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电针被用作治疗瘙痒和特应性皮炎的处方。然而,电针是否会影响免疫或神经损伤大鼠模型中的实验性瘙痒尚不明确。
本研究旨在确定高频电针对大鼠特应性皮炎样病变的治疗效果。
在出生48小时内对幼鼠皮下注射辣椒素(50毫克/千克)。随后电针组大鼠每隔一天在六个穴位(双侧肺俞穴,单侧曲池穴、足三里穴、血海穴、三阴交穴)接受30分钟电针治疗,持续3周。检测指标包括IgE、肥大细胞、搔抓行为、强啡肽释放、皮肤厚度和皮炎评分。
与未接受电针的对照组相比,电针组仅皮炎评分和强啡肽表达显著降低。
研究人员认为高频电针通过促进强啡肽释放,可减轻辣椒素注射诱导的大鼠特应性皮炎样病变的瘙痒症状。这些发现为改善特应性皮炎症状提供了一种新的潜在治疗途径。
一、介绍
瘙痒是一种引发搔抓欲望的不愉快感觉,是特应性皮炎等皮肤病的常见症状。瘙痒在特应性皮炎中至关重要,因为它会降低生活质量,且瘙痒与搔抓的恶性循环会加剧病情恶化。尽管瘙痒是特应性皮炎的重要症状,但其病理机制尚未完全阐明。除精神心理途径外,外周和中枢神经系统均参与特应性皮炎瘙痒的发生。当出现伴有神经增殖的苔藓样变时,特应性湿疹还可能涉及神经病变方面。
展开剩余93%特应性皮炎的病理途径复杂,建立理想的人类特应性皮炎动物模型具有挑战性。本研究通过皮下注射辣椒素诱导大鼠出现特应性皮炎样表型。该模型的独特之处在于,在引起神经元损伤的同时激活了导致免疫异常的神经源性途径,从而诱发瘙痒感。由于感知神经受损,大鼠痛觉减轻,但反而诱发了作为拮抗作用的瘙痒感。
多项研究已证实电针对瘙痒的治疗效果。电针可减轻健康成年人皮内注射组胺后的瘙痒和红斑反应;电针疗法能有效缓解尿毒症瘙痒;动物实验也表明电针对瘙痒具有治疗作用。动物试验发现,电针频率和穴位设置的皮节区域会影响治疗效果。
虽然电针对瘙痒的疗效已得到确认,但其是否对同时存在免疫和神经损伤的大鼠模型实验性瘙痒有效尚不明确。因此,本研究旨在评估电针对新生儿期辣椒素处理大鼠特应性皮炎样表型瘙痒的潜在预防和治疗作用。
二、材料与方法
01.针灸针
使用一次性皮内针(0.12×4 mm,不锈钢材质)。针体与电针仪导线焊接后以绝缘胶带固定,确保连接稳定(图1A)。
图1. 电针系统示意图:(A)针灸针体结构,(B)电针刺激仪装置,(C)电针操作实施状态。
02.电针刺激仪
采用电针刺激仪施加电刺激(图1B)。
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03. 实验动物
取孕晚期斯普拉格-杜勒大鼠,自然分娩后仅选用雄性幼鼠。所有动物饲养于12小时光暗循环(光照时间08:00起)、室温22-25℃的环境,自由摄取饮食。实验方案经动物研究政策委员会批准。
04.实验分组
新生雄性大鼠随机分为两组:辣椒素注射组与溶剂对照组。辣椒素注射组进一步随机分为电针干预组(n=12)与电针对照组(无干预,n=7)。
05.特应性皮炎样病变诱导
出生48小时内于幼鼠背部皮下注射10 μl辣椒素溶液(0.5 g/kg,含10%乙醇、10%吐温-80及80%生理盐水)诱导病变。通过两项伤害性测试验证模型有效性:出生3周后检测S1背根神经节中TRPV1受体表达的免疫组化染色,以及使用IITC红外辐射热刺激仪测定尾部退缩潜伏期。
06.电针干预
