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研究背景神经病理性疼痛(neuropathic pain,NP)是由躯体感觉神经元系统损伤或功能障碍引起的一种慢性痛。通常表现为顽固的自发性疼痛、痛觉过敏、异位痛和感觉异常,严重影响患者的生活质量,也是致残率较高的疾病之一。药物疗法是目前临床中治疗NP的主要手段,例如三环类抗抑郁药、阿片类药物、利多卡因、加巴喷丁、抗惊厥药等,但并未取得满意的疗效,且多数镇痛药副作用较大,如长期使用阿片类药物易产生的药物耐受、药物成瘾等。因此,寻求安全高效的新型NP治疗靶点是目前亟待解决的难题。蛋白酪氨酸磷酸酶受体D(Protein tyrosine phosphatase receptor type D,PTPRD)是一种大分子跨膜蛋白,在中枢神经系统中高表达,发挥去磷酸化和促进神经元黏附等作用。目前研究表明PTPRD是一个新的成瘾治疗靶点,抑制PTPRD的活性可以有效缓解可卡因成瘾。已研发出靶向PTPRD的小分子特异性抑制剂7-BIA,用于成瘾治疗。值得注意的是,在神经病理性疼痛动物模型中,通过基因测序发现PTPRD在大鼠背根神经节(dorsal root ganglion,DRG)显著上调,但PTPRD的高表达是否与NP相关尚不清楚。研究目的本文研究目的在于明确PTPRD是否参与调控神经病理性疼痛并探索其发挥作用的分子机制,为临床上治疗神经病理性疼痛提供新思路。研究方法1、选用C57雄性小鼠构建坐骨神经慢性卡压疼痛模型(chronic constriction injury,CCI)。在术前、术后1、3、5、7、14、21 d检测CCI小鼠行为学,包括机械刺激缩足阈值(paw withdrawal threshold,PWT)、热刺激缩足潜伏期(paw withdrawal latency,PWL)、0.16 g机械刺激缩足频率(paw withdrawal frequency,PWF)。2、应用组织免疫荧光染色、Western blot检测PTPRD在CCI小鼠DRG中的表达变化及分布定位。3、构建携带sh RNA的质粒表达载体,并包装成慢病毒,通过DRG局部注射实现在CCI小鼠体内敲降DRG中的PTPRD。检测PWT、PWL、PWF变化,明确敲降PTPRD后CCI小鼠的疼痛阈值如何改变。通过小鼠转棒疲劳实验(Rotarod)和矿场实验(Open filed test)评估沉默PTPRD后是否影响小鼠运动功能。4、使用实时荧光定量PCR(real-time quantitative PCR,RT-q PCR)、Western blot、酶联免疫吸附剂测定(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)检测敲降PTPRD后CCI小鼠DRG中肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、白细胞介素-6(Interleukin-6,IL-6)、白细胞介素-1β(Interleukin-1β,IL-1β)、白细胞介素-10(Interleukin-10,IL-10)、干扰素-α(Interferon-α,IFN-α)的表达情况,以及PTPRD调控炎症因子的下游位点干扰素基因刺激蛋白(stimulator of Interferon genes,STING)的表达变化。5、使用STING小分子抑制剂H-151,采用鞘内注射的方式在敲降PTPRD的CCI小鼠体内抑制STING表达,观察小鼠行为学变化(PWT、PWL、PWF);应用ELISA、RT-q PCR检测CCI术后7 d小鼠DRG中IFN-α的表达。6、在CCI小鼠腹腔注射PTPRD小分子抑制剂7-BIA,检测7-BIA治疗后CCI小鼠的行为学变化(PWT、PWL、PWF),Rotarod和Open filed实验明确7-BIA是否影响小鼠运动功能。Western blot、ELISA检测CCI小鼠接受抑制剂7-BIA治疗后,DRG中STING和IFN-α的表达变化。研究结果1、痛觉行为学结果表明,与假手术组对比,CCI小鼠手术后的PWT、PWL显著降低,PWF明显升高。2、免疫荧光染色结果显示,DRG中的PTPRD在Tuj1+感觉神经元中表达丰富,在GFAP+星形胶质细胞和S100β+卫星胶质细胞几乎不表达。3、生理状态下,PTPRD在小鼠DRG中低表达,但在CCI后的7-14 d表达量显著升高,与CCI小鼠的行为学变化表现出时间的一致性。4、与对照组相比,敲降CCI小鼠DRG中的PTPRD,小鼠PWT、PWL显著升高,PWF显著降低,而运动功能未受影响。敲降PTPRD后DRG中IFN-α的表达增加,且IFN-α的上游因子STING表达增加。5、在敲降PTPRD的CCI小鼠体内使用H-151抑制STING后,与对照组相比,小鼠的PWT、PWL降低,PWF升高,DRG中IFN-α的表达量降低。6、使用7-BIA抑制CCI小鼠PTPRD活性,小鼠的PWT、PWL升高、PWF降低,运动功能无变化,DRG中STING和IFN-α的表达量均增加。研究结论1、PTPRD在CCI小鼠DRG中表达显著升高,主要定位在感觉神经元。2、敲降CCI小鼠DRG中的PTPRD可以显著缓解神经病理性疼痛。3、PTPRD通过STING/IFN-I通路参与调控神经病理性疼痛。4、PTPRD小分子抑制剂7-BIA可以有效缓解CCI小鼠的痛觉过敏,PTPRD可能成为临床上治疗神经病理性疼痛的新靶点。