电针天枢、大肠俞对慢传输型便秘大鼠结肠组织ChAT、SCF和c-Kit表达的影响

2022-09-29 02:23钟峰匡泓俊文钱曹洋袁楠杨腊媛袁杨阳章薇
中国中医药信息杂志 2022年9期
关键词:胆碱能天枢排空

钟峰,匡泓俊,文钱,曹洋,袁楠,杨腊媛,袁杨阳,章薇

1.湖南中医药大学,湖南 长沙 410208;2.湖南中医药大学第一附属医院,湖南 长沙410007

慢传输型便秘(slow transit constipation,STC)是以结肠传输时间延迟为特征的肠道疾病,好发于青年女性和老年群体。STC发病率逐年提高,全球患病率达14%。此外,STC缠绵难愈、反复发作,降低患者生活质量,部分患者通过服用泻药改善症状,但长期服用泻药会导致肾病、心脑血管疾病患病风险增加。

STC发病机制尚未明晰,目前认为肠神经系统、Cajal间质细胞(ICC)是治疗STC的关键靶点。酪氨酸激酶受体c-Kit能与干细胞因子(SCF)结合,形成SCF/c-Kit 通路,调控ICC 增殖。乙酰胆碱转移酶(ChAT)是胆碱能神经元的标志酶,是肠神经系统的重要组成部分。本团队前期研究发现,电针“天枢”“大肠俞”能改善胶质细胞源性神经营养因子甲基化状态,缓解便秘症状。俞募配穴是针灸基础理论最经典的配穴法,大肠俞和天枢分别为大肠俞募穴,被广泛用于治疗消化系统疾病。但电针天枢、大肠俞能否通过调节ChAT、SCF、c-Kit表达发挥促进肠动力作用并不清楚。本实验通过建立STC大鼠模型,观察电针天枢、大肠俞对结肠组织ChAT和SCF/c-Kit通路表达的影响,明确电针治疗STC的作用机制。

1 材料与方法

1.1 动物

SPF 级雄性SD 大鼠40 只,5~6 周龄,体质量(180±20)g,湖南斯莱克景达实验动物有限公司提供,动物许可证号SCXK(湘)2016-0003。饲养于湖南中医药大学动物实验中心,温度20~25 ℃、湿度40%~60%环境,标准饲料喂养。实验过程遵循《关于善待实验动物的指导性意见》。本实验方案通过湖南中医药大学动物伦理委员会审批(LL2021091502)。

1.2 主要试剂与仪器

Trizol(美国Invitrogen 公司,货号15596018),RIPA 裂解液(北京百奥莱博公司,货号MT0066),PVDF 膜(美国Millipore 公司,货号IPVH00010),SCF抗体(美国GeneTex公司,货号31379),c-Kit抗体(美国ThermoFisher 公司,货号14-1172-82),ChAT抗体(英国Abcam公司,货号ab178850),复方地芬诺酯片(江苏常州康普药业,批号1503030)。HANS-200A型电针仪(苏州医疗用品厂有限公司),华佗牌针灸针,0.25 mm×13 mm,苏州医疗用品有限公司,MDF-C8V 超低温冰箱(日本Sanyo 公司),SJX-402,高温杀菌恒温箱(上海跃进),CFX96型RTPCR仪(美国Bio-Rad公司)。

1.3 分组与造模

将复方地芬诺酯片与生理盐水混合,制成浓度为15 mg/mL地芬诺酯混悬液。将40只大鼠随机分为空白组、盐水组、模型组和电针组,每组10只。模型组和电针组参照文献[7]采用复方地芬诺酯混悬液灌胃建立STC大鼠模型,体积10 mL/kg,空白组不予处理,盐水组灌胃等体积生理盐水,连续21 d。末次灌胃后,大鼠禁食不禁水24 h,予150 g/L活性炭混悬液灌胃,体积1 mL/100 g。第22日记录首粒黑便排出时间,排出时间长于空白组均值的大鼠为造模成功。盐水组用于验证生理盐水对结果的影响。

1.4 干预

造模成功后,剔除电针组大鼠腹部和背部毛发,碘伏消毒。参照《实验针灸学》,选取双侧“天枢”“大肠俞”直刺进针5 mm,各穴旁开0.5 mm处刺入一辅助针用于固定,浅刺透皮。主针与辅助针分别接电针仪正、负极,疏密波,频率2/15 Hz,强度0.5~1 mA,以肢体末端轻微抖动为度,15 min/次,1次/日,空白组、盐水组和模型组每日固定15 min。连续14 d。

