文摘

背景。发光二极管(LED)光疗报道通过几种机制来减轻疼痛和加强组织修复。然而,领导的镇痛效果切伤从来没有检查。目标。我们检查了领治疗切口疼痛的镇痛效果和环氧酶2 (cox - 2)的变化,前列腺素E2 (PGE2)和促炎细胞因子白介素6 (il - 6)、il - 1β和肿瘤坏死因子α(肿瘤坏死因子-α)。方法。老鼠收到领导的治疗上雕刻的皮肤切口(我集团)前6天或6天之后切口(我组)或从3天前切口切口(L-I-L组)后3天。行为的测试和分析了治疗后皮肤组织进行。结果。领导的治疗减毒热的减少各辐照组延迟撤军,减少机械撤出我组的阈值。cox - 2的表达水平,PGE2, il - 6在三个LED-treated组明显减少,而il - 1β和肿瘤坏死因子-α降低只在我组相比,他们的水平我组()。结论。领导的治疗提供了一种镇痛效果并修改cox - 2的表达,PGE2,促炎细胞因子在切割皮肤。

1。介绍

低强度光疗法,通常称为photobiomodulation,使用光在红光对于地区近红外(NIR)光谱(630 - 1000 nm)和调节许多细胞功能。发光二极管(LED)光源,激光一样有效,可以应用更多的经济1]。许多有利的LED灯治疗已报告的影响,如增加ATP合成(2),血管生成(3),胶原蛋白合成、纤维母细胞增生(2- - - - - -4),抑制疼痛和氧化应激(5,6),和减少炎症7]。通过一些途径,LED光疗还可以减少疼痛感,增强组织修复(4,8]。

手术创伤产生损伤皮肤、筋膜、肌肉、神经纤维支配这些组织和诱发随后术后急性疼痛。虽然很多基础和临床研究已经改善我们的理解的病理机制,控制手术后的疼痛好医生仍然是一个挑战。的行为特征产生的术后疼痛模型大鼠后爪切口与术后过敏症在人类9]。过敏症在这种疼痛模型的本质是不同于其他持续疼痛模型,如神经性疼痛模型(10]。

因为领导的治疗可以减少炎症反应,促进组织修复,减轻疼痛,这种疗法被认为是一种适当的方法来预防和治疗创伤或手术后组织损伤的症状。因此,940纳米波长的antinociceptive效应导致治疗急性疼痛造成组织损伤的大鼠切口模型检查和镇痛效应的机制是本研究探讨。

2。方法

2.1。动物

男性Sprague-Dawley老鼠(180 - 220 g)被用于这项研究和购买的美国国家科学委员会(台湾)根据疼痛研究指南(11)和到达指南(12]。所有动物协议是义守大学的机构审查委员会批准,高雄,台湾。两个老鼠每笼住。保持在笼子里°C和12小时光/暗周期在上午9点(灯),和老鼠的实验房间24小时驯化前测试。

2.2。实验小组

老鼠被随机分配到以下组。老鼠接受领导治疗6天前切口(preincision组;我集团)或6天后切口(postincision组;我集团)或从切口切开后3天前3天(preincision + postincision组;L-I-L)。三组控制老鼠只收到了一个皮肤切口(切口组;我h,我d,时候d组)和接受行为测试和组织解剖3小时,3天,皮肤切口或6天后我相比,L-I-L,分别和我组。三组LED-treated老鼠接受领导的一个虚假的切口和相同的治疗过程对侧爪子6天,也被视为控制(C)组。基线机械撤出阈值和基线热撤出延迟测试在天真的老鼠接受领导的一个皮肤切口或辐照之前,也就是说,在切口的时候d和我组织和领导辐照之前在另一组。机械撤出阈值和热撤出延迟测试3小时后切口在我和我h组,3天后L-I-L和我d组切口,切口和6天后我和的时候d组。 Skin tissues dissected from all groups were collected for mRNA and protein analyses (行为测试后)。执行的工作人员行为测试,并收集和分析了皮肤组织被蒙蔽的动物组。

2.3。切口创伤和行为测试

一个切口伤口是由氧含量低于2%异氟烷麻醉。这个过程是基于以前的报告(9];后爪的足底表面制备聚乙烯吡咯酮碘溶液,10%覆盖,切入的手术刀从脚跟到脚趾的基础。屈肌肌腱从脚跟到脚趾与小钳升高。切口缝合与5尼龙。

