目的:
针对人群中存在的电针镇痛效果差异,以及不同频率的电针具有不同的镇痛效果,通过2Hz或100Hz电针的大鼠镇痛效应差异模型,对镇痛效应好的高反应性大鼠(HR)和镇痛效应差的低反应性大鼠(LR),采用基因表达谱芯片技术,研究比较2Hz或100Hz电针刺激后中枢神经痛觉感受和镇痛相关区域上的基因表达变化,识别差异表达的基因,探索不同的状态下电针镇痛效应差异的内在机理,以期为中医针灸理论的研究提供新思路,为优化临床应用提供实验依据。
方法：
1.实验性束缚应激对中枢神经系统基因表达的影响本工作作为神经系统研究的基础性工作,为后续的针刺镇痛机制研究奠定基础、优化实验设计,首次考虑基础性操作对神经系统基因表达的影响。大鼠分为五组,即空白对照组(C)、束缚测痛组1(RT1)、束缚测痛组24(RT24)、单纯束缚组1(R1)、单纯束缚组24(R24)。除模型组外,其余四组均给予温和而短暂的束缚应激刺激50min。而RT1和RT24组束缚应激结束后进行痛阈测试,观察束缚应激对大鼠痛觉的影响。并在束缚应激结束后1h和24h分别处死RT1、RT24、R1和R24大鼠。提取RT1和RT24组大鼠下丘脑弓状核(Arc)、导水管周围灰质(PAG)和脊髓背角L5,6节段(DH)部位的RNA,利用基因表达谱芯片筛选其基因表达的改变,研究实验应激对痛觉和应激相关中枢神经区域的的主要基因表达的影响。并通过RT-PCR比较单纯束缚和束缚测痛之间基因表达的异同,观察不同实验应激对相关中枢神经区域基因表达的影响。
2.不同频率电针镇痛效应个体差异大鼠针刺后脊髓背角表达谱差异研究2Hz和100Hz电针分别作用于各40只大鼠,连续两天,根据针刺前后痛阈改变百分比和稳定性筛选2Hz和100Hz电针下HR和LR大鼠。比较HR和LR大鼠最后一次电针结束1h后DH基因表达的异同。利用生物信息学手段,归纳和综合分析差异表达基因所涉及的功能基因的类别,从基因水平理解不同镇痛效应的分子基础。
结果：
1.基础性的大鼠束缚应激,会引起大鼠的参与痛觉调控的神经组织ARC、PAG和DH的基因表达谱轻度改变:在急性阶段(1h)主要引起与相应脑区功能相关的GO功能注释相关的基因发生调变,在Arc应激相关的基因表达上调,PAG战斗或逃跑行为相关的基因表达上调,DH一氧化氮和γ氨基丁酸信号传递相关的基因上调。而到后期(24h)引起ARC、PAG和DH免疫相关的基因发生调变。
2.不同实验应激引起Arc、PAG和DH区域40％～50％的基因表达改变。
3.电针可引起与可塑性相关的基因发生调变。不同频率的电针刺激引起的大鼠DH的基因表达谱的改变不同,2Hz电针能进一步引起可塑性相关的基因发生调变,而100Hz频率引起的受调节基因富集于谷胱甘肽代谢途径。
4.2Hz电针刺激后与神经递质配.受体相互作用相关的基因在HR中受到调节,而在LR中几乎不受影响;在HR中相关的受调节的基因抑制促炎细胞因子释放,而在LR中受调节的基因促进促炎细胞因子释放。
5.100Hz电针刺激后HR和LR在神经递质配-受体相互作用和抑制促炎细胞因子释放两方面也存在差异。
结论：
1.基因表达谱芯片技术可以在大鼠的神经组织的基因表达谱和针灸机制相关研究中得到很好的应用。
2.基础性实验束缚应激刺激后基因表达谱随时间变化的规律提示在初期各中枢神经区域被激活、相互协调应对外界刺激;在后期中枢神经区域发生广泛的神经.免疫系统相互作用。
3.电针治疗脊髓损伤等疾病可能与调节神经可塑性基因有关,2Hz电针能加强这一效应,而100Hz可能通过调节谷胱甘肽起到抗氧化应激效应。
4.DH节段神经递质配.受体相互作用和抑制促炎细胞因子释放在HR和LR中的差异性,提示两者在2Hz和100Hz电针镇痛效应差异中发挥重要作用。
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