張麗紅 李瑞青 王藝瑩 梅緊緊 蘇凱奇 顧昌宇 黃夢(mèng)玲
基金項(xiàng)目:國(guó)家中醫(yī)藥傳承創(chuàng)新專項(xiàng)(2022CCCX010);河南省科技研發(fā)計(jì)劃聯(lián)合基金項(xiàng)目(222301420066);河南省重點(diǎn)研發(fā)與推廣專項(xiàng)(科技攻關(guān))(232102310470);河南省中醫(yī)學(xué)“雙一流”創(chuàng)建科學(xué)研究專項(xiàng)課題(HSRP-DFCTCM-2023-8-34)
作者單位:1河南中醫(yī)藥大學(xué)(郵編450046);2河南中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院康復(fù)中心
作者簡(jiǎn)介:張麗紅(1998),女,碩士在讀,主要從事中風(fēng)等常見功能障礙的中醫(yī)康復(fù)治療及相關(guān)研究。E-mail:1176678542@qq.com
△通信作者 E-mail:lrq0424@163.com
摘要: 目的 探討督脈電針對(duì)大腦中動(dòng)脈阻塞再灌注(MCAO/R)后肢體痙攣大鼠大腦皮質(zhì)中胱氨酸/谷氨酸反向轉(zhuǎn)運(yùn)體[System Xc(-)]的影響,并探討其可能的作用機(jī)制。方法 選擇SPF級(jí)雄性SD大鼠60只,隨機(jī)分為空白組、假手術(shù)組及造模組??瞻捉M不進(jìn)行任何處理,假手術(shù)組僅分離血管,造模組采用大腦中動(dòng)脈栓塞法制備MCAO/R大鼠模型,并于術(shù)后第3天進(jìn)行Zea-Longa神經(jīng)功能缺損評(píng)分、肌張力評(píng)定和電生理描記檢測(cè)篩選肢體痙攣大鼠,造模組造模成功后隨機(jī)分為模型組和督脈電針組。其中,督脈電針組于術(shù)后第3天開始治療,每日1次,每次30 min,連續(xù)7 d。治療結(jié)束后再次評(píng)定其神經(jīng)功能及肌張力恢復(fù)情況;TTC染色測(cè)算腦梗死體積;干濕質(zhì)量法檢測(cè)各組大鼠腦含水量;比色法檢測(cè)大腦皮質(zhì)中谷氨酸(Glu)、半胱氨酸(Cys)和谷胱甘肽(GSH)濃度;蛋白免疫印跡(Western blot)法和實(shí)時(shí)熒光定量PCR(RT-qPCR)分別從蛋白和基因水平檢測(cè)大腦皮質(zhì)中血清溶質(zhì)載體家族7成員11(SLC7A11)、溶質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族3成員2(SLC3A2)、γ-谷氨酰半胱氨酸合酶(γ-GCS)和谷胱甘肽合成酶(GSS)的表達(dá)。結(jié)果 與模型組相比,治療后督脈電針組大鼠神經(jīng)功能缺損評(píng)分和改良Ashworth評(píng)分降低,肌電信號(hào)值增強(qiáng),腦水腫程度減輕,腦梗死程度有所恢復(fù),Cys和GSH含量顯著增加,SLC7A11、SLC3A2、γ-GCS和GSS蛋白和mRNA的表達(dá)量顯著提高,而Glu濃度顯著降低(P<0.05)。結(jié)論 督脈電針可以改善腦卒中后大鼠神經(jīng)功能損傷和肢體痙攣程度,其機(jī)制可能與調(diào)控System Xc(-),改善Glu興奮性毒性和氧化應(yīng)激有關(guān)。
關(guān)鍵詞:卒中;痙攣;督脈電針;胱氨酸/谷氨酸反向轉(zhuǎn)運(yùn)體
中圖分類號(hào):R743.3文獻(xiàn)標(biāo)志碼:ADOI:10.11958/20231330
The mechanism of Du meridian electroacupuncture regulating cystine/glutamate reverse transporter to improve limb spasm after stroke
ZHANG Lihong1, LI Ruiqing2△, WANG Yiying1, MEI Jinjin1, SU Kaiqi2, GU Changyu1, HUANG Mengling1
1 Henan University of Chinese Medicine, Zhengzhou 450046, China; 2 Rehabilitation Center,
the First Affiliated Hospital of Henan University of Chinese Medicine
△Corresponding Author E-mail: lrq0424@163.com
Abstract: Objective To investigate the effect and mechanism of Du meridian electroacupuncture on cystine/glutamate reverse transporter [System Xc (-)] in cerebral cortex of middle cerebral artery occlusion/reperfusion (MCAO/R) model rats. Methods A total of 60 SPF male Sprague-Dawley (SD) rats were randomly divided into the blank group, the sham operation group and the model group. The blank group did not do any treatment, the sham operation