盧裕強 郭汝寶
周圍神經(jīng)損傷是指周圍神經(jīng)神經(jīng)干或分支受到損害后,引起軀體感覺障礙、運動功能減退等癥狀的一類病癥,臨床常見、多發(fā)[1]。但神經(jīng)和骨骼肌變性萎縮的機理復(fù)雜,目前臨床上對受損神經(jīng)、肌肉的再生修復(fù)缺少有效的治療手段[2]。推拿是中醫(yī)重要組成部分之一,有疏通經(jīng)絡(luò)、舒筋止痛等功效,廣泛應(yīng)用于周圍神經(jīng)損傷、肌萎縮等疾病,取得較好的臨床效果[3]。本課題組既往研究表明,推拿手法作用于骨骼肌失神經(jīng)支配模型家兔,可改善患肌的肌電生理及收縮功能,延緩骨骼肌萎縮[4]。本次研究擬通過推拿手法作用于骨骼肌失神經(jīng)支配家兔,觀察骨骼肌失神經(jīng)支配后肌組織成肌調(diào)節(jié)因子中生肌因子5(Myogenic factor 5,Myf-5)、肌細胞生成素(Myogenin)表達水平,研究推拿手法對失神經(jīng)支配后骨骼肌萎縮修復(fù)的可能作用機制,報道如下。
1.1 實驗動物 2~3 月齡普通級新西蘭雄性家兔120 只,由浙江中醫(yī)藥大學(xué)動物實驗中心提供并飼養(yǎng),每只體質(zhì)量2~2.5kg,單籠飼養(yǎng),自由進食,環(huán)境溫度20~23℃,濕度30%~100%,光照150~200Lx,噪音小于50dB,許可證號:SCXK(浙)2015-0004。
1.2 試劑與儀器 注射用鼠神經(jīng)生長因子(201412086,舒泰神生物制藥公司)、Trizol Reagent(15596-026,美國Invitrogen 公司)、RevertAid First Strand cDNA Synthesis Kit(#K1622,美國Thermo 公司)、FastStart Universal SYBR Green Master(Rox)(04913914001,瑞士Roche 公司)、引物(美國Invitrogen 公 司)。Myf-5引物序列參數(shù):上游5'-GAGGGTGAGTTTGGGGACGA-3',下游5'-TAGCGGATGGCATTCCTGAG-3';Myogenin 引物序列參數(shù):上游5'-CCACAACCTGCACTCCCTCA-3',下游5'-CAGTTGGGCATGGTTTCATCG-3';內(nèi)參GAPDH 引物序列參數(shù):上游5'-CGCCTGGAGAAAGCTGCTA-3',下游5'-ACGACCTGGTCCTCGGTGTA-3'。多樣品研磨珠均質(zhì)儀(Bead Ruptor 12,美國Omni 公司)、熒光定量PCR 儀(7300,美國ABI 公司)、超凈工作臺(SW-CJ-1FD,蘇州蘇凈安泰公司)。
2.1 動物分組及模型制備 新西蘭家兔120 只適應(yīng)性喂養(yǎng)1 周后,按隨機數(shù)字表法分為正常對照組、模型對照組、神經(jīng)生長因子(nerve growth factor,NGF)治療組、手法治療組,每組30 只。為了對檢測指標做一連續(xù)動態(tài)觀察,以及與本課題組既往研究相延續(xù)[4],每組再隨機分為五個亞組:2 周、3 周、1 個月、2 個月、4 個月組,每個亞組6 只家兔。模型對照組、NGF治療組、手法治療組家兔均進行右后肢脛神經(jīng)切斷操作,建立腓腸肌失神經(jīng)支配模型[5]。具體操作:3%戊巴比妥鈉溶液,家兔按0.7mL/kg 體質(zhì)量,緩慢推注入耳緣靜脈進行麻醉,將家兔在動物手術(shù)臺上固定,右后肢剃毛并暴露大腿后部和腘窩。消毒后于膝上股后外側(cè)切開小口,暴露并使用玻璃分針鈍性分離脛神經(jīng),其后于脛神經(jīng)上端處切斷脛神經(jīng)干,且將近端脛神經(jīng)的游離斷向上折返縫入股二頭肌內(nèi)。逐層縫合切口后,于切口附近注射青霉素預(yù)防感染。左后肢不做任何處理。正常對照組家兔僅于右后肢膝上股后外側(cè)做同樣大小切口,暴露脛神經(jīng),不做切斷處理,消毒縫合切口同前。
