يقلل الوخز الإبري الكهربائي من فشل القلب المزمن وإعادة تشكيل القلب المرضي من خلال استعادة النشاط العصبي داخل نواة المسار المنفرد. ويرتبط هذا التعديل العصبي المركزي العلاجي بزيادة تنظيم عامل النسخ YY1، وهو الهدف البيولوجي المرشح.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة بحثية
* These authors contributed equally
يقلل الوخز الإبري الكهربائي من فشل القلب المزمن وإعادة تشكيل القلب المرضي من خلال استعادة النشاط العصبي داخل نواة المسار المنفرد. ويرتبط هذا التعديل العصبي المركزي العلاجي بزيادة تنظيم عامل النسخ YY1، وهو الهدف البيولوجي المرشح.
يُعد فشل القلب المزمن (CHF) أحد الأسباب العالمية الرئيسية للوفيات الناجمة عن أمراض القلب والأوعية الدموية، ويقوده خلل في التنظيم الذاتي وفرط في نشاط الجهاز السمبثاوي. وبينما يُحدث الوخز الإبري الكهربائي (EA) تأثيرات واقية للقلب عبر التعديل العصبي المركزي، إلا أن أهدافه الجزيئية المحددة داخل النواة المفردة (NTS)، وهي مركز تكامل ذاتي رئيسي، لا تزال غير واضحة. وللبحث في ذلك، تم إنشاء نموذج جرذ لفشل القلب المزمن عبر ربط الشريان التاجي الأمامي النازل الأيسر. تلقت الجرذان الوخز الإبري الكهربائي عند نقاط الوخز HT7 ثنائية الجانب لمدة سبعة أيام متتالية. وتم تقييم وظيفة القلب وإصابة عضلة القلب باستخدام تخطيط صدى القلب، ومقايسات الامتصاص المناعي المرتبط بالإنزيم، والتلوين النسيجي. كما تم تقييم النشاط العصبي للنواة المفردة عبر الفلورة المناعية لبروتين c-Fos والفيزيولوجيا الكهربائية في الجسم الحي. واستُكشفت الآليات الجزيئية باستخدام البروتيوميات الكمية والمعلوماتية الحيوية، مع التحقق من الأهداف الأساسية عبر تفاعل البوليميراز المتسلسل الكمي وبصمة ويسترن. وقد أدى الوخز الإبري الكهربائي إلى تحسين الكسر القذفي للبطين الأيسر، وتخفيف تليف عضلة القلب، وتقليل مؤشرات فشل القلب في المصل. وبالمجمل، استعاد الوخز الإبري الكهربائي معدلات إطلاق الخلايا العصبية التلقائية، وطاقة الجهد الميداني المحلي، وتعبير c-Fos داخل النواة المفردة. وحدد التوصيف البروتيومي 85 بروتيناً أساسياً متباين التعبير تم تعديلها بواسطة الوخز الإبري الكهربائي. وكشف التصنيف الوظيفي لـ 58 بروتيناً منخفض التعبير و27 بروتيناً مرتفع التعبير عن مشاركتها على التوالي في تنظيم المصفوفة خارج الخلوية وإعادة تشكيل الكروماتين المعتمدة على ATP. وحدد نهج الفرز التدريجي، الذي يدمج رسم الخرائط الشبكية الطوبولوجية، وإثراء المسارات، وتوصيف التعبير النسيجي، عامل النسخ YY1 كهدف مرشح عالي الاستجابة. وأكد التحقق في الجسم الحي أن الوخز الإبري الكهربائي رفع من تعبير YY1. وبشكل عام، خفف الوخز الإبري الكهربائي من إعادة التشكيل المرضي للقلب واستعاد النشاط العصبي للنواة المفردة. وتم تحديد YY1 كهدف مرشح مرتبط بهذا التعديل العصبي المركزي، مما يوفر رؤية جزيئية للآليات الكامنة وراء تأثيرات الوخز الإبري الكهربائي في حالات فشل القلب المزمن.
يُعرف فشل القلب المزمن (CHF) على نطاق واسع بأنه المرحلة النهائية لمختلف الأمراض القلبية الوعائية، ولا يزال سبباً رئيسياً للوفيات القلبية الوعائية في جميع أنحاء العالم، مما يشكل عبئاً هائلاً على أنظمة الرعاية الصحية العالمية1. وينتج التطور الفسيولوجي المرضي لفشل القلب المزمن (CHF) بشكل أساسي عن خلل في تنظيم الجهاز العصائي الذاتي، والذي يتميز بتنشيط سمبثاوي مستمر وانسحاب باراسمبثاوي2. لذا، يُعتبر استعادة التوازن الذاتي استراتيجية علاجية حاسمة للتخفيف من إعادة تشكيل القلب المرضي وتحسين وظائف القلب العامة3.
يمثل الوخز الإبري الكهربائي (EA) تطوراً حديثاً للوخز الإبري التقليدي، وقد اكتسب اعترافاً واسعاً بفعاليته السريرية في علاج أمراض القلب والأوعية الدموية4. وقد سلطت الأبحاث المكثفة، بما في ذلك دراساتنا السابقة، الضوء على أن هذا العلاج يمارس تأثيرات وقائية كبيرة للقلب، وذلك بشكل أساسي من خلال تعديل الجهاز العصبي الذاتي المركزي. وتحديداً، أثبتنا أن الوخز الإبري الكهربائي عند نقطة Shenmen (HT7) يمكن أن يثبط بشكل فعال التدفق السمبثاوي المفرط ويستعيد التوازن السمبثاوي المبهمي عبر آليات عصبية مركزية مستهدفة، مما يؤدي بالتالي إلى تخفيف التطور المرضي لفشل القلب الاحتقاني (CHF)5,6,7,8.
