论文部分内容阅读
背景:神经病理性疼痛是最顽固、最难治的一类疾病,严重影响患者的生活质量,致使患者痛苦不堪,此外,神经病理性疼痛还常伴有焦虑、抑郁和社交障碍等,会使患者减少生活乐趣和降低工作能力,症状严重的还会产生自杀倾向而危及生命。神经病理性疼痛发病机制较复杂,加大了治疗难度。诸多研究已证实,小胶质细胞与神经元存在复杂的交互作用,影响着痛觉信号的传递。α7烟碱乙酰胆碱受体(α7nicotinic acetylcholine receptor,α7n ACh R)的激活抑制了小胶质细胞的活化,并促进M1型向M2型极化状态的转换,释放抗炎介质,表现出对神经炎症的抑制作用。三氟淫羊藿素(Trifluoro-icaritin,ICTF)是淫羊藿素(Icaritin,ICT)的衍生物,具有抗炎和神经保护等作用。已有研究表明,ICTF对慢性炎性痛具有镇痛抗炎作用,然而,ICTF是否对神经病理性疼痛也发挥镇痛抗炎作用还需进一步探究。因此,本实验旨在探讨ICTF在脊髓水平对坐骨神经分支选择性损伤模型(Spared nerve injury,SNI)诱导的神经病理性疼痛大鼠α7n ACh R-BDNF/Trk B/KCC2信号通路、炎症因子及小胶质细胞的作用,为进一步揭示ICTF的镇痛、抗炎及分子机制提供实验依据。目的:1.观察ICTF对SNI诱导的神经病理性疼痛大鼠机械痛敏、热痛敏、步态、转棒、旷场和高架十字迷宫的影响。2.观察ICTF对SNI诱导的神经病理性疼痛大鼠脊髓α7n ACh R与小胶质细胞及其极化状态之间关系的影响以及α7n ACh R、BDNF、Trk B、KCC2、IL-1β、IL-10、CD11b、CD40、CD206分子的蛋白表达水平的影响。3.观察鞘内给予α7n ACh R拮抗剂α-Bgtx对ICTF作用于SNI诱导的神经病理性疼痛大鼠机械痛敏及脊髓α7n ACh R、BDNF、Trk B、KCC2、IL-1β、IL-10、CD11b、CD40、CD206分子的蛋白表达水平的影响。4.观察鞘内给予外源性BDNF对ICTF作用于SNI诱导的神经病理性疼痛大鼠机械痛敏及脊髓BDNF、Trk B、KCC2分子的蛋白表达水平的影响。方法:1.按照文献报道制备SNI诱导的神经病理性疼痛大鼠模型。2.应用动态足底触觉测量仪和足底测试仪分别检测SNI诱导的神经病理性疼痛大鼠的机械痛敏和热痛敏,观察ICTF对SNI诱导的神经病理性疼痛大鼠痛敏行为的影响,并筛选ICTF治疗的最佳剂量。3.应用Cat Walk步态行为检测ICTF对SNI诱导的神经病理性疼痛大鼠步态参数的影响。4.应用转棒实验检测ICTF对SNI诱导的神经病理性疼痛大鼠整体运动能力的影响。5.应用相关性分析机械痛敏、步态强度参数和转棒转速之间的关联性。6.应用旷场和高架十字迷宫实验检测ICTF对SNI诱导的神经病理性疼痛大鼠焦虑情绪的影响。7.应用Western blot检测ICTF对SNI大鼠脊髓α7n ACh R、BDNF、Trk B、KCC2、IL-1β、IL-10、CD11b、CD40、CD206蛋白表达水平的作用。8.应用免疫荧光检测ICTF对SNI大鼠脊髓α7n ACh R和小胶质细胞的作用。9.应用动态足底触觉测量仪检测鞘内注射α7n ACh R的拮抗剂α-Bgtx对ICTF干预SNI大鼠机械痛敏的作用。10.应用动态足底触觉测量仪检测鞘内注射外源性BDNF对ICTF干预SNI大鼠机械痛敏的作用。11.应用Western blot检测给予α7n ACh R拮抗剂α-Bgtx对ICTF干预SNI大鼠脊髓α7n ACh R、BDNF、Trk B、KCC2、IL-1β、IL-10、CD11b、CD40、CD206分子的蛋白表达水平的作用。12.应用Western blot检测给予外源性BDNF对ICTF干预SNI大鼠脊髓BDNF、Trk B、KCC2分子的蛋白表达水平的作用。结果:1.ICTF(5 mg/kg)可缓解SNI诱导的神经病理性疼痛大鼠机械痛敏,而对热痛敏不敏感。为了探究ICTF是否对SNI诱导的神经病理性疼痛大鼠具有镇痛作用?基于文献报道,我们应用机械痛敏和热痛敏行为学进行检测,将ICTF设为0.5 mg/kg、1.5mg/kg、5 mg/kg、15 mg/kg剂量组,结果显示,与Sham组相处,SNI大鼠机械痛敏显著降低;与SNI组相比,经过连续21天ICTF治疗,5 mg/kg ICTF显著升高了机械痛敏阈值;与机械痛敏相比,SNI大鼠对热痛敏不敏感。2.ICTF(5 mg/kg)可有效改善SNI诱导的神经病理性疼痛大鼠步态参数情况。为了探究ICTF是否对SNI诱导的神经病理性疼痛大鼠步态具有改善作用?我们应用Catwalk步态分析系统进行检测,结果显示,与Sham相比,SNI组大鼠左后爪最大接触时间的最大强度、最大强度、足印面积、站立时间显著下降,而左后爪摆动时间显著上升;与SNI组相比,经ICTF治疗后的第21天SNI大鼠左后爪最大接触时间的最大强度、最大强度、足印面积、站立时间显著上升,而左后爪摆动时间显著下降。