本研究提出了一种对阿尔茨海默病样大鼠进行线嵌入针灸治疗的方案。
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本研究提出了一种对阿尔茨海默病样大鼠进行线嵌入针灸治疗的方案。
埋线疗法 (TEAT) 是一种通过将可生物降解的缝合线插入穴位来预防和管理疾病的治疗方法,提供持久的刺激。TEAT 是一种简单的方法,可以避免常规针灸的不适并提供持续的治疗效果。本文讨论了 TEAT 对具有阿尔茨海默病样症状的大鼠学习和记忆能力的潜在影响。由于化学诱导的大鼠神经元变性和认知障碍并不完全反映在阿尔茨海默病中观察到的真实病理变化。因此,我们的研究小组将这些表现指定为阿尔茨海默病样症状。已经制定了一份协议来概述穴位的选择、手术过程以及头部和下背部的必要预防措施。实验分为 3 组:对照组、模型组和 TEAT 组,每组 6 只大鼠。为了诱发阿尔茨海默病样症状,大鼠腹膜内注射 D-半乳糖 7 周 (49 天)。TEAT 组大鼠接受穴位肠埋伏治疗。干预期结束后,进行了莫里斯水迷宫 (MWM) 以评估大鼠的学习和记忆能力。随后,处死大鼠,检查它们的脑组织。进行组织学检查以了解 TEAT 对表现出阿尔茨海默病症状的大鼠病理的影响。这项研究表明,TEAT 可能会改善具有阿尔茨海默病样症状的大鼠的学习和记忆,这表明这种神经退行性疾病可能是一种有前途的新治疗方法。
埋线针灸 (TEA) 涉及使用特殊针头将肠线或可吸收缝合线嵌入穴位。这种技术具有持久的效果,直到缝合线被吸收和降解。它为穴位提供持续和持续的刺激一周或更长时间1,无需每天重复手术即可达到可比的结果2。这减少了就医的患者数量,从而在一定程度上节省了医疗资源。近年来,TEAT 在中国的各个医学领域得到了越来越多的应用,包括内科、外科、皮肤病学、五官、妇科和儿科3。研究表明,它对某些慢性和复杂疾病,如癫痫4 (epilepsy)和面神经麻痹5(facial nerve paralysis))产生长期可靠的效果是有效的。具有创伤小、操作简单6.此外,据报道,TEAT 的治疗费用低于电针 (EA)7。因此,TEAT 在临床和科学研究中越来越受到重视。
阿尔茨海默病 (AD) 是一种随着时间的推移而进展的神经退行性疾病。它的病理生理过程在临床症状出现前大约 20 年开始积累,但其机制仍未完全清楚8。鉴于治疗 AD 的有效药物有限,研究越来越关注该疾病的前驱期和临床前阶段9。预防是解决 AD 发展和进展的关键策略 9,10。近年来,中医 (TCM) 取得了重大进展,有望为预防和治疗 AD 提供新的可能性11,12。作为针灸的一种亚型,TEAT 因其治疗范围广、创伤小、手术简单、治疗频率低和疗效持久而优于其他疗法6。新出现的文献表明,TEAT 可能对肥胖13,14、糖尿病15、失眠16、绝经后骨质疏松症17 和抑郁症18 的个体有益,所有这些都是 AD 的危险因素。它还通过调节线粒体自噬2 改善衰老大鼠的衰老,改善空间学习和记忆障碍,减轻海马体的病理损伤,并抑制血管性痴呆 (VD) 大鼠的炎症反应19。弄清楚 TEAT 是否也可以作用于 AD 期间的病理过程似乎很有吸引力。
目前的研究在 TEAT 操作的几个关键要素上缺乏统一性和标准化,包括嵌入方法、嵌入工具、线程和嵌入间隔周期。这种缺乏标准化影响了对治疗效果的评价和相关机制的探索,并限制了外部推广和交流。先前的研究 20,21 已经证明,腹膜内注射 D-半乳糖 (D-gal) 可诱导大鼠出现阿尔茨海默病样病理变化,包括神经元变性和认知障碍。此外,百会 (GV20) 和神枢 (BL23) 的电针已被证明可有效改善认知能力下降、减轻神经炎症和减少神经元损伤。本研究以阿尔茨海默病样模型大鼠为例,介绍了该模型下 TEAT 的穴位选择及操作过程和注意事项。它讨论了 TEAT 在实验研究中的关键操作要素,为未来的研究提供参考。
