Summary

Nachahmung von Dings Rollmethode bei Notexin-induzierter Muskelverletzung bei Ratten

Published: August 25, 2023
doi:

Summary

Dieses Protokoll beschreibt ein einfaches Gerät, das die Rollmethode von Ding nachahmt, ein Rattenmodell für Skelettmuskelverletzungen erstellt und Hämatoxylin-Eosin-Färbung verwendet, um die Pathologie von geschädigtem Gewebe zu beobachten, und einen enzymgebundenen Immunsorbent-Assay verwendet, um Veränderungen der Serumschadensmarker zu erkennen.

Abstract

Die Ding-Roll-Methode ist eine der am häufigsten verwendeten Manipulationen in traditionellen chinesischen Massagekliniken (Tuina) und eine der einflussreichsten zeitgenössischen Tuina-Manipulationen in China. Sie basiert auf der traditionellen Rollmethode, die im Ein-Finger-Zen-Genre üblich ist und als Ding-Rollmethode bezeichnet wird. Aufgrund ihrer entzündungshemmenden und durchblutungsfördernden Wirkung hat die Ding-Rollmethode eine fundierte therapeutische Wirkung bei Myopathie. Aufgrund der großen Kraftfläche, die auf die menschliche Haut ausgeübt wird, ist die Rollmethode von Ding bei Versuchstieren mit kleinen Hautbereichen, wie Ratten und Kaninchen, eine Herausforderung. Darüber hinaus unterscheidet sich die Stärke von Tuina, die auf den menschlichen Körper angewendet wird, von derjenigen, die auf Versuchstiere angewendet wird, so dass es vorkommen kann, dass die Stärke zu hoch oder zu niedrig ist, um die therapeutische Wirkung von Tuina während des Experiments zu erzielen. Dieses Experiment zielt darauf ab, ein einfaches Massagegerät zu entwickeln, das für Ratten geeignet ist, basierend auf den Rollmanipulationsparametern von Ding (Stärke, Frequenz, Tuina-Dauer). Das Gerät kann die Manipulation in Tierversuchen standardisieren und die Variation der Tuina-Kraft, die auf verschiedene Tiere angewendet wird, aufgrund subjektiver Faktoren reduzieren. Es wurde ein Rattenmodell für Notexin-induzierte Skelettmuskelverletzungen etabliert und die Plasmaverletzungsmarker Kreatinkinase (CK) und Fettsäurebindungsprotein 3 (FABP3) verwendet, um die therapeutische Wirkung von Tuina auf Skelettmuskelverletzungen zu bewerten. Die Ergebnisse zeigten, dass dieses Tuina-Massagegerät die CK- und FABP3-Expression reduzieren und den Grad der Skelettmuskelverletzung verlangsamen konnte. Daher trägt das hier beschriebene Tuina-Massagegerät, das die Rollmethode von Ding nachahmt, zur Standardisierung der Tuina-Manipulation in der experimentellen Forschung bei und ist eine große Hilfe für die anschließende Erforschung des molekularen Mechanismus von Tuina bei Myopathie.

Introduction

Muskelverletzungen sind häufige traumatische Verletzungen im klinischen und täglichen Leben, die durch äußere Schläge (Prellungen) oder chronische Überlastung von Muskelfasern (Zerrungen) usw. verursacht werden und zu Muskelfunktionsstörungen und Schmerzen führen, die sogar die Lebensqualität des Patienten ernsthaft beeinträchtigen1. Ein möglichst frühzeitiger Beginn der Rehabilitation nach einer akuten Zerrungsverletzung ist der Schlüssel, um die Zeit bis zur Rückkehr zum Sport2 zu verkürzen und die Schmerzen zu lindern 3,4. In der modernen westlichen Medizin folgt die klinische Erste Hilfe bei Muskelverletzungen den Prinzipien von Ruhe, Eis, Kompression und Hochlagerung (RICE), um verletzende Blutungen in das Muskelgewebe zu stoppen5 und nichtsteroidale Antirheumatika zur Schmerzlinderung6. Die Entdeckung neuartiger Therapien wie Exosomen7 und Tissue Engineering8 wurden zu potenziellen Behandlungsstrategien für Skelettmuskelerkrankungen und kompensierten die Mängel früherer pharmakologischer Behandlungen. Sie kann jedoch auch die Behandlungskosten für die Patienten erhöhen und sie unter enormen finanziellen Druck setzen9. Daher werden alternative und komplementäre Therapien zur Behandlung von Problemen des Bewegungsapparates empfohlen10. Tuina ist in China als traditionelle medizinische Methode weit verbreitet und bei Patienten wegen seiner Wirksamkeit und weniger Nebenwirkungen beliebt. Die Tuina-Therapie bei Erkrankungen des Bewegungsapparates kann Schmerzen lindern und die Funktion verbessern11,12,13. Herr Ding Jifeng, ein berühmter Tuina-Praktizierender aus Shanghai, begründete Dings Rollmethode14. Es handelt sich um eine einzigartige Walz- und Zerkleinerungstechnik mit einer großen Kraftfläche, gleichmäßiger und sanfter Kraft und intensivem Eindringen.

