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熱補(bǔ)針法對(duì)寒證類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎模型家兔滑膜組織代謝物的影響

2017-01-20 01:24:17杜小正袁博王金海方曉麗張星華田亮張婷卓李興蘭曾華宗
關(guān)鍵詞:羧酸家兔針法

杜小正,袁博,王金海,方曉麗,張星華,田亮,張婷卓,李興蘭,曾華宗

1.甘肅中醫(yī)藥大學(xué),甘肅 蘭州 730000;2.蘭州大學(xué)第二醫(yī)院,甘肅 蘭州 730030;3.上海聚類生物科技有限公司,上海 200433

熱補(bǔ)針法對(duì)寒證類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎模型家兔滑膜組織代謝物的影響

杜小正1,袁博1,王金海2,方曉麗1,張星華1,田亮1,張婷卓1,李興蘭1,曾華宗3

1.甘肅中醫(yī)藥大學(xué),甘肅 蘭州 730000;2.蘭州大學(xué)第二醫(yī)院,甘肅 蘭州 730030;3.上海聚類生物科技有限公司,上海 200433

目的通過測(cè)定寒證類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(RA)模型家兔滑膜組織內(nèi)源性代謝物,探討熱補(bǔ)針法治療RA的特異性機(jī)制。方法采用卵蛋白誘導(dǎo)聯(lián)合低溫冷凍法復(fù)制寒證RA模型。將40只清潔級(jí)青紫藍(lán)家兔隨機(jī)分為正常組、模型組、平補(bǔ)平瀉組、捻轉(zhuǎn)補(bǔ)法組、熱補(bǔ)針法組,每組8只。除正常組和模型組外,其余各組分別施以平補(bǔ)平瀉、捻轉(zhuǎn)補(bǔ)法、熱補(bǔ)針法針刺“足三里”,1次/d,留針30 min,連續(xù)7 d。干預(yù)結(jié)束后分離家兔膝關(guān)節(jié)滑膜組織,應(yīng)用氣相色譜-四級(jí)桿飛行時(shí)間質(zhì)譜采集各組滑膜代謝物譜圖,利用主成分分析和偏最小二乘判別分析對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。結(jié)果與正常組比較,模型組家兔滑膜組織代謝物變化主要體現(xiàn)于三羧酸循環(huán)、糖類及脂肪酸代謝相關(guān)物質(zhì)增高(P<0.05);與模型組比較,各針刺組家兔滑膜組織代謝物變化主要體現(xiàn)于上述各種代謝相關(guān)物質(zhì)降低(P<0.05),且熱補(bǔ)針法組三羧酸循環(huán)與糖代謝相關(guān)物質(zhì)明顯低于平補(bǔ)平瀉組和捻轉(zhuǎn)補(bǔ)法組(P<0.05)。結(jié)論熱補(bǔ)針法治療RA的特異性體現(xiàn)在對(duì)三羧酸循環(huán)及糖代謝通路的調(diào)控。

熱補(bǔ)針法;類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎;滑膜組織;代謝組學(xué);氣相色譜-質(zhì)譜法;兔

類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(rheumatoid arthritis,RA)是一種以滑膜炎為主的慢性自身免疫性疾病,該病病程遷延、反復(fù)發(fā)作,對(duì)患者的生活造成嚴(yán)重影響。針灸療法具有抗炎、免疫調(diào)節(jié)等作用[1-3],對(duì)RA具有確切的臨床療效[4-5]。熱補(bǔ)針法是鄭魁山教授簡(jiǎn)化燒山火手法和進(jìn)火法而形成的一種復(fù)式手法,具有補(bǔ)益正氣、溫陽散寒之功用。課題組前期研究表明,熱補(bǔ)針法治療RA在鎮(zhèn)痛方面具有相對(duì)特異性[6-9],但這些初步研究尚不能體現(xiàn)針灸多靶點(diǎn)、多途徑、多層次、類似于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的作用特點(diǎn),缺乏對(duì)針刺后機(jī)體產(chǎn)生的全部生物信息的綜合分析。

