试验(ELISA)法检测各炎症因子的表达收集脊髓腰膨大处,将组织匀浆后,参照说明书检测TNF-α、IL-1β、IL-6和HMGB1的浓度。
1.4切口痛大鼠和正常大鼠疼痛行为学变化
1.4.1分组C组36只不做切口痛模型;切口痛模型大鼠144只按术前处理方式的不同分为切口痛(IP)组;切口痛+ HO-1诱导剂(IP+hemin)组,术前给予腹腔注射100 mg/kg hemin;切口痛+HO-1抑制剂(IP+Znpp-IX)组,于术前给予腹腔注射45 μmoL/kg Znpp-IX;切口痛+CO释放剂(IP+CORM-2)组,于术前给予腹腔注射10 mg/kg的CORM-2。各组于实验即刻(0 h),术后1、4、8、12及24 h各取6只大鼠行机械痛敏和热痛敏的检测,每个时间点检测行为学后处死大鼠,并取患侧脊髓腰膨大处,应用ELISA法检测炎症因子TNF-α、IL-1β、IL-6和HMGB1,检测方法同1.3.3。
1.4.2各组大鼠疼痛行为学检测(1)机械缩足阈值(PWMT)。将大鼠置于有机玻璃箱内,玻璃箱底部是铁丝网格,大鼠适应环境30 min,以不同力度的Von Frey纤毛刺激大鼠足底,以纤毛稍稍弯曲作为完全受力标准,大鼠无缩足反应时继续加大力度,直到出现缩足反应,大鼠缩足的同时自动记录到1个数值,每次至少间隔20 s,PWMT值的最大值设定为50 g,大于此力度的大鼠剔除本实验,取3次的平均值作为大鼠的PWMT。(2)热缩足潜伏期(PWTL)。将大鼠放入有机玻璃箱内,适应环境30 min,用热辐射刺激仪照射小鼠足底中部,记录从照射开始至小鼠出现抬腿回避终止的时间,共计5次,每次5 min,热刺激强度在整个实验过程中维持一致,自动切断时间为30 s,以防止皮肤被烫伤,若超过此上限的大鼠剔除本实验,取后3次平均值计为PWTL值。
1.5统计学方法采用SPSS 13.0统计学软件进行分析。符合正态分布的计量资料以均数±标准差表示,多组均数间比较采用单因素方差分析(ANOVA),组间多重比较采用LSD-t检验,P<0.05为差异有统计学意义。
Tab.1Changes of TNF-α,IL-1β,IL-6 and HMGB1 in different time points in the rat model of incisional pain表1 切口痛模型大鼠TNF-α、IL-1β、IL-6、HMGB1随时间变化情况(n=6,)
Tab.1Changes of TNF-α,IL-1β,IL-6 and HMGB1 in different time points in the rat model of incisional pain表1 切口痛模型大鼠TNF-α、IL-1β、IL-6、HMGB1随时间变化情况(n=6,)
**P<0.01;a与0 h比较,P<0.05
炎症因子TNF-α(ng/g)IL-1β(ng/g)IL-6(ng/g)HMGB1(μg/g)0 h 12.10±3.64 6.85±1.09 5.30±0.85 1.20±0.26 1 h 50.62±10.98a 33.61±7.22a 23.56±3.31a 3.40±0.32a 4 h 116.55±19.80a 70.70±10.02a 55.71±8.15a 5.13±0.37a 8 h 71.67±10.73a 49.71±7.91a 49.05±5.53a 5.83±0.54a 12 h 46.03±8.83a 40.80±12.49a 35.15±6.56a 8.43±0.58a 24 h 28.13±5.73a 28.02±5.37a 22.55±5.02a 7.15±0.82a F 62.100**41.350**70.640**152.300**
Tab.2The behavioral changes of PWMT and PWTL in different time points of five groups表2 各组不同时间点疼痛行为学PWMT和PWTL的变化(n=6,)