تعد النواة السبيلية الوحيدة (NTS)، الواقعة في النخاع المستطيل، مركز تكامل حيوي للحفاظ على التوازن اللاإرادي المركزي. فهي تعمل كمحطة ترحيل أساسية للمنعكسات القلبية الوعائية والمدخلات الحسية الطرفية، مما ينظم التوازن الديناميكي بين النغمة السمبثاوية والومبثاوية9. وبالرغم من أهميتها التشريحية والوظيفية، فإن التغيرات الجزيئية المحددة داخل هذا المركز الحيوي في جذع الدماغ أثناء العلاج بالوخز الكهربائي (EA) لفشل القلب الاحتقاني (CHF) لا تزال غير معروفة إلى حد كبير. ويوفر التحليل البروتومي المتقدم عالي الإنتاجية مقترناً بتحليل المعلوماتية الحيوية أداة قوية لرسم خرائط غير منحازة لشبكات البروتين المعقدة وشلالات التأشير المشاركة في هذه العملية العصبية الحيوية المركزية10.
لذلك، هدفت هذه الدراسة إلى استقصاء تأثيرات التحفيز الكهربائي للإبر (EA) عند نقطة الوخز HT7 على الوظيفة القلبية والنشاط العصبي للنواة المنعزلة (NTS) في حالات فشل القلب الاحتقاني (CHF)، وتوصيف التغيرات الجزيئية داخل النواة المنعزلة المرتبطة بالعلاج بالتحفيز الكهربائي للإبر. ومن خلال دمج الفسيولوجيا الكهربائية الحيوية مع البروتيوميات الكمية والتحليل المعلوماتي الحيوي والتحقق الجزيئي، سعت هذه الدراسة إلى تحديد الأهداف الجزيئية المرشحة المرتبطة بالتعديل العصبي المركزي بوساطة التحفيز الكهربائي للإبر في حالات فشل القلب الاحتقاني.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تم إجراء جميع الطرق التي تضمنت حيوانات فقارية وفقاً لامتثال لجنة رعاية واستخدام الحيوان في جامعة آنهوي للطب الصيني، بموجب رقم الموافقة AHUCM-rats-2024145. الكواشف والمعدات المستخدمة مدرجة في جدول المواد.
تحضير الحيوانات وتوزيعها على المجموعات
استُخدمت في جميع التجارب ذكور جرذان Sprague-Dawley من درجة نظيفة، تبلغ أعمارها 8 أسابيع وتتراوح أوزانها بين 200 و250 g. وُضعت الحيوانات في بيئة خاضعة للرقابة تم الحفاظ فيها على درجة حرارة 24 ± 2 °C ورطوبة نسبية تتراوح بين 50%–60%، تحت دورة إضاءة وإظلام قياسية مدتها 12 h. ووُفرت لجميع الجرذان أغذية ومياه للشرب حسب الطلب، كما خضعت لفترة تأقلم مدتها أسبوع واحد قبل بدء أي إجراءات تجريبية.
بالنسبة للتجربة الأولى، التي قيمت النشاط العصبي الوظيفي والمركزي، تم تقسيم 24 من الجرذان عشوائياً إلى أربع مجموعات تضم كل منها ستة حيوانات: مجموعة Sham، ومجموعة CHF، ومجموعة EA، ومجموعة Sham EA (الشكل 1A). وبالنسبة للتجربة الثانية، التي قيمت الأهداف الجزيئية والبروتوميات عالية الإنتاجية، تم توزيع 36 من الجرذان عشوائياً على ثلاث مجموعات تضم كل منها 12 جرذاً: Sham وCHF وEA. وقد تم تحديد أحجام العينات بناءً على طريقة معادلة الموارد (Resource Equation Method) للالتزام بأخلاقيات رفاهية الحيوان ومبدأ تقليل العدد مع ضمان الصلاحية الإحصائية (قيمة E = 20 للتجربة الأولى؛ وقيمة E = 33 للتجربة الثانية)11. وكانت استراتيجية حجم العينة هذه متوافقة مع البروتوكولات المستخدمة في دراسات سابقة حول EA لأمراض القلب والأوعية الدموية8,12. وأشارت تحليلات القوة البعدية (Post hoc power analyses) إلى أن القوة الإحصائية التي تتجاوز 0.90 تدعم كفاية هذا التوزيع. تم استبعاد مجموعة Sham EA من التجربة الثانية لأن التقييمات الوظيفية الأولية أشارت إلى نقص في الفعالية العلاجية.
إنشاء نموذج فشل القلب المزمن
صِيمت الجرذان لمدة 12 h قبل الجراحة مع إتاحة الوصول الحر إلى الماء. تم تحريض التخدير باستخدام 3% isoflurane والحفاظ عليه بنسبة 1.5%–2% isoflurane أثناء الإجراء. ونظراً لأن isoflurane مخدر متطاير، فقد تم استخدام نظام تخلص فعال، وأُجري الإجراء في منطقة جيدة التهوية لمنع التعرض المهني.
تم تسجيل تخطيطات كهربية القلب (ECG) القياسية للأطراف بشكل مستمر. أُجري بضع صدر أيسر للكشف عن القلب، وتم ربط الشريان التاجي الأيسر النازل (LAD) بشكل دائم على مسافة 2 إلى 3 mm أسفل الزائدة الأذينية اليسرى باستخدام غرزة جراحية غير قابلة للامتصاص قياس 7-013. تم تأكيد نجاح نقص التروية من خلال تحديد ارتفاع في قطعة ST بمقدار 0.2 mV على الأقل في تخطيط كهربية القلب (الشكل 1B). أُعطيت حقن داخل الصفاق من البنسلين (200,000 U/mL) وحقن تحت الجلد من الكاربروفين (5 mg/kg) يومياً لمدة ثلاثة أيام متتالية بعد الجراحة لمنع العدوى وتخفيف الألم.
