第二章 文獻探討
C. 從 Fos 到過敏性疼痛的發生
過去 c-fos 的研究工作多集中在「刺激→Fos」之間的變化,也 就是所謂的轉錄前現象,有關於 c-fos 轉錄後的結果及影響的論文卻 十分有限。但是,隨著人們對於神經系統整合功能的關注,科學家對 於 c-fos 轉譯後的細胞變化就產生了高度的興趣。儘管如此,愈來愈 多的疑點有待克服。c-fos 基因接受膜外訊息而轉譯為 Fos 蛋白再形 成 AP-1,其功用就是調節後續基因的表現。Fos 只是這個流程中的一 個傳遞者,重要的課題是 Fos 蛋白調節那些後續基因?這些基因的活 化為細胞帶來何種改變?神經細胞的功能和型態是否因此而受到影 響?簡而言之,這一連串的疑問就是在探討 c-fos 轉譯後現象,與過 敏性疼痛發生的關係。目前在學理上比較理想的方法,是在活體(in vivo)動物操控該段基因,例如採用 antisenseDNA,transgene 的技術,
直接在 c-fos 基因上動手腳,然後比較其間的差異,是一個勢在必行 的研究方向。
六、以福馬林皮下注射作為過敏性疼痛的研究模式
福馬林注射疼痛測試和大多數疼痛測試,最大的不同在於它能測 試動物對於組織傷害所產生強烈而持續性性疼痛的反應。一般認為,
它提供比其他如機械性壓痛或熱痛等急性疼痛測試更能有效而精確 的評估117、118。福馬林注射疼痛測試於 1977 年由 Dubuisson以及 Dennis 兩位學者提出 117。他們發現在老鼠皮下注射福馬林之後,仔細觀察 老鼠的疼痛行為反應,發現老鼠會產生兩個階段的疼痛行為反應,分 別代表不同的疼痛剌激。第一階段(早期階段)在注射福馬林之後立刻 發生,持續約 3-5 分鐘,一般相信這個反應來自福馬林注射對疼痛受 器直接的化學刺激 117、119,主要刺激了 C 以及 Aδ神經纖維 120,之後 約有 10-15 分鐘動物安靜下來,幾乎沒有表現任何疼痛行為。第二階 段(晚期階段)約在注射 15-20 分鐘之後展開,並持續 20-40 分鐘左右。
非類固醇消炎藥物如 indomethacin 只能降低福馬林刺激的第二階段 疼痛行為,而非第一階段疼痛行為 121。即使注射低濃度的福馬林,
注射非類固醇消炎藥物仍無法降低第一階段疼痛行為,表示兩個階段 的行為反應不同並非來自剌激強度的差別。一般認為第一階段疼痛反 應來自周邊疼痛受器直接受到剌激,而第二階段疼痛反應來自中樞神 經過敏化的結果。但也有實驗証據顯示,在周邊神經,第一階段參與 的分子包括 substance P 以及 bradykinin,而第二階段則有 histamine, serotonin prostglandins 以及 bradykinin 參與 122。而電生理學的結果 也發現 bradykinin B 受器的拮抗劑抑制了第二階段疼痛反應,卻無法 抑制第一階段反應,顯示了 bradykinin 主要參與了晚期的疼痛表現
123。這些証據都顯示了,周邊、炎性反應,對於第二階段疼痛表現是 有貢獻的。
當然,實驗結果指出,脊髓中樞的變化是造成福馬林刺激第二階 段疼痛很重要的原因。在福馬林皮下注射後,紀錄脊髓背角單一神經 元,發現在一階段之前注射局部麻醉劑,能夠預防第二階段疼痛行為
