鐘峰,匡泓俊,文錢,曹洋,袁楠,楊臘媛,袁楊陽(yáng),章薇
1.湖南中醫(yī)藥大學(xué),湖南 長(zhǎng)沙 410208;2.湖南中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院,湖南 長(zhǎng)沙410007
慢傳輸型便秘(slow transit constipation,STC)是以結(jié)腸傳輸時(shí)間延遲為特征的腸道疾病,好發(fā)于青年女性和老年群體。STC發(fā)病率逐年提高,全球患病率達(dá)14%。此外,STC纏綿難愈、反復(fù)發(fā)作,降低患者生活質(zhì)量,部分患者通過(guò)服用瀉藥改善癥狀,但長(zhǎng)期服用瀉藥會(huì)導(dǎo)致腎病、心腦血管疾病患病風(fēng)險(xiǎn)增加。
STC發(fā)病機(jī)制尚未明晰,目前認(rèn)為腸神經(jīng)系統(tǒng)、Cajal間質(zhì)細(xì)胞(ICC)是治療STC的關(guān)鍵靶點(diǎn)。酪氨酸激酶受體c-Kit能與干細(xì)胞因子(SCF)結(jié)合,形成SCF/c-Kit 通路,調(diào)控ICC 增殖。乙酰膽堿轉(zhuǎn)移酶(ChAT)是膽堿能神經(jīng)元的標(biāo)志酶,是腸神經(jīng)系統(tǒng)的重要組成部分。本團(tuán)隊(duì)前期研究發(fā)現(xiàn),電針“天樞”“大腸俞”能改善膠質(zhì)細(xì)胞源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子甲基化狀態(tài),緩解便秘癥狀。俞募配穴是針灸基礎(chǔ)理論最經(jīng)典的配穴法,大腸俞和天樞分別為大腸俞募穴,被廣泛用于治療消化系統(tǒng)疾病。但電針天樞、大腸俞能否通過(guò)調(diào)節(jié)ChAT、SCF、c-Kit表達(dá)發(fā)揮促進(jìn)腸動(dòng)力作用并不清楚。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)建立STC大鼠模型,觀察電針天樞、大腸俞對(duì)結(jié)腸組織ChAT和SCF/c-Kit通路表達(dá)的影響,明確電針治療STC的作用機(jī)制。
SPF 級(jí)雄性SD 大鼠40 只,5~6 周齡,體質(zhì)量(180±20)g,湖南斯萊克景達(dá)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限公司提供,動(dòng)物許可證號(hào)SCXK(湘)2016-0003。飼養(yǎng)于湖南中醫(yī)藥大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心,溫度20~25 ℃、濕度40%~60%環(huán)境,標(biāo)準(zhǔn)飼料喂養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程遵循《關(guān)于善待實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的指導(dǎo)性意見(jiàn)》。本實(shí)驗(yàn)方案通過(guò)湖南中醫(yī)藥大學(xué)動(dòng)物倫理委員會(huì)審批(LL2021091502)。
Trizol(美國(guó)Invitrogen 公司,貨號(hào)15596018),RIPA 裂解液(北京百奧萊博公司,貨號(hào)MT0066),PVDF 膜(美國(guó)Millipore 公司,貨號(hào)IPVH00010),SCF抗體(美國(guó)GeneTex公司,貨號(hào)31379),c-Kit抗體(美國(guó)ThermoFisher 公司,貨號(hào)14-1172-82),ChAT抗體(英國(guó)Abcam公司,貨號(hào)ab178850),復(fù)方地芬諾酯片(江蘇常州康普藥業(yè),批號(hào)1503030)。HANS-200A型電針儀(蘇州醫(yī)療用品廠有限公司),華佗牌針灸針,0.25 mm×13 mm,蘇州醫(yī)療用品有限公司,MDF-C8V 超低溫冰箱(日本Sanyo 公司),SJX-402,高溫殺菌恒溫箱(上海躍進(jìn)),CFX96型RTPCR儀(美國(guó)Bio-Rad公司)。
將復(fù)方地芬諾酯片與生理鹽水混合,制成濃度為15 mg/mL地芬諾酯混懸液。將40只大鼠隨機(jī)分為空白組、鹽水組、模型組和電針組,每組10只。模型組和電針組參照文獻(xiàn)[7]采用復(fù)方地芬諾酯混懸液灌胃建立STC大鼠模型,體積10 mL/kg,空白組不予處理,鹽水組灌胃等體積生理鹽水,連續(xù)21 d。末次灌胃后,大鼠禁食不禁水24 h,予150 g/L活性炭混懸液灌胃,體積1 mL/100 g。第22日記錄首粒黑便排出時(shí)間,排出時(shí)間長(zhǎng)于空白組均值的大鼠為造模成功。鹽水組用于驗(yàn)證生理鹽水對(duì)結(jié)果的影響。