于出生后21至42天期间隔日进行30分钟电针治疗。麻醉状态下,选取双侧肺俞穴(BL13)、单侧(右侧)曲池穴(LI11)、单侧(左侧)足三里穴(ST36)、血海穴(SP10)及三阴交穴(SP6)斜刺进针。将大鼠置于丙烯酸舱体中连接电针仪,苏醒后以120 Hz混合频率(120+12 Hz)、间歇模式(刺激10秒间歇5秒)施以30分钟电刺激。电压强度控制在75-100 Vp-p(9.5 mA),以不引发动物嘶叫且仅诱发轻微肌肉收缩为度(图1C、图2)。
图2. 大鼠电刺激穴位定位示意图。肺俞穴(BL13)位于第三胸椎棘突下缘旁开凹陷处(成年大鼠约0.8 cm,成年小鼠约0.3 cm,约相当于胸廓周长的1/20);曲池穴(LI11)位于桡侧腕伸肌内侧凹陷处,肘横纹外侧端;足三里穴(ST36)位于髌韧带外侧凹陷处(ST35)至踝关节前侧横纹连线近端1/5处;血海穴(SP10)位于股骨内侧髁上方凹陷处,大腿内侧;三阴交穴(SP6)位于胫骨内侧髁后下方凹陷处(SP9,胫骨与腓肠肌之间)至胫腓骨内踝连线远侧1/5端点处。
07.搔抓行为观察
每周将大鼠单独置于丙烯酸观察舱(36×22×15 cm)中,舱体后方设置镜面。适应环境30分钟后,在无人干扰条件下使用数码摄像机记录60分钟搔抓行为。视频文件传输至实验室计算机进行量化分析:以后肢连续搔抓动作为一次计数。为避免麻醉影响行为,搔抓行为评估均在电针治疗后第2日进行。
08.皮肤损伤评分
每周根据脱毛/红斑、破损/出血、结痂等标准进行皮炎评分。采用分区评分法:
- 头面部:0分(正常)、1分(毛发稀疏)、2分(脱毛伴红斑)、3分(出血或溃疡性病变)
- 耳部:0分(正常)、1分(红斑)、2分(出血)、3分(因搔抓导致耳部缺损)
因穴位位于背部,背部病变不纳入评分。同时评估皮损范围:以25 mm²(5×5 mm)为标准单位,根据实际皮损面积与严重程度评分相乘,各部位得分总和即为个体皮炎评分(表1)。
表1 皮肤损伤评估标准
09.体重监测
每周记录体重变化。
10.疼痛行为测试
于出生后43日使用IITC足底测试仪进行红外热刺激(50℃)实验。将移动热源置于玻璃地板下方,聚焦于右后肢足底表面。设定15秒截断时间防止组织损伤。每只大鼠右后肢接受3次测试(间隔5-10分钟),取三次撤退潜伏期的平均值作为最终结果。
11.组织学与免疫组化分析
麻醉状态下取两组大鼠瘢痕组织。经多聚甲醛固定24小时后冷冻切片(厚度12 μm),分别采用苏木精-伊红染色观察表皮结构,甲苯胺蓝染色标记肥大细胞。另采用荧光染色法观察丝聚蛋白变化:切片经含1%牛血清白蛋白和10%正常山羊血清的磷酸盐缓冲液封闭后,与兔抗丝聚蛋白抗体(1:1000)在4℃下反应48小时,随后进行ABC染色法处理。
12.血清IgE浓度检测
通过安氟醚气体麻醉(0.5-2%)采集两组大鼠血液样本。经超速离心(12,350 rpm)分离血清后,采用BCA法测定总蛋白浓度,并使用大鼠IgE ELISA定量试剂盒测定血清IgE水平。
13.强啡肽表达分析
采用Western blot法定量脊髓组织强啡肽表达。在戊巴比妥钠麻醉(50 mg/kg)下快速取出腰膨大段组织并于干冰中冷冻保存(-80℃)。组织解冻后冰浴裂解液匀浆,通过Bradford法测定蛋白浓度。取30 μg总蛋白进行SDS-PAGE电泳(12%聚丙烯酰胺凝胶,110 V,2小时),转膜后经5%脱脂牛奶封闭1小时,加入兔源强啡肽抗体(1:1000稀释)4℃孵育两夜。TBST洗涤后与辣根过氧化物酶标记的二抗(1:4000稀释)室温孵育2小时,最后通过增强化学发光系统显影。以β-肌动蛋白作为内参对照。
14.统计学分析
所有数据以均值±标准误表示。采用Student t检验进行统计分析,P<0.05认为具有统计学显著性。使用Sigma Stat统计软件(3.5版)完成所有分析。
三、结果
01.TRPV1表达与尾部退缩潜伏期
