李娟,劉余,薛曉,袁菡鈺,汪少華,潘思安,岳增輝
湖南中醫(yī)藥大學針灸推拿與康復學院,湖南 長沙 410208
原發(fā)性痛經(jīng)(primaiy dysmenorrhea,PDM)是以下腹部痙攣性疼痛為主要特征且無盆腔器質(zhì)性病變的月經(jīng)疼痛,并可放射至下背部或腿部,常伴隨頭痛、惡心、腹瀉及尿頻等癥狀。流行病學研究指出,不同年齡和國籍人群PDM發(fā)病率在45%~97%,嚴重影響患者日常生活[1]。關于PDM的主要發(fā)病機制,普遍認為與子宮前列腺素(PG)水平異常升高有關[2]。目前治療以布洛芬為代表的非甾體抗炎藥為主,但容易引起惡心、嘔吐、胃灼熱等不良反應[3]。大量研究表明,電針可以有效緩解PDM疼痛且治愈率高[4-6],無明顯不良反應,但其干預機制尚不明確。
絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)在細胞信號傳遞中具有十分重要的作用,經(jīng)過受體、轉(zhuǎn)錄因子等因素的影響激活,將表面信號傳導到核內(nèi)部,控制細胞生長發(fā)育、分化、癌變、轉(zhuǎn)移、凋亡、炎癥等多種生命活動過程,成為許多疾病研究的重點[7-8]。MAPK可分為ERK、p38、JNK和ERK5共4個亞族。研究表明,MAPK/ERK信號通路是影響PDM發(fā)生發(fā)展的重要通路和調(diào)控因子[9-10]。環(huán)氧化酶-2(COX-2)是影響PGs釋放的關鍵酶[11],COX-2表達升高誘導PGs合成及釋放,誘發(fā)炎癥,導致疼痛[12],下調(diào)MAPK/ERK信號通路相關蛋白COX-2表達能減少PGs釋放,緩解痛經(jīng)[13]。本研究通過建立PDM大鼠模型,基于ERK/COX-2信號通路研究電針治療PDM的作用機制。
SPF級健康未孕雌性SD大鼠40只,8~10周齡,體質(zhì)量180~200 g,動物許可證號SCXK(京)2019-0008。飼養(yǎng)于室溫20~25 ℃、濕度50%~70%環(huán)境,自由飲水進食,適應性飼養(yǎng)1周后開始實驗。本研究經(jīng)湖南中醫(yī)藥大學動物倫理委員會審批(LL2021040703),并遵循關于善待動物的指導意見。
布洛芬(批號13062,中美天津史克制藥有限公司),苯甲酸雌二醇(批號2011052,4 mg/2 mL,寧波第二激素廠),縮宮素(貨號P1029,純度98.52%,美國Selleck),亞甲基藍(貨號C12086108,上海麥克林生化科技有限公司),HE染色試劑盒(貨號C0105,中國生物技術),PGE2、PGF2α ELISA 試劑盒(貨號20211111-J2944、20211111-J3106,湖南艾方生物科技有限公司),GAPDH 抗體(貨號GB15002,武漢Servicebio),ERK1/2抗體(貨號AF02700,湖南艾方生物),p-ERK1/2抗體(貨號AF01038,湖南艾方生物),COX-2 抗體(貨號GB11077-2,武漢Servicebio),HRP-山羊抗鼠二抗(貨號GB25301,武漢Servicebio),HRP-山羊抗兔二抗(貨號GB25303,武漢Servicebio)。
光學顯微鏡(型號BA410E,廈門Motic),切片機(型號UC7,德國Leica),酶標儀(型號RT-6100,美國Rayto),渦旋混勻儀(型號MV-100,武漢Servicebio),化學發(fā)光儀(型號6300,上海CLINX),電針儀(型號SDZ-V,蘇州醫(yī)療用品有限公司)。
