張祥濤,趙辰爽,謝聰穎,熊彬睿,陳雪梅,李 慧,余恬恬,王 靜
(皖南醫(yī)學(xué)院 1.藥學(xué)院;2.研究生學(xué)院;3.檢驗學(xué)院;4.基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院,安徽 蕪湖 241002)
慢性疼痛是臨床常見病癥,治療難度大且療效不佳,嚴(yán)重影響人類生活質(zhì)量[1]。促炎和抗炎細(xì)胞因子失衡導(dǎo)致的炎癥是慢性痛發(fā)生發(fā)展的關(guān)鍵原因[2],中樞瞬時受體電位香草酸亞型1(transient receptor potential vanilloid 1,TRPV1)同時參與慢性痛外周敏化和疼痛中樞調(diào)控,在慢性炎性痛中具有重要作用[3-4]?;ㄇ嗨?anthocyanin,Ant)是一類天然水溶性色素,廣泛存在于各種植物的花、果和葉片中,如藍(lán)莓、桑葚、金葉女貞等。Ant具有較強的抗氧化、抗衰老、抗炎、抑菌等多種功效,能降低體內(nèi)的氧化應(yīng)激和炎癥水平[5-7],課題組前期研究也證實Ant的抗氧化、抗炎鎮(zhèn)痛作用[8-9]。Ant可通過血腦屏障到達(dá)中樞,抑制氧化應(yīng)激和神經(jīng)炎癥從而對神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)揮保護作用[10-11]。本研究擬用完全弗氏佐劑(complete freund′s adjuvant,CFA)誘導(dǎo)經(jīng)典的慢性炎性痛模型,觀察Ant對CFA誘導(dǎo)的慢性炎性痛作用效果,為開發(fā)Ant治療慢性炎性痛藥物提供實驗依據(jù)。
1.1 實驗動物 雄性SD大鼠,體質(zhì)量(200±20)g,購于上海斯萊克實驗動物有限責(zé)任公司,許可證號:SCXK(滬)2012-0002。
1.2 藥品與試劑 CFA,sigma公司;Ant提取自金葉女貞果實,經(jīng)烘干、過篩、提取、吸附,去糖去脂得100%純Ant粉末,生理鹽水配制成溶液使用;TRPV1一抗(abcam公司,ab10296),二抗(博士德公司,SV0002)。
1.3 實驗儀器 熱刺痛儀(PL-200,成都泰盟科技有限公司);電子壓痛儀(BW-YLS-3E,上海軟隆科技公司);足趾容積測量儀(YLS-7B,上海軟隆科技公司)。
1.4 實驗動物分組 30只大鼠常規(guī)適應(yīng)飼養(yǎng)1周后隨機分為3組(n=10),對照組:左后肢足底皮下注射生理鹽水100 μL;模型組:左后肢足底皮下注射CFA 100 μL誘導(dǎo)慢性炎性痛模型;Ant組(Ant):左后肢足底皮下注射CFA 100 μL,同天開始Ant(根據(jù)前期實驗摸索Ant濃度為90 mg/kg)灌胃1周。
1.5 慢性炎性痛模型建立 依據(jù)文獻(xiàn)[12]建造慢性炎性痛模型,經(jīng)行為學(xué)觀察和痛覺評分,造模成功率100%。
1.6 痛行為觀察及分析評價 模型組和Ant組大鼠在注射CFA后1、15、30 min及1、3、5、7 d共7個時間點,按文獻(xiàn)[13]標(biāo)準(zhǔn)記錄疼痛評分。
1.7 大鼠體質(zhì)量監(jiān)測 清晨大鼠在清醒、安靜狀態(tài)下,于實驗開始前和術(shù)后1、3、5、7 d相同時間點測量各組大鼠體質(zhì)量。
1.8 足趾容積測量 清晨大鼠在清醒、安靜狀態(tài)下,用足趾容積測量儀在實驗開始前和術(shù)后1、3、5、7 d相同時間點測量大鼠左側(cè)后足趾容積。
1.9 熱痛閾值和機械痛閾值檢測 參照文獻(xiàn)[9]在造模前和造模后1、3、5、7 d測定各組大鼠的熱痛閾值(heat pain threshold,HPT)和機械痛閾值(mechanical pain threshold,MPT)。
1.10 炎性因子檢測 ELISA法檢測血清和炎癥部位PGE2、TNF-α、IL-6含量,具體方法按試劑盒說明進(jìn)行。
1.11 中樞TRPV1蛋白表達(dá)檢測 Western blot檢測中樞丘腦、藍(lán)斑、海馬區(qū)TRPV1表達(dá),TRPV1條帶灰度值與內(nèi)參蛋白β-actin條帶的灰度值之比表示TRPV1表達(dá)量,再以對照組TRPV1表達(dá)量為1,計算模型組和Ant組TRPV1的相對表達(dá)量。
2.1 Ant對慢性炎性痛大鼠體質(zhì)量的影響 各組大鼠體質(zhì)量緩慢增長,且3組大鼠體質(zhì)量增長速度差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),見表1。
2.2 CFA誘導(dǎo)的慢性炎性痛大鼠痛行為評分 模型組和Ant組大鼠在注射CFA后即刻引發(fā)痛覺行為,均出現(xiàn)尖叫、躁動不安、注射足不敢觸地、舔舐注射足及抖動注射足等現(xiàn)象。時間與分組對痛行為評分存在交互效應(yīng),差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)。與模型組相比,Ant組注射CFA后5 d痛行為評分開始降低,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01),見表2。
