Het lichaamsgewicht is een belangrijke indicator voor de groei bij jonge ratten. Voorafgaand aan de experimentele behandeling werden er geen significante verschillen in lichaamsgewicht waargenomen tussen de vijf groepen. Na inductie van het astmamodel vertoonde de AS-groep een significant lager lichaamsgewicht dan de CN-groep (P = 0.000; Figuur 3A). Vergeleken met de AS-groep vertoonde de AS+SP-groep een significant hoger lichaamsgewicht (P = 0.008; Figuur 3A), terwijl de AS+MP-groep geen significant verschil vertoonde (P = 0.975; Figuur 3A). Op dezelfde manier vertoonde de AS+SP+MP-groep geen significante toename in lichaamsgewicht vergeleken met de AS-groep (P = 0.925; Figuur 3A). De resultaten suggereren dat SP gewichtstoename bevordert tijdens pediatrische astmamodellering en behandeling met methylprednisolon (MP) bij jonge ratten.
Na de OVA-challenge vertoonden ratten in de CN-groep geen tekenen van ademhalingsproblemen, zoals kortademigheid, niezen, knikken met het hoofd, open-mondademhaling, contractie van de buikspieren of piepen. In contrast hiermee vertoonden ratten in de AS-groep typische manifestaties van pediatrisch astma, waaronder kortademigheid, niezen, knikken met het hoofd en open-mondademhaling. Deze klinische tekenen werden merkbaar verlicht na behandeling met SP, MP, of de gecombineerde toepassing hiervan.
Om de ontstekingsremmende effecten van SP te evalueren in jonge ratten met experimenteel astma, werden longweefsels verzameld na diepe anesthesie met 20% urethaan (5 mL/kg, i.p.) volgens eerder beschreven procedures12. Hematoxyline en eosine (HE)-kleuring en analyse van de expressie van pro-inflammatoire genen werden uitgevoerd om chronische luchtwegontsteking te beoordelen, terwijl Masson-kleuring werd gebruikt om luchtwegremodellering te evalueren. Luchtweghyperresponsiviteit (AHR) werd beoordeeld met behulp van whole-body plethysmografie (WBP) door het meten van de versterkte pauze (Penh).
Na routine HE- en Masson-kleuringsprocedures23 werden longsecties gekleurd met hematoxyline en eosine en werden ze gescoord op peribronchiolaire ontsteking met behulp van een aangepaste schaal van 0–424. De asthamodelgroep vertoonde significant hogere ontstekingsscores dan de CN-groep (P = 0,000). In vergelijking met de AS-groep vertoonden de AS+SP-, AS+MP- en AS+SP+MP-groepen allemaal significant verlaagde ontstekingsscores (P = 0,005, P = 0,006 en P = 0,000, respectievelijk), zonder significante verschillen tussen de drie behandelingsgroepen (Figuur 4A, Tabel 1).
Remodellering van de luchtwegen werd geëvalueerd door de collageenafzetting rond de bronchioli te kwantificeren middels Masson-kleuring. De collageenafzetting werd uitgedrukt als het collageen-positieve oppervlak genormaliseerd naar de omtrek van het basaalmembraan (µm2/µm). De AS-groep vertoonde een significant grotere collageenafzetting dan de CN-groep (P = 0.000). Vergeleken met de CN-groep vertoonden de AS+SP- en AS+MP-groepen een matig hogere collageenafzetting (P = 0.050 en P = 0.051, respectievelijk), maar een significant lagere collageenafzetting dan de AS-groep (P = 0.001 voor beide vergelijkingen). De AS+SP+MP-groep vertoonde geen significant verschil met de CN-groep (P = 0.105), maar vertoonde een significant verminderde collageenafzetting vergeleken met de AS-groep (P = 0.001). Er werden geen significante verschillen waargenomen tussen de drie interventiegroepen (Figuur 4B, Tabel 1).
Representatieve krachtcurves verkregen met het Finger TPS-systeem worden weergegeven in Figuur 5. Tijdens de training van de operator bleef de krachtcurve die tijdens het 'back stroking' werd geregistreerd stabiel op ongeveer 5 N (Figuur 5A), terwijl de krachtcurve die tijdens SP werd geregistreerd herhaalde krachtpieken vertoonde die overeenkwamen met de knijpbeweging, waarbij de uitgeoefende kracht binnen het vooraf gedefinieerde doelbereik werd gehouden (Figuur 5B). Deze krachtprofielen demonstreren de gestandaardiseerde krachtkenmerken die tijdens de training van de operator werden gebruikt.
De algemene experimentele tijdlijn is samengevat in Figuur 6. Na de acclimatisatieperiode van 7 dagen werd de OVA-sensibilisering uitgevoerd volgens het opgegeven schema, gevolgd door herhaalde OVA-challenges. SP werd toegediend aan de AS+SP- en AS+SP+MP-groepen tijdens de aangewezen interventieperiode, terwijl methylprednisolon werd toegediend vóór de OVA-challenge in dedesbetreffende behandelingsgroepen. De WBP-beoordeling en weefselverzameling werden uitgevoerd na de laatste challenge (Figuur 6).
