NMDA受体阻断剂MK-801抑制大鼠甲醛炎性痛及痛过敏时脊髓后角COX-2蛋白及mRNA的表达

论文摘要

目的:前列腺素（prostaglandins, PGs）在脊髓水平伤害性信息的传递中发挥重要作用。环氧化酶（cyclooxyganese, COX）是合成PGs的限速酶,包括COX-1、COX-2和COX-3三种同工酶。一些研究提示,在伤害性刺激传入引起痛及痛过敏时,COX-2表达上调、催化合成的PGs增多,进而促进脊髓伤害性信息的传递。但是,在此过程中,脊髓后角COX-2的表达增加的机制尚不完全清楚。大量研究表明,兴奋性氨基酸（excitatory amino acids, EAAs）及其受体特别是N-methyl-D-aspartate（NMDA）受体与脊髓水平伤害性信息的处理以及痛过敏的形成和维持密切相关。同时有研究显示,在伤害性传入引起的痛及痛过敏过程中脊髓后角COX-2表达的增加可能与NMDA受体的激活有关。例如,在痛及痛过敏过程中,大鼠脊髓谷氨酸和PGE2的释放都增加;鞘内给予选择性COX-2抑制剂能以剂量依赖的方式阻断NMDA诱导的热痛敏。我室最近应用免疫组化技术研究发现,给大鼠足底注射甲醛或鞘内注射NMDA受体激动剂NMDA诱导大鼠伤害性感受的同时,使脊髓后角COX-2表达增加。预先鞘内注射NMDA受体非竞争性抑制剂MK-801可抑制COX-2表达的上调。这些结果初步提示NMDA受体的活动可能是介导炎性痛及痛过敏过程中脊髓后角COX-2表达增加的原因之一。本实验则在此基础上,进一步应用Western blot和RT-PCR技术,观察鞘内给予NMDA受体拮抗剂MK-801对甲醛实验大鼠脊髓后角COX-2蛋白及其mRNA表达上调的影响,为阐明NMDA受体在介导外周伤害性传入引起脊髓后角COX-2表达增加中的作用提供更确切的实验依据。方法:雄性Sprague-Dawley大鼠170只,体重250-280 g,随机分为以下各组:sham组:足底皮下注射生理盐水（normal saline, NS）0.15 ml,按注射后取材观察的时间,分为1 h、2 h（仅RT-PCR）和1 d组。甲醛组:大鼠右后足掌面皮下注射5%甲醛0.15 ml,按足底注射后取材观察的时间,分为1 h、2 h（仅RT-PCR）、4 h、1 d和3 d组。甲醛+生理盐水组:首先鞘内给予生理盐水10μl,15 min后于大鼠右后足掌面皮下注射5%甲醛0.15 ml。按足底注射后取材的时间,分为1 h、2 h （仅RT-PCR）和1 d组。甲醛+MK-801组:首先鞘内给予MK-801溶液10μl,15 min后于大鼠右后足掌面皮下注射5%甲醛0.15 ml,根据MK-801的注射剂量又分为2 nmol、20 nmol和100 nmol三个亚组。每个亚组按足底注射后取材的时间,再分为1 h、2 h（仅RT-PCR）和1 d组。以上各组动物在预定时间点取腰5脊髓后角,应用Western blot分析（各时间点均为5只动物）和RT-PCR法（各时间点均为5只动物）分别测定腰5（L5）脊髓节段后角COX-2蛋白和mRMA表达的变化。1 h取材前测定足底注射甲醛后60 min内的自发痛行为反应,1 d取材前测定热辐射缩足反射潜伏期和机械缩足反射阈值。结果:1痛行为反应1.1自发痛行为反应大鼠右后足底注射甲醛后,即刻出现舔、摇、和抬高注射足等自发缩足痛行为反应,注射足自发痛行为改变呈现明显的两时相性。鞘内注射MK-801可剂量依赖性地降低大鼠60 min内的自发缩足反射评分（P<0.05）。1.2热辐射缩足潜伏期和机械刺激缩足阈值与sham组相比,足底注射甲醛1 d后,可引起注射部位热辐射缩足潜伏期和机械刺激缩足阈值的升高,而非注射足相应部位的热辐射缩足潜伏期和机械刺激缩足阈值则降低（P<0.05）,表明甲醛注射引起了热痛觉过敏和机械痛觉过敏（非注射部位）。鞘内给予MK-801可显著抑制甲醛注射引起的热痛觉过敏和机械痛觉过敏,表现为甲醛+MK-801各组大鼠非注射足相应部位的热辐射缩足潜伏期和机械刺激缩足反射阈值较甲醛+生理盐水组显著升高（P<0.05）,并且这种升高与MK-801的剂量呈正相关。2甲醛炎性痛及痛过敏上调脊髓后角COX-2蛋白及mRNA的表达在Sham组大鼠,可见L5脊髓后角COX-2蛋白及mRNA均有一定程度的表达。足底注射甲醛后,注射部位同侧的脊髓后角内COX-2蛋白的表达在注射后1 h时即有显著升高,1 d达到表达高峰,3 d恢复至sham组水平（P <0.05）。上述COX-2蛋白表达上调的时间过程特点与痛行为反应呈现相类似的特点。COX-2 mRNA表达的时程与COX-2蛋白相类似,也于注射后1 h开始升高,但表达高峰提前至注射甲醛后2 h。3 MK-801抑制甲醛炎性痛引起的脊髓后角COX-2蛋白及mRNA表达的上调与甲醛+生理盐水组相比,甲醛+MK-801组中,无论是注射甲醛后1 h,还是1 d组,大鼠脊髓后角COX-2蛋白及mRNA表达,以及注射甲醛后2 h时COX-2 mRNA的表达均显著降低,表现为COX-2与β-actin的IOD值的比值降低（P<0.05）,并且MK-801的剂量越大,COX-2蛋白及mRNA表达的下调越明显,表明MK-801阻断了甲醛炎性痛及痛过敏所致的脊髓后角COX-2蛋白及mRNA表达的上调。结论:NMDA受体拮抗剂MK-801在抑制大鼠足底注射甲醛引起自发痛及痛过敏的同时,显著抑制这一过程中脊髓后角COX-2蛋白及mRNA表达的上调,上述作用与MK-801的剂量呈正相关。以上结果提示,NMDA受体的活动是甲醛炎性痛及痛过敏过程中脊髓后角COX-2蛋白及mRNA表达上调的原因之一。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 研究论文 NMDA 受体阻断剂MK-801 抑制大鼠甲醛炎性痛及痛过敏时脊髓后角COX-2 蛋白及mRNA 的表达
• 前言
• 材料与方法
• 结果
• 附图
• 讨论
• 结论
• 参考文献
• 综述 脊髓中的环氧化酶-2 及其在病理性疼痛中的作用
• 致谢
• 个人简历