張嘉賓,徐 釗,周光余,張夢迪,符 楊,劉佳琪,周東海*
(1.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)動物醫(yī)學(xué)院,武漢 430070; 2.塔里木大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院,阿拉爾 843300)
目前,我國寵物行業(yè)發(fā)展迅速。急性腎損傷已成為危害寵物生命和健康的一種常見病,尤其在老年犬中發(fā)病率逐年上升。雖然腎損傷的治療方法已十分成熟,不過對于急性腎損傷而言其治療有一定難度。因此,找到更加快速、簡便、經(jīng)濟(jì)且有效地治療犬急性腎損傷的方法在當(dāng)前寵物醫(yī)療行業(yè)迅速發(fā)展的階段具有重要現(xiàn)實意義。袁玲等[1]研究發(fā)現(xiàn)采用主客配穴的方法對急性胰腺炎與急性腎損傷的大鼠進(jìn)行治針灸治療,減輕炎癥作用,同時降低動物腎損傷程度。張俊川[2]報道,選取內(nèi)關(guān)、足三里等穴位針灸局灶性大腦皮層梗死模型大鼠,發(fā)現(xiàn)電針能減輕炎性因子的表達(dá),減輕腎的受損程度,保護(hù)腎功能。梁鑫[3]研究發(fā)現(xiàn)選擇腎俞和足三里兩個穴位針刺能夠通過增強(qiáng)腎功能,減少有害物質(zhì)在體內(nèi)的蓄積,同時作用于細(xì)胞凋亡相關(guān)的信號通路,減輕腎橫紋肌的溶解程度,降低腎的病理損傷程度。王冰舒[4]發(fā)現(xiàn)電針治療急性腎衰竭后機(jī)體的抗氧化能力得到提高,其抗氧化相關(guān)蛋白的表達(dá)明顯增強(qiáng),同時腎的損傷程度明顯減輕。這說明中醫(yī)治療對于腎的保護(hù)和腎功能的恢復(fù)具有很好的療效,尤其是針灸治療的方法,其可行性強(qiáng),應(yīng)用廣泛。鄒曉彪等[5]研究發(fā)現(xiàn)急性腎衰竭的發(fā)病過程中存在氧化應(yīng)激反應(yīng),而氧化應(yīng)激損傷也存在于急性腎衰竭的致病機(jī)制之中。郭艷輝[6]研究發(fā)現(xiàn)急性腎衰竭兔的氧化應(yīng)激作用在電針治療后得到明顯改善,同時NRF2信號通路上的抗氧化蛋白HO-1的表達(dá)明顯的增加。因此,對于急性腎衰竭過程中的氧化應(yīng)激反應(yīng)的研究十分有必要。目前,有關(guān)腎損傷的治療方法不盡相同,然而運(yùn)用中獸醫(yī)的電針療法治療犬急性腎損傷的研究少有報道。以比格犬為對象,探討電針療法對急性腎損傷犬的腎功能、鈣磷代謝、抗氧化能力以及NRF2信號通路的作用研究,為犬急性腎損傷的治療提供理論依據(jù)和新方法。
選取2~3歲健康、體重相近比格犬24只,采用單因子完全隨機(jī)區(qū)組試驗設(shè)計,將試驗犬隨機(jī)分為對照組、造模組、常規(guī)治療組、電針干預(yù)組、電針治療組和聯(lián)合治療組。第1~15天為造模期,第16~30天為治療期。本研究選用腺嘌呤制造急性腎損傷模型。造模的方法參考聶靜等[7]的造模方法,即當(dāng)試驗犬的血清肌酐濃度達(dá)到基線的1.5倍時即判定為造模成功。造模期,除對照組外其余各組每日上午基礎(chǔ)日糧添加75 mg·(kg·d)-1腺嘌呤,電針干預(yù)組每日下午電針治療。治療期,除對照組、造模組和電針干預(yù)組外,其余各組每日下午治療。常規(guī)治療組通過補(bǔ)液(5%葡萄糖氯化鈉溶液)、利尿(呋塞米2 mg·kg-1)等方法對試驗犬進(jìn)行對癥治療,電針治療組每日下午電針治療,聯(lián)合治療組在電針治療的同時根據(jù)試驗犬的癥狀輔以對癥治療。
