[Mechanism of electroacupuncture alleviating pain in rats with cervical spondylotic radiculopathy by regulating the NO/cGMP/PKG signaling pathway via Piezo1 protein].

چکیده اصلی

OBJECTIVES: To investigate the regulatory effect of electroacupuncture on Piezo1 protein in rats with cervical spondylotic radiculopathy (CSR) and its impact on the nitric oxide (NO)/cyclic guanosine monophosphate (cGMP)/protein kinase G (PKG) signaling pathway, in order to explore the analgesic mechanism of electroacupuncture in treating CSR. METHODS: Male SD rats were randomly divided into sham-operation, model, electroacupuncture (EA), and EA+Yoda1 groups, with 10 rats in each group. The CSR model was established by a surgical procedure involving thread insertion into the vertebral canal. Rats in the EA group received electroacupuncture at bilateral "Hegu" (LI4) and "Taichong" (LR3) acupoints for 20 min per session, continuously for 7 days. Rats in the EA+Yoda1 group received an intraperitoneal injection of the Piezo1 agonist Yoda1 (1.5 mg/kg) before electroacupuncture treatment. Gait score, mechanical paw withdrawal threshold, and thermal paw withdrawal latency were measured before and after the electroacupuncture intervention. Pathological changes in the spinal cord tissue at the lesion site were observed using hematoxylin-eosin (HE) staining. The mRNA expression level of Piezo1 in the spinal cord was detected by qPCR. The expression of Piezo1 and calmodulin (CaM) in the spinal cord was detected by immunofluorescence double staining. The protein expression levels of CaM, neuronal nitric oxide synthase (nNOS), soluble guanylate cyclase (sGC), and PKG1 in the spinal cord were detected by Western blot. The content of cGMP in the spinal cord was measured by ELISA. The nitrite colorimetric method was used to determine the NO content in the spinal cord. RESULTS: Compared to the sham-operation group, the model group showed increased gait score (P<0.01), decreased mechanical withdrawal threshold, and shortened thermal withdrawal latency before intervention (P<0.01). After intervention, the model group exhibited significant increases in Piezo1 mRNA expression, Piezo1 and CaM immunofluorescence intensity and co-localization, protein expressions of CaM, nNOS, sGC and PKG1, as well as cGMP and NO contents in the spinal cord tissue (P<0.01). HE staining revealed shrunken neurons, deepened cytoplasmic staining, blurred nuclear-cytoplasmic boundaries, glial cell hyperplasia, increased cell density, and dilated microvessels with hemorrhage in the spinal cord of the model group. Compared to the model group, the electroacupuncture group showed decreased gait score (P<0.01), increased mechanical withdrawal threshold, and prolonged thermal withdrawal latency (P<0.01). Piezo1 mRNA expression, Piezo1 and CaM immunofluorescence intensity and co-localization, protein expressions of CaM, nNOS, sGC, PKG1, as well as cGMP and NO contents were all reduced (P<0.01). HE staining showed occasionally shrunken neurons in the electroacupuncture group, with reduced microvascular dilation and glial cell hyperplasia compared to the model group. Compared to the electroacupuncture group, the EA+Yoda1 group showed shortened thermal withdrawal latency (P<0.01), and increased Piezo1 mRNA expression, Piezo1 and CaM immunofluorescence intensity and co-localization, protein expressions of CaM, nNOS, sGC, PKG1, as well as cGMP and NO contents (P<0.05, P<0.01). HE staining revealed neuronal shrinkage, increased glial cell numbers, and some microvascular dilation with hemorrhage in the EA+Yoda1 group. CONCLUSIONS: Electroacupuncture can effectively alleviate pain in CSR rats, potentially by inhibiting Piezo1 protein activation and suppressing the NO/cGMP/PKG signaling pathway in the spinal cord to exert analgesic effects.