疼痛行为测试通过测量机械机械触诱发痛和热撤出延迟撤军阈值的热痛觉过敏。测试机械退出门槛,一系列·冯·弗雷丝(0.4,0.6,1,2,4,6,8,15克;美国Stoelting、木材Dale, IL)测试垂直于足底每个灯丝表面5 - 6 s。50%的爪子撤军阈值确定使用Dixon的上下方法[13]。每个阈值测量是用来计算阈值撤军以50%的概率与校准测试•冯•弗雷细丝。这些阈值确定1 - 2毫米远端切口进入脚垫。热使用足底敏感性评价试验装置(尤格Basile、Comerio、意大利),和数据提出了爪子延迟撤军。刀伤的后爪有或没有被校准辐射加热热源和爪子撤军时间被记录。辐射热强度调整的基底爪子延迟撤军前切口是10 - 12年代,截止的20年代,防止组织损伤。后爪测试三次。这三个测量平均为每一个动物。

2.4。领导的治疗

老鼠LED-treated组收到了辐照左边的后爪在940 nm波长一段30分钟管理4 J /厘米²能量密度的160兆瓦的功率输出。治疗过程开始之前或之后根据分配的切口组,重复每24小时。老鼠在腹卧位位置接收辐照。LED来源是保持1厘米以上90°角损伤。权力检查器(13 pem001 / J,干预流浪,Didam,荷兰)被用来检查光源的光输出功率在实验过程的开始。这个实验设备特别发达的义守大学的电子工程系,台湾。领导的治疗后,观察到的动物被关在笼子里,直到从麻醉中复苏。

2.5。定量实时聚合酶链反应(存在)

一微克的总RNA用于互补脱氧核糖核酸的合成中存在基因表达分析。首先,逆转录(RT)是使用一个高容量cDNA逆转录工具包执行根据制造商的协议(应用生物系统公司,培育城市,CA)。反应混合物在25°C孵化10分钟,120分钟37°C,然后85°C,持续5秒。最后的互补产品储存在−20°C到使用。接下来,cDNA放大了产品中存在7500实时PCR系统(美国应用生物系统公司,加州)使用SYBR®绿色PCR反应混合液(美国应用生物系统公司,加州)。下面的热循环程序使用:50°C 2分钟和10分钟95°C,紧随其后的是40周期在95°C为15秒和60°C 1分钟。为每个数据点的实验进行了一式三份。使用的引物中存在表中列出1。β肌动蛋白基因被用作参考。感兴趣的基因的信使rna数量β肌动蛋白从阈值计算周期(Ct)号码。每个样本的相对表达水平是标准化的β肌动蛋白表达作为一种内源性RNA控制。ΔCt值的样本之间的差异决定样品的Ct基因mRNA和参考。ΔΔCt决心ΔCt之间的差异的对照组(C组)和其他的ΔCt LED-treated组。数据表示为提供一个估计的样本mRNA在LED-treated组相对于对照组。

2.6。免疫印迹分析

从皮肤组织总蛋白是由添加1:20 T-PER组织蛋白质提取试剂(美国皮尔斯,罗克福德,IL)(25毫米n -二甘氨酸,150毫米氯化钠[pH值7.6])含有蛋白酶抑制剂(100毫米4 - (2-aminoethyl) benzenesulfonyl盐酸氟,80毫米抑肽酶,水晶,bestatin 5毫米,1.5毫米e - 64,蛋白酶抑制剂,亮抑酶肽2米,和1毫米抑肽素)。组织是均质均质器。30分钟后放在冰,匀浆是离心机在10000年15分钟48°C。蛋白质(30μg每车道)分离的10%十二烷基硫酸钠(SDS)聚丙烯酰胺凝胶和转移到一个聚乙二烯二氟化物膜(默克密理博,达姆施塔特,德国)。膜被阻塞的解决方案(5%脱脂牛奶TBST (2.42 g / L Tris-HCl 80 g / L氯化钠和0.1%渐变,pH值7.6])为0.5小时,在TBST短暂冲洗。膜是孵化一夜之间在4°C兔子anti-PGE2多克隆抗体(1:5000)(bios Inc .沃本,妈,美国)。一只老鼠anti-actin单克隆抗体(1:10000)(美国微孔,贝德福德,MA)被用作控制。

