吳佳璟,朱文妍,孫亦農(nóng),朱世鵬
逆針灸是針灸的一種,“逆”指未至而迎之,屬于針灸中的“未病先防”,是指在疾病還未發(fā)生或是即將要發(fā)生之前預(yù)先予以針刺治療,激發(fā)經(jīng)絡(luò)之氣以預(yù)防疾病的發(fā)生或者減輕疾病的程度。肥胖是多種疾病如糖尿病、心血管疾病、癌癥等的危險因素,對于肥胖的預(yù)防和治療一直是臨床研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)。大量研究證實(shí)針灸在肥胖的治療上有獨(dú)特的優(yōu)勢[1],然而逆針灸對肥胖是否有預(yù)防作用及其可能的相關(guān)機(jī)制尚未可知。本研究擬通過觀察逆針“豐隆穴”對大鼠肥胖、瘦素抵抗以及脂肪組織中轉(zhuǎn)錄因子過氧化物酶體增值物激活受體γ(PPAR-γ)水平的影響,探討逆針灸防治肥胖的分子機(jī)制。
1.1 實(shí)驗(yàn)動物及分組 實(shí)驗(yàn)時間:2016年5—7月。4周齡SPF級雄性大鼠24只,體質(zhì)量110~120 g,由南京中醫(yī)藥大學(xué)實(shí)驗(yàn)動物中心提供,隨機(jī)分為模型組、逆針組和空白組,每組8只。明暗周期12 h,自由飲食和飲水,環(huán)境溫度24 ℃,濕度40%~50%,普通飼料適應(yīng)性飼養(yǎng)7 d后,模型組和逆針組進(jìn)行高脂飼料喂養(yǎng),空白組進(jìn)行普通飼料喂養(yǎng),為期12周(全部飼料由江蘇省協(xié)同生物有限公司提供)。以大鼠體質(zhì)量超過空白組20%為肥胖標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)驗(yàn)過程遵循南京中醫(yī)藥大學(xué)實(shí)驗(yàn)動物倫理委員會要求進(jìn)行。
1.2 主要儀器與試劑 臺式普通離心機(jī)以及臺式低溫冷凍離心機(jī)(Eppendorf公司),實(shí)時熒光定量PCR儀器(Applied Biosystems公司),多功能酶標(biāo)儀(瑞士TECAN公司),組織勻漿機(jī)(上海凈信科技有限公司),光學(xué)顯微鏡(OLYMPUS公司),ELISA試劑盒(南京拓輪生物科技有限公司),IP細(xì)胞裂解液(上海碧云天生物技術(shù)有限公司),qPCR Mix(南京諾唯贊生物科技有限公司),引物訂購自南京金斯瑞生物科技有限公司。
1.3 干預(yù)方法 將逆針組大鼠固定在自制固定器上,待大鼠平靜后,用碘伏消毒雙側(cè)“豐隆”穴區(qū)域,使用一次性一寸長針灸針,手持柄垂直進(jìn)針,進(jìn)針深度7 mm,留針20 min。干預(yù)在造模開始的同時進(jìn)行,每周干預(yù)3次,持續(xù)進(jìn)行12周??瞻捉M和模型組同步抓取固定,不干預(yù)。
本研究創(chuàng)新點(diǎn):
首次觀察了逆針灸對于高脂飲食誘導(dǎo)大鼠肥胖的預(yù)防作用,并從分子角度揭示了逆針灸對肥胖預(yù)防的機(jī)制,可能與其使機(jī)體對瘦素的敏感性升高,同時減少能量攝取,促進(jìn)脂肪分解有關(guān),且對預(yù)防肥胖有一定價值。
本研究局限性:
本研究觀察周期較短,逆針灸對肥胖的預(yù)防是否具有長時間的持續(xù)作用,有待進(jìn)一步觀察。此外,今后研究應(yīng)進(jìn)一步關(guān)注不同的針刺刺激量產(chǎn)生的效應(yīng)是否存在差異。
1.4 取材及檢測指標(biāo)
1.4.1 體質(zhì)量 干預(yù)期間每周測量并記錄各組大鼠的體質(zhì)量。
1.4.2 標(biāo)本采集 10%水合氯醛麻醉后,采用腹主動脈采血法每只取血 5 ml,3 000 r/min 離心 15 min(離心半徑 16 cm),分離血清,分裝后置于-80 ℃冰箱中保存?zhèn)溆?。之后迅速分離腎周脂肪組織稱重,將部分腎周脂肪組織置于10%甲醛固定液中固定,剩余脂肪組織用液氮速凍,置于-80 ℃冰箱中待測。
1.4.3 脂肪細(xì)胞形態(tài)學(xué)觀察 將固定于10%甲醛固定液中的脂肪組織用石蠟包埋切片,并做常規(guī)HE染色。于20倍光學(xué)顯微鏡下觀察脂肪細(xì)胞形態(tài)。然后用Image-ProPlus 6.0軟件分析脂肪細(xì)胞面積圖片,每組切片隨機(jī)挑選3個200倍視野進(jìn)行拍照。拍照時盡量讓組織充滿整個視野,保證每張照片的背景光一致。應(yīng)用Image-Pro Plus 6.0軟件,使用不規(guī)則選圖工具,每張照片中隨機(jī)圈出5個脂肪細(xì)胞,測出單個脂肪細(xì)胞面積,并求出每張切片中脂肪細(xì)胞的平均面積。
