연구 논문

전기침술은 장내 군관 재형성을 조율하다: 고염분 유발 혈관병증 완화에 있어 한 걸음 진전이다

DOI:

10.3791/69783

2026년 1월 13일

* These authors contributed equally

이 논문에서

요약

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이 연구는 고염분 유발 혈관 기능 장애에 대한 전기침술(EA)의 효과를 조사하였습니다. EA는 특정 장내 미생물을 조절함으로써 혈관 손상과 장내 이질을 되돌렸을 가능성이 있습니다.

초록

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본 연구는 고염분 식단으로 인한 혈관 기능 장애를 완화하는 전기침술(EA)의 치료 잠재력과 메커니즘을 조사하는 것을 목표로 하며, 특히 장내 미생물군의 조절에 중점을 둡니다. 우리는 21마리의 쥐를 무작위로 정상 대조군, 고염 모델군, EA 중재군(n=7마리)으로 나누었습니다. 위스타 쥐에서 '고염혈정지 증후군' 모델은 12% NaCl의 위내 관류에 의해 유도되었습니다. 처치는 베이징 시간 17:00에서 19:00 사이에 수행되었으며, 생트는 부드러운 천으로 제속한 후 BL23과 KI3에서 20분간 EA 자극을 받았습니다. 실험 후에는 쥐의 혈액, 혈관, 대변 샘플을 수집했습니다. 혈관 영향은 응고기능 검사, 혈액유변학 분석, 동맥 조직병리학적 평가를 통해 평가하였다. 16S rDNA 시퀀싱을 사용하여 장내 미생물군의 조성과 풍부도 변화를 분석하였습니다. 연구 결과는 만성적인 고염분 섭취가 혈액 점도를 방해하고, 혈관 내피의 완전성을 손상시키며, 장내 미생물 내 미생물 분포 불균형을 초래한다는 것을 밝혀냈습니다. 놀랍게도 EA 치료는 이러한 병리적 변화를 효과적으로 되돌렸습니다. 상관관계 분석 결과, 혈액 점도 지표 변화와 강한 상관관계를 보이는 특정 장내 미생물군(예: Lachnospiraceae , Ruminococcaceae)이 확인되었습니다(P < 0.05). 따라서 본 연구는 고염분 식이로 인한 혈관병증이 EA 치료로 역전될 수 있음을 결론지었으며, 이는 담즙산 대사와 단쇄 지방산 합성에 관여하는 장내 미생물군을 조절하는 EA의 능력 때문일 수 있습니다.

서론

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식이 소금은 체액 균형과 세포 항상성 유지에 중요한 역할을 하지만, 과도한 섭취는 심혈관 및 뇌혈관 질환의 잘 알려진 위험 요인입니다. 세계보건기구(WHO)는 건강한 성인의 경우 하루 나트륨 섭취량을 5그램 이하로 제한할 것을 권고합니다2. 연구에 따르면 고염분 식이(HSD)는 혈관 기능을 저하시키며, 세계에서 가장 흔한 질환인 심혈관 질환(CVD)이 혈관병증과 함께 나타나는 경우가 많다는 것이 밝혀졌습니다. 이 발견들은 HSD로 인한 혈관 내피 손상 복구가 심혈관 질환 진행을 막는 중요한 전략임을 강조합니다. "정혈 증후군"(혈액 순환 정체과 내부 혈액 축적이 특징)은 현대 의학에서 정량화 가능한 응고 기능 장애와 일치합니다. 주요 검증 바이오마커로는 프로트롬빈 시간(PT)과 활성화 부분 트롬보플라스틴 시간(APTT)의 유저한 단축, 그리고 유저히 증가한 피브리노겐(FIB)과 트롬빈 시간(TT)이 있습니다. 이러한 지표들은 혈액정지의 병리학적 특징과 직접적으로 일치하는 과응고 상태를 반영합니다.

장내 미생물군은 위장관 전역에 분포하며 면역대사 과정과 장 항상성의 핵심 조절자 역할을 하며 다양한 생리적·병리학적 경로에 영향을 미칩니다. 새로운 증거는 과도한 소금 섭취가 장내 불균형과 영양 불균형을 유발하여 국소 염증으로 나타나는 염증 촉진 면역 활성화를 유발하고, 미세순환 손상, 혈관 재형성, 전신 내피 기능 장애를 촉진한다는 것을 시사합니다 1,5. 만성 HSD는 쥐에서 Bacteroides intestinalis, Aspergillus, Prevotella spp. 수치를 상대적으로 증가시키는 것으로 보고되었으며, 이는 고혈압과 혈관 염증 발병에 기여하는 것으로 알려져있습니다.

