劉梨，祁芳，李艷玲，艾坤*，蔡雄，李鑫，張泓

（1.湖南中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院，湖南長沙410007；2.湖南中醫(yī)藥大學(xué)，湖南長沙410208）

電針對佐劑性關(guān)節(jié)炎大鼠關(guān)節(jié)滑膜細(xì)胞內(nèi)TAK1表達(dá)的影響

劉梨1，祁芳2，李艷玲2，艾坤2*，蔡雄2，李鑫2，張泓2

（1.湖南中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院，湖南長沙410007；2.湖南中醫(yī)藥大學(xué)，湖南長沙410208）

目的觀察電針足三里、關(guān)元穴對佐劑性關(guān)節(jié)炎（AIA）大鼠踝關(guān)節(jié)滑膜細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)化生長因子β激活激酶1（TAK1）表達(dá)的影響，探索電針對類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎（RA）可能的干預(yù)機(jī)制。方法40只SD大鼠隨機(jī)分為空白組、模型組、甲氨蝶呤（MTX）組、電針組，每組10只。采用Fueund氏完全佐劑(FCA)法造模。電針組予以電針大鼠關(guān)元穴、雙側(cè)足三里穴，MTX組予以0.35 mg/kg劑量的MTX灌胃治療，空白組與模型組每日予以特制大鼠固定器固定后松綁放回籠內(nèi)飼養(yǎng)。實(shí)驗期間每3天1次測量大鼠體質(zhì)量、足爪容積，并對關(guān)節(jié)炎指數(shù)進(jìn)行評分；采用放射免疫法檢測TNF-α、用Western Blot檢測TAK1、NF-κB蛋白表達(dá)。實(shí)驗結(jié)束后比較各組大鼠踝關(guān)節(jié)滑膜滑膜組織中TNF-α，滑膜細(xì)胞內(nèi)TAK1，胞核內(nèi)NF-κB表達(dá)水平。結(jié)果與空白組比較，模型組大鼠體質(zhì)量增長明顯緩慢、足趾腫脹明顯、關(guān)節(jié)炎指數(shù)明顯升高（P＜0.01），滑膜組織內(nèi)TNF-α顯著升高、滑膜細(xì)胞內(nèi)TAK1含量顯著升高、胞核內(nèi)NF-κB表達(dá)顯著升高（P＜0.01）；與模型組比較，電針組大鼠體質(zhì)量增長較快、足趾腫脹較輕、關(guān)節(jié)炎指數(shù)較低（P＜0.05），滑膜組織中TNF-α低于模型組、滑膜細(xì)胞內(nèi)TAK1、NF-κB表達(dá)較低(P＜0.05)。結(jié)論電針AIA大鼠足三里、關(guān)元等穴能夠有效抗炎，其干預(yù)機(jī)制可能與抑制關(guān)節(jié)滑膜細(xì)胞內(nèi)TAK1的表達(dá)，良性調(diào)控NF-κB這一炎癥信號通路有關(guān)。

轉(zhuǎn)化生長因子β激活激酶1；NF-κB；電針；佐劑性關(guān)節(jié)炎；足三里；關(guān)元穴

本文引用：劉梨，祁芳，李艷玲，艾坤，蔡雄，李鑫，張泓.電針對佐劑性關(guān)節(jié)炎大鼠關(guān)節(jié)滑膜細(xì)胞內(nèi)TAK1表達(dá)的影響[J].湖南中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報，2017，37（1）：65-69.

類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎(rheumatoid arthritis,RA)最重要的病理改變是關(guān)節(jié)滑膜的炎癥與增生，目前的研究表明：RA是人體內(nèi)多條炎性細(xì)胞信號通路被激活的結(jié)果，其中NF-κB信號通路在疾病的發(fā)生發(fā)展中起核心作用[1-3]。研究證實(shí)，運(yùn)用針灸治療RA療效確切且副作用極少[4]，然而有關(guān)針灸對NF-κB信號通路的干預(yù)機(jī)制的深入研究卻甚少，因而本實(shí)驗通過電針佐劑性關(guān)節(jié)炎（adjuvant induce arthritis,AIA）大鼠足三里、關(guān)元等穴，再現(xiàn)電針的抗炎效應(yīng)，并基于NF-κB信號通路，通過檢測關(guān)鍵性指標(biāo)，進(jìn)一步闡釋電針治療可能的抗炎機(jī)制。

