溫和灸皮膚神經性TRPV1啟動機制及對內臟痛的效應機制研究

鄭桂芝 李 晗 吳煥淦， 馬曉芃 方臻臻 馬 喆 周次利 施 征 劉慧榮，

(1 上海中醫藥大學附屬岳陽中西醫結合醫院，上海，200437； 2 上海中醫藥大學上海市針灸經絡研究所，上海，200030)

溫和灸皮膚神經性TRPV1啟動機制及對內臟痛的效應機制研究

鄭桂芝1李 晗1吳煥淦1，2馬曉芃2方臻臻1馬 喆1周次利2施 征2劉慧榮1，2

(1 上海中醫藥大學附屬岳陽中西醫結合醫院，上海，200437； 2 上海中醫藥大學上海市針灸經絡研究所，上海，200030)

目的：圍繞體表神經性瞬時電位感受器香草酸亞型1(Neuronal Transient Receptor Potential Vanilloid 1，nTRPV1)研究溫和灸皮膚啟動機制和對內臟痛模型的鎮痛效果。方法：野生型C57BL/6小鼠作為主要研究對象。于8周齡時予130 μg/mL硝基苯磺酸灌腸(Three Nitrobenzene Sulfonic Acid，TNBS)誘導慢性內臟痛模型小鼠。12周齡時，溫和灸組(Moxibustion，Mox)和假溫和灸組(Sham Mox)的小鼠足三里穴區接受溫和灸刺激，Mox的穴區皮膚溫度控制在(45±1)℃，而Sham Mox控制在(37±1)℃。借用腹部撤回反射評分(Abdominal Withdrawal Reflex，AWR)作為疼痛主要觀察指標。使用神經纖維素蛋白(Protein Gene Product 9.5，PGP9.5)和TRPV1免疫熒光雙標，觀察艾灸對于nTRPV1的影響。同時使用TRPV1阻斷劑——辣椒平(Capsazepine，CPZ)，分別以高、低劑量阻斷體表TRPV1，觀察Mox的鎮痛和體表nTRPV1的表達。另外，又分別使用坐骨神經結扎和樹脂毒素(Resiniferatoxin，RTX)阻斷皮下nTRPV1，研究Mox的鎮痛和體表nTRPV1表達。結果：相對于Sham Mox，Mox顯著改善了內臟痛模型小鼠的AWR評分(P<0.05)和促進nTRPV1的表達量增加。使用CPZ阻斷后，Mox未能引起AWR的改善，但低劑量的CPZ無法抑制Mox引起的nTRPV1的增多。而使用nTRPV1阻斷方式后，發現體表的nTRPV1顯著減少。Mox不能有效的發揮鎮痛效果，而且不能促進nTRPV1的增多。結論：溫和灸可能通過影響體表nTRPV1的方式，對內臟痛模型發揮相應的鎮痛效果，阻斷nTRPV1之后，溫和灸鎮痛效果消失。

溫和灸；內臟痛；體表神經性TRPV1；鎮痛；皮膚啟動機制

慢性內臟疼痛是炎癥性腸病和腸易激綜合征患者的臨床常見癥狀。與軀體痛研究相比，內臟痛覺的研究還處于初級階段，各方面機制尚不明確[1]。針對內臟痛的治療，全世界學者嘗試探索各種方式來治療此病，我們課題組前期研究證明了艾灸對內臟痛存在調整作用[1-2]。

一般認為，艾灸通過刺激體表相應腧穴，通過一系列的神經、血液等通路，對相應靶器官發揮調整。所以，艾灸通過影響腧穴位置皮膚組織，進而將此刺激信號傳入體內，是艾灸發揮作用的首要途徑[5]。圍繞艾灸對皮膚如何產生影響，產生何種影響的研究，稱之為艾灸皮膚啟動機制。

