電針對坐骨神經損傷大鼠腦源性神經營養因子的影響

葉曉春，邵水金，國海東，韓小晶，劉玉璞，陸萍萍

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電針對坐骨神經損傷大鼠腦源性神經營養因子的影響

葉曉春，邵水金，國海東，韓小晶，劉玉璞，陸萍萍

上海中醫藥大學基礎醫學院，上海 201203

目的 觀察電針對坐骨神經損傷（SNI）大鼠腦源性神經營養因子（BDNF）的影響，探討其治療SNI的生物學機制。方法 選取成年雄性Wistar大鼠50只，分離并切斷大鼠坐骨神經后于體式顯微鏡下將兩側斷端拉入神經再生室內造模。大鼠隨機分為正常組、假手術組、模型組和電針組。電針組進行電針治療，連續28 d。治療結束后，HE染色觀察神經再生，免疫熒光檢測神經組織和脊髓BDNF的表達，ELISA檢測血清BDNF的表達。結果 電針組軸突再生數量明顯多于模型組，且大體輪廓較清晰；與模型組比較，電針組可促進大鼠神經組織、脊髓和血清BDNF的表達（＜0.01）。結論 電針可能通過上調神經損傷后BDNF的表達，促進大鼠SNI的再生修復。

電針；坐骨神經損傷；腦源性神經營養因子；軸突；大鼠

周圍神經損傷（PNI）屬中醫學“傷筋”“痿證”范疇。《諸病源候論?金瘡傷筋斷骨候》云：“夫金瘡始傷之時，半傷其筋，榮衛不通，其瘡雖愈合后，仍令痹不仁也。”目前治療方法有神經吻合技術、細胞移植及相關藥物應用等，但神經功能的恢復仍不理想[1-2]。實驗和臨床研究表明，電針在損傷神經的功能恢復方面療效肯定和優勢明顯，能明顯提高PNI患肢的肌力，促進神經功能的恢復，減輕后遺癥[3-4]。本實驗觀察電針治療后腦源性神經營養因子（brain derived neurotrophic factor，BDNF）在各部位的變化及其對坐骨神經損傷（SNI）大鼠BDNF的影響，探討電針治療SNI的生物學機制。

1 實驗材料

1.1 動物

SPF級成年雄性Wistar大鼠50只，體質量（200±20）g，上海中醫藥大學動物實驗中心，動物許可證號SYXK（滬）2014-0008。飼養于上海中醫藥大學SPF級動物實驗室，溫度22～25 ℃，相對濕度40%～70%，每籠5只，人工光照時間為明暗交替12 h。

1.2 試劑

ELISA試劑盒（上海科夷生物科技有限公司），Anti-BDNF beta antibody（上海艾博抗貿易有限公司），TritonX-100（國藥集團化學試劑有限公司），Goat Anti-Rabbit IgG-HRP（Jackson Immuno Research），DAPI染色液、抗熒光淬滅封片液（上海碧云天），OCT包埋劑（美國Thermo），Sucrose（美國Sigma）。

1.3 儀器

顯微鏡（上海光學儀器六廠），G6805A型電針治療儀（常州英迪），無菌針灸針0.25 mm×13 mm，Micro 17R高速微量冷凍離心機（美國Fisher Scientific），超薄切片機（Leica，Switzerland），HM525冰凍切片機（Fisher Scientific），倒置熒光顯微鏡（日本OLYMPUS），超低溫冰箱（日本SANYO）。

2 實驗方法

2.1 分組

采用隨機對照實驗設計，根據隨機數字將50只健康雄性大鼠分為正常組（12只）、假手術組（12只）、模型組（13只）、電針組（13只）。

2.2 造模

大鼠適應性飼養1周后，腹腔注射10%水合氯醛（0.35 mL/100 g）麻醉，于右側大腿后外側切開皮膚，游離坐骨神經約2 cm，用刀片切除約5 mm神經，任其自行回縮后，再用12 mm長的硅膠管將兩斷端各嵌入2 mm，形成8 mm長的再生室[5]。肉眼直視下切除神經，測量斷端嵌入的長度，在體式顯微鏡下通過縫線將兩段固定，確定模型成功。