1.5 胃排空率和小肠推进率检测

干预结束后,大鼠禁食不禁水24 h,予半固体糊(含活性炭、淀粉、糖、羧甲基纤维素钠、奶粉等)1 mL(质量为W1)灌胃,30 min后腹腔注射20%乌拉坦麻醉大鼠,剖腹,结扎贲门和幽门,取出胃和小肠,将小肠拉直,用卷尺测量幽门至半固体糊推进处的距离(L1)及幽门到回盲部长度(L2),称量胃总质量(W2),剪开胃体,冲洗内容物,称量胃净质量(W3),计算胃排空率和小肠推进率。胃排空率(%)=[1-(W2-W3)/W1]×100%,小肠推进率(%)=L1/L2×100%。

1.6 免疫荧光检测

大鼠结肠组织用4%多聚甲醛固定,乙醇梯度脱水,石蜡包埋,切片。切片二甲苯脱蜡,过氧化氢灭活内源性酶,PBS浸泡,热修复法修复抗原,滴加山羊血清室温封闭30 min,分别加入ChAT、c-Ki t一抗(均为1∶100),4 ℃孵育过夜。加入荧光二抗(1∶200),37 ℃避光孵育30 min,DAPI避光孵育5 min,抗荧光衰减剂封片。激光共聚焦显微镜下观察并采集图像,每张切片随机选取3个视野拍照。ChAT标记胆碱能神经元,阳性表达为红色,c-Kit标记ICC,阳性表达为绿色。Image J 1.8.0软件计算平均荧光强度。

1.7 Western blot检测

取结肠组织,加入RIPA裂解液,置于冰上裂解20 min,4 ℃、12 000 r/min 离心20 min,取上清液,BCA 试剂盒测定蛋白浓度。上样,电泳,蛋白转至PVDF膜,5%脱脂牛奶封闭2 h,分别加入c-Kit、SCF一抗(均为1∶1 000),4 ℃孵育过夜,PBST洗膜3次。加入二抗(1∶5 000),室温孵育1 h,PBST洗膜3次。加入ECL化学发光液显色曝光,采用Image J 1.8.0软件分析条带灰度值。以β-tubulin为内参,计算蛋白相对表达量。

1.8 RT-PCR检测

取结肠组织,加入1 mLTrizol研磨,加入氯仿振荡15 s,室温静置5 min,4 ℃、12 000 r/min离心10 min,转移水相,按RNA提取试剂盒说明书提取RNA。将RNA反转录成cDNA,进行PCR。反应条件:95 ℃预变性10 min,95 ℃、15 s,60 ℃、50 s,共40个循环。以β-actin为内参,用2法计算mRNA相对表达量。引物序列见表1。

表1 各基因PCR引物序列

1.9 统计学方法

2 结果

2.1 电针对模型大鼠胃排空率和小肠推进率的影响

空白组与盐水组大鼠胃排空率、小肠推进率差异无统计学意义(>0.05);与空白组比较,模型组大鼠胃排空率、小肠推进率显著降低(<0.01);与模型组比较,电针组大鼠胃排空率、小肠推进率显著升高(<0.01)。见表2。

表2 各组大鼠胃排空率和小肠推进率比较(,%)

2.2 电针对模型大鼠结肠组织乙酰胆碱转移酶和酪氨酸激酶受体c-Kit表达的影响

空白组与盐水组大鼠结肠组织ChAT和c-Kit表达差异无统计学意义(>0.05);与空白组比较,模型组大鼠结肠组织ChAT和c-Kit表达显著降低,差异有统计学意义(<0.01);与模型组比较,电针组大鼠结肠组织ChAT和c-Kit表达显著升高,差异有统计学意义(<0.01)。见图1、图2、表3。

表3 各组大鼠结肠组织ChAT和c-Kit表达比较(,荧光强度)

图1 各组大鼠结肠组织ChAT阳性表达(免疫荧光染色)

图2 各组大鼠结肠组织c-Kit阳性表达(免疫荧光染色)

