Summary

Имитация метода Дина на мышечных повреждениях, индуцированных нотексином, у крыс

Published: August 25, 2023
doi:

Summary

Этот протокол описывает простое устройство, которое имитирует метод Дина, создает модель травмы скелетных мышц на крысах и использует окрашивание гематоксилин-эозином для наблюдения за патологией поврежденных тканей и иммуноферментный анализ для обнаружения изменений в маркерах повреждения сыворотки.

Abstract

Метод ролла Дина является одной из наиболее часто используемых манипуляций в клиниках традиционного китайского массажа (Туйна) и одной из самых влиятельных современных манипуляций Туйна в Китае. Он основан на традиционном методе прокатки, обычно используемом в жанре однопальцевого дзен и названном методом ролла Дина. Благодаря своему противовоспалительному и стимулирующему кровообращение эффекту, роликовый метод Дина оказывает сильное терапевтическое воздействие на миопатию. Из-за большой площади силы, приложенной к человеческой коже, метод Дина трудно применить на экспериментальных животных с небольшими участками кожи, таких как крысы и кролики. Кроме того, сила Туины, применяемая к человеческому телу, отличается от силы, применяемой к экспериментальным животным, поэтому может случиться так, что сила будет слишком высокой или слишком низкой для достижения терапевтического эффекта Туины во время эксперимента. Этот эксперимент направлен на создание простого массажера, подходящего для крыс, на основе параметров манипуляций Дина (сила, частота, продолжительность Tuina). Устройство может стандартизировать манипуляции в экспериментах на животных и уменьшить вариации силы Туина, применяемой к разным животным из-за субъективных факторов. Была создана модель нотексин-индуцированного повреждения скелетных мышц на крысах, а маркеры плазменного повреждения креатинкиназы (КФК) и белка, связывающего жирные кислоты 3 (FABP3), были использованы для оценки терапевтического эффекта Туина при повреждении скелетных мышц. Результаты показали, что этот массажер Tuina может снизить уровни экспрессии CK и FABP3 и замедлить степень повреждения скелетных мышц. Таким образом, описанный здесь массажер Tuina, имитирующий метод Дина Дина, вносит свой вклад в стандартизацию манипуляций Tuina в экспериментальных исследованиях и является большим подспорьем для последующих исследований молекулярного механизма Tuina при миопатии.

Introduction

Мышечные повреждения являются распространенными травматическими повреждениями в клинической и повседневной жизни, вызванными внешними ударами (ушибами) или хроническим перенапряжением мышечных волокон (растяжениями) и т.д., приводящими к мышечной дисфункции и боли, даже серьезно влияющим на качество жизни пациента1. Как можно более раннее начало реабилитации после острой травмы является ключом к сокращению времени возвращения к занятиям спортом2 и уменьшению боли 3,4. В современной западной медицине клиническая первая помощь при мышечных травмах следует принципам покоя, льда, сжатия и подъема (RICE) для остановки вредного кровотечения в мышечнуюткань 5 и нестероидных противовоспалительных препаратов для облегчения боли6. Открытие новых методов лечения, таких как экзосомы7 и тканевая инженерия8, стало потенциальными стратегиями лечения заболеваний скелетных мышц, компенсируя недостатки предыдущих фармакологических методов лечения. Однако это также может привести к увеличению стоимости лечения для пациентов, оказывая на них огромное финансовое давление9. Поэтому для лечения проблем опорно-двигательного аппарата рекомендуются альтернативные и дополнительные методы лечения10. Туйна широко используется клинически в Китае как традиционный медицинский метод и популярен среди пациентов благодаря своей эффективности и меньшему количеству побочных эффектов. Терапия Tuina при заболеваниях опорно-двигательного аппарата может облегчить боль и улучшить функцию11,12,13. Г-н Дин Цзифэн, известный шанхайский практик туйна, основал метод Дина14. Это уникальная техника прокатки и дробления с большой площадью силы, равномерным и щадящим усилием и интенсивным проникновением.

