酸敏感離子通道與炎性痛中樞敏化機(jī)制的研究

楊宇 何睿 張宇寧 張凌寒 田甜 董航

酸敏感離子通道與炎性痛中樞敏化機(jī)制的研究

楊宇 何睿 張宇寧 張凌寒 田甜 董航

目的研究探討酸敏感離子通道與炎性痛中樞敏化機(jī)制。方法對(duì)急性分離的脊髓背角神經(jīng)元, 經(jīng)電生理研究初步判定酸敏感離子通道在炎性痛中的作用及作用機(jī)制, 進(jìn)行行為學(xué)實(shí)驗(yàn)、福爾馬林實(shí)驗(yàn)等一系列實(shí)驗(yàn), 進(jìn)一步確定酸敏感離子通道及炎性痛中樞敏化機(jī)制。結(jié)果鈣離子通透性的ASICIa同聚體通道是脊髓背角主要存在的酸敏感離子通道；脊髓背角神經(jīng)元中ASICIa的表達(dá)數(shù)目會(huì)在外周炎的條件下增多, 使得脊髓背角神經(jīng)元興奮性及可塑性增強(qiáng), 且ASICIa通道參與炎性痛覺(jué)敏化的過(guò)程中。結(jié)論酸敏感離子通道與炎性痛中樞敏化機(jī)制是一種生物體內(nèi)痛覺(jué)引發(fā)并維持的一種機(jī)制, ASICIa通道可以作為止痛類藥物的靶點(diǎn)。

酸敏感離子通道；炎性痛中樞敏化機(jī)制

中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病包括癲癇、老年癡呆等, 是一種對(duì)人類健康造成嚴(yán)重威脅的疾病。酸敏感離子通道(ASICs)是一種陽(yáng)離子通道, 含有包括ASICIa、ASICI2a等在內(nèi)的6種編碼基因亞蛋白［1］。病理痛的導(dǎo)致因素包括組織損傷和外周炎癥兩種, 脊髓是損傷信息傳遞及控制的第一站。因此, 為了研究酸敏感離子通道與炎性痛中樞敏化機(jī)制, 作者選擇脊髓背角神經(jīng)元中酸性離子通道作為本次研究的對(duì)象, 報(bào)告如下。

1 材料與方法

1. 1材料 由沈陽(yáng)醫(yī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供健康Wistar雄性大鼠大鼠若干只, 體重(250±20)g, 用于急性分離的脊髓背角神經(jīng)元、用于行為學(xué)、福爾馬林實(shí)驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)。

1. 2方法

1. 2. 1脊髓背角神經(jīng)元中酸敏感離子通道的特性 經(jīng)電生理方法, 發(fā)現(xiàn)記性分離的脊髓背角神經(jīng)元存在一種特異的ASICIa同聚體通道抑制劑對(duì)酸溶液引發(fā)的內(nèi)向電流具有顯著地抑制作用。通過(guò)RNA干擾, 使得脊髓背角神經(jīng)元中ASICIa的表達(dá)受到抑制, 再進(jìn)行電生理實(shí)驗(yàn), 結(jié)果顯示由酸性溶液所引發(fā)的內(nèi)向電流出現(xiàn)明顯降低, 這說(shuō)明ASICIa同聚體通道是脊髓背神經(jīng)元中重要的質(zhì)子感受器。為了進(jìn)一步證明, 作者做了鈣離子成像實(shí)驗(yàn), 結(jié)果在脊髓背神經(jīng)元中ASICIa同聚體通道卻是介導(dǎo)了由酸性溶液所引發(fā)的的Ca2+內(nèi)流。

1. 2. 2脊髓背角酸敏感離子通道及炎性痛覺(jué)超敏 為了進(jìn)一步研究在炎性痛中ASICIa通道的作用及其作用機(jī)制, 通過(guò)行為學(xué)實(shí)驗(yàn), 應(yīng)用完全弗氏佐劑(CFA)致炎模型, 大鼠腳底CAF致炎癥能導(dǎo)致明顯的持續(xù)1周以上的機(jī)械及熱超敏化,效果相同于鞘內(nèi)注射非特性的ASICs抑制劑, 通過(guò)鞘內(nèi)注射PcTX1可以將這種持續(xù)的超敏化消弱［2］。然后, 使用一條特異性的反義寡核苷酸, 這種核苷酸可以特異性抑制AISICa蛋白的表達(dá), 這表明當(dāng)脊髓背角ASICIa蛋白表達(dá)受到抑制后,明顯削弱外周炎引起的機(jī)械及熱超敏化, 并發(fā)現(xiàn)大鼠注射PcTX1對(duì)其體內(nèi)傷害信號(hào)的傳遞并無(wú)影響。