Whole-body plethysmografie wordt op grote schaal gebruikt om de Penh te beoordelen bij bewuste, onbeperkte knaagdieren zonder dat dit aanzienlijk letsel of stress veroorzaakt25. Hoewel Penh een indirecte indicator is die wordt beïnvloed door de timing van de ademhaling en omgevingsfactoren, vereist directe meting van de luchtwegweerstand anesthesie en tracheostomie, wat de fysiologie van de luchtwegen kan veranderen26. Desondanks is gerapporteerd dat Penh correleert met invasieve metingen van de longweerstand27. Vierentwintig uur na de laatste OVA-challenge werden ratten in onbeperkte kamers geplaatst en opeenvolgend blootgesteld aan verneveld PBS, gevolgd door acetylcholine (Ach) in concentraties van 3.125, 6.25, 12.5, 25 en 50 mg/mL. Elke aerosol-challenge duurde 2 min en werd gevolgd door een registratieperiode van 5 min28. De AS-groep vertoonde significant hogere Penh-waarden dan de CN-groep, terwijl behandeling met SP, MP of hun gecombineerde toepassing de Penh-waarden significant verlaagde (P = 0.005; Figuur 3B). Dit resultaat gaf aan dat SP de ademhalingsfunctie bij astmatische ratten verbeterde, een bevinding die nog verder gevalideerd moet worden in combinatie met directe metingen van de luchtwegweerstand (Raw).
Interleukine-4 (IL-4) initieert Th2-gemedieerde eosinofiele ontsteking, terwijl tumornecrosefactor-α (TNF-α) bijdraagt aan AHR en remodeling van de luchtwegen; beide spelen een centrale rol in de pathogenese van pediatrisch astma29. Om de ontsteking van de luchtwegen verder te evalueren, werden de expressieniveaus van IL-4 en TNF-α in longweefsels gekwantificeerd middels quantitative reverse transcription polymerase chain reaction (qRT-PCR). Vergeleken met de CN-groep vertoonde de AS-groep een significant verhoogde expressie van IL-4 en TNF-α (P = 0,000 en P = 0,000, respectievelijk; Figuur 3C,D). De expressie van beide cytokinen was significant verminderd na behandeling met SP of MP, waarbij de combinatie van SP en MP de grootste reductie veroorzaakte (P = 0,001 en P = 0,000, respectievelijk; Figuur 3C,D).

Figuur 1: Gedetailleerde procedure van ruggengraatknijpmanipulatie (SP) bij ratten. (A) Houd de rat in buikligging op de palm van de operator. (B) Knijp in de huid bij de wortel van de staart. (C) Til de geknepen huid op. (D) Draai de vingers en beweeg ze craniaal langs de ruggengraat richting Dazhui (GV14). Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figuur 2: Schematische weergave van het Governor Vessel (GV), de Bladder (BL) meridiaan en Dazhui (GV14) bij ratten. Het diagram illustreert de anatomische locatie van het GV, de BL meridiaan en Dazhui (GV14), welke dienen als de doellocaties voor de spine-pinching manipulatie. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figuur 3: Effecten van spine-pinching manipulatie op het lichaamsgewicht, luchtweghyperreactiviteit en pulmonale ontstekingsfactoren bij jonge ratten. (A) Vergelijking van het lichaamsgewicht tussen de experimentele groepen. (B) Vergelijking van de enhanced pause (Penh) waarden. (C) Relatieve genexpressie van interleukine-4 (IL-4) in longweefsel. (D) Relatieve genexpressie van tumornecrosefactor-α (TNF-α) in longweefsel. Gegevens worden weergegeven als gemiddelde ± SD. *P < 0,05 en **P < 0,01 ten opzichte van de CN-groep; #P < 0,05 en ##P < 0,01 ten opzichte van de AS-groep. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figuur 4: Representatieve histopathologische veranderingen in longweefsel. (A) Hematoxyline en eosine (HE)-kleuring die peribronchiolaire ontsteking laat zien. (B) Masson-trichroomkleuring die collageendepositie en remodeling van de luchtwegen laat zien. De afbeeldingen zijn opgenomen bij een 200× vergroting. Schaalbalken = 100 µm. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figuur 5: Representatieve krachtcurves geregistreerd tijdens manipulatie door het knijpen van de wervelkolom met behulp van het Finger TPS-systeem. (A) Krachtcurve geregistreerd tijdens manipulatie door het strelen van de rug. (B) Krachtcurve geregistreerd tijdens manipulatie door het knijpen van de wervelkolom (SP). Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figuur 6: Experimenteel tijdspad. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
| Groep | HE-ontsteking score | Collagenoppervlak/Omtrek van het basaalmembraan (μm²/μm) |
| CN | 1.10 ± 0.25 | 2.50 ± 0.43 |
| AS | 2.32 ± 0.50** | 4.23 ± 0.53** |
| AS+SP | 1.66 ± 0.27## | 3.12 ± 0.56*## |
| AS+MP | 1.67 ± 0.31## | 3.12 ± 0.50*## |
| AS+SP+MP | 1.34 ± 0.27## | 3.01 ± 0.33## |
Tabel 1: Longhistopathologische scores. Peribronchiolaire ontsteking werd geëvalueerd met behulp van HE-kleuring, en airway remodeling werd gekwantificeerd als het collageen-positieve areaal genormaliseerd naar de omtrek van het basaalmembraan (µm2/µm). Gegevens zijn weergegeven als gemiddelde ± SD (n = 5 per groep). *P < 0,05 en **P < 0,01 ten opzichte van de CN-groep; #P < 0,05 en ##P < 0,01 ten opzichte van de AS-groep.