Electroacupuncture improves peripheral neuropathy by up-regulating Sirt1/PGC-1α/TFAM pathway in type 2 diabetes rats with peripheral neuropathy.

基于Sirt1/PGC-1α/TFAM通路探讨电针治疗2型糖尿病周围神经病变的机制.

Publisher: Institute Of Acupuncture And Moxibustion Country of Publication: China NLM ID: 8507710 Publication Model: Print Cited Medium: Print ISSN: 1000-0607 (Print) Linking ISSN: 10000607 NLM ISO Abbreviation: Zhen Ci Yan Jiu Subsets: MEDLINE

Publication: Beijing : Institute Of Acupuncture And Moxibustion
Original Publication: Beijing, China : Published and distributed by World Books, [1980-

Acupuncture Points* ; Diabetes Mellitus, Type 2*/therapy ; Diabetes Mellitus, Type 2*/metabolism ; Diabetes Mellitus, Type 2*/genetics ; Electroacupuncture* ; Peroxisome Proliferator-Activated Receptor Gamma Coactivator 1-alpha*/metabolism ; Peroxisome Proliferator-Activated Receptor Gamma Coactivator 1-alpha*/genetics ; Sirtuin 1*/metabolism ; Sirtuin 1*/genetics; Animals ; Humans ; Male ; Rats ; Blood Glucose/metabolism ; Diabetic Neuropathies/therapy ; Diabetic Neuropathies/metabolism ; Diabetic Neuropathies/genetics ; DNA-Binding Proteins/genetics ; DNA-Binding Proteins/metabolism ; Mitochondrial Proteins/metabolism ; Mitochondrial Proteins/genetics ; Peripheral Nervous System Diseases/therapy ; Peripheral Nervous System Diseases/metabolism ; Peripheral Nervous System Diseases/genetics ; Rats, Sprague-Dawley ; Sciatic Nerve/metabolism ; Transcription Factors/genetics ; Transcription Factors/metabolism

Objectives: To observe the effect of electroacupuncture (EA) on activation of silent information regulator 1 (Sirt1)/peroxisome proliferator-activated receptor γ coactivator 1α (PGC-1α)/mitochondrial transcription factor A (TFAM) pathway in type 2 diabetes (T2DM) rats with peripheral neuropathy (DPN) , so as to explore its possible mechanisms underlying improvement of DPN.
Methods: Thirty male SD rats were randomly divided into blank control group ( n =8) and DPN model group ( n =22) which were further divided into model group ( n =8) and EA group ( n =8) after successful modeling. The model of T2DM was established by high-fat diet and low-dose intraperitoneal injection of streptozocin (35 mg/kg). For rats of the EA group (anesthetized with isoflurane), EA stimulation (2 Hz/15 Hz, 2 mA) was applied to "Tianshu"(ST25) for 20 min, once daily, 6 times a week for 6 weeks. The blood glucose level, body weight, area under curve (AUC) of glucose tolerance test, and hind-paw mechanical pain threshold and thermal pain threshold were observed. The intra-epidermal nerve fiber density (IENFD) of the hind-foot pad was observed by immunofluorescence staining. The motor nerve conduction velocity (MNCV) of the sciatic nerve was measured by using electrophysiological method. H.E. staining was used to observe the histopathological changes of the sciatic nerve after modeling. Transmission electron microscopy (TEM) was used to observe the ultrastructural changes of the sciatic nerve. The protein expressions of energy-related Sirt1, PGC-1α and TFAM in the sciatic nerve was detected by Western blot.
Results: Compared with the blank control group, the model group had a higher blood glucose contents and AUC ( P <0.001), a slower MNCV ( P <0.01), and a decrease in the body weight and in the mechanical and thermal pain thresholds ( P <0.001) and IENFD ( P <0.001), and in the expression levels of Sirt1, PGC-1α and TFAM ( P <0.05, P <0.01). In contrast to the model group, the EA group had a decrease in the blood glucose contents and AUC ( P <0.05, P <0.01), and an increase in mechanical and thermal pain thresholds, MNCV, IENFD, and expression levels of Sirt1, PGC-1α and TFAM proteins ( P <0.01, P <0.05). In addition, results of histopathological and ultrastructural changes of the sciatic nerve showed more fragmented and disordered distribution of axons on the transverse section, and extensive separation of myelin and axons, uneven myelin thickness, axonal degeneration and irregular shape in the model group, whereas in the EA group, the axons on the transverse section were relatively more dense and more complete, the myelin sheath of the sciatic nerve was relatively uniform, and the axonal shape was relatively regular with relatively milder lesions.
Conclusions: EA up-regulates the expressions of Sirt1, PGC-1α, TFAM in T2DM rats with DPN, which may be associated with its functions in improving and repairing the injured peripheral nerves in rats with DPN.

