盧壯,劉敏,韋艷梅,黃鈺嵐,林靜
作者單位:百色市人民醫(yī)院,a康復(fù)醫(yī)學(xué)科,b泌尿外科,廣西壯族自治區(qū) 百色 533000
神經(jīng)源性膀胱(neurogenic bladder, NB)是骶髓損傷(sacral cord injury, SCI)的常見臨床并發(fā)癥,SCI 病人中NB 的發(fā)生率近乎100%,嚴(yán)重影響了病人生存質(zhì)量[1]。SCI后,受損的神經(jīng)中樞無法有效調(diào)控膀胱逼尿肌及尿道括約肌,極易出現(xiàn)膀胱或尿道功能障礙,最終導(dǎo)致尿潴留,引發(fā)反復(fù)尿路感染、結(jié)石、慢性腎功能衰竭等疾?。?]。電針對神經(jīng)官能癥、神經(jīng)痛和神經(jīng)麻痹等疾病具有較好療效。多項研究結(jié)果[3-4]表明,電針療法具有促進(jìn)損傷脊髓修復(fù)、雙向調(diào)節(jié)膀胱功能及抗泌尿系統(tǒng)感染的獨特功效。筆者前期研究已表明,電針取穴“次髎”“中極”“三陰交”可調(diào)控凋亡相關(guān)因子的表達(dá),使SCI 后NB 模型大鼠的膀胱功能得到改善[3-4]。炎癥反應(yīng)與凋亡關(guān)系密切。過度炎癥反應(yīng)可誘發(fā)脊髓繼發(fā)性損傷,加速神經(jīng)元凋亡,影響SCI 后神經(jīng)功能的修復(fù)以及膀胱功能。研究發(fā)現(xiàn),電針刺激還可通過抑制炎癥反應(yīng)改善大鼠SCI后下肢運動功能[6],提示電針改善SCI 后NB 大鼠膀胱功能的機制也可能與其抗炎效應(yīng)有關(guān)。故本研究擬選取SCI 后NB 大鼠模型為研究對象,探究電針對SCI后NB 尿潴留大鼠尿動力學(xué)及炎癥反應(yīng)的影響及機制。本研究起止時間為2019年1月至2021年12月。
1.1 試劑與儀器注射用青霉素鈉(石家莊石藥集團(tuán)中諾藥業(yè)公司,批號H23020930);乳酸鈉林格注射液(安徽雙鶴藥業(yè)公司,批號H20055488);水合氯醛(上海山浦化工有限公司,批號30037516);TriQuick Reagent(北京Solarbio 公司);反轉(zhuǎn)錄試劑(武漢Monad 公司);SYBR qPCR Master Mix(安徽Biosharp 公司);腫瘤壞死因子α(TNF-α)、白細(xì)胞介素-1β(IL-1β)、白細(xì)胞介素-6(IL-6) ELISA 試劑盒(上海酶聯(lián)生物);γ干擾素(IFN-γ)ELISA試劑盒(武漢基因美公司);腫瘤壞死因子受體1(TNFR1)、受體相互作用蛋白激酶1(RIPK1)、磷酸化kappa B 抑制因子激酶(p-IKKβ)、kappa B 抑制因子激酶(IKKβ)、核因子κB p65(NF-κB p65)、磷酸化核因子κB p65(p-NF-κB p65)、磷酸化NF-κB 抑制蛋白α(p-IκBα)、β-actin、GAPDH 抗體(英國Abcam 公司);NF-κB 抑制蛋白α(IκBα)抗體(美國CST 公司);BCA 蛋白定量試劑盒(北京Solarbio 公司);RIPA 裂解液(北京Solarbio 公司);WZ-50C6 微量灌注泵(浙江史密斯醫(yī)學(xué)儀器公司);SDZ-V 型電針治療儀(蘇州醫(yī)療公司);MP150-WSW 多通道生理記錄儀(美國Biopac 公司);電泳儀(美國Bio-Rad 公司);多功能酶標(biāo)儀(美國MD 公司);Real-Time PCR System(美國Agilen 公司);低溫離心機(德國Eppendorf公司)。
1.2 動物及分組SPF 級SD 大鼠45 只,雄性,體質(zhì)量范圍為250~300 g,由廣西醫(yī)科大學(xué)實驗動物中心提供。采用隨機數(shù)字表法挑選10 只大鼠作為空白組,其余35 只構(gòu)建SCI 后NB 尿潴留大鼠模型,2 周后確定SCI 后NB 模型成功后隨機數(shù)字表法選取30只分為模型組、電針組與電針對照組,每組10 只。動物實驗過程符合動物倫理委員會標(biāo)準(zhǔn)。
