林建平 王 浩 劉海潮 李 明 王詩忠 陳少清
1.福建醫(yī)科大學(xué)健康學(xué)院,福建福州 350122;2.福建醫(yī)科大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院,福建福州 350122;3.福建中醫(yī)藥大學(xué)康復(fù)醫(yī)學(xué)院,福建福州 350122;
骨骼肌損傷超過60%屬于鈍挫傷[1-2]。越來越多的證據(jù)表明,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激可能在肌肉疾病的發(fā)病機制中發(fā)揮重要作用[3-6]。研究證實,炎癥刺激能引起內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激,激活未折疊蛋白反應(yīng)(unfolded protein response,UPR)信號通路[7-8]。UPR 在肌肉干細胞穩(wěn)態(tài)、肌原性分化和損傷骨骼肌再生中發(fā)揮關(guān)鍵作用[6]。推拿對骨骼肌損傷療效獨特,但作用機制不明確[9]。本研究通過觀察推拿對骨骼肌鈍挫傷模型大鼠內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激:Ca2+-ATP 酶(sarcoplasmic reticulum Ca2+-ATPase,SERCA)、鈣網(wǎng)蛋白(calreticulin,CRT)、葡萄糖調(diào)節(jié)蛋白78(glucose-regulated protein of 78 kDa,GRP78)及炎癥:腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)的影響,探討推拿治療骨骼肌鈍挫傷的起效機制。
SPF 級6 周齡健康雄性SD 大鼠24 只,體重(220±20)g,由福建醫(yī)科大學(xué)動物實驗中心提供,許可證號碼:SCXK(閩)2016-0002,實驗動物合格證號:20170012003202。通過福建醫(yī)科大學(xué)動物倫理審查委員會審批(FJMUIACUC2020-0038)。動物飼養(yǎng)模擬標準日夜系統(tǒng),室內(nèi)恒溫20℃,相對濕度控制在50%,自由食物和飲水。
HE 染色套裝(Servicebio 公司,貨號:G1003);酶聯(lián)免疫吸附試驗(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)試劑盒(Thermo fisher 公司,貨號:MAN0017 380);GRP78 抗體(Proteintech 公司,貨號:66574-1-Ig);CRT 抗體(Proteintech 公司,貨號:10292-1-AP);GoatAnti-MouseIgG(Proteintech公司,貨號:SA00001-1);GoatAnti-RabbitIgG(Proteintech公司,貨號:SA00001-2);自制大鼠固定器(ZL202120268993.6,發(fā)明人:林建平),自制推拿按摩指套(ZL201821318407.9,發(fā)明人:林志剛)。
大鼠先適應(yīng)性飼養(yǎng)1 周,采用隨機數(shù)字表法將24 只大鼠分為四組:空白組、模型組、推拿穴位組、推拿非穴位組,每組6 只??瞻捉M僅常規(guī)喂養(yǎng),其余建立大鼠腓腸肌鈍挫傷模型。
通過特定裝置撞擊大鼠右后肢腓腸肌,制作大鼠腓腸肌鈍挫傷模型[10-11]。腹腔注射10%水合氯醛(0.3 ml/100 g)麻醉大鼠后,將170 g 重物通過導(dǎo)管從0.7 m 的高度落下,精準打擊到大鼠肌肉腹部,每次打擊動能約為1.166 2 J,實驗過程共打擊5 次,總的打擊能量為5.831 J。
造模成功標準:肉眼可見大鼠皮膚出現(xiàn)瘀斑,損傷部位明顯紅腫,HE 染色觀察到大鼠打擊部位肌纖維排列散亂、出現(xiàn)斷裂、溶解和瘢痕組織[11-12]。
造模1 d 后開始推拿干預(yù),采用自制推拿按摩指套點按右側(cè)陰陵泉,刺激力量為4 N,每次點按30 s,間隔10 s,共點按20 次,連續(xù)7 d。推拿非穴位組:取陰陵泉同一水平線與膽經(jīng)和膀胱經(jīng)的中線相交點,其他操作同推拿穴位組。
1.6.1 HE 染色觀察大鼠肌肉組織形態(tài) 將各組腓腸肌標本從4%多聚甲醛中取出,依次梯度酒精脫水后包埋成蠟塊,切片、烤片后用HE 染色,后無水乙醇、二甲苯中脫色透明,封片,光學(xué)顯微鏡下觀察。
1.6.2 ELISA 測定骨骼肌TNF-α 及其SERCA 含量取出標本,加入一定比例裂解液,在4℃、離心半徑13 cm、14 000 r/min 離心10 min后,取上清液進行ELISA 測定,根據(jù)ELISA 試劑盒說明書步驟進行實驗操作。
1.6.3 Western blot 測定CRT、GRP78 表達 取出標本,加入一定比例裂解液,4℃、離心半徑8 cm、14 000 r/min 離心20 min 后,取出上清液,檢測蛋白濃度,變形,上樣,SDS-PAGE 電泳分離、轉(zhuǎn)膜、封閉、孵一抗(GRP78 濃度為1∶5 000,CRT 濃度1∶5 000)和二抗分別為Goat Anti-Mouse IgG 和Goat Anti-Rabbit IgG,稀釋濃度均為1∶5 000,洗膜后加入顯影液進行顯影處理,最后使用Image-lab 軟件進行灰度值的測量。
采用SPSS 23.0 軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計。計量資料采用均數(shù)±標準差()表示,比較采用單因素方差分析,當滿足方差齊性檢驗時采用LSD-t 法進行不同組間兩兩比較,方差不齊時采用Tamhane’s T2 分析,以P<0.05 表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
空白組肌纖維橫切面排列致密,沒有出現(xiàn)斷裂或瘢痕組織,結(jié)構(gòu)完整清晰(圖1A)。模型組肌纖維明顯散亂、斷裂,部分肌纖維出現(xiàn)溶解,瘢痕組織面積較大(圖1B)。推拿穴位組肌纖維排列較整齊,斷裂、溶解、瘢痕組織明顯減少(圖1C)。推拿非穴組仍殘留較多的瘢痕組織,肌纖維排列較為疏松(圖1D)。
圖1 各組大鼠腓腸肌組織形態(tài)學(xué)比較(黑色箭頭表示肌纖維明顯斷裂,部分肌纖維出現(xiàn)溶解,HE 染色,100×)
