王述菊 馬 駿 孫國杰 沈 峰 李 熙 萬博鵬
(湖北中醫藥大學,湖北 武漢 430065)
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艾灸對阿爾茨海默病模型大鼠海馬形態學的影響
王述菊 馬 駿 孫國杰 沈 峰 李 熙 萬博鵬
(湖北中醫藥大學,湖北 武漢 430065)
目的 探討艾灸治療對阿爾茨海默(AD)模型大鼠海馬組織形態學的影響。方法 健康雄性15個月齡SD大鼠40只,隨機分為正常組、假手術組、模型組、艾灸組,每組10只。采用雙側海馬一次性注射聚集態β淀粉樣蛋白(Aβ)25~35制備AD大鼠模型,造模完成后第 2天開始進行艾灸治療,在大鼠“腎俞”、“足三里”、“百會”上方2~3 cm處溫和灸。每日治療1次,每穴艾灸5 min,6 d為1療程,休息1 d后繼續下1個療程,共治療3個療程。HE 染色及透射電鏡觀察大鼠海馬CA1區神經細胞結構的形態學變化。結果 HE 染色觀察結果顯示,模型組大鼠海馬CA1區神經細胞數量較正常組和假手術組明顯減少,神經細胞受損缺失,細胞核固縮。運用艾灸治療后,大鼠海馬CA1區神經細胞核固縮現象明顯改善,形態較規則,排列較整齊。透射電鏡觀察結果顯示,Aβ在大鼠腦內能引起海馬CA1區神經細胞的退行性改變,神經元體積縮小,形態不規則,線粒體腫脹,基質清淡、有空泡,數目減少,還可見到線粒體嵴呈畸形樣改變,內質網擴張,脂褐素沉積增多。運用艾灸治療后,大鼠海馬CA1區神經細胞水腫明顯減輕,內質網擴張明顯改善,線粒體腫脹明顯減輕。結論 艾灸治療可促進神經細胞的修復,艾灸對AD模型大鼠海馬神經細胞的退行性改變有明顯改善作用。
阿爾茨海默?。籄β25~35;艾灸;海馬;形態學
阿爾茨海默病(AD)臨床上主要表現為記憶能力、判斷能力、學習能力、思維能力、認知能力以及行動能力、生活自理能力普遍下降,給患者生活質量和家庭生活都帶來了困擾。AD 的主要病理特征是神經元的選擇性丟失及因超磷酸化Tau蛋白和β淀粉樣蛋白(Aβ)在神經元內外的異常積聚而分別形成的神經元纖維纏結(NFT)和老年斑(SP),Aβ沉積是AD發病的主要致病因素〔1,2〕。本實驗采用雙側海馬一次性注射聚集態Aβ25~35制備AD大鼠模型,運用艾條溫和灸“腎俞”、“足三里”、“百會”進行治療,HE 染色及透射電鏡觀察艾灸治療對大鼠海馬CA1區神經細胞的形態學變化。
1.1 實驗動物及分組 健康雄性15個月齡SD大鼠40只,體重350~450 g,由華中科技大學同濟醫學院實驗動物中心提供〔合格證:SCXK(鄂)2010-0009〕。先進行Y型水迷宮篩選〔3〕,淘汰反應過于遲鈍或特別敏感的大鼠,將合格大鼠隨機分為正常組、假手術組、模型組、艾灸組,每組10只。
1.2 主要儀器及試劑 ES-2100S電子天平(長沙湘平科技發展有限公司),Y型水迷宮(中國醫學科學院藥物所),DW-5腦立體定位儀(成都泰盟科技有限公司),臺式牙鉆機(成都康發醫療器械有限公司),Sartorius分析天平(北京賽多利斯天平有限公司),5 μl微量進樣器(上海安亭微量進樣器廠),TB-718E 型生物組織自動包埋機(湖北泰維醫療科技有限公司),輪轉式石蠟切片機(德國Leitz公司),日產 Olympus 光學顯微鏡,LEICA ULTRACUTUCT超薄切片機(德國),FEI Tecnai G212透射電鏡(荷蘭),Aβ25~35(美國sigma公司),1%鋨酸、2.5%戊二醛(國藥集團化學試劑有限公司)。
