Summary

Tuina intervention i natriummonoiodoacetat injektionsinduceret rotte Model af knæartrose

Published: January 12, 2024
doi:

Summary

Denne protokol beskriver metoderne til Tuina-intervention i natriummonoiodoacetatinjektionsinduceret rottemodel af knæartrose (KOA), som giver en reference for anvendelsen af Tuina i KOA-dyremodeller. Denne protokol undersøger også Tuinas effektive mekanisme for KOA, og resultaterne vil bidrage til at fremme dens anvendelse.

Abstract

Knæartrose (KOA), en almindelig degenerativ ledlidelse, er karakteriseret ved kronisk smerte og handicap, som kan udvikle sig til uoprettelig strukturel skade på leddet. Undersøgelser af sammenhængen mellem ledbrusk, muskler, synovium og andet væv omkring knæleddet i KOA er af stor betydning. I øjeblikket omfatter styring af KOA livsstilsændringer, motion, medicin og kirurgiske indgreb; dog mangler der stadig belysning af de indviklede mekanismer, der ligger til grund for KOA-relateret smerte. Derfor er KOA smerter fortsat en vigtig klinisk udfordring og en terapeutisk prioritet. Tuina har vist sig at have en regulerende virkning på motor-, immun- og endokrine systemer, hvilket giver anledning til udforskning af, om Tuina kunne lindre KOA-symptomer forårsaget af opregulering af inflammatoriske faktorer, og yderligere, hvis de inflammatoriske faktorer i skeletmuskulatur kan øge udviklingen af KOA.

Vi randomiserede 32 hanrotter (SD) (180-220 g) i fire grupper på otte dyr hver: antiPD-L1+Tuina (gruppe A), model (gruppe B), Tuina (gruppe C) og skinkirurgi (gruppe D). For gruppe A, B og C injicerede vi 25 μL natriummonoiodoacetat (MIA) opløsning (4 mg MIA fortyndet i 25 μL steril saltopløsning) i højre knæledshulrum, og for gruppe D blev den samme mængde steril fysiologisk saltvand injiceret. Alle grupperne blev evalueret ved hjælp af de mindst til mest stressende tests (pote mekanisk tilbagetrækningstærskel, pote tilbagetrækning termisk latenstid, hævelse af højre knæled, Lequesne MG score, hudtemperatur) før injektion og 2, 9 og 16 dage efter injektion.

Introduction

Knæartrose (KOA) er en almindelig degenerativ slidgigt, der er karakteriseret ved kronisk smerte og handicap, og relativt alvorlig KOA vil føre til irreversibel strukturel skade på leddet1. Den høje globale forekomst af KOA er blevet en stor global folkesundhedsudfordring2,3, hvilket alvorligt forringer patienternes livskvalitet 4,5. Undersøgelser har vist, at KOA påvirker mere end 260 millioner mennesker verden over6. Med befolkningens aldring er den samlede forekomst af KOA i Kina så høj som 17,0% over 40 år, hvilket lægger en tung byrde på familierne til de berørte 7,8.

Ifølge kinesisk medicin tilhører KOA kategorien “lammelse”9, og den gule kejsers klassiker af intern medicin forbinder sener, knogler og kød med lammelse. Derfor skal vi være opmærksomme på forbindelsen mellem brusk, muskel, synovium samt andre væv omkring knæleddet i KOA. I moderne medicin driver både muskel- og knoglebetændelse, som er hovedkomponenter i immunhomeostase af arthritis, udviklingen af KOA-smerter. Imidlertid fokuserer de fleste undersøgelser på bruskbetændelse og synovial betændelse i knogleled, og der er mangel på artikler, der undersøger inflammatoriske fænomener i skeletmuskler. Derfor er der behov for mere forskning i skeletmuskulaturens rolle i inflammation for at få en mere omfattende forståelse af KOA og give ideer til mere effektive behandlingsmetoder. I en gennemgang af litteraturen fandt vi, at hæmning af den immunrelaterede faktor programmeret dødsligand 1 (PD-L1) forværrede progressionen af KOA10,11, og at der var differentiel ekspression af IL-15 og FOXO1 i skeletmuskulaturen hos patienter med KOA12 samt signifikant skeletmuskelbetændelse hos patienter med slutstadiet KOA, hvilket også var forbundet med ændringer i gang. Det har vist sig, at skeletmuskulaturen også kan udskille faktorer, der er tæt forbundet med inflammatorisk immunitet, såsom IL-6, og at TNF-α også er tæt forbundet med PD-L1-vejen og KOA13,14,15.