所有实验均按照《美国国立卫生研究院实验动物护理和使用指南》进行,并经湖北省疾病预防控制中心实验动物管理和使用委员会批准。共 18 只 3 月龄雌性 Sprague-Dawley (SD) 大鼠,体重 220-250 g。所有大鼠均在 23 ± 1 °C 和 40%-50% 湿度下维持 12 小时的光照/黑暗循环,可自由获取食物和水。在为期一周的适应期之后,在此期间让大鼠适应实验室条件,开始实验。
1. 模型开发
2. 准备 TEAT
3. 百惠的线程嵌入操作 (GV 20)
4. 神书的线程嵌入操作 (BL 23)
5. 术后护理
6. 行为测试和组织学检查
本文介绍了 TEAT 在阿尔茨海默病样大鼠中的具体操作方法。它讨论了 TEAT 在实验研究中的关键操作要素,为未来的研究提供参考。
TEAT 改善阿尔茨海默病样大鼠的学习
如流程图(图 5)所示,在适应性训练期间,观察到每组中的大鼠在游泳时观察周围环境。游泳速度分析(图 6)显示各组之间没有显着差异,表明运动速度和视觉感知的基线水平一致。实验结果中观察到的任何差异都不是由于运动能力或视觉感知的变化造成的。
大鼠接受了 5 天的平台搜索训练。 在图 7A 中,可以观察到每组大鼠的运动轨迹在训练的早期和后期阶段不同。第 2 天,大多数逃逸驱动的大鼠组随机游泳。然而,在第 5 天,对照组大鼠顺着方向游泳,而模型组大鼠沿着池壁随机游泳。TEAT 组大鼠在目标象限的运动变得更加密集。该实验测量了逃脱延迟,延迟越短表示能力越强。 图 7B 显示,与对照组相比,模型组表现出学习和记忆能力降低。然而,TEAT 组显示 AD 样病理大鼠的空间参考记忆障碍有显着改善。
TEAT 改善阿尔茨海默病样大鼠的空间记忆
在探针试验中,动物花费时间的位置表示空间偏差27。大鼠使用四种主要方法来搜索平台:基于边缘、基于随机、基于趋势和基于线性28。结果表明,每组大鼠采用不同的搜索策略(图 8A)。对照组主要使用线性和定向搜索策略,这表明他们有很强的记忆力和回忆平台位置的能力。相比之下,模型组中的大鼠表现出边缘状的主要搜索策略,表明它们的记忆能力显着下降。他们没有学会找到平台或记住它的位置。TEAT 组中的大鼠表现出基于趋势的搜索策略。原始平台所在的象限以及相邻象限的轨迹密度最高。这表明与模型组相比,内存有所改善。
图 8B 和 图 8C 显示了在原始平台象限中停留时间的结果以及大鼠穿过平台的次数。与对照组相比,模型组大鼠在原始平台象限中的停留时间和穿越平台的次数显着减少 (p <0.01)。与模型组相比,TEAT 组大鼠在原始平台象限中的停留时间和穿越平台的次数显着增加 (p <0.01)。这些结果表明,TEAT 可以改善患有 AD 样病理的大鼠的空间学习和记忆障碍。
TEAT 改善大鼠的海马衰老(图 9)。与对照组相比,模型组大鼠表现出严重的病理变化,包括锥体细胞数量显著减少,排列不规则。此外,还观察到核浓缩、神经元变性和其他异常。然而,在 TEAT 治疗后,大鼠海马锥体细胞的数量增加并且更有组织。尽管一些细胞核表现出浓缩,但整体细胞形态似乎更正常。细胞分布更密集、有序,细胞质染色更一致,细胞周围的水肿明显减轻。值得注意的是,观察到正常的锥体细胞。

