Summary

Efterligning af Dings rullemetode på Notexin-induceret muskelskade hos rotter

Published: August 25, 2023
doi:

Summary

Denne protokol beskriver en simpel enhed, der efterligner Dings rullemetode, etablerer en rottemodel af skeletmuskelskade og bruger hæmatoxylin-eosinfarvning til at observere patologien for beskadiget væv og enzymbundet immunosorbentassay til at detektere ændringer i serumskademarkører.

Abstract

Dings rullemetode er en af de mest almindeligt anvendte manipulationer i traditionelle kinesiske massageklinikker (Tuina) og en af de mest indflydelsesrige nutidige Tuina-manipulationer i Kina. Den er baseret på den traditionelle rullemetode, der almindeligvis anvendes i Zen-genren med én finger og hedder Dings rullemetode. På grund af dets antiinflammatoriske og blodcirkulationsfremmende virkninger har Dings rullemetode sunde terapeutiske virkninger på myopati. På grund af det store kraftområde, der påføres menneskelig hud, er Dings rullemetode udfordrende at udføre på forsøgsdyr med små hudområder, såsom rotter og kaniner. Derudover adskiller styrken af Tuina påført menneskekroppen sig fra den, der anvendes på forsøgsdyr, så det kan ske, at styrken er for høj eller for lav til at opnå den terapeutiske virkning af Tuina under eksperimentet. Dette eksperiment sigter mod at skabe et simpelt massageapparat, der er egnet til rotter baseret på Dings rullende manipulationsparametre (styrke, frekvens, Tuina-varighed). Enheden kan standardisere manipulation i dyreforsøg og reducere variationen i Tuina-kraft, der påføres forskellige dyr på grund af subjektive faktorer. En rottemodel af notexin-induceret skeletmuskelskade blev etableret, og plasmaskademarkører kreatinkinase (CK) og fedtsyrebindende protein 3 (FABP3) blev brugt til at vurdere den terapeutiske virkning af Tuina på skeletmuskelskade. Resultaterne viste, at denne Tuina massager kunne reducere niveauerne af CK og FABP3 ekspression og bremse graden af skeletmuskelskade. Derfor bidrager Tuina-massageapparatet, der er beskrevet her, efterligner Dings rullemetode, til standardisering af Tuina-manipulation i eksperimentel forskning og er til stor hjælp for efterfølgende forskning i Tuinas molekylære mekanisme for myopati.

Introduction

Muskelskader er almindelige traumatiske skader i klinisk og dagligdag forårsaget af eksterne slag (kontusioner) eller kronisk overbelastning af muskelfibre (stammer) osv., Hvilket resulterer i muskeldysfunktion og smerte, der endda alvorligt påvirker patientens livskvalitet1. At starte genoptræning så tidligt som muligt efter en akut belastningsskade er nøglen til at reducere tiden til at vende tilbage til sport2 og reducere smerter 3,4. I moderne vestlig medicin følger klinisk førstehjælp til muskelskader principperne om hvile, is, kompression og højde (RICE) for at stoppe skadelig blødning i muskelvævet5 og ikke-steroide antiinflammatoriske lægemidler til at lindre smerter6. Opdagelsen af nye terapier som exosomer7 og vævsteknik8 blev potentielle behandlingsstrategier for skeletmuskelsygdomme, der kompenserede for tidligere farmakologiske behandlingers mangler. Det kan imidlertid også øge behandlingsomkostningerne for patienterne og sætte dem under et enormt økonomisk pres9. Derfor anbefales alternative og komplementære terapier til behandling af muskuloskeletale problemer10. Tuina er meget udbredt klinisk i Kina som en traditionel medicinsk metode og er populær blandt patienter for sin effektivitet og færre bivirkninger. Tuina terapi for muskuloskeletale lidelser kan lindre smerter og forbedre funktionen11,12,13. Mr. Ding Jifeng, en berømt Shanghai Tuina-udøver, grundlagde Dings rullemetode14. Det er en unik rulle- og knuseteknik med et stort kraftområde, ensartet og blid kraft og intens penetration.