I øjeblikket omfatter tilgængelige behandlinger for KOA vægtkontrol, motion, medicin og kirurgi, som normalt omfatter intraartikulære injektioner, smertestillende medicin, artroskopisk kirurgi og periprostetisk osteotomi i knæet16. I øjeblikket kan KOA-sygdomsprogression ikke stoppes fuldstændigt eller vendes, og uden en klar forståelse af de komplekse mekanismer, der ligger til grund for KOA-smerter, er KOA-patienter i risiko for overforbrug af smertestillende medicin og en høj forekomst af bivirkninger8. De fleste behandlingsstrategier er kun effektive i korte perioder og fokuserer kun på midlertidig lindring af symptomer snarere end på patogenesen af sygdommen. Derfor er KOA smerter fortsat en prioritet og en udfordring for behandling, hvilket udgør en alvorlig klinisk udfordring. Tuina kan dog direkte stimulere skeletmusklerne omkring det berørte led i KOA-behandling og kan give nogle fordele. Kombineret med den foregående beskrivelse er det den ideelle terapi at studere skeletmuskelvævets rolle i KOA, og afklaring af skeletmuskelvævets rolle i betændelse kan også give bedre teoretisk støtte til Tuina of KOA.

Undersøgelser har vist, at massageterapi, osteopatisk manipulerende terapi og spinal manipulation kan hjælpe med at lindre smerter og genoprette kropsfunktionen17,18. Disse manipulationer kan virke på lokal betændelse og lindre spasmer og analgesi gennem ekstern mekanisk virkning. De kan lindre smerter efter total knæartroplastik, reducere brugen af smertestillende lægemidler, fremme postoperativ genopretning og forbedre biomekanisk balance19. Svensk massage er mulig i behandlingen af slidgigt og kan reducere stress og forbedre livskvaliteten20. Den terapeutiske virkning af Tuina på KOA er blevet forudset af visse undersøgelser.

I dette eksperiment vil vores team undersøge, om ekspressionen af PD-L1 og relaterede inflammatoriske faktorer i skeletmuskulatur kan inducere KOA og fremme dens udvikling baseret på den MIA-inducerede KOA-model hos rotter. Tuina vil også blive implementeret for at se, om det kan lindre KOA-symptomer forårsaget af øget inflammatorisk faktorekspression. Tuina vil blive kombineret med PD-L1-hæmning for at demonstrere sammenhængen mellem Tuina-medieret PD-1-vej i skeletmuskelbetændelse, der påvirker KOA-udvikling og smerte, hvilket danner grundlaget for yderligere undersøgelser på flere niveauer af de terapeutiske mekanismer ved Tuina-intervention i KOA.

Sammenfattende beskriver dette papir undersøgelsen og udarbejdelsen af mekanismerne for skeletmuskelbetændelse i udviklingen af KOA og dens smerte samt de terapeutiske virkninger af Tuina på KOA ud fra perspektivet af immuninflammatorisk faktorekspression kombineret med adfærdsrelaterede indikatorer for at tilvejebringe moderne forskningsbevis for teorien om “ubalance i sene og knogler” i traditionel kinesisk medicin.

Protocol

Alle forsøg blev godkendt og overvåget af Animal Care and Use Committee ved Shanghai University of Traditional Chinese Medicine (godkendelsesnummer: SYXK2018-0040), som er i overensstemmelse med bestemmelserne i World Medical Association Helsinki Declaration. 1. Tilberedning af dyr Hus 32 Sprague Dawley (SD) hanrotter i alderen 8 uger og vejer 180-220 g i et specifikt patogenfrit staldapparat under 12 timers lys/12 timers mørke cyklusser ved 24 ± 2 °C og 60% fug…

Representative Results

Den beskrevne protokol blev implementeret i en klinisk indstilling på Yueyang Hospital of Integrated Traditional Chinese and Western Medicine. Figur 1 viser den nøjagtige placering af akupunkterne, der skubbes i rotter, og tabel 1 illustrerer de fælles fordele ved at stimulere disse punkter. Tabel 2 og tabel 3 giver overbevisende beviser for bemærkelsesværdig smertelindring opnået gennem Tuina-behandling, selv i fravær af PD-1-vejhæm…

Discussion

Denne undersøgelse har til formål at vurdere forbedringen af KOA efter Tuina-intervention ved hjælp af standardiserede adfærdsindikatorer og undersøge Tuinas mekanismer for KOA og sammenhængen mellem skeletmuskulatur og KOA. I modsætning til farmakologiske og kirurgiske terapier har Tuina en positiv regulerende effekt på motor-, immun- og endokrine systemer. Tuina kan lindre betændelse og smerte produceret af sygdom ved at handle på forskellige mål. For eksempel kan det ved at regulere TLR4-vejen og miRNA hæm…

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Denne undersøgelse er støttet af National Natural Science Foundation of China (NO.82105042, 82205302); Shanghai Postdoktorale Excellence Program (NO.2020371); Kinas postdoktorale videnskabsfond (NO.2021M692156); Shanghai Sejlads Program (NO.20YF1450900); Science Foundation of Yueyang Hospital of Integrated Traditional Chinese and Western Medicine (NO.2021yygq03). Bidragyderne havde ingen rolle i udformningen, udførelsen eller skrivningen af undersøgelsen.