group only separated the blood vessels and the model group was prepared by middle cerebral artery embolization for MCAO/R rat model. On the third day after operation, Zea-Longa neurological deficit score, muscle tension evaluation and electrophysiological tracing were used to screen rats with limb spasm. After successful modeling, rats was randomly divided into the model group and the Du meridian electroacupuncture group. The Du meridian electroacupuncture group began treatment on the third day after operation, once a day for 7 days. After the end of treatment, the neurological function and muscle tension recovery were evaluated again. TTC staining was used to measure the cerebral infarction volume. The brain water content of rats in each group was detected by wet and dry weight method. The concentrations of glutamic acid (Glu), cysteine (Cys) and glutathione (GSH) in cerebral cortex were detected by colorimetric assay kit. Western blot assay and quantitative real-time PCR (RT-qPCR) were used to detect the expression of SLC7A11, SLC3A2, γ-glutamylcysteine synthetase (γ-GCS) and glutathione synthetase (GSS) in cerebral cortex at the protein level and gene level, respectively. Results Compared with the model group, the neurological deficit score and modified Ashworth score were decreased in the Du meridian electroacupuncture group, the EMG signal value was enhanced, the brain water content was decreased, the degree of cerebral infarction was restored, the contents of Cys and GSH were significantly increased, the expression levels of SLC7A11, SLC3A2, γ-GCS and GSS protein and mRNA were significantly increased, and the concentration of Glu was significantly decreased (P<0.05). Conclusion Du meridian electroacupuncture can improve the degree of neurological impairment and limb spasm in rats after stroke. The mechanism may be related to the regulation of System Xc (-) and improving oxidative stress.
Key words: stroke; spasm; du meridian electroacupuncture; System Xc (-)
腦卒中后肢體痙攣(post-stroke spasticity,PSS)是速度依賴性的肌張力增強(qiáng),伴有牽張反射興奮性增高所導(dǎo)致的腱反射亢進(jìn)為特征的一種臨床表現(xiàn)[1-2]。流行病學(xué)結(jié)果顯示,腦卒中后約有65%的患者發(fā)生肢體痙攣,已成為我國(guó)腦卒中患者運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)的最大障礙之一[3-4],但其發(fā)病機(jī)制尚不明晰。谷胱甘肽(glutamine,GSH)是大腦中主要的抗氧化劑和氧化還原輔助因子,胱氨酸/谷氨酸反向轉(zhuǎn)運(yùn)體又稱為System Xc(-)、xc系統(tǒng)或xCT,既是合成GSH的原料,也是細(xì)胞內(nèi)重要的抗氧化元件。有研究發(fā)現(xiàn),細(xì)胞外谷氨酸(glutamic acid,Glu)濃度升高產(chǎn)生興奮性毒性,可抑制System Xc(-)的作用,導(dǎo)致Glu與胱氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)異常,影響機(jī)體的氧化還原系統(tǒng)功能[5-6]。