Forskellige dyremodeller er baseret på forskellige ætiologier. De har fordele og ulemper, og udvælgelsen af korrekte og passende dyremodeller er af stor betydning for grundlæggende eksperimenter, hvilket hjælper med at forstå de cellulære og molekylære signalveje til regenerering og reparation efter skeletmuskelskade for at udvikle nye terapier til behandling af skeletmuskelsygdomme. Kemisk inducerede modeller af muskelskade anvendes i vid udstrækning, med injektioner af skeletmuskulatur, der forårsager myofibernekrose og producerer regenererede områder, der effektivt kan regenerere inden for 2 uger15. Både notexin og bupivacain kan forårsage muskelskader. Imidlertid kan notexin forårsage mere alvorlig myotoksisk skade på skeletmuskulatur end bupivacain, og naturlig funktionel genopretning er relativt langsommere16. Lægemiddel intramuskulær sprøjtestøbning tager ikke kun mindre tid, men har også kontrollerede virkninger og omfang af skeletmuskelskader. Denne kvantificerbare kontrol gør vellykket støbning mindre vanskelig15,17.

Inflammatorisk respons er et essentielt biologisk respons, der er blevet grundigt undersøgt i forbindelse med myopati18,19. I de tidlige stadier af skeletmuskelskade forstyrrer myofibernekrose lokal muskelhomeostase, og mange inflammatoriske celler infiltrerer skadestedet og udskiller mange proinflammatoriske cytokiner19. Kreatinkinase (CK) er en traditionel serumbiomarkør til vurdering af skeletmuskelskade. Det mangler imidlertid vævsspecificitet20 og følsomhed21, hvilket begrænser dets evne til at vurdere omfanget af lægemiddelinduceret muskelskade og indirekte rapportere omfanget af muskelgendannelse efter skade. Nye biomarkører, herunder fedtsyrebindende protein 3 (FABP3), har for nylig vist relativt høj vævsspecificitet og følsomhed i gnavermodeller af skeletmuskelskade. FABP3 er en familie af bindende proteiner, der primært udtrykkes i hjerte- og skeletmuskelceller og impliceres i fedtsyremetabolisme, transport og signalering22. Derfor valgte vi en kombination af to biomarkører, CK og FABP3, for at vurdere omfanget af notexin-induceret skeletmuskelskade og genopretning efter behandling.

Hos gnavere er musklerne overfladiske, og hudområdet er lille, hvilket også bestemmer, at de forskellige parametre for massage hos gnavere ikke vil være de samme som hos mennesker, såsom i dyreterapi, bør massageterapeuten behandle dem med mindre kraft ved hjælp af Dings rullemetode og må ikke være befordrende for driften af denne teknik på grund af den lille størrelse af det skadede område, hvilket i sidste ende kan føre til en reduktion i effektiviteten af massage. Derfor brugte eksperimentet den rullende massager fremstillet internt, som er i overensstemmelse med egenskaberne ved Dings rullemetode, til at gribe ind og evaluere den terapeutiske virkning af den notexin-inducerede skeletmuskelskademodel hos rotter, hvilket hjælper med at standardisere parametrene for Tuina i eksperimentelle dyreforsøg for dybt at undersøge Tuinas molekylære virkningsmekanisme, en traditionel kinesisk medicin behandlingsmetode, på muskuloskeletale sygdomme.

