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目的:肿瘤化学治疗诱导的周围神经病变(Chemotherapy induced peripheral neuropathy,CIPN)是化疗导致的不良反应之一,严重影响患者的生活质量。截至目前为止,CIPN的发病机制尚未阐明,CIPN的治疗也缺乏有效手段,临床上亟待找到CIPN治疗的有效靶点和药物。基质金属蛋白酶-9(MMP-9)和基质金属蛋白酶-2(MMP-2)在炎症发生发展过程中扮演重要角色,考虑到CIPN中的外周敏化与炎症密切有关,MMP-9/2可能在CIPN发病过程中起着重要的作用。作为MMP-9的重要来源,巨噬细胞介导炎症反应,被募集活化并释放MMP-9促进神经元的损伤和凋亡。神经元在受到刺激或损伤时也分泌大量的MMP-9引发局部炎症。两者之间的相互作用可能在CIPN发生发展过程中起到重要作用。高迁移率族蛋白-1(HMGB-1)能够激活Toll样受体4(TLR4)信号转导以触发和放大炎症过程。TLR4激活后进一步活化核转录因子κB(NF-κB),而NF-κB激活后又促进MMP-9的表达。有研究表明通过磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)/蛋白激酶B(Akt)-NF-κB信号通路也可以增加MMP-9的表达。因此,HMGB-1有可能通过TLR4-PI3K/Akt-NF-κB信号通路介导了CIPN此过程中MMP-9的活化,参与了CIPN的发生过程。本研究旨在探讨HMGB-1-TLR4-PI3K/Akt-MMP-9信号通路介导的巨噬细胞和神经元及其相互作用在CIPN发生发展过程中的作用机制,并探寻N-乙酰-L-半胱氨酸(NAC)作为一种强效抗氧化剂是否能够缓解CIPN。方法:小鼠腹腔注射奥沙利铂(L-OHP)建立CIPN模型。免疫蛋白印迹法(Western blot)、明胶酶谱和免疫组织化学技术用于测量背根神经节(DRG)和脊髓中MMP9/2蛋白质的表达和活性。免疫荧光法用于检测脊髓炎症指标降钙素基因相关肽(CGRP)、小胶质细胞标记物IBA-1的表达。Von Frey Hairs用于检测小鼠机械性疼痛阈值。RAW264.7细胞和SH-SY5Y细胞分别用于研究体外巨噬细胞和神经元细胞信号通路相关机制。通过NAC灌胃检测小鼠体内MMP-9/2等的活性来研究其治疗作用。结果:动物实验表明,L-OHP能够诱导小鼠CIPN的发生以及DRG中MMP-9/2的活化。MMP-9基因敲除能够显著缓解CIPN小鼠机械性痛觉异常。给予巨噬细胞清除剂氯膦酸盐脂质体可以降低MMP-9/2活性并改善CIPN小鼠的机械性痛阈下降。细胞学实验表明,L-OHP能够显著增加神经元MMP-9/2的释放,并且显著增加巨噬细胞和神经元HMGB-1的释放。重组HMGB-1能够诱导巨噬细胞和神经元中MMP-9的活性上升,并且分别被TLR4、PI3K或Akt抑制剂所阻断。NAC抑制CIPN小鼠脊髓CGRP表达并减少小胶质细胞的活化,同时能够有效降低MMP-9/2活性从而缓解CIPN。结论:HMGB-1-TLR4-PI3K/Akt-MMP-9轴参与小鼠CIPN的病理过程,NAC能够缓解小鼠CIPN,可能成为临床治疗CIPN的有效药物。目的:CIPN发生发展过程中,化疗药物除了能够诱导巨噬细胞释放炎症因子,还可以诱导巨噬细胞表达组织因子(TF)并参与血栓的形成过程。TF作为机体外源性凝血途径的重要环节,其大量表达可能诱导外周神经周围血管的微血栓形成,特别是在坐骨神经周围的微环境中,引发缺氧相关的分子事件,例如缺氧诱导因子(HIF-1α)的升高。已有研究表明,化疗药物可显著增加TF的表达,而TLR4诱导的p38丝裂原活化蛋白激酶(p38 MAPK)磷酸化是巨噬细胞中TF表达的重要上游信号。与HMGB1类似,热休克蛋白70(HSP70)是TLR4的重要内源性配体之一,可以在细胞应激下快速释放到细胞外环境中,激活TLR4信号通路以触发和放大炎症过程。因此,我们提出假说,TF诱导的微循环障碍可能参与CIPN的发生发展。本研究旨在探讨缺氧相关分子信号在CIPN中的重要作用,尤其坐骨神经微环境中TF-HIF-1α信号通路轴与MMP-9/2的关系对CIPN形成和发展的影响。同时进一步探究化疗诱发的TF的上游信号,即考察另一个预警素分子HSP70介导的TLR4-p38信号通路的激活对TF的影响。此外我们将进一步研究使用抗凝血剂水蛭素干预TF-HIF-1α-MMPs轴并缓解CIPN的可能性。方法:奥沙利铂(L-OHP)腹腔注射用于建立小鼠CIPN模型。Von Frey Hairs用于测定小鼠的机械性疼痛阈值。小鼠巨噬细胞系RAW 264.7用于细胞实验。免疫蛋白印迹法(Western blot)用于检测小鼠坐骨神经、血液和细胞水平HIF-1α、磷酸化p38(p-p38)、p38、TF表达变化和HSP70释放量。明胶酶谱用于检测小鼠化疗前后以及水蛭素治疗后的血浆和坐骨神经MMP-9/2的表达和活性变化。免疫荧光实验用于检测细胞水平p38抑制剂对L-OHP处理前后TF表达的影响。结果:整体动物水平,L-OHP显著降低小鼠的机械性疼痛阈值,并显著增加小鼠坐骨神经和血液中TF的表达和MMP-9/2的活性。此外,L-OHP促进HSP70释放至血浆。在细胞水平,L-OHP促进巨噬细胞释放HSP70,并且在体内和体外增加p-p38和HIF-1α蛋白水平。水蛭素显著抑制L-OHP诱导的坐骨神经p-p38、HIF-1α和MMP-9/2的高表达,并减轻小鼠的L-OHP诱导的机械性痛觉过敏。免疫荧光结果显示,p38抑制剂SB203580显著抑制L-OHP诱导的RAW264.7细胞中TF的高表达。结论:该研究表明,HSP70-TLR4-p38-TF-HIF-1α轴介导的微循环障碍可能在CIPN的病理过程中发挥关键作用。利用抗凝血剂水蛭素可以抑制上述机制并改善CIPN。