造模成功后,剔除電針組大鼠腹部和背部毛發(fā),碘伏消毒。參照《實(shí)驗(yàn)針灸學(xué)》,選取雙側(cè)“天樞”“大腸俞”直刺進(jìn)針5 mm,各穴旁開0.5 mm處刺入一輔助針用于固定,淺刺透皮。主針與輔助針?lè)謩e接電針儀正、負(fù)極,疏密波,頻率2/15 Hz,強(qiáng)度0.5~1 mA,以肢體末端輕微抖動(dòng)為度,15 min/次,1次/日,空白組、鹽水組和模型組每日固定15 min。連續(xù)14 d。
干預(yù)結(jié)束后,大鼠禁食不禁水24 h,予半固體糊(含活性炭、淀粉、糖、羧甲基纖維素鈉、奶粉等)1 mL(質(zhì)量為W1)灌胃,30 min后腹腔注射20%烏拉坦麻醉大鼠,剖腹,結(jié)扎賁門和幽門,取出胃和小腸,將小腸拉直,用卷尺測(cè)量幽門至半固體糊推進(jìn)處的距離(L1)及幽門到回盲部長(zhǎng)度(L2),稱量胃總質(zhì)量(W2),剪開胃體,沖洗內(nèi)容物,稱量胃凈質(zhì)量(W3),計(jì)算胃排空率和小腸推進(jìn)率。胃排空率(%)=[1-(W2-W3)/W1]×100%,小腸推進(jìn)率(%)=L1/L2×100%。
大鼠結(jié)腸組織用4%多聚甲醛固定,乙醇梯度脫水,石蠟包埋,切片。切片二甲苯脫蠟,過(guò)氧化氫滅活內(nèi)源性酶,PBS浸泡,熱修復(fù)法修復(fù)抗原,滴加山羊血清室溫封閉30 min,分別加入ChAT、c-Ki t一抗(均為1∶100),4 ℃孵育過(guò)夜。加入熒光二抗(1∶200),37 ℃避光孵育30 min,DAPI避光孵育5 min,抗熒光衰減劑封片。激光共聚焦顯微鏡下觀察并采集圖像,每張切片隨機(jī)選取3個(gè)視野拍照。ChAT標(biāo)記膽堿能神經(jīng)元,陽(yáng)性表達(dá)為紅色,c-Kit標(biāo)記ICC,陽(yáng)性表達(dá)為綠色。Image J 1.8.0軟件計(jì)算平均熒光強(qiáng)度。
取結(jié)腸組織,加入RIPA裂解液,置于冰上裂解20 min,4 ℃、12 000 r/min 離心20 min,取上清液,BCA 試劑盒測(cè)定蛋白濃度。上樣,電泳,蛋白轉(zhuǎn)至PVDF膜,5%脫脂牛奶封閉2 h,分別加入c-Kit、SCF一抗(均為1∶1 000),4 ℃孵育過(guò)夜,PBST洗膜3次。加入二抗(1∶5 000),室溫孵育1 h,PBST洗膜3次。加入ECL化學(xué)發(fā)光液顯色曝光,采用Image J 1.8.0軟件分析條帶灰度值。以β-tubulin為內(nèi)參,計(jì)算蛋白相對(duì)表達(dá)量。
取結(jié)腸組織,加入1 mLTrizol研磨,加入氯仿振蕩15 s,室溫靜置5 min,4 ℃、12 000 r/min離心10 min,轉(zhuǎn)移水相,按RNA提取試劑盒說(shuō)明書提取RNA。將RNA反轉(zhuǎn)錄成cDNA,進(jìn)行PCR。反應(yīng)條件:95 ℃預(yù)變性10 min,95 ℃、15 s,60 ℃、50 s,共40個(gè)循環(huán)。以β-actin為內(nèi)參,用2法計(jì)算mRNA相對(duì)表達(dá)量。引物序列見(jiàn)表1。
表1 各基因PCR引物序列
空白組與鹽水組大鼠胃排空率、小腸推進(jìn)率差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(>0.05);與空白組比較,模型組大鼠胃排空率、小腸推進(jìn)率顯著降低(<0.01);與模型組比較,電針組大鼠胃排空率、小腸推進(jìn)率顯著升高(<0.01)。見(jiàn)表2。
表2 各組大鼠胃排空率和小腸推進(jìn)率比較(,%)
空白組與鹽水組大鼠結(jié)腸組織ChAT和c-Kit表達(dá)差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(>0.05);與空白組比較,模型組大鼠結(jié)腸組織ChAT和c-Kit表達(dá)顯著降低,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(<0.01);與模型組比較,電針組大鼠結(jié)腸組織ChAT和c-Kit表達(dá)顯著升高,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(<0.01)。見(jiàn)圖1、圖2、表3。
表3 各組大鼠結(jié)腸組織ChAT和c-Kit表達(dá)比較(,熒光強(qiáng)度)
圖1 各組大鼠結(jié)腸組織ChAT陽(yáng)性表達(dá)(免疫熒光染色)
圖2 各組大鼠結(jié)腸組織c-Kit陽(yáng)性表達(dá)(免疫熒光染色)
空白組與鹽水組大鼠結(jié)腸組織SCF和c-Kit蛋白差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(>0.05);與空白組比較,模型組大鼠結(jié)腸組織SCF和c-Kit蛋白表達(dá)顯著降低,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(<0.01);與模型組比較,電針組大鼠結(jié)腸組織SCF和c-Kit蛋白表達(dá)顯著升高,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(<0.01)。見(jiàn)圖3、表4。