Tab.2The behavioral changes of PWMT and PWTL in different time points of five groups表2 各组不同时间点疼痛行为学PWMT和PWTL的变化(n=6,)
**P<0.01;a与C组比较,b与IP组比较,P<0.05;IP+hemin组、IP+Znpp-IX组和IP+CORM-2组之间不做比较;表3同
组别C组IP组IP+hemin组IP+Znpp-IX组IP+CORM-2组F 0 h 41.70±7.70 42.02±8.37 41.55±8.66 41.58±7.33 41.75±7.71 0.003 1 h 41.73±7.02 23.97±4.98a 36.23±6.20ab 13.02±3.02ab 34.80±6.61ab 23.780**PWMT(g)4 h 41.52±7.45 22.15±4.58a 32.22±5.79ab 12.23±2.84ab 32.69±6.24ab 24.140**8 h 42.08±7.27 20.90±4.57a 29.85±4.28ab 11.35±3.14ab 29.90±4.13ab 33.150**12 h 42.08±7.54 19.20±3.91a 28.92±5.06ab 9.88±2.98ab 28.47±5.44ab 31.870**24 h 42.33±7.61 20.70±4.16a 31.93±5.30ab 11.23±3.26ab 32.65±5.95ab 28.960**组别C组IP组IP+hemin组IP+Znpp-IX组IP+CORM-2组F 0 h 14.55±0.75 14.83±0.93 14.97±0.89 14.92±0.92 14.88±1.07 0.193 1 h 15.3±0.81 6.55±0.73a 12.17±1.23ab 3.10±0.28ab 12.22±1.04ab 190.600**PWTL(s)4 h 14.85±0.74 6.13±0.72a 11.80±1.14ab 2.93±0.24ab 11.90±1.20ab 182.900**8 h 15.37±1.30 5.75±0.80a 11.40±1.15ab 2.77±0.31ab 11.33±1.30ab 139.300**12 h 14.77±1.21 5.40±0.80a 10.72±0.99ab 2.55±0.29ab 10.85±1.01ab 168.600**24 h 15.08±1.07 5.80±0.72a 11.42±0.86ab 2.80±0.34ab 11.47±0.87ab 212.400**
2.1切口痛大鼠HO-1蛋白的表达变化与0 h(0.050±0.004)比较,术后1、4、8、12及24 h HO-1蛋白表达水平均增高,分别为0.245±0.016、0.467± 0.029、0.562±0.036、0.340±0.022及0.285±0.019(F= 59.16,P<0.05)。
2.2切口痛大鼠TNF-α、IL-1β、IL-6及HMGB1随时间变化情况与0 h比较,术后1、4、8、12及24 h大鼠TNF-α、IL-1β、IL-6和HMGB1表达增加(P<0.05);在4 h时TNF-α、IL-1β及IL-6表达达到峰值,在12 h时HMGB1表达达到峰值,见表1。
2.3各组疼痛行为学检测结果比较与C组比较,其余组1、4、8、12及24 h时PWMT值和PWTL值均降低(P<0.05);与IP组比较,IP+hemin组和IP+ CORM-2组大鼠1、4、8、12及24 h时PWMT值和PWTL值均增高,而IP+Znpp-IX组PWMT值和PWTL值降低(P<0.05),见表2。
2.4HO-1/CO对切口痛大鼠炎症因子的影响与C组相比,其余组大鼠1、4、8、12及24 h时TNF-α、IL-1β、IL-6和HMGB1表达增加(P<0.05);与IP组相比,IP+hemin组和IP+CORM-2组大鼠1、4、8、12及24 h时炎症因子TNF-α、IL-1β、IL-6和HMGB1表达减少,而IP+Znpp-IX组TNF-α、IL-1β、IL-6和HMGB1表达增加(P<0.05),见表3。
