付寶軍,姜靜靜,黃玉瓊,林宗航,李 恒
(廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第六醫(yī)院·清遠(yuǎn)市人民醫(yī)院 麻醉科,廣東 廣州511518)
隨著我國(guó)惡性腫瘤發(fā)病率的逐年增高,抗腫瘤藥物在臨床藥物治療中扮演著越來越重要的角色,但是這些藥物引起的近期和遠(yuǎn)期毒副作用也在不斷增加,其中化療藥物如長(zhǎng)春堿類、鉑類及紫杉醇類等引起的神經(jīng)病理性疼痛(Neuropathic pain NP)是極其常見的不良反應(yīng)之一。化療誘導(dǎo)的神經(jīng)病理性疼痛(Chemotherapy-induced Neuropathic Pain,CINP)可表現(xiàn)為痛覺超敏(allodynia)和痛覺過敏(hyperalgesia)[1]。目前,由于CINP的機(jī)制尚不明確,國(guó)內(nèi)外均尚未發(fā)現(xiàn)有效的治療藥物。近年來研究發(fā)現(xiàn),膠質(zhì)細(xì)胞活化在CINP發(fā)生和發(fā)展中發(fā)揮重要作用,激活的膠質(zhì)細(xì)胞繼而促進(jìn)TNF-α、IL-6等炎性因子的產(chǎn)生和釋放,這些促炎因子增強(qiáng)神經(jīng)元的敏感性,誘發(fā)神經(jīng)病理性疼痛[2,3]。丹參酮IIA(Tanshinone IIA)是從傳統(tǒng)中藥丹參中提取的脂溶性成分之一,是近年來國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)中藥單體中研究較多、最為穩(wěn)定、且有明確的分子結(jié)構(gòu)的有效活性成分,最近研究發(fā)現(xiàn)丹參酮有明顯鎮(zhèn)痛效應(yīng)[4,5],并且丹參酮IIA通過抑制免疫反應(yīng)和膠質(zhì)細(xì)胞活化提高脊神經(jīng)結(jié)扎大鼠機(jī)械縮足反射閾值和延長(zhǎng)熱縮足反射潛伏期[6]。基于以上證據(jù),本研究采用化療誘導(dǎo)的神經(jīng)病理性疼痛模型,探討丹參酮 IIA對(duì)化療痛維持期的抑制作用及其作用機(jī)制。
1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及試劑實(shí)驗(yàn)采用SPF級(jí)健康Sprague-Dawley大鼠,由廣州醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供[(動(dòng)物生產(chǎn)許可證號(hào):SCXK(粵)2014-0012)]。所有實(shí)驗(yàn)操作程序均經(jīng)廣州醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物福利與應(yīng)用委員會(huì)批準(zhǔn),遵守國(guó)際衛(wèi)生學(xué)會(huì)《實(shí)驗(yàn)動(dòng)物福利和應(yīng)用指南》??笹FAP和OX42抗體購(gòu)于美國(guó)Abcam公司,抗β-actin抗體購(gòu)于谷歌生物科技有限公司,TNF-α、IL-6ELISA試劑盒購(gòu)于武漢博士德生物科技有限公司,注射用硫酸長(zhǎng)春新堿購(gòu)于浙江海正藥業(yè)股份有限公司,Tanshinone IIA注射液購(gòu)于江西國(guó)藥有限公司。
1.2 長(zhǎng)春新堿動(dòng)物模型的制備及給藥方法證實(shí)成功誘導(dǎo)化療痛Sprague-Dawley大鼠50只,按隨機(jī)數(shù)字表法分為5組:對(duì)照組(Control)、化療痛組(CINP)、Tanshinone IIA 10 mg/kg組(CINP+Tan10)、Tanshinone IIA 20 mg/kg 組(CINP+Tan20)、Tanshinone IIA 50 mg/kg組(CINP+Tan500),每組10只。大鼠進(jìn)行隔日腹腔注射125 μg/kg長(zhǎng)春新堿(共計(jì)7次),第1次注射長(zhǎng)春新堿當(dāng)天視為1 d,于第7天通過檢測(cè)MWT和TWL變化確定化療藥物誘導(dǎo)的神經(jīng)病理性疼痛模型(對(duì)照組大鼠除外)建立是否成功。從第8天開始連續(xù)7天采用不同劑量的Tanshinone IIA治療大鼠。對(duì)照組和化療痛組用生理鹽水(腹腔注射劑量5 ml/kg)作為對(duì)照。給藥前、給藥后1、7、10、14天用von frey測(cè)痛儀和熱刺痛儀分別測(cè)定大鼠MWT和TWL;給藥后14天Western Blot方法檢測(cè)GFAP蛋白和OX42蛋白表達(dá);ELISA檢測(cè)脊髓TNF-α、IL-6濃度變化。