的發生 124。同樣,如果以 opiate 阻斷在第一階段疼痛反應,就算在第 二階段以 naloxone 拮抗 opiate 也無法恢復第二階段的疼痛反應 125。 同樣,在行為的研究也証實只有在第一階段在注射部位給予局部麻醉 藥才能有效地降低第二階段的疼痛行為。如果在兩個階段之間給予局 部麻醉藥則沒有效果 61。因此,單純周邊發炎反應是不足以構成第二 階段的疼痛反應,因為其他更強烈的炎性刺激物如 carrageenan 或 yeast 所產生的疼痛行為並沒有這麼激烈 126,因此必須有第一階段的 疼痛刺激脊髓的改變,以及周邊的炎性刺激共同反應,才形成了福馬 林第二階段的疼痛行為。
由於第二階段的疼痛反應必須倚靠第一階段的疼痛刺激。因此,
福馬林測試,在研究各種阻斷劑的對於過敏性疼痛的止痛效用時,便 提供了我們很好的一個疼痛行為評估模式。
而其他研究疼痛的實驗動物模式包括:簡單反射測量模式,如 tail-flick test、limb-withdrawal reflex、jaw-open reflex ;持續疼痛模式,
如 formalin test 、 adjuvant polyarthritis 、 carragenean induced inflammation; 未 學 習 行 為 反 應 模 式 , 如 hot-plate test、 writhing response;學習行為反應模式,如 shock titration,reaction time confict task 等 127,不外乎包含於機械刺激法、熱刺激法、電刺激法及化學刺 激法等四大類傷害性刺激中。由於常用的幾個疼痛模式中,各有其限 制及缺點。例如 tail-flick test 雖然是一簡單且量化性高的實驗,但也 僅能代表動物對痛覺的反射行為 (reflex behaviour),而沒有高級中樞 痛覺整合的參與,且須注意實驗過程中不能影響到動物的運動神經及 肌肉的功能,否則會改變反射的延遲時間而造成誤判,另外 baseline 的變異不小,亦是 tail-flick test 的困擾,因此必須選擇合適的紅外線 功率及 cut-off 時間。在近幾年的研究中,實驗環境溫度及鼠尾溫度 都有學者提出會干擾 baseline latency128、129,因此,必須控制固定且合 適的室溫(22-24℃)並記錄實驗前後的鼠尾溫度變化,若有改變要再用
公式來校正。又如,化學刺激中,用醋酸腹腔注射造成急性腹膜炎所 引起的臟腑痛(visceral pain),可見到扭體反應 (writhing response),其 中要注意實驗動物的年齡及體重造成的誤差,而扭體反應也僅能代表 位於周邊的疼痛作用;相反的許多機械性刺激(tail pressure test,tail pinch test)、熱刺激(hot plate)及電刺激(electric foot shock)亦僅能代表 中樞的鎮痛作用。唯有化學性刺激中的福馬林試驗較特別,它可同時 測得中樞以及周邊所引起的痛覺反應,這是此試驗的優點。而針刺鎮 痛的試驗多半用 tail-flick test 來評估,較局限於脊髓痛覺反射之探 討。因此,本研究用福馬林試驗來評估電針之鎮痛作用,並進一步探 討不同強度電針鎮痛之機轉。
七、足三里穴的解剖位置及功用
(一)別名:三里、下陵、下三里、下陵三里 130。
(二)釋名:「下陵,膝下三寸脛骨外三里也,為合 」。位於膝下三寸 因稱「三里」,為與手三里相區分,故冠 「足」字。故所
謂「三里者,下膝三寸也」131即所謂的足三里穴,屬於足 陽明胃經合穴,是回陽九針之一。
(三)體表定位:犢鼻穴直下三寸,脛骨前緣外開一寸處。
(四)取穴法:正坐垂足,先取犢鼻,脛骨頭上緣沿脛骨往下量取三寸,