研究认为,HO-1具有抗炎、抗凋亡、抗增生等效应,并且在动脉粥样硬化、脑缺血、器官移植排斥反应中具有细胞保护作用,当出现HO-1表达降低,细胞更易受各种外界有害刺激的破坏[6]。HO-1是血红素分解的起始酶和限速酶,将血红素分解为胆红素、CO和Fe2+,分解产物具有抗炎和抗氧化等作用[7]。内源性CO作为一种新型的神经递质或者神经调质,在疼痛疾病的发生发展中发挥着重要的作用[8]。研究显示,福尔马林诱发的炎性痛小鼠HO-1表达上调,并发挥了重要的抗炎和镇痛作用[9]。Castany等[10]研究表明,HO-1的增加对糖尿病神经病理性疼痛大鼠具有治疗作用,可改善疼痛行为学的变化,通过调控δ阿片受体调控镇痛作用。本实验结果显示,与0 h比较,切口痛大鼠术后1、4、8、12及24 h脊髓组织中HO-1蛋白表达水平均增高,可能是通过调节切口痛大鼠炎症反应或者氧化损伤实现的,从而发挥对切口痛大鼠的保护作用。
Tab.3The changes of TNF-α,IL-1β,IL-6 and HMGB1 in different time points of five groups表3 各组不同时间点TNF-α、IL-1β、IL-6和HMGB1表达的变化(n=6,)
Tab.3The changes of TNF-α,IL-1β,IL-6 and HMGB1 in different time points of five groups表3 各组不同时间点TNF-α、IL-1β、IL-6和HMGB1表达的变化(n=6,)
组别C组IP组IP+hemin组IP+Znpp-IX组IP+CORM-2组F 0 h 9.7±2.8 10.4±2.5 9.5±2.8 9.3±2.4 9.6±2.8 0.148 1 h 9.5±2.7 64.8±8.4a 35.6±5.9ab 85.5±10.3ab 35.1±6.0ab 102.200**TNF-α(ng/g)4 h 9.5±2.8 110.7±17.9a 69.8±7.4ab 139.2±7.8ab 69.9±7.7ab 143.400**8 h 9.6±2.8 85.5±7.4a 41.1±6.2ab 104.8±13.7ab 47.3±9.0ab 115.400**12 h 9.6±2.9 70.9±12.2a 37.1±5.5ab 92.6±10.4ab 37.8±5.7ab 95.950**24 h 9.5±2.9 60.9±9.3a 33.0±5.1ab 77.4±13.7ab 34.4±6.5ab 59.850**IL-1β(ng/g)组别C组IP组IP+hemin组IP+Znpp-IX组IP+CORM-2组F 0 h 7.3±0.9 7.6±0.8 7.4±0.7 7.2±0.7 7.1±0.7 0.380 1 h 7.5±0.7 56.7±6.1a 23.8±3.5ab 76.7±8.2ab 24.5±2.5ab 192.500**4 h 7.5±1.0 87.8±9.0a 58.7±6.0ab 107.8±8.6ab 52.8±3.9ab 210.900**8 h 7.6±0.9 68.3±5.5a 42.4±6.5ab 87.4±6.3ab 44.1±5.2ab 194.100**12 h 7.5±1.1 54.4±5.6a 36.5±3.6ab 73.4±8.0ab 36.9±4.2ab 140.700**24 h 7.4±0.7 46.0±5.6a 32.3±3.7ab 66.8±7.5ab 31.4±3.7ab 123.300**组别C组IP组IP+hemin组IP+Znpp-IX组IP+CORM-2组F IL-6(ng/g)0 h 5.7±0.7 5.7±0.7 5.8±0.4 5.7±0.7 5.9±0.6 0.121 1 h 5.0±0.9 25.5±6.2a 14.4±2.5ab 39.2±4.1ab 13.8±1.9ab 78.820**4 h 5.8±0.3 51.7±8.4a 37.5±4.6ab 78.2±5.9ab 37.3±4.3ab 142.500**8 h 5.8±0.4 47.9±5.4a 32.9±3.6ab 71.4±4.1ab 