廖 娟,韓布新,李 靜,趙 楠
(中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院西苑醫(yī)院腫瘤科 北京 100091)
腫瘤作為一種應(yīng)激,必然會(huì)使患者產(chǎn)生緊張、焦慮、抑郁等情緒反應(yīng),而這種長(zhǎng)期、慢性的應(yīng)激,則引起下丘腦-垂體-腎上腺軸(HPA)功能亢進(jìn),導(dǎo)致海馬結(jié)構(gòu)形態(tài)與功能的損傷[1,2]。撳針作為微型針灸針,于傳統(tǒng)針灸針相比,最大的優(yōu)點(diǎn)在于延長(zhǎng)了針刺效應(yīng)的時(shí)間[3],撳針已廣泛應(yīng)用于對(duì)腫瘤相關(guān)抑郁狀態(tài)的臨床干預(yù),但缺乏客觀臨床療效數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室相關(guān)數(shù)據(jù)支持,本實(shí)驗(yàn)觀察撳針對(duì)腫瘤抑郁模型小鼠血清五羥色胺(5-HT)和腎上腺素(EBI)水平及腦組織海馬中CA1 區(qū)細(xì)胞層數(shù)目及結(jié)構(gòu)改變,探討撳針抗抑郁的作用機(jī)制。
1.1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物
用雄性昆明小鼠50 只,8-12 周齡,體重18-20 g,由中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院西苑醫(yī)院動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心提供,合格證:SCXK(滬)2007-0005。小鼠飼養(yǎng)環(huán)境溫度為24℃,濕度為40%-50%,在西苑醫(yī)院動(dòng)物房大鼠適應(yīng)性喂養(yǎng)3 d后,觀察無(wú)異常納入實(shí)驗(yàn)。
1.1.2 HE實(shí)驗(yàn)儀器
實(shí)驗(yàn)器材:Tissue-TEK VIP6 生物組織脫水機(jī)(日本櫻花公司);Tissue-TEK TEC 生物組織包埋機(jī)(日本櫻花公司);Leica RM2235 組織切片機(jī)(德國(guó)萊卡公司);Leica CV5030 自動(dòng)封片儀(德國(guó)萊卡公司);Olympus BX53 顯微鏡(美國(guó)奧林帕斯公司);Path QC病理質(zhì)控和資料管理系統(tǒng)(中國(guó)朗珈公司)。
1.1.3 主要試劑和針具
小鼠5 羥色胺ELISA 試劑盒、小鼠腎上腺素(EPI)ELISA試劑盒,北京派拓科技有限公司生產(chǎn);針具為華佗牌一次性撳針(0.22 × 2.0 mm),蘇州醫(yī)療用品有限公司;華成牌一次性無(wú)菌針灸針,0.25 × 25 mm(生產(chǎn)許可證號(hào):京食藥監(jiān)械生產(chǎn)許20110003號(hào))。
1.2.1 分組及干預(yù)
選取健康雄性昆明小鼠45 只小鼠均在其腹腔內(nèi)注射S180 瘤株,制備腫瘤模型。腫瘤造模成功后,腫瘤小鼠均進(jìn)行為期14 d 的慢性不可預(yù)知溫和刺激(CUMS)抑郁造模,造模成功后,按隨機(jī)數(shù)字表法分為撳針組、傳統(tǒng)針灸組,腫瘤抑郁造模組,以5 只健康雄性昆明小鼠作為正常對(duì)照,集體飼養(yǎng)。撳針組、傳統(tǒng)針灸組均針刺“百會(huì)”、“印堂”干預(yù)14 d。2 周后觀察小鼠海馬結(jié)構(gòu)改變,酶聯(lián)免疫吸附(ELISA)法測(cè)定小鼠血清五羥色胺(5-HT)和腎上腺素(EBI)水平。每籠5 只,其余各組小鼠單籠飼養(yǎng)。自然對(duì)照組及腫瘤抑郁模型組不作處理。撳針組選取小鼠百會(huì)、印堂穴為治療穴位,埋針48 h,每周3 次。傳統(tǒng)針灸組選取小鼠百會(huì)、印堂穴每2 d 1次,每次留針20 min。干預(yù)2周。