SLOAN G ， SELVARAJAH D ， TESFAYE S. Pathogenesis， diagnosis and clinical management of diabetic sensorimotor peripheral neuropathy ［J］. Nat Rev Endocrinol ， 2021 ， 17 （ 7 ）： 400- 420.
EVERETT E ， MATHIOUDAKIS N. Update on management of diabetic foot ulcers ［J］. Ann N Y Acad Sci ， 2018 ， 1411 （ 1 ）： 153- 165.
段力. 2型糖尿病周围神经病变中医证治规律及诊疗信息挖掘研究 ［D］. 广州 ： 广州中医药大学.
DIMITROVA A ， MURCHISON C ， OKEN B. Acupuncture for the treatment of peripheral neuropathy： a systematic review and meta-analysis ［J］. J Altern Complement Med ， 2017 ， 23 （ 3 ）： 164- 179.
FIROUZJAEI A ， LI G C ， WANG N ， et al. Comparative evaluation of the therapeutic effect of metformin monotherapy with metformin and acupuncture combined therapy on weight loss and insulin sensitivity in diabetic patients ［J］. Nutr Diabetes ， 2016 ， 6 （ 5 ）： e209.
韩旭. 电针足三里、天枢调节糖尿病胃轻瘫大鼠的效应差异及相关肠神经机制研究 ［D］. 南京中医药大学 ， 2021.
XU T C ， YU Z ， LIU Y ， et al. Hypoglycemic effect of electroacupuncture at ST25 through neural regulation of the pancreatic intrinsic nervous system ［J］. Mol Neurobiol ， 2022 ， 59 （ 1 ）： 703- 716.
WANG X ， LI Q ， HAN X ， et al. Electroacupuncture alle-viates diabetic peripheral neuropathy by regulating glycolipid-related GLO/AGEs/RAGE axis ［J］. Front Endocrinol ， 2021 ， 12 ： 655591.
AGHANOORI M R ， MARGULETS V ， SMITH D R ， et al. Sensory neurons derived from diabetic rats exhibit deficits in functional glycolysis and ATP that are ameliorated by IGF-1 ［J］. Mol Metab ， 2021 ， 49 ： 101191.
TANG B L. Sirt1 and the mitochondria ［J］. Mol Cells ， 2016 ， 39 （ 2 ）： 87- 95.
李忠仁. 实验针灸学 ［M］. 2版. 北京 ： 中国中医药出版社 ， 2007.
SHEVALYE H ， WATCHO P ， STAVNIICHUK R ， et al. Metanx alleviates multiple manifestations of peripheral neuropathy and increases intraepidermal nerve fiber density in Zucker diabetic fatty rats ［J］. Diabetes ， 2012 ， 61 （ 8 ）： 2126- 2133.
WANG Y ， XU G N ， WAN R H ， et al. Acupuncture in treating obesity combined with type 2 diabetes mellitus： a systematic review and meta-analysis of randomized controlled clinical trials ［J］. Complement Ther Clin Pract ， 2022 ， 49 ： 101658.
YU B ， LI M Y ， HUANG H P ， et al. Acupuncture treatment of diabetic peripheral neuropathy： an overview of systematic reviews ［J］. J Clin Pharm Ther ， 2021 ， 46 （ 3 ）： 585- 598.
詹海兰 ， 汤清平 ， 唐曦 ， 等. 补气益血针刺处方对糖尿病周围神经病变患者神经功能及神经传导速度的影响 ［J］. 针刺研究 ， 2019 ， 44 （ 11 ）： 832- 834， 839.
