李 俐郑旭仙曾雅芬余晓雯吴明霞*
(1 福建中医药大学附属第二人民医院针灸科,福建 福州 350003;2 福建中医药大学针灸学院,福建 福州 350122)
随着经济、医疗水平的提高,人类的平均寿命不断增加,骨质疏松在老年群体中普遍存在。绝经后骨质疏松症 (PostmenoPausal osteoPorosis,PMOP)又称 Ⅰ 型骨质疏松症,是指由于绝经后妇女卵巢生理功能以及雌激素水平的下降,使得骨代谢过程失衡,骨吸收大于骨形成而导致的骨量低下、骨组织显微结构破坏、骨强度降低、骨脆性增加。临床主要以疼痛、关节变形甚则骨折为主要表现的一种全身性骨疾病[1]。因其有较高的致残率,严重威胁到患者的生命健康及生活质量。中医学认为,骨的生长、发育主要受肾精盛衰影响,而妇女绝经后肾精亏虚故易发“骨痿”“骨痹”“骨枯”等病症。目前临床上主要是运用药物疗法,但药物治疗所产生的副作用较多,部分患者不能耐受或者不能接受。本实验通过观察针刺干预对绝经后骨质疏松症大鼠胫骨骨密度、腰椎 c-myc、Cyclin D1和 Runx2 mRNA表达的影响,探讨针刺防治绝经后骨质疏松症的可能作用机制。
1.1 实验动物及分组 7周龄SPF级雌性SD大鼠50只,动物许可证号(SCXK(沪)2012-0002),由福建中医药大学实验动物中心提供(许可证号:SYXK(闽)2009-0001)。喂养 1月后,按随机数字表法分为造模组 30只,假手术组10只和空白组10只。
1.2 主要试剂、材料及仪器 试剂及材料:cDNA一链合成试剂盒逆转录试剂盒(Vazyme公司)、PCR Mix PCR聚合酶(Vazyme公司)、Trizol RNA提取试剂盒(Vazyme公司)、琼脂糖-凝胶电泳用(英国OXOID公司)、水合氯醛(福建中医药大学附属第二人民医院提供)。仪器:双能X射线骨密度仪(美国 HOLOGIC DISCOVERY CI型)、洗板机 (Wellwash 4 MK2,Thermo芬兰)、基因扩增仪(美国 Applied Biosystems 9700 PCR System)、酶标仪(DENLEY DRAGON Wellscan MK 3,Thermo,芬兰,分析软件:Ascent software for Multiskan)、水浴锅(上海精宏)、华佗牌一次性使用无菌针灸针(0.25 mm×13 mm,苏食药器械生产许2001-0020号)。
1.3 研究方法
1.3.1 模型制作 参照文献[2]方法造模:将 30只大鼠用10%的水合氯醛 (3 mL/kg体质量)腹腔注射麻醉。腹位固定,沿腹部腹正中线 (腹白线)剑突下2 cm处备皮,以安尔碘消毒,依次切开皮肤、肌肉、腹膜,用镊子轻轻将乳白色组织提出腹腔,即可见被包裹的卵巢,分离后钳夹、结扎输卵管,摘除卵巢。腹腔给予青霉素生理盐水 (2万U/mL)抗炎,分层缝合皮肤,盖软毛巾保温待麻醉苏醒。术后连续做1周阴道图片,检测卵巢是否切除干净。假手术组10只造模切除卵巢附近的与卵巢大小相近的脂肪组织代替双侧卵巢。大鼠术后均予腹腔注射青霉素生理盐水 (2万U/mL)抗炎,每日注射0.5 mL,连续3日。
术后造模组死亡2只,死亡原因考虑麻醉药过敏或麻醉时间过长引起体温过低死亡。术后假手术组死亡2只大鼠,死亡原因考虑同上述。将造模组同上述随机分组方法分为模型组9只,肾俞足三里组10只,非经非穴组9只。造模后饲养90 d。
1.3.2 治疗方法 肾俞足三里组:取肾俞和足三里穴,定位参照《实验针灸学》[3]。穴位常规消毒后,用 0.5寸毫针进行针刺,行提插捻转补法,留针 30 min,每隔10 min行针1次,每日1次,10次1疗程,疗程间期5 d,共治疗6个疗程,持续90 d。
非经非穴组:取非经非穴进行针刺,定位参照《实验针灸学》[3]。针刺操作同穴位组,余同穴位组。模型组、假手术组、空白组除套头、抓取操作外,不给予任何处理。
操作由福建中医药大学两名针灸推拿学研究生配合进行,保证各组接受2名操作者治疗的大鼠只数相同,期间,各组动物均正常饮食,自由饮水。