بالنسبة لمجموعة التحكم الصورية، أُجري إجراء بضع صدر مماثل، تلاه إدخال إبرة سطحي في الموقع التشريحي المقابل دون ربط الشريان التاجي الأمامي النازل (LAD). كما قُدمت رعاية ومراقبة مماثلتان لما بعد الجراحة. أُجري تقييم تخطيط صدى القلب بعد 4 أسابيع من الجراحة. واعتُبر النموذج قد تأسس بنجاح عندما كان الكسر القذفي للبطين الأيسر (LVEF) ≤45%8 (الشكل 1C). استُبعدت بشكل منهجي الحيوانات التي فشلت في تلبية هذه المعايير، أو التي ظهرت لديها تشوهات في تخطيط كهربية القلب الأساسي قبل الجراحة، أو التي تعرضت لوفاة مبكرة. كما خضعت جرذان إضافية لبروتوكولات جراحية مماثلة لاستبدال الحيوانات المستبعدة فوراً والحفاظ على حجم عينة موحد.
تدخل الوخز الإبري الكهربائي
وفقاً لبروتوكولات التشريح المقارن المعتمدة14، تم تحديد نقاط الوخز HT7 الثنائية على مسار القلب-شاوين باليد عند الجانب الراحي لثنية المعصم المستعرضة بالقرب من الحدود الزندية، مباشرةً داخل المنخفض الكعبري لوتر العضلة ثانية الرسغ الزندية. تم تعقيم المنطقة الموضعية بشكل روتيني. ثم أُدخلت إبرتان معقمتان للاستخدام مرة واحدة (0.25 x 25 mm) بشكل عمودي في منطقة كل نقطة وخز HT7 وصولاً إلى عمق مستهدف يتراوح بين 2 to 3 mm، ووُضعت الإبرتان بمسافة فاصلة تبلغ حوالي 1 mm لضمان بقائهما بدقة ضمن منطقة نقطة الوخز ذاتها. ولأغراض التوثيق بالفيديو، تم التحقق بصرياً من عمق الإدخال عن طريق وضع علامة مسبقة على ساق الإبرة عند موضع 3 mm قبل الإدخال.
تم توصيل إبرة واحدة بالطرف الكاثودي لجهاز EA، وتم توصيل الإبرة المجاورة بالطرف الأنودي لإنشاء دائرة كهربائية موضعية (الشكل 1D). تم إرسال موجة كهربائية مستمرة بتردد ثابت قدره 2 Hz وشدة 1 mA، تمت معايرتها لإحداث تشنجات عضلية طفيفة وملحوظة في الأطراف المقابلة، لمدة 30 min يومياً على مدار سبعة أيام متتالية تحت التخدير بـ isoflurane.
طُبِّق بروتوكول وخز أدنى على مجموعة التدخل الوهمي لمراعاة الاستجابات الحسية الجسدية غير النوعية15,16. حيث أُدخلت إبر معقمة بشكل سطحي إلى عمق 0.5–1 mm في مواقع HT7 ذاتها دون توصيل أسلاك كهربائية أو تمرير تيار، وبمدة تخدير مطابقة بلغت 30 min. أما مجموعات الضبط المتمثلة في مجموعة Sham ومجموعة CHF عند خط الأساس، فقد خضعت لتعرض يومي متماثل للإيزوفلوران (1.5%–2% isoflurane لمدة 30 min يومياً على مدار سبعة أيام متتالية) دون وخز بالإبر أو تحفيز كهربائي. وقد عمل هذا الإجراء على توحيد خط الأساس التخديري عبر جميع المجموعات التجريبية، والسيطرة على أي آثار جانبية محتملة مثبطة للجهاز العصبي أو واقية للقلب قد تنتج عن التخدير المتكرر بالغازات الطيارة.
تقييم تخطيط صدى القلب والقتل الرحيم للحيوانات
بعد التدخل، خُدرت الجرذان باستخدام 3% من الإيزوفلوران للتحريض و1% للحفاظ على التخدير، وثُبتت في وضعية الاستلقاء الظهري على منصة الحيوانات. أُزيل شعر الصدر بعناية باستخدام عامل إزالة الشعر، ووُضع عامل اقتران صوتي بشكل موحد على الجلد المكشوف. تم تقييم وظائف القلب باستخدام نظام الموجات فوق الصوتية الرقمي المجهز بمحول صدى بتردد 18 MHz. سُجل تخطيط صدى القلب بنمط M-mode لقياس كسر القذف للبطين الأيسر LVEF والتقصير الجزئي للبطين الأيسر LVFS، وحُسب متوسط القيمة من 3 مكررات تقنية للتحليل النهائي.
تم سحب الدم من الأبهر البطني بينما ظلت الحيوانات تحت تأثير التخدير لمنع فقدان الدم والتجلط اللاحق وضمان جودة العينات اللازمة لإجراء مقايسة الممتز المناعي المرتبط بالإنزيم (ELISA). بعد ذلك، تم قتل الجرذان رحمانياً على الفور عن طريق الحث المستمر باستخدام 5% isoflurane حتى توقف ضربات القلب والتنفس.