Различные модели животных основаны на разной этиологии. У них есть свои преимущества и недостатки, и выбор правильных и подходящих моделей животных имеет большое значение для базовых экспериментов, что помогает понять клеточные и молекулярные сигнальные пути регенерации и восстановления после травмы скелетных мышц для разработки новых методов лечения заболеваний скелетных мышц. Широко используются химически индуцированные модели мышечных повреждений, при этом инъекции скелетных мышц вызывают некроз миоволокон и создают регенерированные области, которые могут эффективно регенерироваться в течение 2недель15. Как нотексин, так и бупивакаин могут вызывать повреждение мышц. Тем не менее, нотексин может вызывать более серьезное миотоксическое повреждение скелетных мышц, чем бупивакаин, и естественное функциональное восстановление происходит относительно медленнее16. Внутримышечное литье препарата под давлением не только занимает меньше времени, но и имеет контролируемый эффект и степень повреждения скелетной мускулатуры. Этот количественный контроль делает успешное формование менее сложным15,17.

Воспалительная реакция является важной биологической реакцией, которая была широко изучена в контексте миопатии18,19. На ранних стадиях повреждения скелетных мышц некроз миоволокна нарушает локальный гомеостаз мышц, и многие воспалительные клетки проникают в место повреждения, секретируя множество провоспалительных цитокинов19. Креатинкиназа (КФК) является традиционным сывороточным биомаркером для оценки повреждений скелетных мышц. Однако ему не хватает тканевой специфичности20 и чувствительности21, что ограничивает его способность оценивать степень вызванного лекарственными препаратами повреждения мышц и косвенно сообщать о степени восстановления мышц после травмы. Новые биомаркеры, в том числе белок, связывающий жирные кислоты 3 (FABP3), недавно показали относительно высокую тканевую специфичность и чувствительность в моделях повреждений скелетных мышц у грызунов. FABP3 представляет собой семейство связывающих белков, экспрессируемых в основном в клетках сердца и скелетных мышц и участвующих в метаболизме жирных кислот, транспорте и передаче сигналов22. Поэтому мы выбрали комбинацию двух биомаркеров, CK и FABP3, для оценки степени индуцированного нотексином повреждения скелетных мышц и восстановления после лечения.

У грызунов мышцы неглубокие, а площадь кожи небольшая, что также обуславливает то, что различные параметры массажа у грызунов не будут такими же, как у людей, например, в анималотерапии, массажист должен обрабатывать их с меньшей силой, используя метод валика Дина, и может не способствовать работе этой техники из-за небольшого размера травмированного участка, что в конечном итоге может привести к снижению эффективности массажа. Таким образом, в эксперименте использовался роликовый массажер собственного производства, который соответствует характеристикам валкового метода Дина, чтобы вмешаться и оценить терапевтический эффект модели травмы скелетных мышц, индуцированной нотексином, у крыс, что помогает стандартизировать параметры Tuina в экспериментальных исследованиях на животных с целью глубокого изучения молекулярного механизма действия Tuina. метод лечения заболеваний опорно-двигательного аппарата традиционной китайской медицины.

Protocol

Процедуры с участием животных были одобрены Комитетом по уходу и использованию в учреждениях Хунаньского университета китайской медицины. 1. Сборка роликового массажера Выберите массажер, состоящий из резинового валика, держателя вилки, пружины, ограничи…

Representative Results

С целью наблюдения за морфологическими свойствами скелетной мускулатуры крыс после травмы икроножную мышцу окрашивали гематоксилином и эозином, а окрашенные изображения считывали с помощью аналитического программного обеспечения, как описано в протоколе для 8 крыс в группе. У крыс с …

Discussion

В данной работе мы описали протокол лечения травмы скелетных мышц у крыс по методу Tuina, а затем проанализировали степень повреждения скелетных мышц после лечения, чтобы убедиться в эффективности метода. Примечательно, что модели повреждений скелетных мышц крыс, включая, помимо прочего,…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Исследование выполнено при поддержке грантов Национального фонда естественных наук Китая (грант No 82174521), Инновационный проект для аспирантов Хунаньского университета китайской медицины (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

References

  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. 생체공학. 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/kr/65820?article_type=t

Play Video

Cite This Article
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