P2X受体在神经痛中的作用及糖皮质激素对背根节神经元P2X受体的调节

摘要

疼痛对人类健康危害甚大，由外周神经损伤造成的神经性疼痛是一种在临床上难以治愈的慢性痛，人们一直致力于神经痛机理的研究和药物的开发。近年来嘌呤能受体在疼痛中的作用引起人们的广泛关注，ATP及其P2X受体在伤害性信息的传递中具有重要的作用。背根节(Dorsalrootganglion，DRG)神经元是感觉传入的初级神经元，其上分布有多种P2X受体(P2X1-6)，尤其是P2X3受体选择性地表达于与伤害性感受有关的中小直径DRG细胞中，当机体受到伤害性刺激时引起细胞内ATP释放，后者激活P2X受体，导致初级传入神经元兴奋性过度增加，从而激活痛觉通路。故降低初级传入神经元的兴奋性已成为治疗神经病理性疼痛的一种手段。 糖皮质激素(glucocorticoid,GC)具有广泛的生理作用，并在临床上有着广泛的应用。长期以来，人们认为GC的生理作用是通过它与核受体结合进而调控基因的表达和蛋白质的合成来实现的，此即基因组作用。近年来的研究表明，GC还具有非基因组作用，这种作用发生快、不涉及基因的表达和蛋白质的合成。神经系统是GC作用的一个重要靶点，GC对神经系统的发育、分化以及神经元的损伤、存活、再生，神经元的突触可塑性等均有重要的调节作用。近年的研究显示糖皮质激素在疼痛的发生、发展中亦起着重要作用。糖皮质激素可通过基因组作用调节DRG神经肽的含量。但是，关于GC对DRG细胞的快速非基因组调控作用的研究报道甚少。GC能否通过快速调节DRG神经元ATP/P2X受体的功能而改变初级感觉神经元的兴奋性，继而影响疼痛的发生、发展，迄今未见文献报道。 本实验首先通过建立大鼠坐骨神经缩窄性损伤(chronicconstrictioniniuryofsciaticnerve，CCI)模型，观察CCI模型大鼠DRG神经元P2X3受体表达和电生理学特性的变化，了解P2X3受体在神经病理性疼痛过程中发挥的作用；其次，培养大鼠DRG神经元，采用全细胞膜片钳技术及激光共聚焦技术观察了GC对培养的DRG神经元ATP激活电流及ATP所致的细胞内钙离子浓度(intracellularcalciumconcentration，[Ca2+]i)升高的快速调控作用，并对这种调节作用的机制进行了初步的探讨。 结果发现： 1.背根神经节P2X3受体参与神经病理性痛的发生、发展 CCI模型大鼠在术后第2d即产生神经痛症状.热痛敏和机械疼敏，到21d痛敏仍持续存在。给予P2X受体拮抗剂TNP-ATP能明显减轻CCI所致的热痛敏、机械痛敏；免疫组织化学实验显示损伤侧L4-6节段背根节中小神经元及脊髓背角浅层P2X3受体表达增加，P2X3受体表达增加的时程与神经痛的发生、发展相一致；电生理实验发现CCI大鼠损伤侧L4-6节段背根节中产生ATP快速脱敏感反应电流(由P2X3受体介导)的神经元数目增加，电流幅度亦明显增强。 2.糖皮质激素快速抑制大鼠背根节神经元P2X3受体介导的ATP反应电流 (1)地塞米松快速抑制大鼠背根节神经元P2X3受体介导的ATP反应电流 地塞米松(dexamethasone，Dex)剂量依赖性地抑制背根节神经元中由P2X3受体介导的ATP快反应电流，而对慢反应电流无抑制作用；糖皮质激素受体拮抗剂RU38486(10μmol/L)可阻断Dex对背根节神经元ATP激活电流的快速抑制作用，而G蛋白活化抑制剂GDP-β-S(0.2mmol/L)不影响Dex的抑制作用；蛋白激酶A抑制剂H-89(10μmol/L)可阻断Dex的快速抑制作用，而蛋白激酶C抑制剂Chelerythrinechloride(10μmol/L)对Dex的抑制效应无阻断作用。 (2)皮质酮快速抑制大鼠背根节神经元P2X3受体介导的ATP快反应电流 与地塞米松的抑制作用相似，皮质酮(corticosterone，CORT)也可剂量依赖性地抑制背根节神经元P2X3受体介导的ATP快反应电流。糖皮质激素受体拮抗剂RU38486(10μmol/L)和蛋白激酶A抑制剂H-89(10μmol/L)可阻断CORT的快速抑制作用，而G蛋白活化抑制剂GDP-β-S(0.2mmol/L)和蛋白激酶C抑制剂Chelerythrinechloride(10μmol/L)对CORT的抑制效应无阻断作用。牛血清白蛋白结合的皮质酮(bovineserumalbumin-conjugatedcorticosterone，CORT-BSA)不能模拟CORT的抑制作用。 3.糖皮质激素快速抑制大鼠背根节神经元ATP所致的[Ca2+]i升高 ATP(100μmol/L)可导致DRG神经元[Ca2+]i升高，ATP所致的[Ca2+]i升高是由P2X受体介导的细胞外Ca2+内流所致，而无细胞内钙库Ca2+释放；Dex剂量依赖性地抑制DRG神经元ATP所致的[Ca2+]i升高；糖皮质激素受体拮抗剂RU38486(10μmol/L)、蛋白激酶A抑制剂H-89(10μmol/L)可阻断Dex的快速抑制作用，而G蛋白活化抑制剂GDP-β-S(0.2mmol/L)、蛋白激酶C抑制剂Chelerythrinechloride(10μmol/L)对Dex的抑制效应无阻断作用。与Dex的抑制作用相似，CORT也可抑制背根节神经元ATP所致的[Ca2+]i升高，糖皮质激素受体拮抗剂RU38486(10μmol/L)可阻断CORT的快速抑制作用，CORT-BSA不能模拟CORT的抑制作用。 综上所述，本研究结果表明：大鼠背根节神经元P2X3受体表达增加所致的神经元对ATP反应敏感性增强及兴奋性提高可能在坐骨神经损伤所致的神经痛的发生、发展中发挥了重要的作用；GC通过其受体激活细胞内PKA信号途径选择性地抑制大鼠背根节神经元P2X3受体介导的ATP快反应电流及ATP所致的[Ca2+]i升高，说明GC可通过快速非基因组作用降低初级神经元的兴奋性，这可能有助于应急状态下疼痛的缓解。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：英文缩写一览表

声明

前 言

第一部分神经痛大鼠P2X受体表达及电生理学特性的改变

前 言

第一节神经痛大鼠P2X3受体表达变化

材料及方法

结 果

小 结

第二节神经痛大鼠P2X受体电生理学特性变化

材料与方法

结 果

小 结

讨 论

第二部分 糖皮质激素对大鼠背根节神经元ATP激活电流的快速调节作用

前 言

材料和方法

结 果

小 结

讨 论

第三部分糖皮质激素对大鼠背根节神经元ATP所致的细胞内钙升高的调节作用

前 言

材料和方法

结 果

小 结

讨 论

全文总结

致 谢

照 片

参考文献

文献综述ATP/P2X受体在痛感受调制中的作用及其与其它递质/受体的相互关系

博士在读期间发表和待发表的论文

英文论著