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目的基于中医“治病求本”思想和标本理论,本实验采用CAS造模方法制备伴有情绪障碍的腹泻型肠易激综合征(Diarrhea-predominant irritable bowel syndrome,IBS-D)大鼠模型,选用以“调理心神,固护肠腑”为治则的标本配穴针灸法对其进行干预,观察标本配穴针灸对IBS-D模型大鼠的肠道功能和心率变异性及心脏内分泌肽的调节作用;在此基础上,应用代谢组学技术分析标本配穴针灸对IBS-D模型大鼠血清、心脏、结肠的差异代谢物及代谢通路的影响,以期构建标本配穴针灸防治IBS-D血清、心脏、结肠的代谢模式,探讨标本配穴针灸防治肠易激综合征的生物学效应机制,为标本配穴针灸提高肠易激综合征的临床疗效提供实验依据。方法采用SPF级3月龄雄性SD大鼠60只,随机分为四个组:对照组(Control group,CT)、模型组(Model group,IBS)、标本配穴组(BB group,BB)、常规配穴组(CG group,CG)。模型组、标本配穴组、常规配穴组大鼠以急、慢性应激相结合CAS方法制备IBS-D模型。造模前后测定内脏疼痛阈值,若模型组大鼠内脏疼痛阈值高于对照组(P<0.05),提示造模成功。每日造模前,标本配穴组大鼠选取“内关”、“足三里”、“关元”予以针灸干预,常规配穴组大鼠选取“足三里”、“上巨虚”、“天枢”予以针灸干预。对照组和模型组不给予任何干预。并在造模第1天、第2天、第5天、第14天、第23天、第29天称重并计算体质量增长率。第28天进行糖水偏好实验测定,并开始收集粪便进行Bristol粪便性状评分;第29天进行旷场实验测试、腹泻指数相关试验、粪便含水量的测定、心率变异性的测定。第29天,2%戊巴比妥钠(0.2m L/100g)麻醉大鼠,腹主动脉取血,离心后,一部分放入-4℃冰箱用于Elisa检测ANP、BNP,另一部分液氮淬灭后放-80℃冰箱保存用于代谢组学检测;取出心脏、结肠段,用PBS清洗干净,滤纸小心的吸干水分,结肠组织一部分置于4%多聚甲醛溶液固定用于HE染色检测,一部分液氮猝灭后放入-80℃冰箱保存待用用于代谢组学检测;心脏组织全部液氮淬灭后放入-80℃冰箱保存用于Elisa检测ANP、BNP,和代谢组学检测。代谢组学检测是利用超高效液相色谱-质谱(UPLC-MS/MS)检测平台结合多元化分析方法,对代谢物及代谢通路进行差异筛选。结果1.标本配穴针灸对IBS-D模型大鼠的疗效评价(1)大鼠体重及体质量增长率比较:造模第1天,模型组与对照组大鼠比较体重有显著统计学差异(P<0.01),第2天、第5天、第14天、第23天、第29天称重体重无统计学差异(P>0.05);标本配穴组与模型组大鼠比较六次体重无统计学差异(P>0.05);常规配穴组与模型组大鼠第23天、第29天体重有统计学差异(P<0.05),标本配穴组与常规配穴组大鼠比较6次体重均无统计学差异(P>0.05)。模型组与对照组大鼠比较五次的体重增长率均有显著统计学差异(P<0.01),标本配穴组与模型组大鼠比较第14天、第29天测算的体重增长率有统计学差异(P<0.05);常规配穴组与模型组比较第29天测算的体重增长率有统计学差异(P<0.05);标本配穴组与常规配穴组大鼠比较5次体重均无统计学差异(P>0.05)。(2)大鼠内脏疼痛阈值比较:在造模前,对照组、模型组和标本配穴组大鼠进行内脏疼痛阈值测定,三组比较差异无统计学意义(P>0.05)。模型组大鼠与对照组比较内脏疼痛阈值,有显著统计学差异(P<0.01),提示造模成功。标本配穴组、常规配穴组大鼠与模型组比较内脏疼痛阈值,有显著统计学差异(P<0.01)。