人體體表的瞬時感受器電位家族(Transient Receptor Potential，TRP)主要扮演著感受外界的不同溫度的角色，研究發現TRP受體不同亞型可被不同溫度激活，如TRPV1≥43 ℃，TRPV2≥52 ℃，TRPV3≥33 ℃，TRPV4≥27 ℃。巧合的是，朱璉在1954年提出溫和灸時，就強調溫和灸對機體的刺激溫度為42～43 ℃[3]。結合TRPV1特異性的激活溫度，學術界開展很多圍繞溫和灸和體表TRPV1的研究[4-6]，發現艾灸激活TRPV1后，對靶器官存在良性調整作用，而阻斷體表的TRPV1后作用消失[7]。

體表TRPV1主要分成神經性TRPV1(Neuronal TRPV1，nTRPV1)和非神經性TRPV1(Non Neuronal TRPV1，nnTRPV1)[8]。研究認為nTRPV1被激活后，促進細胞外Ca2+的內流，可以直接作用于神經末梢，引起神經電沖動，而非non-neuronal trpv1可能更多參與體表各種皮膚疾病的形成[9]。另有研究發現，使用坐骨神經結扎(Sciatic Nerve Ligation，SNL)和皮下樹脂毒素(Resiniferatoxin，RTX)注射，可有效抑制nTRPV1的表達[10]。

本研究假設溫和灸刺激皮膚足三里穴區激活nTRPV1，進而對內臟痛模型小鼠發揮鎮痛作用。

1 材料與方法

1.1 實驗動物 7周齡野生型C57BL/6小鼠(購于上海斯萊科實驗動物公司)，飼養于上海中醫藥大學動物實驗中心(溫度21±1 ℃，濕度50%～70%，12 on/12 off光照循環)。小鼠購入后置于動物房適應環境1周后開始實驗。

1.2 主要試劑與儀器 清艾條(0.5 cm×10 cm，南陽艾條廠)、三硝基苯磺酸(Three nitrobenzene sulfonic acid，TNBS，美國Sigma公司)、戊巴比妥鈉(德國Merck公司)、神經纖維絲蛋白抗體(Protein gene product 9.5，PGP9.5，美國Abcam公司)、TRPV1抗體(美國Abcam公司)、辣椒平(Capsazepine，CAP，加拿大J&K公司)、吐溫-80(美國Sigma公司)、RTX(上海江萊生物科技有限公司)、紅外熱成像儀(日本NEC公司)。

1.3 實驗分組 本項實驗一共分成3個部分：實驗一研究艾灸體表溫度控制在(45±1)℃和(37±1)℃溫和灸鎮痛效果；實驗二使用高、低兩個劑量的CPZ干預后，觀察(45±1)℃溫和灸鎮痛效果；實驗三使用SNL和RTX干預后，觀察(45±1)℃溫和灸鎮痛效果。

實驗一：一共分成4組，即空白組(Control)、模型組(Model)、(45±1)℃溫和灸組(Mox)和(37±1)℃溫和灸組(Sham Mox)。

實驗二：一共分成5組，即Model組、Mox組、低劑量CPZ(LCPZ)組、LCPZ+Mox組、高劑量CPZ(HCPZ)組、HCPZ+Mox組。

實驗三：一共分成5組，即Model組、Mox組、RTX組、RTX+Mox組、SNL組、SNL+Mox組。

1.4 模型制備 造模藥物配置方案：130 μgTNBS：5%的TNBS原液0.1 mL與30%乙醇38.5 mL混合。

于小鼠8周齡開始造模，實驗前小鼠禁食12 h。使用0.5%戊巴比妥鈉經腹腔注射后，小鼠完全麻醉后，使用嬰兒棉簽蘸取少量液體石蠟以潤滑、擴張腸道，抽取0.1 mL配置好的TNBS，使用小鼠灌胃針經肛門插入3 cm，緩慢注入TNBS藥物(如果有藥物溢出，重新吸取益處藥物，再次緩慢注入)，小鼠于注藥后，倒置10 min，防止藥物溢出[11]。小鼠造模4周，于12周齡時開始艾灸干預。