2.3 Ant對慢性炎性痛大鼠足趾容積的影響 時間與分組對足趾容積變化存在交互效應(yīng),差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)。對照組大鼠足趾容積無明顯變化,模型組和Ant組大鼠在注射完CFA 1 d后足趾容積明顯增大(見圖1),差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)。與模型組相比,Ant組在注射CFA 7 d足趾容積減小,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),見表3。
表1 Ant對慢性炎性痛大鼠體質(zhì)量的影響
表2 注射CFA后不同時間點大鼠疼痛評分
表3 Ant對慢性炎性痛大鼠足趾容積的影響
圖1 CFA誘導(dǎo)慢性炎性痛大鼠左后肢腫脹圖
2.4 Ant對慢性炎性痛大鼠HPT的影響 時間與分組對HPT變化存在交互效應(yīng),差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)。模型組和Ant組在注射CFA后,HPT明顯降低,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01);與模型組比較,Ant組在注射CFA后5 d HPT開始回升,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01),見表4。
2.5 Ant對慢性炎性痛大鼠MPT的影響 時間與分組對MPT變化存在交互效應(yīng),差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)。模型組和Ant組在注射CFA后1 d MPT下降,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01);Ant組在注射CFA后5 d與模型組差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01),見表5。
2.6 Ant對慢性炎性痛大鼠血清及足趾浸浴液的炎性因子影響 與對照組相比,模型組的大鼠血清和足趾浸浴液中PGE2、TNF-α、IL-6均升高(P<0.01);與模型組相比,Ant組的大鼠血清和足趾浸浴液中PGE2、TNF-α、IL-6均降低(P<0.05),見表6。
2.7 Ant對慢性炎性痛大鼠中樞TRPV1表達(dá)的影響 與對照組相比,模型組大鼠中樞丘腦、海馬、藍(lán)斑TRPV1蛋白表達(dá)均增加(P<0.01);與模型組相比,Ant降低了中樞丘腦(P<0.05)、海馬(P<0.05)、藍(lán)斑(P<0.01)TRPV1蛋白表達(dá),見圖2。
表4 Ant對慢性炎性痛大鼠HPT的影響
表5 Ant對慢性炎性痛大鼠MPT的影響
表6 Ant對慢性炎性痛大鼠血清及足趾浸浴液中炎性因子影響
與對照組比較,**P<0.01;與模型組比較,#P<0.05,##P<0.01。
組織器官在受到傷害性刺激時會出現(xiàn)典型的紅、腫、熱、痛等局部炎癥反應(yīng);炎癥嚴(yán)重時會伴有發(fā)燒、白細(xì)胞增多、毛細(xì)血管通透性增加等癥狀。本研究用CFA誘導(dǎo)經(jīng)典慢性炎性痛模型,注射CFA后動物即刻引發(fā)痛覺行為,出現(xiàn)躁動不安、注射足不敢觸地、舔舐注射足及抖動注射足等痛覺行為,局部組織周圍出現(xiàn)紅腫、痛覺過敏持續(xù)一周。
TRPV1屬于瞬時受體通道的一個亞型,廣泛表達(dá)于外周感覺神經(jīng)元和大多腦區(qū)中,包括所有的皮質(zhì)區(qū),部分邊緣系統(tǒng)(海馬、中央杏仁核)、藍(lán)斑、下丘腦及黑質(zhì)。TRPV1作為痛覺信息傳遞系統(tǒng)的第一站,能被多種傷害性刺激激活,包括辣椒素、高熱、機械以及疼痛等,激活后引起Na+、Ca2+、Mg2+等陽離子跨膜移動,并將其轉(zhuǎn)換為動作電位向脊髓、丘腦及高位腦中樞傳遞并最終產(chǎn)生痛覺,同時伴隨降鈣素基因相關(guān)肽、P物質(zhì)(Substance P,SP)等神經(jīng)遞質(zhì)的釋放參與神經(jīng)源性炎癥反應(yīng)[14]。而炎性因子如SP、神經(jīng)生長因子、PGE2、緩激肽等也可以通過激活G蛋白耦聯(lián)受體致敏TRPV1,導(dǎo)致TRPV1通道閾值降低,從而放大疼痛和產(chǎn)生炎癥[15-17]。TRPV1與炎性因子形成互相促進(jìn)的效應(yīng),加劇了痛覺感受,本研究也證實了這一結(jié)果,Ant組大鼠從丘腦至海馬、藍(lán)斑區(qū)域的TRPV1表達(dá)均有降低,這可能與Ant降低炎性因子釋放有關(guān),從而緩解痛覺感受。
研究發(fā)現(xiàn)TRPV1被激活后雖然暫時引起劇痛,但長時間激活后卻能抑制后續(xù)的疼痛。所以TRPV1的抑制劑和強激動劑都有可能成為止痛藥的研究對象[18]。Ant的抗炎、鎮(zhèn)痛作用已初現(xiàn)端倪,但其機制仍不十分明確;本研究證實了Ant可能通過抑制TRPV1表達(dá)發(fā)揮鎮(zhèn)痛作用,為開發(fā)Ant的鎮(zhèn)痛作用提供了理論基礎(chǔ),本課題組將繼續(xù)研究Ant如何通過TRPV1通道發(fā)揮抗炎鎮(zhèn)痛作用。