常规配穴组大鼠与标本配穴组大鼠比较内脏疼痛阈值,差异无统计学意义(P>0.05)。(3)大鼠行为学观察:(1)糖水偏好实验:模型组大鼠的糖水偏好率明显高于对照组,有显著统计学差异(P<0.01),标本配穴组、常规配穴组大鼠的糖水偏好率低于模型组,有显著统计学差异(P<0.01),且接近对照组大鼠的糖水偏好率。常规配穴组与标本配穴组大鼠比较糖水偏好率,差异无统计学意义(P>0.05)。(2)旷场实验:对照组大鼠的运动轨迹自由且总路程长,模型组大鼠的运动轨迹多在外围且总路程短;标本配穴组大鼠、常规配穴组大鼠较模型组运动轨迹范围更广且总路程增加。PCA分析四组数据的组内聚集情况良好,数据稳定,模型组与对照组大鼠比较组间差异明显,常规配穴组和标本配穴组与模型组大鼠比较组间差异明显。常规配穴组与模型组大鼠组间差异不明显。模型组大鼠与对照组比较总路程、活动持续时间、休息持续时间、中央区时间、中央区面积、穿越区域,差异有显著统计学意义(P<0.01)。标本配穴组、常规配穴组大鼠与模型组比较总路程、活动持续时间、休息持续时间、中央区时间、中央区面积、穿越区域,差异有显著统计学意义(P<0.01)。标本配穴组与模型组大鼠比较速度,差异有显著统计学意义(P<0.01)。常规配穴组大鼠与标本配穴组大鼠比较总路程、活动持续时间、休息持续时间、中央区时间、中央区面积、穿越区域,差异无统计学意义(P>0.05)。(4)大鼠的腹泻情况:模型组大鼠与对照组比较粪便含水量,有显著统计学差异(P<0.01);模型组大鼠与标本配穴组大鼠比较粪便含水量,有显著统计学差异(P<0.01);标本配穴组大鼠与常规配穴组比较粪便含水量,有显著统计学差异(P<0.01)。模型组大鼠Bristol粪便性状评分高于对照组,差异有显著统计学意义(P<0.01);标本配穴组大鼠Bristol粪便性状评分低于模型组,差异有显著统计学意义(P<0.01);常规配穴组与模型组大鼠比较,差异有统计学意义(P<0.05);常规配穴组与标本配穴组大鼠Bristol粪便性状评分,差异无统计学意义(P>0.05)。(5)大鼠结肠组织病理学观察:对照组大鼠的结肠组织未见明显病理改变;模型组大鼠结肠组织黏膜层不连续,腺体排列稍紊乱,黏膜下层和肌层有较多炎性细胞浸润;标本配穴组大鼠结肠黏膜上皮结构较完整,无炎性细胞浸润;常规对照组大鼠结肠黏膜上皮结构与标本配穴组组织病理学相似。(6)大鼠心率变异性测定:模型组大鼠与对照组大鼠比较HF值有统计学差异(P<0.05),标本配穴组大鼠与模型组大鼠比较SDNN、RMSSD、RR Mean、TP、VLF、LF、HF、LF/HF均有统计学差异(P<0.01,P<0.05),常规配穴组大鼠与模型组大鼠比较TP、VLF、HF值有统计学差异(P<0.05)。常规配穴组与标本配穴组大鼠比较SDNN、RMSSD、RR Mean、TP、VLF、LF、HF、LF/HF,差异无统计学意义(P>0.05)。(7)大鼠血清、心脏组织ANP、BNP含量变化:模型组大鼠血清中ANP、BNP含量高于对照组,有显著统计学差异(P<0.01);标本配穴组大鼠血清中ANP、BNP含量低于模型组,有显著统计学差异(P<0.01);常规配穴组大鼠与模型组大鼠比较血清中ANP、BNP含量,有显著统计学差异(P<0.01)。模型组大鼠心脏组织中ANP、BNP含量高于对照组,有统计学差异(P<0.05);常规配穴组大鼠心脏组织中ANP、BNP含量高于标本配穴组,有统计学差异(P<0.05)。2.标本配穴针灸对IBS-D模型大鼠的血清代谢组学影响(1)各组差异代谢物比较:与对照组比较,模型组大鼠的血清代谢物TXB2、(±)15-HETE、PGE2、PGJ2、12-Oxo ETE、12,13-Ep OME、FFA(16:1)、FFA(18:3)、FFA(14:0)、9,10-Di HOME含量均下降。