代謝組學(xué)是一門新興的系統(tǒng)生物學(xué),通過考察生物體系在外因刺激下其代謝路徑及代謝產(chǎn)物的變化,從系統(tǒng)生物學(xué)角度研究機(jī)體發(fā)病及治療機(jī)制的新技術(shù)[10-11]。該研究手段的優(yōu)勢(shì)與針灸作用特點(diǎn)甚相吻合。為了進(jìn)一步深入研究熱補(bǔ)針法治療RA的特異性機(jī)制,課題組前期以寒證RA模型家兔為載體,對(duì)家兔尿液內(nèi)源性代謝物進(jìn)行了分析[12]。本實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步觀察熱補(bǔ)針法干預(yù)對(duì)家兔模型關(guān)節(jié)滑膜組織代謝物的影響,從系統(tǒng)生物學(xué)角度探討熱補(bǔ)針法治療RA的特異性機(jī)制。

1 材料與方法

1.1 動(dòng)物

2~3月齡清潔級(jí)健康青紫藍(lán)家兔40只,雌雄各半,體質(zhì)量(2.5±0.5)kg,蘭州生物制品研究所,動(dòng)物許可證號(hào)SCXK(甘)2012-0001。飼養(yǎng)于溫度(20±2)℃,相對(duì)濕度(50±10)%,每日光照時(shí)間12 h,自由進(jìn)食飲水。

1.2 針具、主要試劑與儀器

針灸針(華成牌,蘇州東邦醫(yī)療器械有限公司)。卵蛋白干粉(批號(hào)A5253-250G)、弗氏完全佐劑(批號(hào)F5881),Sigma公司。甲醇、吡啶,國(guó)藥集團(tuán);尿素酶、甲氧胺鹽酸吡,Sigma公司。Agilent GC/MS系統(tǒng)、毛細(xì)管色譜柱,J&W Scientific公司。

1.3 分組及造模

家兔適應(yīng)性飼養(yǎng)7 d,隨機(jī)分為正常組、模型組、平補(bǔ)平瀉組、捻轉(zhuǎn)補(bǔ)法組、熱補(bǔ)針法組,每組8只。采用卵蛋白誘導(dǎo)聯(lián)合低溫冷凍進(jìn)行RA寒證模型復(fù)制[13-14]。實(shí)驗(yàn)正式開始前3 d,剃去家兔背部肩胛骨間的毛。將4 mg/mL卵蛋白溶液與等量弗氏完全佐劑混勻,充分震蕩成乳化劑,2%碘酒、75%乙醇消毒肩背部均勻選定的6個(gè)點(diǎn),每點(diǎn)皮下注射0.2 mL。14 d后以相同方式、相同劑量重復(fù)皮下注射1次。第2次免疫后6 d,剃去家兔雙后腿膝關(guān)節(jié)周圍的毛,2%碘酒、75%乙醇消毒雙膝關(guān)節(jié),關(guān)節(jié)內(nèi)注入20 mg/mL卵蛋白生理鹽水溶液0.4 mL。24 h內(nèi)膝關(guān)節(jié)出現(xiàn)紅腫觸痛,表明模型復(fù)制成功。成模后第2日,乙醇消毒兩后腿足,上、下、左、右圍置冰袋,溫度降至-20~-25 ℃冷凍1.5 h,45 ℃溫水復(fù)溫5 min。冷凍后14 d,家兔表現(xiàn)為精神萎靡不振,兩后肢匍伏跛行,膝關(guān)節(jié)腫脹、周徑明顯大于正常組,局部青紫、皮溫不高,表示成功建立RA寒證模型。

