疼痛本是组织损伤时引起的一种不愉快感觉,分为急性痛和慢性痛两种,急性痛主要发挥机体保护作用,而慢性痛越来越多的被认为是一种病态。慢性疼痛的主要类型之一,神经病理性疼痛(Neuropathic pain)是指由于外伤、缺血、中毒或机体代谢异常等原因所致神经损伤和功能紊乱,从而引起令人难以忍受的慢性疼痛的疾病,是临床上常见的难治性疾病之一。神经病理性疼痛常在损伤后某一段时间内发生,此时原发损伤往往已痊愈,患者常出现痛觉过敏(hyperalgesia)、触诱发痛(allodynia)、自发性疼痛(spontaneous pain)及感觉倒错(paraesthesia)等症状。背根神经节或相应脊神经在椎间盘突出、椎管狭窄等情况下受压而导致的腰背痛等周围性神经病理性疼痛在临床上是最常见的慢性疼痛疾病。神经病理性疼痛的治疗,目前以药物为主。临床上,常用以下几种:非甾体消炎药、抗癫痫药、抗抑郁药、NMDA受体拮抗剂、阿片类镇痛药以及天然药物等。其中尤以抗癫痫药和抗抑郁药为一线用药。但是,这些药物多作用中枢神经系统,而且由于中枢神经系统的复杂性,这些药物多具有较强的副作用,如阿片类镇痛药存在不同程度的成瘾性;NMDA受体拮抗剂往往会导致共济失调、嗜睡、精神症状等方面的症状,这些副作用限制了它们在临床上的应用。而能够经过实验证明可以于外周发挥作用并具有较好的镇痛效果的口服药物未见报道。因此,通过深入研究神经病理性疼痛发生的病因和机制,开发或寻找用于治疗神经病理性疼痛的新型化学药物成为疼痛研究中的重要方向,特别是寻找一种针对神经病理性疼痛外周机制、以外周神经系统为作用靶点的理想镇痛药物更是具有重要现实意义。许多研究越来越揭示了导致神经病理性疼痛发生、发展、维持以及转变的外周机制和中枢机制,归其根本,都最终表现为神经系统中损伤神经元超兴奋的特点,特别是在外周神经系统,这种超兴奋的改变与损伤神经元细胞膜上离子通道的改变、钠电流增大、SMPO出现或增大进而导致异位自发放电出现或增多有直接联系。损伤的感觉神经元胞体产生的异位自发放电持续的传入,导致了脊髓水平和高位中枢水平的敏化,进而引起了慢性神经病理性疼痛症状的出现。动物实验和人体记录的研究结果表明,损伤神经元产生的异位自发放电,是神经病理性疼痛发生和维持的重要因素。而且由于异位自发放电的客观和可定量的特点,研究中可以应用电生理技术在受损神经的传入纤维以及DRG上面长时间记录异位自发放电并观察分析放电的型式、频率等指标的变化,使我们可以客观真实地判断疼痛发生的类型与程度的改变。所以,对异位自发放电的检测和记录已经被作为研究疼痛机制、评价药物镇痛效果的公认手段。利鲁唑(riluzole),化学名为2-氨基-6-三氟甲氧基-苯并噻唑,属于苯噻唑类化合物,具有多种药理活性,作为谷氨酸释放抑制剂被用于治疗肌萎缩性脊髓侧索硬化症(amyotrophic lateral sclerosis,ALS)。利鲁唑作为神经保护药也用于治疗脊髓和脑损伤、癫痫等神经系统疾病。研究表明,利鲁唑至少通过稳定电压依赖性钠通道、激活G蛋白进而抑制钙离子内流、减少谷氨酸的释放和抑制NMDA受体功能等途径发挥治疗作用。很多文献也有报道,利鲁唑在中枢神经系统选择性阻断河豚毒素(tetrodotoxin ,TTX)敏感的持续性钠电流(persistent sodium current ,INaP),并且把利鲁唑作为相对特异性INaP阻断剂使用。