課題組前期研究表明,PSS大鼠皮質(zhì)中胞外Glu濃度升高,而督脈電針可有效降低Glu興奮性毒性,緩解痙攣及神經(jīng)功能損傷[7-8],但其具體機(jī)制尚不明確。本研究旨在探討督脈電針對(duì)System Xc(-)的影響及其作用機(jī)制,為臨床治療PSS提供依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 SPF級(jí)雄性SD大鼠60只,6~7周齡,體質(zhì)量200~220 g,購(gòu)自濟(jì)南朋悅實(shí)驗(yàn)動(dòng)物繁育有限公司,動(dòng)物生產(chǎn)許可證號(hào):SCXK(魯)2019-0003。在干凈通風(fēng)的環(huán)境中飼養(yǎng)大鼠,自由獲取食物和水,溫度(23±2)℃,相對(duì)濕度為60%±10%。所有實(shí)驗(yàn)均按照動(dòng)物實(shí)驗(yàn)倫理規(guī)范進(jìn)行,倫理批件號(hào):DWLL202110012。
1.2 主要試劑與儀器 總RNA提取試劑盒、BCA蛋白濃度測(cè)定試劑盒、SDS-PAGE凝膠配制試劑盒和2% 2,3,5-三苯基氯化四氮唑(TTC)染液均購(gòu)自上海雅酶生物醫(yī)藥科技有限公司,實(shí)時(shí)熒光定量PCR(RT-qPCR)試劑盒(美國(guó)ABclonal),血清溶質(zhì)載體家族7成員11(recombinant solute carrier family 7 member 11,SLC7A11)抗體(英國(guó)Abcam),溶質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族3成員2(solute carrier family 3 member 2,SLC3A2)抗體(Afinity),γ-谷氨酰半胱氨酸合酶(γ-glutamylcysteine synthetase,γ-GCS)抗體、谷胱甘肽合成酶(glutathione synthetase,GSS)抗體(Gene Tex),GAPDH抗體(武漢三鷹生物技術(shù)有限公司),反轉(zhuǎn)錄試劑盒(上海碧云天生物技術(shù)有限公司),Glu、GSH和半胱氨酸(Cysteine,Cys)酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA)試劑盒均購(gòu)自伊萊瑞特生物科技有限公司。BL-420F生理記錄儀(成都泰盟科技有限公司),華佗牌電針儀、φ0.35 mm×13 mm針灸針(蘇州醫(yī)療用品廠有限公司),酶標(biāo)儀(美國(guó)Thermo公司),離心機(jī)(Thermo ST16R),恒溫脫色搖床(江蘇海門時(shí)麒麟醫(yī)用儀器廠),Image J生物醫(yī)學(xué)圖像分析軟件(美國(guó)國(guó)家心理健康研究所)。
1.3 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及分組 課題組前期預(yù)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),大腦中動(dòng)脈阻塞再灌注(middle cerebral artery occlusion/reperfusion , MCAO/R)肢體痙攣模型大鼠的造模成功率為60%~70%,死亡率為20%左右。因此預(yù)測(cè)每組需要大鼠樣本12只。大鼠適應(yīng)性喂養(yǎng)后,將其體質(zhì)量控制在250~280 g時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。采用隨機(jī)數(shù)字表法將SD大鼠分為空白組(n=12)、假手術(shù)組(n=12)及造模組(36只,包括模型組、督脈電針組)。造模組大鼠術(shù)前禁食禁水24 h后進(jìn)行MCAO/R模型制備。
1.4 MCAO/R肢體痙攣模型大鼠制備 將大鼠稱質(zhì)量后腹腔注射1%戊巴比妥鈉(40 mg/kg)麻醉,麻醉后頸部正中偏左位置切口,暴露并分離左側(cè)頸總動(dòng)脈(common carotid artery,CCA)、頸內(nèi)動(dòng)脈(internal carotid artery,ICA)、頸外動(dòng)脈(external carotid artery,ECA)。先用4-0縫合線結(jié)扎ECA以防后續(xù)插栓出血,并用動(dòng)脈夾夾閉ICA的遠(yuǎn)心端。在CCA上剪一0.2 mm切口,將線栓一端沿切口處緩慢送入左側(cè)CCA,當(dāng)線栓頭部送至分叉處時(shí)要注意務(wù)必送入ICA,當(dāng)線栓頂部觸到動(dòng)脈夾時(shí)松開動(dòng)脈夾,繼續(xù)沿ICA緩慢推進(jìn)約20 mm并伴輕微的阻塞感時(shí)停止進(jìn)栓。栓塞2 h后拔出線栓,使血液實(shí)現(xiàn)再灌注,術(shù)后連續(xù)注射慶大霉素(2 U/只)3 d以預(yù)防感染。假手術(shù)組大鼠接受相同的手術(shù)方案,但不阻斷ECA。待大鼠清醒后,將Zea-Longa神經(jīng)功能缺損評(píng)分為1~3分、改良Ashworth量表1~4分大鼠視為造模成功。采用隨機(jī)數(shù)字表法將造模成功大鼠分為模型組(n=12)及督脈電針組(n=12)。
