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神经病理性疼痛脊髓痛敏机制十分复杂,在神经病理性疼痛动物模型的研究中,研究者发现脊髓背角神经元、胶质细胞都参与了脊髓痛敏过程,涉及的分子信号通路包括:炎症信号通路,神经递质、受体表达信号通路,活性氧信号通路。内质网应激参与了很多神经系统疾病,最近的研究表明内质网应激参与了神经病理性疼痛的外周和中枢机制。在哺乳动物细胞中,内质网应激可以由多种因素诱发:炎症、缺氧、氧化应激等都可以引起细胞内质网应激。内质网应激触发三条未折叠蛋白反应(UPR)信号通路:IRE1信号通路,胰腺内质网激酶(PERK)信号通路和激动转录因子6(ATF6)信号通路。IRE1轴激活后启动细胞自噬机制,使细胞能及时清除受损细胞器,PERK轴激活后启动翻译暂停,从而停止大多数m RNA翻译以缓解内质网应激,ATF6轴激活后蛋白水解启动,调节蛋白水解和脂质合成过程。蛋白质二硫化歧化酶(PDI)是一种多功能氧化还原酶和伴侣蛋白,在内质网中参与蛋白质折叠过程,是氧化性蛋白质折叠的重要的酶,是内质网中ROS的重要来源。内质网应激情况下,PDI表达上升,通过其抑制剂抑制PDI的功能,可以对细胞有保护作用。在本研究中,我们用Wistar大鼠建立脊神经结扎神经病理性疼痛动物模型,观察大鼠痛阈变化并测定大鼠脊髓内置网应激信号通路分子表达水平,探索大鼠痛阈与内质网应激分子表达水平的关系。然后我们对脊神经结扎大鼠鞘内给予PDI抑制剂,观察大鼠痛阈变化及脊髓内质网应激信号通路分子表达;同时选择正常大鼠鞘内给予内质网应激诱导剂,观察大鼠痛阈及内质网应激信号通路分子表达。接下来我们对脊神经结扎大鼠鞘内给予ROS清除剂,观察其对大鼠痛阈了脊髓背角内质网应激信号通路分子表达的影响。最后,我们通过病理学方法定位脊髓背角发生内质网应激的细胞类型,通过电生理方法观察内质网应激对细胞功能的影响。1.神经病理性疼痛大鼠脊髓背角细胞内内质网应激信号通路分子表达水平升高脊神经结扎大鼠与假手术大鼠相比,术后第三天痛阈开始下降,术后第7、14、21天,脊神经结扎大鼠痛阈显著低于假手术组。我们对大鼠脊髓内内质网应激信号分子表达水平测定表明,术后第三天内质网应激信号分子表达轻度升高,术后第7天至21天,内质网应激信号分子表达显著高于假手术组。2.鞘内给予PDI抑制剂可以阻断脊神经结扎诱导的内质网应激并缓解神经病理性疼痛,鞘内给予内质网应激诱导剂可以诱导正常大鼠脊髓内质网应激并诱导大鼠痛行为鞘内给予PDI抑制剂的脊神经结扎大鼠术后第3、7、14、21天,大鼠痛阈显著高于给予生理盐水大鼠,对大鼠脊髓内质网应激信号分子表达的检测提示鞘内给予PDI抑制剂的脊神经结扎大鼠脊髓内质网应激信号分子表达显著低于鞘内给予生理盐水的脊神经结扎大鼠。对正常大鼠鞘内给予内质网应激诱导剂可以诱导大鼠后足痛阈的降低,取大鼠脊髓进行内质网应激信号分子表达检测提示内质网应激诱导剂可以增加大鼠脊髓内质网应激信号分子的表达。3.鞘内给予活性氧清除剂可以缓解脊神经结扎大鼠痛行为,并降低大鼠脊髓背角内质网应激信号分子表达水平脊神经结扎后的第3、7、14、21天,鞘内给予活性氧清除剂的大鼠痛阈显著高于鞘内给予生理盐水的大鼠。鞘内给予活性氧清除剂大鼠脊髓背角活性氧的水平显在上述时间点著低于鞘内注射生理盐水的大鼠;同样,鞘内注射活性氧清除剂大鼠脊髓内质网应激信号分子表达显著低于鞘内给予生理盐水的大鼠。4.脊神经结扎大鼠脊髓背角大部分抑制性中间神经元出现内质网应激,出现内质网应激的抑制性中间神经元活动频率和幅度显著降低我们通过免疫荧光双标的方法显示,脊神经结扎后大鼠患侧脊髓背角内质网应激信号分子的表达显著上升,内质网应激信号分子的表达与GAD67蛋白表达有广泛共标,大部分表达GAD67的神经元都有内质网应激信号分子的表达,而内质网应激信号分子的表达与兴奋性中间神经元标记物共标并不多。说明神经病理性疼痛大鼠脊髓大多数抑制性中间神经元的功能发生了内质网应激。我们对大鼠脊髓片的电生理研究表明,内质网应激大鼠脊髓片背角浅层神经元的抑制性突触后电流(s IPSC、m IPSC)的频率和幅度显著低于正常大鼠脊髓片的神经元。我们对大鼠脊髓片给予辣椒素处理,激活脊髓背角浅层细胞的TRPV1受体,发现辣椒素可以显著增高脊髓片背角浅层细胞s IPSC的频率和幅度,这与脊髓背角抑制性中间神经元表达TRPV1受体有关;但是,辣椒素可以显著抑制脊髓片背角浅层细胞m IPSC的频率和幅度,可能与辣椒素激活伤害性初级传入神经元中枢支纤维的TRPV1有关。我们对用内质网应激诱导剂孵育过的脊髓片进行电生理记录,结果发现,对内质网应激的脊髓片给予辣椒素时,脊髓背角浅层神经元记录到的m IPSC的频率和幅度显著降低。与正常脊髓片给予辣椒素处理时相比,内质网应激脊髓片给予辣椒素时,脊髓背角浅层神经元记录到的m IPSC的频率和幅度显著低于正常脊髓片。综上所述,本研究的结果表明,脊神经结扎大鼠脊髓腰膨大背角细胞内内质网应激信号分子表达显著升高,信号分子表达水平与大鼠痛阈变化相关,我们还通过上调可下调大鼠脊髓内质网应激信号分子表达证明了这个结论。我们的实验结果还表明,脊神经结扎大鼠脊髓背角细胞内内质网应激和氧化应激互为因果,促进脊髓痛敏的产生。我们还证明了脊神经结扎大鼠脊髓背角大部分的抑制性中间神经元出现内质网应激,抑制性中间神经的内质网应激抑制其活动,是神经病理性疼痛脊髓痛敏的重要机制。