陈秋铭 ， 陈超 ， 吴帮泰. 从脾胃论治消渴病及临床应用 ［J］. 光明中医 ， 2019 ， 34 （ 23 ）： 3556- 3558.
张驰 ， 刘军彤 ， 杨宇峰. 糖尿病周围神经病变之中医病因病机理论框架研究 ［J］. 辽宁中医药大学学报 ， 2023 ， 25 （ 2 ）： 162- 166.
李紫明 ， 陈坚义 ， 孙爽 ， 等. 浅析天枢穴之枢机作用 ［J］. 中国针灸 ， 2020 ， 40 （ 12 ）： 1319- 1321.
卢威. 不同腧穴配伍调控TLR4/NF-κB改善肥胖大鼠胰岛素抵抗的机制研究 ［D］. 武汉 ： 湖北中医药大学 ， 2022.
王昆秀 ， 梁凤霞 ， 吴松 ， 等. 电针预处理通过沉默信息调节因子3/锰超氧化物歧化酶通路对2型糖尿病大鼠肾脏损伤及氧化应激的影响 ［J］. 针刺研究 ， 2022 ， 47 （ 9 ）： 793- 800， 820.
尹刚 ， 申国明 ， 江爱娟 ， 等. 基于PKCβ/P66shc信号通路探讨针刺干预肥胖糖尿病大鼠氧化应激的作用机制 ［J］. 针刺研究 ， 2021 ， 46 （ 8 ）： 642- 648， 678.
徐天成. 电针调控2型糖尿病大鼠血糖水平及胰神经内分泌机制研究 ［D］. 南京 ： 南京中医药大学 ， 2022.
韩旭 ， 王璇 ， 余芝 ， 等. STZ制备糖尿病大鼠模型影响因素的研究进展 ［J］. 中国实验动物学报 ， 2020 ， 28 （ 5 ）： 716- 725.
WANG X ， HUAN Y ， LI C N ， et al. Diphenyl diselenide alleviates diabetic peripheral neuropathy in rats with streptozotocin-induced diabetes by modulating oxidative stress ［J］. Biochem Pharmacol ， 2020 ， 182 ： 114221.
LI Y X ， GAO Y B ， GONG Y B ， et al. Treatment with Tang-Luo-Ning altered the microRNA expression profile in rats with diabetic peripheral neuropathy ［J］. Bioengineered ， 2020 ， 11 （ 1 ）： 841- 851.
BOUCHÉ C ， SERDY S ， KAHN C R ， et al. The cellular fate of glucose and its relevance in type 2 diabetes ［J］. Endocr Rev ， 2004 ， 25 （ 5 ）： 807- 830.
ZHANG Q ， SONG W ， ZHAO B J ， et al. Quercetin attenuates diabetic peripheral neuropathy by correcting mitochondrial abnormality via activation of AMPK/PGC-1α pathway in vivo and in vitro ［J］. Front Neurosci ， 2021 ， 15 ： 636172.
LEVINE D C ， KUO H Y ， HONG H K ， et al. NADH inhibition of SIRT1 links energy state to transcription during time-restricted feeding ［J］. Nat Metab ， 2021 ， 3 （ 12 ）： 1621- 1632.
CHEN C ， ZHOU M ， GE Y C ， et al. SIRT1 and aging related signaling pathways ［J］. Mech Ageing Dev ， 2020 ， 187 ： 111215.
SONG J ， YANG B ， JIA X B ， et al. Distinctive roles of sirtuins on diabetes， protective or detrimental？ ［J］. Front Endocrinol ， 2018 ， 9 ： 724.
PARDO P S ， BORIEK A M. SIRT1 regulation in ageing and obesity ［J］. Mech Ageing Dev ， 2020 ， 188 ： 111249.
KOH J H ， KIM J Y. Role of PGC-1α in the mitochondrial NAD ⁺ pool in metabolic diseases ［J］. Int J Mol Sci ， 2021 ， 22 （ 9 ）： 4558.
LEE Y M ， CHOI D H ， CHEON M W ， et al. Changes in mitochondria-related gene expression upon acupuncture at LR3 in the D-galactosamine-induced liver damage rat model ［J］. Evid Based Complement Alternat Med ， 2022 ， 2022 ： 3294273.