1.3.3 标本采集 治疗结束后,处死大鼠,完整摘取右胫骨,剥离骨周围软组织,生理盐水纱布包裹,放入 PE密封袋,用于骨密度的测定;取第1~3腰椎,无菌纱布浸透0.9%盐水后包裹,于液氮中保存,用于mRNA的检测。以上标本取材时均按分组编号做好标记。
1.3.4 检测指标 (1)骨密度:治疗结束后将大鼠处死,取右侧胫骨,采用美国HOLOGIC DISCOVERY CI型双能X线骨密度仪,测定大鼠右胫骨、右胫骨上端骨密度。由福建省中医药研究院提供检测服务;(2)mRNA测定:PCR法检测过程如下:取 L1~L3椎体加 200 μL Trizol,研磨后加入800 μL的Trizol溶液,混匀后于室温下静置15 min,加氯仿,静置10 min后离心。提取上层水相并加入等体积的异丙醇,混匀后置于低温环境30 min,后离心10 min,去上清液,留取沉淀。加乙醇振荡洗涤RNA沉淀1次,后离心5 min。再水溶解。用HiScript®II RT SuperMix for PCR进行逆转录反应。由福州沃森生物技术有限公司合成内参及引物,内参照序列:GAPDH(Rat)140bp上游:5’-ACGGCAAGTTCAACGGCACAG-3’。引物序列:Runx2(rat)385bp上游:5’-TGCCATCGTGTGTGAACATAAGA-3’,下游:5’-CGTGTGTCAGAAGGAGTCAGGATG-3’, c-myc(rat)220bp上游:5’-CCGTTCAAGCAGATGAGCAC-3’,下游:5’-GCCAAGGTTGTGAGGTTAGG-3’,cyclin D1(rat)173bp上游:5’-GCGGATGAGAACAAGCAGAT-3’,下游:5’-CGGTAGCAGGAGAGGAAGT-3’, 下 游 : 5’-GAAGACGCCAGTAGACTCCACGAC-3’。预变性(94℃,5 min)、变性:(94℃,30 s),退火:(58℃,30 s)、延伸(72℃,20 s)、重复变性→延伸(30个循环)、延伸(72℃,7 min)。反应完成后取4 μL PCR扩增产物于 0.9%琼脂糖凝胶电泳进行检测30 min后,凝胶成像仪检测条带。
1.3.5 统计学方法 采用 SPSS 18.0统计软件进行分析,各指标计量数值均用均数±标准差(x±s)表示,各组数据服从正态分布且方差齐性使用单因素方差分析,组间比较采用LSD检验;任一组数据不符合正态分布的,对秩转换后产生的新变量进行 SNK检验。P<0.05为差异具有统计学意义。
2.1 各组大鼠右胫骨骨密度测定结果比较 结果如图1(SPSS 18.0统计学软件制图)所示:与假手术组比,模型组骨密度下降(P<0.05)。与模型组相比,肾俞足三里组骨密度有显著性差异(P<0.05),而非经非穴组差异无统计学意义。
图1 大鼠胫骨骨密度比较
2.2 各组大鼠胫骨上端骨密度测定结果比较 结果如图2显示:与假手术组相比,模型组骨密度均值降低(P<0.05)。与模型组相比,肾俞足三里组骨密度均值有显著性差异(P<0.05),而非经非穴组骨密度均值差异无统计学意义 (P>0.05)。
图2 大鼠胫骨上端骨密度比较
2.3 mRNA测定凝胶成像仪检测条 如图3所示。
图3 mRNA测定凝胶成像仪检测条
2.4 各组大鼠腰椎c-myc、Cyclin D1和Runx2 mRNA表达结果比较
2.4.1 c-myc mRNA测定比较 结果如图 4所示:与假手术比较,空白组(P>0.05),模型组(P<0.05),肾俞足三里组 (P>0.05),非经非穴组 (P<0.05)。
图4 c-myc mRNA灰度值比较
2.4.2 Cyclin D1 mRNA测定比较 结果如图5所示:Cyclin D1灰度值均值非经非穴组>模型组>假手术组>肾俞足三里组>空白组(P>0.05),差异均无统计学意义。
图5 Cyclin D1灰度值比较
2.4.3 Runx2 mRNA测定比较 结果如图 6所示:与空白组相比,模型组(P<0.05);与模型组相比,肾俞足三里组 (P<0.05)、非经非穴组 (P<0.05);与非经非穴组相比,肾俞足三里组(P>0.05)。
图6 Runx2灰度值比较