1.5 電針選穴及治療 督脈電針組在造模成功后第3天根據(jù)《實(shí)驗(yàn)針灸學(xué)》[9]選取督脈穴位行定位治療。采用針灸針直刺入以下督脈穴位:“大椎”(第7頸椎與第1胸椎之間)、“脊中”(第11、12胸椎棘突之間)和“后會(huì)”(第6腰椎橫突前內(nèi)側(cè)),深度2~3 mm,應(yīng)用GM101電針儀與針柄相連,參數(shù)設(shè)置為密波頻率100 Hz,電流強(qiáng)度1~3 mA,刺激30 min,每日1次,連續(xù)7 d。空白組、模型組及假手術(shù)組不做任何干預(yù)。
1.6 行為學(xué)檢測(cè) 術(shù)后3 d和治療7 d后分別采用(1)Zea-Longa神經(jīng)功能缺損評(píng)分評(píng)價(jià)大鼠神經(jīng)功能[10];(2)改良Ashworth肌張力評(píng)分及電生理描記檢測(cè)大鼠肌張力水平[11];(3)電生理描記檢測(cè)大鼠肌張力:各組大鼠麻醉后,將電極一端插入大鼠患側(cè)后肢股四頭肌,另一端插入大鼠尾部,將低順應(yīng)性棉線一側(cè)連接到大鼠后肢的下端,另一側(cè)通過(guò)張力傳感器連接至BL-420F生理記錄儀,給予0.59 g的后負(fù)荷,并以2 mA和30 s的規(guī)則間隔刺激股四頭肌,數(shù)據(jù)由電生理記錄儀采集,間接反映大鼠肌肉張力的變化,肌電信號(hào)值越低提示肌張力越高[12]。
1.7 病理學(xué)檢測(cè)
1.7.1 TTC染色檢測(cè)腦梗死體積 治療7 d后使用戊巴比妥鈉(40 mg/kg)對(duì)動(dòng)物實(shí)施安樂死,每組隨機(jī)抽取3只大鼠,取出完整腦組織,用預(yù)冷卻的生理鹽水沖洗,放置在潔凈的培養(yǎng)皿中,置于-20 ℃冰柜中20 min,冰上分割為5片相鄰的2 mm冠狀切片,置于2%TTC溶液中37 ℃孵育30 min,待充分染色后拍照,結(jié)果采用Image J軟件分析。計(jì)算梗死體積(%)=(切片梗死面積×厚度)/(切片整體面積×厚度)×100%。
1.7.2 腦水腫程度測(cè)定 采用干濕質(zhì)量法測(cè)定腦水含量。解剖同側(cè)和對(duì)側(cè)半球,分離嗅球、腦干和小腦,記錄濕質(zhì)量,在烘箱中脫水并再次稱質(zhì)量獲得干質(zhì)量,以評(píng)估半球的脫水質(zhì)量。腦含水量=(濕質(zhì)量-干質(zhì)量)/濕質(zhì)量×100%。
1.8 分子生物學(xué)檢測(cè)
1.8.1 比色法檢測(cè)大腦皮質(zhì)中Glu、Cys和GSH含量 每組隨機(jī)抽取3只大鼠,麻醉取腦,并快速剝?nèi)∽髠?cè)大腦皮質(zhì),將其均分為3份放入液氮中暫存,待取材結(jié)束再將皮質(zhì)組織由液氮轉(zhuǎn)入-80 ℃冰箱中凍存。根據(jù)比色法試劑盒說(shuō)明書分別檢測(cè)Glu、Cys和GSH水平,用酶標(biāo)儀測(cè)定其光密度(OD)值進(jìn)行分析。
1.8.2 Western blot法檢測(cè)大腦皮質(zhì)區(qū)SLC7A11、SLC3A2、γ?GCS和GSS蛋白的表達(dá) 每組3只大鼠各取100 mg大腦皮質(zhì)組織,按比混合RIPA裂解液(100 mg加1 mL)勻漿至充分裂解后離心15 min,收集上清液用于蛋白提取。通過(guò)BCA蛋白質(zhì)測(cè)定法測(cè)定蛋白濃度,然后對(duì)蛋白質(zhì)樣品進(jìn)行凝膠電泳后轉(zhuǎn)膜。5%脫脂奶粉室溫封閉2 h后加一抗SLC7A11(1∶5 000)、SLC3A2(1∶2 000)、γ-GCS(1∶3 000)、GSS(1∶2 000)和內(nèi)參GAPDH(1∶5 000),4 ℃孵育過(guò)夜。TBST洗膜3次,每次10 min,加入HRP標(biāo)記的山羊抗兔IgG二抗(1∶10 000),室溫孵育1 h。滴入ECL超敏化學(xué)發(fā)光液后顯影,條帶灰度值用Image J軟件記錄并分析。以GAPDH為內(nèi)參,目標(biāo)蛋白相對(duì)表達(dá)量為目標(biāo)條帶與內(nèi)參條帶灰度值之比。
1.8.3 RT-qPCR法檢測(cè)大腦皮質(zhì)區(qū)SLC7A11、SLC3A2、γ-GCS和GSS mRNA表達(dá) 取適量皮質(zhì)組織,采用TRIzol試劑提取大腦皮層總RNA。使用反轉(zhuǎn)錄試劑盒將RNA轉(zhuǎn)化為cDNA,于-20 ℃環(huán)境保存。根據(jù)NCBI(https://www.ncbi.nlm.nih.gov)數(shù)據(jù)庫(kù)中SLC7A11、SLC3A2、γ-GCS、GSS和GAPDH基因序列設(shè)計(jì)引物(表1),武漢塞維爾生物科技有限公司設(shè)計(jì)合成。反應(yīng)體系:2×Universal SYBR Green qPCR Supermix(10 μL),上、下游引物(各1.2 μL),cDNA(稀釋5倍,0.5 μL)和無(wú)菌水(7.1 μL)。反應(yīng)條件:95 ℃預(yù)變性30 s;95 ℃ 15 s,60 ℃ 30 s,共40個(gè)循環(huán),以GAPDH為內(nèi)參,采用2-ΔΔCt法計(jì)算SLC7A11、SLC3A2、γ-GCS和GSS mRNA相對(duì)表達(dá)量。
1.9 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 21.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差([x] ±s)表示,干預(yù)前后比較采用配對(duì)樣本t檢驗(yàn);多組間比較采用單因素方差分析,組間多重比較方差齊時(shí)行LSD-t檢驗(yàn),方差不齊時(shí)行Dunnetts檢驗(yàn)。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2 結(jié)果
