許建峰,林瑞珠,牛子瞻,張躍全,武永利,王英絮
(寧夏醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院,寧夏 銀川 750004)
椎間盤退變(intervertebral disc degeneration,IDD)是椎間盤突出、椎管狹窄、慢性下腰痛等疾病的主要原因之一,其發(fā)生、發(fā)展有多種炎性細(xì)胞和基質(zhì)金屬蛋白酶的參與。尋找有效的治療方法和途徑干預(yù)炎性細(xì)胞和金屬蛋白酶,延緩或抑制椎間盤退變的發(fā)生、發(fā)展是研究的難點(diǎn)[1]。目前現(xiàn)代醫(yī)學(xué)尚無有效方法防治椎間盤退變,基質(zhì)金屬蛋白酶-3(MMP-3)在退變過程中起著重要的作用已經(jīng)成為研究的熱點(diǎn)?;蒯t(yī)烙灸療法具有補(bǔ)腎強(qiáng)督、強(qiáng)筋健骨的作用,在治療椎間盤退變方面已取得良好的療效[2]。本實(shí)驗(yàn)采用回醫(yī)烙灸療法治療大鼠椎間盤退變,觀察大鼠的椎間盤組織Miyamoto分級(jí)變化,并通過免疫組織化學(xué)方法檢測(cè)MMP-3變化,為回醫(yī)烙灸療法治療腰椎間盤退變提供理論和實(shí)驗(yàn)根據(jù)。
1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及分組 健康2個(gè)月齡清潔級(jí)SD大鼠 45 只,雄性,體重(450±20)g,寧夏醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院動(dòng)物中心提供,動(dòng)物合格證號(hào):SCKX(寧)2011-0013。將大鼠隨機(jī)分為模型組、假手術(shù)組和回醫(yī)烙灸組3組,每組各15只。
1.2 藥品及試劑 一抗為MMP-3多克隆抗體,二抗羊多克隆抗體(Santa Cruz公司),一抗按1∶75稀釋;免疫組化SABC試劑盒、PBS緩沖液、枸椽酸鹽緩沖液購(gòu)于北京博奧生物工程有限公司;DAB顯色劑購(gòu)于Gibco公司;6.5%的水合氯醛購(gòu)于寧夏醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院制劑中心;灸法所用艾絨購(gòu)于寧夏醫(yī)藥公司[豫鄭食藥監(jiān)械(準(zhǔn))字2012第1270003號(hào)];熒光顯微鏡(型號(hào)Nikon,日本Nikon公司)。
1.3 實(shí)驗(yàn)方法
1.3.1 動(dòng)物造模 大鼠稱重,術(shù)前X線片定位,以6.5%的水合氯醛0.055 mL/kg腹腔注射麻醉。麻醉成功后腹部剪毛,清潔,仰臥位,固定四肢,碘伏消毒鋪巾。取右側(cè)旁正中切口,長(zhǎng)約1.5~2.0 cm,遠(yuǎn)端略過髂嵴2~3 mm。將腸管及大網(wǎng)膜用濕紗布向頭側(cè)、對(duì)側(cè)推移,暴露腹后壁,剪開腹后膜,保護(hù)好下腔靜脈,將腰大肌從脊柱附著點(diǎn)上節(jié)段性剝離(髂嵴平對(duì)L6椎體或5~6椎間盤),暴露5~6椎間盤,利用21G微量穿刺針對(duì)以上椎間盤行穿刺,針刺角度與椎間盤矢狀面呈0°~60°,平行于軟骨終板進(jìn)針,穿刺深度為2.3 mm,針刺貫穿整個(gè)纖維環(huán)全層。針刺成功后,縫合腹膜層、肌層,關(guān)閉皮膚。假手術(shù)組SD大鼠僅切開皮膚后即縫合。
1.3.2 治療方法 ①回醫(yī)烙灸組:造模1個(gè)月后開始,將大鼠固定在用300 mL塑料飲料瓶自制的固定器上,特制的鐵器灸具放置在大鼠命門到腰俞的督脈及雙腎俞穴處,然后放上艾絨10 g在灸槽點(diǎn)燃,發(fā)熱鐵器灸具可使局部皮膚發(fā)紅發(fā)泡,5 d 1次,每次20 min,治療2個(gè)月后取材。② 模型組、假手術(shù)組:造模1個(gè)月后開始,不予任何干預(yù)手段,每5 d在固定器上固定20 min,治療2個(gè)月后取材。
1.3.3 取材 在大鼠治療2個(gè)月后將各組大鼠腹腔麻醉處死,取出完整的L5~6椎間盤組織,將標(biāo)本置入10%甲醛液固定48 h,持續(xù)流水沖洗1 h,梯度乙醇依次脫水,二甲苯透明,浸蠟,石蠟包埋,待用。
1.4 形態(tài)學(xué)觀察 3組大鼠椎間盤組織石蠟包埋塊切片,組織切片平均厚度約4 μm,二甲苯脫蠟,梯度乙醇入水,流水沖洗片刻,蘇木精液及伊紅液染色,進(jìn)行光鏡觀察。按Miyamoto分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)將椎間盤分為1~5 級(jí),分別計(jì)為 1、2、3、4、5 分。