Materials

Anti-PD-L1 Abcam, Cambridge, MA, USA ab80276
electric von Frey esthesiometer  IITC/Life Science, Woodland Hills, CA, USA ALMEMO 2450
GraphPad Prism 9.0 GraphPad Software Software for stastistical analysis
monosodium iodoacetate Sigma-Aldrich Inc I9148 Resolved into normal saline for injection
pentasorbital sodium Sigma-Aldrich Inc P3761
Sprague Dawley (SD) male rats Shanghai Jihui Experimental Animal Breeding Co., Ltd No. SCXK (Hu) 2017-0012
thermal analgesia tester IITC/Life Science Model 390

Riferimenti

  1. Katz, J. N., et al. Diagnosis and treatment of hip and knee osteoarthritis: A review. JAMA. 325 (6), 568-578 (2021).
  2. Culvenor, A. G., et al. Prevalence of knee osteoarthritis features on magnetic resonance imaging in asymptomatic uninjured adults: a systematic review and meta-analysis. Br J Sports Med. 53 (20), 1268-1278 (2019).
  3. Safiri, S., et al. regional and national burden of osteoarthritis 1990-2017: a systematic analysis of the Global Burden of Disease Study 2017. Ann Rheum Dis. 79 (6), 819-828 (2020).
  4. Kong, L., et al. Traditional Chinese exercises on pain and disability in middle-aged and elderly patients with neck pain: a systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials. Front Aging Neurosci. 14, 912-945 (2022).
  5. Nevitt, M. C., et al. Symptoms of knee instability as risk factors for recurrent falls. Arthritis Care Res (Hoboken). 68 (8), 1089-1097 (2016).
  6. Hunter, D. J., March, L., Chew, M. Osteoarthritis in 2020 and beyond: a Lancet Commission). Lancet. 396 (10264), 1711-1712 (2020).
  7. Fan, Z. J., et al. Interpretation and evaluation of the Chinese Osteoarthritis Treatment Guidelines (2021 Edition). Chinese Journal of Evidence-Based Medicine. 22 (06), 621-627 (2022).
  8. Chen, W., et al. Design of an epidemiological survey on the prevalence of osteoarthritis of the knee in a middle-aged and elderly population in China. Journal of Hebei Medical University. 36 (04), 487-490 (2015).
  9. Shao, S. Study on the mechanism of regulating the "balance of tendon and bone force" in the treatment of knee osteoarthritis by Tui Na manipulation. Shanghai University of Traditional Chinese Medicine. , 107-108 (2020).
  10. Liu, S. Role and mechanism of PD-1/PD-L1 pathway in osteoarthritis in mice. Shandong University. , 130-134 (2020).
  11. Shoujian, PD-1 promotes the repair and regeneration of contused skeletal muscle by regulating Treg cells and macrophages. Shanghai Institute of Physical Education. , 54-58 (2020).
  12. Levinger, P., et al. The level of FoxO1 and IL-15 in skeletal muscle, serum and synovial fluid in people with knee osteoarthritis: a case control study. Osteoporos Int. 27 (6), 2137-2143 (2016).
  13. Niu, Q., Xie, C., Jiang, Z. Advances in Chinese medicine based on PI3K/AKT signaling pathway for the treatment of knee osteoarthritis. Massage and Rehabilitation Medicine. , 1-5 (2022).
  14. Liu, S., et al. Blocking of checkpoint receptor PD-L1 aggravates osteoarthritis in macrophage-dependent manner in the mice model. Int J Immunopathol Pharmacol. 33, 2058-2073 (2019).
  15. Molanouri, S. M., et al. Combined effect of aerobic interval training and selenium nanoparticles on expression of IL-15 and IL-10/TNF-alpha ratio in skeletal muscle of 4T1 breast cancer mice with cachexia. Cytokine. 90, 100-108 (2017).
  16. Mahmoudian, A., et al. Early-stage symptomatic osteoarthritis of the knee – time for action. Nat Rev Rheumatol. 17 (10), 621-632 (2021).
  17. Nahin, R. L., et al. Evidence-based evaluation of complementary health approaches for pain management in the United States. Mayo Clin Proc. 91 (9), 1292-1306 (2016).
  18. Bervoets, D. C., et al. Massage therapy has short-term benefits for people with common musculoskeletal disorders compared to no treatment: a systematic review. J Physiother. 61 (3), 106-116 (2015).