30分钟后冲洗和清洗缓冲,膜被孵化了1.5小时的山葵peroxidase-conjugated二级抗体:山羊anti-rabbit IgG-HRP(1: 10000)(美国德克萨斯州圣克鲁斯生物技术)。膜是在洗涤缓冲洗了30分钟,然后抗体被发现使用一个增强化学发光(ECL)检测设备(默克密理博,达姆施塔特,德国)。光密度分析,这些墨迹进行扫描和量化Image-Pro +分析软件(美国马里兰州银泉的媒体控制论),结果被表示为PGE2的比率免疫反应性β肌动蛋白免疫反应性。

2.7。统计分析

Kolmogorov-Smirnov测试进行验证因变量的常态分布。机械提取阈值的比较和热撤出延迟治疗后每组和基线值进行了分析使用配对- - - - - -测试。cox - 2的存在数据,il - 6、il - 1β和肿瘤坏死因子-α和免疫印迹分析了数据PGE2的克鲁斯卡尔-沃利斯检验来确定组织紧随其后Mann-Whitney)之间的差异测试组间差异。数据被表示为手段和标准偏差。被认为具有统计显著性差异。用SPSS软件进行统计分析(14.0;美国SPSS Inc .,芝加哥,IL)。

3所示。结果

的考验使治疗切口疼痛的镇痛效果产生了以下的结果。皮肤切割后,热撤出延迟与基线相比显著降低价值三组(),而不是三个LED-treated组(数字1(一),1 (b),1 (c))。大大减少机械撤出阈值与基线值被发现在L-I-L皮肤切口后和我组而不是我组()(数据2(一个),2 (b),2 (c))。

生产的il - 6, cox - 2, PGE2, il - 1β和肿瘤坏死因子-α从皮肤组织切口和领导的抑制性影响辐照数据所示3和4。与C组相比,cox - 2的重要upregulation, PGE2, il - 6、il - 1β和肿瘤坏死因子-α是指出。cox - 2的表达水平,PGE2, il - 6降低LED-treated组相比在h组我,我3 d和d的时候()(数据3(一个),3 (b),3 (c),3 (d),4(一))。il - 1β和肿瘤坏死因子-α在我组相比明显减少与他们的水平在我h组()(数据4 (b)和4 (c))。然而,与时候d和我d组相比,我和L-I-L团体,il - 1的表达无显著差异β或肿瘤坏死因子-α被发现(图4 (b)和4 (c))。

4所示。讨论

在目前的研究中,领导辐照显著减轻热痛觉过敏在所有三个LED-treated组和机械触诱发痛只有我组。LED照射也显著降低il - 6的表达,cox - 2, PGE2在所有治疗组和降低il - 1β和肿瘤坏死因子-α我组。细胞因子的测量进行了3个小时,3天,或切口在我6天后,L-I-L,分别和我组。因此,il - 1的抑制β和肿瘤坏死因子-α辐照是短期的,只发生在领导的先发制人的辐照组(我组)。

一项研究报道il - 6水平的增加,但不是il - 1β或肿瘤坏死因子-α循环血液中,3小时后carrageenan-induced炎症。之前注射il - 6的抗血清废除cox - 2活动的感应和PGE2释放在血管内皮细胞和减毒热痛觉过敏(14,15]。A-nociceptive输入调节机械二级痛觉过敏(16]。热延迟反映了主要C-fiber的激活函数(17]。前列腺素在中脑导水管周围灰质(PAG)发挥滋补facilitatory控制目标C -而不是A-fiber-mediated脊髓痛觉过敏(18]。热痛觉过敏后注入PGE2的腹外侧PAG已经观察到(19]。因此,降低il - 6在本研究也导致了cox - 2的表达和PGE2的减少。il - 6和PGE2的下降也导致热痛觉过敏的衰减,但不是机械触诱发痛。