2.1 行為學(xué)檢測(cè)結(jié)果
2.1.1 Zea-Longa神經(jīng)功能缺損評(píng)定結(jié)果 空白組與假手術(shù)組未進(jìn)行MCAO/R造模,因此神經(jīng)功能缺損評(píng)分為0分。干預(yù)前,模型組、督脈電針組神經(jīng)功能缺損評(píng)分均高于空白組和假手術(shù)組(P<0.05),提示造模成功。干預(yù)后,督脈電針組大鼠神經(jīng)功能缺損評(píng)分較干預(yù)前降低,且低于模型組(P<0.05),見表2。
2.1.2 大鼠改良Ashworth肌張力評(píng)定結(jié)果 空白組和假手術(shù)組肌張力為0級(jí),提示大鼠肌張力正常,未出現(xiàn)痙攣。干預(yù)前,與空白組、假手術(shù)組相比,模型組和督脈電針組肌張力分級(jí)升高(P<0.05),提示肌張力異常出現(xiàn)痙攣,即造模成功。干預(yù)后,督脈電針組肌張力分級(jí)較干預(yù)前降低,且低于模型組(P<0.05),見表3。
2.1.3 電生理描記測(cè)定大鼠肌張力結(jié)果 假手術(shù)組肌電信號(hào)值與空白組差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,且2組干預(yù)前后差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。干預(yù)前,模型組和督脈電針組肌電信號(hào)值均低于空白組和假手術(shù)組(P<0.05),提示肌張力增高,造模成功。干預(yù)后,督脈電針組肌電信號(hào)值較干預(yù)前上升,且高于模型組(P<0.05),見表4。
2.2 病理學(xué)檢測(cè)結(jié)果
2.2.1 TTC染色結(jié)果 4組大鼠腦梗死體積差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=137.000,n=12,P<0.05)。空白組和假手術(shù)組均未出現(xiàn)腦梗死情況;模型組左側(cè)大腦出現(xiàn)較大面積的梗死(40.36%±1.49%),督脈電針組左側(cè)梗死體積(16.73%±0.20%)較模型組減少(P<0.05),見圖1。
2.2.2 大鼠腦水腫程度檢測(cè)結(jié)果 4組大鼠腦含水量差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=188.300,n=3,P<0.05)。假手術(shù)組腦含水量(76.44%±0.30%)與空白組(76.22%±0.37%)比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);模型組腦含水量(81.43%±0.17%)高于空白組和假手術(shù)組(P<0.05);督脈電針組腦含水量(77.61%±0.34%)低于模型組(P<0.05)。
2.3 分子生物學(xué)檢測(cè)結(jié)果
2.3.1 大鼠大腦皮質(zhì)中Glu、Cys和GSH含量 假手術(shù)組大鼠大腦皮質(zhì)區(qū)Glu、Cys和GSH含量與空白組差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);模型組Glu含量高于空白組和假手術(shù)組,Cys和GSH含量低于空白組和假手術(shù)組(P<0.05);與模型組相比,督脈電針組Glu含量降低,Cys和GSH含量升高(P<0.05),見表5。
2.3.2 大鼠大腦皮質(zhì)中SLC7A11、SLC3A2、γ-GCS和GSS蛋白表達(dá) 假手術(shù)組大腦皮質(zhì)中SLC7A11、SLC3A2、γ-GCS和GSS蛋白表達(dá)水平與空白組差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);模型組上述蛋白表達(dá)水平低于空白組和假手術(shù)組(P<0.05);督脈電針組上述蛋白表達(dá)水平高于模型組(P<0.05),見圖2、表6。
2.3.3 各組大鼠大腦皮質(zhì)中SLC7A11、SLC3A2、γ-GCS和GSS的mRNA表達(dá) 假手術(shù)組大腦皮質(zhì)中SLC7A11、SLC3A2、γ-GCS和GSS的mRNA表達(dá)水平與空白組差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);模型組大腦皮質(zhì)中上述因子的mRNA表達(dá)水平低于空白組和假手術(shù)組(P<0.05);督脈電針組上述因子的mRNA表達(dá)水平高于模型組(P<0.05),見表7。
3 討論
