Nabootsing van Ding's Roll-methode op door notexine geïnduceerde spierblessure bij ratten
Summary
Dit protocol beschrijft een eenvoudig apparaat dat de rolmethode van Ding nabootst, een rattenmodel van skeletspierletsel vaststelt en hematoxyline-eosinekleuring gebruikt om de pathologie van beschadigd weefsel en enzymgekoppelde immunosorbenttest te observeren om veranderingen in serumschademarkers te detecteren.
Abstract
De rolmethode van Ding is een van de meest gebruikte manipulaties in traditionele Chinese massageklinieken (Tuina) en een van de meest invloedrijke hedendaagse Tuina-manipulaties in China. Het is gebaseerd op de traditionele rolmethode die vaak wordt gebruikt in het Zen-genre met één vinger en wordt de rolmethode van Ding genoemd. Vanwege de ontstekingsremmende en bloedsomloopbevorderende effecten heeft de rolmethode van Ding een goed therapeutisch effect op myopathie. Vanwege het grote krachtoppervlak dat op de menselijke huid wordt uitgeoefend, is de rolmethode van Ding een uitdaging om uit te voeren op proefdieren met kleine huidgebieden, zoals ratten en konijnen. Bovendien verschilt de sterkte van Tuina toegepast op het menselijk lichaam van die toegepast op proefdieren, dus het kan voorkomen dat de sterkte te hoog of te laag is om het therapeutische effect van Tuina tijdens het experiment te bereiken. Dit experiment heeft tot doel een eenvoudige stimulator te maken die geschikt is voor ratten op basis van Ding’s rolmanipulatieparameters (sterkte, frequentie, Tuina-duur). Het apparaat kan manipulatie in dierproeven standaardiseren en de variatie in Tuina-kracht die op verschillende dieren wordt uitgeoefend als gevolg van subjectieve factoren verminderen. Er werd een rattenmodel van door notexine geïnduceerde skeletspierbeschadiging opgesteld en plasmaletselmarkers creatinekinase (CK) en vetzuurbindend proteïne 3 (FABP3) werden gebruikt om het therapeutische effect van Tuina op skeletspierletsel te beoordelen. De resultaten toonden aan dat deze Tuina-stimulator de niveaus van CK- en FABP3-expressie kon verminderen en de mate van skeletspierletsel kon vertragen. Daarom draagt de hier beschreven Tuina-stimulator, die de rolmethode van Ding nabootst, bij aan het standaardiseren van Tuina-manipulatie in experimenteel onderzoek en is het een grote hulp voor vervolgonderzoek naar het moleculaire mechanisme van Tuina voor myopathie.
Introduction
Spierletsels zijn veel voorkomende traumatische letsels in het klinische en dagelijkse leven, veroorzaakt door uitwendige slagen (kneuzingen) of chronische overbelasting van spiervezels (verrekkingen), enz., resulterend in spierdisfunctie en pijn, die zelfs de kwaliteit van leven van de patiënt ernstig aantasten1. Zo vroeg mogelijk beginnen met revalideren na een acute overbelastingsblessure is de sleutel tot het verkorten van de tijd om terug te keren naar sport2 en het verminderen van pijn 3,4. In de moderne westerse geneeskunde volgt klinische eerste hulp bij spierblessures de principes van rust, ijs, compressie en elevatie (RICE) om schadelijke bloedingen in het spierweefsel te stoppen5 en niet-steroïde anti-inflammatoire geneesmiddelen om pijn te verlichten6. De ontdekking van nieuwe therapieën zoals exosomen7 en tissue engineering8 werden potentiële behandelingsstrategieën voor skeletspierziekten, die de tekortkomingen van eerdere farmacologische behandelingen compenseerden. Het kan echter ook de behandelingskosten voor patiënten verhogen, waardoor ze onder enorme financiële druk komen te staan9. Daarom worden alternatieve en complementaire therapieën aanbevolen voor de behandeling van musculoskeletale problemen10. Tuina wordt in China veel klinisch gebruikt als traditionele medische methode en is populair bij patiënten vanwege de werkzaamheid en minder bijwerkingen. Tuina-therapie voor musculoskeletale aandoeningen kan pijn verlichten en de functie verbeteren11,12,13. De heer Ding Jifeng, een beroemde Shanghai Tuina-beoefenaar, richtte Ding’s rolmethode14 op. Het is een unieke wals- en breektechniek met een groot krachtoppervlak, uniforme en zachte kracht en intense penetratie.
