Chinese Journal ofRehabilitation Medicine,Jan.2018,Vo1.33,No.1 ·基础研究· 电针对脑卒中肢体痉挛大鼠 一氨基丁酸代谢酶的 影响 毛雪莲 秦摘要 思 金荣疆 。朱天民 沈小雨’冯丽娟 目的:探讨电针通过调控Y一氨基丁酸代谢酶改善脑卒中肢体痉挛大鼠肌张力的作用机制。 方法:将24只sD大鼠分为正常组、假手术组、模型组和电针组。用大脑中动脉栓塞法建立局灶性脑缺血模型。电 针组造模成功后第3天开始取申脉,照海针刺治疗6天,其余组在同等条件下饲养,不做其他处理。采用Bederson 评定神经功能,Ashworth分级评定肌张力,Feeney平衡木评分标准评定运动功能,免疫组化染色sP法、实时定量 PCR ̄1]定各组标本中GABA.T、SSADH的表达。 结果:与模型组相比,治疗后电针组神经功能缺损症状改善(P<0.05);肌张力降低(P<0.05);运动功能提高(P< 0.05)。免疫组化染色sP法示GABA.T平均光密度值电针组颈膨大(模型组:0.2256+0.0190;电针组:0.2094+ 0.0083)和腰膨大中(模型组:0.2163 ̄0.0088;电针组:0.1988 ̄0.0054)较模型组明显下降(P<0.05);而脑干中较模型 组表达也有下降趋势(模型组:0.2129 ̄0.0086;电针组:0.2072 ̄0.0119)。实时定量PcR测定SSADHmRNA结果与 模型组比较显示电针组脑干(模型组:1.67 ̄0.38;电针组:1.22-4-0.07)、颈膨大(模型组:1.27士0.28;电针组:0.96士O.09) 和腰膨大中(模型组:1.07 ̄0.32;电针组:1.08 ̄0.07)表达均降低(P<0.05)。 结论:电针阴阳跷脉腧穴通过降低中枢系统中GABA.T和SSADH的释放使GABA的降解速度减慢,从而增加突触 间隙的GABA浓度,增强GABA的抑制作用是改善偏瘫肢体痉挛的可能机制之一。 关键词脑卒中;肢体痉挛;电针;’,一氨基丁酸转氨酶;琥珀酸半醛脱氢酶 文献标识码:A 文章编号:1001.1242(2018).01-022—07 中图分类号:R743.3,R493 Effects of electro-acupuncture on —aminobutyric acid metabolic enzymes in rats with stroke—induced spasticity/MAO Xuelian,QIN Si,JIN Rongjiang,et a1.//Chinese Journal of Rehabilitation Medicine,2018,33 (1):22—28 Abstract objective:To investigate the therapeutic mechanism of electro—acupuncture stimulation in improving spasm in s ̄oke—induced rats by regulating the metabolic enzymes of T-aminobutyric acid(GABA). Method:Twenty—four SD rats were divided into normal group,sham operation group,model group and electro- acupuncture group.The focal cerebral ischemic model was built by middle cerebral a ̄ery occlusion method. Three days after successfully building the model,we needled the electro—acupuncture group on BL62 and KI 6 for 6 days,and for other groups,we did not perform any intervention.All the rats in groups were fed the same.Different scales such as Bederson scale for neural function,Ashworth scale