朱玉璞 劉璐 徐曉白 曲正陽 李志娟 李彬 王麟鵬
摘要目的:研究電針對電刺激硬腦膜大鼠偏頭痛內源性大麻素及其分解酶活性的調節作用。方法:成年雄性SD大鼠隨機分為4組,對照組、模型組、單穴組和假穴組。實驗第9天取大鼠頸靜脈血清,用酶聯免疫吸附測定測定AEA、2AG、MAGL、FAAH,結果:與模型組比較,單穴組AEA含量提高,差異有統計學意義(P<005),MAGL含量降低,差異有統計學意義(P<005);與對照組比較,模型組AEA含量降低,差異有統計學意義(P<005),MAGL含量提高,差異有統計學意義(P<005);與假穴組比較,單穴組AEA含量提高,差異有統計學意義(P<005),MAGL含量降低,差異有統計學意義(P<005);各組大鼠血清FAAH和2AG含量無顯著變化。結論:提示電針對偏頭痛大鼠模型的內源性大麻素及其分解酶具有調節作用。
關鍵詞針刺;偏頭痛;大鼠;炎癥湯;內源性大麻素;分解酶
Regulation Effects of Electroacupuncture on Endogenous Cannabinoid and Its Catabolic Enzyme Activity in Migraine Rats
Zhu Yupu1, Liu Lu2, Xu Xiaobai2, Qu Zhengyang2, Li Zhijuan1,2, Li Bin2, Wang Linpeng2
(1 Beijing University of Chinese Medicine, Beijing 100029, China; 2 Beijing Hospital of Traditional Chinese Medicine, Beijing 100010, China)
AbstractObjective:To study the regulation effects of electroacupuncture on endogenous cannabinoid and its catabolic enzyme activity in migraine rats. Methods:Adult male SD rats were randomly divided into 4 groups:control group, model group, single acupoint group and false acupoint group. Rat jugular vein serum was taken on the 9th day of the experiment, and AEA, 2AG, MAGL, FAAH were determined by enzymelinked immunosorbent assay. Results:Compared with the model group, the content of AEA in the single acupoint group was increased (P<005) and the content of MAGL was decreased (P<005). Compared with the control group, the content of AEA in the model group decreased (P<005), and the content of MAGL in the model group increased (P<005). Compared with the sham acupoints group, the content of AEA in the single acupoint group was increased (P<005) and the content of MAGL was decreased in the single acupoint group (P<005). The content of FAAH and 2AG in serum of rats in each group had no significant changes. Conclusion:It suggests that the endogenous cannabinoids and their degrading enzymes have a regulatory effect on the migraine rat model.