1.3 動物模型制備采用脊髓橫斷法并加以改良,構(gòu)建SCI后NB尿潴留大鼠模型[7-8]:大鼠在手術(shù)前禁食12 h;腹腔注射10%水合氯醛(30 mg/kg)麻醉后固定于鼠板上;取大鼠俯臥位,消毒鋪巾;以L2~L3椎間隙為中心切開皮膚,分離肌肉和筋膜;切斷L2~L3棘間韌帶,咬除椎板;用牙科探針挑起并切斷脊髓;止血、縫合、消毒。手術(shù)后常規(guī)喂養(yǎng),連續(xù)腹腔注射7 d 20 萬U 青霉素防止感染。手術(shù)后,大鼠處于脊髓休克期,膀胱會出現(xiàn)尿潴留,每天手法輔助排尿2~3次。手術(shù)后第14天,大鼠度過脊髓休克期后,出現(xiàn)前肢可行走、后肢拖動,膀胱無抑制性收縮、膀胱最大容量明顯下降,尿潴留等癥狀,說明SCI 后NB尿潴留大鼠模型構(gòu)建成功。
1.4 一般情況觀察35 只造模大鼠中,有1 只后肢能自主活動,1只手術(shù)后死亡,1只不符合造模要求,共32 只符合造模成功標(biāo)準(zhǔn),取30 只大鼠隨機分為模型組、電針組和電針對照組,每組10只,納入結(jié)果分析。
1.5 電針治療建模成功2 周后行電針治療[7,9]。電針組選取穴位:“次髎”“中極”“三陰交”,電針對照組選取上述3 個穴位的對照點(穴外側(cè)旁開0.3 cm 處),兩組針刺操作方法相同,20 min/d,連續(xù)7 d??瞻捉M和模型組不進(jìn)行電針治療。
1.6 尿動力學(xué)檢測各組大鼠水合氯醛麻醉后排空膀胱,將F3 導(dǎo)管從尿道導(dǎo)入,用微量灌注泵和MP150-WSW 多通道生理記錄儀勻速(0.1 mL/min)灌注恒溫生理鹽水,檢測并記錄膀胱最大容量(mL)、膀胱基礎(chǔ)壓(cmH2O)、漏尿點壓力(cmH2O)和膀胱順應(yīng)性(mL/cmH2O)。
1.7 樣本采集和處理各組大鼠完成尿動力學(xué)檢測后,水合氯醛腹腔麻醉,以L2~L3椎間隙為中心取上下各約l cm 脊髓組織,生理鹽水洗凈,?80 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>
1.8 實時熒光定量逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)(qRTPCR)TRIzol 試劑盒從各組大鼠脊髓組織中提取總RNA,逆轉(zhuǎn)錄混合底物逆轉(zhuǎn)錄總cDNA。SYBR Green 法進(jìn)行PCR 擴(kuò)增,反應(yīng)體系;95 ℃ 30 s 變性,94 ℃變性5 s,60 ℃退火30 s,72 ℃延伸30 s,40個循環(huán);均重復(fù)3 次,結(jié)果取平均值,2?ΔΔCt法計算TNFR1和RIPK1的相對表達(dá)量。引物見表1。
表1 引物序列
1.9 蛋白質(zhì)印跡法(Western Blotting)將大鼠脊髓組織勻漿后,離心取上清液,BCA 法測定蛋白濃度,5×Loading buffer 混勻,沸水浴5 min;提總蛋白,行恒壓SDS-PAGE 電泳,轉(zhuǎn)PVDF 膜;TBST 洗滌,5%脫脂奶粉-TBST 37 ℃封閉1 h,加一抗,4 ℃孵育過夜;加對應(yīng)HRP 標(biāo)記二抗,37 ℃孵育1 h,TBST 洗滌,ECL 顯影,Image J 分析條帶,計算TNFR1、RIPK1、p-IKKβ、IKKβ、NF-κB(p65)、p-NF-κB(p65)、p-IκBα、IκBα的相對表達(dá)量。
1.10 酶聯(lián)免疫吸附劑測定法(ELISA)取適量組織塊,預(yù)冷PBS 沖洗,稱重;加預(yù)冷PBS(組織與PBS質(zhì)量體積比為1∶5)于冰上充分研磨;勻漿液5 000×g離心5 min,取上清;嚴(yán)格按說明書檢測TNF-α、IL-1β、IL-6、IFN-γ含量。