وُزعت عينات الأنسجة لاحقاً وفقاً للتصميم التجريبي. وفي التجربة الأولى (Experiment I)، استُخدمت 3 جرذان لكل مجموعة لاستئصال القلب من أجل صبغة الهيماتوكسيلين والإيوزين (HE)/صبغة ماسون (Masson staining)، واستئصال الدماغ لإجراء الفلورة المناعية لبروتين c-Fos. بينما خُصصت الجرذان الثلاثة المتبقية لإجراء الفسيولوجيا الكهربائية في الجسم الحي (in vivo electrophysiology). وفي التجربة الثانية (Experiment II)، استُخلصت أنسجة النواة المنعزلة (NTS) ثنائية الجانب من ستة جرذان لكل مجموعة لإجراء التحليل البروتومي. أما أنسجة الجرذان الستة المتبقية فقد استُؤصلت للتحقق الجزيئي: حيث استُخدمت ثلاثة منها لتقنية لطخة ويسترن (Western blotting) وتفاعل البوليميراز المتسلسل الكمي (qPCR)، وثلاثة أخرى استُخدمت حصرياً لتقنية qPCR.
المقايسة المناعية المرتبطة بالإنزيم
تُرِكت عينات الدم التي جُمعت لتتجلط طبيعياً عند 4 °C لمدة 10–20 دقيقة. ثم عُزلت العينات بواسطة جهاز الطرد المركزي عند 1,000 x g لمدة 15 دقيقة عند 4 °C لفصل المصل، وجُمعت الرواسب الطافية. وفي حال لم يتم إجراء التحليل فوراً، خُزنت عينات المصل عند −80 °C حتى وقت الحاجة إليها. وقُدِّرت تركيزات N-terminal pro-brain natriuretic peptide (NT-proBNP) وcardiac troponin T (cTnT) في المصل باستخدام أطقم ELISA متخصصة وفقاً للإرشادات القياسية. ثم قِيست قيم الامتصاصية، وحُسبت مستويات المؤشرات الحيوية بناءً على منحنيات قياسية.
التلوين النسيجي والمناعي الفلوري
غُسلت أنسجة القلب التي تم جمعها في محلول كلوريد الصوديوم بتركيز 0.9% المبرد مسبقاً، ثم قُطعت على مسافة 5 mm فوق القمة، وطُمرت في البارافين. بعد ذلك، أُزيل البارافين من مقاطع الأنسجة وأُعيد ترطيبها. أُجري صبغ HE عن طريق تطبيق الهيماتوكسيلين لمدة 10 min، يليه الصبغ المضاد بالإيوسين لمدة 2.5 min. كما أُجري صبغ ماسون عن طريق تطبيق الهيماتوكسيلين لمدة 60 s وصبغة ماسون ثلاثية الألوان لمدة 30–60 s. ثم ميزت المقاطع في حمض الفوسفوريك بتركيز 6%–8% وصُبغت صبغاً مضاداً باللون الأخضر الفاتح لمدة 5 min. وتم قياس كسر حجم الكولاجين (CVF) لتقييم التليف العضلي القلبي.
ثُبِّتت أنسجة الدماغ التي تم جمعها في 4% paraformaldehyde، وجُففت في محلول سكروز متدرج التركيز، ثم قُطعت إلى شرائح بسمك 30 µm. ونظرًا لأن paraformaldehyde مادة سامة ويُشتبه في كونها مادة مسرطنة، فقد تم التعامل معها داخل خزانة استخلاص كيميائية مع ارتداء معدات الوقاية الشخصية المناسبة. عولجت الشرائح باستخدام محلول ساد (blocking buffer) يحتوي على 0.5% Triton X-100 و3% bovine serum albumin، ثم حُضنت طوال الليل عند 4 °C مع جسم مضاد أولي ضد c-Fos. بعد ذلك، غُسلت الشرائح بمحلول phosphate-buffered saline وحُضنت مع الأجسام المضادة الثانوية المقابلة لمدة 2 h في درجة حرارة الغرفة وفي الظلام. ثُبِّتت المقاطع باستخدام محلول إخماد الفلورة يحتوي على 4',6-diamidino-2-phenylindole (DAPI)، ثم صُوِّرت العصبونات الموجبة لـ c-Fos.
الفيزيولوجيا الكهربائية في الجسم الحي
تم تخدير الجرذان باستخدام الإيزوفلورين بنسبة 3% للحث و1% للحفاظ على التخدير، ثم تم تثبيتها في جهاز التوجيه المجسم للدماغ. حُلقت فروة الرأس وعُقمت، ثم أُجري شق في الخط الناصف للكشف عن منطقة البريغما (Bregma)، وأُزيلت الأم الجافية. حُفر ثقب في الجمجمة بدقة فوق منطقة NTS بناءً على الإحداثيات المجسمة التالية بالنسبة لنقطة البريغما (Bregma): الأمامي الخلفي (AP) ±12.6 mm، والإنسي الوحشي (ML) ±0.9–2.1 mm، والظهري البطني (DV) ±7.6–8.1 mm.
بعد الانتهاء من التسجيلات الفيزيولوجية الكهربائية، تم التحقق من التموضع المجسم الدقيق لطرف القطب الكهربائي. تم تطبيق تيار مستمر بقدر 1 mA لفترة وجيزة مدتها 10 s على قطب التسجيل لإحداث آفة تحليل كهربائي صغيرة. وفي مرحلة ما بعد التجربة، تم تقطيع جذع الدماغ، وتم التأكد نسيجياً من أن مسار الآفة يتوضع تشريحياً ضمن NTS.