1.4 針刺方法

先將家兔固定,選取后腿“足三里”[15]。各針刺組分別施以相應(yīng)針法。熱補(bǔ)針法操作參照《鄭氏針灸全集》[16]:左手拇指緊按穴位,右手持針刺入穴內(nèi)8~12 mm,針刺得氣后,左手加重壓力,右手拇指向前連續(xù)捻按5次;針下沉緊后針尖拉著有感應(yīng)的部位,連續(xù)重插輕提5次;拇指再向前連續(xù)捻按5次,反復(fù)操作1 min;最后使針下沉緊,留針30 min。平補(bǔ)平瀉法、捻轉(zhuǎn)補(bǔ)法操作參照《刺法灸法學(xué)》[17]。平補(bǔ)平瀉法:針刺得氣后,前后均勻捻轉(zhuǎn),不單向捻轉(zhuǎn),指力均勻,角度180~360°,頻率60~90 r/min,反復(fù)操作1 min。捻轉(zhuǎn)補(bǔ)法:針刺得氣后,小幅度前后捻轉(zhuǎn)針體(角度180~360°,頻率60~90 r/min),拇指向前左轉(zhuǎn)時(shí)用力重、指力沉重向下,拇指向后右轉(zhuǎn)還原時(shí)用力輕,反復(fù)操作1 min。每日1次,每次留針30 min,連續(xù)7 d。

1.5 樣本采集

針刺干預(yù)結(jié)束后,耳后緣靜脈注射空氣處死家兔,分離各組家兔雙側(cè)膝關(guān)節(jié)滑膜組織,于凍存管內(nèi)置于-80 ℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

1.6 樣品衍生化處理

室溫解凍后,取100 μL樣本于1.5 mL EP管中,采用甲醇沉淀蛋白,其比例為樣品∶甲醇=1∶4,渦旋30 s,4 ℃、12 000 r/min離心15 min,吸取200 μL上清液,轉(zhuǎn)入進(jìn)樣小瓶中待測(cè)。將進(jìn)樣小瓶置于溫和氮?dú)庀麓蹈?,加?0 μL甲氧胺吡啶(20 mg/mL)溶液,劇烈震蕩30 s,37 ℃肟化反應(yīng)90 min,取出后加30 μL BSTFA(含1%TMCS)進(jìn)行衍生,70 ℃反應(yīng)60 min,室溫靜置30 min備檢。

1.7 氣相色譜-質(zhì)譜條件

進(jìn)樣口溫度280 ℃,EI離子源溫度230 ℃,四極桿溫度150 ℃,高純氦氣(純度>99.999%)作為載氣,不分流進(jìn)樣,進(jìn)樣量1.0 μL。升溫程序?yàn)椋撼跏紲囟?0 ℃,維持2 min,10 ℃/min速度升至320 ℃,維持6 min。采用全掃描模式進(jìn)行質(zhì)譜檢測(cè),質(zhì)譜檢測(cè)范圍為50~550 m/z。采用隨機(jī)順序進(jìn)行連

續(xù)表1

結(jié)果顯示,模型組滑膜組織代謝物變化較正常組主要體現(xiàn)于三羧酸循環(huán)、糖類及脂肪酸代謝的代謝物升高(P<0.05);各針刺組代謝物變化較模型組主要體現(xiàn)于脂肪酸代謝各種代謝相關(guān)物質(zhì)降低(P<0.05),且各針刺組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),各針刺組干預(yù)后三羧酸循環(huán)、糖類代謝相關(guān)代謝物下調(diào),且熱補(bǔ)針法組三羧酸循環(huán)與糖代謝相關(guān)物質(zhì)如檸檬酸、烏頭酸、草酰乙酸、α-酮戊二酸、乳酸、?;撬崦黠@低于平補(bǔ)平瀉組和捻轉(zhuǎn)補(bǔ)法組(P<0.05)。