绝经后骨质疏松症(PMOP)多认为是由于卵巢功能减退而导致的一种常见骨骼疾病,因其伴随着骨强度下降、骨折易感性增加,使得致残率与致死率较高。研究发现雌激素是通过受体以及细胞因子的介导,从而影响成骨细胞与破骨细胞的凋亡,并可通过促进体内骨保护素的水平升高,降低骨保护素受体的水平,从而抑制了破骨细胞对骨的吸收[4]。绝经后妇女因雌激素水平的降低,破骨细胞活性增强,成骨细胞受抑制,骨吸收和骨形成平衡失调,导致骨量丢失,引起骨质疏松[5]。根据其临床表现及发病的部位,应当属于中医学“骨痿”“骨痹”“骨枯”的范畴。《素问·痿论》曰:“肾主身之骨髓。肾气热,则腰背不举,骨枯而髓减,发为骨痿。”《备急千金要方·骨极》指出:“骨极者,主肾也,肾应骨,骨与肾合,……若肾病则骨极,牙齿苦痛,手足疼,不能久立,屈伸不利,身痹脑髓痠。”肾为先天之本,主骨生髓藏精,其充在骨,女子七七“天癸”绝,肾精逐渐衰少,骨髓化源不足,不能濡养骨骼而致骨骼脆弱无力,继而出现腰背酸痛、胫膝酸软等骨质疏松症的典型表现[6]。PMOP的发病根源皆在于肾,病机关键是肾虚精衰,骨髓亏虚,骨骼失养。又如《医宗必读》指出:“阳明虚则血气少,不能润养宗筋,故弛纵,宗筋弛纵则带脉不能收引,故足痿不用。”《灵枢·决气》曰:“谷入气满,淖泽注于骨。”脾为后天之本,气血生化之源,妇女在绝经前,身体脾胃虚衰,运化受碍,气血乏源,血不化精,无以充养先天之精,则肾虚经绝而骨痿,致骨骼疏松发生。故本病与脾胃的关系也密切。因此治疗应补肾虚同时兼顾脾胃。本实验取肾之背俞穴肾俞,配合胃之下合穴足三里,起到培肾壮骨、健脾益气、强壮体质的作用。针灸治疗绝经后骨质疏松症的疗效及阐明其作用机理,仍然是目前针刺治疗PMOP研究的主要内容之一。
本实验结果显示,与假手术组相比,模型组胫骨、胫骨上端骨密度均降低(P<0.05),证实造模能降低骨密度。与模型组相比,肾俞足三里组大鼠胫骨、胫骨上端骨密度均升高(P<0.05);非经非穴组胫骨、胫骨上端骨密度差异均无统计学意义(P>0.05)。从结果可以看出,针刺肾俞、足三里可使胫骨、胫骨上端骨密度升高,这表明针刺肾俞、足三里穴可改善绝经后骨质疏松的骨密度降低。本研究从实验的角度验证了针刺肾俞、足三里穴可改善绝经后骨质疏松的骨密度降低。结合其他实验研究[7-9]都得出针刺相关穴位可以改善去卵巢大鼠的骨密度水平,其结论与我们的研究结论一致。
作为 Wnt/β-catenin通路的两个下游靶基因,c-myc和Cyclin D1通过一系列的转录后,可使细胞进入S期,促进成骨细胞增殖分化。c-myc通过基因启动子上的TCF4结合位点与 β-catenin结合,调节细胞周期,促进G1到S期的转变,从而促进成骨细胞的分化增殖。Cyclin D1作为细胞周期增殖的关键蛋白,促进细胞周期从G1期到 S转换,从而调节细胞分化增殖[10-11]。另外,Runx2作为调节成骨细胞分化和骨发育的关键转录因子,能调控膜内和软骨内骨化成骨,促进骨形成[12]。
根据实验的结果显示,肾俞足三里组 c-myc mRNA表达与假手术组比较差异无统计学意义(P>0.05),说明针刺肾俞、足三里穴产生的作用能防治绝经后骨质疏松症大鼠模型。针刺肾俞、足三里对 Cyclin D1 mRNA表达差异均无统计学意义,延长实验周期或者扩大样本量也许能进一步发现他们的关系,也可能是针刺肾俞、足三里的作用靶向并非是 Cyclin D1。模型组大鼠腰椎Runx2 mRNA较空白组降低,提示腰椎中 Runx2 mRNA表达降低可能是绝经后骨质疏松症的发病机制之一,通过针刺肾俞、足三里穴可能通过使腰椎中Runx2 mRNA表达升高而防治 PMOP,肾俞足三里组Runx2灰度值虽略大于非经非穴组,考虑受样本量、干预时间限制,目前Runx2灰度值还不足以体现差异。
“肾主骨”,肾气虚衰是绝经后骨质疏松症的根本病因,肾俞穴是肾脏之气输注在背腰部的腧穴,针之可补肾壮骨、强壮体质,固护人体先天之本。足三里为胃腑之下合穴,针之可补益脾胃、强壮机体、培补后天。中医从整体出发,顾先天及后天之本,改善 PMOP病机,从而达到改善骨质疏松的治疗目的。本实验结果提示该腧穴配合对临床具有较好的参考价值。