再由此向 脛骨外側旁開約一寸餘,有一隆起之筋,按 之則筋分開,其溝中是穴 132。
(五)局部解剖:1.肌肉-在脛骨前肌、伸趾長肌之間。
2.血管-有脛前動靜脈。
3.神經-淺層佈有腓腸外側皮神經及隱神經的皮支,
深層正當腓深神經 133。
(六)刺灸法:針法直刺 1-2 寸,有麻電感向足背放射。溫灸 10-30 分 鐘,小兒忌灸,灸則反生疾 133。
(七)功能:和胃健脾,通腑化痰,升降氣機 134。
(八)主治:1.古代記述
(1)「著痺不去,人寒不已」,「腸中不便,取三里」135。
(2)肌肉痛,熱中善饑,寒中腸鳴腹痛 136。
(3)氣在于腸胃 137。
(4)胃中寒,心腹脹滿,腸鳴,臟氣虛憊,真氣不足,腹 痛食不下,大便不通,心悶不已,卒心痛,腹有逆 氣上攻,腰痛不得俯仰,小腸氣,水氣蠱毒,鬼擊 膝脛痛,目不明,產婦血暈。秦承祖云諸病子皆治,
千金翼云主腹中寒脹滿,腸中雷鳴,氣上衝胸,喘 不能久立,腹痛,胸腹中瘀血,傷寒熱未已,熱病 汗不出,壯熱,陽厥,悽悽惡寒,頭眩,小便不利
138。
2.現代報導
(1) 急慢性胃炎、腸胃功能運動失調,潰瘍病。
(2) 急慢性腸炎,腸梗阻,幽門痙攣。
(3) 高血壓,高血脂症。
(4) 氣喘,過敏性疾病。
(5) 肝炎,黃疸。
(6) 虛弱,貧血。白細胞減少症。
(7) 下肢癱瘓。
(8) 泌尿生殖系統疾病 139。
(九)大鼠取穴法:膝關節下 5 mm,脛骨旁開 2 mm,針入 5 mm140。 八、動物實驗之髓鞘內給藥法
許多動物實驗中,利用大鼠(rat)及鼷鼠(mice),由髓鞘內給藥的 途徑,研究藥物在脊髓方面的作用,其給藥的方法,主要為以下二種:
Hyiden 是使用 pentobarbital 麻醉鼷鼠後,直接以 30 號針由第五 腰椎或第六腰椎處進行髓鞘內給藥,此種方式較為簡便,對脊神經的 損傷較小 141,但只適用於鼷鼠,且無法多次給藥 142。
1976 年 Yaksh 和 Rudy 提出利用聚乙烯管(polyethylene tube, PE-10)自大鼠腦池(cisterna)插入,向脊髓腰椎(lumbar spinal cord)方 向推入約 7.5~8.5 cm,進行髓鞘內給藥(intrathecal administration, i.t.),
以探討脊髓在鎮痛作用中所扮演之機轉 143。有很多研究者沿用此法 進行實驗,可以說是目前最普遍之方法。但是此法容易損傷動物脊 髓,破壞了神經生理功能,造成實驗動物神經功能缺失(neurological deficit)或是下肢偏癱(paralysis)。其手術的成功率並不高。
本研究使用重 250-350 g 之 Wistar 鼠。動物先以 pentobarbital 50 mg/kg 腹腔注射麻醉。從枕骨與第一頸椎處,剪開肌肉層,並輕挑 硬脊膜,將 PE-5 細管置入脊髓腔內 8 cm,使尖端大約位在脊椎腰 椎膨大處 1umbar enlargement。細管尾端套上 silicon tube 經皮下在 白鼠耳間部位拉出並固定。等待 3-4 天的恢復期。我們從 silicon tube 以 10 μl 2% xylocaine 測試細管功能,並在死後解剖以確定位置。
只有細管功能正常及位置正確的老鼠才列入實驗。本手術法經多位學 者專家不斷研究改進缺失對脊髓之傷害已趨少 144-146,再經本實驗室 反覆改良其成功率約可達 90%。(如下圖)
圖四:本實驗室設計之插管平台及作業情形圖