与模型组比较,标本配穴组大鼠血清代谢物TXB2、(±)15-HETE、PGE2、PGJ2、12-Oxo ETE、12,13-Ep OME、FFA(16:1)含量上升。与模型组比较,常规配穴组大鼠血清代谢物FFA(16:1)、FFA(18:3)、FFA(14:0)、9,10-Di HOME、12,13-Ep OME含量下降。与标本配穴组比较,常规配穴组大鼠血清代谢物Kynurenic Acid、Uric acid、Thr-Leu含量下降。(2)各组差异代谢通路比较:模型组与对照组对比找出差异代谢通路有花生四烯酸代谢、亚油酸代谢、5-羟色胺代谢、阿米巴病、脂肪酸生物合成、不饱和脂肪酸的生物合成、TRP通道炎症介质调节代谢。标本配穴组与模型组对比差异代谢通路有花生四烯酸代谢、5-羟色胺代谢、TRP通道炎症介质调节代谢、亚油酸代谢、人乳头瘤病毒感染、催产素信号通路、人巨细胞病毒感染、利什曼病、类风湿性关节炎。常规配穴组与模型组对比差异代谢通路有亚油酸代谢、脂肪酸的生物合成。标本配穴组与常规配穴组对比无差异代谢通路,说明通过代谢物进行通路富集,标本配穴针灸和常规配穴针灸对血清的代谢通路影响无统计学差异,说明标本配穴针灸和常规配穴针灸对血清的代谢物及代谢通路影响差异不大。3.标本配穴针灸对IBS-D模型大鼠的心脏代谢组学影响(1)各组差异代谢物比较:与对照组比较,模型组大鼠的心脏代谢物Adenosine 5’-Diphosphate、TXB2、PGE2、PGJ2、2-Deoxyribose1-Phosphate、Deoxyguanosine diphosphate(d GDP)、5’-Adenylyl sulfate(APS)、2-Deoxyribose 1-Phosphate、Kinurenine含量上升,N-acetylornithine、Inosine diphosphate、Kynurenic Acid含量下降;与模型组比较,标本配穴组大鼠的心脏代谢物Adenosine 5’-Diphosphate、2-Deoxyribose 1-Phosphate、Deoxyguanosine diphosphate(d GDP)、5’-Adenylyl sulfate(APS)、Inosine diphosphate、2-Deoxyribose1-Phosphate、Kinurenine、Kynurenic Acid含量下降,N-acetylornithine含量上升;与模型组比较,常规配穴组大鼠心脏代谢物TXB2、PGE2、PGJ2、2-Deoxyribose 1-Phosphate含量下降,N-acetylornithine含量上升。与标本配穴组比较,常规配穴组大鼠心脏代谢物Adenosine5’-Diphosphate、Deoxyguanosine diphosphate(d GDP)、5’-Adenylyl sulfate(APS)、Kinurenine含量上升,TXB2、PGJ2、2-Deoxyribose1-Phosphate含量下降。(2)各组比较差异代谢通路:模型组与对照组对比差异代谢通路有类固醇激素生物合成、非洲锥虫病、淀粉与蔗糖的代谢、5-羟色胺代谢。标本配穴组与模型组对比差异代谢通路有嘌呤代谢、嗅觉传导、光传导、c GMP-PKG信号通路、非洲锥虫病、Fox O信号通路、吗啡成瘾。常规配穴组与模型组对比差异代谢通路有花生四烯酸代谢、胆汁分泌、5-羟色胺代谢、TRP通道的炎症介质调节、亚油酸代谢。标本配穴组与常规配穴组对比差异代谢通路有花生四烯酸代谢、非洲锥虫病、肾素分泌、TRP通道的炎症介质调节、Fox O信号通路、血小板活化。