1.2.2 曠場(chǎng)試驗(yàn)
將大鼠置于實(shí)驗(yàn)箱的箱底中央格,敞箱頂部攝像頭記錄其5 min 內(nèi)的活動(dòng)并通過(guò)連接電腦儲(chǔ)存分析數(shù)據(jù)。每只大鼠測(cè)試結(jié)束后,立即清理箱內(nèi)的糞便及尿液,同時(shí)使用75%酒精噴灑擦拭實(shí)驗(yàn)箱,避免前只大鼠所遺留氣味對(duì)下只大鼠行為檢測(cè)造成影響。
1.2.3 電鏡
取新鮮海馬組織1 mm3,經(jīng)Leica RM2235 組織切片機(jī)(德國(guó)萊卡公司)修塊,Leica ST5020(德國(guó)萊卡公司)自動(dòng)染色機(jī)染色,再經(jīng)Leica CV5030 自動(dòng)封片儀(德國(guó)萊卡公司)封片固定;Olympus BX53 顯微鏡(美國(guó)奧林帕斯公司);Path QC 病理質(zhì)控和資料管理系統(tǒng)(中國(guó)朗珈公司)。
基于文獻(xiàn)[4],關(guān)于接種S180腹腔肉瘤瘤株后,瘤體在小鼠體內(nèi)生存期為5 周的研究結(jié)論,本課題組討論決定修改整個(gè)實(shí)驗(yàn)實(shí)施方案:腫瘤造模1周、抑郁造模2周、撳針干預(yù)2周,共5周的小鼠動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。
1.3.1 小鼠腫瘤造模建立
健康雄性昆明小鼠50 只,除自然對(duì)照組(Group A)5 只小鼠一起飼養(yǎng)在同一個(gè)籠子中,其余45 只小鼠先進(jìn)行腫瘤造模:S180 腹腔肉瘤瘤株(北京大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心培養(yǎng))注射到小鼠腹腔,1周后觀察其小鼠腹腔腫瘤瘤體是否接種成功,周期為1周。
S180 腫瘤模型的建立:復(fù)蘇S180 細(xì)胞,腹腔注射KM 雌性兩只,進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng),取S180 肉瘤7 d 生長(zhǎng)良好的腹水型小鼠,在無(wú)菌操作下抽取腹水,用滅菌的生理鹽水稀釋,調(diào)節(jié)細(xì)胞數(shù)為6 個(gè)·mL-1,置于冰水中保存?zhèn)溆?;?0 只昆明小鼠機(jī)取出5 只作為空白對(duì)照組,其余45 只,每只左前肢腋窩皮下接種S180 瘤細(xì)胞懸液0.2 mL;接種1周后觀察成瘤情況。
1.3.2 小鼠抑郁模型的建立
參考Willner的研究[5]并改進(jìn)。采用慢性不可預(yù)知溫和刺激造模。在抑郁造模開(kāi)始前,實(shí)施預(yù)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn):腫瘤接種成功小鼠不能承受Willner的研究中慢性不可預(yù)知溫和刺激造模步驟,分析其原因,可能與腫瘤小鼠體內(nèi)瘤負(fù)荷不斷加大,自身免疫力降低因素相關(guān),故減少對(duì)腫瘤小鼠抑郁刺激造模到刺激強(qiáng)度和時(shí)間,共接受14 d7 種不同應(yīng)激,包括熱水游泳(38℃,3 min)、冷刺激(4℃,3 min)、禁食24 h、禁水24 h、晝夜顛倒、潮濕鼠籠24 h、夾尾懸尾(1 min),每天隨機(jī)安排1 種,使小鼠不能預(yù)料刺激到發(fā)生,刺激周期為2周。
1.4.1 分組
采用隨機(jī)數(shù)字表法將昆明小鼠分為撳針組、傳統(tǒng)針灸組、腫瘤造模對(duì)照組,各組各8 只。自然對(duì)照組(Group A):在相同條件下,5 只健康昆明小鼠正常飼養(yǎng),一起飼養(yǎng)在同一籠中,不作任何造模和干預(yù)處置,觀察周期2周。