2.3 电针对模型大鼠结肠组织干细胞因子和酪氨酸激酶受体c-Kit蛋白表达的影响

空白组与盐水组大鼠结肠组织SCF和c-Kit蛋白差异无统计学意义(>0.05);与空白组比较,模型组大鼠结肠组织SCF和c-Kit蛋白表达显著降低,差异有统计学意义(<0.01);与模型组比较,电针组大鼠结肠组织SCF和c-Kit蛋白表达显著升高,差异有统计学意义(<0.01)。见图3、表4。

表4 各组大鼠结肠组织SCF和c-Kit蛋白表达比较()

图3 各组大鼠结肠组织SCF、c-Kit蛋白免疫印迹

2.4 电针对模型大鼠结肠组织干细胞因子和酪氨酸激酶受体c-Kit mRNA表达的影响

空白组与盐水组大鼠结肠组织SCF和c-Kit mRNA差异无统计学意义(>0.05);与空白组比较,模型组大鼠结肠组织SCF和c-Kit mRNA表达显著降低,差异有统计学意义(<0.01);与模型组比较,电针组大鼠结肠组织SCF和c-Kit mRNA表达显著升高,差异有统计学意义(<0.01)。见表5。

表5 各组大鼠结肠组织SCF和c-Kit mRNA表达比较()

3 讨论

STC属中医学“便秘”范畴,病机以大肠传导失职为主,涉及脾、肾、肝等脏腑。病机可概括为情志失衡致气机滞留、饮食失洁致湿热阴寒积于胃肠、年老劳倦致气血两虚不濡胃肠等。五脏六腑之气汇聚于俞募穴,天枢归胃经,为大肠之募穴。《灵枢·本输》有“大肠小肠,皆属于胃,是足阳明也”,故论治肠病可从胃经出发。刺激天枢可补益脾胃、益精养血,气血充盈推动有力,从而促进胃肠传导。从解剖学上分析,天枢深部为小肠,深刺天枢可调节肠功能,且安全性较高。大肠俞是大肠之背俞穴,属膀胱经,可调节肠道传导。两穴相配,共奏疏通肠腑气机之效。团队前期临床研究表明,电针天枢、大肠俞对功能性肠病有双向调节作用。基础研究表明,电针“天枢”“大肠俞”能减轻STC大鼠结肠损伤,修复ICC结构。

肠神经系统-ICC-平滑肌网络构成胃肠道动力的基本单位。胆碱能神经元是一种广泛分布的神经系统神经元,在肠神经系统中含量最高。ChAT在胆碱能神经元胞体中合成,能催化合成促进胃肠动力激素乙酰胆碱。胆碱能神经元的数量及其合成的ChAT与肠动力密切相关。ChAT是胆碱能神经元的标记物,通过检测ChAT能反映结肠胆碱能神经元的数量及活性。研究表明,胆碱能神经元数量减少,结肠ChAT表达降低,肠道神经肌肉传递减少,释放促肠动力激素不足,则导致肠动力下降。ICC是一种广泛存在于平滑肌组织的间质细胞,特别是胃肠道中存在大量ICC,其能激发慢波电位,与肠道平滑肌细胞相互作用,是胃肠动力的起搏细胞。c-Kit是存在于ICC表面的受体之一,能反映ICC的数量和活性,其能与SCF通过细胞外结构域结合,形成SCF/c-Kit信号通路,通过活化酪氨酸激酶,在调控细胞增殖、分化、凋亡等过程中发挥关键作用。研究表明,SCF/c-Kit信号通路的抑制与STC发病密切相关。

本实验结果显示,模型组大鼠胃排空率和小肠推进率下降,结肠组织ChAT、SCF、c-Kit 表达显著降低,提示结肠组织ChAT表达和SCF/c-Kit信号通路与STC发生有关。电针“天枢”“大肠俞”干预后,大鼠胃排空率和小肠推进率明显恢复,结肠组织ChAT、SCF、c-Kit表达显著升高,表明电针可促进ChAT表达,恢复胆碱能神经元功能,激活SCF/c-Kit信号通路,从而改善胃肠道传输功能。

综上所述,电针天枢、大肠俞可能通过促进ChAT表达、激活SCF/c-Kit 信号通路,恢复肠神经系统-ICC-平滑肌网络结构,从而发挥治疗便秘作用。

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