虽然已有研究表明INaP对于神经元的兴奋性和节律产生起着重要作用,但均位于中枢或非痛性外周神经系统,而我实验室近期的研究发现在外周受损DRG神经元上INaP可以被加巴喷丁和低剂量利多卡因抑制,提示损伤DRG神经元的INaP可能是外周水平的潜在镇痛靶点。目前,关于利鲁唑在治疗神经病理性疼痛中的应用受到越来越多的关注。因此,为了避免利鲁唑对中枢神经系统的复杂作用,本课题由外周神经损伤导致的DRG神经元异位自发放电入手,使用本实验室创建的大鼠DRG慢性压迫(chronic compression of DRG,CCD)模型为实验对象,应用行为学检测、单纤维记录的方法,观察利鲁唑应用于外周神经系统时对动物机械缩足阈值和神经元放电的可能影响,并找到外周镇痛的潜在靶点,为有针对性地将利鲁唑应用于镇痛治疗或筛选出其它特异性的外周镇痛药物提供理论依据,探讨利鲁唑是否适合用于特异性的外周镇痛而不影响正常生理痛信号的传入。主要结果:1.慢性压迫DRG损伤的动物模型行为学改变在术后1~35 d内均可观察到CCD组(n=4)同侧后肢机械缩足阈值与对照组(n=6)相比显著下降(非配对t检验,P < 0.05),而对侧后足未有明显变化。2.利鲁唑显著抑制CCD模型动物的机械触痛敏我们选择于术后第5至8天出现明显机械触痛敏的动物作为处理组,利鲁唑(500μmol/L, n = 11)被注射于出现明显机械触痛敏现象之模型的左侧腰五椎间孔内。在注射后24小时内,利鲁唑显著减小了机械缩足阈值的降低程度,行为学表现为已降低缩足阈值的短时间恢复。利鲁唑的这种作用始于注射后2 h,在6 h达到最强,持续大约12 h。和注射利鲁唑对机械触痛敏的作用形成明显对比的是,在术后第7至8天(7.4±0.2, n = 11),注射ACSF (n = 8)于出现明显机械机械触痛敏现象之模型的左侧腰五椎间孔后,并没有反转缩足阈值的降低。3.受损DRG神经元异位自发放电的主要特征在DRG慢性压迫损伤后2～8d内,在体人工脑脊液灌流的实验条件下,异位自发放电出现率为18.8%。从49例慢性压迫损伤DRG的背根神经纤维上,分离出96根表现为自发放电阳性的神经纤维,其中94根纤维的自发放电波型为单向峰,波宽较窄小于1 ms,动作电位幅度为50～400μV,纤维传导速度在4.4~38.5 m/s范围,可确定为A类纤维。A类神经元神经元自发放电的节律形式表现为周期节律,占30.85% (29/94)、非周期节律,占69.15%(65/94)。自发放电稳定记录的持续时间为2~7h。4.利鲁唑显著抑制CCD A类神经元自发放电我们的研究结果表明,在局部浸浴利鲁唑(500μmol/L)的条件下,给药5min后,纤维自发放电的频率被显著抑制并在药物洗脱后可以恢复(n=6)。利鲁唑对CCD A类纤维自发放电的抑制作用随着浸浴药物浓度的增大(10 ~ 500μmol/L)而增强,表现出明显的剂量依赖效应。5.利鲁唑(500μmol/L)作用下放电频率减少平均百分数周期放电(39.61±15.52)% (n =9)远小于非周期放电(73.34±6.68)%(n =21,χ~2检验,P < 0.05)。主要结论:1.局部应用利鲁唑可显著抑制CCD模型动物的机械触痛敏,显示出了较好的外周镇痛作用,确切证实了利鲁唑作为特异性较高的外周镇痛药物具有良好应用的前景。2.利鲁唑可显著抑制受损DRG神经元的异位自发放电,并具有较大的有效剂量范围(10 ~ 500μmol/L),从细胞水平为利鲁唑的外周镇痛作用提供了证据支持,也揭示了利鲁唑发挥外周镇痛作用的部分机制。3.利鲁唑对非周期放电的抑制作用远大于对周期放电的抑制作用。