1.3 MWT的測(cè)定用von Frey纖維絲以u(píng)p-down法推算50%縮足閾值[7]:將一有機(jī)玻璃箱(22 cm×12 cm×22 cm)置于金屬篩網(wǎng)上,待大鼠在有機(jī)玻璃箱中適應(yīng)15 min后,用von Frey纖維絲垂直刺激大鼠后肢足底中部,持續(xù)時(shí)間≤4 s,大鼠出現(xiàn)抬足或舔足行為視為陽(yáng)性反應(yīng),否則為陰性反應(yīng)。測(cè)定首先從2 g開始,當(dāng)該力度的刺激不能引起陽(yáng)性反應(yīng),則給予相鄰大一級(jí)力度的刺激;如出現(xiàn)陽(yáng)性反應(yīng)則給予相鄰小一級(jí)力度的刺激,如此連續(xù)進(jìn)行,直至出現(xiàn)第一次陽(yáng)性和陰性反應(yīng)的騎跨,再連續(xù)測(cè)定4次。最大力度為15 g,大于此值時(shí)記為15 g。每次刺激間隔30 s。
1.4 TWL的測(cè)定將有機(jī)玻璃箱置于3 mm厚的玻璃板上,按Hargreaves法[8]用熱痛刺激儀照射大鼠足底。照射開始至大鼠出現(xiàn)抬腿回避時(shí)為TWL。自動(dòng)切斷時(shí)間為20 s,以防止組織損傷。熱刺激強(qiáng)度在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中維持一致。每只動(dòng)物測(cè)定5次,每次間隔3 min,取后3次平均值為大鼠TWL值[9]。
1.5 Western Blot檢測(cè)烏拉坦麻醉,斷頭處死大鼠,冰上取出脊髓腰膨大部位,加入裂解液進(jìn)行勻漿,4℃下12 000 rpm離心5 min,并進(jìn)行BCA蛋白定量。配置12%的分離膠和5%的濃縮膠,濃縮膠電泳條件為80伏恒壓,分離膠電泳條件為120伏恒壓,當(dāng)溴酚藍(lán)染料前端電泳至分離膠末端處時(shí)即停止電泳,轉(zhuǎn)膜后5%脫脂奶粉封閉2 h,加入-Actin(兔抗大鼠,1∶2 000),P38MAPK(小鼠抗大鼠,1∶1 000),GFAP (小鼠抗大鼠,1:500),OX42 (兔抗大鼠,1∶500),4℃9陣育 過夜后TBST洗膜3次,每次10 min。加入HRP標(biāo)記的山羊抗兔IgG(1∶3000),HRP標(biāo)記的山羊抗小鼠IgG(1∶2 000)室溫孵育2 h后TBST洗膜4次,每次10 min。ECL反應(yīng)、顯、定影后使用圖像分析系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。
1.6 ELISA檢測(cè)脊髓TNF-α、IL-6濃度變化大鼠深麻醉(大鼠腹腔注射1%戊巴比妥鈉40 mg/kg)后,在冰上迅速取出脊髓腰膨大段(L4-5),按按組織凈重(g):稀釋液體積(mL)=1∶9的比例加入預(yù)冷的生理鹽水。勻漿后于4℃,3500 r/min下離心10 min(離心半徑5 cm),提取上清液并在80℃保存。按試劑盒說明書檢測(cè)蛋白并繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,計(jì)算出樣品濃度。
2.1 Tanshinone IIA對(duì)大鼠運(yùn)動(dòng)行為的影響
Tanshinone IIA(10 mg/kg、20 mg/kg、50 mg/kg)連續(xù)腹腔注射4天對(duì)正常大鼠運(yùn)動(dòng)行為無影響。結(jié)果見圖1。
2.2 Tanshinone IIA對(duì)化療痛維持期大鼠MWT的影響
給藥前各組大鼠的MWT差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。與對(duì)照組相比,腹腔注射長(zhǎng)春新堿4次后(7天),大鼠MWT均顯著性降低(P<0.001),并且一直持續(xù)到本實(shí)驗(yàn)觀察時(shí)間點(diǎn)14天,提示長(zhǎng)春新堿誘導(dǎo)化療痛大鼠模型成功。與化療痛組相比較,應(yīng)用Tanshinone IIA劑量組(20 mg/kg、50 mg/kg)治療3、7天,大鼠MWT明顯升高(P<0.01,P<0.001),并且兩個(gè)劑量組之間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),而Tanshinone 10 mg/kg組有升高趨勢(shì),但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)表明Tanshinone IIA能減輕化療痛維持期大鼠的機(jī)械痛覺過敏,結(jié)果見圖2。