試驗期間自由采食和飲水,單獨(dú)籠子飼養(yǎng)。每天清理、消毒犬舍,隨時觀察犬健康狀況。
選取犬雙側(cè)腎俞(第2腰椎橫突末端相對的髂肋肌溝中)、脾俞(倒數(shù)第2肋間,背最長肌與髂肋肌之間的肌溝中)、足三里(小腿外側(cè)上1/4處,脛腓骨間隙中)、三陰交(內(nèi)踝上方,脛骨內(nèi)隆起與內(nèi)踝連線下1/5處)、太溪(跟骨內(nèi)測凹陷中)以及命門(第2、3腰椎棘突之間);試驗犬保定、剃毛、消毒,選用1寸(0.30 mm×25 mm)一次性無菌針,快速進(jìn)針法針刺上述穴位,直刺進(jìn)針,捻轉(zhuǎn)后接電針。用華佗牌電子針療儀(SDZ-Ⅱ型),選擇疏密波,頻率1檔,每次電針持續(xù)20 min。電針干預(yù)組、電針治療組和聯(lián)合治療組均在造模成功后連續(xù)電針15 d直至試驗結(jié)束。
1.4.1 尿比重和血液生化指標(biāo) 試驗結(jié)束后收集各組尿液進(jìn)行尿常規(guī)檢測;同時分別從各組犬前肢背側(cè)皮下頭靜脈采集血液5 mL,用EDTA抗凝管收集,37 ℃水浴30 min后3 000 r·min-1離心15 min,將上清液分裝到1.5 mL離心管中,置于-20 ℃保存待測生化指標(biāo)。BUN、CRE、Ca2+、P3+、UA、SOD和MDA試劑盒均購自南京建成生物工程研究所。
1.4.2 X光 根據(jù)拍攝部位調(diào)節(jié)腹部X光拍攝條件,設(shè)置管電壓為56.00 kV,毫安秒為8.00 mAs,曝光時間為40.00 ms。將試驗犬保定在臺子上,拍攝X光。
1.4.3 H.E.染色 試驗結(jié)束后,試驗犬麻醉,取出左側(cè)腎,將腎表面的血漬用生理鹽水洗凈,放入4%多聚甲醛緩沖液固定12~24 h。將固定好的組織用常規(guī)方法脫水后進(jìn)行石蠟包埋。包埋后的組織塊修理、切片、脫蠟、水化、蘇木素染色3~5 min、乙醇分色5 s后用伊紅染色數(shù)秒,分別用濃度梯度乙醇和二甲苯對切片進(jìn)行脫水、透明,中性樹膠進(jìn)行封片處理后,光學(xué)顯微鏡下觀察。
1.4.4 免疫組織化學(xué)染色 組織石蠟切片常規(guī)脫水、透明后用檸檬酸抗原修復(fù)緩沖液(pH 6.0)加熱修復(fù),然后放入3 %雙氧水溶液阻斷內(nèi)源性過氧化物酶。切片封閉后用一抗4 ℃孵育過夜。PBS洗滌切片后滴加與二抗(HRP標(biāo)記)覆蓋組織,室溫孵育50 min,DAB顯色和蘇木素復(fù)染3 min后脫水封片于光學(xué)顯微鏡下觀察。
1.4.5 qRT-PCR 檢測相關(guān)基因 用Trizol法提取腎組織總RNA,測定RNA的濃度和純度;根據(jù)NCBI主頁GenBank已公布的目的基因序列,應(yīng)Primer Premier 5.0軟件設(shè)計引物,同時參考文獻(xiàn)中提及的引物序列,引物中G+C含量應(yīng)在40%~60%。qRT-PCR標(biāo)準(zhǔn)程序:95 ℃預(yù)變性10 min;95 ℃變性15 s,60 ℃退火30 s,循環(huán)40次,然后繪制曲線,使用2-ΔΔCt的方法計算目的基因在不同cDNA 模板中的相對表達(dá)量。
表1 目的基因及內(nèi)參基因引物設(shè)計