图 1:实验流程图。 适应 1 周后 (第 0 周),该研究将 18 只大鼠分为三组:对照组、模型组和 TEAT。在第 1 至 7 周,对照组接受生理盐水注射,而模型组和 TEAT 组接受 D-半乳糖注射。TEAT 组在第 2 、 4 和 6 周还接受了埋线针灸治疗。所有大鼠在第 8 周进行 Morris 水迷宫试验,然后进行安乐死。缩写: Adapt = 适应,Con = 对照组,Mod = 模型组,TEAT = 线嵌入针灸治疗组,D-gal = D-半乳糖,MWM = 莫里斯水迷宫测试。 请单击此处查看此图的较大版本。

图 2:穴位的位置。(A) 大鼠穴位百会 (GV 20)。它位于顶骨的右中点。 (B) 大鼠穴位参殊 (BL 23)。它位于第二腰椎外侧 5 毫米处。缩写:GV = 总督船,中医 (TCM) 中的一个概念,指的是沿着身体后部中线延伸的主经络,BL = 膀胱,代表膀胱经络,在中医中对应于足邱经络,是六阳经之一,沿着身体的后部和腿部运行。 请单击此处查看此图的较大版本。

图 3:百惠 (GV 20) 的详细线程嵌入操作。(A) 将针头以 15° 角水平插入皮肤表面,在百会 (GV 20) 穴下方 0.1 cm,捏住皮肤以方便手术。 (B) 一旦针尖到达百惠 (GV 20) 穴上方 0.1 cm 的位置,在缩回针管的同时推动针芯,将 0.2 cm 的可吸收手术缝合线完全植入穴位的皮下组织。缩写:GV = 总督船,中医 (TCM) 中的一个概念,指的是沿着身体后部中线延伸的主经络。 请单击此处查看此图的较大版本。

图 4:神书的详细线程嵌入操作 (BL 23)。(A) 将针头垂直快速插入穴位,深度为神舒下方 0.25 cm (BL 23)。 (B) 一旦针尖到达皮肤表面以下 0.5 cm 的深度,针头就转向穴心,与皮肤形成 45° 角,然后斜入 0.5 cm 的深度。 (C) 当针杆前进时,管子缩回,确保 0.5 cm 的可吸收手术缝合线完全植入申舒肌组织 (BL23) 穴位。缩写:BL = 膀胱,代表膀胱经络,在中医中对应于足道经络,是六阳经之一,沿着身体和腿部运行。 请单击此处查看此图的较大版本。

图 5:WMW 测试的流程图。 实验前的适应训练表示为第 0 天,在此期间观察大鼠的运动能力并统计分析游泳速度。接下来是为期五天的地方导航阶段(第 1 天到第 5 天),在此期间比较和分析不同组之间的逃逸延迟(逃逸延迟)。第 6 天,进行空间探测试验以评估在目标象限(目标象限停留时间)和平台穿越次数。 请单击此处查看此图的较大版本。

图 6:各组游泳速度 (m/s) 的比较。 该图描绘了不同实验组大鼠的平均游泳速度(以米/秒为单位),每个实验组由 6 只动物 (n=6) 组成。误差线显示标准偏差。如 ns 所示,未获得组间差异 (p > 0.05)。使用 SPSS 软件进行统计分析,所有数据均遵循正态分布。 请单击此处查看此图的较大版本。

图 7:WMW 的地点导航结果。(A) 该面板展示了具有代表性的运动轨迹图,说明了在地方导航试验期间每个实验组内大鼠的导航路径。 (B) 比较各组之间的逃逸潜伏期,以秒 (s) 为单位,每组由 6 只大鼠 (n=6) 组成。使用双向重复测量方差分析进行统计分析,以评估受试者在导航试验过程中的影响以及组间受试者间的差异。数据符合正态分布假设,并表示为组均值±标准差。与对照组相比,星号 (*p < 0.05, **p < 0.01) 和与模型组相比,主题标签 (#p < 0.05, ##p < 0.01) 表示显着差异。 请单击此处查看此图的较大版本。

图 8:WMW 探测跟踪的结果。(A) 该面板显示了具有代表性的运动轨迹图,这些轨迹图捕捉了每个实验组内大鼠在探针试验中的空间探索行为。 (B) 该图比较了各组在目标象限内的停留时间(以秒为单位),反映了大鼠对平台位置的记忆保留。 (C) 该图说明了大鼠穿过平台区域的频率 (freq),表明它们的空间记忆表现。每组由 6 只大鼠 (n=6) 组成,使用单因素方差分析对数据进行统计分析,以评估各组间的差异。数据遵循正态分布,并以平均值±标准差表示。与对照组相比,星号 (**p < 0.01) 表示显着差异,与模型组相比由主题标签 (#p < 0.05, ##p < 0.01) 表示。**P < 0.01 vs. 对照组,#p < 0.05 vs. 模型组,##p < 0.01 vs. 模型组。 请单击此处查看此图的较大版本。