圖1 丹參酮IIA對(duì)正常大鼠運(yùn)動(dòng)行為的影響
The score of each group was normalizd as the precentage of the baseline value(n=4/goup).Control,normal rats;Tan10,normal rats treated with tanshinone IIA 10mg/kg;Tan20,normal rats treated with tanshinone IIA 20 mg/kg;Tan50,normal rats treated with tanshinone IIA 50 mg/kg.
圖2 丹參酮IIA對(duì)長(zhǎng)春新堿誘導(dǎo)的神經(jīng)病理性疼痛大鼠機(jī)械縮足反射閾值的影響
###P<0.001 compared with CINP group;*P<0.05 and**P<0.01 compared with CINP+Tan20 group.Control,normal rats;CINP,vincristine-induced neuropathic pain rats treated with vehicle;CINP+Tan10,Vincristine-induced neuropathic pain rats treated with tanshinone IIA 10mg/kg;CINP+Tan20,Vincristine-induced neuropathic pain rats treated with tanshinone IIA 20mg/kg;CINP+Tan50,Vincristine-induced neuropathic pain rats treated with tanshinone IIA 50 mg/kg.
2.3 Tanshinone IIA對(duì)化療大鼠維持期TWL的影響
給藥前各組大鼠的TWL差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。與對(duì)照組相比,腹腔注射長(zhǎng)春新堿4次后(7天),大鼠MWT均顯著性降低(P<0.001),并且一直持續(xù)到本實(shí)驗(yàn)觀察時(shí)間點(diǎn)14天,提示長(zhǎng)春新堿誘導(dǎo)化療痛大鼠模型成功。與化療痛組相比較,應(yīng)用Tanshinone IIA劑量組(20 mg/kg、50 mg/kg)治療3、7天,大鼠TWL明顯升高(P<0.01,P<0.001),并且兩個(gè)劑量組之間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),但Tanshinone10 mg/kg組有升高趨勢(shì),但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。提示Tanshinone IIA可以減輕化療痛維持期大鼠的熱痛覺過敏。結(jié)果見圖3。
圖3 丹參酮IIA對(duì)長(zhǎng)春新堿誘導(dǎo)的神經(jīng)病理性疼痛大鼠熱縮足反射潛伏期的影響
###P<0.001 compared with CINP group;*P<0.05 and**P<0.01 compared with CINP+Tan20 group.Control,normal rats;CINP,vincristine-induced neuropathic pain rats treated with vehicle;CINP+Tan10,Vincristine-induced neuropathic pain rats treated with tanshinone IIA 10 mg/kg;CINP+Tan20,Vincristine-induced neuropathic pain rats treated with tanshinone IIA 20 mg/kg;CINP+Tan50,Vincristine-induced neuropathic pain rats treated with tanshinone IIA 50 mg/kg.