3 討論

RA是一種以關(guān)節(jié)滑膜炎為主要病理改變的自身免疫性疾病,滑膜炎是RA中重要的病理改變,與血液、尿液比較,關(guān)節(jié)滑膜組織代謝物信息的變化可能更能準(zhǔn)確、靈敏地反映RA的發(fā)病機(jī)制。有研究發(fā)現(xiàn),在RA機(jī)體內(nèi)能量代謝、氨基酸代謝、脂質(zhì)代謝、葡萄糖代謝等發(fā)生了變化[18-20],本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)RA與三羧酸循環(huán)、糖類及脂肪酸代謝相關(guān),與上述研究相符,表明RA的發(fā)病機(jī)制涉及途徑廣、層次多等復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。因此,從現(xiàn)代醫(yī)學(xué)角度而言,其發(fā)病機(jī)制與針灸多靶點(diǎn)、多途徑、多層次、類似于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的整體作用特點(diǎn)亦甚相符。

自由基理論認(rèn)為,其親核氨基可與水分子作用產(chǎn)生大量的自由基,造成細(xì)胞膜和線粒體等氧化應(yīng)激性損傷[21],自由基的增多,會(huì)引起脂質(zhì)氧化代謝紊亂、線粒體損傷等一系列連鎖反應(yīng),最終造成細(xì)胞膜的損傷,癸二酸、壬二酸、亞麻酸作為不飽和脂肪酸,其含量升高就是脂質(zhì)過氧代謝的表現(xiàn),本實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了這一說法。線粒體的損傷會(huì)引發(fā)三磷酸腺苷(ATP)的合成障礙。本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),模型組琥珀酸、檸檬酸、烏頭酸、草酰乙酸、α-酮戊二酸的含量增加,這些物質(zhì)均是三羧酸循環(huán)的中間產(chǎn)物,三羧酸循環(huán)是糖的有氧代謝的主要途徑,它與催化糖的有氧分解等相關(guān)的酶分布在線粒體基質(zhì)中,線粒體是細(xì)胞內(nèi)氧化磷酸化和合成ATP的主要場(chǎng)所,它為細(xì)胞的活動(dòng)提供了能量。因此,這些代謝物的異常變化反映了線粒體功能的損害[22]。

細(xì)胞膜的損傷可誘發(fā)炎癥反應(yīng),RA是一種以滑膜炎為主的疾病,有人認(rèn)為與RA相關(guān)的白細(xì)胞介素(IL)-1、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、IL-6等促炎性細(xì)胞因子[23-24]具有多種促炎作用,可刺激前列腺素E的產(chǎn)生,而前列腺素作為花生四烯酸的代謝產(chǎn)物,其含量在RA發(fā)生后含量會(huì)增加,從而使其前體物質(zhì)花生四烯酸的含量降低。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,模型組花生四烯酸含量較正常組下降、前列腺素E2甲酯升高,與上述描述相一致。

正常生理狀態(tài)下,葡萄糖在無氧情況下,經(jīng)糖酵解途徑分解成乳酸,并釋放出少量能量,乳酸成為這一糖酵解過程的最終產(chǎn)物;?;撬崾菣C(jī)體非必需氨基酸之一,是體內(nèi)一種重要的含硫氨基酸,它一般以游離形式存在于人及動(dòng)物組織細(xì)胞和體液中,?;撬釁⑴c糖代謝的調(diào)節(jié),加速糖酵解。本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)模型組乳酸和?;撬岷枯^正常組增加,提示RA滑膜組織糖酵解活性增強(qiáng),這與文獻(xiàn)報(bào)道一致[25]。

