姜黄素对Ⅱ型糖尿病神经病理性疼痛大鼠DRG神经元TTX-R钠电流的影响

摘要

目的：观察腹腔注射姜黄素对Ⅱ型糖尿病神经病理性疼痛(DNP)大鼠机械痛敏(MWT)、热痛敏(TWL)以及背根神经节(DRG)小直径神经元TTX-R钠电流的影响。
　　 方法：雄性SD大鼠85只随机分为正常组（N组，n=20）以及糖尿病组(M组，n=65)。M组大鼠经高糖高脂饲料喂养(HFD)8周诱导胰岛素抵抗后，继以单次小剂量链脲佐菌素(STZ)35mg/kg腹腔注射，血糖≥16.7mmol/l者入选实验，成功建立Ⅱ型糖尿病大鼠模型。14天后测M组大鼠MWT、TWL，降低至基础值85％以下者入选为Ⅱ型糖尿病神经病理性疼痛组（D组，n=54）。将D组再次随机分为3组(n=18):1)Ⅱ型糖尿病神经病理性疼痛（DNP组），给予普通饲料喂养，不作任何处理;2）Ⅱ型糖尿病神经病理性疼痛+姜黄素100mg/kg/d组（DCur组），高糖高脂饲料喂养，且腹腔注射姜黄素100mg/kg/d，持续14天;3)Ⅱ型糖尿病神经病理性疼痛+溶剂对照组（DSC组），高糖高脂饲料喂养，且腹腔注射玉米油4 ml/kg/d，持续14天。另从N组随机挑选18只作为正常对照组（Con组），给予普通饲料喂养，自始至终不作任何处理。所有组别在姜黄素治疗3、7、14天后测MWT与TWL，并在同时间点各组随机选取4只大鼠，急性分离大鼠L4-6 DRG神经元，进行全细胞膜片钳记录。
　　 结果：
　　 1.大鼠血糖、胰岛素浓度及胰岛素敏感指数的变化:与N组相比，高糖高脂饲养8周后M组大鼠血糖水平明显增高但未达到糖尿病诊断标准（N组3.6±0.4 mmol/L，M组5.4±1.3mmol/l）(P＜0.05)，空腹胰岛素浓度也明显升高(N组13.37±3.89 mIU/L，M组16.88±4.47 mIU/L)(P＜0.05)，胰岛素敏感指数明显下降（N组-3.89±0.51，M组-4.51±1.59）（P＜0.05）。
　　 2.痛阈的变化:STZ注射前各组MWT(N组40.6±7.9g，M组40.9±6.5g)、TWL(N组13.37±2.84s，M组13.73±2.54s)基础值无差别(P＞0.05)。与N组相比，注射STZ14天后M组大鼠MWT降低、TWL缩短(P＜0.05)，且持续到实验结束。姜黄素治疗阶段，与DNP组相比，Cur组给药后7天后MWT与TWL即有明显改善;且在给药14天后变化更为明显（P＜0.05）;DSC组和DNP组相比，给药后各时间点MWT、TWL差异无统计学意义。
　　 3.DRG神经元基本电生理特性的改变:1）全细胞电容(Cm)共有283个神经元用于Cm的记录(n=22～26)，其平均值为13.2±1.8 pF。且四组大鼠所取神经元记录的Cm值无统计学差异（P＞0.1）;2）静息膜电位（RMP）共有252个神经元成功记录RMP(n=19～23)。给药3天后，Con组RMP要明显高于其他三组（Con组62.6±4.8mV、DNP组51.2±3.9mV、DCur组49.9±2.7mV、DSC组51.0±3.4mV）(P＜0.05);给药7天后，DCur组RMP较DNP组与DSC组明显增高，并持续至给药后14天，且DSC组和DNP组无显著差异性。
　　 4.DRG神经元总钠电流大小的改变:共有233个神经元用于总钠电流的分析。给药3天后，四组的峰值总钠电流密度分别为:Con组69.0±7.0pA/pF(n=20)、DNP组124.9±8.6pA/pF(n=16)、DCur组118.8±8.0pA/pF(n=20)、DSC组122.0±8.4pA/pF(n=19)，其中来自于DNP大鼠的DRG神经元总钠电流要明显高于正常对照组(P＜0.05)。给药7天后，DCur组总钠电流密度较DNP组明显下降(DNP组129.4±4.7pA/pF(n=16)、DCur组94.4±9.0pA/pF(n=20))（P＜0.05）;给药14天后，DCur组的总钠电流大小亦有显著改善，且在三个时间点，DSC组和DNP组的总钠电流密度无显著差异性。
　　 5.DRG神经元TTX-R钠电流幅度及其电生理特性的改变:TTX-R钠电流通过预脉冲从164个小直径神经元的总钠电流中分离获得。1）给药3天后，四组的峰值TTX-R钠电流密度分别为:Con组53.4±7.8pA/pF(n=12)、DNP组107.4±6.4pA/pF(n=13)、DCur组102.9±8.4pA/pF(n=15)、DSC组105.8±7.7pA/pF(n=15)，其电流幅度较总钠电流降低，但是具有同样的变化趋势。给药7天后，DCur组TTX-R钠电流密度较DNP组亦有显著下降(DNP组103.2±2.7pA/pF(n=16)、DCur组70.1±5.4pA/pF(n=20))（P＜0.05）;给药14天后，各组变化趋势与给药7天后相似，但两个时间点的DCur组并无显著性差异(P=0.242)。2）Ⅱ型糖尿病神经病理性疼痛大鼠DRG神经元的Ⅰ-Ⅴ曲线较正常对照组显著下移，但在水平方向并无显著改变，但给药7天及14天后，两个时间点的治疗组Ⅰ-Ⅴ曲线有显著升高;DNP组大鼠DRG神经元的稳态激活曲线较其他三组在三个时间点均有显著左移，并伴随斜率因子k及Ⅴ1/2的显著改变，但在治疗7天及14天后，DCur组的激活曲线位于DNP组与Con组之间，斜率因子k及Ⅴ1/2数值亦有显著改善。
　　 结论：Ⅱ型糖尿病神经病理性疼痛大鼠DRG神经元的总钠电流与TTX-R钠电流显著增加，且伴随神经元基本电生理特性的改变;腹腔注射姜黄素能有效缓解DNP大鼠的热痛敏和机械痛敏，且伴随DRG神经元总钠电流与TTX-R钠电流幅度的降低，从而进一步确立姜黄素缓解疼痛的功效。

目录

缩略词表

摘要

前言

材料与方法

一、实验材料

二、主要试剂及溶液的配制

三、实验方法

四、图像分析及数据统计学处理

实验结果

1．一般情况观察

2．血糖、胰岛素浓度及胰岛素敏感指数变

3．各组大鼠MWT、TWL的变化

4．DRG神经元基本电生理特性的改变

5．DRG神经元总钠电流的变化

6．DRG神经元TTX-R钠电流幅度及相应VGSCs特性的变化

分析与讨论

1．模型制备

2．DNP与小直径DRG神经元、TTX-R钠电流

3．姜黄素对T2DM、DNP及TTX-R钠电流的作用

结论

参考文献

附录

致谢

综述 DRG神经元电压门控性钠通道在糖尿病神经病变中表达的改变

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