2.4 Tanshinone IIA對(duì)化療痛維持期大鼠脊髓GFAP蛋白表達(dá)的影響
Western Blot結(jié)果顯示:與對(duì)照組相比,腹腔注射長(zhǎng)春新堿7次(14天)化療痛組大鼠脊髓GFAP表達(dá)顯著升高(P<0.01),與化療痛組相比,Tanshinone IIA 50 mg/kg組和Tanshinone IIA 20 mg/kg組大鼠脊髓GFAP表達(dá)則明顯降低(P<0.05,P<0.01),且Tanshinone IIA 50 mg/kg組和Tanshinone IIA 20 mg/kg兩組之間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),Tanshinone IIA 10 mg/kg組雖有降低趨勢(shì),但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,提示Tanshinone IIA可以抑制化療痛維持期大鼠脊髓GFAP的表達(dá)。結(jié)果見圖4。
2.5 Tanshinone IIA對(duì)化療痛維持期大鼠脊髓OX42蛋白表達(dá)的影響
Western Blot結(jié)果顯示:與對(duì)照組相比,腹腔注射長(zhǎng)春新堿7次(14天)后化療痛組、Tanshinone IIA 10 mg/kg組、Tanshinone IIA 20 mg/kg組、Tanshinone IIA 50 mg/kg組大鼠脊髓OX42蛋白表達(dá)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。提示Tanshinone IIA不能抑制化療痛維持期大鼠脊髓OX42蛋白的表達(dá)或者提示化療痛組大鼠脊髓OX42蛋白表達(dá)與基礎(chǔ)值相當(dāng),結(jié)果見圖5。
圖4 丹參酮IIA對(duì)長(zhǎng)春新堿誘導(dǎo)的神經(jīng)病理性疼痛大鼠脊髓GFAP表達(dá)的影響
#P<0.05 and##P<0.001 compared with CINP group;**P<0.01 compared with Control group.Control,normal rats;CINP,vincristine-induced neuropathic pain rats treated with vehicle;CINP+Tan10,Vincristine-induced neuropathic pain rats treated with tanshinone IIA 10 mg/kg;CINP+Tan20,Vincristine-induced neuropathic pain rats treated with tanshinone IIA 20 mg/kg;CINP+Tan50,Vincristine-induced neuropathic pain rats treated with tanshinone IIA 50 mg/kg.
圖5 丹參酮IIA對(duì)長(zhǎng)春新堿誘導(dǎo)的神經(jīng)病理性疼痛大鼠脊髓OX42表達(dá)的影響
Control,normal rats;CINP,vincristine-induced neuropathic pain rats treated with vehicle;CINP+Tan10,Vincristine-induced neuropathic pain rats treated with tanshinone IIA 10mg/kg;CINP+Tan20,Vincristine-induced neuropathic pain rats treated with tanshinone IIA 20 mg/kg;CINP+Tan50,Vincristine-induced neuropathic pain rats treated with tanshinone IIA 50 mg/kg.
2.6 Tanshinone IIA對(duì)化療痛維持期大鼠脊髓TNF-α、IL-6蛋白表達(dá)的影響
ELISA結(jié)果顯示:與對(duì)照組相比,腹腔注射長(zhǎng)春新堿7次(14天)后化療痛組大鼠脊髓TNF-α、IL-6表達(dá)顯著升高(P<0.01),與化療痛組相比,Tanshinone IIA 50 mg/kg組和Tanshinone IIA 20 mg/kg組大鼠脊髓TNF-α、IL-6表達(dá)明顯降低(P<0.05,P<0.01),Tanshinone IIA 10 mg/kg組有降低趨勢(shì),但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。提示Tanshinone IIA可以抑制化療痛維持期大鼠脊髓TNF-α、IL-6的表達(dá)。結(jié)果見圖6,圖7。
圖6 丹參酮IIA對(duì)長(zhǎng)春新堿誘導(dǎo)的神經(jīng)病理性疼痛大鼠脊髓TNF-α表達(dá)的影響
##P<0.01 compared with CINP group;*P<0.05 and**P<0.01 compared with Control group(n=5/group).Control,normal rats;CINP,vincristine-induced neuropathic pain rats treated with vehicle;CINP+Tan10,Vincristine-induced neuropathic pain rats treated with tanshinone IIA 10mg/kg;CINP+Tan20,Vincristine-induced neuropathic pain rats treated with tanshinone IIA 20 mg/kg;CINP+Tan50,Vincristine-induced neuropathic pain rats treated with tanshinone IIA 50 mg/kg.