for muscle tension,Feeney’ S beam—walking scale for motor function were employed in the tria1.Immunohistochemical—SP stain method and real—time quantitative PCR method were employed to determine the expression of GABA-T as well as SSADH. Result:Compared with model group,electro—acupuncture group was signiicantlfy improved in neurological deficit DOI:10.3969 ̄.issn.1001—1242.2018.O1.005 基金项目:国家自然科学基金资助项目(81273852) 1成都中医药大学康复教研室,成都,610075;2通讯作者 作者简介:毛雪莲,女,硕士,讲师;收稿日期:2016—07—11 22 WWW.rehabi.corrt.cn 中{回旆重匮学骠忐 2o18年,第33卷,第1期 (P<0.05)and muscle tension(P<0.05)as well as motor function(P<0.05).The result of Immunohistochemical SP method showed a reduction in mean optical density of GABA—T in cervical enlargement(the model group: 0.2256士0.0190;the electro-acupuncture group:0.2094-4-0.0083),and in lumbar enlrgement(athe model group: 0.2 1 63 4-0.0088;the electro—acupuncture group:0.1 988-4-0.0054)(P<0.05).A declining tendency was noticed in electro—acupuncture group in average optical density of GABA—T in the cerebral stem(the model group:0.2 1 294- 0.0086;the electro-acupuncture group:0.20724-0.01 19).Also.real-time PCR(RT-PCR)results showed there was a decline in SSADHmRNA expression in the electro—acupuncture group in the cerebral stem(he modelt group: 1.674-0.38;the electro—acupuncture group:1.22 ̄0.07),cervical enlargement(the model group:1.274-0.28;the elec— rto—acupuncture group:O.964-0.09).and the lumbar enlargement(the model group:1.07 ̄0.32;the electro-acupunc— tttre group:1.084-0.07)(P<0.05). Conclusion:It could be one of potential mechanisms that electro—acupuncture on the acupoints along yin and yang heel vessels can improve stroke·-induced spasticity by reducing the release of GABA·-T and SSADH in the central nervous system,which could elevate the content of GABA in the synaptic clef to enhance the ihin— bition efrect