图 9:在 200 倍放大倍率下大鼠组海马 CA1 区域的苏木精和伊红染色评估。(A) 对照组表现出典型的神经元结构和保存完好的锥体细胞。 (B) 模型组表现出明显的病理改变,其特征是锥体细胞密度显着降低、退化神经元染色变暗和排列紊乱。 (C) TEAT 组表现出增强的海马结构,锥体细胞的数量增加,这些细胞更有序,形态更规范。尽管偶尔有核浓缩,但细胞更密集,表现出均匀的细胞质染色,并显示出细胞周围水肿的显着减少。显著观察到正常锥体细胞的存在。比例尺 = 50 μm。 请点击此处查看此图的较大版本。
干预时间
AD 的病因很复杂,其发病机制仍不确定。目前,该病尚无有效的治疗方法,其病程不可逆。因此,学术界已就关注 AD 预防和治疗的重要性达成共识。AD 的预防和治疗策略强调早期干预,遵循中医的理念,即在疾病发生之前进行治疗,强调在疾病发作、传播和复发之前进行治疗。对人类29,30 和啮齿动物31,32 的累积研究表明,早期针灸干预可以取得显着效果,且没有明显的副作用,使其成为预防和治疗 AD 的一种有前途的潜在方法。因此,本研究在建模过程中进行了治疗。TEAT 在 D-gal 腹膜内注射开始时实施。
穴位选择
AD 是一种严重的神经退行性疾病,主要影响负责记忆、语言、推理和社会行为的大脑区域。大脑 (Nao) 在中医中被认为是骨髓 (Sui) 的海洋。骨髓 (Sui) 由精 (Jing) 制成,精 (Jing) 是中医中独特的物质,被认为是人体的基本体质力量、活力和抵抗力。精 (精) 主要储存在肾 (Shen) 中。如果肾精(沈静)较弱,大脑(Nao)可能缺乏营养,可能会出现认知障碍。因此,中医建议补肾益精(精)可以帮助改善大脑功能。当某些经络进入大脑时,大脑会直接受到它们的影响,例如总督血管 (GV) 和足泰阳 (BL) 的膀胱经。用于预防和治疗 AD 的总督血管 (GV) 和足部泰阳 (BL) 膀胱经的组合被高度利用33,34。百会 (GV 20) 是位于头部顶点的穴位,是总督血管的一部分。据文献介绍,在使用针灸预防和治疗 AD 的研究中,百会 (GV 20) 的发生频率最高,被认为是公式35 中的临界点。神书 (BL 23) 是脚泰阳膀胱经上的一个穴位。它位于第二腰椎棘突下缘外侧 1.5 cun。作为肾脏的背运蜀穴,它可以加强肾脏的各个方面,包括肾阴、阳、精(精)和气。百会 (GV 20) 和神灸 (BL 23) 的针灸可能会以多种方式改善认知功能并缓解 AD 症状36,37。
间隔时间
TEAT38 的操作标准规定,治疗间隔和疗程应根据疾病状况和所选手术部位确定,间隔 1 周至 1 个月。疗程范围为 1 至 5 次。这个建议也可以在实验动物研究中遵循。根据回顾性文献39,治疗通常每周或每 2 周进行一次,大多数病例涉及 4-8 次连续治疗。实验持续 49 d,期间线分别在 14d、28和 42 d 埋藏。
工具和方法
目前的实验动物研究中使用了各种线程嵌入工具。其中包括 7 号40 或 9 号41 一次性埋线针、自行改造的针头和 12 号腰椎穿刺针42。自我改造的针头使用 5-7 号注射器作为管子,并使用合适的丝状针头作为针芯。针尖已预先平滑。例如,在一项使用体重为 250 ± 20 克(文中未指定月龄)的 SD 大鼠的研究中,选择 7 号注射器和 0.30 x 0.40 毫米丝状针头43,44。但是,自我改造的针头必须经过严格消毒,因此无法广泛使用。如果针尖太大或太尖锐,会损伤血管和神经,增加瘀伤的可能性45.腰椎穿刺针直径大、尖端锋利,更容易损伤血管和神经。一次性使用包埋针是临床实践中使用最多的39。与自行改造的针头和腰椎穿刺针相比,它使用更方便,操作更安全,是 TEAT 的理想选择。此外,该实验的目标是改善人类健康。因此,动物研究应反映临床情况。因此,建议使用一次性埋线针作为埋线工具。