تم زرع مصفوفة أقطاب كهربائية دقيقة ثمانية القنوات (2 × 4) وتقديمها ببطء نحو المنطقة المستهدفة من الدماغ بمعدل 5 µm/s باستخدام مناور دقيق بمحرك. وبمجرد استقرار النشاط العصبي، تم الحصول على التسجيلات بشكل مستمر لمدة 400 s. واستُخدم نظام استحواذ متعدد القنوات لالتقاط تفريغات النبضات العصبية (المفلترة عند 150–8,000 Hz، ومعدل أخذ عينات 40 kHz) وجهود المجال المحلي (LFP؛ المفلترة عند 0.7–400 Hz، ومعدل أخذ عينات 1 kHz).
استُخدم برنامج فرز النبضات (Spike-sorting) لاستبعاد إشارات التداخل ذات السعة العالية والشوائب التقليدية عبر الارتباط المتقاطع لشكل الموجة. ثم أُجري تحليل الإشارات العصبية اللاحق باستخدام برنامج تحليل عصبي. وقد صُنفت العصبونات على أنها نشطة فقط عندما أظهرت معدل إطلاق تلقائي متوسط >2 Hz وحافظت على نسبة إشارة إلى ضوضاء مستقرة >3:1. وقد تم اختيار عتبة 2 Hz بناءً على الخصائص الفسيولوجية الراسخة للعصبونات المرتبطة بالجهاز الذاتي في النواة المنفردة (NTS)؛ حيث عملت هذه العتبة بفعالية على استبعاد الخلايا الصامتة في الغالب والاندفاعات الإيقاعية التنفسية منخفضة التردد، مما ضمن تركيز التحليل على العصبونات النشطة توترياً التي تتوسط التنظيم القلبي الوعائي الأساسي17,18,19,20. وبناءً على هذه المعايير، تم إنشاء مخططات Raster لتفريغ النبضات ومتوسط تردد الإطلاق العصبوني. كما تم إنشاء المخططات الطيفية للطاقة لجهد المجال المحلي (LFP) ثنائي الأبعاد وتضاريس كثافة القدرة الطيفية (PSD) ثلاثية الأبعاد لتقييم خصائص طاقة التذبذب العصبي.
بعد التسجيل، تم خياطة الشق الجراحي، ومراقبة الجرذان حتى تعافين تماماً من التخدير. تم إعطاء البنسلين عن طريق الحقن داخل الصفاق، كما تم إعطاء كاربروفين (5 mg/kg, s.c.) يومياً لمدة ثلاثة أيام متتالية.
تحليل البروتوميات الكمي باستخدام الاستحواذ المستقل عن البيانات
تم استخلاص البروتين الكلي باستخدام محلول تحليل خلوي (lysis buffer) وتقدير كميته بطريقة حمض البيسينكونينيك. ثم أُخضعت البروتينات للمسخ، ثم للمعالجة بالألكلة الاختزالية، وهُضمَت باستخدام تريبسين عند درجة حرارة 37 °C لمدة 2 h. بعد ذلك، تم إزالة الأملاح من الببتيدات الناتجة باستخدام عمود C18، ورُكزت عند درجة حرارة 45 °C، ثم أُعيد تعليقها لتحليلها لاحقاً بواسطة مطياف الكتلة.
تم تحميل الببتيدات على عمود حبس (5 µm C18, 300 µm x 5 mm) تمت موازنته باستخدام 96% من المحلول المنظم A (0.1% حمض الفورميك في الماء). وفُصلت الببتيدات عبر عمود تحليل كروماتوغرافي سائل عالي الأداء فائق السرعة وعالي الإنتاجية باستخدام تدرج تم تحسينه بدقة من المحلول المنظم A والمحلول المنظم B (0.1% حمض الفورميك في 80% أسيتونيتريل).
أُجري قياس الطيف الكتلي في وضع اكتساب البيانات المستقل عن الأيونات (DIA) للأيونات الموجبة بجهد رش كهربائي قدره 1.9 kV. وتم الحصول على عمليات مسح كاملة لمطياف الكتلة عبر نطاق كتلي من 380 إلى 980 m/z وبدقة تحليل قدرها 240,000، مع قيمة مستهدفة للتحكم التلقائي في الكسب (AGC) تبلغ 500% وأقصى زمن حقن قدره 3 ms. كما تم الحصول على أطياف MS/MS بدقة تحليل قدرها 80,000 (القيمة المستهدفة لـ AGC: 500%؛ أقصى زمن حقن: 3 ms؛ سعة عدسة RF: 40%). وجرى تفتيت الأيونات السليفة باستخدام التفكك التصادمي عالي الطاقة مع نافذة عزل قدرها 2 Th وطاقة تصادم معيارية تبلغ 25% ضمن زمن دورة محدد قدره 0.6 s.
تَمَّت معالجة بيانات مطيافية الكتلة الخام باستخدام برنامج DIA-NN. وأُنشئت مكتبة طيفية باستخدام خوارزمية التعلم العميق الداخلية، وطُبِّقت وظيفة المطابقة بين التشغيلات (match-between-runs) للقياس الكمي مقابل قاعدة بيانات البروتوم المرجعية لـ Rattus norvegicus، مع هضم بالتربسين وما يصل إلى 2 من عمليات الانقسام المفقودة. ثم صُفِّيت مصفوفة البروتين الكمية النهائية باستخدام عتبة صارمة لمعدل الاكتشاف الخاطئ بنسبة 1% على مستويي الأيون السلف والبروتين.