Keywords: Diabetic peripheral neuropathy; Electroacupuncture; Sirt1/PGC-1α/TFAM pathway
Local Abstract: [Publisher, Chinese] 目的 : 观察电针治疗糖尿病周围神经病变（DPN）的效应并从沉默信息调节因子1（Sirt1）/过氧化物酶体增殖受体γ辅激活因子α（PGC-1α）/促进线粒体转录因子A（TFAM）通路探讨电针治疗DPN的可能机制。 方法 : SD大鼠随机分成空白组、模型组和电针组，每组8只。采取高脂饲料喂养联合小剂量链脲佐菌素（35 mg/kg）腹腔注射法复制2型糖尿病大鼠模型。电针组大鼠电针“天枢”，每次20 min，每天1次，每周6次，连续治疗6周。测量各组大鼠血糖、体质量、糖耐量曲线下面积（AUC）；采用Von Frey法检测大鼠机械痛阈值，哈格里夫斯实验检测大鼠热痛阈值；免疫荧光染色法观察大鼠后足足垫表皮神经纤维密度（IENFD）；神经电生理方法测量大鼠坐骨神经传导速度（MNCV）；HE染色法观察坐骨神经病理形态改变；透射电子显微镜观察大鼠坐骨神经超微结构改变；Western blot 法检测大鼠坐骨神经中Sirt1、PGC-1α、TFAM蛋白表达水平。 结果 : 与空白组相比，模型组大鼠血糖和AUC升高（ P <0.001），体质量、机械痛与热痛阈值、后足足垫表皮IENFD降低（ P <0.001），MNCV减慢（ P <0.01），坐骨神经横切面轴突分布较空白组零碎松散且无序，髓鞘与轴突广泛分离；坐骨神经中Sirt1、PGC-1α、TFAM蛋白表达下调（ P <0.05， P <0.01）。与模型组相比，电针组大鼠血糖和AUC下降（ P <0.05， P <0.01），机械痛和热痛阈值上升（ P <0.01），IENFD增加（ P <0.05），MNCV加快（ P <0.05）；坐骨神经形态和超微结构病变缓解；坐骨神经中Sirt1、PGC-1α、TFAM蛋白表达上调（ P <0.05）。 结论 : 电针可能是通过调控Sirt1/PGC-1α/TFAM通路，改善DPN的神经损伤，达到修复糖尿病周围神经病变的作用。.

0 (Blood Glucose)
0 (DNA-Binding Proteins)
0 (Mitochondrial Proteins)
0 (Peroxisome Proliferator-Activated Receptor Gamma Coactivator 1-alpha)
0 (Ppargc1a protein, rat)
EC 3.5.1.- (Sirt1 protein, rat)
EC 3.5.1.- (Sirtuin 1)
0 (Tfam protein, rat)
0 (Transcription Factors)

Date Created: 20240422 Date Completed: 20240429 Latest Revision: 20240503

20240504

10.13702/j.1000-0607.20221318

38649202