1.5 艾灸干預 待小鼠12周齡時，將清醒狀態的小鼠固定于特殊固定器，使用紅外熱成像儀測溫，將測溫點定位于小鼠雙腿足三里穴區。點燃艾條后，對準足三里穴區行溫和灸。10 min/d，連續7 d。見圖1。其中Mox組的測溫點溫度控制在(45±1)℃，Sham Mox組的測溫點溫度控制在(37±1)℃，整個測溫過程中，根據紅外熱像成像儀特有屬性(溫度不同、色帶不同)，以保證足三里穴區的溫度，是小鼠體表溫度最高點。

1.6 辣椒平注射 本實驗使用50%的二甲亞礬生理鹽水溶液作為有效溶劑，配置0.4 mg/mL和4 mg/mL的不同劑量的CPZ藥物，每次溫和灸干預前30 min給予穴區注射，單次注射100 μL的量[12-13]。

1.7 坐骨神經結扎 于10周齡入組小鼠進行雙下肢坐骨神經選擇性結扎，用0.5%戊巴比妥鈉腹腔麻醉，下肢剃毛，碘伏消毒，暴露腘窩坐骨神經，用7-0尼龍線進行結扎坐骨神經，逐層縫合肌肉皮膚，小鼠臀部注射20萬U的青霉素以防止感染，每天給予傷口碘酒消毒[14]。

1.8 樹脂毒素注射 RTX溶于96%無水乙醇的溶液，濃度為3 μg/mL、7 μg/mL、10 μg/mL。小鼠給藥劑量為30、70、100 μg/kg皮下注射，皮下連續注射3 d。對于10周齡入組小鼠，用0.5%戊巴比妥鈉麻醉，下肢剃毛，再用50 μL注射器，1 μL/g/只劑量從低濃度到高濃度連續注射3 d RTX溶液[14]。

1.9 腹部撤回反射評分 小鼠內臟痛的評估方式，采用腹部撤回反射評分(Abdominal Withdrawal Reflex，AWR)，于艾灸前1 d和艾灸結束后1 d進行評分。見圖1。

圖1 實驗流程圖

注：整個治療周期一共9 d，第1、9天行AWR評估，第2～8天進行艾灸干預。

在清醒狀態下，用布袋包裹小鼠上半身，用嬰兒棉簽蘸取少量液體石蠟，以潤滑、擴張小鼠直腸，插入特制氣囊。使用醫用膠布包裹送氣管道和鼠尾，并置于金屬網格平面上，用8 cm×3 cm×4 cm的透明長方體作為密閉器固定住小鼠。小鼠于插入氣囊后靜置30 min后，用血壓計連接三通管，用5 mL注射器向氣囊注入空氣，行直腸擴張，判定AWR評分。

分別給于15 mmHg、30 mmHg、45 mmHg、60 mmHg 4個不同壓力等級的結直腸擴張刺激。單次擴張時間20 s，間隔30 s，4個梯度擴張完成后，小鼠休息5 min進行下一輪不同等級的直腸擴張，一共重復3次，取3次平均值作為最終評分值。

1.10 結腸組織病理學觀察 將4%多聚甲醛溶液固定的實驗一的小鼠結腸樣本，經脫水、透明、透蠟，石蠟包埋，常規切片后進行HE染色，光鏡下觀察結腸組織病理學變化，以判斷造模對腸道組織的影響。

1.11 皮膚組織免疫熒光觀察 為了研究nTRPV1，使用PGP9.5特異性的標記皮膚神經末梢纖維組織，與TRPV1進行免疫熒光雙標，雙標區域即為nTRPV1的所在位置。小鼠處死后，摘取足三里穴區皮膚組織，直接液氮快速冷凍，皮膚凍存于-80 ℃冰箱。采用石蠟切片的方式，制成皮膚切片。經烤片、脫蠟、水化、抗原修復、一抗孵育、二抗孵育、封片和拍照。