2.3 治療

電針組造模后第2日開始治療。治療中按實驗動物大鼠穴位圖譜[6]，于大鼠后肢髖關節后上緣取“環跳”，于膝關節下1.5 cm處取“足三里”，采用華佗牌0.25 mm×13 mm針灸針，針刺深度為0.6～1 cm，稍行提插捻轉手法。然后使用電針治療儀，正、負電極輸出線分別夾在“環跳”“足三里”上的毫針針柄上。選用斷續波，頻率5 Hz，以肌肉出現輕微抽動為度。針刺過程中不對大鼠進行麻醉和捆綁，用自制固定器對大鼠進行固定，每次20 min，每日1次，每周6次，共治療4周。正常組為未進行造模的正常大鼠。假手術組具體操作與電針組相同，但不切斷坐骨神經且不進行任何治療。模型組造模后不進行任何治療。

2.4 取材及處理

腹腔注射10%水合氯醛麻醉，取出坐骨神經、脊髓L4~5節段，分別置于4%多聚甲醛中固定，然后轉移至30%蔗糖中脫水，OCT包埋后放入-80℃保存，冰凍切片機切片（厚度20 μm），用于免疫熒光檢測。部分坐骨神經脫水、浸蠟、包埋、切片（厚度4 μm），用于HE染色。血液采集：將大鼠麻醉后，于腹主動脈，抽取5 mL血液，置于離心管中靜置2～3 h，待血凝后，3500 r/min離心10 min。由于部分樣品出現溶血現象，選取血清分離成功的大鼠進行ELISA檢測。取材完畢后，所有大鼠均斷頭處死。

2.5 HE染色

二甲苯Ⅰ、二甲苯Ⅱ依次浸泡1 h脫蠟。100%、95%、75%梯度乙醇水化。蒸餾水水洗3 min后，蘇木精染色5 min核染。蒸餾水洗3 min后，1%鹽酸乙醇分化30 s。蒸餾水洗，碳酸鋰飽和溶液返藍30 s，流水沖洗。5%伊紅染液染色1 min。95%、100%梯度乙醇脫水。二甲苯Ⅰ、Ⅱ透明。中性樹膠滴入載玻片組織上封片。

2.6 免疫熒光檢測

取出損傷遠端神經、脊髓L4~5切片，置于室溫干燥10 min，使組織充分貼在載玻片上。0.01 mol/L PBS浸泡5 min，去除包埋劑。室溫0.5% Triton-X-100破膜15 min，增加細胞膜通透性。0.1 mol/L PBS洗3次，每次5 min。37 ℃烘箱內封閉30 min，封閉非特異結合位點。加入一抗anti-BDNF（1∶200），4 ℃冰箱過夜。次日取出，用含0.1%Triton-X-100的0.01 mol/L PBS洗3次，每次10 min。加入FITC/CY3標記二抗IgG（1∶100～1∶500），37 ℃烘箱內放置1 h。取出后用含0.1% Triton-X-100的0.01 mol/L PBS洗3次×10 min。室溫DAPI染色10 min，染核。0.01 mol/L PBS浸泡10 min。甘油封片，鏡下觀察并拍照。

2.7 ELISA檢測

取出損傷遠端神經、脊髓L4~5切片后室溫平衡20 min，于鋁箔袋中取出所需板條。設置標準品孔（6個濃度）、樣本孔和空白對照孔。稀釋標準品；準備6只小試管，依次編碼，標準品1～6濃度分別為20、10、5、2.5、1.25、0 ng/mL。依照標準品順序分別加入50 μL標準品溶液于空白微孔中，空白對照孔加入50 μL蒸餾水，溫育并洗滌后于標準品孔和樣本孔中加入HRP標記的檢測抗體50 μL。溫育并洗滌各孔，加入底物A、B各50 μL，37 ℃避光孵育10～15 min。加入終止液50 μL，于450 nm波長處測定各孔光密度（OD），通過標準曲線計算各組BDNF濃度。

