文摘
为了研究有限公司的影响2激光灸的疼痛和炎症细胞因子表达的大鼠脊髓背角味精碘乙酸- (MIA)诱导膝骨关节炎(亚),我们设计了一个实验通过随机分配8 SD大鼠分为3组,即一个公司2激光灸组,假针灸组和空白对照组。治疗组接受激光灸穴位Dubi(圣35;5分钟/治疗,1 /天)治疗8天,治疗后,大鼠表现出显著增加interhindpaw差异与入伍前的值。与此同时,细胞因子微阵列分析表明,一个细胞因子(TIMP-1)显著调节和两个细胞因子(微笑地和MMP-8)在治疗组显著下调。目前的研究表明,有限公司2激光灸创建某些疼痛减少老鼠MIA-induced高雅和显著地抑制大多数炎性细胞因子的表达同侧脊髓背角。
1。介绍
骨关节炎(OA)是成人最常见的关节疾病(1],普遍地影响膝盖[2]。膝关节OA的主要临床表现的慢性疼痛影响了膝盖。目前治疗OA的主要目标是减少疼痛。然而,一个荟萃分析发现,在OA减少短期痛苦,常用药物(非甾体抗炎药和非甾体类抗炎药)仅略优于安慰剂(执行3]。
减少痛苦与针灸近年来一直是一个焦点。但这些研究主要集中在针刺镇痛,而很少注意已经给了艾灸。尽管目标刺激穴位、针刺和艾灸穴位提供不同的行为模式,从而可能通过不同的机制。
研究高雅了多种炎性细胞因子的高表达在滑液,滑膜、关节荚膜组织和软骨从OA患者剧烈的疼痛4]。这些细胞因子被认为进一步刺激其他炎症介质的函数表达式,最终导致疼痛5,6]。Im et al。7]提出MIA-induced鼠膝OA疼痛的机制是类似于神经性疼痛的动物模型,提出一个潜在的重叠的传导通路。类似的情况已经发现在老鼠模型的内侧半月板横断(8]。
在目前的研究中,我们在大鼠诱导高雅与米娅和治疗穴位Dubi(圣35;点通常针对针刺治疗膝OA)和二氧化碳(有限公司2)激光模拟热灸和红外辐射的影响。我们的目的是调查是否有限公司2激光治疗(1)可以减少疼痛在这个模型中,(2)影响脊髓背角的炎性细胞因子的表达。
2。材料和方法
2.1。动物
八个男性的雄性sd大鼠中重200 - 220克(美国哈伦)保存在实验室控制条件下(°C,相对湿度40% - -60%,12 h交替明暗周期,和食物和水随意)。每个老鼠被四周培训适应实验室环境,hindpaw负重测试,模拟治疗。每天在固定的时间进行培训。在训练后,大鼠加权250 - 275克。
2.2。膝关节OA的感应
老鼠被随机分配给一个公司2激光灸组(),假针灸组(),空白对照组()。与米娅诱导的骨关节炎,老鼠从激光治疗组和假针灸组和异氟烷麻醉(美国Piramal急救护理)氧气和管理一个经皮内注射1.0毫克的米娅(美国σ)infrapatellar左膝盖的韧带。米娅溶解在0.9%盐水和管理使用26日规量0.05毫升,0.5英寸针(9]。
2.3。Hindpaw负重分布的测量
OA感应后,原平衡的负重能力hindpaws中断。incapacitance计测试仪(模型- 600 r, IITC生命科学,美国)是用于测定hindpaw重量分布。老鼠被放置在一个直角有机玻璃室定位,以便每个hindpaw落在一个单独的板块。每个下肢的力(以克)平均超过10年代时期。每个数据点的意思是6、10年代读数。hindpaw重量分布的变化计算通过确定的重量的差异(g)左派和右派之间的四肢。
2.4。治疗后的洋槐感应