3.ICTF(5 mg/kg)可有效改善SNI诱导的整体运动平衡能力。通过步态行为,我们发现ICTF可改善SNI大鼠引起的局部运动障碍,那么,ICTF可否改善SNI诱导的神经病理性疼痛大鼠整体运动能力呢?后续转棒实验结果显示,与Sham组相比,SNI大鼠转棒转速和转棒停留时间明显减少;经ICTF治疗后的第21天,SNI大鼠转棒转速和转棒停留时间明显增加。4.机械痛敏、步态强度参数与转棒转速之间的相关性分析。为进一步探究机械痛敏、步态强度参数和转棒转速是否相互联系,我们对其进行了相关性分析。结果发现,机械痛敏、最大接触时间的最大强度和转棒转速互为正相关,且差异有统计学意义。5.ICTF(5 mg/kg)可有效缓解SNI诱导的焦虑情绪。旷场实验结果显示,与Sham相比,SNI组大鼠运动总距离、中央区停留时间缩短,而外周区停留时间增加;经ICTF治疗后的第21天SNI大鼠运动总距离、中央区停留时间增加,而外周区停留时间缩短。高架十字迷宫实验结果显示,与Sham相比,SNI大鼠在开臂停留次数、开臂停留时间、开臂停留次数百分比、开臂停留时间百分比明显降低;经ICTF治疗后的第21天,SNI大鼠在开臂停留次数、开臂停留时间、开臂停留次数百分比、开臂停留时间百分比明显增加。6.鞘内给予α-Bgtx和外源性BDNF均反转了ICTF对神经病理疼痛大鼠机械痛敏的缓解作用。为探究鞘内给予α-Bgtx和外源性BDNF对ICTF作用SNI大鼠机械痛敏的影响,我们在给予SNI大鼠ICTF治疗的第14天和第17天分别开始鞘内注射α-Bgtx和外源性BDNF,结果发现,与SNI+ICTF+PBS组相比,给予α-Bgtx和外源性BDNF的SNI大鼠机械痛敏阈值明显减低。7.ICTF可能通过α7n ACh R介导BDNF/Trk B/KCC2信号通路发挥治疗作用。为了探究ICTF是否通过α7n ACh R介导BDNF/Trk B/KCC2信号通路发挥治疗作用?Western blot及免疫荧光结果显示,与Sham组相比,SNI大鼠脊髓α7n ACh R的蛋白表达和平均免疫荧光强度降低,经ICTF治疗后的第21天SNI大鼠脊髓α7n ACh R的蛋白表达和平均免疫荧光强度增加;与Sham组相比,SNI大鼠脊髓BDNF和Trk B的蛋白表达上升,KCC2蛋白表达下降,,经ICTF治疗后的第21天,SNI大鼠脊髓BDNF和Trk B的蛋白表达下降,KCC2蛋白表达上升。接下来为验证BDNF/Trk B/KCC2信号通路是否参与ICTF的治疗作用,鞘内给予外源性BDNF,Western blot结果显示,与SNI+ICTF+PBS组相比,SNI+ICTF+BDNF组的BDNF和Trk B表达均升高,KCC2蛋白表达下降。为进一步探究,ICTF是否通过调控α7n ACh R介导的BDNF/Trk B信号通路发挥治疗作用,对α7n ACh R的功能进行鞘内干预,Western blot及免疫荧光结果显示,与SNI+ICTF+PBS组相比,SNI+ICTF+α-Bgtx组中α7n ACh R和KCC2表达下降,而BDNF和Trk B的表达上升。8.ICTF(5 mg/kg)可能通过上调α7n ACh R进而影响小胶质细胞极化状态,释放抗炎因子发挥抗炎作用。为了探究ICTF是否通过小胶质细胞发挥抗炎作用?我们应用Western blot对炎症因子进行检测,结果显示,与Sham组相比,SNI大鼠小胶质细胞CD11b、CD40蛋白表达水平升高,而CD206白表达水平降低;此外,与Sham组相比,SNI大鼠IL-1β蛋白表达水平升高,而IL-10蛋白表达水平降低,经ICTF治疗后的第21天SNI大鼠IL-1β蛋白表达水平降低,而IL-10蛋白表达水平上升。接着,为验证ICTF可能通过上调α7n ACh R进而改变小胶质细胞极化状态,释放抗炎因子发挥抗炎作用这一假设,我们将鞘内给予α-Bgtx干预α7n ACh R,Western blot结果显示,与SNI+ICTF+PBS组相比,SNI+ICTF+α-Bgtx组中的CD11b、CD40蛋白表达水平升高,而CD206白表达水平降低;IL-1β蛋白表达水平升高,而IL-10蛋白表达水平降低。结论:1.ICTF对SNI诱导的神经病理性疼痛大鼠具有镇痛、抗炎作用。2.ICTF可改善SNI大鼠局部运动障碍,提高整体运动能力。3.ICTF对SNI大鼠的镇痛抗炎作用,其机制一方面可能通过上调小胶质细胞的α7n ACh R抑制BDNF/Trk B信号,上调KCC2的表达,进而缓解机械痛敏;另一方面,则可能通过激活小胶质细胞的α7n ACh R,进而抑制小胶质细胞的活化,致使小胶质细胞趋向于M2型并释放抗炎因子,从而发挥抗炎作用。