Protocol

Procedurer, der involverer dyr, er blevet godkendt af Institutional Care and Use Committee ved Hunan University of Chinese Medicine. 1. Montering af rullemassageapparatet Vælg et massageapparat, der består af en gummirulle, gaffelholder, fjeder, grænseplade, justeringsskinne, skrue og akrylhåndtag (figur 1). Sørg for, at gummirullen måler 3 cm lang og 1,6 cm i diameter, fjederen måler 3 cm lang og 0,9 cm i diameter, grænsepladen …

Representative Results

For at observere de morfologiske egenskaber af rotteskeletmuskulatur efter skade blev gastrocnemius-musklen farvet med hæmatoxylin og eosin, og de farvede billeder blev læst med en analysesoftware som beskrevet i protokollen for 8 rotter pr. Gruppe. Hos rotter med gastrocnemius muskelskade induceret af notexin (NTX-gruppe) blev mange muskelceller bristet, atrofisk, nekrotisk og uregelmæssigt arrangeret. Der var også en høj infiltration af neutrofiler og lymfocytter omkring det berørte område (…

Discussion

Her beskrev vi en protokol for Tuina-behandling af skeletmuskelskade hos rotter og analyserede derefter graden af skeletmuskelskade efter behandling for at verificere metodens effektivitet. Især kan rotteskeletmuskelskademodeller, herunder men ikke begrænset til lægemiddelinduktion (notexin, bupivacain)16, stump kontusion 26, knus 27 og iskæmi-reperfusion28, interveneres med Tuina. Gennem HE-farvning for at observere de hi…

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Denne forskning blev støttet af bevillinger fra National Natural Science Foundation of China (bevilling nr. 82174521), Innovation Project for Graduate Students of 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

Riferimenti

  1. Lempainen, L., et al. Management of anterior thigh injuries in soccer players: practical guide. BMC Sports Science, Medicine and Rehabilitation. 14 (1), 41 (2022).
  2. 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).
  3. 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).
  4. 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).
  5. Hotfiel, T., et al. Current Conservative Treatment and Management Strategies of Skeletal Muscle Injuries. Zeitschrift für Orthopädie und Unfallchirurgie. 154 (3), 245-253 (2016).
  6. de Sire, A., et al. Pharmacological Treatment for Acute Traumatic Musculoskeletal Pain in Athletes. Medicina. 57 (11), 1208 (2021).
  7. 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).
  8. Martins, A. L. L., Giorno, L. P., Santos, A. R. Tissue Engineering Applied to Skeletal Muscle: Strategies and Perspectives. Bioingegneria. 9 (12), 744 (2022).
  9. 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).
  10. 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).
  11. 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).
  12. 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).
  13. 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).
  14. 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).
  15. Hardy, D., et al. Comparative Study of Injury Models for Studying Muscle Regeneration in Mice. PloS one. 11 (1), e0147198 (2016).
  16. 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).
  17. Tierney, M. T., Sacco, A. Inducing and Evaluating Skeletal Muscle Injury by Notexin and Barium Chloride. Methods in Molecular Biology. 1460, 53-60 (2016).
  18. 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).
  19. Tu, H., Li, Y. L. Inflammation balance in skeletal muscle damage and repair. Frontiers in Immunology. 14, 1133355 (2023).
  20. Castro, C., Gourley, M. Diagnosis and treatment of inflammatory myopathy: issues and management. Therapeutic Advances in Musculoskeletal Disease. 4 (2), 111-120 (2012).
  21. Dabby, R., et al. Asymptomatic or minimally symptomatic hyperCKemia: histopathologic correlates. The Israel Medical Association Journal: IMAJ. 8 (2), 110-113 (2006).
  22. 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).
  23. 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).
  24. 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).
  25. Wisner, L., Larsen, B., Maguire, A. Enhancing Tumor Content through Tumor Macrodissection. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (180), e62961 (2022).
  26. 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).
  27. 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).
  28. 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).
check_url/it/65820?article_type=t

Play Video

Citazione di questo articolo
Huang, B., Ruan, L., Wang, L., Xue, H., Sun, M., Duan, M., Peng, L. Mimicking Ding’s Roll Method on Notexin-Induced Muscle Injury in Rats. J. Vis. Exp. (198), e65820, doi:10.3791/65820 (2023).

View Video