从孤啡肽和CRF途径探讨温和灸缓解慢性内脏痛敏的作用及相关机制

来源 :上海中医药大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tianlong3311
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肠易激综合征(irritablebowelsyndrome,IBS)是临床上常见的功能性胃肠病,其主要临床表现之一是腹痛和腹部不适,属于一种慢性内脏痛敏。目前西医治疗IBS多限于对症治疗,疗效巩固可靠者甚少。课题组临床研究发现艾灸效穴(天枢、上巨虚穴)有效缓解IBS患者腹痛。围绕“艾灸缓解IBS样慢性内脏痛敏的机制研究”,我们前期已开展了部分实验,发现,在外周,温和灸天枢、上巨虚穴能调节结肠黏膜异常升高的5-HT、prokineticin-1、prokineticinreceptor-1,发挥缓解内脏痛敏的镇痛作用;在中枢,温和灸能激活脊髓水平强啡肽-Kappa受体系统、抑制下丘脑异常升高的促肾上腺皮质激素释放因子(Corticotropin-releasingfactor,CRF),发挥镇痛效应。因此,有必要在此基础上进一步开展IBS样慢性内脏痛敏的机制研究及温和灸对其的调节机制研究,揭示艾灸缓解慢性内脏痛敏的科学基础,为临床提供实验和理论依据。  已证实,孤啡肽(Orphanin-FQ,OFQ)与强啡肽在结构与部分功能上相似,孤啡肽-ORL1受体系统激活,可在脊髓水平发挥镇痛作用。CRF是应激反应的起始调节因子,在应答应激、痛觉调制中起着关键性作用。CRF主要通过CRFR1、CRFR2两种信号途径发挥不同的生物学效应。鉴于IBS慢性内脏痛敏的形成和发展与脊髓有着密切的关系,本论文在前期工作的基础上,进一步研究脊髓水平阿片肽系统(孤啡肽-ORL1受体系统)、CRF及其受体信号途径在IBS样慢性内脏痛敏中的作用及温和灸对其的调节机制,并探讨脊髓孤啡肽、CRF及其受体信号途径在慢性内脏痛敏中的作用关系。  目的:  方法:  研究分为4个部分:  1.分3个实验:观察鞘内注射孤啡肽或/和ORL1受体特异性拮抗剂([Nphel]nociceptin(1-13)NH2)对慢性内脏痛敏大鼠痛阈的影响;观察鞘内注射孤啡肽或/和ORL1受体特异性拮抗剂对温和灸缓解痛敏效应的影响;观察孤啡肽及ORL1受体在痛敏大鼠脊髓背角的表达及温和灸对其的影响。  实验一:随机将大鼠分为正常组、模型组、i.t.OFQ组、i.t.NS组、i.t.[Nphel]nociceptin(1-13)NH2组、i.t.OFQ+[Nphel]nociceptin(1-13)NH2组。i.t.OFQ组、i.t.NS组、i.t.[Nphel]nociceptin(1-13)NH2、i.t.OFQ+[Nphel]nociceptin(1-13)NH2组,于大鼠出生后第36天分别给予鞘内注射OFQ、NS、[Nphel]nociceptin(1-13)NH2、OFQ+[Nphel]nociceptin(1-13)NH2。采用AWR评分,观察鞘内注射孤啡肽或/和ORL1受体拮抗剂对慢性内脏痛敏大鼠痛阈的影响。  实验二:随机将大鼠分为正常组、模型组、温和灸组、温和灸+i.t.[Nphel]nociceptin(1-13)NH2组、温和灸+i.t.OFQ组。温和灸+i.t.[Nphel]nociceptin(1-13)NH2组、温和灸+i.t.OFQ组大鼠在每次温和灸干预前15分钟分别给予鞘内注射[Nphel]nociceptin(1-13)NH2、OFQ,每天1次,共7天;i.t.[Nphel]nociceptin(1-13)NH2、i.t.OFQ组大鼠每天同一时间分别给予鞘内注射[Nphel]nociceptin(1-13)NH2、OFQ,每天1次,共7天。采用AWR评分,观察鞘内注射孤啡肽或/和ORL1受体拮抗剂对温和灸缓解痛敏效应的影响。  