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瘙痒是一种引起搔抓欲望的不愉快的皮肤感觉;其既是一种生理性自我保护机制,又是许多皮肤病和一些系统性疾病的主要症状。瘙痒可由机械性和热刺激直接激发或通过化学介质间接引起,还可不依赖于外周刺激而在中枢神经系统中产生。虽然动物瘙痒模型的建立和瘙痒感觉(至少是组胺诱导瘙痒)传导通路的发现是近10年来在瘙痒研究中的两个重大发现,但瘙痒的神经生理学和病理机制尚未完全阐明。
啮齿动物肥大细胞主要含有5-羟色胺(5-HT),组胺含量很少。组胺、5-HT、P物质、白三烯B4和血小板激活因子等致痒介质均可诱发动物的搔抓行为。虽然一直认为组胺是人类瘙痒的主要介质,但抗组胺药物对一些系统性疾病(如胆汁淤积性肝病)或皮肤病(如银屑病、过敏性皮炎、特应性皮炎)伴发的瘙痒常无明显疗效。皮内注射组胺仅引起几种品系小鼠的搔抓行为,而对大鼠几乎无作用。5-HT在真性红细胞增多症和胆汁淤积性瘙痒中起重要作用,但皮内注射5-HT仅导致人类轻微瘙痒。由于皮内注射5-HT可使大、小鼠出现明显的搔抓行为,故5-HT可能是啮齿动物的主要致痒剂,目前已被广泛用于啮齿动物瘙痒模型的建立。由于瘙痒是一种主观感觉,很难确定动物的搔抓行为是因瘙痒、疼痛或其它感觉所致,但这个问题却是动物瘙痒研究的关键。尽管目前的资料显示针对致痒剂处置部位的后肢搔抓行为可作为瘙痒研究的可靠模型,一定时间内的搔抓总次数是反应瘙痒有关搔抓行为的良好指标,但5-HT诱导啮齿动物搔抓的发生机制目前尚不清楚。一些研究显示5-HT诱发的搔抓反应可能通过组胺非依赖机制产生,至少部分是通过皮肤中的5-HT2受体介导的:5-HT3受体在慢性瘙痒性疾病中上调,但其不参与急性瘙痒的发生。
中医针刺治病已有3000年历史,其对疼痛、抑郁、焦虑、药物成瘾、脑血管意外及其后遗症、胃肠道疾病等均有较好的疗效。同样,针刺或电针可明显减轻组胺诱导的人类皮肤瘙痒,其对银屑病、老年瘙痒症、尿毒症伴发的瘙痒亦有良好疗效。虽然针刺镇痛的机制在国内外已进行了广泛探索,但有关针刺止痒机制的研究少见。
研究目的
1.比较皮内注射5-HT和福尔马林诱发的大鼠搔抓反应及其在吗啡处理后的变化,建立合适的大鼠瘙痒模型。
2.确定颈背部瘙痒信号的背根神经节(DRG)传入部位。
3.观察电针对麻醉或未麻醉大鼠瘙痒反应的影响,探讨穴位电针对5-HT诱导大鼠瘙痒模型的止痒效果及大鼠电针实验在麻醉状态下实施的可能性。
4.观察5-HT诱导大鼠瘙痒模型脊髓和DRG中5-HT2A、5-HT3受体表达及其在曲池与合谷穴电针后的变化,探讨这二种受体在大鼠瘙痒发生机制和电针止痒机制中的作用。
研究方法
1.吗啡对5-HT、福尔马林诱发大鼠搔抓行为的影响
40只SD大鼠随机等分为5组,分别于颈背部皮内注射生理盐水、0.5%5-HT、1%5-HT、2%5-HT和5%福尔马林10μl,拔针后将大鼠迅速放回观察笼并摄像1 h。5天后,各组大鼠先予以吗啡(5mg/kg)腹腔注射,30 min后行上述物质皮内注射和行为反应观察。根据录像回放由不知情人员进行搔抓次数的统计。
2.大鼠瘙痒模型中瘙痒信号初级传入通路的追踪观察
14只SD大鼠随机分为生理盐水组(n=6)和模型组(n=8),分别于其颈背部皮内注射10μl生理盐水和2%5-HT溶液。1周后,每组随机挑选2只大鼠行颈背部皮内注射辣根过氧化物酶(HRP),再用神经束路追踪术(TMB法)观察大鼠C2~C5 DRG内HRP阳性细胞的分布。
3.电针对5-HT诱导大鼠瘙痒反应的影响
18只SD大鼠随机分为生理盐水组(nl=9)和模型组(n=9),分别在颈背部皮内注射生理盐水和2%5-羟色胺(5-HT)10μl。另取72只SD大鼠随机分成3组:①麻醉后模型组(PAM组,n=18):腹腔注射戊巴比妥钠(40mg/kg)麻醉后2.5 h注射5-HT;②电针组(EA组,n=36):麻醉后90-min电针刺激单侧曲池与合谷穴(EAI组,n=18)或足三里与三阴交穴(EAⅡ组,n=18)40-min,大鼠完全清醒后注射5-HT;③伪电针组(SEA组,n=18):非穴位处取穴,余同电针组。拍摄大鼠用药后1 h内的搔抓行为,根据录像回放计数针对注射部位的搔抓次数。
