基于bFGF/ERK信号通路探讨电针对骨骼肌损伤修复的影响

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目的:基于bFGF/ERK信号通路探讨电针对骨骼肌损伤后肌肉修复再生的作用与机制方法:第一部分:电针阿是穴对大鼠腓肠肌损伤早期肌肉修复再生的影响。通过积累性钝挫伤结合动物跑台离心运动的方法建立SD大鼠腓肠肌损伤模型,观察电针阿是穴对大鼠腓肠肌损伤后1d、4d、7d的组织形态学改变以及PCNA、Desmin、bFGF表达的影响,探讨电针阿是穴对大鼠腓肠肌损伤后肌卫星细胞增殖分化的作用与机制;第二部分:电针委中穴与阿是穴对兔急性腰肌钝挫伤修复期肌肉修复再生及bFGF/ERK信号通路的影响。通过钝挫伤的方法建立新西兰大耳兔急性腰肌损伤模型,观察电针委中穴与阿是穴对损伤后1d、4d、7d、14d兔血清CK活性的动态调节,结合损伤后14d兔腰肌肌细胞数量、肌纤维平均横截面积、每肌纤维细胞核数、Ⅰ级肌束膜厚度、组织形态改变等组织学指标的变化,分析比较电针委中穴与阿是穴的作用差异,并且通过观察损伤后14d兔腰肌PCNA、Desmin、ERK1/2的表达变化,结合血清、腰肌以及脊髓中bFGF含量的改变,探讨电针委中穴与阿是穴对兔急性腰肌钝挫伤肌肉修复再生的作用机制;第三部分:电针阿是穴对应用U0126抑制剂的兔急性腰肌钝挫伤修复期肌肉修复再生及bFGF/ERK信号通路的影响。通过钝挫伤的方法建立新西兰大耳兔急性腰肌损伤模型,应用ERK抑制剂U0126观察电针阿是穴对损伤后1d、14d兔血清CK活性的变化,以及兔腰肌肌细胞数量、肌纤维平均横截面积、每肌纤维细胞核数、Ⅰ级肌束膜厚度、组织形态改变等组织学指标的变化,结合兔腰肌PCNA、Desmin、ERK1/2与bFGF的表达变化,进一步探讨bFGF/ERK信号通路对电针阿是穴促兔腰肌钝挫伤后肌肉修复再生的介导作用。结果:1.电针阿是穴对大鼠腓肠肌损伤早期肌肉修复再生的影响:组织形态学结果显示,损伤后4d电针组腓肠肌炎症细胞浸润有所减轻,肌细胞再生较丰富;损伤后7d电针组结缔组织增生程度低于模型组,且组织形态学损伤评分明显低于模型组(P<0.01);电针组腓肠肌Desmin与bFGF在损伤后1d均高于模型组(P<0.01,P<0.05),在损伤后4d腓肠肌PCNA、Desmin与bFGF均高于模型组(P<0.05,P<0.01,P<0.01)。2.电针委中穴与阿是穴对兔急性腰肌钝挫伤修复期肌肉修复再生及bFGF/ERK信号通路的影响:从组织病理切片观察,损伤后14d,模型组肌纤维排列不齐,结缔组织增生明显,再生肌细胞较少,电针委中组肌细胞体积较大,可见肌细胞再生并逐渐融合,结缔组织增生程度较轻,而电针阿是穴组可见较多新生的肌细胞,结缔组织增生程度同样较轻;模型组肌细胞数量MM、肌纤维平均横截面积CSA、每肌纤维细胞核数NPF均明显低于空白组(P<0.05,P<0.01,P<0.01),组织形态学损伤评分以及Ⅰ级肌束膜厚度均明显高于空白组(P<0.01),其中肌纤维CSA、NPF均低于电针委中组(P<0.05,P<0.05)与电针阿是穴组(P<0.05,P<0.05),组织形态学损伤评分以及Ⅰ级肌束膜厚度均明显高于电针委中组(P<0.01,P<0.05)与电针阿是穴组(P<0.01,P<0.05),而电针委中组组织形态学损伤评分低于电针阿是穴组(P<0.05);损伤后1d,模型组、电针委中组与电针阿是穴组血清CK含量均明显高于空白组(P<0.01),在损伤后4d电针委中组与电针阿是穴组均高于模型组(P<0.01,P<0.05),在损伤后7d模型组再次回升明显高于空白组(P<0.01),电针委中组明显低于模型组(P<0.01)与电针阿是穴组(P<0.05),电针阿是穴组低于模型组(P<0.05),在损伤后14d模型组仍明显高于空白组(P<0.05),而电针委中组与电针阿是穴组均低于模型组(P<0.01