采用隨機數(shù)字表法將40只大鼠分為空白組、模型組、電針組和布洛芬組,每組10 只。參照前期研究[14-15]優(yōu)化造模方法:通過陰道涂片篩選處于動情間期大鼠造模,模型組、電針組和布洛芬組連續(xù)10 d于股部皮下注射苯甲酸雌二醇,第1、10日注射0.5 mL/只,第2~9 日注射0.2 mL/只,第11 日腹腔注射縮宮素2 U/只誘發(fā)扭體反應,空白組注射0.9%氯化鈉溶液。以大鼠子宮收縮出現(xiàn)扭體反應為造模成功標準[16]。
造模第1 日開始干預,電針組參考《實驗針灸學》[17]選穴。將大鼠固定于鼠板,常規(guī)消毒后“三陰交”直刺約5 mm,兩側“三陰交”隔日交替電針,“關元”直刺約2 mm,得氣后連接電針儀,連續(xù)波,頻率50 Hz,強度以大鼠局部肌肉輕微抽動,不出現(xiàn)掙扎嘶叫為度。每日1次,每次20 min,連續(xù)10 d。布洛芬組予布洛芬生理鹽水溶液(1.25 mg/mL)灌胃,0.8 mL/只,每日1次??瞻捉M和模型組只捆綁,不做其他處理。
1.5.1 扭體潛伏期、扭體次數(shù)及扭體評分測定
第11日注射縮宮素后,記錄大鼠30 min內(nèi)出現(xiàn)扭體反應的時間,即扭體潛伏期,記錄出現(xiàn)扭體反應的次數(shù)。參照行為學評分標準進行扭體評分[18]:正常探查行為,0分;身體軀干斜向一側,腹部因收縮向內(nèi)凹陷,1分;后肢伸展,后爪背屈,軀干伸展伴盆骨方向旋轉(zhuǎn),2分;腹部肌肉收縮,后肢后伸,3分。
1.5.2 HE染色
觀察大鼠扭體反應后,腹腔注射2%戊巴比妥鈉(3 mL/100 g)麻醉大鼠,摘除子宮組織,用無菌手術剪將大鼠左右兩側子宮剪成6等份,每組隨機選取5只大鼠相同位置子宮組織,放入4%多聚甲醛溶液中固定,其余子宮組織標號凍存。子宮組織經(jīng)固定24 h后進行脫水、二甲苯透明、包埋、切片(5 μm),脫蠟后HE染色,鼠李膠封片固定。光學顯微鏡下觀察子宮組織病理變化,并對其進行評分。評分標準[19]:無明顯病理變化,0分;內(nèi)膜出現(xiàn)壞死,1分;固有層水腫,2分;固有層腺體增多,3分;固有層炎癥細胞浸潤,4分;子宮肌層炎癥,5分。
1.5.3 ELISA檢測
取大鼠子宮組織,加入緩沖液,勻漿,3 000 r/min離心20 min(離心半徑15 cm),取上清液,根據(jù)ELISA試劑盒說明書檢測PGF2α和PGE2含量。
1.5.4 Western blot檢測
每組隨機選取6 只大鼠相同位置子宮組織(約50 mg)剪成小塊,研磨機低溫研磨,加入預冷裂解液和蛋白酶抑制劑、磷酸酶抑制劑裂解30 min,4 ℃、12 000 r/min離心10 min(離心半徑63 mm),取上清液,BCA法蛋白定量,加入樣品緩沖液,沸水浴10 min。上樣后電泳,PVDF 膜轉(zhuǎn)膜、封閉后,加一抗孵育:GAPDH一抗(1∶2 000)、ERK1/2一抗(1∶1 000)、p-ERK1/2一抗(1∶1 000)、COX-2一抗(1∶1 000),4 ℃孵育過夜。TBST洗膜,加二抗(1∶5 000),室溫孵育60 min,ECL法顯色曝光。以GAPDH為內(nèi)參,計算目的蛋白相對表達量。
空白組無扭體反應。與空白組比較,模型組大鼠扭體次數(shù)、扭體評分增加(P<0.01);與模型組比較,電針組和布洛芬組大鼠扭體潛伏期延長(P<0.01),扭體次數(shù)、扭體評分減少(P<0.05,P<0.01)。見表1。