1.12 統計學方法 本實驗所有數據采用均數±標準差(mean±SD)描述。AWR分析使用單因素方差分析，當方差齊性時，使用LSD檢驗，方差不齊時采用Dunnett′s T3檢驗。SPSS 20.0(IBM，US)為主要統計軟件，當P<0.05認為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 腸道組織的病理學觀察 8周齡小鼠接受TNBS造模，待12周后，予溫和灸干預，發現Model和Control均表現為正常的腸道組織，腺體結構完整、無炎性物質滲出、無膿腫、無炎性反應細胞浸潤。同時Mox和Sham Mox存在相同的表現。見圖2。說明TNBS成功誘導腸道炎性反應后誘發的內臟痛模型，腸道組織無黏膜損傷。

圖2 腸道組織病理切片

注：Control：空白組；Model：模型組；Mox：溫度控制在(45±1)℃的溫和灸；Sham Mox：溫度控制在(37±1)℃的溫和灸。

2.2 Mox和Sham Mox對內臟痛及皮下nTRPV1的影響 TNBS誘導的慢性內臟痛小鼠，Model組的AWR比Control組明顯增高(P<0.05)。同時，使用Mox和Sham Mox干預后，小鼠AWR評分顯著下降，其中Mox組對AWR的改善更明顯。見圖3。突出了Mox對內臟痛的改善效果。對各組足三里穴區皮膚nTRPV1進行免疫熒光分析，Mox組明顯增多了nTRPV的表達，而Sham Mox卻沒有增多。見圖4。說明超過TRPV1激活溫度的刺激后，可以促進nTRPV1的表達。

2.3 高、低濃度CPZ阻斷后，Mox對內臟痛和皮下nTRPV1的影響 使用高、低不同濃度的CPZ干預后，發現Mox不能改善小鼠AWR評分，說明在阻斷體表TRPV1之后，Mox對小鼠的鎮痛效果消失，提示Mox可能通過激活TRPV1后抑制內臟痛。見圖5。值得注意的是，nTRPV1免疫熒光分析，LCPZ+Mox依然可以促進nTRPV1的表達，但是HCPZ+Mox的nTRPV1沒有變化。說明低濃度CPZ尚不能抑制Mox對nTRPV1的影響。見圖6。

圖3 實驗一AWR評分

注：Control：空白組；Model：模型組；Mox：溫度控制在(45±1)℃的溫和灸；Sham Mox：溫度控制在(37±1)℃的溫和灸。#：P<0.05、##：P<0.01 v.s.Control；*：P<0.05、**：P<0.01 v.s.Model。

圖4 實驗一皮膚免疫熒光

注：Control：空白組；Model：模型組；Mox：溫度控制在(45±1)℃的溫和灸；Sham Mox：溫度控制在(37±1)℃的溫和灸。

圖5 實驗二AWR評分

注：Model：模型組；Mox：溫度控制在(45±1)℃的溫和灸；LCPZ：0.4 mg/mL辣椒平；HCPZ：4 mg/mL辣椒平。

2.4 SNI和RTX干預后，Mox對內臟痛和皮下nTRPV1的影響 使用SNI和RTX干預后，發現Mox亦不能改善內臟痛模型的疼痛水平。見圖7。SNI和RTX均可以明顯抑制nTRPV1的表達，而且Mox不能促進其表達。見圖8。說明在SNI和RTX抑制了皮下nTRPV1的表達，Mox不能發揮鎮痛作用。而且Mox也不能促進nTRPV1的表達，提示Mox可能通過激活nTRPV1，進而發揮鎮痛效果。