为验证辣椒素注射效果,进行两项测试:辣椒素注射组大鼠背根神经节神经元中TRPV1表达水平降低;尾部回缩测试中,辣椒素注射组潜伏时间(6.04±0.19秒)显著长于溶剂对照组(4.98±0.10秒),证实其痛阈升高(图3)。
图3. 新生儿期辣椒素处理对背根神经节TRPV1阳性神经元的消融及伤害性感知功能的影响。(A)与溶剂对照组相比,辣椒素处理组大鼠出生3周后S1背根神经节中TRPV1表达神经元数量显著减少;(B)辣椒素处理组对有害红外辐射热刺激(IITC IR90型)的尾部退缩潜伏期显著长于溶剂对照组(*P < 0.01,t检验)。比例尺 = 100 μm。
02.搔抓行为
经3周电针干预后,电针组与电针对照组间搔抓次数无显著差异(表2,图4A)。
表2 电针干预后各组搔抓次数、皮炎评分、血清IgE及足部退缩潜伏期均值对比
图4. 电针对新生儿期辣椒素处理诱导的搔抓行为及特应性皮炎样皮肤病变的影响(电针干预时间为出生后21至42日,隔日实施)。(A)电针对搔抓行为的影响,组间无显著差异;(B)电针对皮肤病变的影响,电针组在辣椒素处理后28至42天期间皮炎评分显著低于对照组(*P < 0.05, **P < 0.001,t检验);(C)电针对体重增长的影响,组间无显著差异。
03.皮炎评分
辣椒素处理组大鼠出现类似特应性皮炎的皮肤病变,表现为脱毛、干燥、表皮糜烂、深部剥脱、出血及结痂等特征。注射3周后出现轻度皮炎,3-6周期间所有组别皮炎严重程度均随时间加剧。电针组皮炎评分始终显著低于电针对照组(P<0.05)(表2,图4B)。
04.体重变化
所有大鼠(n=19)在实验期间存活,体重随年龄增长稳定增加。组间体重无显著差异,临床表现基本一致(图4C)。
05.疼痛行为
通过足底撤退潜伏期检测热敏感性发现,电针组与电针对照组间无显著差异(表2,图5)。
图5. 电针对疼痛行为的影响。各组大鼠对有害红外辐射热刺激(IITC IR90型)的足部退缩潜伏期无显著差异。
06.皮肤组织病理特征
辣椒素处理组均出现表皮增生、角化过度、肥大细胞浸润增加及丝聚蛋白表达降低现象。电针组与电针对照组间无显著差异(图6)。
图6. 新生儿期溶剂(VEH)或辣椒素(CAP)处理6周龄大鼠背部前端皮肤的组织学特征。与VEH组相比,辣椒素处理组出现特应性皮炎典型组织病理学改变,包括表皮增生、角化过度、肥大细胞浸润增加及表皮丝聚蛋白(FLG)表达减少。电针组(CAP-EA)与对照组(CAP-CON)间组织病理学无显著差异。缩写:HE:苏木精-伊红染色;TB:甲苯胺蓝染色。箭头指示肥大细胞。比例尺=100 μm。
07.血清IgE水平
辣椒素处理组(电针组与电针对照组)血清IgE水平显著高于溶剂对照组(P=0.002)。但电针干预对辣椒素处理动物血清IgE调节无显著作用,两组间无统计学差异(P=1.00)(表2,图7)。
图7. 电针对新生儿期辣椒素处理大鼠血清IgE水平的影响。与溶剂对照组(VEH)相比,两个辣椒素处理组(CAP-CON与CAP-EA组)血清IgE水平均显著升高(与VEH组相比P=0.002,单因素方差分析及Bonferroni t检验)。电针干预对辣椒素处理动物的血清IgE调节无显著作用,电针组(EA)与电针对照组(EA-CON)间无统计学差异(P=1.00,单因素方差分析)。
08.强啡肽表达分析
电针组脊髓中强啡肽(κ-阿片肽类止痒物质)表达量显著高于电针对照组(图8)。
图8. 电针对辣椒素处理动物腰膨大区强啡肽表达的影响(样本于出生后第43日电针干预1小时后采集)
四、讨论
