基于基因测序的延胡索乙素(THP)镇痛机制研究

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[研究背景与目的]临床上神经病理性疼痛(NP)的治疗是一个很大的挑战,其发病机制极为复杂。目前神经病理性疼痛治疗方法多样但效果不佳,患者的需求尚未得到满足,迫切需要开发更有效的药物疗法。中医药治疗具有多靶点、多通路、副作用小等优势,亟待努力开发。延胡索乙素(tetrthaydorpalmatine,THP)是来源于罂粟科植物延胡索(元胡)(corydasilynahusuo W.T.Wang)块茎中的主要有效成分。THP具有止痛镇静、降低阿片药物成瘾性、抗心律失常、延缓心肌重构、改善血流动力学、降血脂等作用。损伤引起的神经炎症在神经病理性疼痛中起重要作用,Ca2+通道(Cacng1)亚基是一种膜蛋白,参与钙转运影响神经病理性疼痛。本研究旨在探讨延胡索乙素(THP)在神经病理性疼痛中的保护作用及具体的作用机制。[研究思路与方法](1)本研究首先运用保留神经损伤(SNI,spared nerve injury)模型给予THP处理,通过小鼠疼痛行为学实验检测不同组小鼠机械痛、冷痛的差异,从行为学来判断THP是否参与SNI模型的镇痛作用。通过对模型组和THP处理组背根神经节(DRG)进行基因测序,分析THP在神经病理性疼痛中影响的基因。H&E染色显示THP作用后对SNI模型炎症反应的影响。qRT-PCR检测DRG和坐骨神经(SN)中诱导型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase,iNOS)和 IL-1β 的表达。Griess 法检测 DRG、SN 和血清中一氧化氮(nitric oxide,NO)水平。Western blot检测相关蛋白的表达。(2)使用iNOS抑制剂S-Methylisothiourea Sulfate(SMT)后,检测小鼠机械痛、冷痛的差异。采用蛋白与活性成分的分子对接检测THP与P38MAPK、核转录因子κB(NF-κB/P65)及iNOS的结合情况。ELISA检测各组血清IL-1β的表达,Griess法检测各组血清中NO水平。Western blot检测相关蛋白的表达。(3)为了确定THP抗神经病理性疼痛的分子机制,运用CCK-8实验探索THP对神经细胞的细胞毒性,为了进一步研究THP作用机制,Western blot和免疫荧光检测硝普钠(sodium nitroprusside,SNP)诱导的神经-2a(N2a)细胞、脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)诱导的 BV2 细胞和脂磷壁酸(lipoteichoic acid,LTA)诱导的星形胶质细胞的模型中相关蛋白。(4)qRT-PCR和Western blot检测THP作用SNI模型后各组DRG、SN中Cacng1的表达。N2a细胞过表达Cacngl质粒后,Western blot检测THP对Cacng1表达的影响,钙离子荧光探针(Fura-2AM)检测各组Ca2+的分布及浓度,钙含量检测试剂盒检测各组细胞裂解液和培养上清中Ca2+的含量。[研究结果](1)与SNI组相比,THP降低了机械性痛觉过敏和冷痛觉超敏。测序结果显示,THP显著改变MAPK信号通路相关基因的表达。H&E染色显示THP改变了 SNI模型的炎症反应,与SNI组相比,THP组的DRG、SN和血清中NO表达减少。进一步结果表明THP抑制SN中的iNOS、p38MAPK和P65磷酸化的表达。(2)iNOS抑制剂作用的小鼠相对于模型组,机械性痛觉过敏和冷性痛觉超敏降低,与THP组相比,SNI组促炎细胞因子IL-1β的血清水平显著升高。(3)体外实验表明,Western blot中iNOS抑制剂和THP抑制IL-1β、iNOS、磷酸化P38MAPK和P65(NF-κB)的表达,免疫荧光中iNOS抑制剂和THP抑制iNOS、磷酸化P38MAPK。(4)SNI模型中Cacng1表达增加,THP可抑制Cacng1的表达,在体外实验中,细胞转染质粒过表达Cacng1,THP可抑制Cacng1的表达。THP可抑制Cacng1过表达后细胞中升高的Ca2+浓度及分布。[研究结论与意义]本探究发现延胡索乙素(THP)在神经病理性疼痛中有镇痛作用;THP可能通过P38MAPK/NF-κB、iNOS通路及NO的表达缓解神经炎症;THP也可能调节神经病理性疼痛中Cacng1的表达影响Ca2+的转运缓解神经病理性疼痛。
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