1.5 免疫組織化學(xué)染色 石蠟切片脫蠟至水,加入3%H2O2消除內(nèi)源性過氧化物酶活性,PBS沖洗 3次,浸入0.01 mol/L枸椽酸鹽緩沖液并置于高壓鍋內(nèi),15 min行抗原修復(fù),室溫冷卻后PBS漂洗3次;5%BSA室溫封閉20 min,阻斷內(nèi)源性生物素,滴加一抗(1∶50 稀釋 MMP-3),4℃過夜。PBS漂洗 3次,滴加生物素標(biāo)記的二抗,室溫、濕盒內(nèi)孵育30 min,再次PBS漂洗3次;滴加DAB顯色劑,顯色適度后終止反應(yīng);蘇木素復(fù)染、脫水、透明,封片。
1.6 圖像分析及處理 以熒光纖維鏡觀察陽(yáng)性部位,細(xì)胞中成棕黃或棕褐色為MMP-3染色。每個(gè)組織標(biāo)本隨機(jī)選取不重疊的10個(gè)觀察視野,用LeicaQ500MC圖像系統(tǒng)進(jìn)行MMP-3表達(dá)的陽(yáng)性細(xì)胞進(jìn)行定量測(cè)試。根據(jù)不同染色部位的灰度值,自動(dòng)計(jì)算出陽(yáng)性細(xì)胞的平均灰度。
1.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 所得數(shù)據(jù)采用SPSS 11.0統(tǒng)計(jì)軟件包進(jìn)行分析。計(jì)量資料呈正態(tài)分布的用表示,組間治療后呈正態(tài)分布的計(jì)量資料采用兩樣本t檢驗(yàn)。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 3組形態(tài)分級(jí)評(píng)分觀察 見表1。
表1 3組對(duì)大鼠實(shí)驗(yàn)性退變腰椎間盤Miyamoto 分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)() 分
表1 3組對(duì)大鼠實(shí)驗(yàn)性退變腰椎間盤Miyamoto 分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)() 分
注:與模型組比較,1) P<0.01;與假手術(shù)組比較,2) P<0.05。
組 別回醫(yī)烙灸組假手術(shù)組模型組形態(tài)學(xué)分級(jí)評(píng)分2.31±0.481)2)1.91±0.531)3.02±0.71 n 15 15 15
2.2 3組免疫組織化學(xué)檢測(cè) 見表2。
表2 3組對(duì)大鼠實(shí)驗(yàn)性退變腰椎間盤中 MMP-3 表達(dá)的影響()
表2 3組對(duì)大鼠實(shí)驗(yàn)性退變腰椎間盤中 MMP-3 表達(dá)的影響()
注:與模型組比較,1) P<0.05。
平均光密度值(MOD)0.19±0.011)0.16±0.021)0.36±0.03組 別回醫(yī)烙灸組假手術(shù)組模型組n 15 15 15
隨著社會(huì)人口老齡化進(jìn)程的加快,IDD將成為前所未有的公共衛(wèi)生問題,輕者引起慢性頸臂痛或腰腿痛,重者引起神經(jīng)功能障礙甚至截癱[3]。所以,目前對(duì)椎間盤退變內(nèi)源性機(jī)制和防治措施等方面進(jìn)行縱深研究具有迫切性和重要性[4]。
椎間盤退變引發(fā)多種復(fù)雜的生物學(xué)效應(yīng):①促進(jìn)椎間盤細(xì)胞凋亡;② 影響椎間盤基質(zhì)合成;③ 促進(jìn)基質(zhì)金屬蛋白合成及基質(zhì)破壞;④通過誘導(dǎo)IL-1、IL-6等致炎因子的產(chǎn)生而使椎間盤的內(nèi)環(huán)境產(chǎn)生惡性循環(huán)[5]。然而在這些的變化中,椎間盤細(xì)胞外基質(zhì)的變化是椎間盤退變及生物力學(xué)改變的至關(guān)重要的因素。研究表明:MMPs是分解細(xì)胞外基質(zhì)的蛋白酶中最重要的一類,其中MMP-3在細(xì)胞外基質(zhì)的降解中起關(guān)鍵的作用[6]。MMP-3不僅能降解蛋白多糖和糖蛋白,還能分解多種類型的膠原纖維,從而加劇椎間盤的退變和椎間盤組織水分的丟失。椎間盤的退變是遺傳、機(jī)械、物理、生物學(xué)和炎癥刺激等諸多因素綜合作用的結(jié)果,這些因素組成了一個(gè)極其龐大復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò),而MMP-3是這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的比較重要一環(huán),在椎間盤退變過程中起到舉足輕重的作用,同時(shí)MMP-3也受到諸多因素的調(diào)控和影響。因此,抑制MMP-3的活性,從而調(diào)控其對(duì)細(xì)胞外基質(zhì)蛋白多糖和膠原纖維的降解作用以減緩椎間盤退變,這是研究減緩和治療椎間盤退變的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)和重要作用靶點(diǎn)[7]。
