常晴晴 楊 艷 灑玉萍 廖 曉
(青海大學(xué)醫(yī)學(xué)院,青海 西寧 810016)
不同海拔的高原會(huì)對人體造成不同的影響。據(jù)調(diào)查[1],人體位于1500~1800 m的環(huán)境中時(shí),會(huì)出現(xiàn)非顯性的生理和病理變化;而位于3000 m 以上的海拔高度時(shí),人體可明顯感受到缺氧刺激,使細(xì)胞、組織、器官均處于缺氧應(yīng)激狀態(tài)。其中,大腦是對缺氧最為敏感的人體組織器官,其次就是視覺系統(tǒng)。從組織胚胎學(xué)的角度來看,視網(wǎng)膜被視為中樞神經(jīng)系統(tǒng)的延伸,二者的結(jié)構(gòu)有很多相似的部分[2]。在急性缺氧條件下,可出現(xiàn)視盤水腫及視網(wǎng)膜出血;長時(shí)間處于缺氧環(huán)境當(dāng)中,還可致使視網(wǎng)膜進(jìn)一步缺血缺氧,破壞血-視網(wǎng)膜毛細(xì)血管屏障,最終引發(fā)高原視網(wǎng)膜病變(High altitude retinopathy,HAR)[3]。HAR 最早是由Singh[4]提出。研究[5,6]顯示,井穴放血療法可顯著緩解急性高原缺氧所致的海馬損傷以及保護(hù)腦缺血急性期的神經(jīng)細(xì)胞。研究針灸對視網(wǎng)膜急性缺氧后視神經(jīng)影響的分子機(jī)制,是運(yùn)用針灸治療急性缺氧疾病的關(guān)鍵切入點(diǎn)[7,8]。本實(shí)驗(yàn)建立大鼠高原缺氧模型,并采用井穴放血療法進(jìn)行提前干預(yù),從而探討其對急性高原缺氧的作用機(jī)制以及對急性高原缺氧大鼠防護(hù)作用的分子機(jī)制。
1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物與分組健康SD 大鼠36 只,體質(zhì)量(200±20)g,來自西安交通大學(xué)動(dòng)物中心[許可證號(hào):scxk(陜)2018-001],自然飼養(yǎng)2 d,自然照明,自由攝食、飲水。常規(guī)外眼及眼底檢查均正常。將大鼠隨機(jī)分為3 組:常氧對照組4 只、低氧模型組16 只(再分為D6、D24、D48、D72 組,每組4 只)、低氧+井穴放血干預(yù)組16 只(再分為S6、S24、S48、S72 組,每組4 只)。常氧對照組在2260 m 海拔的常氧環(huán)境里喂養(yǎng)(西寧),模型組給予井穴放血預(yù)處理。
1.2 主要試劑及儀器鹽酸(成都市科龍化工試劑廠)、10%水合氯醛(成都市科隆化學(xué)有限公司)和4%多聚甲醛溶液(西安化學(xué)試劑廠),冰冷無菌PBS(上海遠(yuǎn)慕生物),臺(tái)式離心機(jī)(長沙湘儀離心機(jī)儀器有限公司),酶標(biāo)儀(美谷分子儀器有限公司),封板試劑(天津市瑞金特化學(xué)品有限公司),蘇木精-伊紅(HE)染色液(G1005,武漢賽維爾生物科技有限公司),光學(xué)顯微鏡(日本尼康公司),實(shí)驗(yàn)動(dòng)物低壓氧艙(西安富康空氣凈化設(shè)備工程有限公司),酶聯(lián)免疫吸附實(shí)驗(yàn)(ELISA)試劑盒(上海茁彩生物科技有限公司)。
1.3 干預(yù)方法井穴放血干預(yù)組:一人固定大鼠頭部和尾部,另一人分別點(diǎn)刺大鼠雙側(cè)肢趾端的十二井穴,即手太陰肺經(jīng)井穴少商、手厥陰心包經(jīng)井穴中沖、手少陰心經(jīng)井穴少?zèng)_、手陽明大腸經(jīng)井穴商陽、手少陽三焦經(jīng)井穴關(guān)沖、手太陽小腸經(jīng)井穴少澤,每穴以用毫針點(diǎn)刺出血3~5 滴為度,每日上午定時(shí)治療1 次,左右兩側(cè)交替進(jìn)行,持續(xù)5 d。
低氧模型組與常氧對照組:2組大鼠均予同樣抓取1次,但不給予放血干預(yù),共5 d。
1.4 造模方法在第6天將低氧模型組與低氧+井穴放血干預(yù)組的大鼠移入實(shí)驗(yàn)動(dòng)物低壓模擬艙內(nèi)以制備急性視網(wǎng)膜缺氧模型,模擬倉內(nèi)海拔7000 m,溫度(22±2)℃,濕度50%~60%,在艙內(nèi)暴露相應(yīng)時(shí)間(6 h、24 h、48 h、72 h)后出艙,根據(jù)大鼠視網(wǎng)膜損傷判定造模成功與否。