التحليل المعلوماتي الحيوي واستخراج الجينات المحورية
أُجريت تحليلات المعلوماتية الحيوية والتصورات البيانية للبيانات بشكل أساسي باستخدام بيئة البرمجة R إلى جانب برامج متخصصة في تصور الشبكات. ولضمان الشفافية المنهجية وقابلية التكرار، تم توفير جميع نصوص R البرمجية المخصصة المستخدمة طوال هذه العمليات التحليلية في الملف التكميلي 1 (Supplementary File 1). أُجريت عمليات ضبط جودة البيانات الأولية وتقييمات التوزيع العام باستخدام حزمة ropls. كما تم تجميع الإحصائيات العامة لتحديد وكمية البروتينات؛ وأُجري تحليل التمييز بالمربعات الصغرى الجزئية (PLS-DA) عبر المجموعات الثلاث؛ بينما أُجري تحليل التمييز بالمربعات الصغرى الجزئية المتعامد (OPLS-DA) للمقارنات الزوجية؛ وأُنشئت خرائط حرارية لارتباط العينات باستخدام حزمة pheatmap.
تَمّ فحص البروتينات الأساسية ذات التعبير التفاضلي باستخدام عتبات تشمل قيمة p-value <0.05، وتغير طي fold change >1.2، ودرجة أهمية المتغير في الإسقاط variable importance in projection score >1.0. كما تَمّ إنشاء مخططات بركان مزدوجة (Double volcano plots) باستخدام حزمة ggplot2، وتحديد التقاطعات باستخدام حزمة ggVennDiagram، ورسم خرائط حرارية للتجميع الهرمي باستخدام حزمة pheatmap لتصوير البروتينات المتقاطعة. وأُجريت تحليلات إثراء الوجود الجيني (GO) وموسوعة كيوتو للجينات والجينومات (KEGG) بشكل منفصل للبروتينات ذات التعبير المرتفع والمنخفض باستخدام حزمة enrichR بناءً على قاعدة بيانات Enrichr.
تم تعيين جميع البروتينات ذات التعبير المتباين في قاعدة بيانات STRING مع عتبة ثقة بلغت 0.4 لبناء شبكة التفاعل البروتيني-البروتيني. تم استيراد بيانات التفاعل إلى برنامج تصور الشبكات. واستُخدمت إضافة cytoHubba لحساب الدرجات الطوبولوجية، وتم استخراج أعلى 18 جيناً سجلت درجات مرتفعة بناءً على عمق لون العقدة. خضعت الجينات الـ 18 المرشحة لتكون محاور (hub candidates) لتحليل إثراء المسارات، واختيرت أبرز 10 بروتينات لتقييم مستويات تعبيرها عبر الأنسجة البشرية باستخدام قاعدة بيانات Genotype-Tissue Expression (GTEx). تم تحديد الجين المحوري الأكثر أهمية بناءً على مستويات التعبير في الدماغ البشري والدرجات الطوبولوجية للشبكة. كما استُخدم متصفح بيانات Cistrome للتنبؤ بعوامل النسخ والتحويرات الهستونية المصبّ (downstream) المرتبطة بهذا الجين المحوري المحدد.
لطخة وسترن وتفاعل البوليميراز المتسلسل الكمي
تم استخلاص البروتين الكلي من أنسجة NTS باستخدام خليط تحليل يحتوي على منظم تحليل فينيل ميثان سلفونيل فلوريد، وPMSF، ومثبطات الفوسفاتاز. وجرى تجانس العينات باستخدام جهاز تفتيت الخلايا بالموجات فوق الصوتية، ثم طردها مركزياً عند 13,800 x g لمدة 20 دقيقة عند 4 °C لجمع السوائل الطافية. كما تم تحديد تركيزات البروتين باستخدام طقم مقايسة حمض البيسينكونينينيك للبروتين. وفُصِل ما مجموعه 20 µg من البروتين من كل عينة عن طريق الرحلان الكهربائي لهلام بولي أكريلاميدهيدرات صوديوم دوديسيل كبريتات بنسبة 10%، ثم نُقِلت البروتينات لاحقاً إلى أغشية بولي فينيليدين فلوريد.
تم حجب الأغشية باستخدام حليب خالي الدسم بتركيز 5% في محلول Tris-buffered saline Tween (TBST) لمدة 1 h في درجة حرارة الغرفة، ثم حُضنت طوال الليل عند 4 °C مع أجسام مضادة أولية متخصصة تستهدف Yin Yang 1 (YY1) و β-actin كبروتين مرجعي (housekeeping protein). غُسلت الأغشية باستخدام TBST لمدة 5 min ثلاث مرات، ثم حُضنت مع جسم مضاد ثانوي مقترن ببيروكسيديز الفجل الحار لمدة 1.5 h في درجة حرارة الغرفة. وتم تصوير النطاقات المستهدفة باستخدام طقم تحسين التألق الكيميائي، والتقاط الصور بواسطة نظام تصوير، ثم تم قياسها كمياً بالنسبة لـ β-actin.
تم استخلاص RNA الكلي من أنسجة NTS باستخدام كاشف لاستخلاص RNA. وقِيس تركيز RNA ونقاوته باستخدام مقياس الطيف الضوئي، كما تم تخليق الشريط الأول من cDNA باستخدام مجموعة أدوات النسخ العكسي. أُجري تفاعل البوليميراز المتسلسل الكمي في الوقت الحقيقي (PCR) باستخدام مجموعة SYBR Green PCR على نظام PCR في الوقت الحقيقي. وكانت تسلسلات البادئات المحددة المستخدمة للتضخيم، إلى جانب أرقام وصول تسلسل المرجع الخاصة بها في NCBI، كما يلي: YY1 (NM_001002271.1)، البادئ الأمامي 5'-AGCGTTCGTTGAGAGCTCAA-3' والبادئ العكسي 5'-AGCCTTCGAATGTGCACTGA-3'؛ و DPF2 (NM_001014264.1)، البادئ الأمامي 5'-TGTGATGACTGTGACCGTGG-3' والبادئ العكسي 5'-TCCAAACACAGGTGGCAACT-3'؛ و DMAP1 (NM_001007705.1)، البادئ الأمامي 5'-GGTGTGACATTACGGAGCCA-3' والبادئ العكسي 5'-TCCAGCAGCATCTGTTCCAG-3'؛ و glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) (NM_017008.4)، البادئ الأمامي 5'-GGCACAGTCAAGGCTGAGAATG-3' والبادئ العكسي 5'-ATGGTGGTGAAGACGCCAGTA-3'. حُسبت مستويات التعبير النسبي لـ mRNA باستخدام طريقة 2-ΔΔCt وجرى تقييسها مقابل الجين المرجعي الداخلي GAPDH.