RA屬中醫(yī)學(xué)“痹證”范疇。正氣虛弱是RA發(fā)病的內(nèi)因,風(fēng)寒濕邪侵犯是外因,風(fēng)寒濕邪乘虛侵入四肢關(guān)節(jié)筋骨,陽氣虛不能驅(qū)邪外出,邪氣黏滯纏綿,閉阻經(jīng)絡(luò),發(fā)為此病。因此,中醫(yī)治療須標(biāo)本同治,在祛散邪氣的同時(shí)兼顧溫補(bǔ)陽氣,即為“陽氣并則陰凝散”。熱補(bǔ)針法是鄭魁山教授臨床治療RA的經(jīng)驗(yàn)結(jié)晶,具有補(bǔ)益正氣、溫陽散寒的作用。從中醫(yī)角度而言,熱補(bǔ)針法的功用與RA的病機(jī)特點(diǎn)相吻合。

綜上,針刺干預(yù)后參與脂肪酸代謝的上述物質(zhì)普遍下調(diào),且各針刺組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),提示針刺對(duì)RA具有抗氧化損傷及抗炎的作用;針刺干預(yù)后參與三羧酸循環(huán)及糖代謝的上述代謝物均顯著降低(P<0.05),尤以熱補(bǔ)針法組下調(diào)明顯(P<0.05),說明熱補(bǔ)針法可能通過修復(fù)線粒體功能損傷(ATP合成受限)、改善糖酵解來調(diào)節(jié)RA的三羧酸循環(huán)及糖代謝。

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Effects of Heat-reinforcing Needling on Synovial Tissues of Rheumatoid Arthritis Rabbits with Cold Syndrome

DU Xiao-zheng1, YUAN Bo1, WANG Jin-hai2, FANG Xiao-li1, ZHANG Xing-hua1,TIAN Liang1, ZHANG Ting-zhuo1, LI Xing-lan1, ZENG Hua-zong3
(1. Gansu University of Chinese Medicine, Lanzhou 730000, China; 2. The Second Hospital of Lanzhou University, Lanzhou 730030, China; 3. Shanghai Biocluster Biotech Co, Ltd., Shanghai 200433, China)

ObjectiveTo measure the endogenous metabolites in synovial tissues of rheumatoid arthritis (RA) rabbits with cold syndrome; To investigate the specificity mechanisms of heat-reinforcing needling for RA.MethodsA total of forty healthy purple blue rabbits were randomly allocated to normal group, model group, reinforcing-reducing needling group (RRN), twirling-reinforcing needling group (TRN) and heat-reinforcing needling group (HRN) 8 rabbits in each group. Arthritis rabbits cold model was made with ovalbumin and freezing. Except for normal groupand model group, RRN was given acupuncture of reinforcing-reducing needling at Zusanli (ST36), TRN was given acupuncture of twirling-reinforcing needling at Zusanli (ST36), HRN was administrated acupuncture of heat-reinforcing needling at Zusanli (ST36), once a day and retaining 30 min, a total of seven days. Fresh synovial tissues of rabbits knee joints were extracted after the intervention, then GC-Q/TOF-MS technology were employed to evaluate metabolic profiles.ResultsThe synovial tissues metabolites of TCA cycle, carbohydrate and fatty acid metabolism in model group mainly increased compared with normal group (P<0.05); The synovial tissues metabolites of various kinds above-mentioned decreased compared with model group in all intervention of acupuncture group (P<0.05), and the metabolites of TCA cycle and carbohydrate metabolism in HRN were obviously less than that of RRN and TRN (P<0.05).ConclusionThe specificity of heat-reinforcing needling for RA manifests in regulation of TCA cycle and carbohydrate metabolism.

heat-reinforcing needling; rheumatoid arthritis; synovial tissue; metabolomics; GC-MS; rabbits

R245

A

1005-5304(2017)02-0055-05

2016-02-03)

2016-03-01;編輯:華強(qiáng))

國(guó)家自然科學(xué)基金(81260558);國(guó)家中醫(yī)藥管理局甘肅鄭氏針法學(xué)術(shù)流派傳承工作室項(xiàng)目(2305135901);甘肅省自然科學(xué)基金(1208RJZA185);蘭州市科技計(jì)劃項(xiàng)目(2014-10247)

DOl:10.3969/j.issn.1005-5304.2017.02.015

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