1.5 觀察指標(biāo)及檢測方法取材:第6 天時(shí)取材常氧對照組、低氧模型組與低氧+井穴放血干預(yù)組大鼠。于相應(yīng)時(shí)間(6 h、24 h、48 h、72 h)出艙后,立即麻醉,隨后取出眼球,去除玻璃體和晶狀體,完整剝離視網(wǎng)膜,最后將視網(wǎng)膜一部分置于-80 ℃低溫保存,用于制作勻漿液;另一部分用4%多聚甲醛溶液固定,用于制作病理切片。
ELISA 法檢測:按照ELISA 檢測試劑盒使用說明書進(jìn)行操作:(1)解凍、勻漿、離心再保存:解凍視網(wǎng)膜組織,取0.2 g 于試管中,加PBS 緩沖液1.8 mL,制備視網(wǎng)膜組織勻漿液(10%),采用低溫離心機(jī)離心15 min,轉(zhuǎn)速3000 r/min,離心半徑12 cm;(2)稀釋與加樣、溫育、配液、洗滌后靜置:吸取上清液,再次加入PBS 溶液進(jìn)行稀釋,制作成組織勻漿液,濃度為1%,用封板膜封板,恒溫溫育30 min,用蒸餾水稀釋30 倍,取下封板膜,甩干液體后滴上洗滌劑靜置,反復(fù)操作后甩干;(3)加酶、溫育、洗滌、顯色、終止:加入酶標(biāo)試劑,溫育洗滌后加入顯色劑A 和顯色劑B,恒溫箱內(nèi)避光顯色15 min,加終止液 50μL,終止反應(yīng);(4)測值與計(jì)算:計(jì)算大鼠視網(wǎng)膜組織血清中血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)及低氧誘導(dǎo)因子-1α(HIF-1α)的含量。
視網(wǎng)膜HE 染色觀察:首先取片、烤片,再進(jìn)行脫蠟、復(fù)水,用蘇木精液染色及1%鹽酸酒精分色,用流水沖洗至返藍(lán)后鏡檢。接著進(jìn)行脫水、透明,用中性樹膠封片,最終觀察結(jié)果并拍片。
1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法采用SPSS 26.0 統(tǒng)計(jì)軟件處理數(shù)據(jù),計(jì)量資料用(±s)表示,采用t檢驗(yàn);計(jì)數(shù)資料以率(%)表示,采用x2檢驗(yàn)。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 3 組大鼠視網(wǎng)膜組織病理變化比較常氧對照組大鼠視網(wǎng)膜組織未見明顯異常,組織細(xì)胞排列規(guī)則,形態(tài)正常,各層結(jié)構(gòu)完整、清晰、厚度均勻,且核仁明顯,無水腫表現(xiàn),視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞呈密集單層排列分布,細(xì)胞核大小形狀不一,核內(nèi)染色質(zhì)均勻分布。
低氧模型6 h 組大鼠視網(wǎng)膜可見神經(jīng)節(jié)細(xì)胞部分輕度水腫,結(jié)構(gòu)欠清楚;而24 h、48 h、72 h的3組中,大鼠視網(wǎng)膜的各層組織水腫,疏松明顯,多見空泡變性,細(xì)胞核減少,結(jié)構(gòu)層次紊亂。
低氧+井穴放血干預(yù)組相較于同時(shí)點(diǎn)低氧模型組,視網(wǎng)膜損傷較輕,但仍有不同程度損傷。見圖1。
圖1 各組大鼠視網(wǎng)膜組織病理變化(HE染色)
2.2 3 組大鼠視網(wǎng)膜血清VEGF、HIF-1α 含量比較與常氧對照組比較,低氧模型組大鼠的血清VEGF、HIF-1α 含量明顯增加(P<0.01);與同時(shí)點(diǎn)低氧模型組比較,低氧+井穴放血干預(yù)組大鼠血清VEGF、HIF-1α 含量明顯下降(P<0.01),差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。見表1。
表1 各組大鼠視網(wǎng)膜血清VEGF、HIF-1α含量比較(±s,pg/g)
表1 各組大鼠視網(wǎng)膜血清VEGF、HIF-1α含量比較(±s,pg/g)