1.4.4 ELISA法檢測血清瘦素水平 取出-80 ℃冰箱中保存的血清,按照ELISA試劑盒中產(chǎn)品說明書上的步驟進(jìn)行檢測。
1.4.5 qPCR檢測脂肪組織中轉(zhuǎn)錄因子PPAR-γ水平 每組隨機(jī)選擇3個脂肪樣本分別稱取脂肪組織100 mg,按步驟進(jìn)行RNA的提取,用BioPhotometer生物分光光度計(jì)檢測提取的RNA樣品濃度及純度,取1 μg RNA 為模板,按照日本TOYOBO 公司的 ReverTra Ace qPCR RT Kit反轉(zhuǎn)錄試劑盒說明書的操作步驟進(jìn)行反轉(zhuǎn)錄成cDNA,反應(yīng)體系:5×RT Buffer 4 μl,Primer Mix 1 μl,RT Enzyme Mix 1 μl,RNA 1 μg,DEPC Water 20 μl。反轉(zhuǎn)錄條件:37 ℃ 20 min,40 個周期;98 ℃ 5 min,40個周期。qPCR按照南京諾維贊公司的AceQ qPCR SYBR Green Master Mix 產(chǎn)品說明書進(jìn)行,引物序列見表1,之后放在ABI qPCR儀上進(jìn)行反應(yīng),結(jié)果由ABI qPCR儀相應(yīng)的 Step One Software v2.1 軟件分析。
1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。計(jì)量資料以(x ±s)表示,多組間比較采用單因素方差分析,組間兩兩比較采用LSD-t檢驗(yàn)。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 體質(zhì)量 干預(yù)前、干預(yù)第4周3組大鼠體質(zhì)量比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。干預(yù)第8周,3組大鼠體質(zhì)量比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);其中模型組大鼠體質(zhì)量高于空白組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。干預(yù)第12周,3組大鼠體質(zhì)量比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);其中模型組、逆針組大鼠體質(zhì)量高于空白組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);逆針組大鼠體質(zhì)量低于模型組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05,見表2)。
2.2 腎周脂肪組織重量 3組大鼠腎周脂肪組織重量比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001)。模型組、逆針組大鼠腎周脂肪組織重量大于空白組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);逆針組大鼠腎周脂肪重量小于模型組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05,見表3)。
2.3 脂肪細(xì)胞形態(tài)學(xué) 模型組大鼠脂肪細(xì)胞面積較空白組大鼠明顯增大,細(xì)胞壁較薄,細(xì)胞大小不均勻,新生脂肪細(xì)胞較多。逆針組大鼠脂肪細(xì)胞較模型組明顯面積減小,細(xì)胞大小較為均勻,新生脂肪細(xì)胞較小,但是較空白組脂肪細(xì)胞面積仍略大。3組大鼠脂肪細(xì)胞平均面積比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);模型組大鼠脂肪細(xì)胞平均面積大于空白組、逆針組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05,見圖1、表4)。