1.11 統(tǒng)計學(xué)方法使用SPSS 25.0 和GraphPad Prism 5 進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和繪圖,計量資料表示為xˉ ±s。符合正態(tài)分布的數(shù)據(jù)用參數(shù)檢驗,多組間比較用單因素方差分析,組間兩兩比較用LSD-t和SNK-q檢驗;不符合正態(tài)分布的數(shù)據(jù)用非參數(shù)檢驗,多組間比較和組間兩兩比較用Kruskal-Wallis 檢驗。P<0.05表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
2.1 大鼠尿動力學(xué)檢測與空白組比較,模型組大鼠膀胱最大容量、膀胱基礎(chǔ)壓、漏尿點壓力、膀胱順應(yīng)性增加,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);與電針組治療前比較,電針組治療后膀胱最大容量、膀胱基礎(chǔ)壓、漏尿點壓力、膀胱順應(yīng)性降低,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);與電針對照組治療后比較,電針組治療后膀胱最大容量、膀胱基礎(chǔ)壓、漏尿點壓力、膀胱順應(yīng)性降低,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);電針對照組治療后與治療前比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05);電針組及電針對照組治療前與模型組比較均差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表2,3。
表2 大鼠尿動學(xué)檢測結(jié)果/
表2 大鼠尿動學(xué)檢測結(jié)果/
注:①與空白組比較,P<0.05。
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表3 大鼠治療前后尿動學(xué)檢測結(jié)果/
表3 大鼠治療前后尿動學(xué)檢測結(jié)果/
注:①與治療前比較,P<0.05。②與電針對照組比較,P<0.05。
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2.2 電針對大鼠脊髓組織TNFR1/RIPK1 通路指標(biāo)表達(dá)的影響與空白組比較,模型組TNFR1、RIPK1 mRNA 和TNFR1、RIPK1、p-IKKβ/IKKβ 和p-IκBα/IκBα 蛋白表達(dá)升高,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);與模型組比較,電針組TNFR1、RIPK1 mRNA和TNFR1、RIPK1、p-IKKβ/IKKβ 和p-IκBα/IκBα 蛋白表達(dá)降低,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);電針對照組與模型組比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表4,5。
表4 各組大鼠脊髓組織TNFR1、RIPK1 mRNA的表達(dá)/
表4 各組大鼠脊髓組織TNFR1、RIPK1 mRNA的表達(dá)/
注:TNFR1為腫瘤壞死因子受體1,RIPK1為受體相互作用蛋白激酶1。①與空白組比較,P<0.05。②與模型組比較,P<0.05。③與電針對照組比較,P<0.05。
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表5 各組大鼠脊髓組織TNFR1/RIPK1通路指標(biāo)蛋白的表達(dá)/
表5 各組大鼠脊髓組織TNFR1/RIPK1通路指標(biāo)蛋白的表達(dá)/