1 材料與方法

1.1 動物

雄性健康SD大鼠40只，由湖南中醫(yī)藥大學(xué)動物實(shí)驗中心提供，體質(zhì)量80～100 g，動物許可證號：SYXK(湘)2013-0005，飼養(yǎng)溫度20～25℃，濕度50%～70%，大鼠適應(yīng)性飼養(yǎng)1周后。實(shí)驗過程中對動物的處置均符合《Ethical issues in animal experimentation》[5]中相關(guān)動物倫理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)條例。

1.2 主要試劑與儀器

滅活結(jié)核桿菌H37Ra(Detroit，Ml，USA)；Sigma礦物油（湖南長沙維爾生物科技有限公司）；Mettler Toledo精密電子天平（常州稱重設(shè)備系統(tǒng)有限公司），動物紋身儀（深圳市瑞沃德生命科技有限公司）；足腫測量儀（意大利UGO Basile）；瑞士Hamilton微量注射器（250 μL），Terumo 27 G針頭（北京博朗寧科技有限公司）；華佗牌電針治療儀，針灸針：0.18×13 mm(半寸，蘇州醫(yī)療用品廠有限司）兔抗TAK1多克隆抗體(Thr184/187)(北京博奧森公司)；NF-κB1 p105/p50(5D10D11)Mouse mAb(上海優(yōu)寧維生物科技股份有限公司)；山羊抗兔標(biāo)記二抗、山羊抗鼠二抗(美國Proteintech公司)；ECL顯影液(美國Thermo公司)。

1.3 造模方法

MT懸浮液制備[6]：高溫滅菌后的干燥研缽于精密天平上稱取Mtb 10 mg；移液槍精密吸取礦物油8 mL入研缽中充分研磨，直至礦物油清亮無明顯懸浮雜質(zhì)；將研磨好的MT懸浮液移入EP管中，經(jīng)震蕩儀混合均勻后，稀釋、分裝，制成濃度為1.25 mg/mL的懸浮液。

AIA大鼠模型制備[6]：大鼠固定，酒精棉擦拭大鼠尾根部，精密吸取MT懸浮液0.1 mL于大鼠尾根部皮下注射，出針，用棉簽壓進(jìn)針口片刻，將大鼠放回籠內(nèi)。

造模后的大鼠第3天皮溫明顯升高，尾根部進(jìn)針口皮膚開始潰爛；9～12 d大鼠皮毛松散，精神萎靡，體質(zhì)量下降，耳廓、小趾關(guān)節(jié)、足趾關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)不同程度的發(fā)紅、腫脹，活動受限，關(guān)節(jié)炎指數(shù)評分＞4分，提示造模成功。

1.4 分組與干預(yù)方法

SD大鼠按照體質(zhì)量分層原則隨機(jī)分為空白組、模型組、甲氨蝶呤（methotrexate，MTX）組、電針組，每組10只。

1.4.1 電針組取穴定位：參照“十五”國家規(guī)劃統(tǒng)編教材《實(shí)驗針灸學(xué)》[7]大鼠標(biāo)準(zhǔn)穴位圖譜定位及擬人對照法定位。足三里：膝關(guān)節(jié)后外側(cè)，腓骨小頭下約5 mm；關(guān)元：從胸劍聯(lián)合至恥骨聯(lián)合上緣以松緊帶平均分為13等份（每一等分模擬大鼠同身寸一寸），關(guān)元為恥骨聯(lián)合上緣3寸；阿是穴為關(guān)節(jié)周圍腫脹嚴(yán)重部位。

參照《中國獸醫(yī)針灸學(xué)》及《實(shí)驗針灸學(xué)》[8]。自造模后的第1天開始，電針組大鼠固定于特制固定器上，每只大鼠接兩組電針，左、右足三里穴為一組，關(guān)元穴與阿是穴為一組，刺激參數(shù)：疏密波，頻率為20 Hz，電流1 mA，針身輕顫為宜，治療時間20 min，7 d為1個療程，共3個療程21 d。