2.4 血清瘦素水平 3組大鼠血清瘦素水平比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.013)。模型組大鼠血清瘦素水平高于空白組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01);逆針組大鼠血清瘦素水平低于模型組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01,見表5)。
2.5 脂肪組織中轉(zhuǎn)錄因子PPAR-γ表達(dá)水平 3組大鼠脂肪組織中轉(zhuǎn)錄因子PPAR-γ表達(dá)水平比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。模型組大鼠脂肪組織中轉(zhuǎn)錄因子PPAR-γ表達(dá)水平高于空白組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);逆針組大鼠脂肪組織中轉(zhuǎn)錄因子PPAR-γ表達(dá)水平低于模型組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05,見表6)。
大量研究已證實(shí),針灸在機(jī)體多種疾病狀態(tài)下有較為顯著的治療作用,其對肥胖的治療效果也較為明確[1-3]。而隨著醫(yī)學(xué)關(guān)注對象逐漸從“已病”轉(zhuǎn)向“未病”,逆針灸“治未病”的預(yù)防思想越來越被重視,而逆針灸也被證實(shí)可以預(yù)防多種疾病狀態(tài)[4]。本研究結(jié)果顯示,與空白組比較,模型組大鼠體質(zhì)量顯著升高、腎周脂肪組織重量顯著增加、脂肪細(xì)胞面積明顯增大,新生脂肪細(xì)胞較多,說明高脂飲食造成了大鼠的肥胖以及脂肪異常堆積狀態(tài)。與模型組相比,干預(yù)第8周時逆針“豐隆”穴對體質(zhì)量的影響還沒有明顯效果;干預(yù)第12周時,逆針組體質(zhì)量較模型組明顯降低,說明逆針“豐隆”穴針刺效應(yīng)積累到一定程度,可以顯著改善高脂飲食引起的體質(zhì)量增加。12周干預(yù)結(jié)束后,逆針組大鼠的腎周脂肪組織重量較模型組減少,與此同時,逆針“豐隆”穴還能明顯改善脂肪細(xì)胞的病理形態(tài),縮小脂肪細(xì)胞的體積,抑制脂肪細(xì)胞的新生。因此,逆針“豐隆”穴可能通過促進(jìn)內(nèi)臟脂肪的分解、改善脂肪的分布和異常堆積、恢復(fù)脂肪細(xì)胞正常形態(tài)來減預(yù)防和延緩肥胖的發(fā)生發(fā)展,其效應(yīng)的發(fā)揮需要一定程度的針刺刺激量積累。
表1 qPCR引物序列Table 1 qPCR primer sequences for PPAR-γ andβ-actin
表2 3組大鼠不同時間體質(zhì)量比較(x±s,g)Table 2 Comparison of the body weight between 3 groups of rats before intervention,and at the end of the 4th,8th and 12th weeks of intervention
表3 3組大鼠腎周脂肪組織重量比較(x±s,g)Table 3 Comparison of the perirenal fat weight in 3 groups of rats
圖1 3組大鼠脂肪細(xì)胞形態(tài)學(xué)(HE染色,×200)Figure 1 Morphology of adipocytes in 3 groups of rats
表4 3組大鼠脂肪細(xì)胞平均面積比較(x±s,mm2)Table 4 Comparison of the average area of adipocytes in 3 groups of rats
表5 3組大鼠血清瘦素水平比較(x±s,ng/ml)Table 5 Comparison of the serum leptin level between 3 groups of rats
表6 3組大鼠脂肪組織中轉(zhuǎn)錄因子PPAR-γ表達(dá)水平比較(n=3,x±s)Table 6 Comparison of the expression level of PPAR-γ in the adipose tissue in 3 groups of rats