注:TNFR1為腫瘤壞死因子受體1,RIPK1為受體相互作用蛋白激酶1,p-IKKβ為磷酸化kappa B 抑制因子激酶,IKKβ為kappa B 抑制因子激酶,p-IκBα為磷酸化NF-κB抑制蛋白α。①與空白組比較,P<0.05。②與模型組比較,P<0.05。③與電針對照組比較,P<0.05。
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2.3 電針對大鼠脊髓組織NF-κB 通路指標(biāo)表達(dá)及炎癥反應(yīng)的影響與空白組比較,模型組p-NF-κB p65/NF-κB p65 蛋白表達(dá)和TNF-α、IL-1β、IL-6、IFNγ 含量升高,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);與模型組比較,電針組p-NF-κB p65/NF-κB p65 蛋白表達(dá)TNF-α、IL-1β、IL-6、IFN-γ 含量降低,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);電針對照組與模型組比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見圖1和表6,7。
圖1 各組大鼠脊髓組織中NF-κB p65、p-NF-κB p65的表達(dá)
表6 各組大鼠脊髓組織NF-κB通路指標(biāo)蛋白的表達(dá)/
表6 各組大鼠脊髓組織NF-κB通路指標(biāo)蛋白的表達(dá)/
注:NF-κB p65 為核因子κB p65,p-NF-κB p65 為磷酸化核因子κB p65。①與空白組比較,P<0.05。②與模型組比較,P<0.05。③與電針對照組比較,P<0.05。
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表7 各組大鼠脊髓組織中炎癥相關(guān)因子的表達(dá)/(ng/L,)
表7 各組大鼠脊髓組織中炎癥相關(guān)因子的表達(dá)/(ng/L,)
注:TNF-α為腫瘤壞死因子α,IL-1β為白細(xì)胞介素1β,IL-6為白細(xì)胞介素6,IFN-γ 為γ干擾素。①與空白組比較,P<0.05。②與模型組比較,P<0.05。③與電針對照組比較,P<0.05。
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中醫(yī)學(xué)將SCI后NB 尿潴留歸于“癃閉”范疇,腎氣不足、正氣虧損、膀胱氣化失司、三焦不能同調(diào)水道是其主要病機,膀胱內(nèi)充滿尿液無法排出。大量研究表明,臨床運用電針治療可雙向調(diào)節(jié)膀胱功能及抗泌尿系統(tǒng)感染[10-11]。筆者前期研究證實電針取穴“次髎”“中極”“三陰交”治療SCI后NB 大鼠,可一定程度改善受損膀胱組織功能障礙?!按误s”屬膀胱經(jīng),主治排尿不利而導(dǎo)致的尿潴留,骶神經(jīng)(支配膀胱等盆腔臟器)位于該穴下,刺激“次髎”可激活傳入神經(jīng)元將刺激傳導(dǎo)至脊髓排尿中樞,運動逼尿肌和括約肌節(jié),引發(fā)排尿反射?!爸袠O”為膀胱之募穴,是治六腑病的要穴,髂腹下神經(jīng)(支配膀胱和直腸)位于該穴下,刺激“中極”可收縮膀胱逼尿肌,引發(fā)排尿反射,利于膀胱功能調(diào)節(jié)及氣化?!叭幗弧笔亲闳?jīng)交會穴,主下焦氣機不通,刺激“三陰交”可通過反射弧傳導(dǎo)至脊髓后跟,刺激腰骶部排尿中樞,引發(fā)排尿反射,調(diào)節(jié)膀胱活動和功能。本研究構(gòu)建SCI后NB 尿潴留大鼠模型后,大鼠膀胱最大容量、漏尿點壓力和膀胱順應(yīng)性升高,說明模型大鼠尿潴留現(xiàn)象明顯,膀胱功能障礙,造模成功。利用電針刺激SCI 后NB 尿潴留大鼠次髎、中極、三陰交后發(fā)現(xiàn),膀胱最大容量、漏尿點壓力和膀胱順應(yīng)性降低,與既往研究結(jié)果一致[12-13],表明電針可改善SCI 后排尿中樞功能,刺激逼尿肌及括約肌活動,降低膀胱內(nèi)壓、最大容量,減少殘尿量,恢復(fù)尿潴留大鼠膀胱功能。