1.4.2 MTX組MTX作為陽性藥物，根據(jù)人臨床劑量以及大鼠體質(zhì)量關(guān)系換算得出以0.35 mg/kg劑量的MTX灌胃，每周2次，共治療3周。

1.4.3 空白組與模型組每日予以特制大鼠固定器固定20 min后松綁，放回籠內(nèi)飼養(yǎng)。

1.5 觀察方法與檢測指標(biāo)

1.5.1 大鼠體質(zhì)量的測量自造模后的第12天開始（包括第12天）測量每只大鼠體質(zhì)量，每3天1次，共4次。

1.5.2 足爪容積的測量造模后第9天，用小動物紋身儀在每只大鼠雙側(cè)踝關(guān)節(jié)外上側(cè)打點(diǎn)標(biāo)記，作為足爪容積測量時的標(biāo)準(zhǔn)對線點(diǎn)，然后立即用精確度為0.01 mL的足腫測量儀測量出各組大鼠的基礎(chǔ)足爪容積。隨后于第12天、第15天、第18天、第21天行足爪容積測量。

1.5.3 關(guān)節(jié)炎評分[9]模型制備完成后每天觀察致炎大鼠的四肢各關(guān)節(jié)有無紅腫出現(xiàn)，第12天開始（包括第12天）每3天行一次行關(guān)節(jié)炎的評分，直至第21天實(shí)驗結(jié)束。具體評分細(xì)則為，0分：無關(guān)節(jié)紅腫；1分：小趾關(guān)節(jié)的紅腫；2分：足趾關(guān)節(jié)與小趾關(guān)節(jié)均有腫脹；3分：踝關(guān)節(jié)以下的足趾關(guān)節(jié)及小趾關(guān)節(jié)腫脹；4分：包括踝關(guān)節(jié)在內(nèi)的全部足爪的腫脹。每只大鼠四肢均進(jìn)行評分，將四肢分?jǐn)?shù)累積，累積分?jǐn)?shù)越高則提示炎癥越嚴(yán)重。最高累計為16分。

1.5.4 TNF-α、TAK1轉(zhuǎn)化生長因子β激活激酶1（transforming growth factor-β activation of protein kinase，TAK1）、NF-κB檢測采用放射免疫法檢測TNF-α、用Western Blot檢測TAK1、NF-κB蛋白表達(dá)。第22天處死大鼠取踝關(guān)節(jié)囊的滑膜組織，用于Western Blot檢測。步驟如下：（1）核蛋白提?。杭羧〗M織，加入CER試劑，勻漿，離心后棄上清，加入NER沉淀，離心后棄上清，加入Suspension Buffer沉淀即得到核蛋白，凍存于-20℃；（2）蛋白濃度檢測：根據(jù)樣品數(shù)量配制適量BCA工作液，充分混勻，完全溶解蛋白標(biāo)準(zhǔn)品，濃度為2 mg/mL；（3）將標(biāo)準(zhǔn)品按0,1,2,3,4,5,6 μL加到96孔板的標(biāo)準(zhǔn)品孔中，加用于稀釋標(biāo)準(zhǔn)品的溶液補(bǔ)足到20 μL；（4）加適當(dāng)體積樣品到96孔板的樣品孔中，加用于稀釋標(biāo)準(zhǔn)品的溶液到20 μL；（5）各孔加入200 μL BCA工作液，37℃放置30 min；（6）測定A562。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計算出蛋白濃度。（7）Western-blotting：電泳，轉(zhuǎn)膜，加免抗TAK1一抗（1∶300），加入NF-KB一抗（1∶200），孵育4℃過夜，加入山羊抗兔標(biāo)記二抗（1∶40 000）、山羊抗鼠標(biāo)記二抗（1∶50 000）孵育2 h，清洗后加ECL液顯影，顯色曝光。在每張膜上做一種目的蛋白和相應(yīng)內(nèi)參蛋白β，用Image J分析軟件將圖片中每個特定條帶灰度值數(shù)字化；目的蛋白的灰度值除以內(nèi)參β-actin的灰度值作為結(jié)果。