表1 各組大鼠扭體反應比較(±s)
表1 各組大鼠扭體反應比較(±s)
注:與空白組比較,**P<0.01;與模型組比較,#P<0.05,##P<0.01
組別空白組模型組電針組布洛芬組扭體評分0 2.90±0.32**1.70±0.83#1.30±0.68##只數(shù)10 10 10 10扭體潛伏期/s 0 150.80± 21.18**457.80± 93.02##430.50±116.81##扭體次數(shù)0 42.80±10.70**11.60± 6.11#6.80± 4.94##
空白組大鼠子宮內(nèi)膜上皮細胞排列完整,無明顯空泡水腫等病理變化;模型組大鼠子宮內(nèi)膜上皮細胞大量空泡樣變性、壞死,且有中性粒細胞浸潤、子宮內(nèi)膜剝脫水腫及炎癥,伴小動脈充血;電針組和布洛芬組大鼠子宮內(nèi)膜上皮細胞較少空泡樣變性、壞死,內(nèi)膜剝脫范圍較小,水腫、炎癥程度減輕。見圖1。與空白組比較,模型組大鼠子宮組織病理評分顯著升高(P<0.01);與模型組比較,電針組和布洛芬組大鼠子宮組織病理評分顯著降低(P<0.05,P<0.01)。見表2。
圖1 各組大鼠子宮組織形態(tài)(HE染色,×100)
表2 各組大鼠子宮組織病理評分比較(±s,分)
表2 各組大鼠子宮組織病理評分比較(±s,分)
注:與空白組比較,**P<0.01;與模型組比較,#P<0.05,##P<0.01
病理評分0.80±0.45 3.80±0.84**1.60±0.55#1.40±0.55##組別空白組模型組電針組布洛芬組只數(shù)5555
與空白組比較,模型組大鼠子宮組織PGF2α含量顯著增加,PGE2含量顯著減少(P<0.01);與模型組比較,電針組和布洛芬組大鼠子宮組織PGF2α含量顯著減少,PGE2含量顯著增加(P<0.01)。見表3。
表3 各組大鼠子宮組織PGF2α、PGE2含量比較(±s,pg/mg)
表3 各組大鼠子宮組織PGF2α、PGE2含量比較(±s,pg/mg)
注:與空白組比較,**P<0.01;與模型組比較,##P<0.01
PGE2 368.263±25.123 251.399±12.972**353.092±51.616##348.866±24.911##組別空白組模型組電針組布洛芬組只數(shù)5555 PGF2α 100.699± 5.761 221.095± 7.053**124.843± 6.761##121.555±12.408##
與空白組比較,模型組大鼠子宮組織ERK1/2、p-ERK1/2、COX-2 蛋白表達顯著升高(P<0.01);與模型組比較,電針組和布洛芬組大鼠子宮組織ERK1/2、p-ERK1/2、COX-2蛋白表達顯著降低,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05,P<0.01)。見圖2、表4。
圖2 各組大鼠子宮組織ERK1/2、p-ERK1/2、COX-2蛋白免疫印跡
表4 各組大鼠子宮組織ERK1/2、p-ERK1/2、COX-2蛋白表達比較(±s)
表4 各組大鼠子宮組織ERK1/2、p-ERK1/2、COX-2蛋白表達比較(±s)
注:與空白組比較,**P<0.01;與模型組比較,#P<0.05,##P<0.01
COX-2 0.233±0.013 0.819±0.068**0.571±0.028##0.414±0.078##組別空白組模型組電針組布洛芬組只數(shù)6666 ERK1/2 0.277±0.036 0.715±0.061**0.429±0.072#0.465±0.080#p-ERK1/2 0.248±0.046 0.594±0.109**0.367±0.051#0.362±0.058#
