隔药灸对慢性炎性内脏痛镇痛作用的MAPK信号转导机制研究

来源 :上海中医药大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yy393342067
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目的:  观察隔药灸天枢穴(双)、气海穴对慢性炎性内脏痛大鼠的镇痛效应;应用高通量磷酸化蛋白抗体芯片检测技术,观察分析隔药灸干预慢性炎性内脏痛脊髓MAPK信号转导通路中磷酸化蛋白的差异性变化,筛选隔药灸治疗慢性炎性内脏痛MAPK信号通路的关键信息分子,从MAPK通路调控角度揭示隔药灸对慢性炎性内脏痛大鼠镇痛作用的信号转导机制,为隔药灸治疗慢性炎性内脏痛机制的阐明提供科学实验资料,有助于艾灸疗法在镇痛领域的推广和应用。  方法:  1.将雄性SD大鼠按随机原则分为正常组、模型组、隔药灸组和假隔药灸组;采用TNBS合50%乙醇灌肠的方法制备慢性炎性内脏痛大鼠模型;隔药灸组采用隔附子饼灸天枢穴(双)、气海穴进行治疗,假隔药灸组仅在同穴位上放置附子饼和艾炷,不点燃艾炷;采用腹壁撤回反射评分(Abdominal Withdrawal Reflex,AWR评分)、机械性缩足反射阈值(Mechanical Withdrawal Threshold,MWT)、热缩足潜伏期(Thermal Withdrawal Latency,TWL)、旷场实验(Open Field Test,OFT)和高架十字迷宫检测(The Elevated Plus-Maze,EPM)观察隔药灸对慢性炎性内脏痛大鼠的痛行为及痛情绪的影响;应用HE染色在光镜下观察大鼠结肠组织病理学改变,并进行组织学损伤评分;采用免疫组化方法对各组大鼠脊髓背角TRPV1、c-fos和SP的表达进行检测,观察隔药灸对慢性炎性内脏痛大鼠中枢系统中疼痛相关介质的影响。  2.将雄性SD大鼠按随机原则分为正常组、模型组和隔药灸组,应用高通量磷酸化蛋白抗体芯片技术观察各组大鼠脊髓MAPK信号转导通路中磷酸化蛋白的差异性变化并进行验证;筛选隔药灸治疗慢性炎性内脏痛MAPK信号通路的关键信息分子。  3.将雄性SD大鼠按随机原则分为正常组、模型组、隔药灸组、假隔药灸组、MEK阻断剂组和DMSO溶媒对照组,应用蛋白质免疫印迹技术观察各组大鼠脊髓pMEK1、pERK1/2和pCREB的表达情况,应用Real-time PCR技术观察各组大鼠脊髓MEK、ERK、CREB mRNA的表达情况,从ERK信号途径分析慢性炎性内脏痛的MAPK信号转导机制及隔药灸对其的干预作用。  结果:  1.对痛行为表现的影响:  (1)腹壁撤回反射评分(AWR评分):与正常组比较,模型组大鼠和假隔药灸组大鼠AWR评分在各个扩张压力刺激强度下均显著升高,其差异具有统计学意义(P<0.01);与模型组比较,隔药灸组大鼠在经过隔药灸治疗后AWR评分在各个扩张压力刺激强度下均明显降低,其差异具有统计学意义(P<0.01);与假隔药灸组比较,隔药灸组大鼠在隔药灸治疗后AWR评分在各个扩张压力刺激强度下均明显降低,其差异具有统计学意义(P<0.01)。  (2)机械性缩足反射阂值(MWT):与正常组比较,模型组和假隔药灸组大鼠MWT均显著下降,其差异具有统计学意义(P<0.05);与模型组比较,隔药灸组大鼠在经过隔药灸治疗后MWT显著升高,其差异具有统计学意义(P<0.05);与假隔药灸组比较,隔药灸组大鼠在经过隔药灸治疗后MWT显著升高,其差异具有统计学意义(P<0.05)。  (3)热缩足潜伏期(TWL):与正常组比较,模型组和假隔药灸组大鼠TWL均显著下降,其差异具有统计学意义(P<0.01);与模型组比较,隔药灸组大鼠在经过隔药灸治疗后TWL显著升高,其差异具有统计学意义(P<0.01);与假隔药灸组比较,隔药灸组大鼠在经过隔药灸治疗后TWL显著升高,其差异具有统计学意义(P<0.01)。  2.对痛情绪表现的影响:  (1)旷场实验(OFT):与正常组比较,模型组和假隔药灸组大鼠总路程(水平活动值)和直立次数(垂直活动值)均显著减少,其差异具有统计学意义(均P<0.01);与模型组比较,隔药灸组大鼠在经过隔药灸治疗后总路程(水平活动值)和直立次数(垂直活动值)均显著升高,其差异具有统计学意义(均P<0.01);与假隔药灸组比较,隔药灸组大鼠在经过隔药灸治疗后总路程(水平活动值)和直立次数(垂直活动值)均显著升高,其差异具有统计学意义(均P<0.01)。  (2)高架十字迷宫(EPM):与正常组比较,模型组和假隔药灸组大鼠OE%和OT%均显著降低,其差异具有统计学意义(均P<0.01);与模型组比较,隔药灸组大鼠在经过隔药灸治疗后OE%和OT%均显著升高,其差异具有统计学意义(均P<0.01);与假隔药灸组比较,隔药灸组大鼠在经过隔药灸治疗后OE%和OT%均显著升高,其差异具有统计学意义(均P<0.01)。  3.结肠病理学损伤评分比较:与正常组比较,模型组和假隔药灸组大鼠结肠黏膜组织损伤评分显著增高,其差异具有统计学意义(P<0.01);与模型组比较,隔药灸组大鼠在经过隔药灸治疗后评分显著降低,其差异具有统计学意义(P<0.01);与假隔药灸组相比,隔药灸组大鼠在经过隔药灸治疗后评分显著降低,其差异具有统计学意义(P<0.01)。  4.脊髓背角TRPV1、c-fos、SP表达:与正常组比较,模型组和假隔药灸组大鼠脊髓背角TRPV1、c-fos、SP表达均显著增高,其差异具有统计学意义(均P<0.01);与模型组比较,隔药灸组大鼠脊髓背角TRPV1、c-fos、SP表达均明显降低,其差异具有统计学意义(均P<0.01);与假隔药灸组比较,隔药灸组大鼠脊髓背角TRPV1、c-fos、SP表达均明显降低,其差异具有统计学意义(均P<0.01)。  5.大鼠脊髓MAPK通路蛋白芯片检测结果:  (1)与正常组相比,模型组蛋白磷酸化水平上调的蛋白有34个,下调的蛋白有7个;与模型组相比,隔药灸组蛋白磷酸化水平上调的蛋白有12个,下调的蛋白有30个。  (2)慢性炎性内脏痛模型大鼠MAPK信号通路蛋白磷酸化水平较正常组呈上调趋势,提示MAPK信号通路激活;隔药灸组大鼠治疗后MAPK信号通路蛋白磷酸化水平与模型组相比呈下调趋势,提示MAPK信号通路受到抑制。  (3)共有51个磷酸化位点、30个蛋白在模型组磷酸化水平上调,经隔药灸治疗后磷酸化水平下调。差异蛋白主要涉及11个生物医学功能,主要在细胞代谢过程、细胞运动转运过程、生物调节、细胞组织发育发展过程、细胞凋亡过程、应激反应、细胞组织的组成或合、免疫系统应答过程、生物粘附、细胞生长及增殖繁殖和多细胞生物过程。  (4)在MAPK信号通路中,模型组较正常组蛋白位点磷酸化水平上调,隔药灸组较模型组磷酸化水平下调的蛋白位点共有14个,包括ERK/MAPK通路:MEK1、Tau、STMN1、CREB、ELK-1、c-Myc; JNK/MAPK通路:MKK4、c-JUN、JunD、ELK-1;P38MAPK通路:ASK1、MKK3、p53、CREB。以上调≥1.3倍、下调≤0.88倍作为显著差异标准,显著差异蛋白共有8个,包括ERK/MAPK通路:MEK1、Tau、STMN1、CREB、c-Myc; JNK/MAPK通路:c-JUN、JunD; P38 MAPK通路:p53、CREB。  (5)差异蛋白验证:与正常组比较,模型组大鼠脊髓pCREB、p-cJUN、p-p53表达均明显增高,其差异具有统计学意义(均P<0.01);与模型组比较,隔药灸组大鼠脊髓pCREB、p-cJUN、p-p53表达均明显降低,其差异具有统计学意义(P<0.01,P<0.05,P<0.05)。  6.隔药灸对ERK/MAPK通路关键蛋白及mRNA表达的影响:  (1)与正常组比较,模型组、假隔药灸组和DMSO溶媒对照组大鼠脊髓pMEK1、pERK1/2、pCREB蛋白表达明显增高,其差异具有统计学意义(P<0.01,P<0.05,P<0.01);与模型组比较,隔药灸组和MEK阻断剂组大鼠干预后脊髓pMEK1、pERK1/2、pCREB蛋白表达明显降低,其差异具有统计学意义(P<0.01,P<0.05,P<0.01);与假隔药灸组比较,隔药灸组和MEK阻断剂组大鼠干预后脊髓pMEK1、pERK1/2、pCREB蛋白表达明显降低,其差异具有统计学意义(P<0.01,P<0.05,P<0.01);与DMSO溶媒对照组比较,隔药灸组和MEK阻断剂组大鼠干预后脊髓pMEK1、pERK1/2、pCREB蛋白表达明显降低,其差异具有统计学意义(P<0.01,P<0.05,P<0.01)。  (2)与正常组比较,模型组、假隔药灸组和DMSO溶媒对照组大鼠脊髓MEKmRNA、ERK mRNA、CREB mRNA表达明显增高,其差异具有统计学意义(均P<0.01);与模型组比较,隔药灸组和MEK阻断剂组大鼠干预后脊髓MEK mRNA、ERK mRNA、CREB mRNA表达明显降低,其差异具有统计学意义(均P<0.01);与假隔药灸组比较,隔药灸组和MEK阻断剂组大鼠干预后脊髓MEK mRNA、ERK mRNA、CREB mRNA表达明显降低,其差异具有统计学意义(均P<0.01);与DMSO溶媒对照组比较,隔药灸组和MEK阻断剂组大鼠干预后脊髓MEK mRNA、ERK mRNA、CREB mRNA表达明显降低,其差异具有统计学意义(均P<0.01)。  结论:  1.隔药灸对慢性炎性内脏痛大鼠痛行为和痛情绪均有改善作用,且能减轻慢性炎性内脏痛大鼠的肠道炎症,促进结肠组织损伤修复。  2.隔药灸能降低慢性炎性内脏痛大鼠脊髓背角TRPV1、c-fos、SP蛋白表达,提示隔药灸对慢性炎性内脏痛大鼠脊髓疼痛炎性介质具有一定的调节作用。  3.慢性炎性内脏痛模型大鼠脊髓MAPK信号通路激活,隔药灸治疗能使MAPK信号通路受到抑制。提示慢性炎性内脏痛的发生可能与脊髓MAPK通路激活有关,隔药灸能够改善慢性炎性内脏痛的疼痛表现可能与其对脊髓MAPK信号转导通路的抑制作用有关。慢性炎性内脏痛大鼠显著升高、隔药灸治疗后能显著下调的蛋白共有8个,包括ERK/MAPK通路:MEK1、Tau、STMN1、CREB、c-Myc; JNK/MAPK通路:c-JUN、JunD; P38 MAPK通路:p53、CREB。隔药灸能降低慢性炎性内脏痛大鼠脊髓异常增高的pCREB、p-cJUN、p-p53表达。  4.慢性炎性内脏痛的发生与ERK通路的激活及通路蛋白MEK1、ERK1/2和CREB磷酸化水平的提高有密切关系;隔药灸能显著下调异常升高的ERK通路蛋白MEK1、ERK1/2和CREB的磷酸化水平和MEK、ERK、CREBmRNA表达水平,提示隔药灸对慢性炎性内脏痛的镇痛作用与其抑制ERK通路的信号转导密切相关。
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