Masa ciała jest ważnym wskaźnikiem wzrostu u młodych szczurów. Przed rozpoczęciem leczenia doświadczalnego nie zaobserwowano istotnych różnic w masie ciała pomiędzy pięcioma grupami. Po indukcji modelu astmy, w grupie AS odnotowano istotnie niższą masę ciała niż w grupie CN (P = 0.000; Rysunek 3A). W porównaniu z grupą AS, grupa AS+SP wykazała istotnie większą masę ciała (P = 0.008; Rysunek 3A), podczas gdy w grupie AS+MP nie stwierdzono istotnych różnic (P = 0.975; Rysunek 3A). Podobnie, w grupie AS+SP+MP nie zaobserwowano istotnego wzrostu masy ciała w porównaniu z grupą AS (P = 0.925; Rysunek 3A). Wyniki sugerują, że SP sprzyja przybieraniu na wadze podczas modelowania astmy dziecięcej i leczenia metyloprednizolonem (MP) u młodych szczurów.
Po wyzwaniu OVA szczury w grupie CN nie wykazywały objawów niewydolności oddechowej, takich jak duszność, kichanie, kiwanie głową, oddychanie przez otwarte usta, skurcze mięśni brzucha lub świszczący oddech. W przeciwieństwie do nich, szczury w grupie AS prezentowały typowe objawy astmy dziecięcej, w tym duszność, kichanie, kiwanie głową oraz oddychanie przez otwarte usta. Objawy kliniczne te zostały wyraźnie złagodzone po zastosowaniu SP, MP lub ich łącznego podania.
Aby ocenić przeciwzapalne działanie SP u młodych szczurów z eksperymentalną astmą, tkanki płuc pobrano po głębokiej anestezji uretanem 20% (5 mL/kg, i.p.) zgodnie z wcześniej opisanymi procedurami12. W celu oceny przewlekłego stanu zapalnego dróg oddechowych wykonano barwienie hematoksyliną i eozyną (HE) oraz analizę ekspresji genów prozapalnych, natomiast barwienie Massona zastosowano do oceny przebudowy dróg oddechowych. Nadreaktywność dróg oddechowych (AHR) oceniono za pomocą pletyzmografii całego ciała (WBP) poprzez pomiar wzmocnionej pauzy (Penh).
Zgodnie z rutynowymi procedurami barwienia HE oraz metodą Massona23, przekroje płuc zabarwiono hematoksyliną i eozyną, a następnie oceniono stan zapalny okołubronchiolarny w zmodyfikowanej skali 0–424. W grupie z modelem astmy odnotowano istotnie wyższe wyniki stanu zapalnego niż w grupie CN (P = 0.000). W porównaniu z grupą AS, grupy AS+SP, AS+MP oraz AS+SP+MP wykazały istotnie niższe wyniki stanu zapalnego (odpowiednio P = 0.005, P = 0.006 i P = 0.000), przy czym pomiędzy trzema grupami leczonymi nie stwierdzono istotnych różnic (Rysunek 4A, Tabela 1).
Przebudowę dróg oddechowych oceniono poprzez ilościowe określenie odkładania kolagenu wokół oskrzelików z wykorzystaniem barwienia Massona. Odkładanie kolagenu wyrażono jako obszar pozytywny pod kątem kolagenu znormalizowany do obwodu błony podstawnej (µm2/µm). Grupa AS wykazała istotnie większe odkładanie kolagenu niż grupa CN (P = 0,000). W porównaniu z grupą CN grupy AS+SP i AS+MP wykazały umiarkowanie wyższe odkładanie kolagenu (odpowiednio P = 0,050 i P = 0,051), ale istotnie niższe odkładanie kolagenu niż grupa AS (P = 0,001 dla obu porównań). W grupie AS+SP+MP nie stwierdzono istotnej różnicy w stosunku do grupy CN (P = 0,105), lecz wykazano istotnie zmniejszone odkładanie kolagenu w porównaniu z grupą AS (P = 0,001). Nie zaobserwowano istotnych różnic pomiędzy trzema grupami interwencyjnymi (Rysunek 4B, Tabela 1).
Reprezentatywne krzywe siły uzyskane przy użyciu systemu Finger TPS przedstawiono na Rysunku 5. Podczas szkolenia operatora krzywa siły zarejestrowana podczas ruchu powrotnego (back stroking) pozostawała stabilna na poziomie około 5 N (Rysunek 5A), natomiast krzywa siły zarejestrowana podczas SP wykazywała powtarzające się piki siły odpowiadające manipulacji szczypaniem, przy czym siła przyłożona była utrzymywana w zdefiniowanym zakresie docelowym (Rysunek 5B). Profile siły te obrazują standaryzowane charakterystyki siły stosowane podczas szkolenia operatora.
Całkowity harmonogram eksperymentu przedstawiono na Rysunku 6. Po 7-dniowym okresie aklimatyzacji przeprowadzono uczulanie OVA zgodnie z określonym schematem, a następnie powtarzano ekspozycję na OVA. SP podawano grupom AS+SP oraz AS+SP+MP w wyznaczonym okresie interwencji, natomiast metyloprednizolon podawano przed ekspozycją na OVA w odpowiednich grupach terapeutycznych. Ocenę WBP oraz pobranie tkanek przeprowadzono po ostatniej ekspozycji (Rysunek 6).
Pletyzmografia całego ciała jest powszechnie stosowana do oceny Penh u świadomych, nieskrępowanych gryzoni, bez powodowania znacznych obrażeń lub stresu25. Chociaż Penh jest pośrednim wskaźnikiem zależnym od czasu trwania cyklu oddechowego i czynników środowiskowych, bezpośredni pomiar oporu dróg oddechowych wymaga znieczulenia i tracheostomii, co może zmienić fizjologię dróg oddechowych26. Mimo to wykazano, że Penh koreluje z inwazyjnymi pomiarami oporu płuc27. Dwadzieścia cztery godziny po ostatniej ekspozycji na OVA szczury umieszczono w komorach bez ograniczeń i poddano sekwencyjnie działaniu aerozolu PBS, a następnie acetylocholiny (Ach) w stężeniach 3,125, 6,25, 12,5, 25 i 50 mg/mL. Każda ekspozycja na aerozol trwała 2 min, po czym następował 5-minutowy okres rejestracji28. Grupa AS wykazywała znacznie wyższe wartości Penh niż grupa CN, natomiast leczenie SP, MP lub ich łączna aplikacja znacząco obniżyły wartości Penh (P = 0,005; Rysunek 3B). Wynik ten wskazał, że SP poprawiło funkcję oddechową u szczurów z astmą, co wymaga dalszej walidacji w połączeniu z bezpośrednimi pomiarami oporu dróg oddechowych (Raw).
Interleukina-4 (IL-4) inicjuje zapalenie eozynofilowe zależne od Th2, natomiast czynnik martwicy nowotworu-α (TNF-α) przyczynia się do AHR i przebudowy dróg oddechowych; oba te czynniki odgrywają kluczową rolę w patogenezie astmy u dzieci29. Aby dalej ocenić stan zapalny dróg oddechowych, poziomy ekspresji IL-4 i TNF-α w tkankach płuc określono za pomocą ilościowej reakcji polimerazy w łańcuchu z odwrotną transkrypcją (qRT-PCR). W porównaniu z grupą CN, w grupie AS odnotowano znacznie zwiększoną ekspresję IL-4 i TNF-α (P = 0,000 i P = 0,000 odpowiednio; Rysunek 3C,D). Ekspresja obu cytokin była znacznie obniżona po leczeniu SP lub MP, a połączenie SP i MP doprowadziło do największej redukcji (P = 0,001 i P = 0,000 odpowiednio; Rysunek 3C,D).