圖6 實驗二皮膚免疫熒光

注：Model：模型組；Mox：溫度控制在(45±1)℃的溫和灸；LCPZ：0.4 mg/mL辣椒平；HCPZ：4 mg/mL辣椒平。

圖7 實驗三AWR評分

注：Model：模型組；Mox：溫度控制在(45±1)℃的溫和灸；RTX：樹脂毒素；SNL：坐骨神經結扎。

3 討論

本項研究發現Mox可以有效對內臟痛模型小鼠發揮鎮痛效果，內臟痛評分AWR值明顯降低，同時可以促進皮下nTRPV1的表達。使用CPZ阻斷皮膚TRPV1，發現Mox不能發揮鎮痛作用，同時CPZ有效的阻斷了Mox引起的nTRPV1的增多。在此基礎上，根據體表TRPV1分成nTRPV1和nnTRPV1，通過上述研究發現nTRPV1在Mox皮膚啟動機制中扮演更重要的作用，Mox通過刺激神經末梢的nTRPV1，激發神經電緊張，影響神經中樞，從而發揮鎮痛作用。所以采用特異性阻斷nTRPV1的方式——SNI和RTX，雙重觀察Mox對nTRPV1的影響，結果發現Mox沒有鎮痛效果且nTRPV1并未增多。

圖8 實驗三皮膚免疫熒光

注：Model：模型組；Mox：溫度控制在(45±1)℃的溫和灸；RTX：樹脂毒素；SNL：坐骨神經結扎。

過去學術界使用TRPV1激動劑，觀察TRPV1激活之后，對疼痛的調整效果[15-16]。TRPV1激活之后，鈣離子大量內流，引起一系列細胞內信號通路激活，細胞膜滲透壓增高，囊內TRPV1激活，線粒體腫脹，進而引起神經細胞感覺功能喪失和脫敏[17]。故認為大于43 ℃溫和灸也可能通過此機制調整內臟痛，此溫度是TRPV1特有的激活溫度。在本項研究中，我們使用紅外熱像儀將溫度控制在(45±1)℃的溫和灸為主要干預手段，(37±1)℃溫和灸作為對照，以突出激活TRPV1后特有的鎮痛表現，結果發現Mox確實存在鎮痛效果。

過去圍繞艾灸皮膚啟動機制的研究，都認為艾灸后可以引起體表TRPV1的增多。王玲玲等用溫和灸對高脂血癥的調整效果，比較了38 ℃和45 ℃的溫和灸，發現45 ℃在降低三酰甘油和膽固醇方面優于38 ℃灸，從而可以降低動脈粥樣硬化形成的風險，并發現45 ℃可以促進TRPV1的表達含量增高[18]，在此基礎上使用CPZ可以有效阻斷艾灸引起的降脂效果[19]。張承瞬在軀體疼痛模型上也發現了艾灸對TRPV1的促進作用，認為艾灸通過激活TRPV1，而發揮鎮痛作用[20]。所以在我們的研究中使用CPZ阻斷體表TRPV1，發現艾灸的鎮痛效果消失。

結合已有的研究結果，我們認為可能艾灸的穴區啟動機制和nTRPV1聯系更為緊密，通過激活nTRPV1，直接可以影響神經中樞。所以我們在實驗二的基礎上又設計實驗三。研究發現，特異性的阻斷nTRPV1后，Mox的鎮痛效果消失。同時Mox可引起nTRPV1增多，Sham Mox沒有促進其表達。使用CPZ阻斷TRPV1，Mox鎮痛效果消失，但是LCPZ+Mox依然促進了nTRPV1的增多，可能CPZ的濃度太低，無法抑制Mox促進nTRPV1的表達。針對nTRPV1，使用特異性的阻斷方式，均發現降低了nTRPV1的表達，而且Mox不能促進其表達。

本項研究初步探索了艾灸和nTRPV1的關系，認為可能艾灸通過激活nTRPV1，影響中樞系統，調整內臟疼痛。但是依然存在一些問題需要改進。首先針對和腸道內臟痛聯系較為緊密的低位中樞，我們今后將納入更多的觀察指標，證明Mox鎮痛分子機制。其次，現有的檢測nTRPV1的手段，可以采用同位素特異性的標記進行定量分析，但是本課題組缺乏開展同位素研究資質，且相關單位也不提供技術支持，導致只能使用免疫熒光的方式，標記nTRPV1做定性分析[21]。最后，艾灸通過激活nTRPV1，影響中樞神經系統，其具體通路如何，需要深入的探索。

