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神经病理性疼痛(Neuropathic Pain,NP)是由躯体感觉神经系统疾病或神经损伤引起的疼痛。产生神经病理性疼痛的机制有很多,包括:理化因素的损伤、年龄、接触特定毒素、感染等。Akt信号激活参与了骨癌痛(Bonecancerpain,BCP)小鼠和坐骨神经慢性缩窄性损伤(Chronic constrictive injury,CCI)大鼠病理性疼痛的调控。水通道蛋白4(Aquaporin4,AQP4)作为一种特殊的通道蛋白,主要表达于星形胶质细胞,有报道称其对包括神经病理性疼痛(NP)在内的中枢神经损伤的发病机制有益。在此,我们旨在验证AQP4以及Akt通路在脊神经选择结扎模型(spinal nerve ligation,SNL)引起的神经病理性疼痛中的作用以及涉及的中枢敏化机制尤其是星形胶质细胞激活的机制,同时探求Akt通路是否参与了 AQP4表达的调控。目的:探讨Akt-AQP4信号轴是否通过激活星形胶质细胞调控大鼠脊神经结扎后引起的神经病理性疼痛的发生与发展。方法:1、制作大鼠SNL模型并通过免疫荧光组织化学染色或蛋白质印迹检测p-Akt、AQP4、GFAP的表达和分布。2、通过大鼠体内鞘内注射不同浓度梯度AQP4和Akt的抑制剂TGN020和MK-2206对SNL模型的大鼠疼痛维持期的影响。3、通过RT-PCR检测AQP4抑制剂TGN020对于神经元兴奋性标志物c-FOS、星形胶质细胞和小胶质细胞活化的标志物(GFAP和iba-1)、促炎症因子(TNF-α,IL-1β)以及星形胶质细胞源性疼痛调节因子的标记物(Connexin43)mRNA表达的影响。4、体外培养原代大鼠乳鼠星形胶质细胞,通过促炎症因子TNF-α激活星形胶质细胞,加入Akt的抑制剂MK-2206后用蛋白印迹法检测Akt、p-Akt、AQP4、GFAP的表达情况以明确Akt对于AQP4的调控以及对于星形胶质细胞活化的影响。5.利用免疫荧光双染法检测AQP4在脊髓背角的星形胶质细胞表达的情况。利用蛋白印迹法检测鞘内注射TGN020后对于星形胶质细胞活化(GFAP)的影响,鞘内注射MK-2206后对于L4-5脊髓节段的AQP4表达的调控以及对于星形胶质细胞活化的作用。结果:在体内,SNL模型建立后AQP4在脊髓L4-L5节段表达上调,在脊髓背角(spinal dorsal horn,SDH)中AQP4表达于星形胶质细胞的足突。在神经病理性疼痛维持期,单次鞘内给药AQP4抑制剂TGN020可短时逆转SNL模型诱导的神经病理性疼痛。神经元兴奋因子(c-FOS)、星形胶质细胞活化因子(GFAP)、促炎细胞因子(TNF-α、IL-1β)及星形胶质细胞源性的疼痛调控因子(Connexin 43)的mRNA水平在连续注射TGN020后表达降低,小胶质细胞活化因子(iba-1)的mRNA水平在连续注射TGN020后表达没有明显的变化。此外,SNL也可诱导L4-5脊髓节段的Akt磷酸化水平升高。单次鞘内给予Akt抑制剂MK-2206也可显著缓解神经性疼痛维持期的痛觉敏感状态。在体外,TNF-α诱导了星形胶质细胞激活,同时伴有AQP4和p-Akt表达增加。Akt抑制剂MK-2206可通过降低GFAP的表达调控星形胶质细胞的激活,同时能够以剂量依赖性方式下调AQP4的表达。在SNL大鼠模型中,连续鞘内注射TGN020还能够抑制星形胶质细胞的活化,而重复鞘内注射MK-2206可显著下调AQP4以及星形胶质细胞GFAP的表达。结论:我们证实AQP4以及Akt信号通路均参与了神经病理性疼痛维持期的调控。Akt-AQP4轴能够调节神经病理性疼痛引起的中枢敏化状态尤其是星形胶质细胞的激活状态。干预Akt-AQP4信号轴是治疗神经病理性疼痛的一种潜在有效方法。