4.电针对5-HT诱导大鼠瘙痒模型脊髓和背根神经节中5-HT2A、5-HT3受体表达的影响
24只SD大鼠随机分为3组:生理盐水组、模型组分别在颈背部皮内注射生理盐水或2%5-HT10μl;电针组在麻醉后90 min电针刺激单侧曲池与合谷穴40min,大鼠完全清醒后皮内注射2%5-HT10μl。5-HT注射后2 h行主动脉插管灌流,取出C3节段脊髓和双侧DRG,行5-HT2A、5-HT3受体免疫组织化学染色。
45只SD大鼠随机分为生理盐水组、模型组、电针组,每组15只,处理方法同上;各组大鼠分别于5-HT注射后12min、45min、2h行断头处死,C3~C5节段脊髓及双侧DRG行5-HT2A、5-HT3受体实时PCR测定。
研究结果
1.5-HT和福尔马林诱发的大鼠搔抓反应及其在吗啡处理后的变化
皮内注射5-HT可使大鼠出现对注射处及其邻近部位的明显搔抓,1%5-HT、2%5-HT组大鼠在1 h内搔抓次数明显多于生理盐水组(P<0.01);这种双相搔抓反应一般在用药后约2 min开始,约在10 min和35~40 min时出现二个搔抓高峰。福尔马林组大鼠的搔抓次数虽明显增多,但其与生理盐水组的差异无统计学意义(P>0.05)。吗啡预处理使福尔马林组大鼠的搔抓次数明显减少(P<0.01),但其对5-HT组无明显影响(P>0.05)。
2.神经束路追踪结果
皮内注射2%5-HT可使大鼠出现针对注射处及其邻近部位的搔抓,1 h内搔抓次数明显多于生理盐水组(P<0.001)。DRG中HRP阳性细胞呈散在分布,C3 DRG中阳性细胞最多见,C4者较少,而C2、C5者缺乏。
3.电针对大鼠瘙痒反应的影响
模型组和PAM组大鼠的搔抓次数明显高于生理盐水组(P<0.01),但二者之间的差异无显著性(P>0.05)。EAⅠ组大鼠的搔抓次数比模型组和PAM组明显减少(P<0.05),但其仍明显高于生理盐水组(p<0.05);虽然EAⅡ组大鼠的搔抓次数明显减少,但其与模型组和PAM组的差异无显著性(P>0.05)。伪电针组大鼠的搔抓次数与模型组、PAM组和EAⅡ组的差异无显著性(P>0.05),但其明显高于EAI组(P<0.05)。
4.大鼠瘙痒模型脊髓和DRG中5-HT2A、5-HT3受体表达及穴位电针的影响
模型组大鼠DRG中5-HT2A受体mRNA和蛋白表达明显高于生理盐水组和电针组(P<0.05),但5-HT3受体mRNA和蛋白表达却无明显改变(P>0.05)。模型组大鼠脊髓中5-HT2A受体mRNA和蛋白表达明显高于生理盐水组和电针组(P<0.05);尽管脊髓中5-HT3受体mRNA表达在三组之间的差异均有统计学意义(P<0.05),但电针组中5-HT3受体蛋白表达并无明显变化(P>0.05)。
结论
1.5-HT所致的大鼠搔抓反应与瘙痒有关,通过颈背部皮内注射10μl2%5-HT可建立合适的大鼠瘙痒模型。
2.大鼠颈背部中线区域的瘙痒信号主要通过C3 DRG传入脊髓。
3.单次曲池与合谷穴电针可明显抑制5-HT诱导的大鼠搔抓反应,穴位的选择是影响针效的重要因素。
4.麻醉对5-HT诱导的大鼠搔抓反应无明显影响,提示大鼠电针实验时可在麻醉状态下进行操作。
5.5-HT诱导大鼠搔抓行为可能至少部分通过DRG中5-HT2A受体激活而起作用,而DRG中5HT3受体可能不参与这种搔抓行为的产生。
6.大鼠脊髓中5-HT2A和5-HT3受体在5-HT诱导的瘙痒信息传递中起重要作用。
7.曲池、合谷穴电针刺激既可影响5-HT诱导大鼠瘙痒模型DRG中5-HT2A受体表达,又可调制脊髓内5-HT2A和5-HT3受体表达。