神经病理性疼痛机制复杂,是医学界亟待攻克的难题。与生理性疼痛相比,病理性疼痛不仅表现在刺激-感觉强度的量变上,更表现在刺激-感觉模式的质变上,病理性疼痛的发生和持续慢性化过程,可能累及整个外周或(和)中枢神经系统结构和功能可塑性变化。因此阐明病理性疼痛的神经环路机制,寻找潜在的药物靶点,对治疗神经病理性疼痛具有重要意义。疼痛“闸门控制学说”已发表半个多世纪,其推测的脊髓闸门回路组成及功能尚未完全阐明。关于“闸门”新近研究发现,脊髓背角触觉通路上前馈抑制回路可发挥“痛觉超敏闸门”作用,神经损伤以后“闸门”可开启,使触觉信息传递到痛觉通路上产生痛觉超敏,此发现丰富和发展了“闸门控制学说”。近年来内源性大麻素(endocannabinoids,e CBs)系统在神经病理性疼痛发病机制中的作用越来越引起关注。尽管大多数关于e CBs系统的研究主要集中在镇痛机制中的作用,但值得注意的是有报道大麻素在有些情况下并不产生镇痛作用,有时甚至起到致痛作用,2009年Christie MJ提出了一个新的假说:e CBs可开启疼痛闸门,但一直未得到证实。CB1受体在脊髓背角广泛表达,激活CB1受体对脊髓背角触觉通路、痛觉通路有何影响并不十分清楚。本课题提出“痛觉超敏闸门”开启机制假说:内源性大麻素(e CBs)作用于触觉通路前馈抑制回路产生特异性的去抑制效应,介导痛觉超敏形成。本实验采用膜片钳全细胞记录技术,在保留后根的脊髓切片中外源性灌流大麻素配体2-AG、AEA及水解酶抑制剂,模拟病理性状态下内源性大麻素含量升高,观察其对Aβ、Aδ和C纤维介导的兴奋性或抑制性突触后电位的影响,从而为进一步阐明内源性大麻素系统在神经病理性疼痛发生发展中的作用提供电生理学研究基础。第一部分:内源性大麻素对脊髓背角触觉通路的影响目的:观察内源性大麻素含量升高对脊髓背角深层触觉通路突触传递的影响。方法:选用4~6周雄性SD大鼠,麻醉后用人工脑脊液从心脏灌注全身,快速取出脊髓腰膨大段,制备保留后根的脊髓旁矢状位切片。采用膜片钳全细胞记录技术,在脊髓背角II内层、Ⅲ层寻找Aβ纤维支配的神经元,电刺激脊髓后根诱发出兴奋性(e EPSPs)或抑制性(e IPSPs)突触后电位。在脊髓切片上灌流2-AG、AEA、JZL195/184,观察其对Aβ纤维介导的兴奋性突触后电位或抑制性突触后电位的影响。结果:(1)2-AG和AEA通过突触前机制抑制Aβ纤维到甘氨酸能神经元(putative glycinergic neuron)的e EPSPs的幅度(P<0.01,paired t-test)。2-AG、AEA和大麻素水解酶抑制剂JZL195/184均显著抑制Aβ纤维介导的,投射到接受前馈抑制神经元(putative PKC神经元)的e IPSPs的幅度(P<0.01,paired t-test)。第二部分:内源性大麻素对脊髓背角痛觉通路的影响目的:观察内源性大麻素含量升高对脊髓背角浅层痛觉通路突触传递的影响。方法:同第一部分,在脊髓背角II外层寻找Aδ和C纤维支配的神经元,电刺激脊髓后根诱发出兴奋性(e EPSPs)或抑制性(e IPSPs)突触后电位。在脊髓切片上灌流2-AG观察其对Aδ和C纤维介导的兴奋性突触后电位或抑制性突触后电位的影响。结果:(1)2-AG对Aδ和C纤维到脊髓背角e EPSPs的幅度影响不大(P>0.05,paired t-test);2-AG抑制Aδ和C纤维支配的抑制性中间神经元介导的e IPSPs的幅度(P<0.01,paired t-test)。小结:1.大麻素2-AG、AEA可作用于支配甘氨酸能神经元Aβ纤维的神经末梢,抑制兴奋性递质的释放。即大麻素可削弱Aβ纤维兴奋甘氨酸能神经元的能力。2.大麻素2-AG、AEA可作用于Aβ纤维支配的抑制性中间神经元,抑制甘氨酸递质的释放。即大麻素在触觉通路发挥去抑制效应。水解酶抑制剂JZL195/184,可使内源性大麻素含量升高,介导触觉通路的去抑制效应,可能直接参与痛觉超敏(Allodynia)的发生和发展过程。3.大麻素2-AG可作用于Aδ和C纤维支配的抑制性中间神经元,抑制抑制性递质的释放。即大麻素在痛觉通路中也发挥去抑制效应,可能直接参与痛觉过敏(hyperalgesia)的发生和发展过程。结论:本文结果提示,脊髓背角内源性大麻素含量升高,作用于脊髓背角触觉通路和痛觉通路的前馈抑制回路,发挥去抑制效应,为进一步探讨神经病理性痛觉超敏和痛觉过敏的脊髓机制提供了突破方向。