1.4.2 腫瘤抑郁模-撳針組(Group B)
8只腫瘤小鼠接受撳針干預(yù),采用直徑為0.22 mm,長(zhǎng)度為2.5 mm 的撳針,即:將0.2 mm×1.5 mm 撳針埋入CUMS 大鼠,埋針24 h 后取出,每周2 次,周末不埋針,連續(xù)2周。
1.4.3 腫瘤抑郁模-傳統(tǒng)針灸組(Group C)
8 只腫瘤小鼠接受傳統(tǒng)針灸干預(yù),采用直徑為0.22 mm,長(zhǎng)度為25 mm 的傳統(tǒng)針灸,取百會(huì)、大椎,本研究大鼠干預(yù)的穴位參照全國(guó)針灸學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)針灸研究會(huì)制定的《實(shí)驗(yàn)動(dòng)物針灸穴譜》選取穴位[9]。選用0.25 mm×15 mm 毫針,百會(huì)穴向前平刺2 mm,大椎直刺2 mm,平補(bǔ)平瀉法,固定小鼠留針20 min,每周2次,周末不埋針,連續(xù)2周。
1.4.4 腫瘤抑郁模型組(Group D)
8只腫瘤小鼠不接受任何干預(yù),連續(xù)2周。
圖1 小鼠血清內(nèi)5-HT、EPI含量(ng·mL-1)
1.5.1 血清5羥色胺(5-HT)及腎上腺素(EPI)的測(cè)定
各組動(dòng)物于第14 d 末次治療的24 h 后,快速斷頭取血,血液在冰浴試管中靜止30 min。4℃,3000 r·min-1離心10 min,分離血清,保存在-80℃的冰箱中,以備待測(cè)。用ELISA 免疫分析法測(cè)定血清皮質(zhì)醇和血清5羥色胺(5-HT)及腎上腺素(EPI)的含量,按試劑盒說(shuō)明書(shū)進(jìn)行操作,棄去液體,重復(fù)洗滌5次。
1.5.2 海馬組織CAl區(qū)的細(xì)胞層數(shù)變化
腫瘤抑郁造模14 d,各組不同干預(yù)2 周后,每組取7 只小鼠,用頸椎脫臼法處死后立即解剖,取海馬,下丘腦組織標(biāo)本,固定于4%多聚甲醛中。24 h 后乙醇梯度脫水,常規(guī)石蠟包埋,4 um 切片,進(jìn)行HE 染色和免疫組化,光鏡下觀察陽(yáng)性細(xì)胞表達(dá)情況。
統(tǒng)計(jì)學(xué)處理全部數(shù)據(jù)用SPSS13.0 軟件統(tǒng)計(jì)包處理,以平均值加減標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示,組間差異采用方差分析(ANOVA),以P<0.01為顯著性差異的標(biāo)準(zhǔn)。
在應(yīng)激后第14 d 處死小鼠,快速冰凍取腦,采用ELISA 方法測(cè)定5-HT 及EPI 含量。傳統(tǒng)針灸組小鼠血清5 羥色胺(5-HT)及腎上腺素(EPI)含量較其他3組均顯著降低,有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.05);撳針組與腫瘤抑郁模型組和自然飼養(yǎng)組血清5 羥色胺(5-HT)及腎上腺素(EPI)含量比較,均有明顯降低趨勢(shì),無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05);可見(jiàn)通過(guò)針刺干預(yù)后,抑郁模型小鼠血清5 羥色胺(5-HT)及腎上腺素(EPI)含量均能顯著下降,從而通過(guò)抑郁亢進(jìn)的HPA 軸發(fā)揮治療腫瘤相關(guān)性抑郁到作用(圖1)。
圖2 自然飼養(yǎng)組(D組)
圖3 腫瘤抑郁模型組(C組)
圖4 撳針組(A組)小鼠
自然飼養(yǎng)組(圖2)顯示小鼠海馬CA1 區(qū)細(xì)胞層數(shù);腫瘤抑郁模型組(圖3)小鼠海馬CA1 區(qū)細(xì)胞層數(shù)3-4 層,錐體細(xì)胞排列稀疏,細(xì)胞間隙增大,細(xì)胞固縮變性。撳針組(圖4)和傳統(tǒng)針灸組(圖5)海馬CA1 區(qū)神經(jīng)元層次增加,排列清晰,固縮和空泡化的核減少,細(xì)胞脫落少見(jiàn)。