化療藥物誘導(dǎo)的神經(jīng)病理性疼痛其機(jī)制至今仍不完全清楚,因此缺乏有效治療手段。盡管如此,藥物治療在治療手段中占有很大比重,目前,已嘗試的治療藥物主要有:阿片類藥物嗎啡、局部治療藥物5%利多卡因貼劑、抗驚癲癇藥加巴噴丁和三環(huán)類抗抑郁藥阿米替林。
阿片類藥物鎮(zhèn)痛藥強(qiáng),但由于其依賴性和戒斷性、惡心嘔吐和呼吸抑制等副作用限制在化療藥物誘導(dǎo)的神經(jīng)病理性疼痛患者中應(yīng)用[10];5%利多卡因貼劑其局限性為應(yīng)用于定位比較明顯的神經(jīng)病理性疼痛[11];抗癲癇藥物加巴噴丁治療化療誘導(dǎo)的神經(jīng)病理性疼痛患者研究結(jié)果有很大分歧[12-14],因此此類藥物用于化療誘導(dǎo)的神經(jīng)病理性疼痛的治療仍需進(jìn)一步探討;三環(huán)類抗抑郁藥阿米替林可減輕糖尿病性神經(jīng)病理性疼痛因其心臟毒性患者無法耐受。因此,迫切開發(fā)和尋找新的藥物治療化療藥物誘導(dǎo)的神經(jīng)病理性疼痛藥物具用重大意義。
圖7 丹參酮IIA對(duì)長(zhǎng)春新堿誘導(dǎo)的神經(jīng)病理性疼痛大鼠脊髓IL-6 表達(dá)的影響
#P<0.05 and##P<0.01 compared with CINP group;*P<0.05 compared with Control group(n=5/group).Control,normal rats;CINP,vincristine-induced neuropathic pain rats treated with vehicle;CINP+Tan10,Vincristine-induced neuropathic pain rats treated with tanshinone IIA 10 mg/kg;CINP+Tan20,Vincristine-induced neuropathic pain rats treated with tanshinone IIA 20 mg/kg;CINP+Tan50,Vincristine-induced neuropathic pain rats treated with tanshinone IIA 50 mg/kg.
丹參酮IIA是丹參酮(是中藥丹參根的脂溶性成分)中含量最高,活性最為穩(wěn)定的成份,分子結(jié)構(gòu)明確有抗氧化和抗炎作用,并且對(duì)心腦血管疾病、腫瘤等疾病有潛在治療作用。丹參酮IIA的鎮(zhèn)痛作用已在脊神經(jīng)結(jié)扎模型、糖尿病神經(jīng)病理痛模型、骨癌痛模型中得到證實(shí),但在化療誘導(dǎo)的神經(jīng)病理性疼痛中應(yīng)用還未見報(bào)道,本研究行為學(xué)顯示:腹腔注射長(zhǎng)春新堿4次后,證實(shí)穩(wěn)定化療痛模型制作成功,在繼續(xù)使用長(zhǎng)春新堿的同時(shí),加用丹參酮IIA治療,連續(xù)給藥7天后,大鼠的熱痛閾值和機(jī)械痛閾值明顯提高,我們初步證實(shí):丹參酮IIA在化療誘導(dǎo)的神經(jīng)病理性疼痛中發(fā)揮重要作用;并且發(fā)現(xiàn)連續(xù)丹參酮IIA治療7天,不僅產(chǎn)生穩(wěn)定的抗痛敏效應(yīng),同時(shí)尚未發(fā)生類似阿片類藥物長(zhǎng)期治療產(chǎn)生的鎮(zhèn)痛耐受。