32.2±3.8ab 235.600**12 h 5.5±0.6 39.2±4.4a 26.8±3.3ab 55.3±5.5ab 29.1±3.3ab 138.900**24 h 5.9±0.5 27.6±3.9a 19.3±2.3ab 42.9±4.5ab 18.3±3.2ab 109.100组别C组IP组IP+hemin组IP+Znpp-IX组IP+CORM-2组F HMGB1(μg/g)0 h 1.1±0.2 0.8±0.2 1.0±0.2 1.1±0.2 1.1±0.2 2.550**1 h 0.9±0.2 2.1±0.3a 1.9±0.2a 2.7±0.3a 1.9±0.2a 42.000**4 h 1.0±0.2 6.5±0.5a 4.0±0.4ab 8.3±0.6ab 4.2±0.4ab 236.400**8 h 1.0±0.1 8.3±0.5a 5.8±0.4ab 10.7±2.2ab 5.5±0.6ab 69.840**12 h 1.0±0.2 10.4±0.6a 6.1±0.7ab 12.1±1.3ab 6.0±0.7ab 184.000**24 h 0.9±0.2 7.7±0.8a 4.9±0.6ab 10.2±1.6ab 5.0±0.4ab 96.570**
外周组织损伤或炎症产生对伤害性刺激产生过强的反应可导致术后痛觉过敏。手术切口可诱发小胶质细胞等激活Toll样受体(TLR)4的表达,促进其下游细胞因子IL-1β、TNF-α、IL-6等分泌和合成[11-12];TLR能识别凋亡细胞释放或者应激细胞分泌内源性分子,如内源性晚期细胞炎症因子HMGB1等分子,激发炎症反应信号。有研究显示,神经病理性疼痛刺激脊髓和背根神经节,诱发神经痛大鼠的炎症反应发生,释放了TNF-α和HMGB1等大量的炎症介质[8]。本研究结果显示,与0 h时间点比较,术后1、4、8、12及24 h大鼠TNF-α、IL-1β、IL-6和HMGB1表达增加,表明切口痛术后脊髓组织可能释放了过量的炎症因子,提示疼痛对中枢系统的有害刺激,可能会激活胶质细胞和巨噬细胞等免疫细胞,从而激活炎症反应发生,释放炎症介质,后者又可进一步刺激免疫系统激活免疫细胞,进一步释放炎症介质,形成恶性循环。因此,从减少炎症介质的释放这一切入点出发,探讨炎症反应与疼痛发生、发展及疼痛诱发的炎症反应的关系,至关重要。研究表明,HO-1催化产生的CO具有抑制炎症诱发的痛觉过敏作用[13]。本研究结果显示,与IP组比较,IP+hemin组和IP+CORM-2组大鼠1、4、8、12及24 h时PWMT值和PWTL值均增高,而TNF-α、IL-1β、IL-6和HMGB1表达减少;IP+Znpp-IX组PWMT值和PWTL值降低,但TNF-α、IL-1β、IL-6和HMGB1表达增加,表明与切口痛大鼠相比,给予HO-1的抑制剂(Znpp-IX)后大鼠机械痛敏和热痛敏值降低、炎症介质的释放增加,而给予诱发剂(Hemin)和CO的释放剂(CORM-2)处理后,大鼠的机械痛敏和热痛敏值增加,而炎症因子的表达明显减少。研究报道,IL-1β、TNF-α、IL-6和HMGB1等这些炎症介质在不同的动物模型中都被证实能够提高痛觉过敏症状[14-15]。Chen等[8]在神经病理性疼痛的动物模型中发现,HO-1/CO信号通路可调控大鼠脊髓组织炎症介质的释放,Hemin和CORM-2可抑制CCI诱发的神经痛理性疼痛大鼠IL-1β、TNF-α和HMGB1的释放,与本实验结果一致。结合本研究和相关研究结果,笔者认为在切口痛大鼠中保护性蛋白HO-1表达增加,可能是由于切口痛应激性的激活体内应激系统释放大量保护性蛋白所致;外源性HO-1的表达增加,CO释放增加,可进一步发挥其保护作用,减轻炎症因子的释放,减少炎症反应的破坏作用,发挥细胞的保护作用,这可能是切口痛对炎症反应的一个保护性机制。
[1]Sun E,Dexter F,Maeario A.Can an acute pain service be costeffective?[J].Anesth Analg,2010,111(4):841-844.doi: 10.1213/ANE.0b013e3181f33533.