中醫(yī)學認為,PDM主要病機為氣血虧虛,失于濡養(yǎng)經(jīng)絡臟器而引起疼痛。三陰交為足三陰脾、肝、腎經(jīng)經(jīng)氣交匯之處,針刺此穴既可補益脾、腎、肝三經(jīng)氣血,又可通暢三經(jīng)氣血,使氣血充養(yǎng)胞宮。關元位于臍下小腹部,為調(diào)理沖任二脈氣血之要穴,具有溫通濡養(yǎng)胞脈作用。兩穴配伍為遠近配穴,近端取關元可調(diào)節(jié)子宮局部經(jīng)氣,體現(xiàn)腧穴的近治作用,遠端取三陰交起整體調(diào)節(jié)作用,體現(xiàn)腧穴的遠治作用,可溝通機體上下經(jīng)氣,改善整體氣血。因而兩穴相伍可起到調(diào)沖任、理氣血、通經(jīng)止痛的效果[20]。課題組前期分析針刺治療PDM的腧穴配伍規(guī)律,結果表明關元、三陰交出現(xiàn)頻次最高[21]。因此,本研究觀察結果顯示,模型組大鼠扭體次數(shù)、扭體評分顯著增加,出現(xiàn)扭體潛伏期,說明PDM造模成功;電針組和布洛芬組大鼠扭體次數(shù)、扭體評分顯著降低,扭體潛伏期顯著延長,表明疼痛癥狀明顯減輕。
有學者認為,PGs分泌異??蓪е伦訉m收縮、缺血、炎癥及疼痛[2]。研究表明,PGF2α的異常釋放作用于相應受體,導致平滑肌痙攣收縮、組織缺氧缺血、子宮內(nèi)膜脫落,引起出血及疼痛,而PGE2能抑制子宮平滑肌收縮[22-23]。本實驗結果顯示,模型組大鼠子宮組織PGF2α含量顯著增加、PGE2含量顯著減少,電針組和布洛芬組PGF2α含量顯著減少、PGE2含量顯著增加,表明電針可能通過增加子宮組織PGE2含量、降低PGE2 含量緩解子宮強烈痙攣收縮,從而達到止痛效果。
COX-2 是參與PGs 合成的重要限速酶,月經(jīng)前COX-2表達升高,可催化花生四烯酸轉(zhuǎn)化為活性PGs,導致痙攣性疼痛。目前治療PDM的臨床藥物如布洛芬,通過特異性抑制COX-2,降低PGs合成,減輕疼痛[24]。ERK 是細胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶,包括ERK1 和ERK2,控制和調(diào)節(jié)細胞增殖、分化、凋亡等重要生理活動。研究表明,MAPK/ERK通路參與COX-2表達的調(diào)節(jié),可通過抑制MEK1/2 和ERK1/2 磷酸化,降低COX-2表達[8]。本研究結果顯示,模型組大鼠子宮組織ERK1/2、p-ERK1/2 及COX-2 蛋白表達明顯升高,表明PDM的機制之一可能是激活MAPK蛋白啟動信號傳導通路,激活ERK1/2磷酸化,上調(diào)COX-2蛋白表達,增加PGs釋放,從而引發(fā)痛經(jīng)。進一步說明ERK/COX-2信號通路參與PDM的病理生理過程。經(jīng)電針和布洛芬干預后,ERK/COX-2信號通路相關蛋白表達降低,且電針組與布洛芬組差異無統(tǒng)計學意義,表明電針與布洛芬療效相當,提示電針可能通過抑制ERK/COX-2信號通路相關因子,減少PGs釋放,從而治療PDM。
綜上所述,電針“三陰交”“關元”可緩解PDM大鼠疼痛癥狀,改善子宮病理損傷,其機制可能與抑制ERK/COX-2信號通路,降低PGs水平有關。今后將進一步從ERK信號通路上游進行研究,明確電針治療PDM的作用機制。