瘦素是由脂肪細(xì)胞分泌的一種脂肪組織源激素,作用于大腦特別是下丘腦的傳入信號,通過調(diào)節(jié)食物攝取和能量消耗來協(xié)調(diào)能量平衡[5]。瘦素不僅可以抑制食欲,增加能量的消耗,還可以抑制脂肪的合成,從而調(diào)控脂肪的沉積。研究發(fā)現(xiàn)大多數(shù)肥胖機(jī)體體內(nèi)并不缺少瘦素,并且血瘦素含量與BMI呈正相關(guān),說明機(jī)體對瘦素的反應(yīng)減弱,稱為瘦素抵抗[6]。大多數(shù)高脂飲食會引起血液中瘦素水平升高[6-7],高瘦素血癥引起的瘦素向大腦轉(zhuǎn)運(yùn)減少是瘦素抵抗發(fā)展的關(guān)鍵因素[8]。本研究結(jié)果顯示,模型組血清瘦素水平高于空白組,說明高脂飲食造成大鼠肥胖狀態(tài)的同時,升高了血清瘦素水平,出現(xiàn)瘦素抵抗。既往研究發(fā)現(xiàn),在機(jī)體存在瘦素抵抗時,常會伴有脂肪細(xì)胞數(shù)量增多、體積增大,導(dǎo)致脂肪的異常堆積[9]。本研究細(xì)胞形態(tài)學(xué)觀察結(jié)果也符合這一表現(xiàn)。在機(jī)體瘦素抵抗?fàn)顟B(tài)下,補(bǔ)充瘦素并不能治療肥胖[10]。因此,如何改善瘦素抵抗,是研究關(guān)注的重點(diǎn)之一。研究發(fā)現(xiàn),針灸作為治療肥胖的有效療法,在改善瘦素抵抗方面具有一定的作用。如有研究認(rèn)為針灸可以降低肥胖大鼠血清瘦素水平,增加下丘腦瘦素受體水平,調(diào)節(jié)肥胖機(jī)體血清高瘦素狀態(tài),改善肥胖大鼠的瘦素抵抗?fàn)顟B(tài)[11];而逆針灸可以改善大鼠更年期瘦素抵抗,從而預(yù)防和延緩更年期的卵巢功能減退和脂肪異常堆積[12]。最新研究發(fā)現(xiàn),與口服抑制食欲藥物、飲食療法或者鍛煉相比,針灸可以更顯著地改善肥胖患者的瘦素抵抗[13]。本研究首次觀察了逆針“豐隆”穴對高脂飲食大鼠瘦素抵抗的影響,結(jié)果顯示:經(jīng)過逆針“豐隆”穴預(yù)防性治療后,大鼠血清瘦素水平較模型組大鼠明顯降低,說明逆針“豐隆”穴可以緩解血清高瘦素狀態(tài),改善高脂飲食誘導(dǎo)的瘦素抵抗。
PPARs最初由英國科學(xué)家ISSEMANN等[14]于1990年首次發(fā)現(xiàn),可分為α、β、γ 3種亞型[15]。PPAR-γ主要在脂肪組織中表達(dá),是脂肪細(xì)胞分化和代謝的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子,其不僅能夠調(diào)控脂肪細(xì)胞的分化、增加脂肪細(xì)胞的數(shù)量,還能調(diào)控脂肪細(xì)胞相關(guān)基因的表達(dá),從而參與脂肪代謝、影響脂肪細(xì)胞的分泌[16]。因此PPAR-γ與肥胖的發(fā)生和發(fā)展密切相關(guān)。CHEN等[17]研究發(fā)現(xiàn),高脂飲食可引起大鼠肝臟PPAR-γ表達(dá)水平升高;LESTARI等[18]的研究證實(shí),高脂飲食可引大鼠內(nèi)臟脂肪組織PPAR-γ表達(dá)水平增高。本研究結(jié)果顯示,模型組脂肪組織中轉(zhuǎn)錄因子PPAR-γ水平高于空白組,表明高脂飲食造成了大鼠內(nèi)臟脂肪PPAR-γ表達(dá)的上調(diào),與相關(guān)研究結(jié)果一致[18]。基于PPAR-γ促進(jìn)脂肪生成的作用,既往研究證實(shí)通過抑制PPAR-γ可以治療肥胖[19]。本研究結(jié)果顯示:逆針組大鼠脂肪組織中轉(zhuǎn)錄因子PPAR-γ水平低于模型組,表明逆針“豐隆”穴可以降低高脂飲食大鼠脂肪組織中PPAR-γ的表達(dá),推測這一調(diào)節(jié)作用可能是逆針“豐隆”穴可以減少脂肪合成,抑制脂肪分化,最終恢復(fù)其正常代謝的重要途徑。
綜上,逆針“豐隆”穴使大鼠對瘦素的敏感性升高,對下丘腦攝食中樞產(chǎn)生作用,減少能量的攝取,促進(jìn)脂肪分解,是其預(yù)防肥胖的重要途徑之一。逆針“豐隆”穴可以有效預(yù)防高脂飲食誘導(dǎo)大鼠的脂肪代謝異常,其機(jī)制可能與改善瘦素抵抗及調(diào)節(jié)脂肪組織中轉(zhuǎn)錄因子PPAR-γ的表達(dá)有關(guān)。
作者貢獻(xiàn):朱世鵬進(jìn)行研究的設(shè)計(jì)與實(shí)施,文章審校;吳佳璟撰寫論文;吳佳璟、朱文妍進(jìn)行研究實(shí)施、評估、資料收集;孫亦農(nóng)進(jìn)行質(zhì)量控制。
本文無利益沖突。