[2]Stasiowska MK,Ng SC,Gubbay AN,et al.Postoperative pain management[J].Br J Hosp Med(Lond),2015,76(10):570-575. doi:10.12968/hmed.2015.76.10.570.
[3]Parenti C,Aricò G,Chiechio S,et al.Involvement of the hemeoxygenase pathway in the antiallodynic and antihyperalgesic activity of harpagophytum procumbens in rats[J].Molecules,2015,20(9):16758-16769.doi:10.3390/molecules200916758.
[4]Manchope MF,Calixto-Campos C,Coelho-Silva L,et al. Naringenin inhibits superoxide anion-induced inflammatory pain: role of oxidative stress,cytokines,Nrf-2 and the NO-cGMP-PKGKATP channel signaling pathway[J].PLoS One,2016,11(4):e0153015.doi:10.1371/journal.pone.0153015.
[5]Zhang SM,Li L,Wang CJ,et al.The analgesic effects of different doses of intrathecal 2-PMPA on incision pain in rats[J].Chinese Journal of Pain Medicine,2014,20(3):135-138.[张苏明,李莉,王存金,等.鞘内注射不同剂量2-PMPA对切口痛大鼠的镇痛作用研究[J].中国疼痛医学杂志,2014,20(3):135-138].doi: 10.3969/j.issn.1006-9852.2014.3.003.
[6]Li HX,Liu BF,Yao ZW,et al.Expression and significance of heme oxygenase-1 in placenta of pregnant rats with intrahepatic cholestasis[J].Tianjin Med J,2007,35(7):515-517.[李红霞,刘伯锋,姚珍薇,等.HO-1在孕鼠肝内胆汁淤积症胎盘中的表达及意义[J].天津医药,2007,35(7):515-517].doi:10.3969/j. issn.0253-9896.2007.07.012.
[7]Liu TT,Liu GL,Zhao J,et al.HO-1 expression in adipose tissue of obese young SD rats and its role in inflammation and antiinflammatory mechanism[J].Tianjin Med J,2015,43(4):367-369.[刘婷婷,刘戈力,赵菁,等.肥胖SD幼鼠脂肪组织血红素加氧酶-1表达与炎症状态和抗炎机制的探讨[J].天津医药,2015,43(4):367-369].doi:10.11958/j.issn.0253-9896.2015.04.009.
[8]Chen Y,Chen H,Xie K,et al.H2Treatment attenuated pain behavior and cytokine release through the HO-1/CO pathway in a rat model of neuropathic pain[J].Inflammation,2015,38(5):1835-1846.doi:10.1007/s10753-015-0161-x.
[9]Rosa AO,Javier E,Silvia L,et al.Nrf2-mediated haeme oxygenase-1 up-regulation induced by cobalt protoporphyrin has antinociceptive effects against inflammatory pain in the formalin test in mice[J]. Pain,2008,137(2):332-339.doi:10.1016/j.pain.2007.09.015.
[10]Castany S,Carcolé M,Leánez S,et al.The antinociceptive effects of a δ-opioid receptor agonist in mice with painful diabetic neuropathy:Involvement of heme oxygenase 1[J].Neurosci Lett,2016,614:49-54.doi:10.1016/j.neulet.2015.12.059.
[11]Fu D,Guo Q,Ai Y,et al.Glial activation and segmental upregulation of interleukin-1β(IL-1β)in the rat spinal cord after surgical incision[J].Neuroehem Res,2006,31(3):333-340.doi: 10.1007/s11064-005-9032-4.
[12]Xing N,Li HX,Wang ZY,et al.Expression changes of Toll-like receptor 4 and its down-stream cytokines in incisional tissues from rats with postoperative pain[J].Chinese Journal of Trauma,2015,31(1):86-90.[邢娜,李会新,王中玉,等.术后疼痛大鼠切口组织Toll样受体4及其下游细胞因子表达的变化[J].中华创伤杂志,2015,31(1):86-90].doi:10.3760/cma.j.issn.1001-8050.2015. 01.021.