Verschillende diermodellen zijn gebaseerd op verschillende etiologieën. Ze hebben voor- en nadelen, en de selectie van correcte en geschikte diermodellen is van groot belang voor basisexperimenten, die helpen bij het begrijpen van de cellulaire en moleculaire signaalroutes van regeneratie en herstel na skeletspierletsel om nieuwe therapieën te ontwikkelen voor de behandeling van skeletspierziekten. Chemisch geïnduceerde modellen van spierletsel worden veel gebruikt, waarbij injecties van skeletspieren myofibernecrose veroorzaken en geregenereerde gebieden produceren die binnen 2 weken effectief kunnen regenereren15. Zowel notexine als bupivacaïne kunnen spierbeschadiging veroorzaken. Nodexine kan echter ernstigere myotoxische schade aan de skeletspieren veroorzaken dan bupivacaïne, en het natuurlijke functionele herstel verloopt relatief langzamer16. Intramusculair spuitgieten van geneesmiddelen kost niet alleen minder tijd, maar heeft ook gecontroleerde effecten en de omvang van skeletspierbeschadiging. Deze kwantificeerbare controle maakt succesvol gieten minder moeilijk15,17.
Ontstekingsreactie is een essentiële biologische reactie die uitgebreid is bestudeerd in de context van myopathie18,19. In de vroege stadia van skeletspierletsel verstoort myofibernecrose de lokale spierhomeostase en infiltreren veel ontstekingscellen op de plaats van de verwonding, waarbij veel pro-inflammatoire cytokines worden uitgescheiden. Creatinekinase (CK) is een traditionele serumbiomarker voor het beoordelen van skeletspierletsel. Het ontbreekt echter aan weefselspecificiteit20 en gevoeligheid21, wat het vermogen beperkt om de mate van door geneesmiddelen veroorzaakte spierbeschadiging te beoordelen en indirect de mate van spierherstel na letsel te rapporteren. Nieuwe biomarkers, waaronder vetzuurbindend proteïne 3 (FABP3), hebben onlangs een relatief hoge weefselspecificiteit en gevoeligheid aangetoond in knaagdiermodellen van skeletspierletsel. FABP3 is een familie van bindende eiwitten die voornamelijk tot expressie komen in hart- en skeletspiercellen en betrokken zijn bij het metabolisme, het transport en de signalering van vetzuren22. Daarom kozen we voor een combinatie van twee biomarkers, CK en FABP3, om de mate van door notexine geïnduceerde skeletspierschade en herstel na behandeling te beoordelen.
Bij knaagdieren zijn de spieren ondiep en is het huidgebied klein, wat ook bepaalt dat de verschillende parameters van massage bij knaagdieren niet hetzelfde zullen zijn als bij mensen, zoals bij dierentherapie, de massagetherapeut moet ze met minder kracht behandelen met behulp van de rolmethode van Ding, en is mogelijk niet bevorderlijk voor de werking van deze techniek vanwege de kleine omvang van het geblesseerde gebied, wat uiteindelijk kan leiden tot een vermindering van de effectiviteit van de massage. Daarom maakte het experiment gebruik van de in eigen huis gemaakte rollende stimulator, die voldoet aan de kenmerken van de rolmethode van Ding, om in te grijpen en het therapeutische effect te evalueren van het notexine-geïnduceerde skeletspierletselmodel bij ratten, wat helpt om de parameters van Tuina te standaardiseren in experimentele dierstudies om het moleculaire werkingsmechanisme van Tuina diepgaand te onderzoeken, een behandelmethode uit de traditionele Chinese geneeskunde, voor aandoeningen van het bewegingsapparaat.