1.6 統(tǒng)計學(xué)處理

所有數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析均用SPSS 17.0處理。所有數(shù)據(jù)用“±s”表示，數(shù)據(jù)資料均行正態(tài)性及方差齊性檢驗，符合正態(tài)分布且方差齊則用LSD或SNK法，方差不齊用Tamhane`s T2或Dunnett`s T3法；不符合正態(tài)分布的資料采用秩和檢驗。

2 結(jié)果

2.1 各組大鼠體質(zhì)量、足趾容積、關(guān)節(jié)炎指數(shù)評分比較

自造模后第3天開始，模型組、MTX組、電針組均出現(xiàn)不同程度精神萎靡、體毛欠規(guī)則，大便溏稀，以模型組為甚；各組大鼠體質(zhì)量、足趾容積、關(guān)節(jié)炎指數(shù)評分比較見圖1。結(jié)果顯示：（1）體質(zhì)量：造模后的第12，15，18，21天測量大鼠體質(zhì)量，統(tǒng)計分析結(jié)果表明：空白組、電針組、MTX組大鼠的體質(zhì)量顯著高于模型組（P＜0.01）；電針組體質(zhì)量則在第21 d顯高于MTX組（P＜0.05）（如圖A）。（2）足爪容積：造模后的第9天開始，造模的大鼠先后出現(xiàn)不同程度的足趾關(guān)節(jié)紅腫、畸形等炎性表現(xiàn)，各組大鼠第12、15、18和21天的足爪容積測量數(shù)據(jù)顯示：模型組大鼠足趾關(guān)節(jié)腫脹程度與其余三組比較組大鼠比較有顯著性差異（P＜0.01），電針組大鼠腫脹程度相較于空白組與MTX組有統(tǒng)計意義（P＜0.05），而電針組與模型組比較，腫脹較輕有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）；說明電針治療能有效減輕關(guān)節(jié)的水腫，緩解炎癥的發(fā)展(如圖B)。（3）關(guān)節(jié)炎指數(shù)評分：模型組、電針組的關(guān)節(jié)炎評分均與空白組存在顯著性差異（P＜0.01），而電針組關(guān)節(jié)炎指數(shù)則明顯低于模型組（P＜0.05），進(jìn)一步表明電針治療減輕了致炎大鼠體內(nèi)的炎癥反應(yīng)見圖1。

2.2 各組大鼠踝關(guān)節(jié)滑膜滑膜組織中TNF-α，滑膜細(xì)胞內(nèi)TAK1，胞核內(nèi)NF-κB比較

指標(biāo)檢測數(shù)據(jù)顯示：（1）模型組大鼠踝關(guān)節(jié)中滑膜組織內(nèi)TNF-α顯著高于空白組（P＜0.01），而電針組滑膜組織中TNF-α則低于模型組（P＜0.05）；（2）模型組滑膜細(xì)胞內(nèi)TAK1含量明顯高于空白組（P＜0.01），電針組TAK1亦明顯高于空白組（P＜0.01），而低于模型組（P＜0.05）；（3）模型組大鼠滑膜細(xì)胞胞核內(nèi)NF-κB表達(dá)顯著高于空白組（P＜0.01），而電針組大鼠NF-κB表達(dá)亦高于空白組（P＜0.05），但低于模型組（P＜0.05）。結(jié)果見表1。

2.3 TNF-α與TAK1、NF-κB的相關(guān)性分析

將每個樣本TAK1、TNF-a、NF-κB值用SPSS軟件進(jìn)行相關(guān)性分析，得出以下結(jié)果：（1）TAK1與TNF的相關(guān)分析中，P＜0.01,R值為0.938；（2）TAK1與NF-κB的相關(guān)分析結(jié)果為P＜0.01，R為0.933；（3）而TNF與NF-κB之間的相關(guān)性分析結(jié)果P＜0.01，R為0.879；以上結(jié)果顯示：三者之間有強(qiáng)的正相關(guān)性。三者線性關(guān)系如圖2所示。