of GABA. Author‘S address Teaching and Research Section of Rehabilitation,Chengdu University of Traditional Chinese Medicine,Chengdu,6 1 0075 Key word stroke;limb spasticity;electro·-acupuncture;,/—·aminobutyricacid transaminase;succinicsemialdehydede·· hydrogenase 针刺疗法是治脑卒中后肢体痉挛性瘫痪的主要 治疗方法,疗效确切。脑卒中后肢体痉挛机制目前 认为是兴奋性神经递质相对增加,抑制性氨基酸类 神经递质相对或绝对减少,导致突触前抑制作用的 1.1实验动物及分组 健康成年SD大鼠24只,清洁级,雌雄各半,体 重260--320g,简阳达硕生物有限公司提供,许可 证:scxk(m)2013.24。大鼠适应性喂养1周,将大鼠 分为:空白组、假手术组、模型组、电针组,每组6只。 下降 。1,一氨基丁酸(丫一aminobutyricacid,GABA)作 为中枢神经系统中最主要的抑制性神经递质,是突 触前抑制的媒介物,介导大部分快速抑制性突触传 递 。前期研究H 证实针刺可以通过调高神经组织 中GABAI3受体mRNA表达,发挥GABA突触前后 的抑制作用,从而缓解脑卒中后肢体痉挛的症状。 本研究以GABA分解代谢相关酶为主要靶点,将跷 1.2主要实验试剂及材料设备 MCAO线栓(规格:2636.50、2838。5O:北京沙东 生物技术有限公司);1,一氨基丁酸转氨酶抗体(GA. BA—T),总RNA提取试剂f100Preps;美国Invitrogen 公司);RNAiso plus kit、Prime Script RT reagent kit、SYBR PremixExTaq 11 Kit(大连宝生物工程有 脉“阴阳缓急”的致病特点与现代医学痉挛的产生及 缓解作用机制相结合,抓住针刺“调和阴阳”的功能, 采用免疫组化染色sP法、实时定量PCR技术,观察 电针跷脉穴位对脑干网状结构和脊髓颈、腰膨大组 织GABA转氨酶(GABAtransaminase,GABA.T)和 限公司);G6805—11型多通道电针治疗仪(青岛鑫升 实业有限公司)。 1.3方法 1.3.1模型制作及评价方法:模型组、电针组参照改 琥珀酸半醛脱氢酶(succinicsemial dehydedehy— drogenase.SSADH)的影响,探讨电针阴阳跷脉穴位 良ZeaLongat 法制作右侧大脑中动脉栓塞(mid. die cerebral aaery occlusion,MCAO)模型。造模完 成后腹腔注射庆大霉素2万u,连续注射3d;术后按 0.1mg/kg ̄1]量注射速尿,防止脑水肿;灯照保暖保持 肛温37℃左右。假手术组只切开皮肤,分离出颈总、 颈内、颈外动脉,不予结扎和插入线栓,然后消毒缝 改善脑卒中后阴阳缓急失衡,缓解痉挛的分子生物 学机制,也为传统中医理论指导临床治疗探索新的 结合点。 1材料与方法 合。空白组不做任何处理。于术后2h进行神经功 能缺损评定p 。0分:无神经功能症状;1分:不能完 Chinese Journal ofRehabilitation Medicine,Jan.201 8,Vo1.33,No.1 全伸展手术对侧前爪;2分:行走时,向手术对侧转 圈;3分:行走时,向手术对侧倾倒;4分:不能自发行 走,意识丧失。术后第3天采用Ashworth分级标 准吲评定肌张力。0级:被动活动偏瘫侧肢体时,大 鼠活动自如,无肌张力增高;1级:在屈伸过程中出 现一过性停顿,轻度肌张力增高;2级:被动活动困 难但肢体尚易屈伸,肌张力明显增高;3级:被动活 动困难;4级:肢体屈伸受限。神经功能缺损评分为 l_4分,Ashworth分级1级及以上提示造模成功。 评分为0分及术中、术后死亡者予以剔除,用同一批 次的造模成功大鼠补足数量。 1.3.2治疗方法:电针组造模成功后3天开始,参照 《实验针灸学》p 取穴,在偏瘫后肢外踝正下方凹陷 中取申脉,直刺0.5cm;在偏瘫后肢内踝下lmm取照 海,直刺0.5cm;选用苏州医疗用品生产的0.25× 13mm的无菌针灸针;采用G6805.