Key WordsElectroacupuncture; Migraine; Rats; Endogenous cannabinoid; Enzyme
中圖分類號:R245文獻標識碼:Adoi:10.3969/j.issn.1673-7202.2018.07.040
偏頭痛是一種病因不明、反復發作、致殘性的神經功能紊亂疾病,發病時頭部單側搏動樣中重度劇烈疼痛,同時伴有畏光畏聲、惡心嘔吐等癥狀[1]。據2017年世界衛生組織(World Health Organization,WHO)全球疾病負擔調查[2]顯示,偏頭痛的全球健康壽命損失年在所有疾病當中排名第3,在神經系統疾病失能調整生命年中占比131%,僅次于中風。隨著研究的進展,人們對偏頭痛的認識正逐步加深,但是偏頭痛的發病機制仍不明確,目前最為公認的學說是三叉神經血管學說。
大麻是廣為人知的天然鎮痛物質,18世紀人們就已經將大麻作為治療偏頭痛的藥物[3]?,F代研究表明內源性大麻素(Endocannabinoids,eCBs)系統具有顯著的鎮痛抗炎作用,可以介導多種疾病的病理過程[4]。在20世紀末,人們找到了第一種“類大麻素樣物質”N花生四烯酸乙醇胺(Anandamide,AEA),具有與△9四氫大麻酚(△9tetrahydrocannabinol,THC)相似的生物學效應,此后人們又發現了2花生四烯酸甘油(2arachidonic acid,2AG),從此人們對eCBs系統有了新的認識。
針灸作為傳統中醫療法正逐漸被國內外所接受,在疼痛疾病方面具有優勢[5]。有臨床研究表明針刺治療可以提高偏頭痛發作天數減半率[6]。同時,美國神經協會認可了針灸在偏頭痛治療中的作用[7]。WHO也已經將“偏頭痛”列入針灸治療疾病的推薦疾病譜[8]?,F代研究當中,多數學者關注針刺對內源性大麻素受體(Cannabinoid Receptor,CBR)的調節,對eCBs及其分解酶的關注不多。因此本文試圖探討針刺在對eCBs的釋放和分解的干預在鎮痛機制當中的作用,從而發現針刺治療偏頭痛的新機制。
1材料與方法
11材料
111動物成年雄性SD大鼠24只,體重200~220 g,由軍科院提供。適應性喂養1周,單籠喂養,12:12 h明暗交替模擬晝夜。大鼠隨機分為4組,即:對照組(C,只進行手術,不進行炎癥湯注射)、模型組(M,炎癥湯注射造模不給予電針)、單穴組(EA,造模并給予電針風池)和假穴組(NA,造模并給予電針假穴),每組6只。
12方法手術操作:用10%戊巴比妥鈉40 mg/kg腹腔注射麻醉大鼠,大鼠備皮后置于腦立體定位儀上,并固定住頭部。消毒后大鼠頭頂部沿正中線,逐層剪開組織徹底暴露顱骨。以大鼠顱骨前囟為原點,向左向前各1 mm處打穿顱骨。將套管放入鉆孔中,用螺絲和牙科水泥進行固定。最后向套管內注射肝素鈉封管。在大鼠下肢肌肉注射1 mL慶大霉素,待大鼠清醒后放回籠舍,手術后大鼠正常飼養恢復1周。
清醒狀態下反復注射炎癥湯:大鼠術后恢復后,將大鼠固定于特制的大鼠固定裝置上,用微量注射泵以2 μL/min泵入20 μL炎癥湯后封管。在實驗第1、3、5、7、9 d注射炎癥湯,對照組大鼠等速等量注射人工腦脊液。
配制炎癥湯:組胺、5羥色胺和緩激肽,均為2 mM,和前列腺素E2(PGE2),分別為02 mmol,溶于pH50的10 mmol HEPES緩沖液中。
121電針治療電針穴位選取參照《實驗針灸學》[9],單穴組取大鼠雙側“風池”穴(GB20),雙穴組取大鼠雙側“陽陵泉”穴(GB34)。假穴取風池穴旁開1 mm。在實驗第1、3、5、7、9 d進行電針治療。電針(直徑016 mm)進針約2~3 mm,連接華佗牌電針儀,電針參數:疏密波2 Hz,1~2 mA,強度以大鼠耳郭輕度抖動或局部肌肉收縮為度,電針治療10 min。
122取材與ELISA檢測取材在實驗第9天進行,實驗結束后用10%水合氯醛03 mL/100 g腹腔注射麻醉大鼠并以仰臥位固定。暴露大鼠雙側頸靜脈,抽取1~2 mL大鼠頸靜脈血并加入50 μL抑肽酶。離心機4 ℃、3 000 r/min離心15 min后取上清備用。利用ELISA法檢測大鼠血清AEA、2AG、MAGL、FAAH含量,ELISA檢測嚴格遵照試劑盒說明書進行。