綜上所述，本項研究初步探明超過TRPV1激活溫度的溫和灸，促進皮下nTRPV1的表達，對內臟痛模型小鼠發揮有效的鎮痛作用。然而，當TRPV1阻斷或是nTRPV1抑制后，溫和灸的鎮痛效果被明顯抑制。說明溫和灸通過激活nTRPV1的方式，影響中樞神經系統，對內臟痛發生調整效果。

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(2016-12-07收稿 責任編輯：洪志強)

Effect of Warm Moxibustion on Cutaneous Neuronal TRPV1 and Visceral Pain

Zheng Guizhi1，Li Han1，Wu Huangan2，Ma Xiaopeng1, Fang Zhenzhen1，Ma Zhe1，Zhou Cili2，Shi Zheng2,Liu Huirong1

(1YueyangHospitalofIntegratedTraditionalChineseandWesternMedicine,ShanghaiUniversityofTraditionalChineseMedicine,Shanghai201203,China; 2ShanghaiResearchInstituteofAcupunctureandMeridian,ShanghaiUniversityofTraditionalChineseMedicine,Shanghai200030,China)

Objective:To study the relationship between the cutaneous starting mechanism and the analgesia effect of warm moxibustion on visceral pain by the cutaneous neuronal transient receptor potential vanilloid 1 (nTRPV1). Methods:SPF wild type C57BL/6 mouse were involved in this study. At the week 8, the visceral pain was modeled by 130 μg/mL TNBS injected into the colon in SPF C57BL/6 wild type mice. During the week 12, mice in the Mox group and Sham Mox group received warm moxibustion on ST-36. The cutaneous temperature was controlled around (45±1)℃ in the Mox group while (37±1)℃ in the Sham Mox group. The analgesia effect of moxibustion was assessed by Abdominal withdrawal reflex (AWR). And nTRPV1 in the cutaneous were observed by immunofluorescence which was marked with protein gene product 9.5 (PGP9.5) and TRPV1. Low and high volume capsazepine (CPZ) inhibiting cutaneous TRPV1 activity were involved to observe the changes of analgesia effect and the nTRPV1 expression. Furthermore, sciatic nerve ligation (SNL) and resiniferatoxin (RTX) inhibiting nTRPV1 activity were used to study the differences of analgesia and nTRPV1 expression respectively. Results:Comparing with Sham Mox, Mox significantly reduced the AWR score in the visceral pain mice (P<0.05), and increased the expressions of nTRPV1. After CPZ being involved, the analgesia effect of Mox was inhibited, but low volume CPZ was not able to inhibit the promotion of nTRPV1 by moxibustion. Both SNI and RTX involved were able to inhibit the analgesia and the nTRPV1 of moxibustion. Conclusion:Warm moxibustion is able to improve the pain level of visceral pain which may be mediated by the cutaneous nTRPV1. After blocked the TRPV1 in the skin, the analgesia of warm moxibustion disappeared.

Warm moxibustion; Visceral pain; Cutaneous neuronal TRPV1; Analgesia; The starting mechanism of the skin

國家重點基礎研究發展計劃(“973”計劃)項目(編號：2015CB554501；2009CB522900)；國家自然科學基金項目(編號：81574081)；上海市重點學科資助項目(編號：S30304-A9、S30304-A13)

吳煥淦(1956—)，男,漢族，浙江仙居人，上海中醫藥大學上海市針灸經絡研究所，首席教授，博士研究生導師，主要從事針灸作用的臨床與基礎研究，E-mail：wuhuangan@126.com；劉慧榮(1976—)，女，河北省容城縣人，漢族，2004年上海中醫藥大學畢業，博士研究生導師，研究員，主要從事針灸治療胃腸疾病的臨床和基礎研究

R245

A

10.3969/j.issn.1673-7202.2016.12.002