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背景: 炎症性痛病理生理机制十分复杂,有研究表明脊髓背角神经元上的AMPA受体亚型GluA2在细胞膜上的转运对炎症性痛敏反应的形成和发展起到关键性作用。蛋白激酶相互作用蛋白1(PICK1)是目前所知唯一同时拥有PDZ和BAR两个结构域的的多功能支架蛋白,它可以通过PDZ结构域与GluA2相互结合调控炎症性痛敏反应。炎性刺激,比如小鼠足趾皮下注射完全弗氏佐剂能使脊髓背角神经元膜上GluA2受体Ser880位点磷酸化增多,继而引起GluA2从神经元细胞膜上转移至细胞内(内化),而敲除PICK1则阻碍了这个内化过程,并且使痛敏反应大大缓解。另一个拥有BAR结构域的蛋白——胰岛细胞自身抗原(ICA69),可与PICK1的BAR结构域形成紧密的异源二聚体。本实验组前期研究发现小鼠脊髓ICA69敲除可以使PICK1的表达大幅度下调,是否ICA69也和PICK1一样通过影响GluA2在神经元的转运进而调控炎症性痛敏反应尚未可知。目前,针对PICK1参与疼痛的调控有比较多研究与报道,而ICA69在炎症性痛的作用尚未被研究过。 目的: 通过观察ICA69对炎性痛小鼠的行为学表现、脊髓背角神经元GluA2的转运以及小胶质细胞激活的影响,研究ICA69是否参与福尔马林诱导的炎症性痛敏反应及其机制。 方法: 本实验选用野生型(WT)与ICA69基因敲除(K0)小鼠,制备模型组与对照组。模型组使用20μ L,浓度为5%的福尔马林(用PBS稀释)在小鼠右后足趾皮下进行注射;对照组小鼠使用20μ L PBS进行注射。本实验分为四组:野生型对照组(PBS+/+),基因敲除对照组(PBS-/-),野生型模型组(FML+/+),基因敲除模型组(FML-/-)。福尔马林(FML)行为学实验分别在第1天FML注射后(n=13)以及第7天再次注射FML后(n=13)立即进行,主要记录各组小鼠舔和咬注射侧足所用时间,观察持续60min。随后在深麻醉下处死并取出L4-5脊髓节段,用蛋白免疫印迹法检测GluA2、GluA2-p、ED1蛋白的表达情况,以及利用Iba1和ED1免疫荧光双染技术观察脊髓背角小胶质细胞的形态及激活状态。 结果: FML注射引起典型的双相痛行为学反应,注射后0-10min为Ⅰ相痛,与直接注射刺激相关;15-40min为Ⅱ相痛,与中枢敏化相关。注射FML第1天,组小鼠相比,FML-/-小鼠在福尔马林疼痛实验中的行为学表现与FML+/+组比无显著性差异(P>0.05)。注射后第7天,再次注射福尔马林以诱导小鼠的行为学反应,与FML+/+组相比较,FML-/-组Ⅱ相痛反应增强,特别是在福尔马林注射后25-35分钟(P<0.01),两组在Ⅰ相痛的行为学表现无显著性差异(P>0.05); 检测第7天FML行为学实验后的脊髓背角蛋白表达发现:GluA2蛋白在四组中的表达无显著性差异(P>0.05);与PBS对照组相比,FML刺激下GluA2受体Ser880氨基酸位点的磷酸化增多(GluA2-p),相对于FML+/+,FML-/-组增加更为明显(P<0.01);相对于PBS+/+组,PBS-/-组GluA2-p蛋白表达增多(P<0.05),进一步的检测发现与野生型小鼠相比,ICA69敲除后GluA2的内化增多。相对于对照组,FML注射使脊髓背角ED1的表达增加,而与FML+/+组比,FML-/-组增加更为明显(P<0.01)。 第1天行为学实验后,用Iba1、ED1双染小鼠L4-5脊髓背角发现,与PBS对照组相比,FML处理组的小胶质细胞激活无显著性差异(P>0.05);同样双染第7天行为学实验后的脊髓背角,与PBS对照组比,FML注射使小胶质细胞明显激活,与FML+/+组相比,FML-/-组脊髓背角小胶质细胞的激活更加的明显(P<0.01)。 结论: ICA69敲除增强福尔马林诱导的长时程炎性痛敏反应,这个过程可能是通过增强PICK1介导GluA2受体从脊髓背角神经元的细胞膜上内化至细胞内得以实现的。ICA69基因敲除促进脊髓小胶质细胞的激活在增强的痛敏反应过程中可能发挥至关重要的作用。