침술은 전통 중의학(TCM)의 핵심으로, 임상 실무에서 근거 기반의 보완 및 대체 요법으로 특정 경혈에 정밀한 바늘을 삽입하는 방법을 사용합니다. 국립보건원(NIH)과 세계보건기구(WHO)는 침술을 여러 병리학적 상태에 대해 임상적으로 검증된 중재법으로 인정하고 있습니다. 새로운 증거는 침술이 장내 미생물 구성을 조절하는 동시에 혈관 염증 매개체를 억제하여 관련 질환의 병리적 진행을 집단적으로 완화하는 이중 치료 기전 7,8을 가짐을 보여준다. 중요한 점은, 침술이 손상된 혈관의 혈압을 낮추고 내피 기능을 회복하는 데 효과적이라는 점입니다.

EA는 표준화되고 정량화된 자극 매개변수를 제공하여 조작자별 변동성을 줄이고 결과의 재현성을 높여 수동 침술보다 선택되었습니다. 따라서 고염혈정립증후군(HSBS) 모델을 가진 쥐에서 EA 치료가 장내 미생물군에 미치는 영향을 조사하고, 혈액 유변학 및 혈관 조직병리학적 변화를 통해 고염분 유도 혈관병증에 대한 EA의 효능을 평가하였습니다. EA 치료에 의한 혈관 병변 개선에서 장 미생물군의 역할을 더 깊이 이해하기 위해, 우리는 장내 미생물군의 서로 다른 속과 전혈 절단률 및 혈침 간의 상관관계 분석을 수행하였습니다.

따라서 우리는 EA가 장내 미생물군의 항상성을 회복함으로써 HSD로 인한 혈관병증을 완화한다고 가설을 세웠습니다. 이를 검증하기 위해 우리는 다음을 목표로 했습니다: (i) EA가 혈관 기능과 구조에 미치는 보호 효과를 정량화하고, (ii) 이러한 개선과 상관관계가 있는 특정 장내 미생물 분류군을 규명했습니다. 더 나아가, 피어슨 상관분석은 특히 다양하게 풍부한 속 변동과 혈류학적 이상 사이에 미생물군-혈관 관계가 유의미함을 확인했습니다. 우리가 아는 한, 이 연구는 장내 미생물군의 관점에서 고염분 식이 유발 혈관병증 개선에 있어 EA의 보호 기전을 탐구한 최초의 연구입니다. 이 연구의 실험 설계는 그림 1에 나와 있습니다.

그림 1
그림 1: 실험 기술 다이어그램. 이 그림의 확대 버전을 보려면 여기를 클릭하세요.

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프로토콜

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전체 실험은 청두 중의학대학교 기초 의과대학 실험 센터에서 수행되었습니다. 모든 동물복지 및 실험 절차는 청두 중의학대학교 실험동물복지 윤리위원회(윤리 번호 2024078호)의 승인을 받았습니다. 실험은 NIH 실험동물 관리 및 사용 가이드(1986년 개정판, 출판물 86-23)에 엄격히 따라 수행되었습니다.

동물과 식성
6-8주 된 수컷과 암컷 특이적 병원체 없는(SPF) 위스타 쥐의 무게는 200± 20g이었습니다. 모든 쥐는 환기가 잘 되는 방에 12시간 빛과 어둠 주기를 유지하며 음식과 물을 자유롭게 이용할 수 있었습니다.

모델과 그룹
동물 모델은 이전 연구 경험을 참고하여 유도되었습니다.10. 7일간의 적응 기간 후, 21마리의 위스타 쥐(50% 수컷/암컷 분포)를 엑셀의 난수 생성기를 사용해 세 개의 실험군(n = 7/그룹)에 무작위로 배정했으며, 각 그룹의 수컷과 암컷 쥐 수는 성별에 따른 영향을 최소화하기 위해 대략 균형을 이루었다11. 정상 대조군(NC): 매일 정제수(1mL/100g)의 위 개비지를 투여함. 고염 모델(HS) 및 EA 개입(EA): 12% NaCl 용액(1mL/100 g)을 매일 가베지(Gavage)로 투여함. 모든 개입은 30일 연속으로 유지되었습니다.

