脊髓小膠質(zhì)細(xì)胞調(diào)制痛覺突觸傳遞的長時(shí)程增強(qiáng)效應(yīng)——P2X7受體作用研究.pdf

1、強(qiáng)直刺激大鼠坐骨神經(jīng)可誘發(fā)脊髓背角痛敏神經(jīng)元反應(yīng)的長時(shí)程增強(qiáng)(long-termpotentiation，LTP)和痛覺的行為敏化。本研究主要探討了小膠質(zhì)細(xì)胞在強(qiáng)直刺激坐骨神經(jīng)誘導(dǎo)的大鼠脊髓LTP的產(chǎn)生和痛覺中樞敏化中的作用。
　　既往電生理研究證實(shí)，強(qiáng)直電刺激大鼠坐骨神經(jīng)、皮膚自然傷害性刺激或神經(jīng)損傷，均可在脊髓背角引起C反應(yīng)和A反應(yīng)場(chǎng)電位的LTP，反映了痛覺信息傳遞的中樞敏化。引起脊髓LTP的強(qiáng)直電刺激能引起動(dòng)物的痛覺過敏行為

2、，包括觸誘發(fā)痛和熱痛敏，但機(jī)制尚不完全明確。
　　近年來的研究證明，脊髓膠質(zhì)細(xì)胞，尤其是小膠質(zhì)細(xì)胞在病理性疼痛的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用。炎性痛和神經(jīng)病理痛情況下均有小膠質(zhì)細(xì)胞的激活。預(yù)先應(yīng)用膠質(zhì)細(xì)胞代謝抑制劑后，強(qiáng)直刺激坐骨神經(jīng)誘發(fā)脊髓長時(shí)程抑制(long-term depression，LTD)，而不是LTP，同時(shí)可緩解痛覺過敏行為，表明小膠質(zhì)細(xì)胞參與脊髓傷害性反應(yīng)的長時(shí)程增強(qiáng)，然而其具體機(jī)制尚不清楚。
　　P2X7受體在

3、膠質(zhì)細(xì)胞上大量表達(dá)，參與神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞的對(duì)話。P2X7受體激活后，可促進(jìn)在海馬LTP形成中起關(guān)鍵作用的谷氨酸、白介素-1beta(interleukin-1β，IL-1β)、腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factorα，TNF-α)的釋放。P2X7受體拮抗劑抑制神經(jīng)損傷誘發(fā)的脊髓神經(jīng)元的自發(fā)放電和痛行為。P2X7基因敲除的小鼠慢性炎癥痛及神經(jīng)病理痛均消失。因此，P2X7受體很可能是介導(dǎo)小膠質(zhì)細(xì)胞參與脊髓LTP產(chǎn)生的關(guān)鍵

4、介質(zhì)。
　　本研究采用脊髓場(chǎng)電位的電生理記錄、傷害性機(jī)械痛行為學(xué)測(cè)試、免疫組織化學(xué)及Western blot等方法，探討小膠質(zhì)細(xì)胞的P2X7受體在強(qiáng)直刺激坐骨神經(jīng)誘發(fā)的脊髓LTP及長時(shí)程的痛覺過敏行為中的作用。主要結(jié)果如下：
　　1、小膠質(zhì)細(xì)胞參與強(qiáng)直刺激坐骨神經(jīng)誘發(fā)的脊髓傷害性反應(yīng)的長時(shí)程增強(qiáng)
　　強(qiáng)直刺激坐骨神經(jīng)誘發(fā)大鼠脊髓場(chǎng)電位C反應(yīng)的長時(shí)程增強(qiáng)和持續(xù)的觸誘發(fā)痛；強(qiáng)直刺激前1小時(shí)鞘內(nèi)注射小膠質(zhì)細(xì)胞代謝抑制劑美滿霉

5、素阻斷LTP的產(chǎn)生；強(qiáng)直刺激前1小時(shí)至強(qiáng)直刺激后7天每天1次鞘內(nèi)連續(xù)注射美滿霉素緩解大鼠的觸誘發(fā)痛行為。以上表明，小膠質(zhì)細(xì)胞參與強(qiáng)直刺激坐骨神經(jīng)誘發(fā)的脊髓LTP及痛覺敏化行為的產(chǎn)生。
　　2、P2X7受體參與脊髓LTP的產(chǎn)生
　　強(qiáng)直刺激前0.5小時(shí)鞘內(nèi)分別注射P2X7受體拮抗劑oxATP和BBG，均可阻斷脊髓LTP的產(chǎn)生；強(qiáng)直刺激前7天鞘內(nèi)注射的P2X7受體的小干擾RNA片段，也阻斷脊髓LTP的產(chǎn)生；離體脊髓切片上預(yù)先應(yīng)用