从高雅诱导后1天,有限公司2激光灸组接受激光治疗抑郁症的横向方面的infrapatellar韧带(人类)的穴位相当于犊鼻8天(每天一个治疗)。老鼠被放置在一个平台,头部是由操作员的手。然后后肢是延长暴露穴位。动物变得平静后,穴位是辐照有限公司2激光光束为5分钟。有限的波长2激光是10.6μm和输出功率密度是63.29 mW /毫米2。假针灸组的老鼠同样固定在平台不接受激光治疗。
2.5。微阵列分析细胞因子
二十天之后完成激光治疗(或假),所有的动物都被腹腔注射戊巴比妥麻醉(60毫克/公斤)被斩首。整个脊髓被驱逐,背角解剖。背角是均质蛋白提取缓冲含有1% EDTA和1%停止蛋白酶和磷酸酶抑制剂鸡尾酒(美国热科学)。离心后(14000转10分钟4°C),包含蛋白质的上层清液收集。蛋白质浓度测定与Bio-Rad蛋白质化验用品(美国Bio-Rad)。背角细胞因子水平进行了分析与细胞因子抗体微阵列(美国RayBio大鼠细胞因子数组C2)后,由工厂指导。发展和扫描后,对于每一个样本,膜与最佳图像质量(高信号/噪声比,定义良好的背景,和没有信号重叠相邻点)进行了分析使用图像J(美国国立卫生研究所)配备一系列蛋白分析仪插件。在图像分析中,C1, C2, D1, D2担任背景(表1),A1, A2,地级,经历了18个积极的参考。最后,从每个膜记录结果归一化。
2.6。统计分析
结果表示为平均数±标准差。重复测试的结果hindpaw重量分布使用重复测量一般线性模型进行了分析。均值变化hindpaw重量分布随着时间的推移,对激光治疗组相比,意味着改变hindpaw重量分布随着时间的推移在假针灸组通过Bonferroni多个比较过程。细胞因子的信号密度进行了分析使用多元方差分析与Bonferroni事后测试。值小于0.05被认为是重要的。
3所示。结果
3.1。Hindpaw负重分布的变化
在OA感应(图1),三组表现出类似interhindpaw负重分布()。从记录的值在整个研究中,空白对照组略有不同()。OA诱导后的一天,记录的值从激光灸组和假治疗组显著增加(与基线值)。和激光针灸组和假针灸组是相似的在这个时间点。值测量的激光灸组和假针灸组随时间(降低在五个时间点),但是激光灸组显示更好的比虚假的改善治疗组:1天((0.029)),第二天,12天(0.031),(0.007)第15天,19天(0.016)完成后的治疗。
3.2。细胞因子水平
炎性细胞因子的表达与RayBio背角样本分析大鼠细胞因子数组C2微阵列,可以同时检测34炎症相关的细胞因子。激光灸组、信号密度的大多数细胞因子是相似或低于相应的值记录在空白对照组(数据未显示)。与对照组相比(图2(一个)微笑的),信号密度()和MMP-8 ()明显下调,且只有一个细胞因子(TIMP-1)显著调节()。在假针灸组(图2 (b)),大多数炎性细胞因子的信号密度调节,包括ICAM-1 IL-13 ()、微笑的beta-NGF Fas配体,il - 6,胸腺Chemokine-1 VEGF-A(所有)、CINC-1 CINC-2α,CINC-3, gm - csf、il - 1α,βil - 1、il - 1 R6, 2、il - 4、il - 10,瘦素,LIX, L-Selectin, MCP-1, MIP-3α,MMP-8, PDGF-AA、催乳激素R,愤怒,和肿瘤坏死因子α(所有)。相比之下,只有一个细胞因子(B7-2 / CD86)表达下调()。
(一)
(b)
4所示。讨论
4.1。了解膝关节OA从中药(TCM)的角度