1.3 造模方法 先進行Aβ25~35孵育,將Aβ25~35用無菌生理鹽水稀釋成5 μg/μl,密封后放在 37℃培養箱中孵育1 w,老化成具有毒性的聚集狀態,然后放在4℃冰箱中保存備用。
AD大鼠模型制備采用腦立體定位儀下給予雙側海馬一次性注射聚集態Aβ25~35〔4〕。大鼠用10%水合氯醛(40 mg/100 g體重)腹腔注射進行麻醉,前后囟保持在同一水平將鼠頭固定在腦立體定位儀上,消毒后剪開頭皮,定位海馬區〔5,6〕(前囟后3.5 mm,中線旁開2.0 mm,硬腦膜下2.7 mm),左右兩側海馬區定位完成后,用臺式牙鉆機在此鉆一直徑1 mm的小孔,微量進樣器垂直插入,每側緩慢注射Aβ25~35聚集液1 μl,為了使Aβ25~35聚集液充分浸潤局部組織,注射完畢后留針5 min再緩慢拔針。完成后馬上縫合頭皮,術后每天肌肉注射青霉素10萬U/只,連續注射5 d。
1.4 各組處理方法 ①艾灸組:造模完成后第2天開始進行艾條溫和灸治療。穴位選取參照華興邦等制定的《大鼠穴位圖譜的研制》〔7〕,采用自制的直徑約8 mm艾條,在大鼠“腎俞”、“足三里”、“百會”穴上方2~3 cm處溫和灸?!澳I俞”位于第2腰椎下兩旁,“足三里”位于膝關節后外側,腓骨小頭下約5 mm處,“百會”位于頂骨正中?!澳I俞”、“足三里”穴左右隔日交替使用。每日艾條溫和灸治療1次,每穴艾灸5 min,6 d為1個療程,休息1 d后繼續下1個療程,共治療3個療程。②模型組:按照前述造模方法制備AD大鼠模型,造模完成后大鼠每日與艾灸組大鼠相同時間相同方法進行抓取、固定,但不進行艾條溫和灸治療。③假手術組:腦立體定位儀下雙側海馬區注射等量生理鹽水,其他操作同模型組。④正常組:同步喂養,不做任何處理。
1.5 標本采集與檢測
1.5.1 HE 染色觀察 行為學檢測完成后第 2 天,隨機在每組取4只大鼠進行HE染色觀察。大鼠用10%水合氯醛按照40 mg/100 g體重進行腹腔注射麻醉,先用0.9%生理鹽水迅速灌注,再用4%多聚甲醛灌注固定。斷頭快速取腦組織,在視交叉平面前后4 mm處將腦組織冠狀面切開,留取中間部分放置于4%多聚甲醛磷酸緩沖液中固定過夜。將固定后的腦組織常規上行脫水、二甲苯透明后進行石蠟包埋,蠟塊連續冠狀切片,進行 HE 染色。
1.5.2 透射電鏡觀察 行為學檢測完成后第 2 天,隨機在每組取4只大鼠用10%水合氯醛按照40 mg/100 g體重進行腹腔注射麻醉,先用0.9%生理鹽水快速灌注,再用2.5%戊二醛磷酸緩沖液灌注固定,斷頭快速取腦組織,然后分離出海馬組織。2.5%戊二醛固定,磷酸緩沖液清洗,1%鋨酸后固定,丙酮脫水,環氧丙烷浸透,環氧樹脂包埋,聚合后超薄切片機切片,透射電鏡觀察并攝片記錄。
正常組和假手術組大鼠海馬CA1區神經細胞形態完整,排列整齊。模型組大鼠海馬CA1區神經細胞數量較正常組和假手術組明顯減少,神經細胞受損缺失,細胞核固縮,核仁欠清晰。艾灸組大鼠海馬CA1區神經細胞核固縮現象明顯改善,形態較規則,排列較整齊,見圖1。
透射電鏡觀察結果顯示:正常組和假手術組大鼠海馬CA1區神經細胞形態完整,結構清楚,排列整齊。模型組大鼠海馬CA1區神經元體積縮小,形態不規則,線粒體腫脹,基質清淡、有空泡,數目減少,還可見到線粒體嵴呈畸形樣改變,內質網擴張,脂褐素沉積增多。艾灸組大鼠海馬CA1區神經細胞水腫明顯減輕,內質網擴張及線粒體腫脹明顯改善,高爾基體、線粒體、核糖體數目較模型組明顯增多,見圖2。

圖1 各組大鼠海馬CA1區HE 染色觀察圖(HE,×200)