圖5 傳統(tǒng)針灸組(B組)
腫瘤相關(guān)抑郁狀態(tài)(Cancer related depression,CRD)是以腫瘤為基礎(chǔ)疾病而引發(fā)的一組癥狀或狀態(tài),對(duì)腫瘤患者的生存質(zhì)量產(chǎn)生直接影響[6];我國(guó)腫瘤相關(guān)性抑郁在腫瘤疾病中發(fā)病率約為25.8-58.0%,要顯著高于正常人群抑郁癥的發(fā)病率(18.37%)[7-9]。抑郁發(fā)病根源源于腦神紊亂[10],當(dāng)氣機(jī)失調(diào)時(shí),腦神紊亂而使五臟功能失調(diào),郁證發(fā)生。腦為元神之府,督脈入絡(luò)腦,神庭、百會(huì)穴位于督脈上,是臨床治療抑郁癥的常用腧穴,有調(diào)理腦神之功效,針刺刺激腧穴可增強(qiáng)經(jīng)絡(luò)的經(jīng)氣傳導(dǎo),調(diào)節(jié)免疫、內(nèi)分泌及神經(jīng)系統(tǒng),達(dá)到安神解郁目的[11],所以治郁必先治腦,腦氣通調(diào),則郁自解,神自寧。
針刺作為應(yīng)激刺激的一種,和其他應(yīng)激刺激都能促進(jìn)下丘腦-垂體-腎上腺皮質(zhì)軸的功能,促進(jìn)AcTH的分泌,增加腎上腺皮質(zhì)重量[12]。既往研究顯示,中醫(yī)針刺在治療抑郁癥方面具有較好的有效性、安全性和患者可接受性,但其抗抑郁的效應(yīng)機(jī)制仍未明晰[13-16]。百會(huì)屬督脈,督脈是諸陽(yáng)經(jīng)之匯,對(duì)整個(gè)經(jīng)脈系統(tǒng)有統(tǒng)帥作用,其主干行于脊里,上行至風(fēng)府進(jìn)入腦內(nèi),上循顛頂,故督脈與腦、脊髓有密切關(guān)系,歷代醫(yī)家素有“病變?cè)谀X,首取督脈”之說(shuō)[17],印堂為經(jīng)外奇穴,督脈經(jīng)氣流注之所,具有醒腦安神作用。前期臨床研究證實(shí)[18-19],電針百會(huì)、印堂可以緩解抑郁癥情緒低落的主癥,還可整體調(diào)節(jié)機(jī)體,療效與藥物百憂解相當(dāng)。
實(shí)驗(yàn)研究[20,21]亦表明,電針百會(huì)、印堂可改善不同抑郁模型大鼠抑郁樣行為,故本研究采用百會(huì)、印堂穴進(jìn)行干預(yù)。既往研究顯示針刺治療抑郁癥有效率83%[22],其中采用“通督調(diào)神針?lè)ā钡目傆行蔬_(dá)96.7%,這些都為針灸治療抑郁提供新道思路和方向[23]。針灸治療抑郁癥的機(jī)理逐年增多,督脈為諸陽(yáng)之匯,統(tǒng)督全身陽(yáng)氣,養(yǎng)腦安神,是臨床上治療抑郁癥最常見(jiàn)的穴位[24,25],針刺能夠興奮大腦皮層,促進(jìn)抗抑郁物質(zhì)釋放,修復(fù)受損神經(jīng)功能,改善患者的抑郁癥狀[24,26]。本次研究,撳針百會(huì)增加抑郁小鼠行為學(xué)改善,提高其血清5-HT 含量,有效調(diào)節(jié)腫瘤抑郁小鼠下丘腦-垂體-腎上腺皮質(zhì)軸(HPA 軸)功能,與既往同類(lèi)研究一致。
本研究自然飼養(yǎng)組的5-HT 含量的平均值為1.773 ng·mL-1,腫瘤抑郁造模后,造模組5-HT 含量的平均值降至1.498 ng·mL-1,提示抑郁導(dǎo)致5-HT含量的降低,與既往研究一致[27]。經(jīng)過(guò)針刺干預(yù)后,針灸組5-HT 含量的平均值0.364 ng·mL-1,撳針組的5-HT 含量平均值為0.519 ng·mL-1,均比造模組提高,提示針刺能夠提高抑郁5-HT 含量,表明針刺能夠改善抑郁狀態(tài)。針灸組能夠很好的改善腫瘤相關(guān)性抑郁。