4.标本配穴针灸对IBS-D模型大鼠的结肠代谢组学影响(1)各组差异代谢物比较:与对照组比较,模型组大鼠结肠代谢物13-oxo ODE、9-oxo ODE含量上升,Cytidine、Deoxycytidine、Cytarabine、Anserine、2,4-Dihydroxypyridine含量下降。与模型组比较,标本配穴组大鼠结肠代谢物13-oxo ODE、9-oxo ODE含量下降,Cytidine、Deoxycytidine、Cytarabine、Anserine、2,4-Dihydroxypyridine含量上升;与模型组比较,常规配穴组大鼠结肠代谢物Cytidine、Deoxycytidine、Cytarabine、Anserine、2,4-Dihydroxypyridine含量上升。与标本配穴组比较,常规配穴组大鼠结肠代谢物Cytarabine、2,4-Dihydroxypyridine含量上升。(2)各组比较差异代谢通路:模型组与对照组对比差异代谢通路有类固醇激素生物合成、赖氨酸降解、醛固酮的合成和分泌。标本配穴组与模型组对比差异代谢通路有硫胺素代谢、卟啉与叶绿素代谢、亚油酸代谢。常规配穴组与模型组对比差异代谢通路有昆虫激素生物合成、甲状腺激素信号通路、自身免疫性甲状腺疾病。标本配穴组与常规配穴组对比差异代谢通路有昆虫激素生物合成。结论1.本实验IBS-D模型制备成功,标本配穴针灸干预能够较好地改善大鼠的胃肠道症状,同时也能调节心率变异性和心脏内分泌肽,调节交感神经和迷走神经,改善大鼠的焦虑、抑郁精神状态,达到调心神的目的,此疗效优于常规配穴针灸。2.标本配穴针灸能够上调IBS-D模型大鼠代谢物TXB2、(±)15-HETE、PGE2、PGJ2、12-Oxo ETE、12,13-Ep OME含量,参与花生四烯酸代谢、5-羟色胺代谢、TRP通道炎症介质调节代谢、亚油酸代谢,说明标本配穴针灸是通过调节这些代谢物从而改善胃肠道症状和调节心神,这些代谢产物可能是肠易激综合征诊治与预后的潜在的血清生物学标志物。3.标本配穴针灸能够改变IBS-D模型大鼠心脏中代谢物Adenosine5’-Diphosphate、2-Deoxyribose 1-Phosphate、Deoxyguanosine diphosphate(d GDP)、5’-Adenylyl sulfate(APS)、Kinurenine含量,参与非洲锥虫病、Fox O信号通路,说明标本配穴针灸能够通过调节这些代谢物及代谢通路缓解压力,减轻焦虑、抑郁的程度,维持血管稳态,提示这些代谢物可能是辨别肠易激综合征是否有情绪失调及精神障碍程度的潜在的心脏生物学标志物。4.标本配穴针灸能够上调IBS-D模型大鼠结肠组织中的代谢物Cytarabine、2,4-Dihydroxypyridine,并涉及硫胺素代谢、卟啉与叶绿素代谢、亚油酸代谢3条代谢通路,说明标本配穴针灸通过这些代谢物及代谢通路,减少氧化应激,降低炎症反应等作用,提示标本配穴针灸可能是通过这些代谢物及代谢通路发挥减少结肠炎症反应的作用。5.5-羟色胺代谢通路变化是IBS发生的重要因素,标本配穴针灸能够调节血清中5-羟色胺代谢,但不能调节心脏中5-羟色胺代谢,提示标本配穴针灸对不同组织样本的5-羟色胺代谢的影响不同。标本配穴针灸具体如何通过5-HT相关通路防治肠易激综合征,尚需进行下一步的研究验证。6.标本配穴针灸能够同时调节血清、心脏、肠道的亚油酸代谢,参与免疫应答、神经中枢的调节等,从而起到防治IBS的作用。提示血清、心脏、肠道之间的联系可能与亚油酸代谢相关。标本配穴针灸具体如何通过亚油酸代谢防治肠易激综合征可能会是下一步研究效应机制的一个方向。