Ⅱ型多通道电针 仪,以频率100Hz,波宽0.3ms的连续波刺激,刺激强 度以被刺激后肢出现有节律的收缩、颤动为度。 30min/次,1次/d,连续治疗6d。空白组、假手术组和 模型组在同等条件下饲养,自由进食饮水,不做其他 处理。 1.3.3检测方法。 1.3.3.1 Bederson评分评定神经功能 :由不知分组 情况的实验人员于术后第l天,第3天(治疗前)及第 9天(治疗后)对大鼠进行评定,轻抓大鼠尾巴,提起 高于桌面10cm,用手轻推大鼠肩部,直到前肢滑动 几厘米,这一动作在不同方向重复数次。正常大鼠, 2个前爪伸向桌面,会在不同方向以同样的力抵抗 推力,脑损伤大鼠其偏瘫侧前肢屈曲。0分:无神经 功能缺损;1分:前肢屈曲,即提尾实验阳性;2分:侧 推抵抗力下降,即侧向推力实验阳性,伴前肢屈曲, 无转圈行为;3分:同2分行为,伴自发性旋转,自由 活动时向偏瘫侧划圈。 1.3.3.2 Ashworth分级评定肌张力:各组大鼠在术 后第3天(治疗前),第9天(治疗后)分别进行Ash— worth分级测定治疗前后肌张力变化,Ashworth分 级标准见模型成功判断。 1.3.3.3 Feeney平衡木评分标准评定运动功能 : 由不知分组情况的实验人员分别于术后第1天、第3 天(治疗前)及第9天(治疗后)对大鼠进行评分。将 长80cm宽2.5cm的平衡木平放在距离地面高10cm 处,让大鼠在上面行走,评定其运动功能。0分:大 鼠能跳上平衡木,在上面行走不会跌倒;1分:大鼠 能跳上平衡木,在上面行走跌倒机会小于50%;2 分:大鼠能跳上平衡木,在上面行走跌倒机会大于 50%;3分:大鼠在健侧后肢帮助下能跳上平衡木,但 偏瘫侧后肢不能帮助向前移动;4分:大鼠在平衡木 上不能行走,但可坐在上面;5分:将大鼠放在平衡 木上会掉下来。得分越高,说明大鼠运动功能越差。 1.3.3.4免疫组化染色sP法、平均光密度测定GA. BA—T蛋白表达:治疗结束后,麻醉剪断股动脉处死, 取一部分脑干、颈膨大和腰膨大组织,4%多聚甲醛 固定,常规修剪、脱水、石蜡包埋、切片,染色。石蜡 切片微波修复抗原染色程序前APES防脱处理,捞 片后置烤箱60℃60min以使切片紧密黏附;切片常 规脱蜡至水;用30%H O 1份加蒸馏水1O份混合,室 温10min以灭活内源性酶,蒸馏水洗3次,每次 5min;将切片浸入0.01M柠檬酸盐缓冲液,微波炉中 高火加热至沸腾后断电,间隔5min后,反复1次,冷 却后PBS洗涤2次;滴加正常山羊血清封闭液,室温 20min;滴加稀释的丫.氨基丁酸转氨酶抗体(GABA— T),兔多克隆抗体,4℃过夜,PBS洗3次;滴加生物 素化山羊抗兔IgG(H+L),37oC 30min,PBS洗3次; 滴加辣根过氧化酶标记链霉素卵蛋白试剂30min, PBS洗4次;DAB显色,蒸馏水洗涤;苏木素轻度复 染,脱水,中性树胶封片。用麦克奥迪实业集团有限 公司产BA200Digital数码三目摄像显微摄像系统进 行图像采集,每张切片先于100倍下观察全部组织, 再根据组织大小及表达情况分别选取1—3个区域 400倍采集图像;颜色为浅黄色或棕黄色的为阳性, 主要表达在细胞浆、细胞膜和间质等。 1.3.3.5 实时定量PCR(RT-PCR)测定SSADH基因 表达:治疗结束后,取一部分脑干、颈膨大和腰膨大 组织,放人液氮中低温保存用于RT_PcR测定,步骤 如下:①组织总RNA的提取:按Trizol试剂说明书 要求提取总RNA。@mqA逆转录合成cDNA:按逆 转录试剂盒说明书要求操作,总反应体系20gl,包括 5×Primescript Buffer 2:4g1.Primescript RT En- zyme Mix I:lgl,RT Primer Mix:lgl,RNA:10 ̄tl, RNase Free dH20:4pl。③SSADH引物及碱基序列 中圈腐重区学碧毒 2o18 ̄,第33卷,第1期 (表1)。 ̄PCR反应体系:SYBR Primix Ex Taq II (2×):10 l,PCR Forward Primer(0.4 M):0.8gl, PCR Reverse Primer(0.4gM):0.8gl,cDNA:2.0gl, 扩增倍数=2 见表l。 表示基因表达值。引物及碱基序列 1.4统计学分析 ddH:0:6.4gl。