引用本文 金海峰,叶挺,刘杰民,吕宾,陈建德. 骶神经电刺激对大鼠肠道炎症的抑制作用及机制[J].西部医学,2019,34(08):3705-3710.
炎症性肠病(inflammatory bowel disease,IBD)是以肠道反复发作的急慢性炎症为特点,近来其发病率逐渐升高,成为全球性的健康管理问题[1]。新的安全有效的治疗手段一直是医患的需求,也是这一领域的研究热点。迷走神经刺激(vagal nerve stimulation,VNS)近来被报道可通过抑制促炎因子的释放和改善实验大鼠肠道黏膜的炎症而发挥潜在的治疗作用[2-3]。骶神经电刺激目前主要被用于治疗小便失禁和便秘等[4-6],对其是否能改善肠道的炎症和可能的作用机制笔者目前仍未见相关报道。
本次研究的目的就是探讨骶神经电刺激对由TNBS诱导的大鼠肠道炎症的抑制作用和可能的作用机制,以期为UC的治疗提供一种新的思路和选择。
材料
1.动物:清洁级4周龄雄性SD大鼠28只,浙江中医药大学实验动物中心提供,许可证号:SCXK(沪)2017-0005。体质量200g左右,每2只1笼在实验室进行适应性喂养1周。大鼠可以自由摄取食物(每天的进食量都进行电脑系统记录)和饮水。
2. 试剂及仪器:TNBS(Sigma-Aldrich,Saint-Louis,USA);肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor-alpha,TNF)-α、白介素(interleukin,IL)-1β和IL-6 ELISA试剂盒(SIGMA,Saint Louis,MO);髓过氧化物酶(myeloperoxidase,MPO)试剂盒(Catalog No.MAK 068,SIGMA,Saint Louis,MO)。进食量控制系统BioDAQ system[12],刺激电极线(A&E Medical, Farmingdale,NJ,USA),电脉冲发射器(Model DS8000,World Precision Instruments,Sarasota,FL,USA)。
研究方法
1. 手术操作:心电图记录电极、骶神经电极的置入。
2. 分组与UC模型的建立
3. 进食与体质量的记录
4. 肠道炎症疾病活动指数的记录
5. 血清炎性因子的检测
6. 大肠黏膜组织中MPO活性检测
7. 大肠黏膜炎性指数的评估
8. 大肠黏膜病理损伤的评估
9. 统计学方法:数据采用SPSS 17.0软件进行分析,数据以x-±s表示;Student’s t-test被用来分析两组之间数据的差异;采用ANOVA进行多因素分析;P<0.05为差异有统计学意义。
研究结果
1.骶神经电刺激:对TNBS灌肠大鼠每日进食量的影响与空白对照组比较,日进食量在骶神经假性刺激组中从造模后的第1~8天都明显减少(P<0.01),而与骶神经假性刺激组比较,骶神经电刺激能显著改善大鼠的进食量(图1),并在第7天开始就能使大鼠恢复到跟空白对照组一样的进食量,比假性刺激组提早了2d恢复。体质量的改变与进食量类似,见图2。
2. 骶神经电刺激TNBS:灌肠大鼠DAI的影响 TNBS灌肠可明显增高大鼠的DAI。与空白对照组比较,在骶神经假性刺激组的DAI显著升高(P<0.01),并在第6天达到峰值;在第7天后开始下降,但其水平仍高于同时间段的其它各组。与阴性对照组及骶神经假性刺激组比较,骶神经电刺激可显著降低实验大鼠的DAI,并在整个21d的实验周期中一直保持在较低水平(P<0.05);而阴性对照组和骶神经假性刺激组比较,差异无统计学意义。见图3。
3. 骶神经电刺激对TNBS灌肠大鼠血清炎性因子TNF-α、IL-1β、IL-6及肠道黏膜MPO的影响:见图4。与空白对照组比较,TNBS能显著增加促炎因子TNF-α、IL-1β、IL-6的释放(P<0.05),而骶神经电刺激第7、14、21天(实验结束)都能有效减少这些炎性因子的释放,与阴性对照组比较,差异有统计学意义(P<0.05)。阴性对照组MPO活性明显升高,与空白对照组比较,差异有统计学意义(P<0.05)。经过3周的骶神经电刺激,与阴性对照组比较,骶神经刺激组肠道黏膜的MPO活性明显降低(P<0.05)。
4. 骶神经电刺激对肠道大体标本损伤的保护作用:见图5。骶神经电刺激可较好地减轻TNBS灌肠所致大鼠肠道的损伤,包括减轻水肿、充血、糜烂和减少溃疡的发生。TNBS灌肠可明显诱发大鼠的肠道损伤,其CMDI与空白对照组比较明显升高(P<0.01),而在骶神经电刺激组的CMDI值则显著降低(P<0.01)。
5. 骶神经电刺激对TNBS灌肠大鼠肠道黏膜病理损伤的保护作用:见图6。骶神经电刺激能显著降低TNBS灌肠大鼠的肠道黏膜病理损伤。TNBS的灌肠诱导了严重的延及黏膜下层的肠道炎性反应,与空白对照组比较,阴性对照组的肠道黏膜结构遭到明显的破坏,其损伤分值明显升高(P<0.01)。经过3周的骶神经电刺激干预,肠道黏膜的损伤得到明显的缓解,包括肠道炎性因子的受抑制和溃疡的愈合;其肠道黏膜病理损伤评分与阴性对照组比较明显降低(P<0.01)。
讨论
本研究中,骶神经电刺激表现了能加快恢复TNBS灌肠大鼠的进食量和体质量,减轻疾病活动指数的积分和缓解大肠黏膜的损伤;其机制方面,骶神经电刺激能有效地减少实验大鼠血清促炎因子TNF-α、IL-1β、IL-6的释放和降低肠道黏膜MPO的活性,并且骶神经电刺激也可兴奋迷走神经的活性。
骶神经电刺激目前已在临床上用于其它慢性疾病的治疗,显示了较好的安全性和疗效,本研究揭示了骶神经电刺激治疗IBD,特别是溃疡性结肠炎的潜在作用和价值,具有较好的临床意义和价值。
参考文献
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