最近研究顯示:丹參酮IIA通過抑制膠質(zhì)細(xì)胞活化和免疫反應(yīng),削弱脊神經(jīng)結(jié)扎大鼠機(jī)械痛敏和熱痛敏,但是丹參酮IIA是否通過抑制膠質(zhì)細(xì)胞活化在化療誘導(dǎo)的神經(jīng)病理性疼痛模型中發(fā)揮抗痛敏效應(yīng)?Westem blotting結(jié)果顯示:在丹參酮IIA治療7天后,化療痛大鼠脊髓星型膠質(zhì)細(xì)胞標(biāo)志物GFAP蛋白表達(dá)顯著升高,小膠質(zhì)細(xì)胞標(biāo)志物OX42蛋白表達(dá)在不同組之間變化一致;而丹參酮IIA各劑量組大鼠脊髓GFAP蛋白表達(dá)明顯少于化療痛組。已有研究表明:小膠質(zhì)細(xì)胞激活在神經(jīng)病性疼痛的形成期發(fā)揮作用;而星型膠質(zhì)細(xì)胞激活在在神經(jīng)病性疼痛的維持期發(fā)揮作用,本研究時(shí)間段恰恰是長(zhǎng)春新堿誘導(dǎo)的神經(jīng)病理性疼痛的維持期,因此,很可能在本實(shí)驗(yàn)?zāi)P椭校覀冄芯繒r(shí)間段小膠質(zhì)細(xì)胞沒有被激活,星型膠質(zhì)細(xì)胞激活占主導(dǎo),導(dǎo)致對(duì)照組、化療痛組、Tanshinone IIA 10 mg/kg組、Tanshinone IIA 20 mg/kg組、Tanshinone IIA 50 mg/kg組大鼠脊髓OX42蛋白表達(dá)差異相當(dāng),但長(zhǎng)春新堿誘導(dǎo)的神經(jīng)病理性疼痛的形成期是否小膠質(zhì)細(xì)胞被激活占優(yōu)勢(shì)還有待于實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)。
膠質(zhì)細(xì)胞的激活促進(jìn)炎癥因子TNF-α、IL-6等的合成和釋放,產(chǎn)生的促炎癥因子可參與興奮性氨基酸或其受體的調(diào)控,同時(shí)促炎癥因子還可介導(dǎo)神經(jīng)突觸信號(hào)傳遞及影響神經(jīng)纖維的電位時(shí)程,參與中樞敏化的形成。ELISA結(jié)果顯示,在使用丹參酮IIA治療7天后,化療痛組大鼠脊髓TNF-α、IL-6表達(dá)顯著升高,丹參酮IIA各劑量組脊髓TNF-α、IL-6蛋白表達(dá)明顯少于模型組,以上結(jié)合ELISA、Westem blotting結(jié)果推測(cè):化療痛組大鼠脊髓TNF-α、IL-6表達(dá)顯著升高可能由激活星型膠質(zhì)細(xì)胞合成和釋放TNF-α、IL-6增加,介導(dǎo)長(zhǎng)春新堿誘導(dǎo)的痛敏形成,而Tanshinone IIA作用的靶點(diǎn)恰恰是激活星型膠質(zhì)細(xì)胞,抑制TNF-α、IL-6合成和釋放,產(chǎn)生抗痛敏效應(yīng)。但Tanshinone IIA是否通過抑制TNF-α、IL-6影響神經(jīng)突觸信號(hào)傳遞及神經(jīng)纖維的電位時(shí)程來發(fā)揮抗痛敏效應(yīng),還有待于實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)。
總之,在本實(shí)驗(yàn)條件下,丹參酮IIA能夠抑制長(zhǎng)春新堿誘導(dǎo)的神經(jīng)病理性疼痛,其作用的機(jī)制可能與其抑制大鼠脊髓星型膠質(zhì)細(xì)胞活化,進(jìn)而減少炎性細(xì)胞因子TNF-α,IL-6的表達(dá)相關(guān)。