在中医理论中,膝OA是分类Bi综合症和经常被诊断为冷关节痛(汉Bi)或疼痛关节痛(通Bi)。因此,中医实践,这种疾病通常是由艾灸治疗。在目前的研究中,抑郁对外侧infrapatellar韧带(类似于穴位Dubi犊鼻在人类)受影响的膝盖被公司处理2激光灸。根据针灸理论,因为这个穴位解剖毗邻的病变,艾灸在这一点上创建了一个变暖影响当地的子午线气和血循环,从而减少致病因素。
4.2。合理的激光治疗
传统上,艾灸的疗效已被归因于热行动。我们先前的研究发现,除了热行动,红外(IR)辐射是另一个潜在的治疗机制的艾灸治疗。我们观察到,在间接灸,艾燃烧棒的红外辐射是20倍self-IR辐射人体穴位在能源强度,但光谱资料的两个辐射波相似的10]。这一发现表明,红外辐射可能是另一个重要的间接灸治疗机制。为了验证这个假设,这里我们采用有限公司2激光灸作为替代传统的间接灸。激光治疗可能有几个优势。首先,主波长带定心约10.6μ米,有限公司2激光皮肤很容易被水分子吸收,产生的热量。通过调整激光功率,可以控制加热效应和皮肤温度。其次,激光波长接近self-IR辐射人体穴位的高峰期,类似传统的间接灸(11]。此外,使用有限公司2激光传统间接灸,艾灸可以消除混杂因素如吸烟。
如果公司2激光与传统间接灸艾灸可以提供类似的效果,它也可以提供多种福利更好地了解艾灸的治疗机制。首先,激光辐照的输出功率可以调节,从而允许在穴位确定不同温度的影响。其次,通过控制热行为,对穴位红外辐射的影响可以直接研究。最后,即使激光灸未能实现等效的影响传统艾灸,这表明存在其他未知机制艾灸疗法。
4.3。减少激光治疗疼痛
米娅诱发OA通过抑制糖酵解,从而导致软骨细胞死亡(12]。在目前的研究中,1毫克的米娅是左膝诱导OA注入。一天后OA感应,老鼠hindpaw负重分布表现出明显的变化(即。右边,优先把更多的重量负荷hindpaw)。在随后的7天激光(或假)治疗和20天实验室监测、激光灸组和假针灸组(图显示,interhindpaw逐步减少差异1)。虽然激光灸组似乎更大的减少比假针灸组,组之间的差异没有统计学意义。这可能是由于在这项研究中使用的小样本大小。均值和标准差计算使用记录两组完成后1天的激光(或假)治疗建议最小6动物需要每组的识别统计差异(假设,平等的群体大小)。计算使用数据记录的这项研究表明,7月底动物需要每组(假设与以前的计算)。
4.4。在脊髓背角细胞因子表达
OA的疼痛机制并不完全理解。炎性细胞因子联合地区分为两组:赞成和抗炎细胞因子13]。主要包括促炎细胞因子il - 1α/β,tnf、il - 6,引发,IL-17和地震。抗炎细胞因子主要包括il - 4、il - 10、IL-11 IL-13 IL-1Ra, IFN-gamma。然而,尽管这些众多细胞因子的存在,OA不是视为一种炎症性疾病。由于缺乏神经关节软骨(14),软骨退化不能直接引起疼痛。在膝关节OA模型使用在目前的研究中,软骨细胞在病变部位产生趋化因子,细胞因子、蛋白酶。这些分子敏感的初级传入纤维末梢相邻组织(15]。随着信号输入的痛觉受器OA网站脊髓神经元,神经元信号从膝盖变得更加敏感16]。与脊髓神经元兴奋性的增加,脊髓背角神经元的敏感阈值对外围有害刺激减少(17]。
