脊髓小膠質(zhì)細胞調(diào)制痛覺突觸傳遞的長時程增強效應——P2X7受體作用研究.pdf

1、強直刺激大鼠坐骨神經(jīng)可誘發(fā)脊髓背角痛敏神經(jīng)元反應的長時程增強(long-termpotentiation，LTP)和痛覺的行為敏化。本研究主要探討了小膠質(zhì)細胞在強直刺激坐骨神經(jīng)誘導的大鼠脊髓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，強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反應和A反應場電位的LTP，反映了痛覺信息傳遞的中樞敏化。引起脊髓LTP的強直電刺激能引起動物的痛覺過敏行為

2、，包括觸誘發(fā)痛和熱痛敏，但機制尚不完全明確。
　　近年來的研究證明，脊髓膠質(zhì)細胞，尤其是小膠質(zhì)細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)細胞的激活。預先應用膠質(zhì)細胞代謝抑制劑后，強直刺激坐骨神經(jīng)誘發(fā)脊髓長時程抑制(long-term depression，LTD)，而不是LTP，同時可緩解痛覺過敏行為，表明小膠質(zhì)細胞參與脊髓傷害性反應的長時程增強，然而其具體機制尚不清楚。
　　P2X7受體在

3、膠質(zhì)細胞上大量表達，參與神經(jīng)元和膠質(zhì)細胞的對話。P2X7受體激活后，可促進在海馬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受體很可能是介導小膠質(zhì)細胞參與脊髓LTP產(chǎn)生的關(guān)鍵

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

5、素阻斷LTP的產(chǎn)生；強直刺激前1小時至強直刺激后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)細胞參與強直刺激坐骨神經(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
　　強直刺激前0.5小時鞘內(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；離體脊髓切片上預先應用

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

7、5小時鞘內(nèi)注射BBG可明顯抑制強直刺激后2小時Fos的表達上調(diào)。表明拮抗P2X7受體功能可顯著抑制脊髓痛敏神經(jīng)元的活動過度增強。
　　4、P2X7受體在小膠質(zhì)細胞的表達
　　免疫組化結(jié)果表明，P2X7受體與小膠質(zhì)細胞標志物OX-42共標，而與星形膠質(zhì)細胞標志物GFAP及神經(jīng)元標志物NeuN無共標；強直刺激坐骨神經(jīng)激活脊髓小膠質(zhì)細胞和明顯上調(diào)P2X7受體的表達，且均可被強直刺激前0.5小時鞘內(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)細胞P2X7受體的特異性的作用。
　　5、P2X7受體的作用由IL-1β信號通路介導
　　強直刺激坐骨神經(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的表達及在LTP中發(fā)揮關(guān)鍵作用的AMPA受體的GluR1亞基表達的顯著增加，且均可被強直刺激前0.5小時鞘內(nèi)注射P2X7受體拮抗劑BBG所抑制：強直刺

9、激前0.5小時鞘內(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的表達上調(diào)。以上表明，P2X7受體參與脊髓傷害性反應長時程增強的產(chǎn)生是通過IL-1β信號通路激活而實現(xiàn)的。
　　6、IL-18介導的小膠質(zhì)細胞和星形膠質(zhì)細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)細胞和星形膠質(zhì)細胞分別在強直刺激后第3天和第7天被激活；Western blot結(jié)果表明，強直刺激可導致P2X7下游分子IL

10、-18及其受體的表達增加。以上過程均可被強直刺激前1小時至強直刺激后7天每天1次連續(xù)注射小膠質(zhì)細胞抑制劑美滿霉素抑制。免疫雙標結(jié)果顯示，IL-18絕大部分與小膠質(zhì)細胞標志物Iba-1共標，少量與星形膠質(zhì)細胞標志物GFAP共標，而與神經(jīng)元標志物NeuN無共標，而IL-18受體僅與星形膠質(zhì)細胞標志物GFAP共標。以上結(jié)果表明，小膠質(zhì)細胞和星形膠質(zhì)細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信號通路介導。
　　綜上所