Protocol
Representative Results
Discussion
Hier beschreven we een protocol voor Tuina-behandeling van skeletspierletsel bij ratten en analyseerden vervolgens de mate van skeletspierletsel na behandeling om de effectiviteit van de methode te verifiëren. Met name modellen van skeletspierletsel bij ratten, inclusief maar niet beperkt tot geneesmiddelinductie (notexine, bupivacaïne)16, stompe kneuzing 26, crush 27 en ischemie-reperfusie28, kunnen worden ingegrepen met Tuina.</…
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dit onderzoek werd ondersteund door subsidies van de National Natural Science Foundation of China (subsidienrs. 82174521), innovatieproject voor afgestudeerde studenten van de Hunan University of Chinese Medicine (2022CX109)
Materials
| 1 mL syringe | JIANGXI FENGLIN | 20220521 | |
| 1.5 microtubes | Servicebio | EP-150X-J | |
| 15 mL centrifuge tube | Servicebio | EP-1501-J | |
| 30G needle | CONPUVON | 220318 | |
| 5 mL blood collection tube | Servicebio | QX0023 | |
| Acrylic handle | Guangdong Guangxingwang Plastic Materials Co., Ltd | 65643645 | |
| Adjustment splint | CREROMEM | 20220729 | |
| Cotton Swab | INOHV | 22080215 | |
| Enzyme-labeled Instrument | Rayto | RT-6100 | |
| Ethanol | INOHV | 211106 | |
| Fork holder | Yongkang Kangzhe Health Technology Co., Ltd | JL001 | |
| Hair removal cream | Veet, France | LOTC190922002 | |
| Hematoxylin dyeing solution set | Wuhan Google Biotech | G1005 | |
| Imaging system | Nikon, Japan | Nikon DS-U3 | |
| IODOPHOR disfecting solution | Hale&Hearty | 20221205 | |
| Light microscope | Nikon, Japan | Nikon Eclipse E100 | |
| Limit baffle | CREROMEM | 20220724 | |
| Notexin | Latoxan S.A.S. | L8104-100UG | |
| Pentobarbital sodium | Merck KGaA | P3761 | |
| Rat creatine kinase (CK) ELISA kit | LunChangShuoBiotech | YD-35237 | |
| Rat fatty acid-binding protein 3 (FABP3) ELISA kit | LunChangShuoBiotech | YD-35730 | |
| Rubber roller | Hebei Mgkui Chemical Technology Co.,Ltd | 202207 | |
| Screw | Weiyan Hardware | B05Z122 | |
| Sprague Dawley rats | Hunan Slake Kingda Laboratory Animal Co. | SYXK2019-0009 | |
| Spring | Bingzhang Hardware | TH001 | |
| Surgical blade | Covetrus | #23 | |
| Weigh controller | Iyoys | HY-XSQ |
Referencias
- Lempainen, L., et al. Management of anterior thigh injuries in soccer players: practical guide. BMC Sports Science, Medicine and Rehabilitation. 14 (1), 41 (2022).
- Bayer, M. L., Mackey, A., Magnusson, S. P., Krogsgaard, M. R., Kjær, M. Treatment of acute muscle injuries (in Danish). Ugeskrift for Laeger. 181 (8), V11180753 (2019).
- Serner, A., et al. Progression of Strength, Flexibility, and Palpation Pain During Rehabilitation of Athletes with Acute Adductor Injuries: A Prospective Cohort Study. The Journal of Orthopaedic and Sports Physical Therapy. 51 (3), 126-134 (2021).
- Gozubuyuk, O. B., Koksal, C., Tasdemir, E. N. Rehabilitation of a patient with bilateral rectus abdominis full thickness tear sustained in recreational strength training: a case report. Physiotherapy Theory and Practice. 38 (13), 3216-3225 (2022).
- Hotfiel, T., et al. Current Conservative Treatment and Management Strategies of Skeletal Muscle Injuries. Zeitschrift für Orthopädie und Unfallchirurgie. 154 (3), 245-253 (2016).
- de Sire, A., et al. Pharmacological Treatment for Acute Traumatic Musculoskeletal Pain in Athletes. Medicina. 57 (11), 1208 (2021).
- Connor, D. E., et al. Therapeutic potential of exosomes in rotator cuff tendon healing. Journal of Bone and Mineral Metabolism. 37 (5), 759-767 (2019).
- Martins, A. L. L., Giorno, L. P., Santos, A. R. Tissue Engineering Applied to Skeletal Muscle: Strategies and Perspectives. Bioingeniería. 9 (12), 744 (2022).
- Horgan, D., et al. Clouds across the new dawn for clinical, diagnostic and biological data: accelerating the development, delivery and uptake of personalized medicine. Diagnosis. , (2023).