SCI 后神經(jīng)元和軸突中大量分泌炎性因子(TNF-α、IL-1β、IL-6 和IFN-γ 等),過度的神經(jīng)元炎癥加重了脊髓神經(jīng)組織損傷,影響膀胱功能恢復(fù),而電針可抑制SCI 大鼠的炎癥反應(yīng),促神經(jīng)系統(tǒng)恢復(fù)[14]。研究發(fā)現(xiàn),SCI 后NF-κB 通路在脊髓組織神經(jīng)組織中異常激活,大量研究表明抑制該通路可減輕神經(jīng)元炎癥反應(yīng),恢復(fù)調(diào)控功能[15-16]。正常狀態(tài)下,NF-κB 在胞質(zhì)中以IKB-NF-κB p65-NF-κB p50復(fù)合物形式存在,受到外界刺激因素(如TNF-α)后,IKBα發(fā)生磷酸化,而后被泛素化并降解,NF-κB p65移位入核,誘發(fā)一系列炎性因子表達(dá)。NF-κB 受到TNFR1/RIPK1 通路的調(diào)控,TNFR1 活化后會快速募集RIPK1,激活其下游IKKβ,IKKβ 活化進(jìn)一步磷酸化IKBα,釋放并激活NF-κB。研究[17]表明,通過抑制SCI 大鼠TNFR1 表達(dá)可減少組織損傷及炎癥反應(yīng),改善運動功能。但電針能否通過調(diào)控TNFR1/RIPK1/NF-κB通路發(fā)揮作用尚未可知。
本研究結(jié)果顯示,SCI 后NB 尿潴留大鼠脊髓組織TNFR1、RIPK1和p-IKKβ/IKKβ 蛋白表達(dá)升高,表明TNFR1/RIPK1 通路在SCI 后NB 尿潴留大鼠脊髓組織中顯著激活;利用電針治療后,TNFR1、RIPK1、p-IKKβ/IKKβ 蛋白表達(dá)降低,表明電針可抑制TN?FR1/RIPK1 通路活化。同時我們發(fā)現(xiàn),在應(yīng)用電針治療后,大鼠脊髓組織p-NF-κB p65/NF-κB p65 及pIKBα/IKBα 蛋白表達(dá)降低,提示電針可通過抑制TNFR1/RIPK1通路活化進(jìn)一步拮抗NF-κB。本研究還進(jìn)行了NF-κB 下游炎癥相關(guān)因子的檢測,發(fā)現(xiàn)電針治療可降低大鼠脊髓組織中TNF-α、IL-1β、IL-6和IFN-γ 的水平,表明電針治療后,TNFR1/RIPK1/NF-κB 通路被抑制,進(jìn)而影響下游TNF-α、IL-1β、IL-6 和IFN-γ 的表達(dá),減輕神經(jīng)元炎癥反應(yīng),促進(jìn)神經(jīng)組織修復(fù),恢復(fù)排尿中樞功能,改善膀胱功能。
既往研究證實,電針刺激“中極”“次髎”“三陰交”可顯著改善SCI 后NB 尿潴留,但相關(guān)機體機制研究較少,主要為抑制神經(jīng)元凋亡(如活化PI3K/AKT 通路和拮抗NGF/TrkA 通路),與筆者前期研究發(fā)現(xiàn)電針可抑制PTEN/Akt 通路抑制神經(jīng)元凋亡相似。而對于SCI后脊髓組織中廣泛的炎癥反應(yīng)和異常激活的NF-κB,電針對其的調(diào)控機制尚未見研究。既往研究中,不乏圍繞NF-κB 對電針調(diào)控機制的研究,如電針抑制NF-κB 活性改善大鼠認(rèn)知障礙[18]、治療高血壓性腦出血[19]和潰瘍性結(jié)腸炎[20]等。本研究首次發(fā)現(xiàn)電針可通過抑制TNFR1/RIPK1 通路拮抗NF-κB 活化,減輕脊髓神經(jīng)元炎癥反應(yīng),重塑部分脊髓神經(jīng)功能,使逼尿肌和括約肌正?;顒?,改善SCI后NB尿潴留大鼠膀胱功能。
綜上所述,本研究結(jié)果表明電針“次髎”“中極”“三陰交”可改善SCI 后NB 尿潴留大鼠膀胱功能,其機制可能與抑制TNFR1/RIPK1/NF-κB 通路,減輕神經(jīng)元炎癥反應(yīng),促進(jìn)神經(jīng)組織修復(fù)有關(guān),表明電針在治療SCI 后NB 尿潴留有較好療效,具有明顯抗炎效應(yīng),臨床應(yīng)用價值較高,值得應(yīng)用、推廣。