Unterschiedliche Tiermodelle basieren auf unterschiedlichen Ätiologien. Sie haben Vor- und Nachteile, und die Auswahl korrekter und geeigneter Tiermodelle ist von großer Bedeutung für grundlegende Experimente, die helfen, die zellulären und molekularen Signalwege der Regeneration und Reparatur nach Skelettmuskelverletzungen zu verstehen, um neue Therapien zur Behandlung von Skelettmuskelerkrankungen zu entwickeln. Chemisch induzierte Modelle von Muskelverletzungen sind weit verbreitet, wobei Injektionen von Skelettmuskeln eine Myokularnekrose verursachen und regenerierte Bereiche erzeugen, die sich innerhalb von 2 Wochen effektiv regenerieren können15. Sowohl Notexin als auch Bupivacain können Muskelschäden verursachen. Notexin kann jedoch schwerere myotoxische Schäden an der Skelettmuskulatur verursachen als Bupivacain, und die natürliche funktionelle Erholung ist relativ langsam16. Das intramuskuläre Spritzgießen von Medikamenten nimmt nicht nur weniger Zeit in Anspruch, sondern hat auch kontrollierte Auswirkungen und das Ausmaß der Skelettmuskelschäden. Diese quantifizierbare Kontrolle macht eine erfolgreiche Formgebung weniger schwierig15,17.

Die Entzündungsreaktion ist eine wesentliche biologische Reaktion, die im Zusammenhang mit der Myopathie ausführlich untersucht wurde18,19. In den frühen Stadien der Skelettmuskelverletzung stört die Myofasernekrose die lokale Muskelhomöostase, und viele Entzündungszellen infiltrieren die Verletzungsstelle und sezernieren viele entzündungsfördernde Zytokine19. Die Kreatinkinase (CK) ist ein traditioneller Serum-Biomarker zur Beurteilung von Skelettmuskelverletzungen. Es fehlt jedoch die Gewebespezifität20 und die Sensitivität21, was seine Fähigkeit einschränkt, das Ausmaß der medikamenteninduzierten Muskelschädigung zu beurteilen und indirekt über das Ausmaß der Muskelregeneration nach einer Verletzung zu berichten. Neuartige Biomarker, darunter das Fettsäure-bindende Protein 3 (FABP3), haben kürzlich eine relativ hohe Gewebespezifität und -sensitivität in Nagetiermodellen für Skelettmuskelverletzungen gezeigt. FABP3 ist eine Familie von Bindungsproteinen, die hauptsächlich in Herz- und Skelettmuskelzellen exprimiert werden und am Fettsäurestoffwechsel, -transport und -signalweg beteiligt sind22. Daher wählten wir eine Kombination aus zwei Biomarkern, CK und FABP3, um das Ausmaß der Notexin-induzierten Skelettmuskelschädigung und die Erholung nach der Behandlung zu beurteilen.

Bei Nagetieren sind die Muskeln flach und der Hautbereich ist klein, was auch bestimmt, dass die verschiedenen Parameter der Massage bei Nagetieren nicht die gleichen sind wie beim Menschen, wie z. B. in der Tiertherapie, der Masseur sollte sie mit weniger Kraft mit der Ding-Rollmethode behandeln und ist aufgrund der geringen Größe des verletzten Bereichs möglicherweise nicht förderlich für die Durchführung dieser Technik. was letztendlich zu einer Verringerung der Wirksamkeit der Massage führen kann. Daher wurde in dem Experiment das selbst hergestellte Rollmassagegerät verwendet, das den Merkmalen der Ding-Rollmethode entspricht, um zu intervenieren und die therapeutische Wirkung des Notexin-induzierten Skelettmuskelverletzungsmodells bei Ratten zu bewerten, was dazu beiträgt, die Parameter von Tuina in experimentellen Tierversuchen zu standardisieren, um den molekularen Wirkmechanismus von Tuina eingehend zu untersuchen. eine Behandlungsmethode der traditionellen chinesischen Medizin bei Erkrankungen des Bewegungsapparates.

Protocol

Verfahren mit Tieren wurden vom Institutional Care and Use Committee der Hunan University of Chinese Medicine genehmigt. 1. Montage des Rollmassagegeräts Wählen Sie ein Massagegerät aus, das aus einer Gummirolle, einem Gabelhalter, einer Feder, einer Begrenzungsschallwand, einer Einstellschiene, einer Schraube und einem Acrylgriff besteht (Abbildung 1). Stellen Sie sicher, dass die Gummiwalze 3 cm lang und 1,6 cm im Durchmesser misst,…

Representative Results

Um die morphologischen Eigenschaften des Rattenskelettmuskels nach einer Verletzung zu beobachten, wurde der Musculus gastrocnemius mit Hämatoxylin und Eosin gefärbt und die gefärbten Bilder wurden mit einer Analysesoftware ausgelesen, wie im Protokoll für 8 Ratten pro Gruppe beschrieben. Bei Ratten mit einer durch Notexin induzierten Gastrocnemius-Muskelverletzung (NTX-Gruppe) waren viele Muskelzellen gerissen, atrophisch, nekrotisch und unregelmäßig angeordnet. Es gab auch eine hohe Infiltration von Neutrophilen …

Discussion

Hier beschrieben wir ein Protokoll für die Tuina-Behandlung von Skelettmuskelverletzungen bei Ratten und analysierten dann den Grad der Skelettmuskelverletzung nach der Behandlung, um die Wirksamkeit der Methode zu überprüfen. Insbesondere können Modelle zur Verletzung der Skelettmuskulatur von Ratten, einschließlich, aber nicht beschränkt auf die Induktion von Medikamenten (Notexin, Bupivacain)16, die stumpfe Prellung26, die Quetschung27 und d…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Diese Forschung wurde durch Zuschüsse der National Natural Science Foundation of China (Grant Nos.82174521), Innovationsprojekt für Doktoranden der Hunan University of Chinese Medicine (2022CX109) unterstützt

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. Bioengineering. 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/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