实验三:随机将大鼠分为正常组、模型组、温和灸组、假灸组,采用原位杂交的方法观察L6-S1脊髓节段OFQmRNA、ORL1mRNA的表达;免疫组化的方法观察相应脊髓节段OFQ的表达;酶联免疫检测法(Enzymelinkedimmunosorbentassay,ELISA)检测相应脊髓节段OFQ的浓度,旨在寻找脊髓水平孤啡肽及ORL1受体参与慢性内脏痛敏及温和灸缓解痛敏作用的形态学依据。  2.观察鞘内注射孤啡肽或/和温和灸干预对脊髓背角SP、Glu表达的影响。随机将大鼠分为正常组、模型组、温和灸组、i.t.OFQ组、温和灸+i.t.OFQ组。采用免疫组化法,观察L6-S1脊髓节段Glu、SP的表达及温和灸干预或/和鞘内注射孤啡肽对其的影响。旨在探讨孤啡肽及温和灸干预时脊髓水平兴奋性神经递质的影响。  3.分2个实验:观察CRF、CRFR1、CRFR2在慢性内脏痛敏大鼠结肠的表达及温和灸对其的影响;观察CRF、CRFR1、CRFR2在慢性内脏痛敏大鼠脊髓背角的表达及温和灸对其的影响。  实验一:随机将大鼠分为正常组、模型组、温和灸组、假灸组,采用免疫组化的方法观察各组大鼠结肠CRF、CRFR1、CRFR2的表达;荧光定量PCR法检测CRFmRNA、CRFR1mRNA、CRFR2mRNA的相对表达。  实验二:随机将大鼠分为正常组、模型组、温和灸组、假灸组,采用免疫组化的方法观察各组大鼠脊髓背角CRF、CRFR1、CRFR2的表达;荧光定量PCR法检测CRFmRNA、CRFR1mRNA、CRFR2mRNA的相对表达。  4.观察i.t.CRFR1拮抗剂、i.t.CRFR2拮抗剂对慢性内脏痛敏大鼠痛阈及相应脊髓节段孤啡肽的影响。初步探讨脊髓水平孤啡肽与CRF-CRFR1信号途径、CRF-CRFR2信号途径在IBS样慢性内脏痛大鼠模型中的关系。随机将大鼠分为正常组、模型组、i.t.CRFR1拮抗剂组、i.t.CRFR2拮抗剂组、i,t.NS组。造模成功后,i.t。CRFR1拮抗剂组、i.t.CRFR2拮抗剂组、i.t.NS组,于大鼠出生后第36天分别给予鞘内注射CRFR1拮抗剂、CRFR2拮抗剂、NS。采用AWR评分作为检测内脏痛敏的行为学指标;ELISA法检测各组大鼠脊髓相应节段孤啡肽含量。  结果:  1.脊髓水平孤啡肽-ORL1受体系统在慢性内脏痛敏及温和灸对其疗效中的作用  1.1鞘内注射孤啡肽或/和ORL1受体拮抗剂对慢性内脏痛敏大鼠痛阈的影响随着刺激强度的增加(20、40、60、80mmHg),各组大鼠AWR评分上升。在不同强度的CRD刺激下,与正常组AWR评分相比,模型组升高(P<0.01):与模型组相比,i.t.NS组、i.t.[Nphel]nociceptin(1-13)NH2组大鼠AWR评分无明显变化,i.t.OFQ组大鼠AWR评分降低(P<0.01,P<0.05);与i.t.OFQ组比,i.t,OFQ+[Nphel]nociceptin(1-13)NH2组大鼠AWR评分升高(P<0.01,P<0.05)。  1.2鞘内注射孤啡肽或/和ORL1受体拮抗剂对温和灸缓解痛敏效应的影响  在不同强度(20、40、60、80mmHg)的CRD诱发刺激下,与正常组AWR评分相比,模型组增加(P<0.01);温和灸干预后,大鼠AWR评分降低(P<0.01),但仍高于正常组(P<0.01,P<0.05);与温和灸组相比,温和灸+i.t.[Nphel]nociceptin(1-13)NH2组大鼠AWR评分升高(P<0.01,P<0.05)。与温和灸组相比,温和灸+i.t.OFQ组大鼠AWR评分降低(P<0.05)。  1.3孤啡肽及ORL1mRNA在内脏痛敏大鼠脊髓背角的表达及温和灸对其的影响  1.3.1各组大鼠降结肠局部组织HE染色观察  肉眼观察,各组大鼠结肠局部光滑,与周围组织无粘连,未见明显病理改变;HE镜检结果显示,各组大鼠肠壁分层清楚,结肠黏膜结构完好,未见明显组织缺损,腺体排列整齐,间质无明显充血、水肿、炎细胞浸润等,黏膜下层未见明显异常改变。  1.3.2大鼠慢性内脏痛的行为学评分结果  各组大鼠对不同强度(20、40、60、80mmHg)的CRD刺激敏感性不同,随着刺激强度的增加,各组大鼠AWR评分增加。