肠线是 TEAT 中使用的主要线材料,但由于组织排斥和动物来源的成分,它已被生物合成可吸收手术缝合线所取代。缝合线有各种尺寸,应与针头相匹配,例如 7 号缝合线用于 4-0 或 3-0 缝合线。在动物研究中,主要使用 3-041、4-046 和 5-047 。大多数缝合线长 1-2 厘米。然而,啮齿动物的身体比人类小得多,因此缺乏适合其体型的体型。因此,研究人员必须将缝合线切成 0.2-0.5 厘米的段,以使其适合啮齿动物。因此,建议在切割后和浸泡前用干净无菌的蒸馏水或生理盐水冲洗缝合线以备后用或立即使用,以降低感染风险46。
一些研究对包埋方法提出了详细的要求,如从穴下方约 0.5 cm 处向穴位48 处快速插入针头。这很重要,因为啮齿动物很小。除了下肢有丰富的肌肉组织外,他们的皮下组织和头部、背部和腹部的肌肉层也相对较弱。因此,这里需要强调动物研究中 TEAT 的插入点和插入角度的问题。对啮齿动物的下肢进行 TEAT 时,在穴位直接针刺是可行的。至于本体,建议将针头插入穴位下方(距离可根据线体长度灵活调整),采用斜针(<45°)或平针(<15°)的方式,以免损伤内脏。
TEAT 预防和治疗阿尔茨海默病的潜力
最近,关于 TEAT 的研究正在兴起,尽管其影响和机制仍然难以捉摸。如上所述,TEAT 可以改善与 AD 相关的危险因素,例如肥胖13,14、糖尿病15、失眠16、绝经后骨质疏松症17 和抑郁症18。它对 VD 大鼠的学习和记忆障碍有有益影响19。TEAT 通过 PPAR 通路调节脂质代谢以改善运动诱导的疲劳大鼠的组织损伤49,并通过 TRPV1 通路对间歇性冷应激诱导的小鼠发挥抗炎和镇痛作用50。在本研究中,我们证明对 AD 样大鼠进行线程嵌入治疗可以通过改善空间记忆丧失和减少海马 CA1 区退化细胞来缓解学习和记忆障碍。然而,由于当前研究在 TEAT 操作的几个关键要素上缺乏统一性和标准化,包括嵌入方法、嵌入工具、线程和嵌入间隔期,本文主要讨论 TEAT 在实验研究中的关键操作要素。这项研究只是对 TEAT 对 AD 影响的初步探索,需要更多的补充和改进来阐明它们之间的确切分子和相互作用。尽管如此,它为不可避免的 AD 过程提供了新的试验,这可能会以某种方式减轻公共卫生系统的沉重负担。
作者声明他们没有什么可披露的。
这项工作得到了国家自然科学基金 (NSFC) 第 82374564 号(至 YJD)和第 82074566 号(至 YJD)和中国武汉世界针灸学会联合会孙国杰中医针灸传承基地(世界针灸学会联合会 [2019] 26 号)(至 YJD)和国家中医药管理局全国著名中医传承工作室建设项目的资金支持, 中国(国家中医药管理局 [2022] 5 号)(致 YJD)。
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| 0.9% 生理盐水、4% 多聚甲醛、苏木精、伊红 Y(水溶性)、无水乙醇、0.01M PBS 粉末、二甲苯、盐酸、包埋石蜡、中性胶 | 中药 (www.sinopharm.com) | ||
| 5-0 可吸收手术缝合线 | bodamedical (www.bodamedical.com) | ||
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| 高压蒸汽灭菌锅 (YM100Z) | 上海三神医疗器械厂 | 用于手术器械的灭菌。 | |
| 制冰机 (CMB40) | Shanghai Sheyan Instrument Co., Ltd. | ||
| 显微镜 (BX-53) | 奥林巴斯 | ||
| 奶粉 | 用于 MWM 测试。 | ||
| 莫里斯水迷宫视频跟踪系统 &数据分析软件 (版本:Watermaze 2.0) | 成都泰盟科技有限公司 | ||
| 6 号埋线针 | bodamedical (www.bodamedical.com) | ||
| 眼科剪刀、托盘、镊 | |||
| 病理切片机 (RM 2016) | LEICA, 德国 | ||
| 戊巴比妥 | 德国 | P11011 | |
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