1.4.6 Western blot 用RIPA裂解腎組織并提取總蛋白,BCA法測定總蛋白的濃度;加入Loading Buffer在95 ℃下蛋白變性;取適量的蛋白樣品進(jìn)行十二烷基硫酸鈉(SDS)-聚丙烯酰胺凝膠電泳(PAGE),電泳結(jié)束后進(jìn)行轉(zhuǎn)印至PVDF膜,封閉1.5 h;4 ℃過夜孵育一抗(KEAP1、NRF2、HO-1、NQO1稀釋比例為 1∶800;β-actin稀釋比例為1∶1 000)、HRP標(biāo)記山羊抗兔二抗室溫孵育2 h(二抗稀釋比例為 1∶5 000),顯影。使用Image J軟件進(jìn)行蛋白條帶的灰度值分析;應(yīng)用GraphPad Prism 8.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析,采用One-way ANOVA、t檢驗方法對數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性差異分析。KEAP1、NRF2、HO-1、NQO1一抗購自于Wanleibio 試劑公司,β-actin一抗和HRP標(biāo)記山羊抗兔二抗購自ABclonal試劑公司。
由表2可知,與對照組相比,造模組犬尿比重數(shù)值降低;與造模組相比,常規(guī)治療組、電針干預(yù)組、電針治療組和聯(lián)合治療組的尿比重數(shù)值均有不同程度的升高,但均低于對照組。
表2 尿比重的變化
由圖1可知,與對照組相比,造模組犬血清CREA、BUN、UA、MDA以及血磷含量顯著提高(P<0.01),而血鈣、血清與腎SOD水平顯著降低(P<0.01);與造模組相比,常規(guī)治療組、電針干預(yù)組、電針治療組和聯(lián)合治療組的血清CREA、BUN、UA、MDA以及血磷含量顯著降低(P<0.01),而血鈣、血清與腎SOD水平顯著升高(P<0.01)。
B. 空白組; M. 造模組; R. 常規(guī)治療組; Ei. 電針干預(yù)組; Et. 電針治療組; C. 聯(lián)合治療組。對比空白組,*.P<0.01;對比造模組,#.P<0.01
由圖2可知,X光檢測造模前試驗犬腎結(jié)構(gòu)、大小正常,被膜完整。造模結(jié)束后與第2腰椎對比腎體積明顯增大,聯(lián)合治療后腎有所變小,但仍大于造模前腎大小。
A. 造模前;B.造模后;C.聯(lián)合治療后
HE染色結(jié)果如圖3,空白組腎組織結(jié)構(gòu)完整,造模組腎組織中有大面積腎小管上皮細(xì)胞發(fā)生腫大、空泡化、壞死,管腔內(nèi)細(xì)胞碎片和顆粒、且腎間質(zhì)存在瘀血。常規(guī)治療組與各電針處理組中腎出現(xiàn)的病變相較模型組均有減輕趨勢。
A.空白組;B.造模組;C.常規(guī)治療組;D.電針干預(yù)組;E.電針治療組;F.聯(lián)合治療組。掃描文章首頁OSID碼可查看彩圖
試驗用 KEAP1、NRF2、HO-1、NQO1單克隆抗體孵育組織切片進(jìn)行免疫組織化學(xué)檢測(圖4)。各組腎組織均有KEAP1、NRF2、HO-1、NQO1 4種蛋白表達(dá),其主要分布于腎小管上皮細(xì)胞胞質(zhì)中,另有少量分布于腎小球基底膜細(xì)胞胞質(zhì)及腎間質(zhì)中。造模組腎小管上皮細(xì)胞KEAP1蛋白陽性染色深,呈深棕色,NRF2、HO-1、NQO1蛋白陽性染色淺,呈淺棕色;對照組腎小管上皮細(xì)胞KEAP1蛋白陽性染色淺,NRF2、HO-1、NQO1蛋白陽性染色深,呈深棕色,呈淺棕色。其余各治療的KEAP1蛋白陽性染色均淺于造模組,深于對照組;其余各治療的NRF2、HO-1、NQO1蛋白陽性染色均淺于空白組,深于造模組。
A.空白組;B.造模組;C.常規(guī)治療組;D.電針干預(yù)組;E.電針治療組;F.聯(lián)合治療組。掃描文章首頁OSID碼可查看彩圖