التحليل الإحصائي
تم تحليل جميع البيانات التجريبية باستخدام برنامج إحصائي وعُرضت في شكل المتوسط ± الانحراف المعياري (SD). كما تم تقييم التوزيع الطبيعي باستخدام اختبار Shapiro-Wilk، وتقييم تجانس التباين باستخدام اختبار Brown-Forsythe.
لإجراء المقارنات بين مجموعتين مستقلتين، استُخدم اختبار t للطلاب (Student's t-test) أو اختبار t للمجموعات المقترنة للبيانات التي استوفت معايير التوزيع الطبيعي. أما البيانات التي لم تستوفِ افتراضات التوزيع الطبيعي، فقد حُللت باستخدام اختبار مان-ويتني U (Mann-Whitney U test) أو اختبار ويلكوكسون للرتب الموقعة (Wilcoxon signed-rank test). وللمقارنات بين مجموعات متعددة، استُخدم تحليل التباين أحادي الاتجاه، متبوعاً باختبار هولم-سيداك (Holm-Sidak) للمقارنات البعدية، وذلك عند استيفاء افتراضات التوزيع الطبيعي والتجانس. واستُخدم اختبار كروكسال-واليس H (Kruskal-Wallis H test)، متبوعاً باختبار دان (Dunn) للمقارنات البعدية، عندما لم يتم استيفاء هذه الافتراضات.
تم تقييم الارتباطات باستخدام معامل ارتباط بيرسون الذي تم حسابه بواسطة حزمة Hmisc في برنامج R. وجرى تعديل قيم p المقابلة باستخدام طريقة بنجاميني-هوكبيرج لمعدل الاكتشاف الكاذب عبر حزمة stats للتحكم في ارتفاع معدل الخطأ من النوع الأول الناتج عن الاختبارات المتعددة. كما حُدد مستوى الدلالة الإحصائية العامة عند p <0.05.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الوخز الإبري الكهربائي يحسن وظيفة القلب ويخفف من إصابة عضلة القلب في جرذان تعاني من فشل القلب المزمن
لتقييم تأثيرات EA على CHF، تم إنشاء نموذج الجرذ عن طريق ربط الشريان التاجي LAD، متبوعاً بتدخلات EA محددة أو Sham EA. وقد أُجريت تقييمات منهجية، شملت تخطيط صدى القلب، والمقايسات الكيميائية الحيوية، والتلوين النسيجي (الشكل 2A). ومن الناحية الوظيفية، أظهرت مجموعة CHF توسعاً بطينياً وضعفاً في القدرة الانقباضية. وقد أدى علاج EA إلى تحسين الانخفاضات في L...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
بحثت الدراسة الحالية في الآليات المركزية للوخز الإبري الكهربائي (EA) عند نقطة HT7 في نموذج جرذان مصاب بفشل القلب الاحتقاني (CHF). وأشارت البيانات الفسيولوجية والنسيجية إلى أن الوخز الإبري الكهربائي أدى إلى تحسين الكسر القذفي للبطين الأيسر (LVEF) وتخفيف تليف عضلة القلب. وبالتوازي مع هذه التغيرات الطرفية، دعمت التسجيلات الفيزيولوجية الكهربائية الحية ورسم الخرائط العصبية أن الوخز الإبري الكهربائي استعاد معدلات إطلاق الخلايا العصبية داخل النواة المنفردة (NTS). ومن خلال البروتوميات القائمة على مطيافية الكتلة، تم رسم المخطط ال...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يقر جميع المؤلفين بعدم وجود أي تضارب في المصالح. كما يقر المؤلفون بعدم استخدام أي أدوات ذكاء اصطناعي في أي جزء من عملية إعداد المخطوطة.