⑤PCR反应程序:95℃预变性30s, 95℃变性5s,55 ̄(2退火30s,72oC充分延伸,采集荧光 30s完成4O个循环。⑥产物分析:使用Sequence Detection软件1.2.3(Applied Biosy Stems)分析 PCR过程各检测样本的CT(threshold cycle)值。用 实验数据应用SPSS20进行统计分析,计量资料 采用均数4-标准差表示;组间资料比较采用单因素 方差分析;等级资料采用非参检验。P<0.05表示差 异具有显著性意义。 2结果 模型组和治疗组相比,差异无显著性意义(P> 2.1 Bederson ̄O经功能评分结果 空白组和假手术组无神经功能缺损症状。术后 第1天,与空白组、假手术组比较,模型组和电针组 评分均显著升高,差异具有显著差异(P<0.01),提 示造模成功;模型组和电针组相比,无明显差异 (P>0.05)。术后第3天(治疗前),模型组和电针组 评分均有降低的趋势,但其差异无显著性意义(P> 0.05)。术后第9天(治疗后),与模型组比较,电针组 评分降低(P<0.05),差异具有显著性意义,提示电 针有促进偏瘫肢体痉挛大鼠神经功能恢复的作用。 见表2。 0.05)。术后第3天,模型组与电针组大鼠平衡木行 走评分均有降低趋势,但差异无显著性意义(P> 0.05)。术后第9天,与模型组比较,电针组平衡木行 走评分均显著降低,差异具有显著性意义(P< 0.05),提示电针治疗可以提高大鼠运动功能作用。 见表4。 2.4大鼠脑干、颈膨大、腰膨大组织中GABA T蛋 白免疫组化染色SP法检测结果 与空白组和假手术组比较,模型组大鼠脑干、颈 膨大、腰膨大GABA.T含量升高,具有显著性意义 (P<0.05);与模型组比较,电针组大鼠脑干含量有 下降趋势,颈膨大、腰膨大含量降低,具有显著性意 义(P<0.05),提示:电针具有下调大鼠颈膨大、腰膨 大GABA.T含量的作用。见表5,图1。 检测结果 2.2 Ashworth分级评定肌张力结果 造模后第3天(治疗前),模型组与空白组、假手 术组比较,)c2=16.248,P=0.000<0.O1,有显著性意 P=0.398>O.05,没有显著性意义。造模后第9天(治 5大鼠脑干、颈膨大、腰膨大组织中SSADH基因 义,提示造模成功;模型组与电针组比较f=1.843, 2.疗后),模型组与空白组、手术组比较,)c2=16.368,p=- 0.000<O.01,有显著性意义;采用Mann—whitney U 两两比较,模型组与电针组相比,双侧近似P= O.025,有显著性意义,提示经电针治疗后肌张力降 低。见表3。 空白组与假手术组相比,SSADHmRNA表达没 有显著性意义(P>0.05);模型组和空白组、假手术 组相比,表达明显增高,具有显著性意义(P<0.01); 电针组与模型组比较,表达明显下降(P<O.01)。以 上结果提示:电针治疗有下调脑卒中后肢体痉挛大 鼠脑干、颈膨大、腰膨大组织中SSADHmRNA表达 的作用。见表6。 3讨论 2.3 Feeney平衡木评分标准评定运动功能结果 不管是治疗前还是治疗后空白组和假手术组大 鼠平衡木行走评分为0分。术后第1天,与空白组、 假手术组比较,模型组和电针组大鼠平衡木行走评 分均显著升高,差异具有显著性意义(P<0.01),但 3.1脑卒中肢体痉挛模型的制备及评定 WWW.rehabi.corn.ca 25 中{回腐要匿学骠未 2018 ̄-,第33卷,第1期 表6各组大鼠脑干、颈膨大、腰膨大组织中 SSADH基因表达值比较 ( ±s) 射。GABA能中间神经元与I a传人纤维末梢存在 轴突一轴突的连接,I a传人纤维细胞膜的超极化 可使其兴奋性降低,从而减少了从I a传人纤维向 运动神经元的递质释放,从而使cc运动神经元兴奋 性下降,使肌张力降低口 。中枢神经系统损伤后出 现肢体痉挛状态的患者有脑脊液中GABA水平下 注:①与空白组比较P<O.O1;②与空白组比较P<0.05;③与假手术 降口”。GABA分解代谢首先由GABA—T将氨基转移 组比较P<O.01;④与模型组比较P<0.01;⑤与模型组比较P< 0.05。 目前关于脑卒中肢体痉挛模型的制备方法普遍 采用MACO模型,也有电毁损内囊制作痉挛模型的 报道[121。MACO模型稳定性较好,可以控制缺血时 间和实现再灌注,被认为是局灶性脑缺血的标准模 型 。