與空白組比較,模型組大鼠腓腸肌中TNF-α 含量升高,差異有高度統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01);與模型組比較,推拿穴位組、推拿非穴組大鼠腓腸肌中TNF-α含量均降低(P<0.05 或P<0.01);與推拿非穴位組比較,推拿穴位組中TNF-α 含量低于推拿非穴位組,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表1。
表1 各組大鼠腓腸肌組織中TNF-α 含量比較(pg/ml,)
表1 各組大鼠腓腸肌組織中TNF-α 含量比較(pg/ml,)
注 與空白組比較,aaP<0.01;與模型組比較,bP<0.05,bbP<0.01;與推拿非穴位組比較,cP<0.05。TNF-α:腫瘤壞死因子-α
與空白組比較,模型組大鼠腓腸肌中SERCA 含量下降,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);與模型組比較,推拿穴位組、推拿非穴組大鼠腓腸肌SERCA 含量升高,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);推拿穴組中SERCA含量與推拿非穴位組比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表2。
表2 各組大鼠腓腸肌組織中SERCA 含量比較(pg/ml)
表2 各組大鼠腓腸肌組織中SERCA 含量比較(pg/ml)
注 與空白組比較,aP<0.05;與模型組比較,bP<0.05。SERCA:Ca2+-ATP 酶
與空白組比較,模型組大鼠腓腸肌中GRP78、CRT 蛋白表達升高,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05 或P<0.01);與模型組比較,推拿穴位組、推拿非穴組大鼠腓腸肌中GRP78、CRT 蛋白表達降低,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05 或P<0.01);與推拿非穴位組比較,推拿穴組中GRP78、CRT 蛋白表達降低,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見圖2、表3。
圖2 大鼠腓腸肌GRP78、CRT 蛋白條帶圖
表3 各組大鼠腓腸肌組織中GRP78、CRT 蛋白表達比較(積分光密度值,)
表3 各組大鼠腓腸肌組織中GRP78、CRT 蛋白表達比較(積分光密度值,)
注 與空白組比較,aP<0.05,aaP<0.01;與模型組比較,bP<0.05,bbP<0.01;與推拿非穴位組比較,cP<0.05。GRP78:葡萄糖調(diào)節(jié)蛋白78;CRT:鈣網(wǎng)蛋白
內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是Ca2+貯存和蛋白質(zhì)加工主要場所,骨骼肌損傷后引起SERCA 功能受損,使Ca2+回收受阻,Ca2+失調(diào)通過促進線粒體的活性氧等物質(zhì)的產(chǎn)生,從而擾亂內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)的蛋白質(zhì)正常折疊,促使異常蛋白質(zhì)生成增多[13],從而導(dǎo)致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)過度應(yīng)激[14]。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)過度應(yīng)激加重細胞炎癥、自噬、凋亡反應(yīng)[15]。本研究發(fā)現(xiàn)推拿可有效改善骨骼肌鈍挫傷大鼠肌肉的病理形態(tài),上調(diào)SERCA 表達,并抑制炎癥因子TNF-α 和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激蛋白(CRT、GRP78)的表達。
在胰島β 細胞、肝細胞和巨噬細胞等多種細胞中,均發(fā)現(xiàn)促炎性細胞因子TNF-α 的釋放,引發(fā)或加劇內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激[7]。促炎性細胞因子能直接下調(diào)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上SERCA 表達使內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中Ca2+水平降低,從而引起內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激[8,16]。此外,過度炎癥時,高濃度的細胞溶解物和毒素會損傷肌肉組織,使修復(fù)效率大大降低[17]。研究表明,推拿具有很好的抗炎作用[18-19]。本研究亦顯示推拿可改善骼肌鈍挫傷模型大鼠的TNF-α 表達,上調(diào)SERCA 表達。提示推拿有效抑制炎癥,促進內(nèi)質(zhì)網(wǎng)鈣泵功能,從而影響肌肉損傷的修復(fù)。
GRP78、CRT 是存在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的Ca2+依賴分子伴侶,廣泛參與了蛋白質(zhì)的折疊和轉(zhuǎn)運功能[20]。未折疊或錯誤折疊蛋白增加時,GRP78 通過解離并激活內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的3 個跨膜信號蛋白:f 肌醇酶1,蛋白激酶R 樣內(nèi)質(zhì)網(wǎng)激酶和轉(zhuǎn)錄激活因子6[21],從而啟動UPR 反應(yīng)[22-23]。骨骼肌損傷可引起內(nèi)質(zhì)網(wǎng)異常折疊蛋白的聚集和滯留而上調(diào)GRP78、CRT 表達[24-25]。結(jié)果顯示,推拿可下調(diào)CRT、GRP78 表達,且推拿穴位組低于推拿非穴組,提示推拿可抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激,且推拿穴位優(yōu)于推拿非穴位。
綜上所述,推拿有效改善骨骼肌鈍挫傷大鼠的肌肉病理形態(tài),其作用機制可能與上調(diào)SERCA,抑制TNF-α、CRT、GRP78 表達相關(guān)。