ترجمه فارسی چکیده

هدف: بررسی اثر تنظیمی الکتروآکوپنکتور بر پروتئین Piezo1 در موش‌های ماده با سندرم دیسک کولیژنال رادیکولوپاتی (CSR) و تأثیر آن بر مسیر سیگنالینگ نیتریک اکسید (NO)/سیکلی گوانوزین مونوفسفات (cGMP)/کیناز پروتئین G (PKG) جهت بررسی مکانیسم تسکین درد. روش‌ها: ۴۰ موش نر SD به صورت تصادفی به گروه‌های عملیات جعلی، مدل، الکتروآکوپنکتور (EA) و EA+Yoda1 تقسیم شدند (هر گروه ۱۰ عدد). مدل CSR با تزریق نخ به کانال مهره‌ای ایجاد شد. موش‌های گروه EA تحت الکتروآکوپنکتور در نقاط «هگو» (LI4) و «تای‌چونگ» (LR3) به مدت ۲۰ دقیقه، به مدت ۷ روز متوالی دریافت کردند. موش‌های گروه EA+Yoda1 قبل از درمان، تزریق داخل پریتونال آگونیست Piezo1 Yoda1 (۱.۵ mg/kg) دریافت کردند. نمره راه رفتار، آستانه کشش مکانیکی پنجه و تاخیر کشش حرارتی پنجه قبل و بعد از مداخله اندازه‌گیری شد. تغییرات بافت‌شناسی نخاع در محل ضایعه با رنگ‌آمیزی هماتوکسیلین-ایوزین (HE) مشاهده شد. سطح mRNA Piezo1 با qPCR، و بیان پروتئین Piezo1 و کلسیم‌مونوآکسید (CaM) با رنگ‌آمیزی دوگانه ایمونوفلوئورسانس بررسی شد. بیان پروتئین CaM، آنزیم سنتاز نیتریک اکسید عصبی (nNOS)، سولیبل گوانیلات سیکلاز (sGC) و PKG1 با وسترن بلات بررسی شد. محتوای cGMP با ELISA و محتوای NO با روش رنگی نیتریت اندازه‌گیری شد. نتایج: در مقایسه با گروه عملیات جعلی، گروه مدل نمره راه رفتار افزایش (P<0.01)، آستانه کشش مکانیکی کاهش و تاخیر کشش حرارتی کوتاه‌تر (P<0.01) داشت. پس از مداخله، در گروه مدل بیان mRNA Piezo1، شدت و هم‌جمعی ایمونوفلوئورسانس Piezo1 و CaM، بیان پروتئین CaM، nNOS، sGC، PKG1، و محتوای cGMP و NO در بافت نخاع به طور معناداری افزایش یافت (P<0.01). رنگ‌آمیزی HE نشان‌دهنده نورون‌های متقارن، رنگ‌آمیزی سیتوپلاسمی تیره، مرز هسته-سیتوپلاسم مبهم، هیپرپلازی گلیا، افزایش چگالی سلولی و عروق میکرویی وسیع‌شده با خونریزی بود. در مقایسه با گروه مدل، گروه EA نمره راه رفتار کاهش (P<0.01)، آستانه کشش مکانیکی افزایش و تاخیر کشش حرارتی افزایش یافت (P<0.01). بیان mRNA Piezo1، شدت و هم‌جمعی ایمونوفلوئورسانس Piezo1 و CaM، بیان پروتئین CaM، nNOS، sGC، PKG1، و محتوای cGMP و NO کاهش یافت (P<0.01). رنگ‌آمیزی HE در گروه EA نشان‌دهنده نورون‌های متقارن گاهی، و کاهش عروق میکرویی و هیپرپلازی گلیا نسبت به گروه مدل بود. در مقایسه با گروه EA، گروه EA+Yoda1 تاخیر کشش حرارتی کوتاه‌تر (P<0.01) و افزایش بیان mRNA Piezo1، شدت و هم‌جمعی ایمونوفلوئورسانس Piezo1 و CaM، بیان پروتئین CaM، nNOS، sGC، PKG1، و محتوای cGMP و NO (P<0.05، P<0.01) داشت. رنگ‌آمیزی HE در گروه EA+Yoda1 نشان‌دهنده کوچک شدن نورون‌ها، افزایش تعداد گلیا و برخی عروق میکرویی وسیع‌شده با خونریزی بود. نتیجه‌گیری: الکتروآکوپنکتور می‌تواند درد CSR را به طور مؤثر تسکین دهد، احتمالاً با مهار فعال‌سازی پروتئین Piezo1 و سرکوب مسیر سیگنالینگ NO/cGMP/PKG در نخاع برای اعمال اثرات تسکین‌دهنده.

متن کامل اصلی