祖國(guó)醫(yī)學(xué)將腦卒中后肢體痙攣稱為“拘痙”,該癥屬于中醫(yī)學(xué)“痙癥”范疇[13]?!端貑?wèn)·陰陽(yáng)應(yīng)象大論篇》曰:“清陽(yáng)出上竅”“清陽(yáng)實(shí)四肢”,陽(yáng)氣充足,筋脈得以柔養(yǎng),則四肢屈伸靈敏;陽(yáng)氣不足,則見四肢拘急痙攣。督脈被稱為“陽(yáng)脈之?!?,《難經(jīng)》認(rèn)為“督之為病、脊強(qiáng)而厥”,說(shuō)明督脈病變與PSS關(guān)系密切。中醫(yī)針灸理論中,“大椎”為手足三陽(yáng)經(jīng)、督脈之交會(huì)穴;“脊中”脈行于脊中,上貫入腦,為諸陽(yáng)之海;“后會(huì)”穴與督脈之后頂穴位置相符,常作為百會(huì)之倒馬針。三者同為督脈之要穴,諸脈合用,共奏補(bǔ)益陽(yáng)氣,調(diào)和氣血,濡養(yǎng)經(jīng)脈,疏通經(jīng)絡(luò)之效,使血隨氣運(yùn)至全身、四肢,濡養(yǎng)肢體筋脈,或可緩解肢體痙攣[14-16]。課題組前期臨床研究發(fā)現(xiàn),督脈電針不僅能夠明顯改善腦卒中患者患側(cè)上肢的痙攣情況,還可顯著提高患者上肢的運(yùn)動(dòng)功能[8],故本研究選取電針“大椎”“脊中”“后會(huì)”督脈三穴為PSS的主要療法。
目前關(guān)于PSS的機(jī)制尚不清楚,一般認(rèn)為痙攣是由興奮性神經(jīng)遞質(zhì)增加,抑制性神經(jīng)遞質(zhì)減少,從而引起上運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元損傷后脊髓反射活動(dòng)增高所致[17-18]。課題組前期研究結(jié)果表明,選取督脈穴位進(jìn)行埋線可提高PSS大鼠腦組織中抑制性神經(jīng)遞質(zhì)γ-氨基丁酸(gamma-amino butyric acid,GABA)含量,實(shí)現(xiàn)Glu和GABA兩者之間的平衡,改善痙攣的情況[7,14]。本研究結(jié)果顯示,當(dāng)腦缺血發(fā)生時(shí)胞外Glu含量急劇升高,經(jīng)督脈電針治療后,大鼠神經(jīng)功能缺損情況有所恢復(fù);大腦梗死體積減小、腦血流量有所恢復(fù)并呈增多趨勢(shì);神經(jīng)毒性腦水腫程度有所緩解;改良Ashworth肌張力分級(jí)和電生理描記結(jié)果顯示,督脈電針組大鼠肌張力評(píng)分顯著降低、肌電信號(hào)值顯著增高,提示大鼠痙攣程度有所改善。此外,空白組和假手術(shù)組神經(jīng)功能評(píng)分和改良Ashworth肌張力分級(jí)均為0,提示僅作血管的剝離、不進(jìn)行插栓并不能影響大鼠的神經(jīng)功能和肌張力水平。
System Xc(-)是一種不依賴鈉的反向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白,通過(guò)與細(xì)胞膜上的Glu進(jìn)行1∶1交換,介導(dǎo)細(xì)胞攝取胱氨酸用于GSH的生產(chǎn)和氧化保護(hù),以換取Glu的輸出[19-20]。System Xc(-)由輕鏈SLC7A11和重鏈SLC3A2組成,SLC7A11介導(dǎo)System Xc(-)的活性,而SLC3A2的作用則是將SLC7A11錨定在質(zhì)膜上,維持SLC7A11蛋白的穩(wěn)定性。有文獻(xiàn)指出,SLC3A2同時(shí)參與了胱氨酸向細(xì)胞內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn),影響該反向轉(zhuǎn)運(yùn)體的作用[21-22]。本研究結(jié)果顯示,腦缺血發(fā)生后大腦皮質(zhì)中Glu含量明顯增多,且SLC7A11和SLC3A2的mRNA和蛋白表達(dá)水平明顯降低,提示Glu堆積誘導(dǎo)的興奮性毒性可能會(huì)抑制皮質(zhì)中的System Xc(-),而督脈電針治療后SLC7A11和SLC3A2的mRNA和蛋白表達(dá)水平有所上調(diào),且Glu在皮質(zhì)中的堆積情況有所改善。γ-GCS是GSH合成的限速酶[23]。Li等[24]研究發(fā)現(xiàn),Cys在γ-GCS的催化作用下與Glu結(jié)合形成γ-谷氨酸半胱氨酸,隨后GSS介導(dǎo)的甘氨酸分子酶加成,以產(chǎn)生GSH,改善了缺血性腦卒中后的氧化應(yīng)激損傷。因此,調(diào)控System Xc(-)的表達(dá)可能成為PSS恢復(fù)的關(guān)鍵途徑。本研究結(jié)果顯示,腦缺血發(fā)生后,System Xc(-)表達(dá)下降,Cys含量因發(fā)生損耗大于供給而下降。同時(shí),模型組大鼠皮質(zhì)中GSH合成相關(guān)酶γ-GCS、GSS的mRNA和蛋白表達(dá)均下調(diào),加之GSH合成的重要底物Cys表達(dá)減少,最終導(dǎo)致GSH含量下降,而督脈電針治療后逆轉(zhuǎn)了以上情況。
綜上所述,本研究從System Xc(-)角度出發(fā),分析卒中后痙攣的發(fā)病機(jī)制,證實(shí)了督脈電針治療可以改善造模后大鼠皮質(zhì)中Glu堆積情況,增加Cys含量,影響System Xc(-)的表達(dá)和轉(zhuǎn)運(yùn)功能,同時(shí)上調(diào)GSH合成相關(guān)酶γ-GCS、GSS的表達(dá),進(jìn)而增加GSH的合成,促進(jìn)機(jī)體氧化還原水平的維護(hù),保護(hù)機(jī)體微環(huán)境,進(jìn)而改善PSS的形成和持續(xù)狀態(tài)。
參考文獻(xiàn)
[1] LIAO Y,LIU F,YANG J,et al. Analysis of the efficacy of acupuncture combined with rehabilitation training in the treatment of upper limb spasm after stroke:a systematic review and Meta-analysis [J]. Biomed Res Int,2022,2022:8663356. doi:10.1155/2022/8663356.
