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目的:外周组织损伤之后,脊髓背角MEK/ERK信号通路的激活对痛觉敏化的形成极其重要。蛋白磷酸酶-1(protein phosphatase-1,PP1)是一种重要的丝氨酸/苏氨酸磷酸酶。PP1向兴奋性谷氨酸能突触的特异性定位,能够控制突触后底物的磷酸化、调节神经元的突触传递效率及突触可塑性过程。Spinophilin(SPN)是一种F-actin以及PP1的结合蛋白,能够引导PP1向突触分布。本研究的主要目的在于探究SPN定位的突触PP1对于MEK/ERK信号通路的调节作用及其在慢性炎性疼痛中的意义。方法:本研究通过免疫共沉淀和GST pull-down试验,研究SPN与MEK/ERK激酶之间的相互作用;通过体外去磷酸化试验,观察SPN结合的PP1对MEK/ERK活性的影响;通过膜片钳电生理学实验,记录谷氨酸能兴奋性突触后电流(Excitatory postsynaptic currents,EPSC),观察SPN/PP1对痛觉突触传递效率的影响;通过大鼠后足底皮下注射完全弗氏佐剂(Complete Freund’s Adjuvant,CFA),建立炎性疼痛模型,探讨SPN定位的突触PP1对慢性疼痛的调控作用及其机制。结果:1.脊髓背角中的SPN能够与MEK、ERK相结合,而与Raf-1之间不存在相互作用。2.SPN通过其C-端的PDZ结构域直接与MEK1、ERK2相结合。3.SPN定位的突触PP1通过去磷酸化MEK、ERK来负性调控激酶的催化活性。4.PP1介导的去磷酸化作用能够导致MEK、ERK与SPN的解离。5.干扰正常大鼠脊髓背角SPN/PP1复合物的形成会诱导MEK1/2和ERK1/2的活化,显著增强MEK1/2和ERK1/2的磷酸化水平。6.SPN定位的突触PP1对MEK1/2和ERK1/2的调控具有活动依赖性特征。7.SPN/PP1复合物通过MEK/ERK信号通路,密切控制着N-甲基-D-天(门)冬氨酸受体(NMDAR)介导的兴奋性突触传递;通过腺病毒表达载体,在脊髓背角神经元中表达SPN的SPN(F451A)突变体,干扰SPN/PP1的分子结合,能够特异性增强突触后NMDA受体的功能,显著提高NMDA受体的突触电流幅值,而不影响AMPA受体的突触传递效率。8.突触GluN2B型NMDA受体是SPN/PP1触发的MEK/ERK信号通路的特异性干预靶点;打断SPN/PP1复合物会增加GluN2B受体的突触表达水平。9.SPN定位的突触PP1可能通过下游的ERK/MLCK通路,影响GluN2B受体的突触传递。10.外周炎症导致的组织损伤会打断SPN与PP1的结合,解除SPN定位的PP1对MEK、ERK活性的负性调控。11.在正常大鼠的脊髓背角神经元中,直接表达SPN(F451A)会诱发ERK以及GluN2B依赖性的痛觉敏化。12.鞘内注射重组腺病毒载体,使炎性疼痛大鼠脊髓背角神经元过表达促进PP1的突触定位的野生型SPN[SPN(WT)],会抑制MEK、ERK的活性;阻断GluN2B介导的痛觉突触传递;有效缓解炎性痛觉超敏和痛觉过敏。结论:SPN定位的突触PP1,通过负性调控MEK/ERK信号通路,参与脊髓背角的痛觉调制。