与正常组大鼠相比,模型组AWR评分上升(P<0.01)。与模型组大鼠相比,温和灸组AWR评分下降(P<0.01);假灸组大鼠AWR评分无统计学变化。  1.3.3ppOFQmRNA在内脏痛敏大鼠脊髓背角的表达及温和灸对其的影响  与正常组相比,模型组大鼠脊髓背角ppOFQmRNA阳性目标总面积与OD值均升高(P<0.01)。温和灸干预后,大鼠脊髓背角ppOFQmRNA阳性目标总面积与OD值均进一步升高(P<0.01)。假灸组大鼠与模型组相比,差异无统计学意义。  1.3.4OFQ在内脏痛敏大鼠脊髓背角的表达及温和灸对其的影响  与正常组相比,模型组大鼠脊髓背角OFQ阳性目标总面积与OD值升高(P<0.01)。温和灸干预后,大鼠脊髓背角OFQ阳性目标总面积与OD值升高,但仅OD值具有统计学意义(P<0.05)。假灸组与模型组相比,无统计学差异。  1.3.5温和灸对慢性内脏痛敏大鼠相应脊髓节段OFQ含量的影响  与正常组相比,模型组大鼠脊髓OFQ含量升高(P<0.05)。温和灸干预后,大鼠相应脊髓节段OFQ含量进一步升高(P<0.05)。假灸组与模型组比较,无统计学差异。  1.3.6ORL1mRNA在IBS慢性内脏痛敏大鼠脊髓背角的表达及温和灸对其的影响  与正常组大鼠相比,模型组ORL1mRNA阳性目标总面积与OD值升高(P<0.01)。温和灸干预后,ORL1mRNA阳性目标总面积与OD值进一步升高(P<0.01)。假灸组与模型组相比,差异无统计学意义。  2.鞘内注射孤啡肽或/和温和灸干预对慢性内脏痛敏大鼠脊髓SP、Glu表达的影响  2.1各组大鼠AWR评分比较  结果显示:随着刺激强度的增加,各组大鼠AWR评分上升。在不同强度的CRD刺激下,与正常组相比,模型大鼠AWR评分升高(P<0.01)。与模型组相比,i.t.OFQ组、温和灸组大鼠AWR评分下降(P<0.01,P<0.05);假灸组与模型组AWR评分相比,差异无统计学意义。与i.t.OFQ组、温和灸组相比,温和灸+i.t.OFQ组大鼠在40、60、80mmHg强度的CRD刺激下,AWR评分降低,但仅80mmHg强度下有统计学意义(P<0.05)。  2.2.各组大鼠脊髓背角Glu表达的比较  与正常组比较,模型组升高(P<0.01);与模型组比较,i.t.OFQ组、温和灸组、温和灸+i.t.OFQ组表达降低(P<0.01);与i.t.OFQ组相比,温和灸+i.t.OFQ组表达降低(P<0.01);与温和灸组相比,温和灸+i.t.OFQ组表达降低(P<0.05)。  2.3各组大鼠脊髓背角SP表达的比较  与正常组比较,模型组表达升高(P<0.01);与模型组相比,i.t.OFQ组表达降低(P<0.05),温和灸组表达降低(P<0.05),温和灸+i.t.OFQ组降低(P<0.01)。  3.温和灸对IBS样慢性内脏痛敏大鼠CRF及其受体调节作用的研究  3.1温和灸对IBS样慢性内脏痛敏大鼠结肠CRF及其受体调节作用的研究  3.1.1各组大鼠AWR评分比较  在不同强度的CRD刺激下,与正常组相比,模型大鼠AWR评分升高(P<0.01)。温和灸组干预后,大鼠AWR评分下降(P<0.01)。  3.1.2CRF、CRFR1、CRFR2蛋白及基因在痛敏大鼠结肠的表达及温和灸对其的影响  组间比较显示:模型组大鼠CRF表达高于正常组(P<0.01),温和灸干预后,CRF表达降低(P<0.01),但仍高于正常组(P<0.05)。假灸组与模型组比较,差异无统计学意义。模型组大鼠CRFR1表达高于正常组(P<0.01),温和灸干预后,CRFR1表达降低(P<0.01),但仍高于正常组(P<0.01)。假灸组与模型组比较,差异无统计学意义。模型组大鼠CRFR2表达高于正常组(P<0.01)。与模型组比较,温和灸组大鼠CRFR2表达进一步增加(P<0.01)。假灸组与模型组比较,差异无统计学意义。  组间比较显示:模型组大鼠CRFmRNA、CRFR1mRNA、CRFR2mRNA表达均高于正常组(P<0.01,P<0.05)。