圖1 各組大鼠體質(zhì)量(A)、足爪容積(B)、關(guān)節(jié)炎指數(shù)評分(C)比較

表1 各組大鼠滑膜組織中TNF-α、關(guān)節(jié)滑膜細(xì)胞內(nèi)TAK1、胞核內(nèi)NF-κB比較（±s，n=10,pg/moL）

表1 各組大鼠滑膜組織中TNF-α、關(guān)節(jié)滑膜細(xì)胞內(nèi)TAK1、胞核內(nèi)NF-κB比較（±s，n=10,pg/moL）

注：與空白組比較ΔP＜0.05,ΔΔP＜0.01；與模型組比較▲P＜0.05，▲▲P＜0.01。

組別空白組模型組MTX組電針組TNF-α 2.703±0.404 6.951±1.294ΔΔ4.258±0.690▲▲5.699±0.757▲ΔΔTAK1 5.017±0.830 8.015±0.643ΔΔ5.892±0.658▲▲7.047±0.399▲ΔΔNF-κB 0.2578±0.0525 0.4492±0.0343ΔΔ0.2522±0.0656▲▲0.3482±0.0942Δ▲

3 討論

NF-κB信號通路的激活大體分為標(biāo)準(zhǔn)NF-κB信號通路、旁路NF-κB途徑和非經(jīng)典型NF-κB信號通路三類[10]。其中標(biāo)準(zhǔn)NF-κB信號通路主要介導(dǎo)與炎癥反應(yīng)和炎癥細(xì)胞增殖與凋亡有關(guān)的基因表達(dá)，在RA的病情發(fā)展中貫穿始終。一方面該信號通路的激活能高效誘導(dǎo)多種細(xì)胞因子(如TNF-α、IL-1、IL-6)、黏附分子、趨化因子、免疫受體和急性期反應(yīng)蛋白等編碼基因的表達(dá)，促進(jìn)炎癥反應(yīng)，而另一方面它作用于多種凋亡抑制蛋白如c-IAP1、c-IAP2等的表達(dá)，保護(hù)細(xì)胞免受凋亡，打破滑膜細(xì)胞增殖與凋亡的平衡最終導(dǎo)致的滑膜細(xì)胞類腫瘤樣增殖[11-12]。

圖2 TAK1、TNF-α、NF-κB三者的線性相關(guān)分析

NF-κB的激活主要是TNF-α、IL1β、IL6等多種炎性因子作用的結(jié)果，而TNF-α作為一種激活標(biāo)準(zhǔn)NF-κB信號通路的最常見的外部刺激因子，其介導(dǎo)的NF-κB激活機(jī)制是[13]：TNF-α與其特異性受體結(jié)合后，迅速招募腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子（TRAF），TRAF通過與TAK1以及TAK1結(jié)合蛋白2（TAB2）和TAB3的相互作用，激活TAK1，磷酸化激活I(lǐng)KKβ。活化后的IKK最終使IκB磷酸化降解，激活NF-κB，NF-κB的NLS暴露，進(jìn)入核內(nèi)，與靶基因的κB位點(diǎn)結(jié)合，發(fā)揮轉(zhuǎn)錄活性，促進(jìn)炎癥反應(yīng)的發(fā)生。有文獻(xiàn)報道[14]：當(dāng)TAK1激活環(huán)上保守的磷酸化位點(diǎn)Thr/Ser用Ala取代，使得TAK1失活后，IKKβ磷酸化水平顯著下降，抑制NF-κB的表達(dá)和NF-κB通路的激活，由此可見，TAK1在TNF-α介導(dǎo)的NF-κB激活機(jī)制中起重要的調(diào)節(jié)作用。本實(shí)驗研究中也發(fā)現(xiàn)：造模后的大鼠滑膜組織中TNF-α含量顯著增加（P＜0.01），滑膜細(xì)胞內(nèi)TAK1含量明顯升高（P＜0.01），滑膜細(xì)胞內(nèi)NF-κB在細(xì)胞核內(nèi)高度表達(dá)（P＜0.01）。