Rysunek 1: Szczegółowa procedura manipulacji polegającej na uciskaniu kręgosłupa (SP) u szczurów. (A) Utrzymaj szczura w pozycji brzusznej na dłoni operatora. (B) Uszczypnij skórę u nasady ogona. (C) Podnieś uszczypniętą skórę. (D) Obróć palce i przesuń je w kierunku kranialnym wzdłuż kręgosłupa w stronę punktu Dazhui (GV14). Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.

Rycina 2: Schematyczny rysunek naczynia zarządzającego (GV), południka pęcherza moczowego (BL) oraz punktu Dazhui (GV14) u szczurów. Diagram przedstawia lokalizację anatomiczną GV, południka BL oraz punktu Dazhui (GV14), które stanowią miejsca docelowe dla manipulacji polegającej na uciskaniu kręgosłupa. Proszę kliknąć tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Rysunek 3: Wpływ manipulacji polegającej na uciskaniu kolca na masę ciała, nadreaktywność dróg oddechowych oraz czynniki zapalne w płucach u młodych szczurów. (A) Porównanie masy ciała w grupach eksperymentalnych. (B) Porównanie wartości wzmocnionej pauzy (Penh). (C) Względna ekspresja genu interleukiny-4 (IL-4) w tkance płucnej. (D) Względna ekspresja genu czynnika martwicy nowotworu-α (TNF-α) w tkance płucnej. Dane przedstawiono jako średnia ± SD. *P < 0.05 oraz **P < 0.01 w stosunku do grupy CN; #P < 0.05 oraz ##P < 0.01 w stosunku do grupy AS. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.

Rycina 4: Reprezentatywne zmiany histopatologiczne w tkance płuc. (A) Barwienie hematoksyliną i eozyną (HE) wykazujące zapalenie okołubronchialne. (B) Barwienie trichromem Massona wykazujące odkładanie kolagenu i przebudowę dróg oddechowych. Obrazy uzyskano przy powiększeniu 200×. Paski skali = 100 µm. Proszę kliknąć tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Rysunek 5: Reprezentatywne krzywe siły zarejestrowane podczas manipulacji polegającej na uszczypnięciu kręgosłupa z wykorzystaniem systemu Finger TPS. (A) Krzywa siły zarejestrowana podczas manipulacji polegającej na głaskaniu pleców. (B) Krzywa siły zarejestrowana podczas manipulacji polegającej na uszczypnięciu kręgosłupa (SP). Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.

Rycina 6: Harmonogram eksperymentu. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.
| Grupa | Ocena stanu zapalnego w barwieniu HE | Powierzchnia kolagenu/obwód błony podstawnej (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## |
Tabela 1: Wyniki oceny histopatologicznej płuc. Stan zapalny okołubronchialny oceniano przy użyciu barwienia HE, a przebudowę dróg oddechowych określono jako obszar pozytywny pod kątem kolagenu znormalizowany względem obwodu błony podstawnej (µm2/µm). Dane przedstawiono jako średnią ± SD (n = 5 na grupę). *P < 0,05 i **P < 0,01 w stosunku do grupy CN; #P < 0,05 i ##P < 0,01 w stosunku do grupy AS.