圖2 各組大鼠海馬CA1區透射電鏡觀察圖(標尺=0.5 μm)
中醫學認為,AD的病位在腦,其病理性質為本虛標實〔8~10〕。本虛主要在于腎精虧虛,髓海不足,腎精虧虛是老年性癡呆的發病根本,老年性癡呆的發生與髓海不足有密切關系,而《素問·逆調論》中的“腎不生,則髓不能滿”說明了髓海不足的根源在于腎虛不生。其標實在于痰濁、瘀血蒙蔽腦竅,痹阻腦絡,且與五臟都有著重要關系。人體臟腑功能失調,氣血津液運行失常,體內的痰濁、瘀血日久化為濁毒,濁毒損傷脈絡可致腦竅失養、神機不明而發為癡呆〔11〕。何珊等〔12〕運用臟腑辨證中的五臟理論概括AD的中醫病機,認為腎虛髓減是癡呆發病的重要因素,肝腎陰虛,脾腎不足,心脾氣血兩虛均可致痰濁、濕氣、瘀血、郁火阻滯腦絡,閉塞腦竅而發癡呆,亦可從肺論治,若肺氣宣發肅降、通調水道不利,則難免產生痰濁、瘀血而發病。西醫學認為,AD典型的病理改變是Aβ淀粉沉積物和SP的形成以及細胞內NFT和神經元細胞數目減少、神經膠質細胞的炎性改變〔13〕。Aβ的聚集引起了神經細胞的功能紊亂和死亡,最終導致癡呆〔14〕。Aβ纖維沉積的危害,主要表現在以下幾個方面〔15〕:①Aβ能夠通過線粒體途徑,導致線粒體內過氧化環境的產生,加重了細胞器的損傷,從而引起細胞凋亡;②Aβ可能參與了炎癥反應,起到了炎性介質的作用,Aβ的累積促成了AD患者病灶處炎性反應的強度,同時激發NFT的形成。
海馬是中樞神經系統中參與學習和記憶貯存的重要器官,與學習記憶認知活動密切相關〔16,17〕。研究發現AD 患者的海馬體積出現明顯的萎縮,海馬的體積和徑線長度都相比正常人有所減小〔18〕。實驗研究〔19,20〕將Aβ25~35聚集液一次性注入大鼠雙側海馬造模后,AD 大鼠出現了學習記憶功能障礙,證實了作為學習記憶重要結構的海馬組織遭到破壞。針灸因其適應證廣泛、操作運用簡單、安全無毒副作用等優點,引起醫學界的高度關注,針灸在臨床上治療AD療效亦得到充分肯定。艾灸法以其藥物作用和溫熱刺激,可溫經通絡、活血化瘀,軟堅散結、溫腎健脾,益氣補陽、回陽固脫,扶正祛邪,對慢性病及經絡痹阻、陽氣虛寒者尤為適宜。本實驗選用“腎俞”、“足三里”、“百會”艾條溫和灸治療。腎精虧虛為AD發病之本,腎俞是腎臟精氣輸注于背部的重要腧穴,為腎之背俞穴,艾灸腎俞有調理臟腑,補益腎精之功。痰濁瘀血痹阻是AD發病之標,而痰濁、瘀血的產生與脾胃運化失常有關。脾胃乃后天之本,氣血生化之源,有腐熟水谷,運化水濕之功。足三里是胃腑下合穴,艾灸足三里可健脾和胃,補益氣血,脾胃健運則可蠲化痰濁,疏散瘀血。百會位于巔頂,是督脈重要腧穴,而督脈與腦、腎有密切關系,艾灸百會是近治作用選穴,具有益腎補腦,調督醒神之功。
本實驗結果表明艾灸治療可促進神經細胞的修復,艾灸對AD模型大鼠海馬神經細胞的退行性改變有明顯改善作用。
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〔2015-05-22修回〕
(編輯 苑云杰/曹夢園)
湖北省教育廳科學技術研究項目(Q20101803);武漢市科技局青年科技晨光計劃項目(201150431126)
馬 駿(1964-),女,教授,醫學博士,主要從事針灸防治腦病及神經系統疾病的研究。
王述菊(1977-),女,副教授,醫學博士,主要從事針灸防治腦病及神經系統疾病的研究。
R245
A
1005-9202(2016)20-4993-03;
10.3969/j.issn.1005-9202.2016.20.022