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疼痛作为一种感觉信号,本身具有警示作用,可促使生物体采取保护性的逃避行为。经典的疼痛门控理论认为,脊髓背角的GABA回路系统是疼痛信号整合的门控部位。我们前期的研究工作发现大鼠DRG局部表达有GABA受体、GABA合成酶(GAD)、GABA囊泡转运体(VGAT)、和GABA膜转运体(GAT);并且DRG神经元在兴奋性刺激下可有GABA释放功能。此外我们前期还证明DRG局部给予GABA对缓激肽(Bradykinin,BK)引起的急性炎性疼痛和坐骨神经压迫引起的神经病理性疼痛都有抑制性调节作用。据此,我们提出假设——DRG局部与中枢神经系统类似,具备完整的功能性GABA回路,这一回路系统在DRG部位发挥对痛觉信号的调节整合作用。为进一步证实此假设,本论文在实验中扩大了疼痛模型的范围,验证了 DRG局部GABA应用对福尔马林和辣椒素引起的疼痛行为也有抑制性调节。说明DRG局部神经元内GABA受体激活对多种疼痛信号的传递有抑制作用。同时,本论文通过观察大鼠脊髓背角c-fos的表达变化,证实了 DRG局部给予GABA的确减少了炎症引起的疼痛信号向脊髓后角的传导。说明由于DRG局部神经元GABA受体的激活,使得疼痛信号在DRG部位进行了一定程度的信号整合。此外,我们还通过创建一种小鼠活体DRG局部光遗传学实验方法,证实了在体情况下激活DRG内GABA能神经元可对小鼠基础疼痛和炎症诱发疼痛均有明显的抑制作用。这更进一步地证实了当DRG内GABA回路被激活后,其可发挥类似脊髓背角的疼痛信号“门控”作用。目的:1通过大鼠DRG局部套管给药方法观察DRG局部应用GABA对多种致痛因子诱发的疼痛行为和疼痛信号传递的影响;2通过小鼠活体DRG局部光遗传学方法观察DRG内源性GABA回路激活后对动物基础痛阈值和炎性疼痛行为的影响。方法:DRG套管靶向定位技术;大鼠脚掌皮下注射致痛因子(缓激肽、福儿马林、辣椒素)建立疼痛模型;DRG和脊髓冰冻切片免疫荧光染色;VGAT-ChR2-EYFP转基因小鼠基因型鉴定;Von Frey纤维刺痛针测定小鼠机械痛阈值;热痛仪测定热痛阈值;建立小鼠活体DRG局部光遗传学技术。结果:1 DRG局部给予GABA显著抑制福尔马林诱发的大鼠炎性疼痛反应:FM+GABA组大鼠右后脚掌皮下注射福尔马林,套管靶向右侧L5 DRG给GABA后,抬脚舔脚时间(1相:41.5 ± 1.64s;Ⅱ相:199.5± 23.96s)比 FM组(Ⅰ 相:71.8 ± 9.20 s;Ⅱ相:429.2 ± 19.55 s)均有明显缩短(P<0.05)。2DRG局部给予GABA抑制痛觉信号向脊髓背角的传递:(1)大鼠脚掌注射缓激肽后相对应同侧脊髓背角区域c-fos表达数目(11 ± 0.58)与正常对照组(0.3 ± 0.33)相比明显增高(P<0.05),GABA治疗组同侧脊髓背角c-fos表达(3 ± 0.58)与BK组相比明显降低(P<0.05)。(2)大鼠脚掌注射辣椒素后相对应同侧脊髓背角区域c-fos表达(14.3 ± 2.33)与正常对照组(0.3 ± 0.33)相比明显增高(P<0.05),GABA治疗组同侧脊髓背角c-fos表达(5.7 ± 1.45)与辣椒素组相比明显降低(P<0.05)。3小鼠活体DRG部位光遗传学实验模型建立:将PCR实验鉴定得到的VGAT-ChR2-EYFP和WT小鼠进行光遗传学实验。VGAT-ChR2-EYFP转基因小鼠DRG冰冻切片免疫荧光染色有部分GFP阳性细胞,证明DRG神经元有部分VGAT阳性神经元。光遗传学实验中小鼠DRG光纤的植入与之前大鼠DRG的套管的植入类似,首先将不锈钢套管插入小鼠L4DRG的横突孔内,光纤从套管插入并固定,然后将切口缝合后使用牙脱粉将光纤套管牢牢固定,其余步骤均与DRG套管的插入类似。激光刺激波长473 nm,强度3 mW,频率30 Hz,间隔20 s 刺激 10 s。4 DRG局部光刺激可升高VGAT-ChR2-EYFP转基因小鼠的基础机械痛阈值和热痛阈值:特定波长激光刺激VGAT-ChR2-EYFP转基因小鼠和同窝野生型(WT)小鼠DRG,激光刺激同侧VGAT-ChR2-EYFP转基因小鼠的机械痛阈值(1.05 ±0.12 g)和热痛阈值(16.09 ± 1.65 s)与激光照射前的机械痛阈值(0.76 ±0.08 g)和热痛阈值(11.91 ± 3.94 s)相比均有显著性升高(P<0.05);对侧机械痛和热痛阈值没有改变;WT组小鼠左脚和右脚的阈值在激光照射前后均没有改变。5 DRG局部光刺激可抑制VGAT-ChR2-EYFP转基因小鼠的急性炎性疼痛:VGAT-ChR2-EYFP小鼠和WT小鼠右脚脚掌注射BK后,没有激光刺激,两组小鼠相比右脚舔脚时间没有统计学差异;右脚脚掌注射缓激肽后,特定波长激光刺激小鼠右侧L4DRG,VGAT-ChR2-EYFP小鼠的右脚舔脚时间(11.83 ± 1.74 s)与WT小鼠(28.5 ± 7.91s)相比有显著性降低(P<0.05);小鼠左脚脚掌注射BK后,激光刺激右侧DRG,两组小鼠左脚舔脚时间没有统计学差异。结论:1行为学实验证实DRG局部应用GABA不仅可以减轻缓激肽诱发的急性炎性疼痛,也可抑制福尔马林诱发的炎性疼痛。说明DRG内神经元胞体GABA受体激活对多种炎性疼痛信号传递具有普遍的抑制作用。2脊髓背角c-fos蛋白染色实验证明DRG局部应用GABA可减少缓激肽和辣椒素诱导的疼痛信号由外周向脊髓的传递。说明DRG神经元胞体GABA受体激活后,DRG对疼痛信号有一定的信号整合作用。3光遗传学实验证明DRG内GABA能回路激活可提高小鼠基础痛阈以及抑制炎性疼痛反应,进一步证明DRG局部的GABA回路可对疼痛信号传递起到门控调节作用。