نود أن نعرب عن خالص امتناننا لجميع الباحثين الذين ساهموا في هذه الدراسة، ونقر باحترام بالتضحيات التي قدمتها الحيوانات التجريبية. تم دعم هذا العمل من قبل البرنامج الوطني الرئيسي للبحث والتطوير في الصين (منحة رقم 2022YFC3500500 و2022YFC3500502) وبرنامج دعم المواهب على مستوى جامعة Xu Nenggui (منحة رقم DT2400000222). لم يكن للممولين أي دور في تصميم الدراسة، أو جمع البيانات وتحليلها، أو قرار النشر، أو إعداد المخطوطة.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| ذكور جرذان Sprague-Dawley بالغة | شركة Liaoning Changsheng Biotechnology Co., Ltd. | رقم SCXK (LIAO) 2025-0001 | RGD_70508 |
| إبر الوخز بالإبر | شركة سوزو تيانكسي لأجهزة الوخز بالإبر المحدودة (Suzhou Tianxie Acupuncture Instrument Co., Ltd.) | — | — |
| وسط تثبيت مانع للبهتان مع DAPI | شركة Aibixin Biotechnology المحدودة | abs9235-25مل | — |
| الأجسام المضادة الأولية المضادة لبروتين YY1 | Proteintech Group, Inc | 66281-1-Ig | AB_2881664 |
| جسم مضاد أولي مضاد لـ Beta Actin | 66009-1-Ig | AB_2687938 | |
| ألبومين المصل البقري (BSA) | شركة سيجما أوديللي التجارية المحدودة (Sigma Odellie Trading Co., Ltd.) | V900933 | — |
| طقم تحليل بروتين BCA | شركة شنغهاي بييونتيان للتكنولوجيا الحيوية المحدودة (Shanghai Biyuntian Biotechnology Co., Ltd.) | P0012S | — |
| الأجسام المضادة أحادية النسيلة rabbit mAb لـ c-Fos (9F6) | شركة ساي شين تونغ للكواشف البيولوجية المحدودة (Sai Xin Tong Biological Reagents Co., Ltd.) | 2250S | AB_2247211 |
| سيتوسكيب (Cytoscape) | اتحاد سايتوسكيب (The Cytoscape Consortium) | الإصدار 3.2.1 | SCR_003032 |
| مزيج سيد qPCR الشامل ChamQ Universal SYBR | شركة Vazyme Biotech Co., Ltd. | Q711-02 | — |
| جهاز الوخز بالإبر الكهربائي | شركة نانجينغ جيسينج للتكنولوجيا الطبية المحدودة | HANS-200A | — |
| ثماني القنوات (2 × ٤) مصفوفة الأقطاب الكهربائية الدقيقة | شركة كيووا سوزو للتكنولوجيا الطبية المحدودة (Kewa Suzhou Medical Technology Co., Ltd.) | - | — |
| طقم مقايسة الممتز المطبق المناعي المرتبط بالإنزيم (NT-proBNP) | شركة ووهان للتقانة الحيوية المناعية الإنزيمية المحدودة (Wuhan Enzyme Immuno-Biotechnology Co., Ltd.) | MM-0329R1 | — |
| طقم مقايسة الامتصاص المناعي المرتبط بالإنزيم (cTnT) | MM-0795R2 | — | |
| طقم التألق الكيميائي المعزز | Proteintech Group, Inc | PK10001 | — |
| جسم مضاد من الماعز ضد IgG الأرنب | شركة Aimee Technology Co., Ltd. | 111-545-003 | AB_2338046 |
| جسم مضاد ثانوي من الماعز مضاد لـ IgG الفأري مقترن بإنزيم HRP | شركة Beijing Cowin Biotech Co.,Ltd. | CW0102 | نظرًا لعدم توفر نص مصدر للترجمة، يرجى تزويدنا بالنص الذي ترغب في ترجمته من الإنجليزية إلى العربية وفقًا للمعايير العلمية والأكاديمية المحددة. |
| HiScript III RT SuperMix | Vazyme Biotech Co., Ltd. | R323-01 | — |
| برنامج ImageJ | المعاهد الوطنية للصحة | الإصدار 4.0 | SCR_003070 |
| نظام التصوير | Bio-Rad Laboratories, Inc | ChemiDoc MP | |
| جهاز تخدير الحيوانات الصغيرة متعدد القنوات | شركة RWD Life Science Co., Ltd | R510-22-10 | — |
| المجهر | شركة أوليمبوس للبصريات المحدودة (Olympus Optical Co., Ltd.) | DP72 | — |
| برنامج NeuroExplorer | شركة بكين بليكسون للتكنولوجيا المحدودة (Beijing Plexon Technology Co., Ltd.) | الإصدار 5.0 | SCR_001818 |
| برنامج Offline Sorter | شركة بكين بليكسون للتكنولوجيا المحدودة (Beijing Plexon Technology Co., Ltd.) | الإصدار 4.7.2 | SCR_000012 |
| Orbitrap Astral | Thermo Fisher Scientific | — | — |
| سلك توصيل الأطراف القياسي الثاني Powerlab النظام | شركة إيه دي إنسترومنتس إنترناشيونال للتجارة المحدودة (AD Instruments International Trading Co., Ltd.) | ML118 | — |
| عمود الحبس PepMap Neo | Thermo Fisher Scientific | — | — |
| مثبطات الفوسفاتاز | شركة شنغهاي بييونتيان للتكنولوجيا الحيوية المحدودة (Shanghai Biyuntian Biotechnology Co., Ltd.) | P1081 | — |
| برنامج R | — | الإصدار 4.5.2 | SCR_001905 |
| محلول RIPA لإحلال الخلايا | شركة Yeasen Biotechnology Co., Ltd. | 20115ES60 | — |
| RNAiso Plus | شركة TaKaRa Biotechnology Co., Ltd. | 9108 | — |
| نظام التصوير بالموجات فوق الصوتية الرقمي للحيوانات الصغيرة | شركة فيينو تكنولوجي المحدودة (Feiyino Technology Co., Ltd.) | مختبر VINNO6 | — |
| برمجيات إحصائية | برمجيات GraphPad | الإصدار 8.0 | SCR_002798 |
| الاستحواذ متعدد القنوات باستخدام OmniPlex النظام | شركة بكين بليكسون للتكنولوجيا المحدودة (Beijing Plexon Technology Co., Ltd.) | الإصدار 1.20.0 | — |
| Triton X-100 | شركة بكين سولاب للتكنولوجيا المحدودة (Beijing Solab Technology Co., Ltd.) | 22298142 | — |
| نظام الكروماتوغرافيا السائلة عالية الأداء فائقة الوضوح Vanquish Neo UHPLC | Thermo Fisher Scientific | — | — |
| µPAC عمود Neo عالي الإنتاجية | Thermo Fisher Scientific | — | — |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.