[13]Steiner AA,Branco LGS,Cunha FQ,et al.Role of the haeme oxygenase/carbon monoxide pathway in mechanical nociceptor hypersensitivity[J].Br J Pharmacol,2001,132(8):1673-1682. doi:10.1038/sj.bjp.0704014.
[14]Bryan D,Walker KB,Ferguson M,et al.Cytokine gene expression in a murine wound healing model[J].Cytokine,2005,31(6):429-438.doi:10.1038/sj.bjp.0704014.
[15]Sato Y,Ohshima T.The expression of mRNA of proinflammatory cytokines during skin wound healing in mice:a preliminary study for forensic wound age estimation(II)[J].Int J Legal Med,2000,113(3):140-145.doi:10.1007/s004140050285.
(2016-04-07收稿2016-05-27修回)
(本文编辑陆荣展)
The regulatory effect of HO-1/CO pathway on inflammatory cytokines in a rat model of incisional pain
WANG Yuntao1,SHAN Shimin1△,LIU Xiaozhi2
1 Department of Anesthesiology,2 Central Laboratory,Tianjin Fifth Central Hospital,Tianjin 300450,China△
E-mail:15022171377@163.com
ObjectiveTo investigate the effects of HO/CO pathway on inflammation cytokines in a rat model of incisional pain.MethodsThirty-six rats were executed to collect ipsilateral spinal cord tissues for HO-1 detection by Western blot assay,and cytokines tumor necrosis factor(TNF)-α,interleukin(IL)-1β,IL-6 and high mobility group box(HMGB)1 were detected by ELISA before and at 1,4,8,12 and 24 h after establishing incisional pain model.Additionally,36 rats without establishment of incisional pain model were used as control group.A total of 144 model rats of incisional pain were divided into incisional pain(IP)group,IP+hemin group(100 mg/kg hemin was injected by i.p.before operation),IP+ Znpp-IX group(45 μmoL/kg Znpp-IX was injected by i.p.before operation)and IP+CORM-2 group(10 mg/kg CORM-2 was injected by i.p.before operation).Values of paw withdrawal mechanical threshold(PWMT)and paw withdrawal thermal latency(PWTL)were detected,and expressions of TNF-α,IL-1 β,IL-6 and HMGB1 were measured by ELISA before and at 1,4,8,12 and 24 h after operation.ResultsCompared with pre-operation of incisional pain in rats,expression levels of HO-1 protein and cytokines TNF-α,IL-1 β,IL-6 and HMGB1 were increased at 1,4,8,12 and 24 h after operation(P<0.05).Compared with control group,values of PWMT and PWTL were obviously decreased,and expression levels of IL-1β,TNF-α,IL-6 and HMGB1 were increased at 1,4,8,12 and 24 h after operation in IP groups(P<0.05).Compared with IP groups,values of PWMT and PWTL were significantly increased and cytokines TNF-α,IL-1 β,IL-6 and HMGB1 were decreased at 1,4,8,12 and 24 h after operation in IP+hemin group and IP+CORM-2 group(P<0.05).Values of PWMT andPWTL were decreased and cytokines TNF-α,IL-1β,IL-6 and HMGB1 were increased in IP+Znpp-IX group(P<0.05). ConclusionIncisional pain can increase the expression of HO-1,and HO-1/CO pathway exists the regulatory effect on inflammatory cytokines in the rat model of incisional pain.
pain,postoperation;inflammation;disease models,animal;tumor necrosis factor-alpha;interleukin-1beta;high mobility group protein 1;heme oxygenase 1;HO-1/CO signal path
R614.4,R441.1
A
10.11958/20160268
天津市卫生局科技基金资助项目(2014KZ016)
1天津第五中心医院麻醉科(邮编300450),2中心实验室
王云涛(1974),男,学士学位,主要从事急慢性疼痛的诊疗方面研究△
E-mail:15022171377@163.com