qRT-PCR和Western blot檢測KEAP1、NRF2、HO-1和NQO1的基因和蛋白的表達(dá),結(jié)果如圖5、6所示,與對照組比,造模組KEAP1基因和蛋白表達(dá)水平顯著升高(P<0.01),而NRF2、HO-1、NQO1基因和蛋白表達(dá)水平顯著降低(P<0.01);與造模組比,各治療組腎組織KEAP1基因和蛋白相對表達(dá)水平顯著下調(diào)(P<0.01),而NRF2、HO-1、NQO1基因和蛋白表達(dá)水平顯著上調(diào)(P<0.01)。
B.空白組;M.造模組;R.常規(guī)治療組;Ei.電針干預(yù)組;Et.電針治療組;C.聯(lián)合治療組。對比空白組,*.P<0.01;對比造模組,#.P<0.01
現(xiàn)代研究證實針灸在腎疾病的治療方面有著確切的療效。徐藝菲等[8]報道電針可以通過改善腎微循環(huán),增加氧和其他營養(yǎng)物質(zhì)的供給,進(jìn)而減輕腎損傷,增強(qiáng)腎功能。研究發(fā)現(xiàn)針刺還具有延緩腎損害進(jìn)展、減輕腎組織損傷程度、抑制炎癥反應(yīng)、促進(jìn)抗炎物質(zhì)表達(dá)來改善腎功能[1]。肖小艷等[9]和金佳慧等[10]研究發(fā)現(xiàn),刺激腎俞和關(guān)元兩個穴位,腎的損傷程度明顯減輕。王學(xué)杰等[11]研究證實,在腎損傷通過刺激腎俞穴能夠降低尿蛋白的含量,使腎的濾過作用更快恢復(fù)。
B.空白組;M.造模組;R.常規(guī)治療組;Ei.電針干預(yù)組;Et.電針治療組;C.聯(lián)合治療組。對比空白組,*.P<0.01;對比造模組,#.P<0.01
本試驗選擇一組經(jīng)大量研究證實在腎疾病中有顯著療效的穴位配伍。其中,腎俞穴其中最主要的穴位,在治療腎系疾病中使用頻率最高,治療效果最好,尤其在治療腎損傷和糖尿病腎病的研究中常被選用[12-13]。中醫(yī)學(xué)對于本臟的疾病優(yōu)先考慮本臟的背俞穴進(jìn)行治療,以達(dá)到更好的治療效果。因此,腎疾病首選腎俞穴進(jìn)行治療。刺激腎俞穴能夠改善腎功能,促進(jìn)水液運(yùn)化[14-15]。脾俞穴與腎俞穴相配伍,能夠在調(diào)節(jié)腎功能的同時加強(qiáng)脾的水液運(yùn)化能力[16]。足三里穴在許多疾病的治療和養(yǎng)生保健方面都有著廣泛的應(yīng)用,針刺其穴位能夠生發(fā)脾胃之氣同時增強(qiáng)機(jī)體的免疫力[17-18]。針灸三陰交除健脾益血外,還能調(diào)肝補(bǔ)腎,對于急性腎衰竭的恢復(fù)期有著較好的療效[19]。太溪穴與腎俞穴合用稱原俞配伍[20]。原俞配穴是指將臟腑所對應(yīng)的原穴和背俞穴配伍使用,相比單獨(dú)針灸一個穴位效果更好。因此,選用腎俞和腎經(jīng)的原穴太溪相配伍[21]。此外,本試驗選取的命門穴在臨床上與腰、腎疾病關(guān)系密切。本試驗選取命門穴與上述其他穴位合用,改善急性腎損傷犬的腎功能。同時由于犬的皮膚游離性較大,在試驗操作過程中腎俞穴不方便定位。因此先定位命門穴,再沿腰椎定位腎俞穴也有利于試驗過程中的操作。本試驗造模組的腎較對照組出現(xiàn)體積增大[22],經(jīng)過電針聯(lián)合治療后,體積減少,腎病變損傷程度減輕,治療效果比常規(guī)治療及電針單獨(dú)治療效果好。尿酸和肌酐是判定腎損傷的主要指標(biāo)。臨床上也是主要根據(jù)肌酐含量來判定腎損傷程度[23]。AKI犬的最明顯癥狀便是腎功能的損傷,其CREA、BUN、尿比重等都會出現(xiàn)明顯的變化[24]。郭銀雪等[25]報道ARF出現(xiàn)腎功能失常的主要原因是腎小管發(fā)生阻塞,導(dǎo)致有毒物質(zhì)在體內(nèi)蓄積。本研究發(fā)現(xiàn)電針治療組及其他治療組較造模組BUN、CREA、UA均顯著降低,尿比重顯著升高,且電針聯(lián)合治療組的結(jié)果比常規(guī)治療組合電針單獨(dú)治療組低。說明電針療法對AKI犬的腎及其功能具有積極作用。