本实验采取右侧MACO制作模型,以往文献 报道多采用剪刀剪开血管以便线栓插人,在预实验 中发现用剪刀剪其血管切口较大,术中出血较多,在 模型制备时我们采用lml的注射器针头在距颈总动 脉分叉膨大5mm处做一针口,损伤和出血明显减 少,存活率提高,模型制备成功率为72%。脑卒中大 鼠肢体痉挛评定方法主要有主观评定方法和客观评 定方法。主观评定方法如改良Ashworth 、观察脑 损伤对侧屈曲的四肢等方法报道n 。客观评定方法 如电生理描记肌张力法 及测定H反射{161评定痉挛 的程度。主观评定方法操作简单,缺点是受检查者 经验等诸多因素的限制,欠缺客观性和精准性的评 判标 。有文献报道H反射、H/M比值是评估下 运动神经元兴奋性升高较为客观的指标 ,我们在 之前研究中运用H反射评定MACO模型是否存在 肢体痉挛时发现瘫痪侧H波潜伏期明显缩短 ,波 幅亢进,提示模型大鼠脊髓运动神经元的兴奋性明 显增高。 3.2电针对脑卒中肢体痉挛大鼠GAGA—T、SSADH 的影响 目前阐述比较清楚的脑卒中后肢体痉挛形成的 主要途径是突触前抑制作用的下降Ⅲ。GABA是重 要突触前抑制的媒介物,是众多抗痉挛药物的作用 靶点,作为中枢神经系统中最主要的抑制性神经递 质,介导大部分快速抑制性突触传递。如临床常用 抗痉挛药物巴氯芬是一种GABA类似物 。它在突 触前终端与GABAI3受体结合从而抑制肌肉牵张反 给0【一酮戊二酸,生成谷氨酸,同时产生相对不太稳定 的中间产物琥珀酸半醛,随后SSADH将琥珀酸半 醛转化成琥珀酸 。GABA—T和SSADH是GABA 分解代谢的最关键的两种酶【 ,GABA含量的变化 受GABA—T和SSADH调控。常染色体隐性疾病 GABA—T和SSADH缺乏症患者典型的临床表现为 张力减退皿 ,表明肌张力与GABA.T和SSADH密切 相关。 “痉挛”属于中医“筋病”、“痉证”的范畴。《难经· 二十九难》从病理角度阐释“痉挛”的发病:“阴跷为 病,阳缓而阴急;阳跷为病,阴缓而阳急”。跷脉通于 脑,中风后由于脑受损伤,致阴阳跷脉脉气不利,功 能失常,阴阳脉气不能相交,阴阳失衡,肢体内外侧 筋肉的阴阳脉气失衡,导致拮抗肌弛缓无力,原动肌 拘急痉挛,而致运动功能减退或丧失。阴阳跷脉理 论为针刺治疗脑卒中后肢体痉挛性功能障碍提供了 有力的论据,申脉通于阳跷脉、照海通于阴跷脉,为 八脉交会穴,主治跷脉病症。临床采用跷脉理论口 , 针刺照海、申脉穴治疗痉挛,泻实补虚,调整肢体阴 急阳缓或阴缓阳急的病理状态取得了较好疗效。研 究发现u ,脑卒中后痉挛期患者脑脊液中Glu水平 较高,而GABA水平较低,针刺可以降低脑脊液中 Glu水平 ,升高GABA水平 ”,缓解患者肢体肌张 力过高的症状。 本研究以GABA降解途径为靶点,探讨电针阴 阳跷脉腧穴申脉、照海改善偏瘫肢体痉挛的分子机 制。结果显示,模型组肌张力增高,GABA T和 SSADH表达升高,类似于中医理论中“阳”的特性。 电针组较模型组肌张力下降,GABA—T和SSADH表 达降低,类似于中医理论中“阴”的特性。前期研究 从GABA受体及转运机制证实针刺申脉、照海可以通 过调高神经组织中GABAI3受体mRNA表达 ,下调 脑干、脊髓颈膨大、腰膨大 氨基丁酸转运蛋白.1口 , Chinese Journal ofRehabilitation Medicie,Jan.n2018,Vo1.33 No.1 从而缓解脑卒中后肢体痉挛的症状。结合前期研 究,本研究结果提示电针阴阳跷脉腧穴改善脑卒中 大鼠肢体痉挛可能通过抑制中枢神经系统的GA— BA—T和SSADH,导致突触间隙的GABA降解速度 减慢,突触间隙中GABA浓度增加口 ,从而提高GA— BA系统突触前抑制作用口 ,降低a运动神经元兴奋 性,减低肌张力,这可能是电针跷脉腧穴调和阴阳、 缓解脑卒中肢体痉挛的机制之一。本研究及我们之 前的研究仅以抑制性的神经递质GABA的调控为靶 点,针刺缓解肢体痉挛的机制是否与兴奋性神经递 质有关及其调控机制有待进一步研究证实。 参考文献 【1】 Mukherjee A,Chakravarty A.Spasticity mechanisms—for the clinician[J].Frontiers in Neurology,2010,1(49):1—10. 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