注:與常氧對照組比較,1)P<0.01;與同時(shí)點(diǎn)低氧模型組比較,2)P<0.01。
VEGF 1038.40±50.33 2521.40±296.771)2189.06±235.391)1995.53±275.971)2280.02±331.911)2018.06±214.422)1376.64±353.622)903.92±276.042)689.74±224.092)63.598<0.001組別常氧對照組低氧模型D6組低氧模型D24組低氧模型D48組低氧模型D72組低氧+井穴放血干預(yù)S6組低氧+井穴放血干預(yù)S24組低氧+井穴放血干預(yù)S48組低氧+井穴放血干預(yù)S72組F值P值鼠數(shù)444444444 HIF-1α 357.40±50.33 615.67±60.861)548.56±40.091)562.25±56.511)629.29±55.161)515.09±53.742)458.72±48.182)393.60±46.662)395.75±47.192)44.968<0.001
本研究中視網(wǎng)膜組織病理變化表明,在海拔7000 m的條件下暴露72 h,能夠較好地建立大鼠急性視網(wǎng)膜缺氧損傷模型,同時(shí)顯示低氧+井穴放血干預(yù)組相較于同時(shí)點(diǎn)低氧模型組大鼠急性視網(wǎng)膜缺氧損傷的程度更輕。
《醫(yī)宗金鑒》中載述,針刺商陽能治療中風(fēng)、突發(fā)暈厥、頭暈?zāi)垦?、痰液流涎,少商、關(guān)沖和商陽等井穴能夠促進(jìn)氣血的運(yùn)行,為搶救的關(guān)鍵要點(diǎn)[9]。因井穴系陰陽經(jīng)氣相交之處,針刺此處可達(dá)到通調(diào)十二經(jīng)之氣的效果?;仡櫧甏罅繃鴥?nèi)外關(guān)于針灸治療缺血性腦卒中的研究[10],發(fā)現(xiàn)針灸可能是通過參與缺血性腦損傷后神經(jīng)結(jié)構(gòu)與功能的修復(fù)與重塑,來達(dá)到治療缺血性腦卒中的目的。視網(wǎng)膜被視作神經(jīng)中樞系統(tǒng)的延伸,對缺氧刺激極為敏感,針灸的放血治療對于缺氧所致的視網(wǎng)膜損傷改善效果明顯[11]。
HIF-1α 是受缺氧調(diào)控的一種轉(zhuǎn)錄因子[12]。有研究[13]在光鏡下觀察各組大鼠的視網(wǎng)膜,發(fā)現(xiàn)缺氧模型組大鼠的視網(wǎng)膜在神經(jīng)感覺層發(fā)生了水腫,以神經(jīng)纖維層為著,此時(shí)大鼠神經(jīng)節(jié)細(xì)胞出現(xiàn)腫脹且視網(wǎng)膜HIF的表達(dá)顯著增多。本實(shí)驗(yàn)顯示,正常大鼠視網(wǎng)膜血清HIF-1α、VEGF含量較低,而在模擬海拔7000 m的環(huán)境中,大鼠血清HIF-1α、VEGF 含量顯著增加,且HIF-1α 與VEGF 的變化趨勢基本相似,這也表明VEGF 的表達(dá)受到了HIF-1α的調(diào)控。但低氧+井穴放血干預(yù)組與同時(shí)點(diǎn)低氧模型組比較,大鼠的視網(wǎng)膜血清HIF-1α、VEGF含量顯著下降,這提示井穴放血可能通過降低視網(wǎng)膜新生血管中VEGF的表達(dá)來抑制VEGF mRNA、HIF-1α,從而減輕缺氧對視網(wǎng)膜組織造成的損傷,這對急性缺氧所致的視網(wǎng)膜損傷有一定的保護(hù)作用。井穴放血對于視網(wǎng)膜HIF-1α、VEGF mRNA表達(dá)的影響仍有待進(jìn)一步研究[14]。
綜上所述,井穴放血對于急性缺血視網(wǎng)膜組織損傷有明顯的保護(hù)作用,從分子機(jī)制觀察,可能與降低視網(wǎng)膜HIF-1α、VEGF含量有關(guān)。但本實(shí)驗(yàn)研究僅從視網(wǎng)膜血清HIF-1α、VEGF含量的角度研究井穴放血對視網(wǎng)膜損傷的保護(hù)作用,且大鼠的樣本量相對偏少,后續(xù)仍需加大樣本數(shù)量,對視網(wǎng)膜HIF-1α、VEGF的基因表達(dá)與調(diào)控及細(xì)胞線粒體機(jī)制等方面進(jìn)行深入研究,為進(jìn)一步闡釋井穴放血治療急性高原缺氧的作用機(jī)制奠定良好的基礎(chǔ)。