1. 2. 3脊髓背角酸敏感離子通道對(duì)脊髓背角神經(jīng)元興奮性及可塑性的影響 經(jīng)免疫組織化學(xué)實(shí)驗(yàn)探討脊髓背角神經(jīng)元ASICIa通道參與傷害性信號(hào)傳遞的方式, 脊髓背角神經(jīng)元在外周致炎后ASICIa蛋白表達(dá)數(shù)量上升明顯, 而在膠質(zhì)細(xì)胞及背根神經(jīng)細(xì)胞中樞端ASICIa蛋白表達(dá)數(shù)目較少［3］。進(jìn)一步電生理實(shí)驗(yàn), 結(jié)果：大鼠腳底神經(jīng)激動(dòng)C纖維在受到電刺激可改變 脊髓背角廣動(dòng)力域神經(jīng)元的興奮度, 在外周炎的條件下以不同強(qiáng)度的壓、刷等機(jī)械方式刺激WDR神經(jīng)元的外部感受野中心, 神經(jīng)元反應(yīng)性明顯增強(qiáng), 證明產(chǎn)生了機(jī)械性痛敏。且脊髓急性注射PcTX1對(duì)大鼠脊背神經(jīng)元機(jī)械刺激反應(yīng)并無(wú)影響, 但是會(huì)對(duì)外周炎條件下大鼠的脊背神經(jīng)元機(jī)械刺激造成影響［4］。

2 結(jié)果

根據(jù)本次的研究分析, 結(jié)果顯示鈣離子通透性的ASICIa同聚體通道是脊髓背角主要存在的酸敏感離子通道；脊髓背角神經(jīng)元中ASICIa的表達(dá)數(shù)目會(huì)在外周炎的條件下增多, 進(jìn)一步使得脊髓背角神經(jīng)元興奮性及可塑性增強(qiáng), 并且ASICIa通道在炎性痛覺(jué)敏化的過(guò)程中也有參與［5］。

3 討論

研究結(jié)果表明, 鈣離子通透性的ASICIa同聚體通道是脊髓背角主要存在的酸敏感離子通道；脊髓背角神經(jīng)元中ASICIa的表達(dá)數(shù)目會(huì)在外周炎的條件下增多, 進(jìn)一步使得脊髓背角神經(jīng)元興奮性及可塑性增強(qiáng), 并且ASICIa通道在炎性痛覺(jué)敏化的過(guò)程中也有參與。此結(jié)果詳細(xì)概括了酸敏感離子通道與炎性痛中樞敏化機(jī)制。

綜合上述分析, 經(jīng)過(guò)脊髓背角神經(jīng)元中酸敏感離子通道的特性研究、脊髓背角酸敏感離子通道及炎性痛覺(jué)超敏的研究、脊髓背角酸敏感離子通道對(duì)脊髓背角神經(jīng)元興奮性及可塑性的影響三方面的探究可以說(shuō)明酸性感離子通道與炎性痛中樞敏化機(jī)制是一種生物體內(nèi)痛覺(jué)引發(fā)并維持的一種機(jī)制,且證明ASICIa通道可以作為止痛類藥物的靶點(diǎn)［6］。

［1］ 張亞軍, 楊承祥, 王漢兵, 等.脊髓背角神經(jīng)元磷脂酰肌醇-3激酶p110β在大鼠關(guān)節(jié)炎性痛形成中的作用:與辣椒素受體及酸敏感離子通道1a的關(guān)系.中華麻醉學(xué)雜志, 2013, 33(2): 163-166.

［2］ 鄧立琴, 王建珍, 孟盡海.中樞敏化和外周敏化在瑞芬太尼誘發(fā)炎性痛大鼠痛覺(jué)過(guò)敏中的作用.中華麻醉學(xué)雜志, 2011, 31(5): 576-579.

［3］ Caldeira Mv, Melo CV, Pereira DB, et al. Brain-derived neurotrophic factor regulates the expression and synaptic delivery of alphaamino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazole propionic acid receptor subunits in hippocampal neurons.J Biol Chem, 2007(282):12619-12628.

［4］ 袁鳳來(lái), 陳飛虎, 陸偉國(guó), 等.酸敏感離子通道在非神經(jīng)組織中的功能研究.中國(guó)藥理學(xué)通報(bào), 2010, 26(2):147-150.

［5］ 段波, 伍龍軍, 于耀清, 等.酸敏感離子通道和炎性痛中樞敏化的機(jī)制研究.中國(guó)基礎(chǔ)科學(xué), 2007, 9(6):30-31.

［6］ Colley BS, Biju KC, Visegrady A, et al. Neurotrophin B receptor kinase increases Kvsubfamily member 1.3(kv1.3)ion channel halflife and surface expression. Neuroscience, 2007(144)：531-546.

110034 沈陽(yáng)醫(yī)學(xué)院生理學(xué)教研室(楊宇)；2012級(jí)臨床醫(yī)學(xué)系學(xué)生(何睿 張宇寧 張凌寒 田甜 董航)