- Urits, I., et al. A Comprehensive Review of Alternative Therapies for the Management of Chronic Pain Patients: Acupuncture, Tai Chi, Osteopathic Manipulative Medicine, and Chiropractic Care. Advances in Therapy. 38 (1), 76-89 (2021).
- Lee, N. W., et al. Chuna (or Tuina) Manual Therapy for Musculoskeletal Disorders: A Systematic Review and Meta-Analysis of Randomized Controlled Trials. Evidence-based Complementary and Alternative Medicine: eCAM. 2017, 8218139 (2017).
- Xie, J., Deng, D. X., Chen, Y., Peng, L. Progress in the intervention of massage techniques on skeletal muscle injury. Hunan Journal of Traditional Chinese Medicine. 34 (04), 199-201 (2018).
- Yuan, Y., Zhang, H., Zhang, G. H., Xue, X. N. Research progress on microstructure changes and rehabilitation treatment of exercise-induced skeletal muscle injury. Massage and Rehabilitation Medicine. 14 (6), 29-33 (2023).
- Zhao, Y. The Establishment of Famous Tuina Master Ding Jifeng and Wei Fa – Commemorating the 100th Anniversary of Mr. Ding Jifeng’s Birthday. Traditional Chinese Medicine Culture. 9 (6), 18-21 (2014).
- Hardy, D., et al. Comparative Study of Injury Models for Studying Muscle Regeneration in Mice. PloS one. 11 (1), e0147198 (2016).
- Plant, D. R., Colarossi, F. E., Lynch, G. S. Notexin causes greater myotoxic damage and slower functional repair in mouse skeletal muscles than bupivacaine. Muscle & Nerve. 34 (5), 577-585 (2006).
- Tierney, M. T., Sacco, A. Inducing and Evaluating Skeletal Muscle Injury by Notexin and Barium Chloride. Methods in Molecular Biology. 1460, 53-60 (2016).
- Torres-Ruiz, J., Alcalá-Carmona, B., Alejandre-Aguilar, R., Gómez-Martín, D. Inflammatory myopathies and beyond: The dual role of neutrophils in muscle damage and regeneration. Frontiers in Immunology. 14, 1113214 (2023).
- Tu, H., Li, Y. L. Inflammation balance in skeletal muscle damage and repair. Frontiers in Immunology. 14, 1133355 (2023).
- Castro, C., Gourley, M. Diagnosis and treatment of inflammatory myopathy: issues and management. Therapeutic Advances in Musculoskeletal Disease. 4 (2), 111-120 (2012).
- Dabby, R., et al. Asymptomatic or minimally symptomatic hyperCKemia: histopathologic correlates. The Israel Medical Association Journal: IMAJ. 8 (2), 110-113 (2006).
- Khodabukus, A., et al. Tissue-Engineered Human Myobundle System as a Platform for Evaluation of Skeletal Muscle Injury Biomarkers. Toxicological Sciences. 176 (1), 124-136 (2020).
- Zhou, X. W., Jin, W. D., Zhu, L., Liu, X. H., Zhou, B. H. Experimental observation on the influence of different frequency, intensity and action time of Ding rolling manipulation on hemodynamics. Shanghai Journal of Traditional Chinese Medicine. (06), 42-44 (1998).
- Pablos, A., et al. Protective Effects of Foam Rolling against Inflammation and Notexin Induced Muscle Damage in Rats. International Journal of Medical Sciences. 17 (1), 71-81 (2017).
- Wisner, L., Larsen, B., Maguire, A. Enhancing Tumor Content through Tumor Macrodissection. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (180), e62961 (2022).
- Deng, P., et al. Contusion concomitant with ischemia injury aggravates skeletal muscle necrosis and hinders muscle functional recovery. Experimental Biology and Medicine. 247 (17), 1577-1590 (2022).
- Dobek, G. L., Fulkerson, N. D., Nicholas, J., Schneider, B. S. Mouse model of muscle crush injury of the legs. Comparative Medicine. 63 (3), 227-232 (2013).
- Armstrong, D. M., et al. Sildenafil citrate protects skeletal muscle of ischemia-reperfusion injury: immunohistochemical study in rat model. Acta Cirúrgica Brasileira. 28 (4), 282-287 (2013).