根據(jù)臨床特征，RA屬于中醫(yī)學(xué)“痹證”范疇，其主要治療原則為“扶正祛邪”，選穴配方以局部取穴為主，配合調(diào)節(jié)免疫功能的特殊治療穴位，本實(shí)驗選取了足三里、關(guān)元、阿是穴，前期的實(shí)驗研究[15-17]顯示：電針足三里、關(guān)元等穴能明顯緩解RA動物模型(佐劑性關(guān)節(jié)炎大鼠)足跖腫脹程度，下調(diào)血漿TNF-α、IL-1、IL-2等炎性細(xì)胞因子的含量，改善局部炎癥。

本實(shí)驗研究結(jié)果顯示，造模后的大鼠滑膜細(xì)胞內(nèi)NF-κB在細(xì)胞核內(nèi)高度表達(dá)，NF-κB信號通路激活，炎癥反應(yīng)明顯；而電針佐劑性關(guān)節(jié)炎大鼠足三里、關(guān)元等穴有效下調(diào)了炎性細(xì)胞因子和NF-κB的表達(dá)，減輕大鼠足跖腫脹度，對抗炎癥，且TAK1與NF-κB之間存在很明顯的正性相關(guān)關(guān)系。結(jié)果表明電針佐劑性關(guān)節(jié)炎大鼠對抗炎癥的作用機(jī)制與抑制了NF-κB信號通路上游的TAK1，從而良性調(diào)控該信號通路有關(guān)。

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（本文編輯 匡靜之）

Effects of Electroacupuncture on TAK1 Expression in Articular Synovial Cell of Rats with Adjuvant-Induced Arthritis

LIU Li1,QI Fang2,LI Yanling2,AI Kun2*,CAI Xiong2,LI Xin2,ZHANG Hong2
（1.The First Affiliated Hospital of Hunan University of Chinese Medicine,Changsha,Hunan 410007,China;2.Hunan University of Chinese Medicine,Changsha,Hunan 410208,China）

ObjectiveTo observe the effect of electroacupuncture on Zusanli,Guanyuan acupoints on expression of Transforming growth factor-βactivation of Protein kinase(TAK1)in articular synovial cell of rats with adjuvant-induced arthritis(AIA),and explore the possible intervention mechanisms of electroacupuncture.Methods40 SD rats were randomly divided into blank group,model group,Methotrexate(MTX)group,the electroacupuncture group,10 rats in each group.The AIA model was made according to the Fueund's complete adjuvant(FCA)method.The electroapuncture group rats were given electroacupuncture at Zusanli and Guanyuan point for 20 minutes everyday,3 weeks in all.The MTX group rats were treated with MTX suspension at the dosage of 0.35 mg/kg twice a week since the injection day,3 weeks in total.The weight,paw volume and arthritis scores of rats were measured every 3 days.The TNF-α was detected by using radioimmunoassay.The expressions of TAK1,NF-κB in ankle synovial cell of rats were detected by Western Blot.The TNF-α,TAK1,NF-κB of eachgroupwerecomparedafterintervention.ResultsComparedwiththenormalgroup,thebodyweightgrowth in model group was slow,the feet swelling was significantly severe,arthritis scores increased significantly(P＜0.01)and the TNF-α significantly increased,TAK1 in synovial cell significantly increased,NF-κB expression significantly increased faster(P＜0.01).Compared with the model group,the body weight in electropuncture group increased faster,the feet swelling was slighter,and arthritis scores got lower(P＜0.05),the TNF-α,TAK1 and NF-κB expression in synovial cells were lower(P＜0.05).ConclusionElectroacupuncture on Zusanli,Guanyuan of AIA rats is effective,its intervention mechanism may be related to inhibiting the expression of TAK1 in synovial cells,then beneficial regulating on NF-κB the inflammatory signaling pathways.

TAK1；NF-κB；electroacupuncture；adjuvant induce arthritis;Zusanli acupoint;Guanyuan acupoint

R245.97

A

2016-08-23

國家自然科學(xué)青年基金(81303048)；湖南省科技廳科技計劃一般項目(2014SK3046)；湖南省教育廳科學(xué)研究優(yōu)秀青年項目(15B176)；湖南省教育廳科學(xué)研究項目(14C0854)。

劉梨，女，博士，副教授，研究方向：針灸治病機(jī)制研究。

*艾坤，男，醫(yī)學(xué)碩士，副教授，Email：aikun650@qq.com。