  19. Xu, H., et al. Effectiveness of tui na in treating pain after total knee replacement for knee osteoarthritis. Chinese Tissue Engineering Research. 25 (18), 2840-2845 (2021).
  20. Ali, A., et al. Massage therapy and quality of life in osteoarthritis of the knee: a qualitative study. Pain Med. 18 (6), 1168-1175 (2017).
  21. Yoh, S., et al. Intra-articular injection of monoiodoacetate induces diverse hip osteoarthritis in rats, depending on its dose. BMC Musculoskelet Disord. 23 (1), 494-487 (2022).
  22. Lockwood, S. M., et al. Characterisation of peripheral and central components of the rat monoiodoacetate model of osteoarthritis. Osteoarthritis Cartilage. 27 (4), 712-722 (2019).
  23. McCoy, A. M. Animal models of osteoarthritis: Comparisons and key considerations. Vet Pathol. 52 (5), 803-818 (2015).
  24. Guo, X. Exploring the effect of pushing on cartilage in rats with knee osteoarthritis based on ROCK/LIMK1/Cofilin signaling pathway. Chongqing Medical University. , 42-44 (2022).
  25. Liu, Z. F., et al. Tuina for peripherally-induced neuropathic pain: A review of analgesic mechanism. Front Neurosci. 16, 1096-1104 (2022).
  26. Gebremariam, L., et al. Subacromial impingement syndrome–effectiveness of physiotherapy and manual therapy. Br J Sports Med. 48 (16), 1202-1208 (2014).
  27. Yao, C., et al. Transcriptome profiling of microRNAs reveals potential mechanisms of manual therapy alleviating neuropathic pain through microRNA-547-3p-mediated Map4k4/NF-kappab signaling pathway. J Neuroinflammation. 19 (1), 211-221 (2022).
  28. Valera-Calero, A., et al. Endocrine response after cervical manipulation and mobilization in people with chronic mechanical neck pain: a randomized controlled trial. Eur J Phys Rehabil Med. 55 (6), 792-805 (2019).
  29. Kovanur, S. K., et al. Measureable changes in the neuro-endocrinal mechanism following spinal manipulation. Med Hypotheses. 85 (6), 819-824 (2015).
  30. Colombi, A., Testa, M. The effects induced by spinal manipulative therapy on the immune and endocrine systems. Medicina (Kaunas). 55 (8), 312-314 (2019).
  31. Afify, A., Mark, H. F. Fluorescence in situ hybridization assessment of chromosome 8 copy number in stage I and stage II infiltrating ductal carcinoma of the breast. Cancer Genet Cytogenet. 97 (2), 101-105 (1997).
  32. Kirby, B. S., et al. Mechanical influences on skeletal muscle vascular tone in humans: insight into contraction-induced rapid vasodilatation. J Physiol. 583, 861-874 (2007).
  33. Sefton, J. M., et al. Therapeutic massage of the neck and shoulders produces changes in peripheral blood flow when assessed with dynamic infrared thermography. J Altern Complement Med. 16 (7), 723-732 (2010).
  34. Chen, B., et al. Aerobic exercise combined with glucosamine hydrochloride capsules inhibited the apoptosis of chondrocytes in rabbit knee osteoarthritis by affecting TRPV5 expression. Gene. 830, 146465 (2022).
  35. Fang, L., et al. The mechanism of aerobic exercise combined with glucosamine therapy and circUNK in improving knee osteoarthritis in rabbits. Life Sci. 275, 119375 (2021).
  36. Li, X., et al. Casticin suppresses monoiodoacetic acid-induced knee osteoarthritis through inhibiting HIF-1alpha/NLRP3 inflammasome signaling. Int Immunopharmacol. 86, 106745 (2020).
  37. Ma, Z., et al. Vanillic acid reduces pain-related behavior in knee osteoarthritis rats Through the inhibition of NLRP3 inflammasome-related synovitis. Front Pharmacol. 11, 599022 (2020).
  38. Zhang, W., et al. Electroacupuncture ameliorates knee osteoarthritis in rats via inhibiting NLRP3 inflammasome and reducing pyroptosis. Mol Pain. 19, 17448069221147792 (2023).
check_url/it/65770?article_type=t

Play Video

Citazione di questo articolo
Xu, Y., Zhu, X., Li, X., Lu, Y., Wu, J., Cai, W., Zheng, J., Wu, Z., Guo, G. Tuina Intervention in Sodium Monoiodoacetate Injection-Induced Rat Model of Knee Osteoarthritis. J. Vis. Exp. (203), e65770, doi:10.3791/65770 (2024).

View Video