13統計學方法采用SPSS 100統計軟件進行數據分析,所得實驗數據以均值±標準差(±s)表示,用單因素方差分析法對實驗數據進行統計分析,以P<005為差異有統計學意義。
2結果
實驗結果顯示,大鼠血清中AEA的含量M組(862±092)顯著低于C組(1335±143),且差異有統計學意義(P<0001),EA(1173±058)組高于NA(1010±090)組,差異有統計學意義(P<001),EA(1173±058)組高于M(862±092)組,差異有統計學意義(P<0001),NA組和M組比較差異無統計學意義。
實驗結果顯示,大鼠血清中MAGL的含量M組(1 02658±1491)ng/mL顯著高于C組(82372±6122)ng/mL,差異有統計學意義(P<001),EA(71115±10907)ng/mL組低于NA(98586±698)ng/mL組,差異有統計學意義(P<005),EA(71115±10907)ng/mL組低于M(1 02658±1491)ng/mL組,差異有統計學意義(P<0001),NA組和M組比較,差異無統計學意義(P>005)。
此外,實驗各組大鼠血清中2AG和FAAH含量差異均無統計學意義(P>005)。
3討論
偏頭痛是一種常見的神經內科疾病,遷延難愈且具有致殘性和遺傳傾向。本病至今發病機制并不明確,目前關于偏頭痛的發病機制有神經學說、遺傳學說及離子學說等多種學說,其中三叉神經血管學說是目前較為公認的學說。偏正頭痛中醫理論中均屬于頭風病,偏頭痛是頭風病的一種,其病屬少陽經,本實驗選穴風池是足少陽膽經要學,可祛風散寒,治療頭痛、眩暈等頭部諸疾。
目前常用的大鼠炎癥湯偏頭痛模型主要有完全弗氏佐劑和配方炎癥湯2類。本實驗模型采用硬腦膜上反復配方注射炎癥湯模型來模擬大鼠偏頭痛發作。有文獻報道稱,反復向大鼠硬腦膜注射炎癥湯可以誘發大鼠的偏頭痛發作[10]。在硬腦膜上注射炎癥湯后15 min可明顯觀察到硬腦膜血管擴張[11]。同時,注射炎癥湯可以引發大鼠的中樞敏化和外周敏化,降低大鼠痛域。以上均說明硬腦膜上注射炎癥湯是一種可靠的偏頭痛動物造模方法。
在eCBs以及“類內源性大麻素樣物質”中,AEA和2AG是目前研究最為深入的2種eCBs。AEA和2AG是2種“即時分泌”的逆行神經遞質[12],AEA和2AG在突觸后膜分泌,作用于突觸前膜的CBR,產生效應后立即被重新攝入到神經細胞內被eCBs分解酶分解。eCBs分解酶主要有2種,分別為脂肪酰胺水解酶(Fatty Acid Amide Hydrolase,FAAH)和單酰基甘油酯酶(Monoacylglycerol Lipase,MAGL),這2種分解酶分別對應分解AEA和2AG。隨著研究的進展,人們試圖通過開發分解酶抑制來降低eCBs的分解,從而研發新的鎮痛藥物。目前有學者針對eCBs分解酶開發新的抗偏頭痛藥物,發現當給MAGL基因敲除小鼠注射硝酸甘油時會引發小鼠的偏頭痛樣疼痛[13]。
本實驗發現電針治療可以有效干預偏頭痛大鼠體內eCBs及其分解酶的含量。實驗數據表明,大鼠血清中AEA含量M組比C組明顯降低,MAGL含量M組比C組明顯升高,說明偏頭痛造模成功,同時說明偏頭痛發作期間可以觀察到大鼠eCBS系統有相應的變化。有研究表明,AEA可抑制偏頭痛大鼠的痛覺過敏[14]。另外,MAGL基因敲除偏頭痛小鼠出現了痛域下降[13],這揭示當偏頭痛發作時有eCBs及其分解酶的變化。本實驗中大鼠血清中AEA含量EA組比M組明顯升高,MAGL含量EA組比M組明顯降低,可以說明針刺可以干預偏頭痛大鼠源性大麻素分解酶,從而預防偏頭痛發作。此外,大鼠血清中AEA含量NA組比EA組有降低,且MAGL升高,可以說明經穴和非經假穴在預防偏頭痛發作方面具有療效差異。另外,各組大鼠比較,FAAH和2AG 2個指標并差異無統計學意義,說明電針預防偏頭痛發作并非依靠該2者起作用。出現該結果可能是電針增加AEA的分泌反射性的引起FAAH的升高,同時,電針激活了分解酶MAGL,所以2AG的含量有所下降。
本實驗在技術選擇上只選用了ELISA一種技術進行驗證,同時也未觀察大鼠具體腦核團的eCBs及其分解酶的含量,以上是該實驗存在的不足之處,我們將在未來的實驗中進一步深入探討。
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