6、BBG灌流1小時(shí)，可阻斷強(qiáng)直刺激李騷束所誘發(fā)的脊髓興奮性突觸后場(chǎng)電位的LTP，而不影響基礎(chǔ)反應(yīng)。以上表明，P2X7受體在脊髓場(chǎng)電位的LTP產(chǎn)生中具有至關(guān)重要的作用。
　　3、拮抗P2X7受體抑制強(qiáng)直刺激坐骨神經(jīng)誘發(fā)的觸誘發(fā)乏痛和Fos表達(dá)
　　強(qiáng)直刺激前0.5小時(shí)鞘內(nèi)分別注射oxATP和BBG及強(qiáng)直刺激前7天鞘內(nèi)注射P2X7受體小干擾RNA片段，在強(qiáng)直刺激后3、5和7天均可部分緩解強(qiáng)直刺激所誘發(fā)的雙側(cè)觸誘發(fā)痛；強(qiáng)直刺激前0.

7、5小時(shí)鞘內(nèi)注射BBG可明顯抑制強(qiáng)直刺激后2小時(shí)Fos的表達(dá)上調(diào)。表明拮抗P2X7受體功能可顯著抑制脊髓痛敏神經(jīng)元的活動(dòng)過度增強(qiáng)。
　　4、P2X7受體在小膠質(zhì)細(xì)胞的表達(dá)
　　免疫組化結(jié)果表明，P2X7受體與小膠質(zhì)細(xì)胞標(biāo)志物OX-42共標(biāo)，而與星形膠質(zhì)細(xì)胞標(biāo)志物GFAP及神經(jīng)元標(biāo)志物NeuN無共標(biāo)；強(qiáng)直刺激坐骨神經(jīng)激活脊髓小膠質(zhì)細(xì)胞和明顯上調(diào)P2X7受體的表達(dá)，且均可被強(qiáng)直刺激前0.5小時(shí)鞘內(nèi)注射P2X7受體拮抗劑BBG所抑制

8、。以上表明脊髓LTP的阻斷是小膠質(zhì)細(xì)胞P2X7受體的特異性的作用。
　　5、P2X7受體的作用由IL-1β信號(hào)通路介導(dǎo)
　　強(qiáng)直刺激坐骨神經(jīng)可誘發(fā)脊髓p38絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activatedprotein kinase，MAPK)磷酸化、其下游分子IL-1β的表達(dá)及在LTP中發(fā)揮關(guān)鍵作用的AMPA受體的GluR1亞基表達(dá)的顯著增加，且均可被強(qiáng)直刺激前0.5小時(shí)鞘內(nèi)注射P2X7受體拮抗劑BBG所抑制：強(qiáng)直刺

9、激前0.5小時(shí)鞘內(nèi)注射IL-1β特異性抗體IL-1ra可阻斷脊髓LTP的產(chǎn)生，并且可抑制GluR1的表達(dá)上調(diào)。以上表明，P2X7受體參與脊髓傷害性反應(yīng)長時(shí)程增強(qiáng)的產(chǎn)生是通過IL-1β信號(hào)通路激活而實(shí)現(xiàn)的。
　　6、IL-18介導(dǎo)的小膠質(zhì)細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞之間的相互作用參與病理性痛的維持免疫組化結(jié)果表明，小膠質(zhì)細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞分別在強(qiáng)直刺激后第3天和第7天被激活；Western blot結(jié)果表明，強(qiáng)直刺激可導(dǎo)致P2X7下游分子IL

10、-18及其受體的表達(dá)增加。以上過程均可被強(qiáng)直刺激前1小時(shí)至強(qiáng)直刺激后7天每天1次連續(xù)注射小膠質(zhì)細(xì)胞抑制劑美滿霉素抑制。免疫雙標(biāo)結(jié)果顯示，IL-18絕大部分與小膠質(zhì)細(xì)胞標(biāo)志物Iba-1共標(biāo)，少量與星形膠質(zhì)細(xì)胞標(biāo)志物GFAP共標(biāo)，而與神經(jīng)元標(biāo)志物NeuN無共標(biāo)，而IL-18受體僅與星形膠質(zhì)細(xì)胞標(biāo)志物GFAP共標(biāo)。以上結(jié)果表明，小膠質(zhì)細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞之間的相互作用參與病理性痛的維持，此過程很可能是由IL-18信號(hào)通路介導(dǎo)。
　　綜上所