腰椎間盤退變屬中醫(yī)和回醫(yī)的 “痹病”、“腰痛”范疇。病機(jī)為肝腎不足,筋骨失養(yǎng)?;蒯t(yī)認(rèn)為本病主要由肝腎不足導(dǎo)致的腰部四液、四性失衡所致?;蒯t(yī)烙灸療法是用烙藥或鐵器燒灼直接烙燙于病痛或患處的體表部位,使得局部皮膚發(fā)紅發(fā)泡,促使機(jī)體康復(fù)的一種治療方法,治療需達(dá)到“灸時(shí)須使皮破”的效果。這種獨(dú)具特色的灸法,是祖國(guó)醫(yī)學(xué)“化膿灸”的發(fā)展與深化?;蒯t(yī)烙灸療法排出患處異常體液及代謝衰敗過程中的四液病理產(chǎn)物,從而促進(jìn)四性、四液平衡,最終達(dá)到人體所需要的體液平衡和陰陽(yáng)平衡?;蒯t(yī)烙灸療法風(fēng)格獨(dú)特,對(duì)疾病的治療可達(dá)到“病根盡去”的目的[2]?;蒯t(yī)烙灸療法較中醫(yī)化膿灸刺激面大,治療溫度可以根據(jù)鐵制灸具灸槽中艾絨的多少來調(diào)節(jié),鐵制灸具有傳熱快、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),臨床上深受患者的喜愛。
烙灸療法有補(bǔ)腎強(qiáng)督、強(qiáng)筋健骨作用,同時(shí)通過起泡化膿可以排出腰椎局部寒、濕、瘀血等病理產(chǎn)物,從而達(dá)到扶正驅(qū)邪的目的。通過本實(shí)驗(yàn)研究表明:回醫(yī)烙灸法可明顯減少大鼠退變腰椎間盤組織中MMP-3的陽(yáng)性表達(dá)的強(qiáng)度。我們通過前期研究發(fā)現(xiàn)化膿灸可以顯著降低椎間盤退變的IL-6,有部分學(xué)者認(rèn)為它與椎間盤退變程度呈正相關(guān),下調(diào)基質(zhì)蛋白的表達(dá),上調(diào) MMPs和 ADAMTs的轉(zhuǎn)錄[8]。回醫(yī)烙灸法通過對(duì)炎癥因子的介導(dǎo),達(dá)到降低MMP-3的表達(dá),進(jìn)一步減少了軟骨細(xì)胞的凋亡,減少細(xì)胞外基質(zhì)中的蛋白多糖及II型膠原纖維等的降解,促使椎間盤退變延緩,形態(tài)學(xué)評(píng)分下降。因此有必要對(duì)回醫(yī)烙灸治療椎間盤退變進(jìn)行更加深入的機(jī)制探討,為其治療椎間盤退變提供理論和實(shí)驗(yàn)根據(jù)。
[1]肖學(xué)軍,趙衛(wèi)東.椎間盤退變與椎間盤軟骨終板退變[J].中國(guó)醫(yī)藥指南,2011,9(11):34-35.
[2]喬建榮,粱穎,靳萱,等.《回回藥方》烙灸療法探析[J].寧夏醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào),2011,33(2):101-102.
[3]PING CHUNG LEUNG.Importance of the relationship between BMD and disc degeneration in the lumbar spine in the elderly[J].Aging health,2010,6(4):465-467.
[4]楊勇,姜建元,呂飛舟,等.骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞治療椎間盤退變研究進(jìn)展[J].國(guó)際骨科學(xué)雜志,2012,33(3):181-183.
[5]文天用,李放,葉超群.p38 MAPK信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路與椎間盤退變[J].中國(guó)康復(fù)理論與實(shí)踐,2010,16(9):841-842.
[6]陳德勝,李燕,郭鳳英,等.枸杞多糖對(duì)實(shí)驗(yàn)性退變腰椎間盤中基質(zhì)金屬蛋白酶-3表達(dá)的影響[J].寧夏醫(yī)學(xué)雜志,2012,34(4):303-304.
[7]ELLMAN M B,KIM J S,AN H S,et al.Toll-like receptor adaptor signaling molecule MyD88 on intervertebral disk homeostasis:in vitro,ex vivo studies[J].Gene,2012,505(2):283-290.
[8]SUZUKI M,HASHIZUME M,YOSHIDA H,et al.IL-6 and IL-1 synergistically enhanced the production of MMPs from synovial cells by up-regulating IL-6 production and IL-1 receptor I expression[J].Cytokine ,2010,51(2):178-183.