2.2 干預(yù)措施(1)手法治療組:推拿干預(yù)手法為按揉法,與本課題組既往的規(guī)范操作一致[4]。手法的輕重、頻率均需通過FZ-I 型推拿手法測力分析儀標定,專人經(jīng)訓(xùn)練之后,于手法組家兔術(shù)側(cè)腓腸肌上進行操作。具體操作方法:家兔經(jīng)兔用固定器固定,雙后肢伸出,操作者一手固定其右下肢,暴露腓腸肌部位,另一手置于腓腸肌上,沿著腓腸肌走行,給予按揉手法操作。按揉法的參數(shù):壓力19.6N、頻率140次/min,每次10min,每天1 次,于造模后第4 天開始進行手法干預(yù)。(2)NGF 治療組:注射用鼠神經(jīng)生長因子30μg 溶于2mL 注射用水后,家兔右后肢腓腸肌肌肉注射,于造模后第4 天開始,每天1 次,持續(xù)3周。正常對照組及模型對照組同樣使用兔用固定器固定10min,但不進行其他操作。
2.3 指標檢測 各亞組分別在各自對應(yīng)的造模后第2 周、3 周、1 個月、2 個月、4 個月取材。(1)計算肌濕重比:將家兔過度麻醉后,沿股骨內(nèi)外髁起點至跟骨結(jié)節(jié)止點完整剝?nèi)‰p側(cè)腓腸肌,電子天平稱量肌肉濕重,計算術(shù)側(cè)與健側(cè)的比值,即為肌濕重比。(2)實時聚合酶鏈反應(yīng)(Real-Time PCR)法檢測腓腸肌中Myf-5 mRNA、Myogenin mRNA 表達水平:快速取右后肢腓腸肌肌腹處1.0cm×1.0cm×0.5cm 肌肉組織1塊,冷凍管內(nèi)保存,液氨速凍后置于低溫冰箱(-80℃)中保存。提取肌組織總RNA(標本排序;加入600μL Trizol 預(yù)冷;勻漿加入氯仿混勻;離心;取無機層,加入異丙醇混勻;離心后,棄上清液;用乙醇洗滌沉淀;離心3000r,2min,取沉淀;烘干;溶解RNA 保存),之后逆轉(zhuǎn)錄cDNA,將制備好的cDNA進行PCR 擴增,并計算Myf-5 mRNA、Myogenin mRNA 的相對表達量。采用儀器自帶軟件(ABI Prism 7000 SDS Software)記錄分析數(shù)據(jù)。
3.1 推拿手法對家兔失神經(jīng)支配后腓腸肌肌濕重的影響 與正常對照組比較,模型對照組、NGF 治療組、手法治療組家兔各時間點腓腸肌肌濕重比均下降(P<0.05)。NGF 治療組在造模后第2 周、3 周、1 個月、2 個月,手法治療組在造模后第2 周、3 周、1 個月、2 個月、4 個月時,腓腸肌肌濕重比高于模型對照組(P<0.05)。手法治療組在造模后第2 周、3 周時腓腸肌肌濕重比低于NGF 治療組,4 個月時則高于NGF 治療組(P<0.05)。見表1。
3.2 推拿手法對家兔失神經(jīng)支配后腓腸肌組織Myf-5 mRNA 表達的影響 模型對照組、NGF 治療組、手法治療組家兔各時間點腓腸肌Myf-5 mRNA表達均較正常對照組升高(P<0.05)。NGF 治療組在造模后第2 周、3 周、1 個月、2 個月,手法治療組在造模后第2 周時,腓腸肌Myf-5 mRNA 表達低于模型對照組;手法治療組在造模后第1、2、4 個月時,腓腸肌Myf-5 mRNA 表達高于模型對照組(P<0.05)。手法治療組在造模后第3 周、1 個月、2 個月、4 個月時,腓腸肌Myf-5 mRNA 表達高于NGF 治療組(P<0.05)。見表2。
3.3 推拿手法對家兔失神經(jīng)支配后腓腸肌Myogenin mRNA 表達的影響 模型對照組、NGF 治療組、手法治療組家兔各時間點腓腸肌Myogenin mRNA 表達均較正常組升高(P<0.05)。NGF 治療組在造模后第2 周、3 周、1 個月、4 個月,手法治療組在造模后第4 個月時,腓腸肌Myogenin mRNA 表達低于模型對照組,手法治療組在造模后第2 個月時高于模型對照組(P<0.05)。干預(yù)2 周、3 周、1 個月、2 個月后,手法治療組腓腸肌Myogenin mRNA 表達均高于NGF 治療組(P<0.05)。見表3。