表4 各組大鼠結(jié)腸組織SCF和c-Kit蛋白表達(dá)比較()
圖3 各組大鼠結(jié)腸組織SCF、c-Kit蛋白免疫印跡
空白組與鹽水組大鼠結(jié)腸組織SCF和c-Kit mRNA差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(>0.05);與空白組比較,模型組大鼠結(jié)腸組織SCF和c-Kit mRNA表達(dá)顯著降低,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(<0.01);與模型組比較,電針組大鼠結(jié)腸組織SCF和c-Kit mRNA表達(dá)顯著升高,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(<0.01)。見(jiàn)表5。
表5 各組大鼠結(jié)腸組織SCF和c-Kit mRNA表達(dá)比較()
STC屬中醫(yī)學(xué)“便秘”范疇,病機(jī)以大腸傳導(dǎo)失職為主,涉及脾、腎、肝等臟腑。病機(jī)可概括為情志失衡致氣機(jī)滯留、飲食失潔致濕熱陰寒積于胃腸、年老勞倦致氣血兩虛不濡胃腸等。五臟六腑之氣匯聚于俞募穴,天樞歸胃經(jīng),為大腸之募穴。《靈樞·本輸》有“大腸小腸,皆屬于胃,是足陽(yáng)明也”,故論治腸病可從胃經(jīng)出發(fā)。刺激天樞可補(bǔ)益脾胃、益精養(yǎng)血,氣血充盈推動(dòng)有力,從而促進(jìn)胃腸傳導(dǎo)。從解剖學(xué)上分析,天樞深部為小腸,深刺天樞可調(diào)節(jié)腸功能,且安全性較高。大腸俞是大腸之背俞穴,屬膀胱經(jīng),可調(diào)節(jié)腸道傳導(dǎo)。兩穴相配,共奏疏通腸腑氣機(jī)之效。團(tuán)隊(duì)前期臨床研究表明,電針天樞、大腸俞對(duì)功能性腸病有雙向調(diào)節(jié)作用。基礎(chǔ)研究表明,電針“天樞”“大腸俞”能減輕STC大鼠結(jié)腸損傷,修復(fù)ICC結(jié)構(gòu)。
腸神經(jīng)系統(tǒng)-ICC-平滑肌網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成胃腸道動(dòng)力的基本單位。膽堿能神經(jīng)元是一種廣泛分布的神經(jīng)系統(tǒng)神經(jīng)元,在腸神經(jīng)系統(tǒng)中含量最高。ChAT在膽堿能神經(jīng)元胞體中合成,能催化合成促進(jìn)胃腸動(dòng)力激素乙酰膽堿。膽堿能神經(jīng)元的數(shù)量及其合成的ChAT與腸動(dòng)力密切相關(guān)。ChAT是膽堿能神經(jīng)元的標(biāo)記物,通過(guò)檢測(cè)ChAT能反映結(jié)腸膽堿能神經(jīng)元的數(shù)量及活性。研究表明,膽堿能神經(jīng)元數(shù)量減少,結(jié)腸ChAT表達(dá)降低,腸道神經(jīng)肌肉傳遞減少,釋放促腸動(dòng)力激素不足,則導(dǎo)致腸動(dòng)力下降。ICC是一種廣泛存在于平滑肌組織的間質(zhì)細(xì)胞,特別是胃腸道中存在大量ICC,其能激發(fā)慢波電位,與腸道平滑肌細(xì)胞相互作用,是胃腸動(dòng)力的起搏細(xì)胞。c-Kit是存在于ICC表面的受體之一,能反映ICC的數(shù)量和活性,其能與SCF通過(guò)細(xì)胞外結(jié)構(gòu)域結(jié)合,形成SCF/c-Kit信號(hào)通路,通過(guò)活化酪氨酸激酶,在調(diào)控細(xì)胞增殖、分化、凋亡等過(guò)程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。研究表明,SCF/c-Kit信號(hào)通路的抑制與STC發(fā)病密切相關(guān)。
本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,模型組大鼠胃排空率和小腸推進(jìn)率下降,結(jié)腸組織ChAT、SCF、c-Kit 表達(dá)顯著降低,提示結(jié)腸組織ChAT表達(dá)和SCF/c-Kit信號(hào)通路與STC發(fā)生有關(guān)。電針“天樞”“大腸俞”干預(yù)后,大鼠胃排空率和小腸推進(jìn)率明顯恢復(fù),結(jié)腸組織ChAT、SCF、c-Kit表達(dá)顯著升高,表明電針可促進(jìn)ChAT表達(dá),恢復(fù)膽堿能神經(jīng)元功能,激活SCF/c-Kit信號(hào)通路,從而改善胃腸道傳輸功能。
綜上所述,電針天樞、大腸俞可能通過(guò)促進(jìn)ChAT表達(dá)、激活SCF/c-Kit 信號(hào)通路,恢復(fù)腸神經(jīng)系統(tǒng)-ICC-平滑肌網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),從而發(fā)揮治療便秘作用。