EA 치료
성공적인 모델링 다음 날부터 치료가 시작되었습니다. EA는 표준화되고 정량화된 자극 매개변수를 제공하여 조작자별 변동성을 줄이고 결과의 재현성을 높여 수동 침술보다 선택되었습니다. BL23(선서, 방광경락)과 KI3(타이시, 신장 경락)의 위치는 중국 침술 및 둸 학회(12)의 쥐 침점 위치 기준에 따라 결정되었다. BL23은 등쪽 중앙선에서 6mm 외측, 두 번째 요추 아래쪽에 위치한다. KI3는 내측 망골의 최고 지점과 아킬레스건의 후방 경계 사이의 중간 지점 함몰부에 위치했다. 경혈 부위의 국소 털을 제거하고 멸균했습니다. 일회용 멸균 침술 바늘(0.18 mm × 13 mm)이 수직으로 경혈을 찔렀으며, BL23은 4-6 mm, KI3는 3-5 mm 깊이로 삽입했습니다. 전기침술기의 양극 클립은 한쪽 BL23의 침 바늘 손잡이에 연결되었고, 같은 쪽의 KI3 지점에 음극 클립이 연결되었다. 전기침 장치의 매개변수: 파형: 조밀-희소파(10/50 Hz); 주파수: 희소파는 5초, 조밀파는 10초; 강도: 1-2 mA, 쥐의 경련 및 통증 반응(비명, 저항 행동)에 따라 조정됨; 맥박 폭: ≤ 1 MS. 자극 프로토콜: 개입은 매일 17:00부터 19:00(베이징 시간)까지 20분씩 수행되었습니다. 주기: 한 치료 주기는 7일로 구성되었으며, 총 4주기와 각 주기 사이에 1일의 휴식이 있었습니다. 구체적인 과정은 그림 2 (BioGDP.com13로 제작됨)에 나와 있습니다.

그림 2
그림 2: 실험 연대표. 이 그림의 더 큰 버전을 보시려면 여기를 클릭해 주세요.

샘플 채취 및 준비
개베지 후 한 달 후, EA 개입 전에 쥐로부터 안와정맥혈을 채취하였다. 혈장 샘플은 1,000 × g 에서 4 °C에서 15분간 원심분리하여 추출되었습니다. 치료 종료 시, 각 쥐 그룹에서 신선한 배설물을 수집했습니다. 쥐들은 10% 유화된 이소플루란(30 mg/kg)으로 마취하고 안락사시켰습니다. 복강을 열어 복부 대동맥에서 약 5mL의 혈액을 채취하여 4시간 이내에 전혈 전단율 점도(WBSRV)를 측정하였다. 복부 대동맥 조직을 조직병리학적 분석을 위해 수집하였다. 모든 샘플은 이후 사용을 위해 -80°C에서 보관되었습니다.

WBSRV 시험
모델링이 완료된 후, 혈액 채취 바늘을 사용해 쥐의 복부 대동맥에서 약 4-5mL의 전혈을 채취하여 헤파린 나트륨 항응고제 튜브에 삽입하였습니다. 혈액 샘플과 항응고제가 완전히 혼합되도록 튜브를 부드럽게 흔들었다. 4시간 이내에 완전 자동 혈액유변학 분석기를 사용해 WBSRV와 적혈구 침강률(ESR)을 측정하였습니다.

혈관 조직병리학
혈관 조직은 최소 24시간 동안 4% 파라포름알데히드 용액에 고정하고, 헤마톡실린-에오신(HE) 염색을 위해 두께 3μm로 절절하였습니다. 이미지는 100× 및 400× 배율로 촬영되었습니다.

16S rDNA 시퀀싱
각 그룹의 대변 샘플에서 유전체 DNA를 추출했습니다. V3-V4 프라이머 서열(341F: 5'-CCTACGGGNGGCWGCAG-3'; 805R: 5'-GACTACHVGGGGGTATCTAATCC-3')은 전체 DNA의 PCR 증폭에 사용되었습니다. PCR 증폭 프로그램은 다음과 같았습니다: 98 °C에서 30초간 사전 변성, 98 °C에서 10초간 변성, 54 °C에서 30초, 72 °C에서 45초간 확장, 총 32 사이클, 그리고 72 °C에서 10분간 최종 연장. PCR 산물은 정제 및 정량되었습니다. 쌍단 시퀀싱(2×250 bp)은 NovaSeq 6000 시퀀싱 플랫폼에서 수행되었습니다. 쌍 엔드 리드는 병합 및 필터링되어 고품질 데이터를 얻었습니다. QIIME 2의 DADA2 플러그인을 사용하여 길이 필터링과 노이즈 제거가 수행되었습니다. 이 과정에서 증폭자 서열 변이(ASV)와 ASV 풍부도 표가 생성되었고, 이어서 단일 ASV가 제거되었습니다. 분류학적 주석 및 개체 포유도 프로파일링은 ASV 서열 파일을 기반으로 SILVA 데이터베이스를 사용하여 샘플 간 종 차이와 군집 구성을 조사하였습니다. 종 다양성과 상대적 풍부도 변화는 α다양성 및 β다양성 분석을 통해 평가되었으며, 데이터 시각화는 이 웹사이트(https://www.omicstudio.cn/home)에서 수행되었습니다.