外围的细胞因子在炎症疼痛包括激活免疫细胞,如肥大细胞、巨噬细胞和雪旺细胞产生促炎细胞因子(例如,il - 1β肿瘤坏死因子-α和il - 6) (20.]。这些细胞因子产生疼痛的影响由作用于痛觉受器直接或间接通过其他介质的释放,尤其是通过COX-1合成前列腺素类和cox - 2 (21]。我们表明,il - 6浓度明显降低了辐照后,而TNF -α和il - 1β没有抑制LED照射在我和L-I-L组。肿瘤坏死因子-一个可能的原因α和il - 1β没有抑制LED照射在我和L-I-L团体是一定数量的TNF -α和il - 1β被雪旺细胞分泌,没有被辐射。报道了辐照能够减少大量炎症细胞炎症网站(7]。然而,LED照射是否能抑制雪旺细胞仍不清楚。另一个可能的解释是,细胞因子的生产,如肿瘤坏死因子-α和il - 1β在当地炎症,是监管网站(22,23il - 6],其转换是抑制;因此,他们仍然增加了组织。il - 1β和肿瘤坏死因子-α也被报道与触诱发痛和痛觉过敏的发展24,25];这也可能是为什么机械触诱发痛不是领导的减毒的辐照L-I-L和我组。

除了被il - 6,考克斯活动可以抑制辐照。泽维尔的研究等。26)表明,领导能够抑制炎症介质通过抑制COX的早期趋化现象的影响。也观察到类似的结果排钟等。27)报道,导致治疗行动以来,炎症的早期阶段观察cox - 2 mRNA下降。之前的研究表明,低强度可以显著降低了考克斯的mRNA表达(28,29日)的前体,如磷脂酶A2 (PLA2)和活性氧(ROS) (28]。在研究泽维尔和Lim26,28),照射在波长880 nm和635 nm的阿基里斯腱炎和人类牙龈成纤维细胞。波长为940 nm在研究应用于受损或肌肉酸痛Vinck et al。30.)和Camargo et al。31日]。我们所知,没有研究评价切伤了辐照的镇痛效果。在这项研究中,我们应用940海里切割的伤口。的行为特征产生的术后疼痛模型大鼠后爪切口与术后过敏症在人类9]。我们的研究是第一个应用940海里导致减少incision-induced痛觉和cox - 2的表达,PGE2,促炎细胞因子在切割的伤口。

940 nm光线疗法如何抑制COX的激活酶和减少PGE2的生产?在一项研究28),光辐照降低ROS水平,表明辐照函数作为活性氧清除剂。在炎症过程中活性氧的主要影响是PLA2的氧化改性活化细胞内的膜和cox - 2 mRNA表达的刺激32,33]。因此,光辐照可以直接破坏ROS和随后抑制cPLA2的表达,sPLA2,和考克斯,导致PGE2释放的抑制。

先发制人的镇痛是一种antinociceptive治疗管理成立以前有害刺激,防止神经痛觉过敏处理。基本生理研究产生了极大的兴趣的潜在好处先发制人的镇痛(34]。然而,一些临床研究(35,36)比较的有利影响术前切口后镇痛治疗相同的治疗管理并没有显示出显著的先发制人的效果。我们的研究结果表明,先发制人的LED照射是有效地抑制cox - 2的生产,PGE2, il - 6。只有瞬态影响il - 1的生产β和肿瘤坏死因子-α3小时后切口,但没有对il - 1的影响β或肿瘤坏死因子-α切口后超过三天。类似的结果是由以前的研究报告显示,antinociceptive效应产生的非甾体类抗炎药(非甾体抗炎药;COX抑制剂)是相同的非甾体抗炎药是否管理有害刺激(之前或之后37,38]。

总之,本研究的结果表明,940 nm LED光疗可以有效减少incision-induced热痛觉过敏在所有LED-treated团体,无论辐照之前或之后发生皮肤切口,而机械触诱发痛减少切口后只有1天。antithermal的痛觉过敏的和机械allodynic这种治疗效果可能与cox - 2的表达减少,PGE2, il - 6、il - 1β和肿瘤坏死因子-α。先发制人的LED光疗瞬变抑制il - 1的表达β和肿瘤坏死因子-α几个小时后切口。然而,LED光疗不能抑制il - 1的表达β或肿瘤坏死因子-α切口后超过3天。这使得治疗是治疗手术后的疼痛。

的利益冲突

作者没有财务披露或利益冲突的声明。

作者的贡献

Yuan-Yi贾和Chia-Chih亚历克斯曾贡献本文同样。

确认

这项工作受到了美国国家科学委员会授予103 - 2314 - b - 214 - 003 - my3和105 - 2314 - b - 214 - 002 - my3 E-Da医院拨款EDPJ 104068年,105079年和105081年;EDAHP 104028;和NCKUEDA 10503。