3 統計學方法

采用SPSS15.0統計軟件進行分析。實驗數據以±表示，組間比較采用方差分析，并用SNK法做兩兩比較。＜0.05表示差異有統計學意義。

4 結果

4.1 HE染色結果

正常組和假手術組神經組織結構較為緊密，神經纖維排列規則，軸突較為粗大，髓鞘結構清晰可見，間質均勻淡染；模型組大鼠術側神經組織結構疏松，神經纖維排列紊亂，無規律可循，整體染色較淺，軸突腫脹如泡沫狀、崩解、脫髓鞘，單位視野內正常形態的軸突數量較假手術組明顯減少，軸突多不規則或模糊不清，較為細小；電針組軸突再生數量明顯多于模型組，且大體輪廓較為清晰，見圖1。

正常組假手術組 模型組電針組

4.2 免疫熒光檢測結果

在損傷神經遠端，模型組血清BDNF表達高于正常組和假手術組，電針組血清BDNF表達較模型組明顯上調，見圖2。脊髓L4~5節段模型組血清表達低于正常組和假手術組，電針組血清大鼠L4~5脊髓節段BDNF表達較模型組明顯上調，見圖3。

4.3 ELISA檢測結果

模型組大鼠血清BDNF含量明顯低于假手術組（＜0.01），電針組血清BDNF含量明顯高于模型組（＜0.01），見表1。

BDNFDAPIMerge 正常組 假手術組 模型組 電針組

BDNFDAPIMerge 正常組 假手術組 模型組 電針組

表1 各組大鼠血清BDNF含量比較（±s，ng/mL）

注：與假手術組比較，##＜0.01；與模型組比較，**＜0.01

5 討論

中醫對外周神經損傷及治療方法認識較早，《內經》就提出“治痿獨取陽明”的理論，“陽明者，五臟六腑之海，主潤宗筋，宗筋主束骨而利機關也”，在治療上注重整體觀，同時根據個體情況不同，辨證論治，辨其虛實，要求做到因時因地因人制宜。針刺被應用于PNI臨床治療，其修復機制可能與PNI后修復過程中神經元、軸突的再生以及微環境改變有關[7]。

環跳屬足少陽膽經之穴，是膽經與足太陽膀胱經交會穴，也是治療下肢痿痹的要穴；足三里屬足陽明胃經穴，為補益要穴。從現代醫學角度看，這2個穴的位置深部分別為坐骨神經、腓深神經和脛神經的走行，電針刺激“環跳”“足三里”可直接作用于神經局部，從而促進血液循環、改善肌肉營養等，促進神經功能的恢復。現代研究表明，深刺“環跳”“足三里”能增加神經生長因子的表達，調節Fos蛋白水平從而加速損傷神經的修復，提高神經干電活動指數[8-9]。針刺上述腧穴后，分別在針柄上接通電針儀，電流調到接近人體本身生物電的微量電流，利用針和電2種刺激相結合，提高針刺治療效果。研究表明，在弱電場作用下，神經元的突起向陰極方向生長加快，向陽極方向生長則受到抑制[10]。本實驗根據其原理，將電針陽極連接“環跳”而陰極連接“足三里”，有利于神經從近心端向遠心端的生長。陳家澤等[11]研究認為，低頻（5 Hz）電針治療對SNI大鼠肌肉萎縮有拮抗作用；另有實驗表明，低頻電針（5 Hz）對神經損傷后再生恢復作用優于高頻電針（100 Hz）[12]。本實驗結合文獻報道，最終選取斷續波、5 Hz低頻，治療中以肌肉出現輕微抽動為準，進行大鼠SNI的治療，取得良好療效。HE染色發現電針組軸突再生數量明顯多于模型組，且大體輪廓較為清晰，表明電針對損傷模型大鼠神經軸突的恢復有一定的促進作用。