当前研究疼痛的机制发展主要集中在脊髓胶质细胞(18]。周围组织发生损伤后,这些细胞(包括小胶质细胞和星形胶质细胞)反应抗原演讲等活动(主要是小胶质细胞)和炎症介质的释放。这些反应可能是导致慢性疼痛的OA (19,20.]。研究已经证实,在动物MIA-induced膝OA,小胶质细胞的增殖侧脊髓背角与神经性疼痛的发展(21]。在假针灸组目前的研究中,大多数分析促炎细胞因子的水平在同侧脊髓背角与空白相比显著增加(图的控制2 (b)),与早期的发现一致(22]。这表明,病变部位疼痛的刺激被转移到脊髓和大量炎性细胞因子的生成,可能通过涉及脊髓神经元或神经胶质细胞的途径。相比之下,在激光灸组(图2(一个)),只有三个炎性细胞因子与空白对照组相比,之间存在着显著的差异。值得注意的是,一个细胞因子(TIMP-1)显著调节激光灸组没有明显改变了假针灸组,和两个细胞因子(微笑地和MMP-8)大幅下调在激光治疗组在假针灸组明显调节。改变这些“面对面”的细胞因子,MMP-8 TIMP-1可能值得特别关注。MMP-8是基质金属蛋白酶(MMP)家族的一员,认为是密切相关OA-induced软骨破坏,证实了研究在人类和动物模型23,24]。TIMP-1(组织金属蛋白酶抑制剂1)是基质金属蛋白酶抑制剂,用于调节基质金属蛋白酶的活动。基质金属蛋白酶和TIMP-1功能协同维持体内平衡的细胞外基质。研究已经证实的角色两个细胞因子与OA周边和中枢神经的模型动物。Janusz等人发现,口服的TIMP-1显著减轻软骨破坏老鼠MIA-induced膝OA (25]。一些研究报道,周围神经损伤刺激upregulation MMP-9和MMP-2脊髓(26),随后激活小胶质细胞和星形胶质细胞,从而导致神经性疼痛(27- - - - - -29日]。此外,川崎等人发现,鞘内注射TIMPs显著降低的神经性疼痛(26]。神经性疼痛的机制后周围神经创伤性神经胶质细胞的激活在背角并不完全理解。然而,相关结果表明,TRPV1(瞬时受体电位阳离子通道亚V成员1)可能与神经性疼痛与基质金属蛋白酶(30.]。它已经表明,激活TRPV1在≥43°C (31日]。在目前的研究中,穴位上的激光治疗创造了一个当地的温度在45°C。因此,我们建议以下流程作为一个潜在的机制来解释激光治疗脊髓细胞因子表达的影响。膝关节OA的米娅感应后,发生在关节软骨和滑膜炎症事件。炎症介质刺激当地痛觉受器,导致敏感的初级传入纤维和中枢敏感化。脊柱侧背角的神经元和神经胶质细胞激活,从而释放多种炎性细胞因子。的有限公司2激光治疗穴位Dubi激活TRPV1通道辐射地区。TRPV1可能与各种炎性细胞因子(32),从而调节他们的表情。这些细胞因子、基质金属蛋白酶的调制可能产生了重要的作用。据推测,TRPV1的表达传播从初级传入纤维背根神经节和抑制基质金属蛋白酶表达的神经节。此外,TRPV1可能调节TIMPs背角,进一步抑制他们的表情。这些函数抑制脊髓胶质细胞的激活,从而减少疼痛。穴位的功能类似于一个放大器,传播有限的刺激更大的空间。这个假设的解释,然而,应该被进一步的研究验证。
作为一个初步的工作,本研究也有一些局限性。首先,样本容量太小,允许行为变化的统计解释。第二,当地受灾地区(即。,joint cartilage, subchondral bone, and synovium) was not analyzed by microarray analysis. Consequently, the effects of CO2激光灸在本地炎症相关细胞因子的表达不能确定。最后,炎性细胞因子的研究只尝试初步筛选后的背角有限公司2激光灸。更多的定性和定量工作所需的细胞因子的确定潜在的影响有限2激光灸及其功能的途径。
利益冲突
作者宣称没有利益冲突有关的出版。
确认
支持的部分项目是国家自然科学基金委(81320108028),中国国家中医药管理局的关键项目(ZYSNXD-CC-ZDXK-07)和上海市科学基金会(11 dz1973300 GCZX14013)。