[2] 廖歐萍,黃馨云,王慈,等. 當(dāng)代不同針灸流派治療中風(fēng)后痙攣性癱瘓?zhí)厣庞[[J]. 中國(guó)針灸,2023,43(9):1081-1085. LIAO O P,HUANG X Y,WANG C,et al. Overview of the characteristics of different contemporary acupuncture schools in the treatment of spastic paralysis after stroke[J]. Chinese Acupuncture,2023,43(9):1081-1085.
[3] 楊云濤,胡斌,邵素菊,等. 調(diào)神解結(jié)法火針治療腦卒中后痙攣性肌張力障礙35例[J]. 中國(guó)針灸,2023,43(6):706-708. YANG Y T,HU B,SHAO S J,et al. Regulating mind and resolving knot method of fire needle in the treatment of 35 cases of spastic dystonia after stroke [J]. Chinese Acupuncture,2023,43(6):706-708.
[4] PARKER J L,DEME J C,KOLOKOURIS D,et al. Molecular basis for redox control by the human cystine/glutamate antiporter system xc-[J]. Nat Commun,2021,12(1):7147. doi:10.1038/s41467-021-27414-1.
[5] MA H,DONG Y,CHU Y,et al. The mechanisms of ferroptosis and its role in Alzheimer's disease [J]. Front Mol Biosci,2022,9:965064. doi:10.3389/fmolb.2022.965064.
[6] SEARS S M S,ROBERTS S H,HEWETT S J. Hyperexcitability and brain morphological differences in mice lacking the cystine/glutamate antiporter,system xc [J]. J Neurosci Res,2021,99(12):3339-3353. doi:10.1002/jnr.24971.
[7] 李婧雯,高靜,梅緊緊,等. 穴位埋線對(duì)腦缺血再灌注后肌痙攣大鼠不同腦區(qū)氨基酸類神經(jīng)遞質(zhì)的影響[J]. 世界科學(xué)技術(shù)-中醫(yī)藥現(xiàn)代化,2023,25(1):212-217. LI J W,GAO J,MEI J J,et al. Effect of acupoint catgut embedding on amino acid neurotransmitters in different brain regions of rats with muscle spasm after cerebral ischemia-reperfusion [J]. World Science and Technology-Modernization of Traditional Chinese Medicine,2023,25(1):212-217.
[8] 李瑞青,劉承梅,席建明,等. 督脈電針治療腦卒中后上肢痙攣的臨床療效和表面肌電圖特征研究[J]. 中國(guó)康復(fù)醫(yī)學(xué)雜志,2019,34(10):1157-1161,1167. LI R Q,LIU C M,XI J M,et al. Study on the clinical efficacy and surface electromyography characteristics of Du meridian electroacupuncture in the treatment of upper limb spasm after stroke [J]. Chinese Journal of Rehabilitation Medicine,2019,34(10):1157-1161,1167.
[9] 中國(guó)針灸學(xué)會(huì). 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物常用穴位名稱與定位第2部分:大鼠[J]. 針刺研究,2021,46(4):351-352. China Association for Acupuncture and Moxibustion. Name and location of commonly used acupoints in experimental animals Part 2 :Rats [J]. Acupuncture Study,2021,46(4):351-352.
[10] 張金武,謝丁玲,陳莉. 一葉萩堿對(duì)大鼠腦缺血再灌注損傷后神經(jīng)功能的影響[J]. 天津醫(yī)藥,2023,51(9):977-982. ZHANG J W,XIE D L,CHEN L. Effect of securinine on neurological function after cerebral ischemia-reperfusion injury in rats [J]. Tianjin Med J,2023,51(9):977-982. doi:10.11958/20221801.
[11] 陳海南,盧園,王蘭蘭,等. 按法對(duì)腦卒中肌痙攣大鼠脊髓內(nèi)5-HT2B受體、5-HT2C受體表達(dá)與GABA含量的影響[J]. 湖南中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào),2022,42(7):1169-1174. CHEN H N,LU Y,WANG L L,et al. The effect of acupuncture on the expression of 5-HT2B receptor,5-HT2C receptor and GABA content in spinal cord of stroke rats with muscle spasm [J]. Journal of Hunan University of Traditional Chinese Medicine,2022,42(7):1169-1174. doi:10.3969/j.issn.1674-070X.2022.07.017.