통계 분석
통계 분석은 SPSS 26.0을 사용하여 수행되었습니다. P < 0.05 값은 통계적으로 유의한 것으로 간주되었습니다. 균질 분산이 있는 데이터의 경우, 집단 간 비교에는 일원 ANOVA를 사용했고, 유의미한 차이가 발견되면 사후 최저유의차이(LSD) 검정을 사용하였습니다. 이질적 분산이 있는 데이터의 경우, 비모수 Kruskal-Wallis 일방향 ANOVA를 사용했습니다. 장내 미생물 구성과 군집 구조의 변화를 평가하기 위해 Mann-Whitney U 검사 분석을 적용하였습니다. 피어슨 순위 상관관계 분석은 장내 세균과 기타 지표 간의 상관관계를 평가하기 위해 사용되었습니다. 피어슨 상관분석은 데이터가 정규성과 선형성 가정에 부합했기 때문에 사용되었으며, 이는 샤피로-윌크 검정과 더빈-왓슨 검정으로 검증되었습니다. 통계 그래프와 히트맵은 GraphPad Prism 10을 사용해 생성되었습니다.

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결과

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동물 모델의 검증
네 가지 응고 매개변수는 혈관 병변 연구에서 혈관 병변 연구에서 중요한 역할을 하며, 혈관 병리학적 변화와 밀접하게 연관된 응고 기능 이상을 모니터링합니다. 후안과 정맥신경총 혈액의 모델링 평가 후 HS/EA 그룹과 NC 대조군 간 응고 지표(PT, APTT, FIB, TT)에 유의한 변화가 나타났습니다(그림 3). 구체적인 검사 값은 보충 표 1에 제공되어 있습니다. 이는 HSD가 쥐에서 비정상적인 응고 기능을 유발할 수 있음을 시사합니다.

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토론

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혈관 병변은 다양한 CVD 및 대사 장애의 발병과 병리학적 증상에 중요한 요인입니다. 이들의 해로운 영향으로는 혈관 기능 장애, 비정상적인 혈액 응고, 지질 침착, 플라크 형성이 있으며, 이는 혈압 상승, 혈전증, 동맥 플라크 형성을 초래하여 궁극적으로 다양한 CVD 14,15,16을 초래할 수 있습니다. 따라서 혈관 병변의 진행을 멈추고 정상적인 혈관 기능을 회복하기 위한 시기적절한 개입이 CVD 및 기타 관련 질환의 예방과 완화에 필수적입니다.

과도한 소금 섭취는 혈관 병변의 원인 중 하나입니다. 현재 연구들은 소금이 여러 경로를 통해 수분과 나트륨 저류와 혈관 수축을 유발한다는 것을 보여줍니다17,18

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공개 사항

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저자들은 이해 상충이 없음을 선언합니다.

감사의 글

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이 연구는 쓰촨성 과학기술부(Grant No. 2024NSFSC0717)의 지원을 받았습니다. 피규어 준비에 도움을 준 Figdraw에 감사드립니다.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
침 바늘쑤저우 의료용품공장 유한회사.2420590.18 & times; 13mm
활성화 부분 트롬보플라스틴 시간(APTT) 검사 키트 (응고 방법)베이징 캐스처 테크놀로지 주식회사R21D24C4
AMPure XP 비즈벡만 쿨터 유전체학A63881
자동 응고 분석기베이징 캐스처 테크놀로지 주식회사SF-8050
피브리노겐(FIB) 검사 키트 (응고법)베이징 캐스처 테크놀로지 주식회사R31D24D2
완전 자동 혈액 유변학 검사기베이징 캐스처 테크놀로지 주식회사SA-5600
그래프패드 프리즘 10그래프패드 소프트웨어 주식회사
H& 전자 염색 솔루션우한 사이웨이어 생명공학 유한회사G1005
일루미나 라이브러리 정량화 키트카파 바이오사이언스7960166001
이소플루란RWD 생명과학R510-22-10100 mL
자기 구슬 기반 대변 유전체 DNA 추출 키트바이오텍AU46111-96
니콘 이클립스 Ci-L 직립형 백색 광학 현미경니콘
QIIME 2https://qiime2.org/
SDZ-II 화투 전자 침술 기기쑤저우 의료용품공장 유한회사.SDZ-II
실바 데이터베이스릴리스 138, https://www.arb-silva.de/
염화나트륨청두 진산 화학 시약 유한회사.20231008500g
SPF 위스타 쥐SPF (베이징) 생명공학 유한회사.SCXK (베이징) 2024-0001
트롬빈 시간(TT) 검사 키트 (응고법)베이징 캐스처 테크놀로지 주식회사R4D24E1

참고문헌

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