,P<0.01);损伤后14d,模型组兔腰肌PCNA、ERK1/2以及bFGF的表达均高于空白组(P<0.01,P<0.05,P<0.01),其PCNA、Desmin、ERK1/2以及bFGF的表达均低于电针委中组(P<0.05,P<0.05,P<0.05,P<0.01)与电针阿是穴组(P<0.01,P<0.05,P<0.05,P<0.01);电针委中组兔腰肌PCNA与bFGF的表达低于电针阿是穴组(P<0.05,P<0.01);模型组兔腰段脊髓bFGF含量高于空白组(P<0.05),并且低于电针委中组(P<0.01);损伤后4d,模型组血清bFGF均高于空白组(P<0.01)、电针委中组(P<0.05)与阿是穴组(P<0.05);损伤后7d,各组均无统计学差异;损伤后14d,模型组低于空白组(P<0.01),而电针阿是穴组低于电针委中组(P<0.05)。3.电针阿是穴对应用U0126抑制剂的兔急性腰肌钝挫伤修复期肌肉修复再生及bFGF/ERK信号通路的影响:从组织病理切片观察,损伤后14d,模型组肌纤维排列不齐,结缔组织增生明显,再生肌细胞较少。模型抑制组肌细胞缺失明显,肌细胞体积明显减小,仅有少量结缔组织增生。电针组肌纤维排列较整齐,可见较多新生的肌细胞,轻度结缔组织增生。电针抑制组有少量肌细胞再生,较严重的结缔组织增生;模型组组织形态学损伤评分明显高于空白组(P<0.01,P<0.01),低于模型抑制组(P<0.01),电针组均明显低于模型组(P<0.01)与电针抑制组(P<0.01);模型组肌细胞数量MM、肌纤维平均横截面积CSA、每肌纤维细胞核数NPF明显低于空白组(P<0.05,P<0.01,P<0.01),高于模型抑制组(P>0.05,P<0.01,P<0.05),电针组高于模型组(P>0.05,P<0.05,P<0.05)与电针抑制剂组(P>0.05,P<0.05,P<0.01);模型组Ⅰ级肌束膜厚度均明显高于空白组(P<0.01)与模型抑制剂组(P<0.05),电针组低于模型组(P<0.05),与电针抑制剂组无显著差异(P>0.05);模型组血清CK含量高于空白组(P<0.01),与模型抑制剂组无显著差异(P>0.05),电针组低于模型组(P<0.05)与电针抑制剂组(P<0.05)。损伤后14d,模型组兔腰肌PCNA、ERK1/2以及bFGF的表达均高于空白组(P<0.01,P<0.01,P<0.05),模型抑制剂组PCNA、Desmin、ERK1/2的表达均低于模型组(P<0.01,P<0.01,P<0.01),电针组PCNA、Desmin、ERK1/2以及bFGF的表达均高于模型组(P<0.01,P<0.05,P<0.05,P<0.01);电针抑制剂组PCNA、Desmin、 ERK1/2的表达均低于电针组(P<0.05,P<0.01,P<0.01)。结论:1.电针阿是穴能促进大鼠腓肠肌损伤早期肌卫星细胞的增殖与分化,并且可能与其上调bFGF的表达有关;2.电针委中穴与阿是穴均能够促进兔腰肌急性钝挫伤修复期肌卫星细胞的增殖、分化以及组织再生修复的成熟度,其机制可能与调节局部组织、血清以及脊髓中bFGF的含量变化有关,ERK1/2信号通路可能是介导电针发挥作用的主要通路之一;3.电针委中穴对兔腰肌损伤的促修复再生作用有优于电针阿是穴的趋势,两者的作用途径可能存在差异:电针委中穴可能主要通过神经-内分泌的整体调节发挥作用,因此能更明显的促进脊髓bFGF的释放,两者的明确机制有待于进一步研究,而电针阿是穴可能主要通过局部机械牵拉刺激发挥作用,因此对局部组织中bFGF的促进调节更明显;4.应用ERK抑制剂U0126可部分阻断电针阿是穴对兔腰肌损伤后肌卫星细胞增殖分化以及肌肉的再生成熟度的促进作用,bFGF/ERK信号通路可能是电针阿是穴促肌肉修复再生的主要途径之一。
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