表1 各組失神經(jīng)支配家兔腓腸肌肌濕重比比較(%,)
表1 各組失神經(jīng)支配家兔腓腸肌肌濕重比比較(%,)
注:與正常對照組比較,*P<0.05;與模型對照組比較,△P<0.05;與NGF 治療組比較,▲P<0.05;模型對照組、NGF 治療組、手法治療組家兔均進行右后肢脛神經(jīng)切斷操作,手法治療組進行推拿干預(yù),NGF 治療組肌注注射用鼠神經(jīng)生長因子;NGF:神經(jīng)生長因子
表2 各組失神經(jīng)支配家兔腓腸肌組織Myf-5 mRNA 相對表達量比較()
表2 各組失神經(jīng)支配家兔腓腸肌組織Myf-5 mRNA 相對表達量比較()
注:與正常組比較,*P<0.05;與模型對照組比較,△P<0.05;與NGF 治療組比較,▲P<0.05;模型對照組、NGF 治療組、手法治療組家兔均進行右后肢脛神經(jīng)切斷操作,手法治療組進行推拿干預(yù),NGF 治療組肌注注射用鼠神經(jīng)生長因子;NGF:神經(jīng)生長因子;Myf-5:生肌因子5
表3 各組失神經(jīng)支配家兔腓腸肌組織Myogenin mRNA 相對表達量比較()
表3 各組失神經(jīng)支配家兔腓腸肌組織Myogenin mRNA 相對表達量比較()
注:與正常對照組比較,*P<0.05;與模型對照組比較,△P<0.05;與NGF 治療組比較,▲P<0.05;模型對照組、NGF 治療組、手法治療組家兔均進行右后肢脛神經(jīng)切斷操作,手法治療組進行推拿干預(yù),NGF 治療組肌注注射用鼠神經(jīng)生長因子;NGF:神經(jīng)生長因子;Myogenin:肌細胞生成素
失神經(jīng)支配之后骨骼肌萎縮較迅速,而神經(jīng)再生較緩慢,往往骨骼肌在神經(jīng)再支配前已基本喪失細胞再生的物質(zhì)基礎(chǔ),導(dǎo)致神經(jīng)修復(fù)后肌肉功能難以恢復(fù)[6]。因此,保存失神經(jīng)支配骨骼肌的再生活性,防止其不可逆變性萎縮,是解決失神經(jīng)支配骨骼肌重獲神經(jīng)支配后有效功能康復(fù)的重要環(huán)節(jié)[7]。
研究發(fā)現(xiàn),周圍神經(jīng)損傷后,局部組織通過推拿手法干預(yù),發(fā)生了一系列關(guān)節(jié)、肌肉的被動運動,一方面促進了局部的淋巴、血液循環(huán),改善組織炎性水腫、瘢痕粘連,從而防止被損傷肌肉、韌帶、關(guān)節(jié)囊的攣縮[8];另一方面,通過有規(guī)律被動性收縮,局部肌肉興奮,肌組織代謝增強、有害代謝物堆積減少,從而改善失神經(jīng)后萎縮的骨骼肌組織的代謝過程,同時也促進了一系列肌源性生物活性物質(zhì)的產(chǎn)生及骨骼肌再生分化,使肌組織纖維化進程得到控制,延緩廢用性萎縮的發(fā)生[9-10]。與此同時,骨骼肌再生是一個大量神經(jīng)生長因子、細胞因子等共同參與的高度動態(tài)調(diào)控過程,其中NGF 是最早被發(fā)現(xiàn),也是非常典型的一種神經(jīng)營養(yǎng)因子,是目前臨床上周圍神經(jīng)損傷后常用的內(nèi)科治療手段,在臨床及科研上均取得了一定的療效[11-12],因此本實驗也將NGF 作為手法治療的一個對照。