[12] 母杰丹,馬良宵,王俊翔,等. 利用線栓法制備腦卒中后痙攣大鼠模型的研究[J]. 中華中醫(yī)藥雜志,2019,34(12):5687-5690. MU J D,MA L X,WANG J X,et al. Study on rat model of post-stroke spasm by suture method[J]. Chinese Journal of Traditional Chinese Medicine,2019,34(12):5687-5690.
[13] 霍平旭. 中醫(yī)治療中風(fēng)后痙攣性偏癱研究進(jìn)展[J]. 內(nèi)蒙古中醫(yī)藥,2022,41(12):157-159. HUO P X. Research progress of traditional Chinese medicine in the treatment of spastic hemiplegia after stroke[J]. Inner Mongolia Traditional Chinese Medicine,2022,41(12):157-159. doi:10.16040/j.cnki.cn15-1101.2022.12.063.
[14] 李婧雯,胡延超,王藝瑩,等. 督脈電針對(duì)腦卒中肢體痙攣大鼠大腦皮層中谷氨酸脫羧酶67和γ-氨基丁酸轉(zhuǎn)氨酶表達(dá)的影響[J]. 針刺研究,2022,47(8):703-709. LI J W,HU Y C,WANG Y Y,et al. Effect of Du meridian electroacupuncture on the expression of glutamate decarboxylase 67 and γ-aminobutyric acid transaminase in cerebral cortex of rats with limb spasticity after stroke [J]. Acupuncture Study,2022,47(8):703-709. doi:10.13702/j.1000-0607.20210696.
[15] 劉博雯. 督脈康復(fù)觀的古代文獻(xiàn)研究[D]. 福州:福建中醫(yī)藥大學(xué),2021. LIU B W. Ancient literature research on the rehabilitation concept of governor vessel[D]. Fuzhou:Fujian University of Traditional Chinese Medicine,2021.
[16] 牛茹. 大椎穴“主治”文獻(xiàn)的收集、整理與研究[D]. 濟(jì)南:山東中醫(yī)藥大學(xué),2022. NIU R.Collection,collation and research of literature on 'indications' of Dazhui acupoint [D]. Ji'nan:Shandong University of Traditional Chinese Medicine,2022.
[17] 劉俊霞,趙桂桂,牛巖,等. 電針療法對(duì)腦卒中大鼠肢體痙攣的改善作用[J]. 浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)版),2021,50(3):361-368. LIU J X,ZHAO G G,NIU Y,et al. Effect of electro-acupuncture therapy on limb spasm and excitability of motor neurons in stroke rats[J]. J Zhejiang Univ (Med Sci),2021,50(3):361-368. doi:10.3724/zdxbyxb-2021-0007.
[18] COLETTI R H. The ischemic model of chronic muscle spasm and pain [J]. Eur J Transl Myol,2022,32(1):10323. doi:10.4081/ejtm.2022.10323.
[19] HU X M,HE Y C,HAN Z Q,et al. PNO1 inhibits autophagy-mediated ferroptosis by GSH metabolic reprogramming in hepatocellular carcinoma[J]. Cell Death Dis,2022,13(11):1010. doi:10.1038/s41419-022-05448-7.
[20] NEHSER M,DARK J,SCHWEITZER D,et al. System X(c) (-) antiporter inhibitors:azo-linked amino-naphthyl-sulfonate analogues of sulfasalazine[J]. Neurochem Res,2020,45(6):1375-1386. doi:10.1007/s11064-019-02901-6.
[21] KONG R,WANG N,HAN W,et al. IFNγ-mediated repression of system xc (-) drives vulnerability to induced ferroptosis in hepatocellular carcinoma cells[J]. J Leukoc Biol,2021,110(2):301-314. doi:10.1002/JLB.3MA1220-815RRR.
[22] JYOTSANA N,TA K T,DELGIORNO K E. The role of cystine/glutamate antiporter SLC7A11/xCT in the pathophysiology of cancer[J]. Front Oncol,2022,12:858462. doi:10.3389/fonc.2022.858462.
[23] KOBAYASHI S,IKEDA Y,SHIGENO Y,et al. Gamma-glutamylcysteine synthetase and gamma-glutamyl transferase as differential enzymatic sources of gamma-glutamylpeptides in mice [J]. Amino Acids,2020,52(4):555-566. doi:10.1007/s00726-020-02835-2.
[24] LI H Q,XIA S N,XU S Y,et al. Gamma-glutamylcysteine alleviates ischemic stroke-induced neuronal apoptosis by inhibiting ROS-mediated endoplasmic reticulum stress[J]. Oxid Med Cell Longev,2021,2021:2961079. doi:10.1155/2021/2961079.
(2023-09-18收稿 2023-11-24修回)
(本文編輯 陳麗潔)