温和灸干预后,CRFmRNA、CRFR1mRNA表达降低(P<0.01);CRFR2mRNA表达增加(P<0.05)。假灸组与模型组比较,差异无统计学意义。  3.2温和灸对IBS样慢性内脏痛敏大鼠脊髓背角CRF及其受体调节作用的研究  3.2.1各组大鼠AWR评分比较  与正常组相比,模型大鼠AWR评分升高(P<0.01)。温和灸组干预后,大鼠AWR评分下降(P<0.01,P<0.05)。假灸组与模型组相比,差异无统计学意义。  3.2.2CRF、CRFR1、CRFR2蛋白及基因在痛敏大鼠脊髓背角的表达及温和灸对其的影响  组间比较显示:模型组大鼠CRF表达高于正常组(P<0.01);与模型组比较,温和灸组大鼠CRF表达降低(P<0.01)。假灸组与模型组相比,差异无统计学意义。模型组大鼠CRFR1表达高于正常组(P<0.01);与模型组比较,温和灸组大鼠CRFR1表达降低(P<0.01)。假灸组与模型组相比,差异无统计学意义。模型组大鼠CRFR2表达高于正常组(P<0.01);与模型组比较,温和灸组大鼠CRFR2表达进一步升高(P<0.01)。假灸组与模型组相比,差异无统计学意义。  组间比较显示:模型组大鼠CRFmRNA、CRFR1mRNA、CRFR2mRNA表达均高于正常组(P<0.01,P<0.05)。温和灸干预后,CRFmRNA、CRFR1mRNA表达降低(P<0.01);CRFR2mRNA表达增加(P<0.02)。假灸组与模型组比较,差异无统计学意义。  4、IBS样慢性内脏痛敏大鼠脊髓背角孤啡肽与CRF及其受体信号系统的关系  4.1各组大鼠AWR评分比较  各组大鼠对不同强度(20、40、60、80mmHg)的CRD刺激敏感性不同,随着刺激强度的增加,各组大鼠AWR评分增加。在不同强度的CRD刺激下,与正常组大鼠相比,模型组AWR评分上升(P<0.01)。与模型组大鼠相比,i.t.CRFR1拮抗剂组大鼠AWR评分下降(P<0.01)。与模型组大鼠相比,i.t.CRFR2拮抗剂组大鼠AWR评分升高,但差异无统计学意义。与模型组大鼠比较,i.t.NS组大鼠AWR评分差异无统计学意义。  4.2各组大鼠脊髓相应节段孤啡肽含量的比较  组间比较显示,模型组大鼠孤啡肽含量高于正常组(P<0.01);与模型组比较,i.t.CRFR1拮抗剂组大鼠孤啡肽含量升高(P<0.05);i.t.CRFR2拮抗剂组大鼠孤啡肽含量降低(P<0.05);i.t.NS组大鼠孤啡肽含量无明显改变。  结论:  1.在IBS样慢性内脏痛敏大鼠模型,鞘内注射一定剂量的OFQ可通过ORL1受体产生缓解痛敏的镇痛作用;温和灸缓解慢性内脏痛敏的作用能被鞘内注射ORL1受体特异性拮抗剂部分阻断,且能被鞘内注射OFQ加强,提示脊髓水平OFQ-ORL1受体系统参与了温和灸缓解IBS样慢性内脏痛敏的过程。  2.在IBS样慢性内脏痛敏大鼠模型,L6-S1脊髓节段OFQ、ORL1mRNA表达升高,提示慢性内脏痛敏激活脊髓水平OFQ-ORL1受体系统;温和灸天枢、上巨虚穴进一步促进OFQ、ORL1受体的表达,提示温和灸干预能通过激活脊髓水平OFQ-ORL1受体系统发挥缓解IBS样慢性内脏痛敏的作用。  3.鞘内注射孤啡肽及温和灸干预都能降低慢性内脏痛敏大鼠脊髓背角SP、Glu的表达。提示:温和灸缓解慢性内脏痛敏的脊髓水平机制之一是与其减少SP、Glu的表达有关;脊髓水平OFQ-ORL1受体系统缓解慢性内脏痛敏的脊髓水平机制之一与其减少SP、Glu的表达有关。  4.温和灸干预降低IBS大鼠内脏痛敏与其抑制外周(结肠)与脊髓中枢CRF-CRFR1信号系统,激活CRF-CRFR2信号系统有关。  5.在IBS样慢性内脏痛敏大鼠模型,脊髓水平CRF-CRFR1信号途径激活,参与内脏痛敏的发生和维持;CRF-CRFR2信号途径激活,抑制内脏痛敏。促进OFQ表达是CRF-CRFR2信号途径发挥缓解痛敏的机制之一。
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