自1826年提出用电针治疗神经痛以来,电针更多应用于疼痛相关疾病而非皮肤病领域。尽管已有大量研究探讨电针镇痛机制,但其在皮肤病治疗有效性方面的系统研究仍较为缺乏。
针刺治疗通过刺激穴位周围感觉受体,诱发脊髓与大脑的交互反应。不同穴位可激活脑部不同区域,电针刺激能促使大脑释放内啡肽。通常脑部刺激根据皮节区段进行。本研究选用治疗特应性皮炎及瘙痒的常规穴位:肺俞穴(BL13)属于颈皮节,可调节肺-皮肤相关系统;曲池穴(LI11)、血海穴(SP10)、足三里穴(ST36)及三阴交穴(SP6)位于四肢,其神经系统刺激功能优于躯干穴位。
本实验通过新生儿期辣椒素注射诱导大鼠出现特应性皮炎样表型。该模型可引起C纤维变性,其特点是瘙痒常自行缓解,但具有无需重复致敏、重现性良好、病程中可出现与人类特应性皮炎相似病变等优势。
新生儿期辣椒素注射可沿感觉通路引发神经退行性变化,这种变化可波及脊髓背角、脊髓丘脑束、薄束核甚至大脑皮层感觉区。神经退行性改变程度取决于辣椒素剂量与给药方式。50 mg/kg剂量可最大程度影响初级传入纤维系统,在新生大鼠中仅影响体感系统而不引起神经系统其他部位损伤。神经退行性变化会导致P物质等神经肽大量释放,造成神经末梢神经肽耗竭,进而导致长期神经传递损伤。出生后1-12天内注射辣椒素可诱导神经退行性变化,而14天后给药则无此现象,故本研究选择出生48小时内幼鼠。
该模型中,瘙痒症状于出生3周后出现,第6周达高峰后自行消退。根据此瘙痒缓解规律,实验周期设定为6周(即特应性症状开始减轻的时间点)。
为达到统计学显著性,实验组设定12只大鼠。既往研究显示搔抓行为存在较大时间差异且易受环境影响,数据常偏离标准正态分布曲线。
为探究电针刺激抑制瘙痒的治疗效果,本研究评估了治疗前后搔抓行为次数、皮炎严重程度、表皮组织学分析、血液IgE水平及强啡肽分泌量等指标。
研究结果表明,与电针对照组相比,电针治疗组在皮炎评分和强啡肽分泌量方面出现显著变化,其他指标未见显著差异。我们尚不能明确皮炎评分降低是由于电针刺激促进了受损皮肤组织修复,还是通过抑制瘙痒减少了搔抓行为所致。另一项使用特应性皮炎样病变小鼠模型的研究发现瘙痒先于皮炎发生,因此推测电针可能通过抑制瘙痒感减少搔抓,进而改善皮炎症状,而非直接促进皮肤组织修复。
尽管搔抓行为未见显著变化(因每日仅记录1小时),但电针对瘙痒感具有治疗作用。皮炎评分作为搔抓行为的累积结果指标,比短期行为观察更具客观性。为探究电针止痒机制,在出生后43日电针刺激1小时后检测发现强啡肽水平升高,表明电针对此模型的治疗效果可能与强啡肽的瘙痒抑制效应相关。强啡肽作为κ受体激动剂神经肽,可通过作用于κ阿片受体抑制瘙痒——这与μ阿片系统功能亢进诱发瘙痒的理论相契合。
电针通过不同刺激频率释放特定神经递质:高频电针(120 Hz)促进脊髓释放强啡肽和5-羟色胺。本研究中强啡肽虽升高但搔抓行为未变,可能与检测时间点有关(电针后24小时评估行为,而强啡肽释放持续时间短于1小时)。组织学分析和血清IgE水平未见显著改变,表明电针主要引发神经性而非免疫性或组织学变化,且该模型C纤维损伤可能削弱电针效果。
疼痛行为测试未见组间差异,可能因强啡肽释放量不足以镇痛,且单纯120 Hz高频刺激而非混合频率刺激限制了镇痛效果。值得注意的是,疼痛与瘙痒共享神经传导通路,两者存在拮抗关系——辣椒素处理大鼠痛觉减轻可能反而加剧瘙痒感。
实验期间各组体重无统计学差异,表明电针未产生明显不良反应。本研究证实高频电针可通过促进强啡肽释放缓解辣椒素诱导的大鼠特应性皮炎样病变瘙痒,为后续机制研究提供了重要基础。
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发布于:河南省