周圍神經(jīng)重度損傷后其支配的骨骼肌迅速萎縮并失去收縮功能,最突出的癥狀是肌肉萎縮;肌濕重是實驗中常用于觀察骨骼肌萎縮情況的一項宏觀指標。以往本課題組的研究觀察到,周圍神經(jīng)切斷損傷后,相關(guān)骨骼肌肌濕重迅速出現(xiàn)下降,隨著損傷時間延長而下降速度趨緩[13]。本研究同樣觀察到,與正常對照組相比,模型對照組干預(yù)2 周時,腓腸肌肌濕重比已下降顯著(P<0.05),表明家兔行脛神經(jīng)切斷術(shù)后,腓腸肌失去神經(jīng)支配,萎縮明顯,達到了我們研究時需要觀察損傷神經(jīng)修復(fù)與萎縮骨骼肌修復(fù)兩個方面的需求;3 周后肌濕重比下降趨勢變緩,與既往研究相近。與模型對照組相比,NGF 及手法治療組各時間點肌濕重比值為高(P<0.05),表明經(jīng)NGF、推拿手法干預(yù)可減輕失神經(jīng)骨骼肌的萎縮。另一方面,手法治療組4 個月時顯著高于NGF 治療組(P<0.05),這表明手法治療的遠期療效好于NGF 治療。
肌衛(wèi)星細胞是骨骼肌再生的關(guān)鍵。肌衛(wèi)星細胞的增殖、激活、成肌分化受到成肌調(diào)控因子、生長因子、激素等多因素的影響[14]。其中成肌調(diào)節(jié)因子由Myogenin、Myf-5、肌分化因子(MyoD)等組成[15]。其中肌衛(wèi)星細胞的活化、增殖和分化主要受骨骼肌特異性轉(zhuǎn)錄因子Myogenin 等的調(diào)節(jié),與Myogenin 參與成肌細胞融合、形成肌管的過程有關(guān)[16-17]。而Myf-5 屬成肌決定因子,位于Myogenin 的上游,主要存在于靜止期的肌衛(wèi)星細胞,肌組織受損后,靜默狀態(tài)的肌衛(wèi)星細胞開始激活并表達Myf-5,從而促進肌衛(wèi)星細胞表達并自我激活和相互激活,具體可能與調(diào)節(jié)肌纖維的生長相關(guān)[18]。
本實驗結(jié)果表明,骨骼肌失神經(jīng)損傷后,肌組織的Myf-5 和Myogenin 含量均早期開始升高,表明Myf-5 和Myogenin 早期參與了骨骼肌失神經(jīng)支配損害后的動態(tài)調(diào)控,與其他學(xué)者研究一致[19-20]。NGF 治療組Myf-5 和Myogenin mRNA 表達在各時間點均低于模型對照組,而肌濕重在中遠期改善均明顯,可能與通過外源性提供NGF 而促進神經(jīng)軸突生長、神經(jīng)再支配有關(guān),從而改善肌萎縮相關(guān),與既往他人研究失神經(jīng)支配后肌組織內(nèi)NGF 開始顯著下降,通過外源性提供NGF 可改善神經(jīng)及肌組織功能一致[21]。手法治療組Myf-5 mRNA 在2 周低于模型對照組,第3 周顯著升高,在1、2、4 個月高于模型對照組,表明手法在早期抑制Myf-5 表達,中期開始促進其表達,Myogenin mRNA 在2 個月高于模型對照組,在4個月低于模型組,表明推拿手法可以促進Myogenin mRNA 在后期的表達。而Myogenin 位于Myf5 的下游,既往研究表明,myogenin 表達升高有利于骨骼肌接受神經(jīng)再支配,在接受神經(jīng)再支配后骨骼肌功能恢復(fù)較良好[22]。結(jié)合既往本課題組發(fā)現(xiàn)手法治療可促進肌衛(wèi)星細胞的成肌分化,以及本次手法在早中期改善Myf-5 表達峰期,后期改善Myogenin 表達[23]。這提示手法干預(yù)可能使得Myf-5 表達高峰后延且后期持續(xù)增高,從而避免肌衛(wèi)星細胞的早期非神經(jīng)性無效增殖,而在后期Myogenin 的顯著升高,也更為骨骼肌的再生保留了活力。這種機制與NGF 改善失神經(jīng)骨骼肌萎縮的機制存在不同,因此也可解釋為何手法組及NGF 組均取得了療效,但對于Myf-5、Myogenin 的改變卻不相同。
綜上所述,推拿手法改善成肌調(diào)節(jié)因子Myf-5、Myogenin 的表達可能是手法改善失神經(jīng)支配骨骼肌功能的機制之一,但推拿手法對于延緩肌萎縮的具體作用靶點仍需未來進一步研究。