BDNF是神經營養因子（NTFs）家族中的一員，它是由德國神經生物學家Brade等在1982年從豬腦中分離出來的12.3 kD的小分子蛋白質[13]。BDNF緩釋微球對PNI大鼠神經有保護作用[14]。BDNF表達水平越高，大鼠SNI修復程度越高[15]。BDNF的作用機制可能是與其高親和力受體TrkB相結合，從而在神經損傷后修復中發揮作用，BDNF特別對感覺和運動神經有營養作用。

有實驗表明，脊髓挫傷后，損傷局部組織細胞中BDNF的表達升高，從而促進受損脊髓神經元功能恢復[16]。神經損傷后，NTFs無法通過神經逆轉到脊髓，故模型組脊髓中BDNF水平降低[17]。周圍神經電刺激可促進相應脊髓節段及背根神經節表達BDNF[18-19]。本研究發現，大鼠SNI后，脊髓L4~5節段BDNF表達下調，這可能與“細胞體-軸突-靶器官”軸中斷，導致NTFs不能沿著軸質逆行轉運到神經元胞體有關，這也反映了神經損傷后出現的退變。而與模型組比較，電針可促進脊髓L4~5節段BDNF的表達，在一定程度上也反映了電針治療有利于神經軸突的再生和恢復。

本研究還發現，SNI后血清BDNF表達較假手術組降低，這與神經組織中的表達情況相反。推測其原因可能為SNI后有更多的BDNF從血液運輸到病變的神經組織中，以促進神經組織的修復和再生，從而導致血清BDNF較假手術組降低。而電針治療不僅可以提高神經組織BDNF的表達，還能影響全身BDNF的水平，使血清BDNF水平明顯升高，從而加快神經損傷的修復和再生。

綜上，電針組較模型組在損傷神經遠端、脊髓L4~5節段和血清BDNF的表達均上調，推斷電針可能通過調控BDNF的表達對大鼠SNI功能的恢復起到一定的促進作用。

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Effects of Electroacupuncture on Brain Derived Neurotrophic Factor of Rats with Sciatic Nerve Injury

YE Xiao-chun, SHAO Shui-jin, GUO Hai-dong, HAN Xiao-jing, LIU Yu-pu, LU Ping-ping

Objective To explore the effects of electroacupuncture on brain derived neurotrophic factor (BDNF) of rats with sciatic nerve injury (SNI); To discuss its biological mechanism for treatment of SNI. MethodsFifty adult male Wistar rats were chosen, and the sciatic nerves of rats were cut off and pulled on both sides of the cut ends into nerve regeneration chamber. The rats wererandomly divided into normal group,sham-operation group, model group, and electroacupuncture group. In the electroacupuncture group, the rats were treated by electroacupuncture for 28 days. After the treatment, the nerve regeneration was observed through HE staining. Immunofluorescence was used to analyze the expression changes of BDNF in the nerve tissue and spinal cord. ELISA was used to observe the changes of expression of serum BDNF. ResultsThe amount of axon regeneration in the electroacupuncture group was obviously more than that in the model group, and the outline of the tissue more clear. Electroacupuncture could promote the expression of BDNF in the nerve, spinal cord and serum of SNI ofrats compared with model group (<0.01). ConclusionElectroacupuncture can promote the repairment and regeneration of SNI in ratsby upregulating the expression of BDNF.

electroacupuncture; sciatic nerve; brain derived neurotrophic factor; axon; rats

10.3969/j.issn.1005-5304.2017.06.015

R245

A

1005-5304(2017)06-0060-04

國家自然科學基金（81373754）

邵水金，E-mail：shaoshuijin@163.com

（2016-07-13）

（修回日期：2016-08-20；編輯：華強）