從圖1 顯示,自然飼養(yǎng)組的5-HT 含量的平均值為1.773 ng·mL-1,腫瘤抑郁造模后,造模組5-HT 含量的平均值降至1.498 ng·mL-1,提示抑郁導(dǎo)致5-HT 含量的降低,與既往研究一致[27]。經(jīng)過(guò)針刺干預(yù)后,從圖顯示,針灸組5-HT 含量的平均值0.364 ng·mL-1,撳針組的5-HT 含量平均值為0.519 ng·mL-1,均比造模組提高,提示針刺能夠提高抑郁5-HT 含量,表明針刺能夠改善抑郁狀態(tài)。針灸組能夠很好的改善腫瘤相關(guān)性抑郁(圖1)。同理,自然飼養(yǎng)組的EBI 含量的平均值為0.127 ng·mL-1,腫瘤抑郁造模后,EBI 含量的平均值升高到0.174 ng·mL-1,提示抑郁導(dǎo)致EBI 含量升高,經(jīng)過(guò)針刺干預(yù)后,針灸組的EBI含量的平均值為0.146 ng·mL-1,撳針組的的EBI 含量的平均值為0.150 ng·mL-1,均比造模組降低,提升針刺能夠改善抑郁狀態(tài)(圖2)。
本研究通過(guò)觀察腫瘤抑郁造模小鼠針刺干預(yù)后海馬CA1 區(qū)細(xì)胞層數(shù)的改變,發(fā)現(xiàn)在腫瘤抑郁模型組小鼠海馬CA1區(qū)細(xì)胞層數(shù)3-4層,錐體細(xì)胞排列稀疏,細(xì)胞間隙增大,細(xì)胞固縮變性(圖3)。撳針組(圖4)和傳統(tǒng)針灸組(圖5)海馬CA1 區(qū)神經(jīng)元層次增加,排列清晰,固縮和空泡化的核減少,細(xì)胞脫落少見(jiàn)。從上述光鏡下各組海馬CAl 區(qū)的細(xì)胞層數(shù)變化,可知腫瘤相關(guān)性抑郁能導(dǎo)致小鼠海馬CAl 區(qū)的細(xì)胞層數(shù)減少,細(xì)胞固縮變性,導(dǎo)致海馬體積縮小,與既往抑郁相關(guān)研究結(jié)果一致。經(jīng)過(guò)針刺干預(yù)后,小鼠海馬CA1 區(qū)神經(jīng)元層次增加,排列清晰,固縮和空泡化的核減少,細(xì)胞脫落少見(jiàn),證實(shí)針刺能夠有效恢復(fù)小鼠海馬CAl 區(qū)的細(xì)胞層數(shù),改善抑郁海馬結(jié)構(gòu),進(jìn)一步改善腫瘤相關(guān)性抑郁。既往研究顯示,海馬體積減小與海馬神經(jīng)元數(shù)目減少、頂樹(shù)突萎縮、線粒體嵴破壞、突觸小泡數(shù)量減少等有直接聯(lián)系[17]。
本次研究結(jié)果顯示,自然對(duì)照組海馬結(jié)構(gòu)完好,而腫瘤抑郁模型組海馬結(jié)構(gòu)病理改變明顯,表現(xiàn)為小鼠海馬CAl區(qū)的細(xì)胞層數(shù)減少,細(xì)胞固縮變性,導(dǎo)致海馬體積縮小,與既往抑郁相關(guān)研究結(jié)果一致。經(jīng)過(guò)針刺干預(yù)后,小鼠海馬CA1 區(qū)神經(jīng)元層次增加,排列清晰,固縮和空泡化的核減少,細(xì)胞脫落少見(jiàn),證實(shí)針刺能夠有效恢復(fù)小鼠海馬CAl 區(qū)的細(xì)胞層數(shù),改善抑郁海馬結(jié)構(gòu),進(jìn)一步改善腫瘤相關(guān)性抑郁。本次研究結(jié)果提示,撳針可以修復(fù)腫瘤抑郁小鼠海馬結(jié)構(gòu)到破壞。既往研究顯示,5-羥色胺受體在抑郁癥患者腦中所含的數(shù)目要比普通人腦中所含的數(shù)目低[27]。
海馬內(nèi)5-HT 含量改變是抑郁癥的敏感指標(biāo)(楊亦龍等,2015)。5-HT 含量減低出現(xiàn)抑郁癥狀,增加海馬5-HT 含量治療,可使抑郁癥狀早期得到明顯改善[28]。
綜上,撳針對(duì)腫瘤相關(guān)性抑郁小鼠具有抗抑郁作用,該作用可能通過(guò)提高小鼠血清中的5 羥色胺含量和降低腎上腺素含量而實(shí)現(xiàn),從而調(diào)節(jié)下丘腦-垂體-腎上腺素軸功能狀態(tài),改善小鼠腦組織海馬CA1區(qū)神經(jīng)元層次增加,改善海馬體積實(shí)現(xiàn)到。