在腎發(fā)生損傷過程中,血液內(nèi)游離的鈣通過被破壞的鈣離子轉(zhuǎn)運(yùn)通道轉(zhuǎn)移到細(xì)胞內(nèi),超過正常細(xì)胞承載能力[26]。同時,血液中磷的含量會因腎功能障礙導(dǎo)致磷排出困難而增加,另外組織細(xì)胞受到實質(zhì)性的損傷導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)的磷被釋放入血,進(jìn)一步導(dǎo)致了血磷的上升[27]。上述報道與本研究結(jié)果一致,試驗造模后血清磷含量顯著增加,血清鈣含量顯著降低。各治療組較造模組血磷濃度顯著降低,血鈣濃度顯著增高,其中,電針聯(lián)合治療組比常規(guī)治療組和電針單獨(dú)治療組變化明顯;說明電針處理能夠減少磷在血中的含量并提高鈣的含量,從而減輕AKI引起的體內(nèi)鈣磷代謝失調(diào),從而減輕組織細(xì)胞的損傷程度。
在AKI過程中出現(xiàn)廣泛的氧化應(yīng)激損傷[28],而氧化應(yīng)激損傷也存在于AKI的致病機(jī)制之中[5]。鄧樹泳等[29]研究發(fā)現(xiàn)針刺治療能夠提高機(jī)體的免疫反應(yīng),增加體內(nèi)多個免疫器官的抗氧化能力,并促進(jìn)這些免疫器官中SOD的生成和MDA的減少,從而達(dá)到增強(qiáng)機(jī)體整體的抗氧化能力的效果。這一結(jié)論與本研究結(jié)果相一致,各治療組相比于腺嘌呤造模組SOD均有不同程度的增強(qiáng),MDA含量均有不同程度的降低,其中,聯(lián)合治療組的作用效果最明顯。說明電針的干預(yù)和治療能夠提升AKI犬的抗氧化能力。
在氧化應(yīng)激過程中,NRF2信號通路通過激活抗氧化酶的表達(dá)來對過量的能造成氧化損傷的物質(zhì)進(jìn)行清除[30-31]。NRF2信號通路被認(rèn)為是最為主要的信號通路之一,NRF2也被認(rèn)為是該信號通路上的核心蛋白[5,32]。NRF2進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi),啟動各類抗氧化蛋白酶的翻譯過程,包括NQO1、HO-1等[33-36]。也有研究證實,電針治療能夠通過調(diào)控NRF2信號通路改善機(jī)體的氧化應(yīng)激水平[37-38]。上述報道與本研究結(jié)果一致,造模組KEAP1蛋白和基因的表達(dá)量升高,NRF2、NQO1、HO-1蛋白和基因表達(dá)量降低;電針治療組KEAP1蛋白的表達(dá)量較造模組降低,而NRF2、NQO1、HO-1蛋白的表達(dá)量較造模組增加,其中,聯(lián)合治療組的蛋白和基因表達(dá)量較造模組變化最明顯。說明經(jīng)電針治療以后其NRF2通路上相關(guān)蛋白表達(dá)增加,其抗氧化能力也得到提升。
4.1電針治療通過提高腎功能、改善鈣磷代謝、提升抗氧化能力、降低腎KEAP1的表達(dá),增加腎NRF2及其下游的抗氧化相關(guān)蛋白的表達(dá)等方面緩解犬的急性腎損傷癥狀,減輕腎損傷程度。
4.2電針與常規(guī)療法相結(jié)合的聯(lián)合治療方法對于急性腎衰竭的治療效果較好,其治療效果優(yōu)于單獨(dú)使用電針治療與單純進(jìn)行對癥治療。